JP2014044302A5 - - Google Patents

Description

本発明の画像表示装置は、
画面を構成する複数の分割領域のそれぞれにおいて、発光輝度を個別に制御可能な発光手段と、
所定の分割領域に対応した画像データに基づいて、前記所定の分割領域の目標輝度を決定する決定手段と、
複数の分割領域のそれぞれにおいて画像データに基づいた発光輝度で前記発光手段を発光させたときの、前記所定の分割領域の推定輝度を推定する推定手段と、
前記決定手段により決定された目標輝度と、前記推定手段により推定された推定輝度との差に基づいて、前記所定の分割領域を含む２つ以上の分割領域の発光輝度を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする。

本発明の画像表示装置の制御方法は、
画面を構成する複数の分割領域のそれぞれにおいて、発光輝度を個別に制御可能な発光手段を有する画像表示装置の制御方法であって、
所定の分割領域に対応した画像データに基づいて、前記所定の分割領域の目標輝度を決定する決定ステップと、
複数の分割領域のそれぞれにおいて画像データに基づいた発光輝度で前記発光手段を発光させたときの、前記所定の分割領域の推定輝度を推定する推定ステップと、
前記決定ステップにより決定された目標輝度と、前記推定ステップにより推定された推定輝度との差に基づいて、前記所定の分割領域を含む２つ以上の分割領域の発光輝度を制御する制御ステップと、
を有することを特徴とする。

特徴量取得部３は、分割領域毎に入力画像信号の特徴量を取得する。例えば、特徴量取得部３は、入力画像信号を複数の分割領域に対応する複数の画像信号に分割する。そして、特徴量取得部３は、分割領域毎に、その分割領域に対応する画像信号（その分割領域に表示される画像信号）から、特徴量を検出する。
本実施例では、分割領域毎に、特徴量としてＲＧＢ信号の最大値（具体的には、各画素のＲ値、各画素のＧ値、各画素のＢ値のうちの最大値）が検出されるものとする。入力画像信号が図２の場合の分割領域毎の特徴量を図４に示す。図４の太線で囲まれた領域は画面の領域であり、太線で囲まれた領域を細線で分割して得られる領域が分割領域である。分割領域内に記載の数字は当該分割領域の特徴量を示す。太線の外側に記載された数字は、分割領域の位置を示す。水平方向に並んだ数字１〜１０は、分割領域の水平方向の位置を示す。垂直方向に並んだ数字１〜８は、分割領域の垂直方向の位置を示す。本実施例では、Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値は、それぞれ、０〜２５５の値を取りうるものとする。そして、Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値は、値が大きいほど輝度が高いものとする。図２に示すように、入力画像信号には、右側に大面積且つ高輝度の領域が存在する。そのため、図４の例では、右側に、特徴量が２５５の分割領域が数多く存在する。また、入力画像信号には、左側に小面積且つ高輝度の領域が存在する。そのため、図４の例では、左側に、特徴量が２５５の分割領域は１つしか存在しない。
なお、特徴量は、画像を解析することによって取得されてもよいし、外部から取得されてもよい。
なお、特徴量は、ＲＧＢ信号の最大値に限らない。特徴量は、ＲＧＢ信号の最小値、最頻値、中間値、平均値、ヒストグラムなどであってもよい。特徴量は、輝度値（Ｙ値）の代表値（最大値、最小値、最頻値、中間値、平均値など）やヒストグラムであってもよい。特徴量は、Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値のうちのいずれかの代表値やヒストグラムであってもよい。
特徴量取得部３は、分割領域毎の特徴量を目標輝度決定部４へ出力する。

輝度推定部６は、周囲の分割領域のバックライト光の漏れを考慮して、分割領域毎にバックライト制御値仮決定部５で決定された対応輝度でバックライトを点灯させた場合の各分割領域のバックライト輝度を推定する。
本実施例では、輝度推定部６は、分割領域毎に、その分割領域の中心位置でのバックライト輝度を推定する。具体的には、中心位置毎に各分割領域のバックライト光の減衰係数を表すテーブルが減衰情報として不図示のメモリに予め記憶されている。中心位置毎に、各分割領域のバックライト光の対応輝度に減衰係数が乗算される。具体的には、中心位置毎に、バックライト制御値仮決定部５で仮決定された各分割領域のバックライト制御値に減衰係数（バックライト制御値からバックライト輝度へ変換する変換係数）が乗算される。そして、中心位置毎に、分割領域毎の乗算結果の総和が推定輝度として算出される。
なお、減衰情報は上記テーブルに限らない。減衰情報は、分割領域からの距離と減衰係数の関係を表す関数であってもよい。分割領域からの距離と減衰係数の関係が分割領域間で互いに等しい場合には、１つの関数を用意すればよい。
なお、推定輝度は分割領域の中心位置でのバックライト輝度に限らない。例えば、１つの分割領域内の複数の位置のバックライト輝度の代表値が推定輝度とされてもよい。
仮決定されたバックライト制御値が図８に示す値であった場合に輝度推定部６において得られる推定結果の一例を図９に示す。図９の横軸は水平方向の位置、縦軸は推定輝度を示す。図中の太線は推定結果を示す。また、比較のため、図９には、目標輝度決定部４で決定された目標輝度を破線で示している。図９には、推定結果として、推定輝度（中心位置でのバックライト輝度）を滑らかにつないだ曲線が図示されている。分割領域毎に対応輝度でバックライトを点灯させた場合の輝度分布（バックライト輝度の分布）は、このような曲線で示す分布と略一致する。分割領域毎に発光輝度を制御する場合には、分割領域毎に発光輝度を制御しない場合よりも漏れ光（周囲の分割領域から漏れてくるバックライト光）が少なくなることがある。漏れ光の減少によりバックライト輝度は低下するため、図９に示すように、推定輝度が目標輝度より低い分割領域が存在することがある。
輝度推定部６は、推定結果（分割領域毎の推定輝度）をバックライト制御値決定部７へ出力する。

補正係数計算部９は、画面内の位置（画素位置）毎に、輝度分布推定部８で推定された輝度分布から、画像信号の補正係数を求める。そして、補正係数計算部９は、位置毎の補正係数を補正係数乗算部１０に出力する。補正係数は、バックライト輝度と目標輝度との差による画面上の輝度（表示された画像の輝度）の変化を補うために用いられる。具体的には、バックライト輝度が目標輝度より低い位置に対しては、入力画像信号の輝度を高める補正係数が算出され、バックライト輝度が目標輝度より高い位置に対しては、入力画像信号の輝度を低下させる補正係数が算出される。或る位置の推定輝度をＬｐｎ、補正係数を用いて入力画像信号を調整する際のバックライト輝度の目標値（上述した目標輝度とは異なる）をＬｔとすると、補正係数Ｇｐｎは以下の式１により算出することができる。目標値Ｌｔは、例えば、バックライトの発光輝度を分割領域毎に制御しない場合のバックライト輝度（３００ｃｄ／ｍ^２）である。目標値Ｌｔは分割領域毎に定められていてよい。
Ｇｐｎ＝Ｌｔ／Ｌｐｎ ・・・（式１）

バックライト制御値仮決定部１０２は、実施例１のバックライト制御値仮決定部５と同様に、分割領域毎のバックライト制御値（対応輝度）を仮決定する。さらに、バックライト制御値仮決定部１０２は、後述する電流量計算部１０４で必要電流量が所定の電流量より大きいと判定された場合に、電流制限フラグを受信する。電流制限フラグを受信すると、バックライト制御値仮決定部１０２は、後述する孤立高輝度領域検出部１０５から孤立高輝度領域を表す領域情報を受信する。領域情報を受信すると、バックライト制御値仮決定部１０２は、孤立高輝度領域の周囲の分割領域（孤立高輝度領域から設定範囲内の分割領域）の対応輝度を高める。本実施例では、孤立高輝度領域に隣接する分割領域の対応輝度が、当該孤立高輝度領域の対応輝度と同じ値まで高められる。
図１３は、図８の対応輝度（仮決定されたバックライト制御値）の調整結果の一例を示す。図６に示すように、（水平番号，垂直番号）＝（２，４）の分割領域の目標輝度は、その分割領域に隣接する分割領域の目標輝度よりもはるかに高い。そのため、後述する孤立高輝度領域検出部１０５において、位置（２，４）の分割領域は孤立高輝度領域として検出される。そして、図１３の斜線で示すように、バックライト制御値仮決定部１０２は、位置（１，４）及び位置（３，４）の２つの分割領域のバックライト制御値を、位置（２，４）の分割領域のバックライト制御値と同じ値（４０％）まで高める。また、１つのフレームや画像に対する処理において２回以上電流制限フラグを受信した場合には、バックライト制御値仮決定部１０２は、電流制限フラグを受信する度に、バックライト制御値を高める分割領域の数を増やす。具体的には、上記設定範囲が拡大され、孤立高輝度領域の周囲の分割領域として扱われる分割領域の数が増やされる。
なお、図示していないが、水平方向だけでなく垂直方向や斜め方向に隣接する分割領域のバックライト制御値も高めることが好ましい。これにより、水平方向、垂直方向、及び、斜め方向の輝度傾斜の傾きを同等にすることができる。
また、本実施例では、１回目の処理において、孤立高輝度領域から１分割領域分の範囲内に存在する分割領域、即ち孤立高輝度領域に隣接する分割領域が周囲の分割領域として扱われる構成としたが、これに限らない。例えば、画面の面積に対し分割領域の面積が小さい場合には、１回目の処理において、孤立高輝度領域から複数分割領域分の範囲内に存在する分割領域が周囲の分割領域として扱われてもよい。
バックライト制御値仮決定部１０２は、分割領域毎の仮決定したバックライト制御値（バックライト制御値の調整を行った場合には調整後のバックライト制御値）を、輝度推定部６とバックライト制御値決定部１０３へ出力する。

＜実施例４＞
以下、本発明の実施例４に係る画像表示装置及びその制御方法について説明する。
実施例２，３では、必要電流量が所定の電流量より大きい場合に、孤立高輝度領域の周辺の分割領域の発光輝度を高め、他の分割領域の発光輝度を低減した。本実施例では、必要電流量が所定の電流量より大きい場合に、推定輝度が目標輝度より低いと判定された分割領域の発光輝度を対応輝度を高めた発光輝度とし、それ以外の分割領域の発光輝度を対応輝度と同じ値とする。そのような構成であっても、実施例２と同様の効果が得られる。
本実施例に係る画像表示装置の構成は実施例２と同様である。但し、孤立高輝度領域検
出部は必要ない。
バックライト制御値仮決定部は、電流制限フラグを受信すると、推定輝度が目標輝度より低いと判定された分割領域の対応輝度（仮決定されたバックライト制御値）を高める。分割領域毎の仮決定されたバックライト制御値が図８に示す値であった場合、推定輝度の分布は図９のようになるため、水平番号２，６，７，８，９，１０の６つの分割領域のバックライト制御値が高められる。具体的には、推定輝度（対応輝度でバックライトを点灯させたときのバックライト輝度）と目標輝度の差に基づいて、各分割領域のバックライト輝度が目標輝度以上となるように、上記６つの分割領域のバックライト制御値が高められる。水平番号２の目標輝度は対応輝度でバックライトを点灯させたときのバックライト輝度の２．１４倍であるため、水平番号２のバックライト制御値は２．１４倍以上に高められる。本実施例では、水平番号２のバックライト制御値は２．１４×１．１５倍される。これは、周囲からの漏れ光の影響が大きい場合には、１つの分割領域のバックライト制御値を目標輝度に対する不足分だけ高めても、バックライト輝度が目標輝度に到達しないからである。図８の水平番号２のバックライト制御値は、４０％×２．１４×１．１５＝９８％に高められる。同様に、水平番号６，７，８，９，１０の５つの分割領域のバックライト制御値も高められる。
図１８は、図８の対応輝度（仮決定されたバックライト制御値）の調整結果の一例を示す。図１９は、図１８のバックライト制御値でバックライトを点灯させた場合のバックライト輝度を示す。図１８に示すように、水平番号２，６，７，８，９，１０の６つの分割領域のバックライト制御値が図８の値から高められている。その結果、図１９に示すように、各分割領域のバックライト輝度が目標輝度以上となる。従って、バックライト制御値決定部でバックライト制御値の調整（増加率の乗算）は行わずに、画像の輝度の再現性を高めることができる。そして、図１８では、水平番号２の分割領域以外の分割領域のバックライト制御値が図１０の値よりも低いため、必要電流量が低減されている。

Claims (19)

1. 画面を構成する複数の分割領域のそれぞれにおいて、発光輝度を個別に制御可能な発光手段と、
   所定の分割領域に対応した画像データに基づいて、前記所定の分割領域の目標輝度を決定する決定手段と、
   複数の分割領域のそれぞれにおいて画像データに基づいた発光輝度で前記発光手段を発光させたときの、前記所定の分割領域の推定輝度を推定する推定手段と、
   前記決定手段により決定された目標輝度と、前記推定手段により推定された推定輝度との差に基づいて、前記所定の分割領域を含む２つ以上の分割領域の発光輝度を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像表示装置。
2. 前記所定の分割領域は、推定輝度が目標輝度よりも低い分割領域である
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記所定の分割領域は、推定輝度が目標輝度よりも低く、かつ、推定輝度と目標輝度との差が最も大きい領域である
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記制御手段は、前記所定の分割領域に隣接する少なくとも１つの分割領域に対する発光輝度を、前記所定の分割領域に対する発光輝度の増加率に応じた増加率で高める
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
5. 前記制御手段は、前記所定の分割領域に隣接する少なくとも１つの分割領域に対する発光輝度を、前記所定の分割領域に対する発光輝度の増加率と略等しい増加率で高める
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
6. 前記制御手段は、全ての分割領域に対する発光輝度を、前記所定の分割領域に対する発光輝度の増加率に応じた増加率で高める
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
7. 前記制御手段は、全ての分割領域に対する発光輝度を、所定の分割領域に対する発光輝度の増加率と略等しい増加率で高める
   ことを特徴とする請求項１〜３、及び、請求項６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
8. 前記制御手段で決定された発光輝度で前記発光手段を点灯させた場合の輝度分布を推定する輝度分布推定手段と、
   前記輝度分布推定手段で推定された輝度分布に基づいて画像データを補正する補正手段と、
   をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
9. 前記制御手段は、前記所定の分割領域内の全ての位置で輝度が目標輝度以上となるように、発光輝度を制御する
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像表示装置。
10. 前記制御手段で決定された発光輝度で前記発光手段を点灯させるために必要な電流量である必要電流量が所定の電流量より大きいか否かを判定する判定手段をさらに有し、
    前記判定手段で必要電流量が前記所定の電流量より大きいと判定された場合に、前記制御手段は、必要電流量が前記所定の電流量以下となるように、発光輝度を調整する調整処理を行う
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
11. 周囲の分割領域との間の目標輝度の差が閾値以上である分割領域を孤立高輝度領域として検出する領域検出手段をさらに有し、
    前記調整処理は、必要電流量が前記所定の電流量以下となり、且つ、各分割領域の輝度が目標輝度以上となるように、前記領域検出手段で検出された孤立高輝度領域の周囲の分割領域の発光輝度を高め、それ以外の分割領域の発光輝度を低減する処理である
    ことを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装置。
12. 前記調整処理は、前記制御手段で決定された前記分割領域毎の発光輝度を略等しい低下率で低下させる処理である
    ことを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装置。
13. 前記調整処理は、必要電流量と前記所定の電流量との差に基づいて、前記制御手段で決定された前記分割領域毎の発光輝度を調整する処理である
    ことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
14. 前記調整処理は、各分割領域の輝度が目標輝度以上となるように、前記所定の分割領域の発光輝度を画像データに基づいた発光輝度を高めた発光輝度とし、それ以外の分割領域の発光輝度を画像データに基づいた発光輝度と略等しい値とする処理である
    ことを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装置。
15. 前記調整処理は、前記推定輝度と目標輝度の差に基づいて、前記制御手段で決定された前記分割領域毎の発光輝度を調整する処理である
    ことを特徴とする請求項１４に記載の画像表示装置。
16. 前記調整処理を所定回数繰り返しても必要電流量が前記所定の電流量以下とならない場合に、前記制御手段は、発光輝度を、必要電流量が前記所定の電流量以下となるように予め定められた値に制御する
    ことを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
17. フレーム単位で入力される画像データのシーンの切り替わりを検出するシーンチェンジ検出手段をさらに有し、
    １つのフレームに対する前記調整処理は、当該フレームの期間内に完了しないことがあり、
    前記判定手段で必要電流量が前記所定の電流量より大きいと判定されてから、前記シーンチェンジ検出手段でシーンの切り替わりが検出されるまで、
    前記制御手段は、
    前記調整処理である第１の調整処理と、前記制御手段で決定された前記分割領域毎の発光輝度を略等しい低下率で低下させる第２の調整処理とを行い、
    前記判定手段で必要電流量が前記所定の電流量より大きいと判定されてから現在までに入力されたフレームの中に前記第１の調整処理が完了しているフレームが存在しない場合に、現在のフレームに対する発光輝度を、当該フレームに対する前記第２の調整処理の結果に制御し、
    前記判定手段で必要電流量が前記所定の電流量より大きいと判定されてから現在までに入力されたフレームの中に前記第１の調整処理が完了しているフレームが存在する場合に、現在のフレームに対する発光輝度を、直前に得られた前記第１の調整処理の結果に制御する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の画像表示装置。
18. 前記第１の調整処理と前記第２の調整処理の少なくとも一方は、必要電流量と前記所定の電流量との差に基づいて、前記制御手段で決定された発光輝度を調整する処理である
    ことを特徴とする請求項１７に記載の画像表示装置。
19. 画面を構成する複数の分割領域のそれぞれにおいて、発光輝度を個別に制御可能な発光手段を有する画像表示装置の制御方法であって、
    所定の分割領域に対応した画像データに基づいて、前記所定の分割領域の目標輝度を決定する決定ステップと、
    複数の分割領域のそれぞれにおいて画像データに基づいた発光輝度で前記発光手段を発光させたときの、前記所定の分割領域の推定輝度を推定する推定ステップと、
    前記決定ステップにより決定された目標輝度と、前記推定ステップにより推定された推定輝度との差に基づいて、前記所定の分割領域を含む２つ以上の分割領域の発光輝度を制御する制御ステップと、
    を有することを特徴とする画像表示装置の制御方法。