JP2013246426A

JP2013246426A - 画像処理装置、マルチディスプレイ装置、プログラムおよび記録媒体

Info

Publication number: JP2013246426A
Application number: JP2012122476A
Authority: JP
Inventors: Akira Sakamoto; 晃阪本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2013-12-09

Abstract

【課題】隣接する表示装置間での輝度差を低減する。
【解決手段】画像処理装置のローカルディミング処理部１２は、付加領域が付加され、複数の分割領域が設定された補正画像データに対し、一つの分割領域を中心分割領域とし、中心分割領域の第１バックライト輝度値を周辺分割領域に配分して第２バックライト輝度値を求めるバックライトＢＬＵＲ処理部６２を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、マルチディスプレイ装置に表示される画像データを処理する画像処理装置、マルチディスプレイ装置、プログラムおよび記録媒体に関する。

複数の表示装置を並べて配置し、一つの画像データをそれら複数の表示装置にて表示するマルチディスプレイ装置が開発されている。この種のマルチディスプレイ装置では、隣接する表示装置間の輝度差が問題となる。

特許文献１では、複数のディスプレイよりなるマルチディスプレイシステムにおいて、バックライトユニットの光量を変更可能に構成し、映像表示部のサイズより小さいバックライトユニットをマトリクス状に配置している。これにより、隣り合う映像表示部間の境界部を跨ぐように複数のバックライトユニットが配置されるので、映像表示部の周辺の輝度が低下することにより強調されていた隣接する映像表示部間の境界部の輝度差を緩和させることができるようにしている。

特開２００９−１６９１９６号公報（２００９年７月３０日公開）

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、マルチディスプレイ装置には、表示パネルの境界部を跨ぐように２つのバックライトユニットを配置するという特殊な構造が必要となっている。このため、表示パネルの背面にバックライトを設けた表示装置を複数個並べて配置したような、一般的なマルチディスプレイ装置には適用することができない。

したがって、本発明は、表示パネルの背面にバックライトを設けた表示装置を複数個並べて配置したような、一般的なマルチディスプレイ装置に適用でき、マルチディスプレイ装置の隣接する複数の表示装置により一つのオブジェクト（一つの入力画像データ）を表示する場合において、隣接する表示装置間での輝度差を低減することができる画像処理装置、マルチディスプレイ装置、プログラムおよび記録媒体の提供を目的としている。

上記の課題を解決するために、本発明の画像処理装置は、表示パネルとバックライトとを有する、並べて配置された複数の表示装置によって表示される入力画像データが入力され、前記入力画像データにおける前記表示装置毎の画像データを、前記表示装置の複数の隣接する画素に対応した複数の分割領域に分割し、前記画像データの前記分割領域毎の画素値に応じて、前記バックライトにおける前記分割領域毎の輝度値を設定するローカルディミング処理部と、前記表示装置毎の前記画像データにおける、前記表示装置の表示領域に対応する領域の外側に付加領域を設け、前記付加領域における前記表示装置同士が隣接する位置の領域には、隣接する表示装置の前記画像データを付加し、前記表示装置同士が隣接しない位置の領域には、所定の画素値を有する画像データを付加して、補正画像データを生成する補正画像データ生成部とを備え、前記ローカルディミング処理部は、前記分割領域毎のバックライトの輝度値を求めるバックライト値算出処理部と、前記補正画像データと前記分割領域毎のバックライトの輝度値とに基づいて、前記表示パネルを駆動する表示用画像データを生成する表示用画像データ算出処理部とを備え、前記バックライト値算出処理部は、前記補正画像データから前記分割領域毎の第１バックライト輝度値を算出する初期バックライト値算出処理部と、前記補正画像データの一つの前記分割領域を中心分割領域とし、前記中心分割領域の前記第１バックライト輝度値を所定の配分係数に基づいて前記中心分割領域の周辺分割領域に配分する処理を前記の各分割領域を前記中心分割領域として行って、第２バックライト輝度値を求めるバックライト輝度値補正処理部と、前記第２バックライト輝度値から、前記表示装置の前記表示領域に対応する表示用バックライト値を切り出して出力するバックライト値切出し部とを備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、ローカルディミング処理部には、表示パネルとバックライトとを有する、並べて配置された複数の表示装置によって表示される入力画像データが入力される。ローカルディミング処理部は、入力画像データにおける表示装置毎の画像データを、表示装置の複数の隣接する画素に対応した複数の分割領域に分割し、画像データの分割領域毎の画素値に応じて、バックライトにおける分割領域毎の輝度値を設定する。

補正画像データ生成部は、表示装置毎の画像データにおける、表示装置の表示領域に対応する領域の外側に付加領域を設ける。さらに、付加領域における表示装置同士が隣接する位置の領域には、隣接する表示装置の画像データを付加する。また、付加領域における表示装置同士が隣接しない位置の領域には、所定の画素値を有する画像データを付加する。これにより、補正画像データを生成する。

さらに、ローカルディミング処理部は、バックライト値算出処理部と表示用画像データ算出処理部とを備える。

バックライト値算出処理部は、分割領域毎のバックライトの輝度値を求める。表示用画像データ算出処理部は、補正画像データと分割領域毎のバックライトの輝度値とに基づいて、表示パネルを駆動する表示用画像データを生成する。

バックライト値算出処理部は、初期バックライト値算出処理部と、バックライト輝度値補正処理部と、バックライト値切出し部とを備える。初期バックライト値算出処理部は、補正画像データから分割領域毎の第１バックライト輝度値を算出する。バックライト輝度値補正処理部は、補正画像データの一つの分割領域を中心分割領域とし、中心分割領域の第１バックライト輝度値を所定の配分係数に基づいて中心分割領域の周辺分割領域に配分する処理を行う。この処理を各分割領域を中心分割領域として行い、第２バックライト輝度値を求める。バックライト値切出し部は、第２バックライト輝度値から、表示装置の表示領域に対応する表示用バックライト値を切り出して出力する。

したがって、隣接する表示装置のバックライト輝度値は、それぞれ隣接する表示装置の境界部付近の画像データを参照して補正されたものとなる。これにより、マルチディスプレイ装置の隣接する複数の表示装置により一つのオブジェクト（一つの入力画像データ）を表示する場合において、隣接する表示装置間での輝度差を低減することができる。また、上記の構成は、表示パネルの背面にバックライトを設けた表示装置を複数個並べて配置したような、一般的なマルチディスプレイ装置に適用することができる。

上記の画像処理装置において、前記バックライト輝度値補正処理部は、前記配分係数として、第１の配分係数と、前記第１の配分係数よりも前記周辺分割領域に配分する配分値が大きくなる第２の配分係数とを使用し、前記中心分割領域が前記表示装置の前記表示領域に属する場合には、前記第１の配分係数を使用し、前記中心分割領域が前記付加領域に属する場合には、前記第２の配分係数を使用する構成としてもよい。

上記の構成によれば、バックライト輝度値補正処理部は、第１バックライト輝度値から第２バックライト輝度値を求める際の、中心分割領域のバックライト輝度値を周辺分割領域に配分する処理において、中心分割領域が表示装置の表示領域外の付加領域に属する場合には、第１の配分係数よりも周辺分割領域に配分する配分値が大きくなる第２の配分係数を使用する。

これにより、一つの分割領域に対応するバックライトの領域を点灯させたときの輝度分布が、近辺の分割領域の輝度増加に特に大きく影響する場合（輝度分布が急峻な場合）に、輝度不足の改善効果が高い領域のみに対応するバックライトの領域を効率良く点灯させることができる（図２１の輝度分布とＢＬＵＲ設定値との関係を参照）。

上記の画像処理装置において、前記バックライト輝度値補正処理部は、前記配分係数として、第１の配分係数と、前記第１の配分係数よりも、前記中心分割領域に対する前記周辺分割領域の範囲が広く設定されている第２の配分係数とを使用し、前記中心分割領域が前記表示装置の前記表示領域に属する場合には、前記第１の配分係数を使用し、前記中心分割領域が前記付加領域に属する場合には、前記第２の配分係数を使用する構成としてもよい。

上記の構成によれば、バックライト輝度値補正処理部は、第１バックライト輝度値から第２バックライト輝度値を求める際の、中心分割領域のバックライト輝度値を周辺分割領域に配分する処理において、中心分割領域が表示装置の表示領域外の付加領域に属する場合には、第１の配分係数よりも中心分割領域に対する周辺分割領域の範囲が広く設定されている第２の配分係数を使用する。

これにより、一つの分割領域に対応するバックライトの領域を点灯させたときの輝度分布が、特に近辺の広い範囲の分割領域の輝度増加に影響する場合（輝度分布がなだからな場合）に、広い範囲の分割領域の輝度不足の改善効果を考慮して、バックライトを点灯させることができる（図２１の輝度分布とＢＬＵＲ設定値との関係を参照）。

上記の画像処理装置において、前記表示用画像データ算出処理部は、前記第２バックライト輝度値から切り出された前記表示用バックライト値に対して、一つの前記分割領域を中心分割領域とし、前記中心分割領域のバックライト輝度値を前記中心分割領域の周辺分割領域に配分する処理を前記の各分割領域を前記中心分割領域として行って第３バックライト輝度値を求める輝度分布算出処理部を備えている構成としてもよい。

上記の構成によれば、表示用画像データ算出処理部の輝度分布算出処理部は、第２バックライト輝度値から切り出された表示用バックライト値に対して、一つの分割領域を中心分割領域とし、中心分割領域のバックライト輝度値を中心分割領域の周辺分割領域に配分する処理を各分割領域を中心分割領域として行って第３バックライト輝度値を求める。

これにより、一つの分割領域に対応するバックライトの領域の点灯が、一つの分割領域に限らずその周辺分割領域に及ぼす影響までを考慮した状態にてバックライト輝度分布が算出される。したがって、表示パネルを駆動する表示用画像データとして適切なデータを生成することができる。

本発明の構成によれば、マルチディスプレイ装置の隣接する複数の表示装置により一つのオブジェクト（一つの入力画像データ）を表示する場合において、隣接する表示装置間での輝度差を低減することができる。また、本発明の構成は、表示パネルの背面にバックライトを設けた表示装置を複数個並べて配置したような、一般的なマルチディスプレイ装置に適用することができる。

本発明の実施の形態におけるマルチディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。図１に示した液晶パネル装置の構成を示す縦断面図である。図１に示したローカルディミング処理部構成を示すブロック図である。図１に示したマルチディスプレイ装置への入力画像データの一例を示す説明図である。図１に示した画像信号入力ＩＦによる画像データ付加処理後の第１および第２液晶パネル装置用データを示す説明図である。図３に示した初期バックライト値算出処理部によるバックライト値算出処理後の第１および第２液晶パネル装置用データを示す説明図である。図７（ａ）は、図３に示したバックライトＢＬＵＲ処理部においてバックライト値の置換処理に使用されるＢＬＵＲ係数の一例を示す説明図、図７（ｂ）は、他のＢＬＵＲ係数の例を示す説明図である。図３に示したバックライトＢＬＵＲ処理部による、図７（ａ）に示した第１ＢＬＵＲ係数を使用した場合の、バックライト値の置換処理を示す説明図である。図３に示したバックライトＢＬＵＲ処理部によるバックライトＢＬＵＲ処理後の第１および第２液晶パネル装置用データを示す説明図である。図３に示したバックライトＢＬＵＲ処理部でのバックライトＢＬＵＲ処理を示すフローチャートである。図３に示したバックライト値切出し処理部によるバックライト値切出し処理後の第１および第２液晶パネル装置用データを示す説明図である。図３に示した輝度分布算出処理部６４が輝度分布の算出に使用する輝度分布係数を示す説明図である。図３に示した輝度分布算出処理部による処理後の第１および第２液晶パネル装置用データを示す説明図である。図３に示した解像度変換処理部での画像データの補間処理の例を示す説明図である。図３に示した解像度変換処理部による処理後の第１および第２液晶パネル装置用データを示す説明図である。図１に示したローカルディミング処理部での処理を示すフローチャートである。図３に示した液晶データ補正処理部により生成された第１および第２液晶パネル装置用データ（液晶データ）を示す説明図である。比較例における、バックライトＢＬＵＲ処理部でのバックライトＢＬＵＲ処理後の第１および第２液晶パネル装置用データを示す説明図である。比較例における、液晶データ補正処理部により生成された第１および第２液晶パネル装置用データ（液晶データ）を示す説明図である。図３に示したバックライトＢＬＵＲ処理部においてバックライト値の置換処理に使用されるＢＬＵＲ係数のさらに他の例を示す説明図である。図３に示したバックライトＢＬＵＲ処理部にて使用するＢＬＵＲ係数の設定値と輝度分布との関係を示す説明図である。

本発明の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。
図１は、本発明の実施の形態におけるマルチディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、マルチディスプレイ装置１は、画像信号入力ＩＦ（インタフェース）部（補正画像データ生成部）１１、ローカルディミング処理部１２、液晶タイミングコントローラ１３、液晶ドライバ１４、液晶パネル（ＬＣＤパネル）１５、バックライトタイミングコントローラ１６、バックライト用ドライバ１７およびバックライト１８を備えている。

なお、マルチディスプレイ装置１は、複数の液晶パネル１５を備え、それら液晶パネル１５にて表示を行うものである。したがって、図１では、便宜上、液晶パネル１５を一つのみ示しているが、マルチディスプレイ装置１は複数の液晶パネル１５を備えている。同様に、バックライト１８は、各液晶パネル１５に対応して、液晶パネル１５の数だけ設けられている。

画像信号入力ＩＦ１１は、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）、Ｄ−Ｓｕｂ（D-Subminiature）等の画像入力信号を受信するインタフェース部である。

ローカルディミング処理部１２は、入力画像データの値に応じて、バックライト１８の輝度値を所定の画素エリア単位（例えば、３画素×３画素単位）にて算出し、バックライトタイミングコントローラ１６へ出力する。また、算出した各画素エリアの輝度値に応じて、動作させる液晶パネル１５の画素値（画像データ）を算出し、液晶タイミングコントローラ１３へ出力する。

液晶タイミングコントローラ１３は、液晶パネル１５にて画像を表示できるように、ローカルディミング処理部１２から入力された画像データをフレームレートに応じたタイミングにて液晶ドライバ１４へ転送する。

液晶ドライバ１４は、液晶タイミングコントローラ１３から入力された画像データに基づき、液晶パネル１５を駆動し、液晶パネル１５の各副画素（ＲＧＢ）毎に、バックライト１８からの光の透過量を制御する。

バックライトタイミングコントローラ１６は、バックライト１８が点灯できるように、バックライト用ドライバ１７に対して、フレームレートに応じてバックライト輝度データを転送する。

バックライト用ドライバ１７およびバックライト１８は、バックライトタイミングコントローラ１６から入力されたバックライト輝度データに基づき、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなるバックライト１８を点灯させる。バックライト１８に使用するＬＥＤは白色の１種類であっても、ＲＧＢの３種類であってもよい。

次に、液晶パネル１５およびバックライト１８を備えた液晶パネル装置２１の構成について説明する。図２は、液晶パネル装置２１の構成を示す縦断面図である。

図２に示すように、液晶パネル装置２１は、正面（表示面）から背面に向って、保護ガラス２２、第１偏向板２３、第１ガラス基板２４、カラーフィルタ２５、第１透明電極２６、第１配向膜２７、液晶層２８、第２配向膜２９、第２透明電極３０、第２ガラス基板３１、第２偏向板３２、拡散板３３およびバックライト１８を備えている。なお、例えば第１偏向板２３から第２偏向板３２までの部材により液晶セルが構成されている。

上記液晶セルにおいて、第１ガラス基板２４の外面には第１偏向板２３が設けられ、第１ガラス基板２４の内面にはカラーフィルタ２５、第１透明電極２６および第１配向膜２７がこの順序に設けられている。また、第２ガラス基板３１の外面には第２偏向板３２が設けられ、第２ガラス基板３１の内面には第２透明電極３０および第２配向膜２９がこの順序に設けられている。なお、第２透明電極３０の位置には、第２透明電極３０と接続されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ、図示せず）が設けられている。第１ガラス基板２４に設けられた第１配向膜２７と第２ガラス基板３１に設けられた第２配向膜２９との間には液晶層２８が設けられている。

バックライト１８は、液晶パネル１５の背面、すなわち第２偏向板３２の外面に拡散板３３を介して設けられ、液晶パネル１５に対して背面側から光を照射するようになっている。

バックライト１８は、例えば、側方から入射した光を液晶パネル１５方向に出射する導光板、および上記導光板に対して側方から光を照射する光源を備えたエッジライト式バックライトであってもよい。あるいは、第２ガラス基板３１の光入射面に対向するように複数個のＬＥＤ（Light Emitting Diode）が整列配置された直下型のＬＥＤバックライトであってもよい。

拡散板３３は、バックライト１８から出射された光を全方向に拡散させる。第２偏向板３２は、液晶パネル１５に入射する光を特定の偏向方向を有する光に制限し、第１偏向板２３は、液晶パネル１５から出射する光を特定の偏向方向を有する光に制限する。保護ガラス２２は、液晶パネル１５を保護する。

このような構成により、液晶パネル装置２１では、バックライト１８から出射された光のうち第２偏向板３２を透過した光（直線偏光）は、液晶層２８を経て第１偏向板２３へ入射する。この際、液晶層２８を透過する光の偏光状態は、液晶層２８に印加する電圧によって変化させることができる。したがって、画像データに対応した電圧を第１ガラス基板２４上の第１透明電極２６、および第２ガラス基板３１上の第２透明電極３０に印加して、液晶層２８に電界を印加することにより、液晶層２８を通過する光の偏光状態を変え、第１偏向板２３を透過する光の光量を制御して、光学画像を形成することができる。

次に、図１に示したローカルディミング処理部１２の構成について説明する。図３はローカルディミング処理部１２の構成を示すブロック図である。

図３に示すように、ローカルディミング処理部１２は、バックライト値算出処理部５１および液晶データ値算出処理部（表示用画像データ算出処理部）５２を備えている。バックライト値算出処理部５１は、初期バックライト値算出処理部６１、バックライトＢＬＵＲ処理部（バックライト輝度値補正処理部）６２およびバックライト値切出し処理部６３を備えている。画像データ値算出処理部５３は、輝度分布算出処理部６４、解像度変換処理部６５、液晶データ切出し処理部６６および液晶データ補正処理部６７を備えている。

以下では、ローカルディミング処理部１２が行うローカルディミング処理について説明する。ここでは、説明を簡素化するために、マルチディスプレイ装置１は２個の液晶パネル装置２１が左右に隣接して配置され、各液晶パネル装置２１（液晶パネル１５）の解像度は、水平１５画素×垂直１５ラインとする。

また、マルチディスプレイ装置１に対して図４に示す画像データが入力されるものとする。図４は、マルチディスプレイ装置１への入力画像データの一例を示す説明図である。図４に示す入力画像データは、２個の液晶パネル装置２１を有するマルチディスプレイ装置１の解像度に対応して、３０画素（水平方向）×１５ライン（垂直方向）となっている。なお、図４以降の図および以下の説明では、第１の液晶パネル装置２１用のデータを第１液晶パネル装置用データとし、第２の液晶パネル装置２１用のデータを第２液晶パネル装置用データとして示す。

ローカルディミング処理部１２は、ローカルディミング処理において、液晶パネル１５の１画面を水平方向および垂直方向に複数のエリア（領域）に分割し、エリア毎にバックライト１８の輝度を制御する。図４の例では、３画素（水平方向）×３ライン（垂直方向）を１エリアとしている。したがって、図４の例では、一つの液晶パネル１５のエリア数は、５個（水平方向：Ｈ１〜Ｈ５）×５個（垂直方向：Ｖ１〜Ｖ５）、すなわち、水平エリア数：Area_ｘ＝５，垂直エリア数：Area_ｙ＝５となっている。これに応じて、ローカルディミング処理部１２は、入力画像データに対しても同様のエリアを設定してい処理する。

また、説明を簡素化するために、入力画像データの各画素値は白黒値（Ｒ＝Ｇ＝Ｂ）としているが、各画素値が白黒値以外の場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの画像データに対して同様の処理を行えばよい。ただし、後述のように、バックライト１８のＬＥＤが白色の場合には、算出したバックライト値は、Ｒ，Ｇ，Ｂが同じ値（Ｒ＝Ｇ＝Ｂ）となるように補正する。

ローカルディミング処理部１２の前段の画像信号入力ＩＦ１１では、ローカルディミング処理部１２に画像データを入力する場合、入力画像データに対して画像データ付加処理を行う。

この画像データ付加処理では、図４の入力画像データに対して、図５に示すように、画像データを付加する。図５は、画像信号入力ＩＦ１１により、図４に示した入力画像データ（第１および第２液晶パネル装置用データ）に対して画像データ付加処理が行われた結果の第１および第２液晶パネル装置用データを示す説明図である。

具体的には、画像データ付加処理では、入力画像データの周囲に、付加領域として1エリア分の幅にて画像データが付加される。この場合、１エリアは３画素（水平方向）×３ライン(垂直方向）であるから、図４に示した入力画像データに対して、左右にそれぞれ３画素分、上下にそれぞれ３ライン分の画像データ（付加領域）が付加される。

この結果、画像信号入力ＩＦ１１からローカルディミング処理部１２へ入力される画像データは、２１画素（水平方向）×垂直２１ライン（垂直方向）となる。また、エリア数は、７個（水平方向：ＡｄＨ１，Ｈ１〜Ｈ５，ＡｄＨ２）×７個（垂直方向：ＡｄＶ１，Ｖ１〜Ｖ５，ＡｄＶ２）、すなわち、水平エリア数：Area_add_ｘ＝７，垂直エリア数：Area_add_ｙ＝７となる。

なお、画像データ付加処理を行うのは、ローカルディミング処理において、第１液晶パネル装置用データの処理の際に、第２液晶パネル装置用データにおける第１液晶パネル装置用データとの境界部付近の画像データを参照値として参照するため（結果的には、画像処理により変換されたバックライト値情報を参照するため）である。バックライト値算出処理部５１では、上記の参照値に応じて第１の液晶パネル装置２１のバックライト値を補正する。

入力画像データの上下左右の位置の付加領域に対しての画像データ（画素値）の付加処理としては、次の２通りが存在する。

（１）第１の液晶パネル装置２１に隣接して第２の液晶パネル装置２１が存在する位置の付加領域の処理
第１液晶パネル装置用データには、第２液晶パネル装置用データにおける第１液晶パネル装置用データとの境界部付近の画素値を複写して付加する。図５の例では、第１液晶パネル装置用データのｘ＝１８〜２０（ＡｄＨ２）、かつ、ｙ＝３〜１７（Ｖ１〜Ｖ５）の付加領域に、図４に示した第２液晶パネル装置用データのｘ＝０〜２（Ｈ１）、かつ、ｙ＝０〜１４（Ｖ１〜Ｖ５）の領域（画素値）を複写している。一方、第２液晶パネル装置用データのｘ＝０〜２（ＡｄＨ１）、かつ、ｙ＝３〜１７（Ｖ１〜Ｖ５）の追加領域に、図４に示した第１液晶パネル装置用データのｘ＝１２〜１４（Ｈ５）、かつ、ｙ＝０〜１４（Ｖ１〜Ｖ５）の領域（画素値）を複写している。

（２）第１の液晶パネル装置２１に隣接して第２の液晶パネル装置２１が存在しない位置の付加領域の処理
それらの位置の付加領域には、参照すべき画像データ（参照値）が存在しない。したがって、その位置の付加領域の画素値は、固定値「０」とする。

次に、ローカルディミング処理部１２の動作について説明する。ローカルディミング処理部１２のバックライト値算出処理部５１において、初期バックライト値算出処理部６１は、画像信号入力ＩＦ１１から入力された画像データについて、各エリアのバックライト値を算出する。具体的には、図６に示すように、各エリアのバックライト値を各エリアに存在する画素値の最大値とする。図６は、画像信号入力ＩＦ１１から入力された画像データ（第１および第２液晶パネル装置用データ）に対する初期バックライト値算出処理部６１によるバックライト値算出処理結果の第１および第２液晶パネル装置用データを示す説明図である。

上記のように、ここでは、３画素（水平方向）×３ライン（垂直方向）を１エリアとしているので、図６の例では、図５に示した画像データにおいて、３画素（水平方向）×３ライン（垂直方向）からなるエリアごとに、各エリアでの画素値の最大値がバックライト値として設定されている。

なお、バックライト１８が白色の場合には、各エリアの算出結果（Ｒ_{BL_tmp}，Ｇ_{BL_tmp}，Ｂ_{BL_tmp}）に対して、次のように出力バックライト値を補正する（Ｒ_{BL_out}，Ｇ_{BL_out}，Ｂ_{BL_out}）。なお、MAX( )は( )内の最大値を示す。

Ｒ_{BL_out} ＝Ｇ_{BL_out,} ＝Ｂ_{BL_out}＝ＭＡＸ（Ｒ_{BL_tmp}，Ｇ_{BL_tmp}，Ｂ_{BL_tmp}）

バックライトＢＬＵＲ処理部６２は、図６に示したバックライト値算出処理結果の第１および第２液晶パネル装置用データに対して、図７（ａ）または図７（ｂ）に示すＢＬＵＲ係数を使用して、各エリア（７×７エリア）のバックライト値を置換する。図７（ａ）は、バックライトＢＬＵＲ処理部６２において、図６に示した各エリアのバックライト値の置換に使用されるＢＬＵＲ係数の一例を示す説明図、図７（ｂ）は、他のＢＬＵＲ係数の例を示す説明図である。なお、第２の配分係数は、第１の配分係数よりも周辺分割領域に配分する配分値が大きくなっている。

バックライトＢＬＵＲ処理を行う場合、バックライトＢＬＵＲ処理部６２は、図８に示すように、例えば図７（ａ）に示す第１ＢＬＵＲ係数を使用して、図６に示した各エリアを中心エリアとし、中心エリアの周辺エリアのバックライト値を置換する。図８は、バックライトＢＬＵＲ処理部６２による、図７（ａ）に示した第１ＢＬＵＲ係数を使用した場合の、バックライト値の置換処理を示す説明図である。

図８に示すように、バックライト値の置換処理では、中心エリアを含む３（エリア）×３（エリア）において、中心エリアのバックライト値に対して周辺エリアに対応するＢＬＵＲ係数を乗算し、算出された値を対応する周辺エリアのバックライト置換値とする。ただし、次の２つの条件（ａ）（ｂ）に該当する場合にはバックライト値を置換しない。

（ａ）算出したバックライト置換値が、対応するエリアの元のバックライト値よりも小さい場合
（ｂ）第１のエリアを中心エリアとして第１の周辺エリアのバックライト置換値を算出済の状態において、その後、第２のエリアを中心エリアと算出した上記第１の周辺エリアのバックライト置換値が先に算出済の上記第１の周辺エリアのバックライト置換値よりも小さい場合
上記（ａ）（ｂ）のような例外規定を設けているのは、次の理由による。すなわち、ローカルディミング処理の実施時には、周辺エリアが消灯するので、バックライト１８を全て点灯した場合と比較して、周辺エリアからの光量増加の影響を見込めなくなる。そこで、輝度不足となることを軽減するために、バックライト点灯エリアの周辺エリアについてもなるべくバックライトを点灯させるようにしている。なお、バックライト１８を全て点灯することは消費電力削減効果がないため、上記の処理は、消費電力削減とバックライト輝度不足の抑制とのバランスを考慮したものとなっている。

また、バックライトＢＬＵＲ処理部６２は、隣接する液晶パネル装置２１におけるバックライト１８の点灯量を加味した場合において、輝度不足により隣接する液晶パネル装置２１との輝度差が大きくならないように、バックライト値の置換処理に使用するＢＬＵＲ係数を第１ＢＬＵＲ係数と第２ＢＬＵＲ係数（第２の配分係数）との間にて切り替える。この場合には、図６に示した７（エリア）×７（エリア）の処理において、下記（ｃ）（ｄ）のように、中心エリアが存在する位置に応じて、使用するＢＬＵＲ係数を第１ＢＬＵＲ係数と第２ＢＬＵＲ係数との間にて切り替える。

（ｃ）第１ＢＬＵＲ係数を使用する場合
中心エリアが水平座標１〜５の範囲、かつ垂直座標１〜５の範囲に存在する場合（中心エリアが表示対象領域に存在する場合）。

（ｄ）第２ＢＬＵＲ係数を使用する場合
中心エリアが上記範囲（表示対象領域の範囲）以外の範囲に存在する場合、すなわち中心エリアが付加領域に存在する場合（中心エリアが水平座標０、６、垂直座標０、または、６の領域に存在する場合）。

本実施の形態では、上記のように、中心エリアが表示装置の表示対象領域外に存在する場合に、第１の配分係数よりも周辺分割領域に配分する配分値が大きくなる第２の配分係数を使用する。これにより、一つのエリアに対応するバックライトの領域を点灯させたときの輝度分布が、近辺のエリアの輝度増加に特に大きく影響する場合（輝度分布が急峻な場合）に、輝度不足の改善効果が高い領域のみに対応するバックライトの領域を効率良く点灯させることができる（図２１の輝度分布とＢＬＵＲ設定値との関係を参照）。

図６に示したバックライト値算出処理結果に対して、バックライトＢＬＵＲ処理部６２により、バックライトＢＬＵＲ処理を行った結果の第１および第２液晶パネル装置用データを図９に示す。

ここで、バックライトＢＬＵＲ処理部６２の主要動作をフローチャートによって示す。図１０はバックライトＢＬＵＲ処理部６２でのバックライトＢＬＵＲ処理を示すフローチャートである。

図１０に示すように、バックライトＢＬＵＲ処理部６２では、図６に示した初期バックライト値算出処理部６１によるバックライト値算出処理結果の第１および第２液晶パネル装置用データにおいて、中心エリア（注目エリア）を決定し（Ｓ３１）、その中心エリアが表示対象領域に属するか、付加領域に属するかを判定する（Ｓ３２）。

Ｓ３２での判定の結果、中心エリアが表示対象領域に属する場合には、図７（ａ）に示す第１ＢＬＵＲ係数を使用して、バックライトＢＬＵＲ処理（通常ＢＬＵＲ処理、バックライト値の置換処理）を行う（Ｓ３３）。

一方、Ｓ３２での判定の結果、中心エリアが付加領域に属する場合には、図７（ｂ）に示す第２ＢＬＵＲ係数を使用して、バックライトＢＬＵＲ処理（付加領域ＢＬＵＲ処理、バックライト値の置換処理）を行う（Ｓ３４）。

その後、Ｓ３１〜Ｓ３４の処理が、図６における全てのエリアを中心エリアとして完了するまで行い（Ｓ３５）、全てのエリアを中心エリアとして処理が完了すれば処理を終了する。

バックライト値切出し処理部６３は、図９に示した、バックライトＢＬＵＲ処理部６２によるバックライトＢＬＵＲ処理結果の第１および第２液晶パネル装置用データから、付加領域を削除し、表示対象領域のみの第１および第２液晶パネル装置用データを切り出す。具体的には、図９に示したバックライトＢＬＵＲ処理結果から、水平座標１〜５、かつ垂直座標１〜５の領域を切り出す。バックライト値切出し処理部６３によるバックライト値切出し処理結果の第１および第２液晶パネル装置用データは図１１に示すものとなる。

次に、ローカルディミング処理部１２の液晶データ値算出処理部５２において、液晶データ切出し処理部６６は、画像信号入力ＩＦ１１より入力された画像データから、画像信号入力ＩＦ１１において付加された付加領域を削除する。これにより、表示対象領域のみの画像データ（液晶データ）を切り出す。具体的には、画像信号入力ＩＦ１１より出力された図５に示した第１および第２液晶パネル装置用データから、水平座標３〜１７、かつ垂直座標３〜１７の領域を切り出す。この結果、液晶データ切出し処理部６６にて処理された画像データ（第１および第２液晶パネル装置用データ）は、図４に示した、画像信号入力ＩＦ１１への入力画像データに戻る。

輝度分布算出処理部６４は、例えば図１２に示す輝度分布係数を使用し、図１１に示したバックライト値切出し処理結果の第１および第２液晶パネル装置用データにおいて、各エリアを中心エリアとした場合の輝度分布を算出する。すなわち、中心エリアの周辺エリアにおける輝度補正値を算出する。次に、算出した輝度補正値を対応するエリアのバックライト値と加算して、そのエリアのバックライト値とする。図１２は、輝度分布算出処理部６４が図４に示した第１および第２液晶パネル装置用データに対する輝度分布の算出に使用する輝度分布係数を示す説明図である。

輝度分布算出処理部６４において、上記の処理を行うのは次の理由による。すなわち、いずれかのエリアに対応するバックライト１８が点灯すると、そのバックライト１８の点灯は、通常、対応するエリアばかりでなく、対応するエリアの周囲エリアにも輝度値の増加の影響を及ぼす。そこで、その場合の中心エリアを含む周囲エリアへの輝度分布を図１２に示すような輝度分布係数にて定義する。そして、上記の輝度分布係数を使用して、上記のように各エリアのバックライト値を求める。

なお、上記の輝度分布係数は、実際の液晶パネル装置２１において、１エリアのみを点灯させ、面輝度計にて輝度分布（中心エリアおよび周囲エリアの輝度分布状況）を測定した結果に基づいて設定することができる。

輝度分布算出処理部６４の処理の具体例を示すと次のようになる。例えば、図１１に示した第２液晶パネル装置用データにおける座標（０，２）のエリアを中心エリアとした場合、この中心エリアの周辺エリアは、座標（０，１）、（１，１）、（１，２）、（１，３）および（０，３）である。したがって、座標（０，２）のエリアの輝度値は、座標（０，２）のエリア自身の輝度値に、上記の各周辺エリアの輝度値とそれら周辺エリアに対応する輝度分布係数とを乗算して得られる輝度値を加算したものとなる。

すなわち、座標（０，２）のエリアの輝度値は、
255×1＋229×0.3＋0×0＋127×0.3＋0×0＋229×0.3＝430（小数点以下切り捨て）
となる。このようにして、図１１に示したバックライト値切出し処理結果に対して、輝度分布算出処理部６４での処理を行った結果の第１および第２液晶パネル装置用データは、図１３に示すものとなる。

解像度変換処理部６５は、図１３に示した輝度分布算出処理部６４の処理結果の第１および第２液晶パネル装置用データに対して、このデータの解像度が液晶パネル装置２１に表示する画像データの解像度と一致するように、解像度変換処理を行う。この解像度変換処理の手法としては、一般的な補間方法である線形補間法（バイリニア法）を使用することができる。図１４は、解像度変換処理部６５にて行われる線形補間法による画像データの補間処理の例を示す説明図である。

図１４に示した例における補間式は、Ｐ００〜Ｐ１１を入力画素値、Ｉを補間画素値として、次の通りである。なお、ｕとｖは、ともに１／３（０．３３３３……）とする。

I = P00(1-u)(1-v) + P10u(1-v) + P01(1-u)v + P11uv
（ｕ，ｖは０から１までの小数値）
上記の解像度変換処理を図１３に示した輝度分布算出処理部６４の処理結果の第１および第２液晶パネル装置用データに対して行うと、処理後のデータは、１３画素（水平方向）×１３ライン（垂直方向）となる。さらに、この解像度変換処理結果の第１および第２液晶パネル装置用データを１５画素（水平方向）×１５ライン（垂直方向）にするために、図１５に示すように、例えば、上端１ラインおよび下端１ラインの画素を複写して、上下にそれぞれ１ラインの画素を追加する。同様に、左端１列および右端１列の画素を複写して、左右にそれぞれ１列の画素を追加する。なお、図１５は、解像度変換処理部６５での処理結果の第１および第２液晶パネル装置用データを示す説明図である。

液晶データ補正処理部６７は、液晶データ切出し処理部６６から出力された、図４に示した第１および第２液晶パネル装置用データ（液晶データ）、および解像度変換処理部６５から出力された、図１５に示した第１および第２液晶パネル装置用データ（バックライト輝度データ）から、液晶タイミングコントローラ１３（液晶ドライバ１４）に出力する第１および第２液晶パネル装置用データ（液晶データ）を生成する。このデータの生成は、下記の式により、各画素単位にて出力値を算出することにより行われる。液晶データ補正処理部６７では、下記出力値の算出に際し、バックライト輝度値は０〜最大値の値を０〜１の値へ正規化しておく。

尚、バックライト輝度値の最大値は、全画面白色画像を入力したときにおける１エリア当たりの最大バックライト輝度値にて定義され、図１２の輝度分布係数を用いることにより、周辺エリアからの輝度向上も考慮して、２５５×（１＋０．３×４＋０×４）＝５６１となる。

今回の例では、この結果は入力画像と同じ結果となる（図４）。すなわち、この入力画像例では、上記の分母は必ず１以下になり、入力画素値が存在する箇所は２５５であるため、除算結果は２５５以上となり、その結果、２５５に丸めこまれる。

上記のような処理により、液晶データ補正処理部６７により生成された第１および第２液晶パネル装置用データ（液晶データ）は、図１７に示すものとなる。なお、液晶データ補正処理部６７から出力される液晶データにおいて、出力値２５５の箇所はバックライト輝度値が１００％となり、出力値が０の箇所はバックライト輝度値が０％となる。

上述したローカルディミング処理部１２での処理の概要をフローチャートにて示すと図１６に示すものとなる。図１６は、ローカルディミング処理部１２での処理を示すフローチャートである。図１６に示すように、ローカルディミング処理部１２では、画像信号入力ＩＦ１１から出力された画像データに対して、初期バックライト値算出処理部６１による初期バックライト値算出処理（Ｓ１１）、バックライトＢＬＵＲ処理部６２によるバックライトＢＬＵＲ処理（Ｓ１２）、バックライト値切出し処理部６３によるバックライト値切出し処理（Ｓ１３）、輝度分布算出処理部６４による輝度分布算出処理（Ｓ１４）、および解像度変換処理部６５による解像度変換処理（Ｓ１５）が行われる。また、画像信号入力ＩＦ１１から出力された画像データに対して、液晶データ切出し処理部６６による画像データ切出し処理（Ｓ１６）が行われる。その後、液晶データ補正処理部６７では、解像度変換処理部６５からの出力データ、および液晶データ切出し処理部６６からの出力データに基づいて、前述の画像データ補正処理（Ｓ１７）が行われる。

（比較例）
次に、本実施の形態のローカルディミング処理部１２による処理結果を比較例と比較した結果について説明する。

比較例の構成は、図１に示したマルチディスプレイ装置１に対応する構成、および図３に示したローカルディミング処理部１２に対応する構成を備える。但し、比較例の構成では、画像信号入力ＩＦ（画像信号入力ＩＦ１１に対応）において、入力画像データに対して付加領域を付加する画像データ付加処理（図５参照）を行わない。したがって、図３に示したバックライト値切出し処理部６３および液晶データ切出し処理部６６は備えない。また、バックライトＢＬＵＲ処理部（バックライトＢＬＵＲ処理部６２に対応）は、第１ＢＬＵＲ係数のみを使用した方式とする。

比較例において、初期バックライト値算出処理部でのバックライト値算出処理結果の第１および第２液晶パネル装置用データに対して、バックライトＢＬＵＲ処理部でのバックライトＢＬＵＲ処理を行った結果の第１および第２液晶パネル装置用データは図１８に示すものとなる。このバックライトＢＬＵＲ処理結果の第１および第２液晶パネル装置用データは、本実施の形態において、図１１に示した、バックライト値切出し処理部６３から出力される第１および第２液晶パネル装置用データに対応する。

また、比較例において、図１８に示したバックライトＢＬＵＲ処理結果から導き出された液晶データ補正処理部の出力データは、図１９に示すものとなる。この液晶データ補正処理部からの出力データは、本実施の形態において、図１７に示した、液晶データ補正処理部６７の出力データに対応する。

図１７の第１および第２液晶パネル装置用データ（本実施の形態）と図１９の第１および第２液晶パネル装置用データ（比較例）とを比較すると、第１液晶パネル装置用データの（１４，７）のデータと第２液晶パネル装置用データの（０，７）のデータとの間の数値の差は、図１７の第１および第２液晶パネル装置用データ（本実施の形態）よりも図１９の第１および第２液晶パネル装置用データ（比較例）の方が大きいことが分かる。すなわち、図１７の第１および第２液晶パネル装置用データでは、４８４−４３０＝５４であるのに対し、図１９の第１および第２液晶パネル装置用データでは、４８４−３６９＝１１５となっている。この結果から分かるように、本実施の形態のローカルディミング処理部１２では、一つのオブジェクトを複数の液晶パネル装置２１（マルチディスプレイ装置）に亘って表示した場合に、隣接する液晶パネル装置２１間での輝度差を低減することができる。

また、バックライト１８の輝度分布が広い場合、すなわち一つのエリアに対応するバックライト１８が点灯した際の光量増加の影響範囲が広く、輝度分布係数のマトリクスサイズが大きい場合には、バックライトＢＬＵＲ処理部６２は、図２０に示すように、第２ＢＬＵＲ係数として、係数の範囲を広くした、図２０に示す第３ＢＬＵＲ係数（第２の配分係数）を使用してもよい。このような構成によっても、同様に、一つのオブジェクトを複数の液晶パネル装置２１（マルチディスプレイ装置）に亘って表示した場合に、隣接する液晶パネル装置２１間での輝度差を低減することができる。

具体的には、第２の液晶パネル装置２１において、今まで点灯していなかった周辺領域（図２０の上の図の（１，１）、（２，２）、（２，４）および（１，５）のエリア）に対応するバックライト１８を点灯させることにより、図２０の下の図のように、輝度不足の原因となっていたエリア（０，２）の輝度を向上させ、結果的に隣接する液晶パネル装置２１間での輝度差を低減することができる（図２１参照）。

また、本実施の形態において、マルチディスプレイ装置１のローカルディミング処理部１２としてコンピュータを機能させるためのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。この場合には、ローカルディミング処理部１２の処理を行うプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）を記録した記録媒体を持ち運び自在に提供することができる。

なお、本実施の形態において、上記記録媒体は、マイクロコンピュータで処理が行われるために、ＲＯＭ等のメモリがプログラムメディアであってもよい。また、外部記憶装置としてプログラム読み取り装置が設けられ、そこに記録媒体を挿入することで読み取り可能となるプログラムメディアであってもよい。

いずれの場合においても、格納されているプログラムはマイクロプロセッサがアクセスして実行させる構成であってもよい。また、いずれの場合においても、プログラムコードを読み出し、読み出されたプログラムコードがマイクロコンピュータのプログラム記憶エリアにダウンロードされ、そのプログラムが実行される方式であってもよい。このダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納されているものとする。

ここで、前記プログラムメディアは、本体と分離可能に構成される記録媒体であり、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ等の光ディスクのディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory、登録商標）、フラッシュＲＯＭ等による半導体メモリを含めた固定的にプログラムコードを担持する媒体であってもよい。

上記の記録媒体は、画像表示装置やコンピュータシステムに備えられるプログラム読み取り装置にて読み取られることにより、上述したローカルディミング処理部１２の画像処理が実行される。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１マルチディスプレイ装置
１１画像信号入力ＩＦ（補正画像データ生成部）
１２ローカルディミング処理部
１３液晶タイミングコントローラ
１４液晶ドライバ
１５液晶パネル
１６バックライトタイミングコントローラ
１７バックライト用ドライバ
１８バックライト
２１液晶パネル装置
５１バックライト値算出処理部
５２液晶データ値算出処理部（表示用画像データ算出処理部）
６１初期バックライト値算出処理部
６２バックライトＢＬＵＲ処理部（バックライト輝度値補正処理部）
６３バックライト値切出し処理部
６４輝度分布算出処理部
６５解像度変換処理部
６６液晶データ切出し処理部
６７液晶データ補正処理部

Claims

表示パネルとバックライトとを有する、並べて配置された複数の表示装置によって表示される入力画像データが入力され、前記入力画像データにおける前記表示装置毎の画像データを、前記表示装置の複数の隣接する画素に対応した複数の分割領域に分割し、前記画像データの前記分割領域毎の画素値に応じて、前記バックライトにおける前記分割領域毎の輝度値を設定するローカルディミング処理部と、
前記表示装置毎の前記画像データにおける、前記表示装置の表示領域に対応する領域の外側に付加領域を設け、前記付加領域における前記表示装置同士が隣接する位置の領域には、隣接する表示装置の前記画像データを付加し、前記表示装置同士が隣接しない位置の領域には、所定の画素値を有する画像データを付加して、補正画像データを生成する補正画像データ生成部とを備え、
前記ローカルディミング処理部は、
前記分割領域毎のバックライトの輝度値を求めるバックライト値算出処理部と、
前記補正画像データと前記分割領域毎のバックライトの輝度値とに基づいて、前記表示パネルを駆動する表示用画像データを生成する表示用画像データ算出処理部とを備え、
前記バックライト値算出処理部は、
前記補正画像データから前記分割領域毎の第１バックライト輝度値を算出する初期バックライト値算出処理部と、
前記補正画像データの一つの前記分割領域を中心分割領域とし、前記中心分割領域の前記第１バックライト輝度値を所定の配分係数に基づいて前記中心分割領域の周辺分割領域に配分する処理を前記の各分割領域を前記中心分割領域として行って、第２バックライト輝度値を求めるバックライト輝度値補正処理部と、
前記第２バックライト輝度値から、前記表示装置の前記表示領域に対応する表示用バックライト値を切り出して出力するバックライト値切出し部とを備えていることを特徴とする画像処理装置。
前記バックライト輝度値補正処理部は、前記配分係数として、第１の配分係数と、前記第１の配分係数よりも前記周辺分割領域に配分する配分値が大きくなる第２の配分係数とを使用し、前記中心分割領域が前記表示装置の前記表示領域に属する場合には、前記第１の配分係数を使用し、前記中心分割領域が前記付加領域に属する場合には、前記第２の配分係数を使用することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記バックライト輝度値補正処理部は、前記配分係数として、第１の配分係数と、前記第１の配分係数よりも、前記中心分割領域に対する前記周辺分割領域の範囲が広く設定されている第２の配分係数とを使用し、前記中心分割領域が前記表示装置の前記表示領域に属する場合には、前記第１の配分係数を使用し、前記中心分割領域が前記付加領域に属する場合には、前記第２の配分係数を使用することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記表示用画像データ算出処理部は、前記第２バックライト輝度値から切り出された前記表示用バックライト値に対して、一つの前記分割領域を中心分割領域とし、前記中心分割領域のバックライト輝度値を前記中心分割領域の周辺分割領域に配分する処理を前記の各分割領域を前記中心分割領域として行って第３バックライト輝度値を求める輝度分布算出処理部を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
請求項１から４のいずれか１項に記載の画像処理装置と、表示パネルおよびバックライトを有し、並べて配置された複数の表示装置とを備えていることを特徴とするマルチディスプレイ装置。
請求項１から４のいずれか１項に記載の画像処理装置の前記の各部としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
請求項６に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。