JP2012194239A - Image display - Google Patents
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Description
本発明は、映像表示装置、より詳細には、バックライトを領域分割して領域ごとに輝度を制御する映像表示装置に関する。 The present invention relates to a video display device, and more particularly to a video display device that divides a backlight into regions and controls luminance for each region.
映像表示装置においては、表示パネルの照明用としてＬＥＤバックライトを用いたものが普及している。ＬＥＤバックライトの場合、ローカルデミングが可能であるという利点をもっている。ローカルデミングは、バックライトを複数の領域に分割し、それぞれの領域に対応する表示領域の映像信号に応じて領域毎にＬＥＤの発光を制御する。例えば、画面内の暗い部分はＬＥＤの発光を抑え、画面内の明るい部分はＬＥＤを強く発光させる、といった制御が可能になる。これにより、バックライトの消費電力を低減するとともに、表示画面のコントラストを向上させることができる。 In video display devices, those using LED backlights are widely used for illumination of display panels. The LED backlight has an advantage that local dimming is possible. In local dimming, the backlight is divided into a plurality of areas, and the light emission of the LEDs is controlled for each area according to the video signal of the display area corresponding to each area. For example, it is possible to control such that a dark portion in the screen suppresses light emission of the LED, and a bright portion in the screen causes the LED to emit light strongly. Thereby, the power consumption of the backlight can be reduced and the contrast of the display screen can be improved.
例えば従来のローカルデミングの制御例を図１５に示す。ここではバックライトを８つの領域に分割し、各領域に対応する映像信号の最大階調値に応じてＬＥＤの輝度を制御するものとする。各領域の映像信号の最大階調値が図１５（Ａ）に示す状態であったものとする。Ａ〜Ｈは領域Ｎｏ．を示し、その下の数字が各領域内の最大階調値である。
例えば、ローカルデミングによる各領域のＬＥＤの輝度は図１５（Ｂ）に示すようになる。つまり、各領域の映像信号に応じて、領域ごとにＬＥＤの輝度を制御する。ここでは、映像信号の最大階調値が低い領域では映像が比較的暗いため、ＬＥＤの輝度を低下させて黒浮きを軽減させコントラストを向上させるとともに、ＬＥＤの低消費電力化を図るようにしている。この場合、それぞれの領域における最大輝度は、バックライトの全てのＬＥＤをデューティ１００％で点灯したときの輝度（例えば４５０ｃｄ／ｍ２）に制限される。
For example, FIG. 15 shows a conventional local dimming control example. Here, the backlight is divided into eight regions, and the luminance of the LED is controlled according to the maximum gradation value of the video signal corresponding to each region. It is assumed that the maximum gradation value of the video signal in each area is in the state shown in FIG. A to H are region Nos. The number below is the maximum gradation value in each area.
For example, the luminance of the LED in each region by local deming is as shown in FIG. That is, the brightness of the LED is controlled for each area according to the video signal of each area. Here, since the video is relatively dark in the region where the maximum gradation value of the video signal is low, the brightness of the LED is lowered to reduce the black float and improve the contrast, and the power consumption of the LED is reduced. Yes. In this case, the maximum luminance in each region is limited to the luminance (for example, 450 cd / m 2 ) when all LEDs of the backlight are turned on with a duty of 100%.
入力映像信号に応じてバックライトの点灯制御を行う技術に関し、例えば、特許文献１には、発光期間を広範囲に亘って可変する場合にも、フリッカと動画ボケを低減することを目的としたピーク輝度レベルの制御手法が開示されている。この制御手法では、フィールド期間内に配置される点灯期間の総和である総点灯期間長の制御により、ピーク輝度レベルが可変される表示パネルにおける点灯期間を設定する際、画面全体の平均輝度レベルに基づいて発光モードを判別する。この後、入力画像データに応じて設定されるピーク輝度レベルが得られるように、判別された発光モードについて規定された設定条件に従って、１フィールド期間内に配置される点灯期間の数、配置位置及び期間長を設定する。 For example, Patent Literature 1 discloses a peak for reducing flicker and moving image blur even when the light emission period is varied over a wide range. A brightness level control technique is disclosed. In this control method, when setting the lighting period in the display panel in which the peak luminance level is variable by controlling the total lighting period length that is the sum of the lighting periods arranged in the field period, the average luminance level of the entire screen is set. Based on this, the light emission mode is determined. Thereafter, in order to obtain a peak luminance level set in accordance with the input image data, the number of lighting periods arranged in one field period, the arrangement position, and the setting condition defined for the determined light emission mode Set the period length.
上記のように、バックライトを複数の領域に分割し、各領域に対応する映像信号に応じてＬＥＤの輝度を制御する従来のローカルデミング制御においては、それぞれの領域における最大輝度は、バックライトの全てのＬＥＤをデューティ１００％で点灯したときの輝度に制限されている。従って、ローカルデミングによって、例えば明るい映像をより特異的に明るくして、コントランストを向上させようとしても限界が生じ、効果的にコントラスト上げることができない。ローカルデミングによりＬＥＤの輝度を制御する際に、従来の方式のものよりもさらにコントラストを向上させて高品位の映像を提供する工夫が求められる。 As described above, in the conventional local dimming control in which the backlight is divided into a plurality of areas and the brightness of the LED is controlled according to the video signal corresponding to each area, the maximum brightness in each area is The luminance is limited when all LEDs are turned on with a duty of 100%. Therefore, for example, a bright image is more specifically brightened by local dimming to improve the contrast, so that there is a limit and the contrast cannot be effectively increased. When controlling the brightness of the LED by local dimming, a device for improving the contrast and providing a high-quality image as compared with the conventional method is required.
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、バックライトを複数に領域に分割して、各領域に対応する映像信号に応じてバックライトの輝度を制御するときに、明るい映像をより明るくしてコントラストを向上させ、かつ高輝度映像の輝き感を増すようにした映像表示装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and when a backlight is divided into a plurality of regions and the luminance of the backlight is controlled according to the video signal corresponding to each region, a bright image can be obtained. It is an object of the present invention to provide an image display device that is brighter, improves contrast, and increases the brightness of high-luminance images.
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、映像信号を表示する表示パネルと、該表示パネルを照明する光源としてＬＥＤを使用したバックライトと、該バックライトの発光輝度を制御する制御部とを有し、該制御部は、バックライトを複数の領域に分割し、分割した領域ごとにＬＥＤの発光を制御する映像表示装置であって、前記制御部は、前記分割した各領域に対応する表示領域の映像の第１の特徴量に応じて、前記領域ごとにＬＥＤの第１の輝度を定め、さらに、領域毎の前記第１の輝度に対して、ＬＥＤの駆動電流の合計値が所定の許容電流値以下である範囲で、前記第１の輝度に対して一律に一定倍率を乗算した領域ごとの第２の輝度を定め、さらに、前記領域ごとの第２の輝度と、所定の閾値とを比較し、前記第２の輝度が前記閾値より低い領域についてのみ、再度第２の輝度を当該領域の前記第１の輝度と同等、もしくは前記第１の輝度の所定範囲内まで低下させて第３の輝度とし、前記第２の輝度が前記閾値以上の領域に対して、前記閾値より小さい領域の輝度の低下分の総量を配分し、該配分した輝度により該第２の輝度を増加して第４の輝度とし、前記第３の輝度および前記第４の輝度を用いて、分割した領域ごとにＬＥＤの発光を制御することを特徴としたものである。 In order to solve the above problems, a first technical means of the present invention includes a display panel that displays a video signal, a backlight that uses an LED as a light source that illuminates the display panel, and a light emission luminance of the backlight. A control unit that controls, and the control unit divides the backlight into a plurality of regions, and controls the light emission of the LED for each of the divided regions, wherein the control unit A first luminance of the LED is determined for each of the regions in accordance with a first feature amount of a video of a display region corresponding to each region, and the LED driving current is further set with respect to the first luminance of each region. In a range where the total value is less than or equal to a predetermined allowable current value, a second luminance is determined for each region by uniformly multiplying the first luminance by a constant magnification, and the second luminance for each region is further determined. And a predetermined threshold value, and the second Only in the region where the luminance is lower than the threshold value, the second luminance is reduced to the third luminance by reducing the second luminance to be equal to the first luminance in the region or within a predetermined range of the first luminance, and the second luminance. The total amount of the decrease in luminance of the area smaller than the threshold is allocated to the area where the luminance of the pixel is equal to or higher than the threshold, the second luminance is increased by the allocated luminance to be the fourth luminance, and the first The light emission of the LED is controlled for each divided region using the luminance of 3 and the fourth luminance.
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記制御部が、映像の特徴量に係わりなく、前記閾値を固定値として設定することを特徴としたものである。 According to a second technical means, in the first technical means, the control unit sets the threshold value as a fixed value regardless of the feature amount of the video.
第３の技術手段は、第１の技術手段において、前記制御部が、映像の第２の特徴量に応じて前記閾値を設定すること特徴としたものである。 The third technical means is characterized in that, in the first technical means, the control unit sets the threshold value in accordance with a second feature amount of the video.
第４の技術手段は、第１〜第３のいずれか１の技術手段において、前記制御部が、前記第２の輝度を低下させて第３の輝度とする領域数が所定の数となるように、前記閾値を設定することを特徴としたものである。 According to a fourth technical means, in any one of the first to third technical means, the control unit lowers the second luminance and sets the number of regions to be the third luminance to a predetermined number. Further, the threshold value is set.
第５の技術手段は、第１〜第４のいずれか１の技術手段において、前記制御部が、前記閾値により前記第２の輝度を低下させる際に、映像の第２の特徴量が小さい映像ほど、前記第１の輝度に近づくように前記第２の輝度を低下させ、前記閾値により前記第２の輝度を増加させる際に、前記第２の特徴量が大きい領域ほど、前記輝度の配分量を相対的に多くすることを特徴としたものである。 According to a fifth technical means, in any one of the first to fourth technical means, when the control unit decreases the second luminance by the threshold value, the video has a small second feature amount. When the second luminance is decreased so as to approach the first luminance and the second luminance is increased by the threshold value, the larger the second feature amount, the larger the luminance distribution amount. It is characterized by relatively increasing.
第６の技術手段は、第１〜第４のいずれか１の技術手段において、前記制御部が、前記閾値により前記第２の輝度を低下させる際に、前記第２の輝度が前記閾値より低い領域のうち、前記第２の輝度が小さい領域ほど、前記第１の輝度に近づくように前記第２の輝度を低下させ、前記閾値により前記第２の輝度を増加させる際に、前記第２の輝度が大きい領域ほど、前記輝度の配分量を相対的に多くすることを特徴としたものである。 A sixth technical means is the first technical means according to any one of the first to fourth technical means, wherein when the control unit lowers the second luminance by the threshold value, the second luminance is lower than the threshold value. Of the regions, the region where the second luminance is smaller, the second luminance is lowered so as to approach the first luminance, and the second luminance is increased by the threshold value. The area with higher luminance is characterized in that the luminance distribution amount is relatively increased.
第７の技術手段は、第１〜第６のいずれか１の技術手段において、前記制御部が、前記第２の輝度が前記閾値以上の領域に対して、前記閾値より小さい領域の輝度の低下分の総量を均等に振り分けて配分することを特徴としたものである。 In a seventh technical means, according to any one of the first to sixth technical means, the control unit reduces a luminance of a region smaller than the threshold with respect to a region where the second luminance is equal to or higher than the threshold. It is characterized by distributing the total amount of minutes equally.
第８の技術手段は、第１〜第６のいずれか１の技術手段において、前記制御部が、前記第２の輝度が前記閾値以上の領域に対して、前記閾値より小さい領域の輝度の低下分の総量を配分する際、前記第２の輝度が相対的に大きい領域ほど、輝度の配分量を多くすることを特徴としたものである。 According to an eighth technical means, in any one of the first to sixth technical means, the control unit reduces a luminance of a region smaller than the threshold with respect to a region where the second luminance is equal to or higher than the threshold. When the total amount of minutes is distributed, the amount of luminance distribution is increased in the region where the second luminance is relatively large.
第９の技術手段は、第１〜第６のいずれか１の技術手段において、前記制御部が、前記第２の輝度が前記閾値以上の領域に対して、前記閾値より小さい領域の輝度の低下分の総量を配分する際、前記第２の輝度が相対的に小さい領域ほど、輝度の配分量を多くすることを特徴としたものである。 A ninth technical means is the method according to any one of the first to sixth technical means, wherein the control unit lowers the luminance of an area smaller than the threshold with respect to an area where the second luminance is equal to or higher than the threshold. When the total amount of minutes is distributed, the amount of luminance distribution is increased in the region where the second luminance is relatively small.
第１０の技術手段は、第１〜第９のいずれか１の技術手段において、前記第１の特徴量が、前記分割した領域内の映像信号の最大階調値であることを特徴としたものである。 According to a tenth technical means, in any one of the first to ninth technical means, the first feature amount is a maximum gradation value of a video signal in the divided area. It is.
第１１の技術手段は、第３または第５の技術手段において、前記第２の特徴量が、映像のＡＰＬであることを特徴としたものである。 The eleventh technical means is the third or fifth technical means, wherein the second feature amount is an APL of an image.
第１２の技術手段は、第３または第５の技術手段において、前記第２の特徴量は、映像のフレームごとの最大階調値であることを特徴としたものである。 A twelfth technical means is the third or fifth technical means, wherein the second feature amount is a maximum gradation value for each frame of the video.
本発明によれば、バックライトを複数に領域に分割して、各領域に対応する映像信号に応じてバックライトの輝度を制御するときに、明るい映像をより明るくしてコントラストを向上させ、かつ高輝度映像の輝き感を増すようにした映像表示装置を提供することができる。 According to the present invention, when the backlight is divided into a plurality of areas and the brightness of the backlight is controlled according to the video signal corresponding to each area, the bright video is brightened to improve the contrast, and It is possible to provide an image display device that increases the brightness of a high-luminance image.
図１は、本発明に係る映像表示装置の要部の構成例を説明する図である。映像表示装置は、入力映像信号に画像処理を行って映像表示する構成を有するもので、テレビジョン装置等に適用することができる。
画像処理部１は、放送信号から分離した映像信号や外部機器から入力した映像信号を入力し、従来と同様の映像信号処理を行う。例えば、ＩＰ変換、ノイズリダクション、スケーリング処理、γ調整、ホワイトバランス調整、などを適宜実行する。また、ユーザ設定値に基づいてコントラストや色味等を調整して出力する。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a main part of a video display device according to the present invention. The video display device is configured to display an image by performing image processing on an input video signal, and can be applied to a television device or the like.
The image processing unit 1 inputs a video signal separated from a broadcast signal or a video signal input from an external device, and performs the same video signal processing as that of the prior art. For example, IP conversion, noise reduction, scaling processing, γ adjustment, white balance adjustment, and the like are appropriately executed. Further, the contrast, color, etc. are adjusted based on the user set value and output.
エリアアクティブ制御部２は、画像処理部１から出力された映像信号に従って、映像信号を所定領域に分割し、各分割領域ごとに映像信号の最大階調値を抽出する。この領域毎の最大階調値をＬＥＤ制御部３に対してＬＥＤデータとして出力する。またエリアアクティブ制御部２では、液晶の各画素の階調を示すデータを液晶制御部６に対して液晶データとして出力する。このとき液晶データとＬＥＤデータとは、最終出力であるＬＥＤバックライト５と液晶パネル７で同期が維持されるように出力される。
The area active control unit 2 divides the video signal into predetermined regions in accordance with the video signal output from the image processing unit 1, and extracts the maximum gradation value of the video signal for each divided region. The maximum gradation value for each region is output to the LED control unit 3 as LED data. The area active control unit 2 outputs data indicating the gradation of each pixel of the liquid crystal to the liquid
なお、ＬＥＤデータは、分割領域ごとの映像信号の最大階調値としたが、最大階調値ではなく、例えば分割領域内の映像信号の階調平均値、などの他の所定の統計値であってもよい。ＬＥＤデータとしては領域内の最大階調値を用いるのが一般的であり、以下では、分割領域内の最大階調値を用いるものとして説明する。 The LED data is the maximum gradation value of the video signal for each divided area, but is not the maximum gradation value but other predetermined statistical values such as the average gradation value of the video signal in the divided area. There may be. As LED data, the maximum gradation value in the region is generally used, and in the following description, the maximum gradation value in the divided region is used.
ＬＥＤ制御部３は、エリアアクティブ制御部２から出力されたＬＥＤデータに対し、電力リミット制御を行い、ＬＥＤバックライト５の各ＬＥＤの点灯を制御する制御値を決定する。電力リミット制御は、表示画面内で輝度がさらに必要な領域に対してバックライトの輝度をより高め、コントラストを向上させるようにするもので、バックライトのＬＥＤを全点灯したときの駆動電流の総量を上限とし、各領域で点灯するＬＥＤの駆動電流の総量が、上記の全点灯時の駆動電流の総量を超えない範囲でＬＥＤの発光輝度を増加させるものである。 The LED control unit 3 performs power limit control on the LED data output from the area active control unit 2 and determines a control value for controlling lighting of each LED of the LED backlight 5. Power limit control is to increase the brightness of the backlight and improve the contrast for areas that require more brightness in the display screen. The total amount of drive current when the backlight LEDs are fully lit. Is set to the upper limit, and the emission luminance of the LED is increased within a range in which the total amount of drive current of the LEDs that are lit in each region does not exceed the total amount of drive current at the time of full lighting.
ＬＥＤバックライト５のＬＥＤの輝度は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御または電流制御、もしくはこれらの組み合わせによって制御することができる。いずれの場合にも所望の輝度でＬＥＤを発光させるように制御が行われる。以下の例ではＰＷＭによるデューティ制御を例として説明するものとする。ＬＥＤ制御部３から出力される制御値は、エリアアクティブ制御部２の分割領域ごとにＬＥＤの発光制御を行うもので、これによりローカルデミングを実現する。本発明の制御部は、エリアアクティブ制御部２および液晶制御部６に該当する。
ＬＥＤドライバ４は、ＬＥＤ制御部３から出力されたＬＥＤデータに従って、ＬＥＤバックライト５の各ＬＥＤの発光制御を行う。
The brightness of the LED of the LED backlight 5 can be controlled by PWM (Pulse Width Modulation) control, current control, or a combination thereof. In either case, control is performed so that the LED emits light with a desired luminance. In the following example, PWM duty control will be described as an example. The control value output from the LED control unit 3 performs LED light emission control for each divided region of the area active control unit 2, thereby realizing local dimming. The control unit of the present invention corresponds to the area active control unit 2 and the liquid
The LED driver 4 performs light emission control of each LED of the LED backlight 5 according to the LED data output from the LED control unit 3.
図２は、ＬＥＤ制御部によるＬＥＤ輝度の設定例を説明するための図である。
映像表示装置のＬＥＤ制御部３は、図２のような関係でＬＥＤバックライト５の輝度を決定する。横軸は、バックライトの点灯率（ウィンドウサイズ）である。点灯率はバックライト全体の平均点灯率を定めるものであるが、全点灯領域（ウィンドウ領域）と消灯領域との比として表すことができる。点灯領域がない状態では点灯率はゼロであり、点灯領域のウィンドウが大きくなるに従って点灯率は増大し、全点灯では点灯率は１００％になる。また、縦軸は分割領域のＬＥＤの輝度を示すもので、複数に分割した領域のうち、最大輝度を取り得る領域のＬＥＤの輝度を示す。つまり画面内のウィンドウを含む領域の輝度が示される。
FIG. 2 is a diagram for explaining an example of setting the LED brightness by the LED control unit.
The LED control unit 3 of the video display device determines the luminance of the LED backlight 5 in the relationship as shown in FIG. The horizontal axis represents the lighting rate (window size) of the backlight. The lighting rate determines the average lighting rate of the entire backlight, and can be expressed as a ratio of the total lighting region (window region) to the extinguishing region. The lighting rate is zero when there is no lighting region, the lighting rate increases as the window of the lighting region increases, and the lighting rate becomes 100% with full lighting. The vertical axis indicates the luminance of the LED in the divided area, and indicates the luminance of the LED in an area where the maximum luminance can be obtained among the divided areas. That is, the brightness of the area including the window in the screen is shown.
電力リミット制御により、ＬＥＤを点灯するための電力（駆動電流値の総量）は一定とする。従って、点灯率が大きくなるほど、一つの分割領域に投入できる電力は小さくなる。
点灯率と分割領域の最大輝度との関係の一例は図２のようになる。点灯率（ウィンドウサイズ）が小さい範囲では、その小さいウィンドウに電力を集中できるため、各ＬＥＤをデューティ１００％の最高輝度まで点灯可能である。しかしながら、点灯率が小さく、１つの分割領域内のＬＥＤを全て点灯することができない領域（Ｐ１〜Ｐ２）では、点灯ＬＥＤをデューティ１００％にしたとしても、領域全体としての輝度は低くなる。この場合、点灯率＝０（ウィンドウサイズ＝０）のときの領域の輝度が最も低く、点灯率が大きくなるに従って領域内のウィンドウサイズが大きくなっていくため、領域の輝度も上がる。従って、Ｐ１〜Ｐ２に至る輝度のカーブの形状は、映像の分割数（分割領域の大きさ）によっても変化することがわかる。
By the power limit control, the power for turning on the LED (total amount of drive current value) is constant. Therefore, as the lighting rate increases, the power that can be input to one divided region decreases.
An example of the relationship between the lighting rate and the maximum brightness of the divided area is as shown in FIG. In a range where the lighting rate (window size) is small, power can be concentrated on the small window, so that each LED can be lit up to the maximum luminance with a duty of 100%. However, in a region (P1 to P2) where the lighting rate is small and all the LEDs in one divided region cannot be lit, the luminance of the entire region is low even if the lighting LED is set to 100% duty. In this case, the luminance of the region is the lowest when the lighting rate = 0 (window size = 0), and the window size in the region increases as the lighting rate increases, so the luminance of the region also increases. Therefore, it can be seen that the shape of the luminance curve from P1 to P2 also changes depending on the number of divisions of the video (the size of the divided areas).
点灯率が０の状態から点灯率が上がっていき、１つの領域のＬＥＤが全て点灯できる点灯率になると（Ｐ２）、その領域の輝度は最大となる。このときのＬＥＤのデューティは１００％である。電力リミット制御により小さい領域に電力を投入することができるからである。
さらに点Ｐ２より点灯率が高くなっていくと、点灯すべきＬＥＤが増えていくため、電力リミット制御によって各ＬＥＤに投入できる電力が低減し、従って領域が取りうる最大輝度も徐々に低下していく。点Ｐ３は画面全体が全点灯された状態であり、この場合、この例では各ＬＥＤのデューティは例えば３６．５％まで低下する。
When the lighting rate increases from a state where the lighting rate is 0 and the lighting rate is such that all the LEDs in one region can be lit (P2), the luminance in that region becomes maximum. The duty of the LED at this time is 100%. This is because power can be input to a smaller area for power limit control.
Further, as the lighting rate increases from point P2, the number of LEDs to be lit increases, so the power that can be input to each LED by power limit control decreases, and therefore the maximum brightness that the area can take gradually decreases. Go. The point P3 is a state in which the entire screen is fully lit. In this case, the duty of each LED decreases to, for example, 36.5%.
電力リミット制御は、表示画面内で輝度がさらに必要な領域に対してバックライトの輝度をより高め、コントラストを向上させるようにするものである。ここでは、バックライトのＬＥＤを全点灯したときの駆動電流の総量を上限とし、各領域で点灯するＬＥＤの駆動電流の総量が、上記の全点灯時の駆動電流の総量を超えない範囲でＬＥＤの発光輝度を一定倍率で増加させる。 In the power limit control, the luminance of the backlight is further increased and the contrast is improved in an area where the luminance is further required in the display screen. Here, the upper limit is the total amount of drive current when the backlight LEDs are fully lit, and the total amount of drive current of the LEDs that are lit in each region is within the range that does not exceed the total amount of drive current when all the LEDs are lit. Is increased at a constant magnification.
つまり、図４に示すように、図１５（Ｂ）で領域毎に定めたＬＥＤの発光輝度に一定倍率（ａ倍）を乗算して輝度を高くする。このときの条件は、各領域の駆動電流値の総量＜ＬＥＤの全点灯時の総駆動電流値となる。この場合、１つの領域では、全点灯時の輝度（例えば４５０ｃｄ／ｍ２）を超えることを許容し、電力に余裕のある範囲でより多くの駆動電流をＬＥＤに投入して、より明るくするものである。このような制御を行うことで、実際に２〜３倍のピーク輝度を表現することが可能である。 That is, as shown in FIG. 4, the luminance is increased by multiplying the light emission luminance of the LED determined for each region in FIG. 15B by a fixed magnification (a times). The condition at this time is the total amount of drive current values in each region <the total drive current value when all the LEDs are turned on. In this case, in one area, it is allowed to exceed the luminance at the time of full lighting (for example, 450 cd / m 2 ), and more driving current is input to the LED in a range where there is a margin of power to make it brighter. It is. By performing such control, it is possible to actually express a peak luminance of 2 to 3 times.
図３は、ＬＥＤの輝度デューティを変化させたときの液晶パネル上の輝度の状態を示す図である。横軸は映像信号の階調、縦軸は液晶パネル上の輝度値である。
例えばＬＥＤバックライトのＬＥＤを３６．５％のデューティで制御したとき、映像信号の階調表現はＴ１のようになる。このとき液晶パネル上の輝度値＝（階調値）２．２である（つまりガンマ＝２．２）。ここで、ＬＥＤを１００％のデューティで制御したとき、階調表現はＴ２のようになる。つまり、ＬＥＤの輝度が３６．５％から１００％に約２．７倍に増大しているため、液晶パネル上の輝度値も約２．７倍に増大する。このとき、高輝度の輝き感を増したい領域Ｈのみならず、低階調領域Ｌまで約２．７倍に輝度が増大してしまう。従って、映像のコントラストは向上するものの低階調領域の黒浮き等の輝度増段によるデメリットも発生してしまう。
FIG. 3 is a diagram showing a state of luminance on the liquid crystal panel when the luminance duty of the LED is changed. The horizontal axis represents the gradation of the video signal, and the vertical axis represents the luminance value on the liquid crystal panel.
For example, when the LED of the LED backlight is controlled with a duty of 36.5%, the gradation expression of the video signal becomes T1. At this time, the luminance value on the liquid crystal panel = (gradation value) is 2.2 (that is, gamma = 2.2). Here, when the LED is controlled with a duty of 100%, the gradation expression becomes T2. That is, since the luminance of the LED is increased by about 2.7 times from 36.5% to 100%, the luminance value on the liquid crystal panel is also increased by about 2.7 times. At this time, the luminance increases about 2.7 times not only in the region H where the brightness of high luminance is desired to be increased, but also in the low gradation region L. Accordingly, although the contrast of the image is improved, there are disadvantages due to the luminance increase such as black floating in the low gradation region.
そこで本発明に係る実施形態では、電力リミット制御によりＬＥＤの発光デューティを制御して、電力許容範囲内で一律にデューティをアップした状態から、さらに画面輝度を上げたくない低階調領域のＬＥＤの輝度を低減させ、さらにその低減させた輝度を高階調領域に配分して輝度を増大させることにより、コントラストを向上させて映像品位の高い映像が得られるようにしている。 Therefore, in the embodiment according to the present invention, the light emission duty of the LED is controlled by the power limit control, and the duty of the LED in the low gradation region where it is not desired to further increase the screen brightness from the state where the duty is uniformly increased within the allowable power range. The brightness is reduced, and the reduced brightness is distributed to the high gradation region to increase the brightness, thereby improving the contrast and obtaining a video with high image quality.
本発明に係るエリアアクティブ制御部２及びＬＥＤ制御部３の具体的処理例を説明する。
図５は、表示画面を８分割した例を示している。各分割領域Ｎｏ．をＡ〜Ｈとし、各領域ごとの映像の最大階調値を示す。最大階調値は本発明の第１の特徴量に相当する。ここで前述したように、第１の特徴量は、領域ごとの最大階調値とするが、この他、領域内の階調値の平均等の他の統計値を用いてもよい。
この例では、８つの分割領域における映像の最大階調値は、６４、２２４、１６０、３２、１２８、１９２、１９２、９６であり、最大階調値の平均は、２５６階調に対して５３％の値となる。つまり、この場合、図２のグラフでは点灯率（ウィンドウサイズ）５３％に相当する。
Specific processing examples of the area active control unit 2 and the LED control unit 3 according to the present invention will be described.
FIG. 5 shows an example in which the display screen is divided into eight. Each divided region No. Are A to H, and indicate the maximum gradation value of the image for each region. The maximum gradation value corresponds to the first feature amount of the present invention. As described above, the first feature amount is the maximum gradation value for each region, but other statistical values such as an average of the gradation values in the region may be used.
In this example, the maximum gradation value of the video in the eight divided areas is 64, 224, 160, 32, 128, 192, 192, 96, and the average of the maximum gradation values is 53 for 256 gradations. % Value. That is, in this case, it corresponds to a lighting rate (window size) of 53% in the graph of FIG.
図２において、点灯率５３％（Ｐ４）のときに、最大輝度を取りうる領域のバックライトの輝度に相当するＬＥＤのデューティが５５％であったものとする。つまりこの画面における点灯率５３％のときに、電力リミット制御により５５％デューティ相当までバックライトを上げることができる。これは全点灯（点灯率１００％）のときのデューティ３８．５％の約１．５倍に相当する。
つまり、ＬＥＤを全点灯したときのＬＥＤのデューティ３８．５％に対して、点灯率５３％のときには、３８．５％の１．５倍の輝度になるように点灯ＬＥＤに電力を投入することができる。
In FIG. 2, it is assumed that when the lighting rate is 53% (P4), the duty of the LED corresponding to the luminance of the backlight in the region where the maximum luminance can be obtained is 55%. That is, when the lighting rate on the screen is 53%, the backlight can be raised to 55% duty by power limit control. This corresponds to about 1.5 times the duty of 38.5% when fully lit (
In other words, when the LED duty is 38.5% when the LEDs are fully lit, when the lighting rate is 53%, power is supplied to the lighting LEDs so that the brightness is 1.5 times that of 38.5%. Can do.
図６は、図５に示す領域を領域Ｎｏ順に並べた状態を示す図である。横軸は領域Ｎｏ．で、縦軸は各領域のＬＥＤの輝度値である。ＬＥＤの輝度値は、０−２５５の階調値で表すことができる。
そして、まず、従来のローカルデミング制御と同様の手法にて領域ごとのＬＥＤの輝度値を定める。この輝度値を第１の輝度とする。第１の輝度は、映像の最大階調値が小さい領域では相対的に小さく定められ、映像の最大階調値が大きい領域では相対的に大きくなるように定められる（図１５（Ｂ）と同様）。これにより、従来と同様に、低階調の黒浮きを避け、コントラストを向上させるとともに低消費電力化を図り、高階調領域の輝度を上げて輝き感を増すようにしている。このときの各領域のＬＥＤの輝度は、ＬＥＤを全点灯したときの画面輝度（例えば４５０ｃｄ／ｍ２）を超えないように設定される。
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the areas illustrated in FIG. 5 are arranged in the order of the area numbers. The horizontal axis represents the region No. The vertical axis represents the luminance value of the LED in each region. The luminance value of the LED can be represented by a gradation value of 0-255.
First, the luminance value of the LED for each region is determined by the same method as in the conventional local dimming control. This luminance value is set as the first luminance. The first luminance is determined to be relatively small in the region where the maximum gradation value of the image is small, and relatively large in the region where the maximum gradation value of the image is large (similar to FIG. 15B). ). Thus, as in the prior art, low gradation black floating is avoided, the contrast is improved and the power consumption is reduced, and the brightness in the high gradation region is increased to increase the brightness. At this time, the brightness of the LEDs in each region is set so as not to exceed the screen brightness (for example, 450 cd / m 2 ) when all the LEDs are turned on.
そして、上記のように電力リミット制御により計算される輝度アップ分（ここでは１．５倍）を各領域のＬＥＤの輝度値に乗算する。ここでは、全ての領域に対して一律に輝度アップ分の値を乗算する。ＬＥＤ全点灯時のＬＥＤのデューティは３６．５％であるが、点灯率５３％の場合には、５５％のデューティまでＬＥＤの輝度が上昇する。第１の輝度に対して１．５倍を乗算したヒストグラムデータの値を第２の輝度（Ｖ２）とする。 Then, the brightness value calculated by the power limit control as described above (here, 1.5 times) is multiplied by the brightness value of the LED in each region. Here, all areas are uniformly multiplied by a value corresponding to the brightness increase. The LED duty when the LEDs are fully lit is 36.5%, but when the lighting rate is 53%, the brightness of the LEDs increases to a duty of 55%. A value of histogram data obtained by multiplying the first luminance by 1.5 times is defined as a second luminance (V2).
そして、本発明に係る実施形態の特徴として、各領域の第２の輝度（Ｖ２）と所定の閾値（ＬＥＤ輝度の階調）Ｔｈとを比較し、第２の輝度（Ｖ２）が閾値Ｔｈより小さい領域については、第２の輝度（Ｖ２）を更に所定量低減させる。例えば、閾値Ｔｈを８０階調とするとき、８０階調より小さい第２の輝度（Ｖ２）の領域のＬＥＤの輝度を低減させる。低減値は、例えば、１／１．５＝０．６８倍とする。つまり、初期の輝度値（第１の輝度）に対して１．５倍したもの（第２の輝度）を再度０．６８倍して第３の輝度（Ｖ３）とする。これは、結果的に元のＬＥＤの輝度値（第１の輝度）に戻すことになる。
ＬＥＤバックライトの制御においては、最大階調値が閾値Ｔｈより小さい領域では、第３の輝度（Ｖ３）を使用してＬＥＤを制御する。
これにより、閾値Ｔｈより小さい最大輝度値をもつ低階調の映像領域では、電力リミット制御によりＬＥＤに電力を投入する場合でもＬＥＤの輝度を過度に上げることなく、低輝度に維持することでコントラストをさらに向上させるし、黒浮き等の悪化も解消される。
As a feature of the embodiment according to the present invention, the second luminance (V2) of each region is compared with a predetermined threshold (LED luminance gradation) Th, and the second luminance (V2) is compared with the threshold Th. For a small area, the second luminance (V2) is further reduced by a predetermined amount. For example, when the threshold Th is 80 gradations, the brightness of the LEDs in the second brightness (V2) region smaller than 80 gradations is reduced. The reduction value is, for example, 1 / 1.5 = 0.68 times. That is, 1.5 times the first luminance value (first luminance) (second luminance) is again multiplied by 0.68 to obtain the third luminance (V3). As a result, the brightness value (first brightness) of the original LED is restored.
In the control of the LED backlight, the third luminance (V3) is used to control the LED in the region where the maximum gradation value is smaller than the threshold value Th.
As a result, in a low gradation image area having a maximum luminance value smaller than the threshold value Th, contrast is maintained by maintaining low luminance without excessively increasing the luminance of the LED even when power is applied to the LED by power limit control. Is further improved, and deterioration such as black float is eliminated.
このとき、第３の輝度（Ｖ３）を第１の輝度に一致させるようにすれば、電力リミット制御による輝度制御の際にも、閾値より小さい最大階調値をもつ領域については、第１の輝度に戻すことができる。また、上記のように、電力リミット制御によってＬＥＤの第１の輝度を一律に第２の輝度に増大させ、第２の輝度を閾値Ｔｈと比較して閾値Ｔｈより小さい最大階調値をもつ領域のＬＥＤの輝度下げる場合、第１の輝度に一致させることなく、第１輝度に近づけるように、第３の輝度を第１の輝度の所定範囲内に入るように設定する。例えば第１の輝度の２倍程度以内に低下させることにより、本発明の目的とするコントラスト向上の効果に加えて、主に低階調の映像の輝度を増大することで目立つノイズの発現を抑える効果が得られる。 At this time, if the third luminance (V3) is made to coincide with the first luminance, even in the luminance control by the power limit control, the region having the maximum gradation value smaller than the threshold is set to the first luminance. The brightness can be restored. In addition, as described above, the first luminance of the LED is uniformly increased to the second luminance by the power limit control, and the second luminance is compared with the threshold Th and has a maximum gradation value smaller than the threshold Th. When lowering the luminance of the LED, the third luminance is set to fall within a predetermined range of the first luminance so as to approach the first luminance without matching the first luminance. For example, by reducing it to within about twice the first luminance, in addition to the effect of improving the contrast intended by the present invention, the occurrence of noticeable noise is suppressed mainly by increasing the luminance of the low gradation image. An effect is obtained.
そして、第２の輝度が閾値以上の領域に対しては、閾値より小さい領域の輝度の低下分の総量を配分し、その配分した輝度により第２の輝度を増加させる。つまり、第２の輝度が閾値Ｔｈより小さい領域について、第２の輝度から低下させた輝度の総量を、第２の輝度が閾値Ｔｈ以上の領域に配分する。これによりさらにコントラストを向上させることができる。
配分の方法は、輝度低下分の総量を、それぞれの領域に均等に割り付けて配分することができる。こうすることによって、映像上の明るい部分をよりはっきりと見せることができる。白っぽい家を映すような映像に占める明るい部分が比較的多い場合に好適である。
Then, for an area where the second luminance is equal to or greater than the threshold, the total amount of decrease in the luminance of the area smaller than the threshold is allocated, and the second luminance is increased by the allocated luminance. That is, for the region where the second luminance is smaller than the threshold Th, the total amount of luminance reduced from the second luminance is distributed to the region where the second luminance is equal to or higher than the threshold Th. Thereby, the contrast can be further improved.
In the distribution method, the total amount of luminance reduction can be allocated evenly to each area. By doing this, it is possible to show bright parts on the image more clearly. It is suitable when there are a relatively large number of bright parts in an image showing a whitish house.
また、配分の方法として、第２の輝度の値やＡＰＬなどの特徴量に応じて配分比を変更するものであってもよい。
例えば、第２の輝度が閾値Ｔｈ以上の領域に対して、閾値Ｔｈより小さい領域の輝度の低下分の総量を配分する際、第２の輝度が相対的に大きい領域ほど、輝度の配分量を多くすることができる。最も明るい部分を含む領域の輝度を重点的に上げることによって、きらりと光る輝き感をより向上させることができる。この例は、花火等の明るい部分の階調性があまり気にならず、その明るさ、輝度の高さが重要である場合に好適である。
Further, as a distribution method, the distribution ratio may be changed according to the second luminance value or the feature quantity such as APL.
For example, when allocating the total amount of decrease in the luminance of the region smaller than the threshold Th to the region where the second luminance is equal to or greater than the threshold Th, the luminance distribution amount is set to a region where the second luminance is relatively large. Can do a lot. By intensively increasing the luminance of the region including the brightest part, it is possible to further improve the glittering shine. This example is suitable when the gradation of a bright part such as fireworks is not particularly concerned, and the brightness and brightness are important.
あるいは、第２の輝度が閾値Ｔｈ以上の領域に対して、閾値Ｔｈより小さい領域の輝度の低下分の総量を配分する際、第２の輝度が相対的に小さい領域ほど、輝度の配分量を多くすることができる。このようにすることで、最も明るい部分が白つぶれ、階調つぶれを起こすことを回避しつつ、明るい部分を含む領域をよいはっきり見せることができる。 Alternatively, when the total amount of the decrease in luminance of the region smaller than the threshold Th is distributed to the region where the second luminance is equal to or higher than the threshold Th, the luminance distribution amount is set to a region where the second luminance is relatively small. Can do a lot. By doing so, it is possible to clearly show the region including the bright part while avoiding the brightest part from being whitened and the gradation being crushed.
図６の例では、第２の輝度が閾値Ｔｈ以上の領域Ｂ，Ｃ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈに対して均等量の輝度を配分し、第２の輝度に加える。この値を第４の輝度（Ｖ４）とする。配分する輝度の量は、ＬＥＤの駆動電流値で表すことができる。つまり、輝度低下分の駆動電流値の総量を、輝度を増加させる領域の駆動電流値に配分して駆動電流値を増大させる。 In the example of FIG. 6, an equal amount of luminance is distributed to the regions B, C, E, F, G, and H in which the second luminance is equal to or greater than the threshold Th and added to the second luminance. This value is the fourth luminance (V4). The amount of luminance to be distributed can be represented by the LED drive current value. That is, the drive current value is increased by distributing the total amount of the drive current value for the luminance decrease to the drive current value in the region where the luminance is increased.
このように、本発明に係る実施形態では、映像の分割領域の最大階調値（第１の特徴量）に基づいてコントラストの向上、省電力の低下を図るために低階調のＬＥＤの輝度を低下させた第１の輝度に対して、電力リミット制御によってＬＥＤに電力を投入して第２の輝度に増大させ、第２の輝度を閾値Ｔｈと比較して閾値より小さい最大階調値をもつ領域のＬＥＤの輝度を低下させ第３の輝度とする。このときに、第３の輝度を第１の輝度に一致させるか、もしくは第１の輝度の所定範囲まで低下させる。そして、最大階調値が閾値Ｔｈより小さい領域の輝度低下分を、最大階調値が閾値Ｔｈ以上の領域に配分することで、低輝度領域は暗いままで、高輝度領域をより高輝度にし、コントラストを向上させる。 As described above, in the embodiment according to the present invention, the brightness of the low gradation LED is used to improve the contrast and reduce the power saving based on the maximum gradation value (first feature amount) of the divided area of the video. With respect to the first luminance that has been reduced, power is supplied to the LED by power limit control to increase the second luminance, and the second luminance is compared with the threshold Th, and the maximum gradation value smaller than the threshold is set. The luminance of the LED in the area is reduced to a third luminance. At this time, the third luminance is matched with the first luminance, or is lowered to a predetermined range of the first luminance. Then, by distributing the luminance decrease in the area where the maximum gradation value is smaller than the threshold Th to the area where the maximum gradation value is the threshold Th or more, the low luminance area remains dark and the high luminance area becomes higher luminance. , Improve contrast.
さらに、第２の輝度を低下させて第３の輝度とする際、閾値Ｔｈより小さい最大階調値を有する分割領域のうち、一定倍率で一律にＬＥＤの輝度を低下させるのではなく、第２の輝度の値に応じてＬＥＤの輝度の低下の倍率（あるいは低下量）を異ならせるようにしてもよい。例えば、閾値Ｔｈより小さい最大階調値をもつ領域のうち、第２の輝度が小さい領域程、ＬＥＤの輝度の低下倍率を上げ、もしくは低下量を大きくする。このとき、第２の輝度が小さい領域では、第１の輝度に近づけてＬＥＤの輝度を低下させる。 Further, when the second luminance is reduced to the third luminance, the luminance of the LED is not reduced uniformly at a constant magnification among the divided regions having the maximum gradation value smaller than the threshold Th. Depending on the value of the brightness, the reduction rate (or amount of decrease) of the brightness of the LED may be varied. For example, in the region having the maximum gradation value smaller than the threshold Th, the region where the second luminance is lower increases the LED luminance reduction magnification or increases the amount of reduction. At this time, in the region where the second luminance is small, the luminance of the LED is lowered close to the first luminance.
また、閾値Ｔｈより最大階調値が小さい領域のうち、第２の特徴量（ＡＰＬや映像の最大階調値）が小さいほど、第１の輝度に近づくようにＬＥＤの輝度を低下させるようにしてもよい。例えば、ＡＰＬが比較的高い映像では、閾値より最大輝度値が小さい領域では、ＬＥＤの輝度を第１の輝度まで戻すことなく、例えば第１の輝度の２倍程度の所定範囲まで戻す。そして、閾値Ｔｈ以上の最大階調値を有する分割領域に対して、上記の輝度低下分を配分してさらに輝度を上げる。ＡＰＬが小さいほど、最大階調値が閾値より小さい領域に対する輝度低下分が大きいため、輝度を上げる領域に対する輝度の配分の総量も増大する。これにより、ＡＰＬが小さい場合には、画面内でより輝いている部分の輝度の増量を多くして、より輝き感を強くすることができ、コントラストを向上させることができる。
第２の特徴量として映像の最大階調値を用いた場合も同様である。
In addition, in the region where the maximum gradation value is smaller than the threshold Th, the luminance of the LED is lowered so as to approach the first luminance as the second feature amount (APL or the maximum gradation value of the image) is smaller. May be. For example, in a video with a relatively high APL, in a region where the maximum luminance value is smaller than the threshold value, the luminance of the LED is returned to a predetermined range, for example, about twice the first luminance without returning to the first luminance. Then, the luminance reduction is distributed to the divided area having the maximum gradation value equal to or greater than the threshold Th to further increase the luminance. The smaller the APL is, the larger the amount of decrease in luminance for the region where the maximum gradation value is smaller than the threshold value. Thereby, when APL is small, the increase of the brightness | luminance of the part which is shining more in a screen can be increased, a feeling of shine can be strengthened more, and contrast can be improved.
The same applies to the case where the maximum gradation value of the video is used as the second feature amount.
図６に示すように、閾値Ｔｈよりも小さい最大階調値をもつ領域のＬＥＤの輝度を、上記の各手法のいずれかを採用して低下させる。そして、図７に示すように、得られたＬＥＤの輝度値が小さい順に並べ換える。そして各領域の最大階調値を入力とし、各領域のＬＥＤの輝度を出力とする階調カーブを作成する。 As shown in FIG. 6, the luminance of the LED in the region having the maximum gradation value smaller than the threshold value Th is reduced by adopting any of the above-described methods. Then, as shown in FIG. 7, the obtained LEDs are rearranged in ascending order of brightness. Then, a gradation curve is created in which the maximum gradation value of each region is input and the luminance of the LED of each region is output.
図８は、得られた階調カーブの一例を示す図で、横軸は第２の輝度に相当するＬＥＤ階調値（入力階調）、縦軸は第３の輝度に相当するＬＥＤ階調値（出力階調）を示している。補正前とは、第２の輝度を第３の輝度に補正することなく出力させたときの階調カーブを示し、補正後とは、閾値に従って第２の輝度を第３の輝度に補正したときの階調カーブを示している。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the obtained gradation curve, in which the horizontal axis indicates the LED gradation value (input gradation) corresponding to the second luminance, and the vertical axis indicates the LED gradation corresponding to the third luminance. The value (output gradation) is shown. Before correction means a gradation curve when the second luminance is output without being corrected to the third luminance, and after correction is when the second luminance is corrected to the third luminance according to the threshold value. The gradation curve is shown.
図８に示すように、補正後の階調カーブでは、所定の閾値より小さい低階調領域の場合に、電力リミットにより輝度アップしたＬＥＤの輝度を再び低減させるような制御を行う。言い換えれば、所定の閾値より小さい低階調領域に限ってはＬＥＤの輝度をアップさせることなく、元のＬＥＤの輝度（第１の輝度）と同じレベルもしくは近傍のレベルに維持する。これにより所定の低階調領域に限ってＬＥＤの輝度を過度に増大させることがなく、表示上のノイズの発現を抑えることができ、かつ、高輝度領域ではより輝き感を増した映像表現が可能となる。 As shown in FIG. 8, in the corrected gradation curve, in the case of a low gradation area smaller than a predetermined threshold, control is performed to reduce the luminance of the LED whose luminance is increased by the power limit again. In other words, only in a low gradation region smaller than the predetermined threshold, the luminance of the LED is not increased, and is maintained at the same level as the luminance of the original LED (first luminance) or in a nearby level. As a result, the luminance of the LED is not excessively increased only in a predetermined low gradation region, the expression of noise on the display can be suppressed, and a video expression with a more brilliant feeling can be obtained in the high luminance region. It becomes possible.
また、上記の閾値は、分割領域のうちの輝度を低減させる領域の数に応じて定めるものであってもよい。ここでは複数の分割領域のうち、最大階調値が低い領域から所定数だけ、第２の輝度を低減させて第３の輝度とするように閾値を設定することができる。例えば、８分割の領域のうち、２つの領域のみについて第３の輝度を設定する。これにより一定の数の低輝度領域について、常にＬＥＤの輝度の増大を抑えることができ、コントラストを向上させることができる。 In addition, the threshold value may be determined according to the number of areas in the divided area where the luminance is reduced. Here, the threshold value can be set so that the second luminance is reduced to a third luminance by a predetermined number from the region having the lowest maximum gradation value among the plurality of divided regions. For example, the third luminance is set for only two of the eight divided areas. As a result, for a certain number of low-luminance regions, an increase in the luminance of the LED can always be suppressed, and the contrast can be improved.
また、上記の閾値Ｔｈは映像の特徴量に応じて動的に変化させるものであってもよい。特徴量としては、映像のＡＰＬ（Average Picture Level）、もしくは最大階調値（ピーク値）等を用いることができる。これらの特徴量を本発明に係る第２の特徴量とする。
ここでＬＥＤデータは、上述したように分割領域の映像信号の最大階調値であるのが一般的である。また、ＡＰＬとは、映像信号の輝度の平均値であり、一般的に映像の特定領域の平均値ではなく映像全体の平均値である。ＡＰＬは従って映像のフレーム毎に動的に変化する。
The threshold value Th may be dynamically changed according to the feature amount of the video. As the feature amount, APL (Average Picture Level) of the video, maximum gradation value (peak value), or the like can be used. These feature amounts are set as a second feature amount according to the present invention.
Here, the LED data is generally the maximum gradation value of the video signal in the divided area as described above. APL is an average value of the luminance of the video signal, and is generally an average value of the entire video, not an average value of a specific area of the video. APL therefore changes dynamically from frame to frame.
例えば、閾値Ｔｈを映像のＡＰＬに従って動的に変化させることができる。
図９は、ＡＰＬが５０％の映像の一例を示す図である。横軸は分割領域のＮｏ．であり、縦軸は各領域のＬＥＤの輝度値を示している。各領域のヒストグラムデータの頂点位置が、各領域の最大階調値（第１の特徴量）を示している。
一般に、映像のＡＰＬと、分割領域の最大階調値との間にはある程度相関があるが、映像によっては大きく異なる。例えば、映像内の輝度の差が大きい箇所が多数ある場合には、すべての分割領域で、最大階調値がＡＰＬ値を上回る場合もある。
For example, the threshold Th can be dynamically changed according to the APL of the video.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an image with an APL of 50%. The horizontal axis is the division area number. The vertical axis indicates the luminance value of the LED in each region. The vertex position of the histogram data of each region indicates the maximum gradation value (first feature amount) of each region.
In general, there is a certain degree of correlation between the APL of the video and the maximum gradation value of the divided area, but it varies greatly depending on the video. For example, in the case where there are many locations where the difference in luminance is large in the video, the maximum gradation value may exceed the APL value in all the divided regions.
図９は、コントラストが比較的小さい映像を示すものであり、映像全体が平板で輝度の明暗の差が小さい。例えば、部屋の中や霧の映像ではこのような状態の映像となる。この場合、ＡＰＬと各領域の最大階調値との差は小さい。
ＡＰＬは映像全体の輝度の平均値であるため、最大階調値がＡＰＬより低い領域は、領域内で輝く部分が少なく、輝度を低下させるべき領域である。従ってＮｏＡ，Ｂの領域については、電力リミットにより輝度アップしたＬＥＤの輝度を、再び低下させるような制御を行う。具体的には、映像のＡＰＬより小さい最大階調値をもつ領域に対して、その領域の第２の輝度値が閾値より小さくなるように当該閾値を設定する。低減量は上記の各処理例のいずれかに従う。輝度の低下分は、最大階調値が閾値以上の領域に再配分することにより、高輝度部分の輝き感を増しコントラストを向上させることができる。
FIG. 9 shows an image with a relatively small contrast. The entire image is flat and the difference in brightness is small. For example, in a room or in a foggy image, the image is in this state. In this case, the difference between APL and the maximum gradation value of each region is small.
Since APL is an average value of the luminance of the entire image, the region where the maximum gradation value is lower than APL is a region where there are few shining portions in the region and the luminance should be lowered. Therefore, in the areas of NoA and B, control is performed such that the brightness of the LED whose brightness is increased by the power limit is lowered again. Specifically, for the region having the maximum gradation value smaller than the APL of the video, the threshold value is set so that the second luminance value of the region is smaller than the threshold value. The amount of reduction follows any of the above processing examples. By redistributing the decrease in luminance to the region where the maximum gradation value is equal to or greater than the threshold, it is possible to increase the brightness of the high luminance portion and improve the contrast.
図１０は、同じくＡＰＬが５０％で、コントラストが比較的大きい映像の例を示している。この例は、一般的によく存在する映像であり、ＡＰＬと各領域の最大階調値との差は、上記図８の例よりも大きい。ＡＰＬより最大階調値が小さい領域について、ＬＥＤの輝度を低下させるように閾値を設定した場合、領域Ｎｏ．Ａ〜Ｃでは電力リミットにより輝度アップしたＬＥＤの輝度を、再び低下させるような制御が行われる。輝度の低下分は、最大階調値が閾値以上の領域に再配分する。 FIG. 10 shows an example of an image having an APL of 50% and a relatively high contrast. This example is a commonly existing video, and the difference between APL and the maximum gradation value of each area is larger than the example of FIG. When the threshold value is set so as to decrease the luminance of the LED in the region where the maximum gradation value is smaller than APL, region No. In A to C, control is performed such that the luminance of the LED whose luminance is increased by the power limit is decreased again. The decrease in luminance is redistributed to an area where the maximum gradation value is equal to or greater than the threshold value.
図１１は、同じくＡＰＬが５０％で、映像全体のコントラスが極端に大きい映像の例を示している。この例は、メリハリが大きい映像であり、例えば、格子越しに外を映したり、黒背景に白いものが多数配置されているような場合にこのような映像になる。この場合、すべての領域で、ＡＰＬよりも最大階調値が上回る。
ここでは、全ての領域でその最大階調値がＡＰＬ以上であるため、電力リミットにより輝度アップしたＬＥＤの輝度を、再び低減させるような制御はいずれの領域に対しても行わない。つまり、映像のＡＰＬより大きい最大階調値をもつ領域に対しては、その領域の第２の輝度値が閾値以上になるように当該閾値を設定する。
このように、閾値ＴｈをＡＰＬに設定し、ＡＰＬに応じて閾値を動的に変化させることにより、映像の状態に応じて適切なＬＥＤの輝度制御を行うことができる。
FIG. 11 shows an example of an image in which the APL is 50% and the contrast of the entire image is extremely large. This example is a video with a large sharpness. For example, such a video is displayed when the outside is projected through a grid or when many white objects are arranged on a black background. In this case, the maximum gradation value exceeds APL in all regions.
Here, since the maximum gradation value is greater than or equal to APL in all the regions, control for reducing the luminance of the LED whose luminance has been increased by the power limit is not performed for any region. That is, for a region having a maximum gradation value larger than the APL of the video, the threshold value is set so that the second luminance value of the region is equal to or greater than the threshold value.
Thus, by setting the threshold value Th to APL and dynamically changing the threshold value according to the APL, it is possible to perform appropriate LED brightness control according to the state of the video.
また、閾値Ｔｈは映像の状態にかかわらず一定値に固定しておくようにしてもよい。例えば図１２〜図１４では、図９〜図１１の映像について、取りうる輝度の３３％を固定値とし、その固定値より小さい最大階調値をもつ領域について、ＬＥＤの輝度を低下させるように閾値を設定する。つまり映像が取り得る輝度の３３％より小さい最大階調値をもつ領域に対して、その領域の第２の輝度値が閾値より小さくなるように当該閾値を設定する。 The threshold value Th may be fixed to a constant value regardless of the state of the video. For example, in FIGS. 12 to 14, 33% of the luminance that can be obtained for the images of FIGS. 9 to 11 is set as a fixed value, and the luminance of the LED is decreased in an area having a maximum gradation value smaller than the fixed value. Set the threshold. That is, for a region having a maximum gradation value smaller than 33% of the luminance that the video can take, the threshold value is set so that the second luminance value of the region is smaller than the threshold value.
上述したように、電力リミットによってＬＥＤの輝度を上げるときに、ノイズが問題となるのは映像信号の低輝度領域である。例えば、映像信号全体を高、中、低輝度に分けた場合、ほぼ３３％以下が低輝度の映像となる。この値を最大階調値にもつ領域に対して、第２の輝度を低下させて第３の輝度することにより、映像全体の状態に関わりなく、低輝度の最大階調値をもつ領域についてのみ、電力リミットにより輝度アップしたＬＥＤの輝度を、再び低下させるような制御を行うことができる。 As described above, when the brightness of the LED is increased by the power limit, noise becomes a problem in the low brightness area of the video signal. For example, when the entire video signal is divided into high, medium, and low luminance, approximately 33% or less is a low luminance image. By reducing the second luminance to the third luminance with respect to the region having this value as the maximum gradation value, only the region having the low gradation maximum gradation value, regardless of the state of the entire image. Then, it is possible to perform control such that the brightness of the LED whose brightness is increased by the power limit is lowered again.
図１２の例では、全ての領域の最大階調値が固定値３３％以上であるため、電力リミットにより輝度アップしたＬＥＤの輝度を、再び低減させるような制御はいずれの領域に対しても行われない。また、図１３の例では、領域Ａ、Ｂについて電力リミットにより輝度アップしたＬＥＤの輝度を、再び低減させる制御が行われる。 In the example of FIG. 12, since the maximum gradation value of all the regions is a fixed value of 33% or more, the control for reducing the luminance of the LED whose luminance is increased by the power limit again is performed for any region. I will not. Further, in the example of FIG. 13, control is performed to reduce again the brightness of the LEDs whose brightness has been increased due to the power limit in the areas A and B.
さらに図１４の例では、図１２と同様に全ての領域の最大階調値が固定値３３％以上であるため、電力リミットにより輝度アップしたＬＥＤの輝度を、再び低減させるような制御はいずれの領域に対しても行われない。
このようにノイズの発生が目立つ低階調領域を映像信号の固定値によって判別し、映像信号の状態にかかわらず低階調領域の輝度アップを行わないようにすることで、中、高階調部分の輝き感を常に増すことができる。
Further, in the example of FIG. 14, the maximum gradation value of all the areas is a fixed value of 33% or more as in FIG. 12. It is not done for regions.
In this way, the low gradation area where noise is conspicuous is determined by the fixed value of the video signal, and the brightness of the low gradation area is not increased regardless of the state of the video signal. You can always increase the shine.
１…画像処理部、２…エリアアクティブ制御部、３…ＬＥＤ制御部、４…ＬＥＤドライバ、５…ＬＥＤバックライト、６…液晶制御部、７…液晶パネル。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image processing part, 2 ... Area active control part, 3 ... LED control part, 4 ... LED driver, 5 ... LED backlight, 6 ... Liquid crystal control part, 7 ... Liquid crystal panel.
第４の技術手段は、第１の技術手段において、前記制御部が、前記第２の輝度を低下させて第３の輝度とする領域数が所定の数となるように、前記閾値を設定することを特徴としたものである。 According to a fourth technical means, in the first technical means, the control unit sets the threshold value so that the number of regions to be the third luminance by reducing the second luminance is a predetermined number. It is characterized by that.
第７の技術手段は、第１の技術手段において、前記制御部が、前記第２の輝度が前記閾値以上の領域に対して、前記閾値より小さい領域の輝度の低下分の総量を均等に振り分けて配分することを特徴としたものである。 According to a seventh technical means, in the first technical means, the control unit equally distributes a total amount of a decrease in luminance in an area smaller than the threshold to an area where the second luminance is equal to or higher than the threshold. It is characterized by being distributed.
第８の技術手段は、第１の技術手段において、前記制御部が、前記第２の輝度が前記閾値以上の領域に対して、前記閾値より小さい領域の輝度の低下分の総量を配分する際、前記第２の輝度が相対的に大きい領域ほど、輝度の配分量を多くすることを特徴としたものである。 According to an eighth technical means, in the first technical means, the control unit allocates a total amount of a decrease in luminance of an area smaller than the threshold to an area where the second luminance is equal to or higher than the threshold. In the region where the second luminance is relatively large, the luminance distribution amount is increased.
第９の技術手段は、第１の技術手段において、前記制御部が、前記第２の輝度が前記閾値以上の領域に対して、前記閾値より小さい領域の輝度の低下分の総量を配分する際、前記第２の輝度が相対的に小さい領域ほど、輝度の配分量を多くすることを特徴としたものである。
According to a ninth technical means, in the first technical means, the control unit allocates a total amount of decrease in luminance in an area smaller than the threshold to an area where the second luminance is equal to or higher than the threshold. In the region where the second luminance is relatively small, the luminance distribution amount is increased.
Claims (12)
前記制御部は、前記分割した各領域に対応する表示領域の映像の第１の特徴量に応じて、前記領域ごとにＬＥＤの第１の輝度を定め、
さらに、領域毎の前記第１の輝度に対して、ＬＥＤの駆動電流の合計値が所定の許容電流値以下である範囲で、前記第１の輝度に対して一律に一定倍率を乗算した領域ごとの第２の輝度を定め、
さらに、前記領域ごとの第２の輝度と、所定の閾値とを比較し、前記第２の輝度が前記閾値より低い領域についてのみ、再度第２の輝度を当該領域の前記第１の輝度と同等、もしくは前記第１の輝度の所定範囲内まで低下させて第３の輝度とし、
前記第２の輝度が前記閾値以上の領域に対して、前記閾値より小さい領域の輝度の低下分の総量を配分し、該配分した輝度により該第２の輝度を増加して第４の輝度とし、
前記第３の輝度および前記第４の輝度を用いて、分割した領域ごとにＬＥＤの発光を制御することを特徴とする映像表示装置。 A display panel that displays a video signal; a backlight that uses an LED as a light source that illuminates the display panel; and a control unit that controls light emission luminance of the backlight. The control unit includes a plurality of backlights. An image display device that controls the light emission of the LED for each divided region,
The control unit determines a first luminance of the LED for each region according to a first feature amount of a video of a display region corresponding to each of the divided regions,
Further, for each region obtained by multiplying the first luminance uniformly by a constant magnification within a range in which the total value of the LED driving currents is equal to or less than a predetermined allowable current value with respect to the first luminance for each region. The second brightness of
Further, the second luminance for each region is compared with a predetermined threshold, and the second luminance is again equivalent to the first luminance of the region only for the region where the second luminance is lower than the threshold. Alternatively, the third brightness is reduced to a predetermined range of the first brightness,
For the area where the second luminance is greater than or equal to the threshold, a total amount of decrease in luminance of the area smaller than the threshold is allocated, and the second luminance is increased by the allocated luminance to obtain the fourth luminance. ,
An image display device that controls light emission of an LED for each divided region by using the third luminance and the fourth luminance.
前記制御部は、映像の特徴量に係わりなく、前記閾値を固定値として設定することを特徴とする映像表示装置。 The video display device according to claim 1,
The video display device, wherein the control unit sets the threshold value as a fixed value regardless of a video feature amount.
前記制御部は、映像の第２の特徴量に応じて前記閾値を設定すること特徴とする映像表示装置。 The video display device according to claim 1,
The video display device, wherein the control unit sets the threshold according to a second feature amount of video.
前記制御部は、前記第２の輝度を低下させて第３の輝度とする領域数が所定の数となるように、前記閾値を設定することを特徴とする映像表示装置。 The video display device according to any one of claims 1 to 3,
The video display device, wherein the control unit sets the threshold value so that the number of regions for reducing the second luminance to obtain the third luminance is a predetermined number.
前記制御部は、前記閾値により前記第２の輝度を低下させる際に、映像の第２の特徴量が小さい映像ほど、前記第１の輝度に近づくように前記第２の輝度を低下させ、前記閾値により前記第２の輝度を増加させる際に、前記第２の特徴量が大きい領域ほど、前記輝度の配分量を相対的に多くすることを特徴とする映像表示装置。 In the video display device according to any one of claims 1 to 4,
The controller, when reducing the second luminance by the threshold value, reduces the second luminance so that the video having a smaller second feature amount of the video approaches the first luminance, An image display device characterized in that when the second luminance is increased by a threshold, the luminance distribution amount is relatively increased in a region where the second characteristic amount is larger.
前記制御部は、前記閾値により前記第２の輝度を低下させる際に、前記第２の輝度が前記閾値より低い領域のうち、前記第２の輝度が小さい領域ほど、前記第１の輝度に近づくように前記第２の輝度を低下させ、前記閾値により前記第２の輝度を増加させる際に、前記第２の輝度が大きい領域ほど、前記輝度の配分量を相対的に多くすることを特徴とする映像表示装置。 In the video display device according to any one of claims 1 to 4,
When the control unit lowers the second luminance by the threshold value, a region where the second luminance is smaller among regions where the second luminance is lower than the threshold value approaches the first luminance. As described above, when the second luminance is decreased and the second luminance is increased by the threshold value, the distribution amount of the luminance is relatively increased in a region where the second luminance is large. Video display device.
前記制御部は、前記第２の輝度が前記閾値以上の領域に対して、前記閾値より小さい領域の輝度の低下分の総量を均等に振り分けて配分することを特徴とする映像表示装置。 In the video display device according to any one of claims 1 to 6,
The video display device according to claim 1, wherein the control unit equally distributes and distributes the total amount of decrease in luminance in an area smaller than the threshold to an area where the second luminance is equal to or greater than the threshold.
前記制御部は、前記第２の輝度が前記閾値以上の領域に対して、前記閾値より小さい領域の輝度の低下分の総量を配分する際、前記第２の輝度が相対的に大きい領域ほど、輝度の配分量を多くすることを特徴とする映像表示装置。 In the video display device according to any one of claims 1 to 6,
When the control unit distributes the total amount of decrease in the luminance of the region smaller than the threshold to the region where the second luminance is equal to or higher than the threshold, the region where the second luminance is relatively large, A video display device characterized by increasing the amount of luminance distribution.
前記制御部は、前記第２の輝度が前記閾値以上の領域に対して、前記閾値より小さい領域の輝度の低下分の総量を配分する際、前記第２の輝度が相対的に小さい領域ほど、輝度の配分量を多くすることを特徴とする映像表示装置。 In the video display device according to any one of claims 1 to 6,
When the control unit distributes the total amount of decrease in the luminance of the region smaller than the threshold to the region where the second luminance is equal to or higher than the threshold, the region where the second luminance is relatively small, A video display device characterized by increasing the amount of luminance distribution.
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