JP2015142276A5 - - Google Patents

Description

ダイナミックレンジや色域が広いＨＤＲ画像データ（多ビットの画像データ）の記録方法の１つとして、ＨＤＲ画像データをベース画像データと差分データに分割し、ベース画像データと差分データを記録する方法がある（特許文献１）。即ち、ＨＤＲ画像データのデータフォーマットの１つとして、ベース画像データと差分データを用いたフォーマットがある。ベース画像データは、ＨＤＲ画像データを階調圧縮した低ビットの画像データである。差分データは、例えば、ベース画像データの輝度値（階調値）とＨＤＲ画像データの輝度値（階調値）の差分を表すデータである。

本発明の第１の態様は、
発光手段と、
前記発光手段からの光を変調することで画面上に画像を表示する表示手段と、
ベース画像データと、画像データのダイナミックレンジおよび色域の少なくとも一方を拡大する拡大処理で使用される差分データと、を取得する取得手段と、
前記差分データに基づいて前記発光手段の発光を制御する制御手段と、
少なくとも前記ベース画像データに基づいて、前記表示手段での表示に使用する表示用画像データを生成し、前記表示用画像データを前記表示手段に出力する生成手段と、
を有することを特徴とする表示装置である。

本発明の第２の態様は、
発光手段と、
前記発光手段からの光を変調することで画面上に画像を表示する表示手段と、
ベース画像データと、画像データのダイナミックレンジおよび色域の少なくとも一方を拡大する拡大処理で使用される差分データと、を取得する取得手段と、
前記差分データを用いた拡大処理を前記ベース画像データに施すことにより、ＨＤＲ画像データを生成する拡大手段と、
前記画面に表示された画像の取り得るダイナミックレンジに一致するように前記ＨＤＲ画像データのダイナミックレンジを縮小することにより、制限ＨＤＲ画像データを生成する縮小手段と、
前記制限ＨＤＲ画像データに基づいて前記発光手段の発光を制御する制御手段と、
前記制限ＨＤＲ画像データに基づく発光と基準の発光との差分に基づいて前記制限ＨＤＲ画像データの階調値を補正することにより、前記表示手段での表示に使用する表示用画像データを生成し、前記表示用画像データを前記表示手段に出力する補正手段と、
を有することを特徴とする表示装置である。

本発明の第３の態様は、
発光手段と、
前記発光手段からの光を変調することで画面上に画像を表示する表示手段と、
を有する表示装置の制御方法であって、
ベース画像データと、画像データのダイナミックレンジおよび色域の少なくとも一方を拡大する拡大処理で使用される差分データと、を取得する取得ステップと、
前記差分データに基づいて前記発光手段の発光を制御する制御ステップと、
少なくとも前記ベース画像データに基づいて、前記表示手段での表示に使用する表示用画像データを生成し、前記表示用画像データを前記表示手段に出力する生成ステップと、を有することを特徴とする表示装置の制御方法である。

本発明の第４の態様は、
発光手段と、
前記発光手段からの光を変調することで画面上に画像を表示する表示手段と、
を有する表示装置の制御方法であって、
ベース画像データと、画像データのダイナミックレンジおよび色域の少なくとも一方を
拡大する拡大処理で使用される差分データと、を取得する取得ステップと、
前記差分データを用いた拡大処理を前記ベース画像データに施すことにより、ＨＤＲ画像データを生成する拡大ステップと、
前記画面に表示された画像の取り得るダイナミックレンジに一致するように前記ＨＤＲ画像データのダイナミックレンジを縮小することにより、制限ＨＤＲ画像データを生成する縮小ステップと、
前記制限ＨＤＲ画像データに基づいて前記発光手段の発光を制御する制御ステップと、
前記制限ＨＤＲ画像データに基づく発光と基準の発光との差分に基づいて前記制限ＨＤＲ画像データの階調値を補正することにより、前記表示手段での表示に使用する表示用画像データを生成し、前記表示用画像データを前記表示手段に出力する補正ステップと、
を有することを特徴とする表示装置の制御方法である。

差分データは、画像データのダイナミックレンジおよび色域の少なくとも一方を拡大する拡大処理で使用されるデータである。

具体的には、色差分データ１０２０は、画像データの色域を拡大する色域拡大処理で使用されるデータであり、ＨＤＲ画像データの色とベース画像データの色の差分を表すデータである。例えば、色差分データは、画素単位（又は所定数の画素からなる領域単位）で、ベース画像データの色差値（Ｃｂ値、Ｃｒ値）とＨＤＲ画像データの色差値（Ｃｂ値、Ｃｒ値）の一方から他方を減算した差分値である色差分値を表すデータである。ただし、色差分データは、画素単位（又は所定数の画素からなる領域単位）で、ベース画像データの色差値（Ｃｂ値、Ｃｒ値）とＨＤＲ画像データの色差値（Ｃｂ値、Ｃｒ値）との比率である色比率を表す色比率データであってもよい。また、色差分値や色比率は、色差値の代わりに、Ｒ値、Ｇ値、及びＢ値を用いて算出された値であってもよい。なお、色域拡大処理は、ベース画像データで表現しきれていない色を再現する処理と言うこともできる。本実施例では、色差分データ１０２０として、各画素のＣｂ差分値とＣｒ差分値が入力される。また、本実施例では、Ｃｂ差分値とＣｒ差分値がそれぞれ８ビットの浮動小数点形式で表現されている。Ｃｂ差分値は、ベース画像データ１０１のＣｂ値とＨＤＲ画像データのＣｂ値との一方から他方を減算した値であり、Ｃｒ差分値は、ベース画像データ１０１のＣｒ値とＨＤＲ画像データのＣｒ値との一方から他方を減算した値である。

輝度差分データ１０２１（第１差分データ）は、画像データのダイナミックレンジを拡大する輝度域拡大処理で使用されるデータであり、ＨＤＲ画像データの輝度値とベース画像データの輝度値の差分を表すデータである。例えば、輝度差分データは、画素単位（又は所定数の画素からなる領域単位）で、ベース画像データの輝度値（階調値）とＨＤＲ画像データの輝度値（階調値）との比率である輝度比率を表す輝度比率データである。即ち、輝度差分データは、画素単位（又は所定数の画素からなる領域単位）で、ベース画像データの輝度値（階調値）に対するＨＤＲ画像データの輝度値（階調値）の比率またはその逆数を表す輝度比率データである。ただし、輝度差分データは、画素単位（又は所定数の画素からなる領域単位）で、ベース画像データの輝度値（階調値）とＨＤＲ画像データの輝度値（階調値）の一方から他方を減算した差分値である輝度差分値を表すデータであってもよい。また、輝度差分データは、輝度域拡大処理における入力輝度値と出力輝度値との対応関係を表す輝度変換テーブルデータ（例えば、後述する逆トーンマップ）であってもよい。なお、輝度域拡大処理は、ベース画像データで表現しきれていない輝度を再現する処理と言うこともできる。本実施例では、輝度差分データ１０２１として、画素単位（又は所定数の画素からなる領域単位）で、ベース画像データの輝度値（階調値）とＨＤＲ画像の輝度値（階調値）との比率である輝度比率を表す輝度比率データが入力される。また、本実施例では、輝度比率が８ビットの浮動小数点形式で表現されている。階調値は、画素値、輝度値、等である。

なお、ＨＤＲ画像データ、ベース画像データ１０１、色差分データ１０２０、及び、輝度差分データ１０２１のビット数は特に限定されるものではない。
なお、色差分データ１０２０と輝度差分データ１０２１の少なくとも一方は入力されなくてもよい。例えば、ＨＤＲ画像データを階調圧縮した場合、輝度値の変化は生じるが、色の変化は生じないことがある。即ち、ＨＤＲ画像データの色とベース画像データ１０１の色が一致することがある。そのような場合には、色差分データ１０２０は不要となる。また、ベース画像データ１０１がＨＤＲ画像データの色域を圧縮した画像データである場合、ＨＤＲ画像データの輝度値とベース画像データ１０１の輝度値が一致することがある。そのような場合には、輝度差分データ１０２１は不要となる。

バックライト１０９は、液晶パネル１０７の背面に光を照射する発光部である。バックライト１０９は、光源、光源を駆動する駆動回路、光源からの光を拡散する光学ユニット、等を有する。本実施例では、バックライト１０９は、バックライト制御値１０８に応じた発光輝度で発光する。具体的には、駆動回路が、バックライト制御値に応じた発光輝度で発光するように光源を駆動する。また、本実施例では、バックライト１０９は、複数の
画素からなる発光領域単位で発光輝度を制御可能に構成されている。具体的には、バックライト１０９は、複数の発光領域の発光輝度を個別に制御可能に構成されている。例えば、バックライト１０９は、発光領域毎に光源を有する。光源は、１つ以上の発光素子を有する。発光素子としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＥＬ素子、冷陰極管、等を用いることができる。
なお、本実施例では、複数の発光領域によって画面の領域が構成されている場合の例を説明するが、１つの発光領域によって画面の領域が構成されていてもよい。

Claims (24)

1. 発光手段と、
   前記発光手段からの光を変調することで画面上に画像を表示する表示手段と、
   ベース画像データと、画像データのダイナミックレンジおよび色域の少なくとも一方を拡大する拡大処理で使用される差分データと、を取得する取得手段と、
   前記差分データに基づいて前記発光手段の発光を制御する制御手段と、
   少なくとも前記ベース画像データに基づいて、前記表示手段での表示に使用する表示用画像データを生成し、前記表示用画像データを前記表示手段に出力する生成手段と、
   を有することを特徴とする表示装置。
2. 前記差分データは、画像データのダイナミックレンジを拡大する輝度域拡大処理で使用される輝度差分データを含み、
   前記制御手段は、前記輝度差分データに基づいて前記発光手段の発光輝度を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記差分データは、画像データの色域を拡大する色域拡大処理で使用される色差分データを含み、
   前記制御手段は、前記色差分データに基づいて前記発光手段の発光色を制御する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記発光手段は、個別に発光を制御可能な複数の発光領域を有しており、
   前記制御手段は、
   前記発光領域における前記差分データの特徴量を、第１特徴量として取得し、
   前記第１特徴量に応じて前記発光領域における発光を制御し、
   前記生成手段は、前記ベース画像データ、前記差分データ、及び、前記第１特徴量に基づいて、前記表示用画像データを生成する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。
5. 前記生成手段は、
   前記差分データと前記第１特徴量に基づいて、前記差分データと前記第１特徴量の差分に相当する補正差分データを生成し、
   前記補正差分データを用いた拡大処理を前記ベース画像データに施すことにより、前記表示用画像データを生成する
   ことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. 前記差分データは、拡大処理前の階調値と拡大処理後の階調値との比率である輝度比率を画素毎に表す輝度比率データを含み、
   前記第１特徴量は、前記発光領域における前記輝度比率データが表す輝度比率の代表値であり、
   前記生成手段は、前記輝度比率データが表す輝度比率を前記第１特徴量で除算することにより、前記補正差分データを生成する
   ことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
7. 前記生成手段は、
   前記差分データを用いた拡大処理を前記ベース画像データに施すことにより、拡大画像データを生成し、
   前記第１特徴量と前記拡大画像データに基づいて、前記第１特徴量に相当する分だけ前記拡大画像データのダイナミックレンジおよび色域の少なくとも一方を縮小した縮小画像データを、前記表示用画像データとして生成する
   ことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
8. 前記差分データは、拡大処理前の階調値と拡大処理後の階調値との比率である輝度比率を画素毎に表す輝度比率データを含み、
   前記第１特徴量は、前記発光領域における前記輝度比率データが表す輝度比率の代表値であり、
   前記生成手段は、前記拡大画像データの階調値に前記第１特徴量の逆数を乗算することにより、前記縮小画像データを生成する
   ことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
9. 前記発光手段は、個別に発光を制御可能な複数の発光領域を有しており、
   前記制御手段は、
   前記発光領域における前記差分データの特徴量を、第１特徴量として取得し、
   前記発光領域における前記ベース画像データの特徴量を、第２特徴量として取得し、
   前記第１特徴量と前記第２特徴量の組み合わせに応じて前記発光領域における発光を制御し、
   前記生成手段は、前記ベース画像データ、前記差分データ、前記第１特徴量、及び、前記第２特徴量に基づいて、前記表示用画像データを生成する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。
10. 前記生成手段は、
    前記差分データと前記第１特徴量に基づいて、前記差分データと前記第１特徴量の差分に相当する補正差分データを生成し、
    前記ベース画像データ、前記補正差分データ、及び、前記第２特徴量に基づいて、前記表示用画像データを生成する
    ことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
11. 前記差分データは、拡大処理前の階調値と拡大処理後の階調値との比率である輝度比率を画素毎に表す輝度比率データを含み、
    前記第１特徴量は、前記発光領域における前記輝度比率データが表す輝度比率の代表値であり、
    前記第２特徴量は、前記発光領域における前記ベース画像データの階調値の代表値であ
    り、
    前記生成手段は、
    前記輝度比率データが表す輝度比率を前記第１特徴量で除算することにより、前記補正差分データを生成し、
    前記補正差分データが表す輝度比率に応じて画像データの階調値を補正する処理と、前記第２特徴量の取り得る値の最大値に対する前記第２特徴量の割合の逆数を画像データの階調値に乗算する処理と、を前記ベース画像データに施すことにより、前記表示用画像データを生成する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
12. 前記差分データは、拡大処理前の階調値と拡大処理後の階調値との比率である輝度比率を画素毎に表す輝度比率データを含み、
    前記第１特徴量は、前記発光領域における前記輝度比率データが表す輝度比率の代表値であり、
    前記第２特徴量は、前記発光領域における前記ベース画像データの階調値の代表値であり、
    前記制御手段は、前記第２特徴量の取り得る値の最大値に対する前記第２特徴量の割合を前記第１特徴量に乗算した値に応じて前記発光領域における発光輝度を制御する
    ことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の表示装置。
13. 前記発光手段は、個別に発光を制御可能な複数の発光領域を有しており、
    前記制御手段は、
    前記発光領域における前記ベース画像データの特徴量を、第２特徴量として取得し、
    前記差分データと前記第２特徴量に基づいて、前記発光領域における画像データの特徴量であり、且つ、前記差分データを用いた拡大処理後の特徴量である第３特徴量を取得し、
    前記第３特徴量に応じて前記発光領域における発光を制御し、
    前記生成手段は、前記ベース画像データ、前記差分データ、及び、前記第３特徴量に応じた発光と基準の発光との差分に基づいて、前記表示用画像データを生成する
    ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。
14. 前記生成手段は、前記差分データを用いた拡大処理と、前記第３特徴量に応じた発光と基準の発光との差分に基づいて画像データの階調値を補正する処理と、を前記ベース画像データに施すことにより、前記表示用画像データを生成する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
15. 前記差分データは、拡大処理前の階調値と拡大処理後の階調値との対応関係を表すトーンマップを含み、
    前記第２特徴量は、前記発光領域における前記ベース画像データの階調値の代表値であり、
    前記制御手段は、前記差分データから、前記第２特徴量に対応する拡大処理後の階調値を、前記第３特徴量として取得する
    ことを特徴とする請求項１３または１４に記載の表示装置。
16. 前記取得手段は、前記表示装置に入力される第１差分データを補正することにより、前記第１差分データよりも前記拡大処理の拡大度合いが小さい第２差分データを、前記差分データとして生成する
    ことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の表示装置。
17. 前記拡大処理は、画像データのダイナミックレンジを拡大する輝度域拡大処理を含み、
    前記取得手段は、前記第２差分データを用いた拡大処理後の画像データのダイナミックレンジが前記画面に表示された画像の取り得るダイナミックレンジに一致するように、前記第１差分データを補正する
    ことを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
18. 発光手段と、
    前記発光手段からの光を変調することで画面上に画像を表示する表示手段と、
    ベース画像データと、画像データのダイナミックレンジおよび色域の少なくとも一方を拡大する拡大処理で使用される差分データと、を取得する取得手段と、
    前記差分データを用いた拡大処理を前記ベース画像データに施すことにより、ＨＤＲ画像データを生成する拡大手段と、
    前記画面に表示された画像の取り得るダイナミックレンジに一致するように前記ＨＤＲ画像データのダイナミックレンジを縮小することにより、制限ＨＤＲ画像データを生成する縮小手段と、
    前記制限ＨＤＲ画像データに基づいて前記発光手段の発光を制御する制御手段と、
    前記制限ＨＤＲ画像データに基づく発光と基準の発光との差分に基づいて前記制限ＨＤＲ画像データの階調値を補正することにより、前記表示手段での表示に使用する表示用画像データを生成し、前記表示用画像データを前記表示手段に出力する補正手段と、
    を有することを特徴とする表示装置。
19. 前記発光手段は、個別に発光を制御可能な複数の発光領域を有しており、
    前記制御手段は、前記発光領域毎に発光を制御する
    ことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の表示装置。
20. 前記取得手段は、前記表示装置に入力される第１ベース画像データに所定の画像処理を施すことにより、前記ベース画像データとして第２ベース画像データを生成する
    ことを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の表示装置。
21. 前記取得手段は、フレーム毎にベース画像データと差分データを取得し、
    前記制御手段は、
    静止画像データの最初のフレーム及び動画像データの各フレームについて前記発光手段の発光を制御する処理を行い、
    静止画像データの２番目以降のフレームについては、前記発光手段の発光を制御する処理を省略する
    ことを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載の表示装置。
22. 発光手段と、
    前記発光手段からの光を変調することで画面上に画像を表示する表示手段と、
    を有する表示装置の制御方法であって、
    ベース画像データと、画像データのダイナミックレンジおよび色域の少なくとも一方を拡大する拡大処理で使用される差分データと、を取得する取得ステップと、
    前記差分データに基づいて前記発光手段の発光を制御する制御ステップと、
    少なくとも前記ベース画像データに基づいて、前記表示手段での表示に使用する表示用画像データを生成し、前記表示用画像データを前記表示手段に出力する生成ステップと、を有することを特徴とする表示装置の制御方法。
23. 発光手段と、
    前記発光手段からの光を変調することで画面上に画像を表示する表示手段と、
    を有する表示装置の制御方法であって、
    ベース画像データと、画像データのダイナミックレンジおよび色域の少なくとも一方を
    拡大する拡大処理で使用される差分データと、を取得する取得ステップと、
    前記差分データを用いた拡大処理を前記ベース画像データに施すことにより、ＨＤＲ画像データを生成する拡大ステップと、
    前記画面に表示された画像の取り得るダイナミックレンジに一致するように前記ＨＤＲ画像データのダイナミックレンジを縮小することにより、制限ＨＤＲ画像データを生成する縮小ステップと、
    前記制限ＨＤＲ画像データに基づいて前記発光手段の発光を制御する制御ステップと、
    前記制限ＨＤＲ画像データに基づく発光と基準の発光との差分に基づいて前記制限ＨＤＲ画像データの階調値を補正することにより、前記表示手段での表示に使用する表示用画像データを生成し、前記表示用画像データを前記表示手段に出力する補正ステップと、
    を有することを特徴とする表示装置の制御方法。
24. 請求項２２または２３に記載の表示装置の制御方法の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。