JP2018109702A

JP2018109702A - 映像処理装置、及び、映像処理方法

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Publication number: JP2018109702A
Application number: JP2017000275A
Authority: JP
Inventors: 新井　隆之; Takayuki Arai; 隆之新井
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Visual Solutions Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Visual Solutions Corp
Priority date: 2017-01-04
Filing date: 2017-01-04
Publication date: 2018-07-12
Anticipated expiration: 2037-01-04
Also published as: JP6869724B2

Abstract

【課題】映像表示領域の所定の面積を占める領域の静止検出を行い、その静止時間を求めることが可能な映像処理装置を提供する。【解決手段】映像処理装置は、映像表示領域を複数に分割したブロックにおいて、受信した映像情報の各ブロックが静止している時間であるブロック静止時間を測定する、ブロック静止時間測定部と、前記ブロック静止時間と、前記ブロック静止時間だけ静止している前記ブロックの数との関係を示す分布情報に基づいて、前記映像表示領域に表示する映像における静止度合いを表す指標である所定面積静止時間を算出する、所定面積静止時間算出部と、前記所定面積静止時間に基づいて、出力する画像の明るさを調節する明るさ調節値を算出する、明るさ調節値算出部と、前記明るさ調節値に基づいて、前記映像情報を出力する輝度を調節する、明るさ調節部と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、映像処理装置、及び、映像処理方法に関する。

次世代のディスプレイとして、液晶ディスプレイに代わる技術として有機ＥＬディスプレイが盛んに研究されている。有機ＥＬディスプレイは、発光ダイオードの一種である有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）を用い、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）現象を応用したディスプレイである。この有機ＥＬディスプレイは、バックライトを使用せず、ＯＬＥＤである画素自体が発光するため、高輝度、高コントラスト、及び、高速応答を実現できる。一方で、液晶ディスプレイと比較すると、画面の焼き付きが発生しやすいという短所もある。

近年、デジタル放送が本格的に始まり、映像とともにデータ配信を行う放送手法が増加している。このようなデータ配信においては、ディスプレイの特定領域が確保され、配信されたデータコンテンツは、当該特定領域に表示される。このような特定領域内のおけるデータコンテンツが表示される領域以外の領域は、同一輝度及び同一色で静止した表示となることが多く、画面の焼き付きが発生しやすい。このような焼き付き対策として、様々な研究がなされている。しかしながら、画素ごとや領域ごとに静止判定をすることは可能であるが、上記のような画面の特定の部分が静止しているようなパターンをリアルタイムに検出し、静止時間に応じて表示輝度を制御することは困難である。

特開２００７−３０４３１８号公報特開２０１１−２８１４９号公報特開２０１４−１２６６９８号公報特開２０１１−３９４２０号公報

そこで、本実施形態は、所定の面積を占める領域の静止検出を行い、その静止時間を求めることが可能な映像処理装置を提供する。

映像処理装置は、ブロック静止時間測定部と、所定面積静止時間算出部と、明るさ調節値算出部と、明るさ調節部と、を備える。ブロック静止時間測定部は、映像表示領域を複数に分割したブロックにおいて、受信した映像情報の各ブロックが静止している時間であるブロック静止時間を測定する。所定面積静止時間算出部は、前記ブロック静止時間と、前記ブロック静止時間だけ静止している前記ブロックの数との関係を示す分布情報に基づいて、前記映像表示領域に表示する映像における静止度合いを表す指標である所定面積静止時間を算出する。明るさ調節値算出部は、前記所定面積静止時間に基づいて、出力する画像の明るさを調節する明るさ調節値を算出する。明るさ調節部は、前記明るさ調節値に基づいて、前記映像情報を出力する輝度を調節する。

一実施形態に係る映像処理部を備えるディスプレイを模式的に示す図。一実施形態に係るディスプレイの表示領域を模式的に示す図。一実施形態に係る映像処理部の機能を説明する示すブロック図。一実施形態に係る映像処理部の処理を示すフローチャート。一実施形態に係る静止ブロックのヒストグラムの一例を示す図。一実施形態に係る明るさ調節値の一例を示す図。一実施形態に係るディスプレイ表示とヒストグラムの一例を示す図。一実施形態に係るディスプレイ表示の別の例を示す図。一実施形態に係る映像処理部の設置例を模式的に示す図。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。

本実施形態に係る映像処理部は、映像を表示する領域全体を複数の領域に分割し、領域ごとに輝度変化から静止判定を行い、領域の静止している時間、及び、静止している領域数に基づき、映像の輝度を制御することにより、表示領域における焼き付きを防止しようとするものである。

図１は、本実施形態に係る映像処理部を備えるテレビ受像器１の一例を示す図である。テレビ受像器１は、映像を表示するディスプレイ２と、このディスプレイ２の筐体内に格納された映像処理部３（図３参照）と、を備える。例えば、データ配信放送を受信し、ユーザーがデータ配信によるコンテンツを見ている場合、この図１に示すように、ディスプレイ２における画像を表示する領域である映像表示領域は、受信した映像を表示する映像コンテンツ表示領域２Ａと、受信したデータを表示するデータコンテンツ表示領域２Ｂと、を備える。ディスプレイ２は、例えば、有機ＥＬディスプレイであり、画素はＯＬＥＤを備えている。なお、以下の説明においては、映像処理部３について説明するが、この映像処理部３は、特許請求の範囲の映像処理装置に該当するものである。

映像コンテンツ表示領域２Ａは、放送されている番組の内容を表示する領域であり、一般的には、動画である映像が表示されている矩形の領域となる。映像コンテンツ表示領域２Ａにおいては、通常の放送における映像コンテンツが表示されているため、静止していたとしてもほんの数秒であり、たとえ固定カメラによって得られた映像であっても、輝度のぶれや位置のずれが起こるため、同じ画素において同じ輝度及び同じ色で長時間連続して表示されることはそれほど多くない。

一方のデータコンテンツ表示領域２Ｂは、例えば、番組の内容に関連する情報、ニュース、又は、放送されている番組との双方向通信を行うための情報等が表示される。例えば、図１に示すように、ディスプレイ２の下側フレームに沿って横方向に延びる領域とディスプレイ２の右側フレームに沿って縦方向に延びる領域とが組み合わされて形成されており、ニュースのハイライトや、各地の天気予報のデータが表示されている。このような表示は、例えば、人工的に作成されたグラフィックスを表示しているものであり、文字や、天気記号以外の表示は変化しない。この結果、データコンテンツ表示領域２Ｂ内の多くの領域の画素においては、発光している光の輝度及び色が変化しないことが多く、焼き付きが起こる可能性が高い。

なお、映像コンテンツ表示領域２Ａ及びデータコンテンツ表示領域２Ｂは、一例であり、上記で説明したような形状に限られない。例えば、映像コンテンツ表示領域２Ａがディスプレイ２の右下に位置し、データコンテンツ表示領域２Ｂがディスプレイ２の上側フレームに沿って横方向に延び、左側フレームに沿って縦方向に延びているものでもよい。また、ディスプレイ２の映像表示領域内に複数の映像コンテンツ表示領域２Ａが存在し、その他の領域がデータコンテンツ表示領域２Ｂであるような構成でもよい。

図２は、本実施形態に係るテレビ受像器１が備えるディスプレイ２の表示領域を模式的に示す図である。図２に示すように、ディスプレイ２の表示領域は、例えば、横３８４０ピクセル、高さ２１６０ピクセルの解像度を有する４Ｋ２Ｋディスプレイである。本実施形態においては、この表示領域を複数のブロック２００に分割する。ブロック２００は、例えば、横６４ブロック、縦３２ブロックの全２０４８ブロック存在し、表示領域は、これらブロック２００により、２０４８個の領域に分割される。なお、ピクセル数、及び、ブロック数は、単なる一例であり、ピクセル数、及び、ブロック数は、これらの数に限定されるものではない。

各ブロック２００は、そのブロック内の明るさとして画素値を監視することにより当該ブロックが静止画像を構成するブロックであるか、動画を構成するブロックであるかを判定するために用いられる。そして、後述で説明するように、静止画像を構成するブロック２００の静止時間に基づいて、ディスプレイ２の表示領域の明るさを制御する。画素値としては、一例として、輝度の値を用いることができるが、これには限られず、色合いや他の明るさを示す指標となり得る値を用いてもよい。なお、図２の概念図において、ブロックは正方形の領域を形成しているがこれには限られず、長方形であってもよい。

図３は、図１のテレビ受像器１が備える映像処理部３の機能を説明するためのブロック図である。この図３に示すように、映像処理部３は、受信した映像情報の明るさを制御して出力する装置であり、映像情報受信部１０と、ブロック輝度検出部１２と、ブロック静止検出部１４と、ブロック輝度記憶部１６と、ブロック静止時間測定部１８と、ブロック静止時間記憶部２０と、所定面積静止時間算出部２２と、明るさ調節値算出部２４と、明るさ調節部２６と、映像出力部２８と、を備える。

映像情報受信部１０は、ディスプレイ２に表示する映像コンテンツ及びデータ配信コンテンツを受信する受信部である。この映像情報受信部１０は、映像コンテンツ表示領域２Ａに表示する動画のコンテンツを受信するとともに、配信されているデータコンテンツを受信する。映像情報受信部１０が受信したデータは、ブロック輝度検出部１２へと出力される。

ブロック輝度検出部１２は、受信した映像データを画面に表示した場合に、ディスプレイ２の各ブロック２００において表示される予定である映像から、当該ブロック２００内に備えられる各画素の輝度値から、ブロック２００の輝度値を検出する。検出された輝度値は、ブロック静止検出部１４へと出力される。

ブロック静止検出部１４は、各ブロックが静止画像であるか、動画であるかを検出する。ブロックが静止画像であるか、動画であるかは、例えば、各ブロック内に存在する画素の輝度値と、ブロック輝度記憶部１６に記憶された前のフレームの輝度値との比較に基づいて検出される。この検出結果は、ブロック静止時間測定部１８へと出力される。

ブロック輝度記憶部１６は、ブロック静止検出部１４において当該ブロックが静止画であるか、動画であるかを検出した後、当該ブロックの輝度値を記憶する。記憶した輝度値に基づいて、当該ブロックにおける次の静止検出が行われる。

ブロック静止時間測定部１８は、ブロック静止検出部１４の検出結果を用いて、各ブロックが静止画像として検出されている時間（ブロック静止時間）を測定する。静止画検出された場合は、ブロック静止時間記憶部２０に記憶された時間をカウントアップし、動画の場合はリセットを行う。ブロック静止時間記憶部２０は、この測定された各ブロックのブロック静止時間を記憶する。

所定面積静止時間算出部２２は、ブロック静止時間記憶部２０に記憶されている各ブロックのブロック静止時間の情報を用い、ディスプレイ２内において静止画像として認識される静止画像領域の静止時間に基づいて表示領域全体としての静止時間を算出する。例えば、ブロック静止時間と、当該ブロック静止時間だけ静止しているブロック数との関係を示す分布情報である静止時間ヒストグラムを算出し、分布に従って静止時間を算出する。すなわち、所定面積静止時間算出部２２は、ブロック静止時間測定部１８の測定結果に基づいて、所定面積静止時間を算出する。なお、表示領域全体としての静止時間（所定面積静止時間）は、ディスプレイ２内において静止画像として認識される静止画像領域の静止時間に基づいてデータ放送等のグラフィックス映像か否かを、グラフィックス映像判定部（図示しない）が判定し、当該判定結果にしたがって算出するようにしてもよい。

明るさ調節値算出部２４は、算出された静止時間に基づいて画面全体の輝度値を算出する。そして、明るさ調節部２６は算出された輝度値に基づいて映像情報受信部１０が受信した各画素の輝度値を調節し、映像出力部２８が、明るさ調節部２６により輝度が調節された映像をディスプレイ２へと出力する。

図４は、本実施形態に係る映像処理部３の動作のフローを示すフローチャートである。

まず、所定面積静止時間算出部２２は、ブロック静止時間の単位時間あたりの分布を示すブロック静止時間ヒストグラムを初期化する（ステップＳ１００）。このブロック静止時間ヒストグラムは、ブロック静止時間記憶部２０に記憶されている。

次に、映像情報受信部１０は、ディスプレイ２に表示する映像情報を受信する（ステップＳ１０２）。この映像情報は、例えば、放送局から放送用の電波を介して送信される映像情報であり、映像情報の他に、データ配信コンテンツを備えているものである。また、データ配信コンテンツを備えていない映像情報であってもよい。さらには、無線ＬＡＮや有線ＬＡＮといったインターネット回線を介して受信された映像情報でもよいし、ケーブル回線を介して受信された映像情報であってもよい。

映像情報受信部１０は、例えば、アンテナが受信したデータがチューナ等を介して伝送され、当該データを受信する回路等であってもよいし、チューナ等に内蔵されているものであってもよい。以下の処理は、実際にディスプレイ２に表示される映像、すなわち、データ配信コンテンツであるグラフィックスを含む映像、又は、グラフィックスを含まない映像コンテンツのデータに対して行われる。

次に、受信した映像情報を用いてブロック静止時間と、当該ブロック静止時間を有するブロックの個数との分布情報であるヒストグラムを算出する処理へと移行する（ステップＳ１０４乃至ステップＳ１１６）。この処理は、例えば、図２におけるディスプレイ２の各ブロック２００に対して行われる。すなわち、ステップＳ１０４とステップＳ１１６で挟まれた間の処理ステップＳ１０６からステップＳ１１４は、ブロックごとに処理され、ブロックの個数分反復して処理される。以下、各ブロックに対して行われる処理について説明する。

まず、ブロック輝度検出部１２は、ブロックの明るさとして、例えば、ブロックの輝度を検出する（ステップＳ１０６）。ブロックの輝度の検出は、例えば、ブロック内の全ての画素の輝度値を計算し、平均値を算出することにより検出される。または、平均値とはせずに、加算した値を用いるようにしてもよい。平均値とした場合には、ブロックの輝度値を記憶する際の記憶容量を削減することが可能であるし、加算値とした場合には、ブロック内の画素数で除算をするための計算量を削減することが可能である。

次に、ブロック静止検出部１４は、単位時間前の明るさと現明るさとの差が所定のしきい値よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１０８）。具体的には、｜（単位時間前の明るさ）−（現明るさ）｜＞しきい値であるか否かを判定する。この場合において、単位時間とは、静止画像か動画かを判断するための所定の時間のことであり、例えば、１フレームや、５００ミリ秒、又は、１分などとすることができる。この設定は、デバイスに応じて焼き付けが起こらない範囲で変更することも可能であるし、ユーザーが設定できるようにしてもよい。明るさとしては、例えば、ブロック輝度検出部１２が検出した輝度値を用いる。

単位時間前の明るさは、ブロック輝度記憶部１６に記憶されている。電源投入時等や、映像を受信するチャネルが変更した場合などには、初期状態としてブロック輝度記憶部１６には所定の値、例えば、全てブロックにおいて０が代入されているようにしてもよい。所定の値であるしきい値は、あらかじめ決められた値が設定されている。例えば、輝度値が１０ビットで得られる場合には、１６、３２や６４等と設定してもよいし、ユーザーが任意に設定できるようにしてもよいし、２の累乗とする必要もない。この設定は、焼き付きが起こらない範囲であれば、ノイズが多い、又は、少ないと言った映像の特性を考慮して設定することも可能である。また、ディスプレイ２の性能により製造時に設定できるようにしてもよい。

単位時間前の明るさと現明るさとの差がしきい値よりも大きい場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、当該ブロック内に出力される画像が動画であると判断し、ブロック静止時間記憶部２０に記憶されている着目しているブロックのタイマーカウントを初期化して更新する（ステップＳ１１０）。初期化とは、例えば、タイマーのカウントを０へとする処理である。

一方、単位時間前の明るさと現明るさとの差がしきい値以下である場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、当該ブロック内に出力される画像が静止画であると判断し、ブロック静止時間記憶部２０に記憶されている着目しているブロックのタイマーカウントを増加して更新する（ステップＳ１１２）。タイマーカウントを増加するとは、例えば、タイマーカウントをインクリメントすることによりタイマーカウントの値を増加させる処理のことを言う。

このようにステップＳ１０８からステップＳ１１２の処理を行うことにより、当該ブロックが静止画として判定されている単位時間を算出する。例えば、ブロック静止時間記憶部２０に記録されている当該ブロックのカウント値がｎである場合、当該ブロックは、ｎフレームの間静止している、ｎ×１００ミリ秒の間静止している、又は、ｎ分間静止しているというように当該ブロックの静止状況を判断することが可能となる。ｎ＝０の場合は、ブロック内の画像は動画であると判定されるし、ｎが０では無い場合は、ｎはブロックの静止状態を表す指標となる。このカウンターへの操作が終了すると、ブロック輝度記憶部１６には、ブロック輝度検出部１２が検出した当該ブロックの現明るさが記憶される。静止画として判定されたブロックは更新しなくても良い。

次に、カウント値をブロック静止時間ヒストグラムに反映する（ステップＳ１１４）。ステップＳ１１０又はステップＳ１１２により状態が更新されたタイマーカウントに基づいて、ブロック静止時間ヒストグラムを更新する。すなわち、当該ブロックにおいて、静止状態がｎ続いている場合には、ヒストグラムのｎに対応するカウント値をインクリメントする。

図５は、ブロック数と時間を示す簡単な例である。この図５においては、ブロック数は、３０個としている。横軸は、ブロックが静止している時間を単位時間で示したものであり、縦軸は、タイマーカウントの値が各々の時間となるブロック数を示したものである。例えば、０単位時間静止した状態にあるブロック数は、７ブロックあり、１単位時間静止した状態にあるブロック数は５ブロックであることを示す。

ステップＳ１１４では、当該ブロックのタイマーカウントが横軸の単位時間に相当するグラフの値を＋１することにより、ヒストグラムを作成する。例えば、当該ブロックにおいて、タイマーカウントが３であれば、横軸の３に対応するグラフの値を＋１にする。すなわち、３単位時間（横軸）に対応する静止ブロック数（縦軸）が４であった場合には、その値を５と更新する。説明のために図に表したがこれには限られず、単純な数値の情報として分布情報であるブロック静止時間ヒストグラムを表すものとしてもよい。

次に、各ブロックにおいてステップＳ１０６からステップＳ１１４の処理を行ったか否かを判断する（ステップＳ１１６）。まだヒストグラムに反映されていないブロックがある場合には、次のブロックに対してステップＳ１０６以降の処理を行い、全てのブロックについてヒストグラムに反映されている場合には、ステップＳ１０６からステップＳ１１４の反復演算を抜ける。

この反復処理が終了すると、ブロック静止時間の分布として、ブロック静止時間とブロック数との関係を表す分布情報であるヒストグラムが作成される。例えば、図５においては、全３０ブロックの静止状態が反映されると、図に示すように３０ブロック分のヒストグラムが作成される。別の例として、図２のように表示領域を２０４８個のブロック２００に分割した場合、２０４８ブロック分のヒストグラムが作成される。

次に、所定面積静止時間算出部２２は、静止しているブロックの数から、所定面積静止時間を算出する（ステップＳ１１８）。本実施形態においては、所定面積静止時間は、ディスプレイ２に表示する映像における静止度合いを表す指標である。所定面積静止時間の算出は、例えば、ディスプレイの全領域に対して５０％のブロックが静止画像であるような時間を算出する。

より具体的に、図５を用いて説明する。この図５においては、全ブロック数は３０であるので、５０％のブロックというのは、１５ブロックのことを示す。まず、時間区分の大きい方からヒストグラムを累積し、１５ブロック以上となる時間を検出する。５単位時間におけるヒストグラムの値が４、４単位時間におけるヒストグラムの値が６、３単位時間におけるヒストグラムの値が５であるので、４＋６＋５＝１５となり、この場合、少なくとも３単位時間の期間、５０％のブロックが静止していたこととなる。この場合所定面積とは、表示領域の５０％の面積のことを示す。

すなわち、所定面積静止時間算出部２２は、所定面積静止時間として、ブロック静止時間が最大値となるブロックの数からブロック静止時間が小さい値へとなる方へ順番にブロックの数を累積加算し、当該累積加算値がブロックの総数における所定の割合に達したブロック静止時間を所定面積静止時間とする。例えば、上記の例においては、所定面積静止時間は、３単位時間である算出される。なお、５０％というのは一例であり、所定面積の表示領域に対する割合はこれには限られず、他の所定の割合、例えば４０％等としてもよいし、又は、放送局ごとに別々の値としてもよい。さらには、所定面積は、表示領域に対する割合ではなく、所定の値としてもよい。

なお、別の例としては、ブロック静止時間が最小値となるブロックの数、あるいは、ブロック静止時間が０となるブロックの数からブロック静止時間が大きい値へとなる方へ順番にブロックの数を累積加算してもよい。どちらの場合においても、同等の結果を得ることが可能である。

次に、明るさ調節値算出部２４は、所定面積静止時間算出部２２が算出した所定面積静止時間に基づいて出力する映像の明るさ調節値を算出する（ステップＳ１２０）。図６は、所定面積静止時間と明るさ調節値の一例であるゲインを示す一例である。横軸は、所定面積静止時間を単位時間であらわしたものであり、縦軸は、輝度に対するゲインである。例えば、図６に示すように、第１の所定静止時間である１単位時間までは受信した映像をそのまま出力し、１単位時間から３単位時間までは線形にゲインが減少し、第２の所定静止時間である３単位時間を超えると、ゲインの最小値である０．５で一定値となる。図６におけるゲインの例においては、明るさの調節を行う際の標準的なディスプレイの表示の明るさを１としているが、これには限られず、例えば、ガンマ補正前の明るさに基づいたゲインとすることも可能である。

すなわち、第１の所定静止時間までは、ゲインは１のままであり、第１の所定静止時間以上の所定面積静止時間である場合に、ゲインを１から減少し始め、第２の所定静止時間まではゲインの減少を続け、第２の所定静止時間以上となるとゲインを所定の値に固定する。この結果、ディスプレイ２に表示される映像は、所定面積静止時間が第１の所定静止時間以上であるが第２の所定静止時間以下の場合、所定面積静止時間が次第に長くなるに従って暗くなり、所定面積静止時間が第２の所定静止時間より長くなると、第２の所定静止時間における暗さで一定となる。

図６の例においては、所定面積静止時間は、３単位時間であるので、ゲインは０．５となる。なお、ゲイン関数は、図６に示したものに限られず、ゲインが検出前の値から最小値までになる下がり方であればよく、すなわち、第１の所定静止時間から第２の所定静止時間までのゲインの変化は、線形である必要は無い。例えば、三角関数、シグモイド関数、指数関数、又は、階段関数等を用いた関数を用いて、最大値から最小値までが徐々に減少するものであってもよい。最小値についても、０．５である必要は無く、０．８や０．７等の他の値であってもよい。さらに、説明のために簡単にしているが、横軸の単位時間は、さらに細かく設定されているものとしてもよい。特に、ゲインの抑制を開始するタイミング（第１の所定静止時間）は１単位時間後である必要はなく、ユーザーが画面を見ていて違和感が無いように、マージンをさらに大きくとることも考えられる。

なお、タイマーカウントとして、最大値を設けるようにしてもよい。例えば、図６に示すようなゲインである場合には、タイマーカウントの値の最大値を５単位時間程度にしておけば十分であると考えられるため、タイマーカウントの値の最大値を５と設定してもよい。さらには、これらタイマーカウントの最大値、所定面積静止時間を判定する所定の値、ブロックごとの輝度値の差のしきい値等の所定の値は、インターネット回線等を介して変更できるものであってもよいし、データコンテンツの配信状況に基づいて変更するように設計されていてもよい。また、いくつかの組合せを提示してユーザーが選択できるようにしてもよい。

次に、明るさ調節部２６は、算出された明るさ調節値に基づいて受信した映像情報に明るさ調節値を掛けることにより出力画像の輝度値を調整する（ステップＳ１２２）。輝度値の調整は、出力画像全体に明るさ調節値を掛けるようにしてもよいし、ブロックの明るさや、所定面積静止時間、画面位置によって調整するようにしてもよい。または、別の例として、明るさ調節値として、ゲインではなく、表示領域の明るさから減算する値の指標を明るさ調節値として選択することも可能である。この場合、表示する明るさから明るさ調節値に基づいた値を減算するようにしてもよい。

最後に、映像出力部２８は、明るさ調節部２６が輝度を調節した出力画像をディスプレイへと出力する（ステップＳ１２４）。映像処理部３は、以上のように、映像情報を受信して、当該受信した映像情報に基づいて出力映像の輝度値を調整して出力する。なお、上記においては、データ配信コンテンツを表示しない場合についても処理を行うものとしたが、データ配信コンテンツを表示しない設定の場合においては、この処理を行わないようにして、受信した映像情報を出力映像として出力することもできる。すなわち、データ配信コンテンツを表示する設定の場合にのみ、上述した処理を行うようにしてもよい。

なお、上述した処理は、単位時間ごとに行われる処理のみを記載したが、出力映像の輝度値を調整する処理は、映像を出力するのに必要な頻度、例えば、毎フレーム行われる。すなわち、次の単位時間が到来するまでの間、明るさ調節値は算出された一定値としておき、当該明るさ調節値にしたがってさらに細かい頻度で毎フレーム少しずつ出力する画像の輝度値を調節する。このように、単位時間ごとに明るさ調節値を算出する処理と輝度値を調節する処理の双方が行われ、他のタイミングにおいては、明るさ調節値を算出する処理を行わずに出力映像の輝度値を調節する処理が行われる。もっとも、明るさ調節値を算出する処理が毎フレーム行われる、すなわち、１単位時間が１フレームであるような場合には、上述した全てのステップの処理が毎フレーム行われる。

別の例としては、ステップＳ１００からステップＳ１２０までの処理と、ステップＳ１２２及びステップＳ１２４の処理とを完全に分離するものであってもよい。例えば、１フレームごとに明るさ調節部２６により出力される画像の輝度が、算出された明るさ調節値に基づいて調節され、映像が出力される処理が行われる（ステップＳ１２２乃至ステップＳ１２４）のと並行して、単位時間ごとに明るさ調節値算出部２４が明るさ調節値を算出するまでの処理が行われ、明るさ調節値が更新される（ステップＳ１００乃至ステップＳ１２０）ものとしてもよい。例えば、これらの２つの処理系統が並列化され、別々のプロセスとして起動しているものとしてもよい。すなわち、２つのプロセスを立ち上げておき、第１プロセスにおいて、毎フレーム明るさ調節をしながら、第２プロセスの中で単位時間ごとに明るさ調節値を算出し、算出した明るさ調節値を第１プロセスへと反映するようにしてもよい。

図５及び図６は、一例であるので、その値は説明のため単純化されているが、以下、より具体的な例を時系列に沿って説明する。

図７（ａ）乃至図７（ｃ）は、映像の受信を始めてからディスプレイ２に表示される映像と、それぞれの場合におけるヒストグラムの値を示す図である。この各図においては、映像コンテンツ表示領域２Ａについて、常に動画であると判定されているものとする。また、図７（ａ）の時点において映像の受信を始めたものとする。なお、タイマーカウンタの最大値は、３０単位時間であるものとする。

映像の受信を始めた図７（ａ）の状態において、ディスプレイ２のデータコンテンツ表示領域２Ｂには、下側にニュースのハイライトが、右側に各地の天気情報がデータ配信コンテンツとして表示されている。ヒストグラムは、全てのブロックにおいてタイムカウンターがリセットされた状態であるので、全ブロックが０単位時間の箇所に集中している。この場合、映像情報の所定面積静止時間は０単位時間となるため、輝度の抑制は行わずディスプレイ２に表示される。

図７（ｂ）は、映像の受信を始めてから３０単位時間後のディスプレイ２とヒストグラムを示す図である。ヒストグラムに示されているとおり、全ブロックの半数以上を占めるデータ配信コンテンツを表示する部分のブロックが静止画像であると判定されるため、３０単位時間の箇所に分布が集中している。そして、図示しない明るさ調節値の関数にしたがい、ディスプレイ２に表示されている画面の輝度が明るさ調節部２６により調節され、図に示すように図７（ａ）の場合と比較して、全体的に暗く表示される。なお、暗さに関しては、図のわかりやすさのため、極端に暗くしているが、暗くする程度は、明るさ調節値の関数にしたがうものとする。

図７（ｃ）は、図７（ｂ）の状態から、各地の天気情報が別の地域の情報へと切り替わってから１５単位時間後を示す図である。この場合、データコンテンツ表示領域２Ｂにおける大部分においては、３０単位時間以降も静止画像と判定されるので、タイマーカウントの最大値である３０単位時間として８００ブロック弱が存在する。そして、１５単位時間の箇所には、天気情報の更新により１５単位時間前に動画と判定され、それ以降静止画像として判定されている３００ブロック強が存在する。この場合、例えば、単位時間の大きい方から累積して、２０４８ブロックのうち、５０％を超えるのは、１５単位時間であるので、１５単位時間に対するゲイン関数の値により、ディスプレイ２の明るさが決定される。そして、図７（ｂ）の状態よりも少し明るい出力画像が表示される。また、別の例としては、天気情報の更新は変更の度合いが小さく、静止が継続されているものとし、図７（ｂ）の状態を維持されても良い。

図８（ａ）及び図８（ｂ）は、ディスプレイ２に表示される別の例を示す図である。例えば、これらの図に示すように、受信映像が、黒い画面中に白い長方形がゆっくりと画面左方向から右方向へと移動していく場合を考える。このような場合単位時間に対する静止画像のブロック数のヒストグラムを用いれば、所定面積静止時間が短いブロックが多く、所定面積静止時間が長いブロックは存在しないため、図６のようなゲイン関数を使用すると、ゲインの抑制は行われない、又は小さくなるため、画面全体としての明るさはそれほど変わらないものとなる。

比較例として、ヒストグラムを用いずに、単位時間前の画素、又は、ブロックの明るさとの差により静止画像を構成する画素か、動画を構成する画素かを判断し、静止画像を構成する画素が５０％以上である場合に暗くすることを考える。この場合、ヒストグラムを用いないので、５０％以上の画素において静止画像を構成する画素であると判断された場合には、すぐに画面が暗くなることとなるが、実際には動画であるので、誤判定となる。上述したように、本実施形態によるものであれば、このような誤判定を抑制することが可能である。

図９は、本実施形態に係る映像処理部３の設置例である。この図９に示すように、テレビ受像器１は、アンテナ又はケーブル等からの信号を受信する外部信号入力部１００と、画像処理やその他の処理を行うＳｏＣ（System-on-a-Chip）１０２と、メモリ１０４と、を備えて構成される。ＳｏＣ１０２は、ハードウェア処理部１１０と、ソフトウェア処理部１１２と、を備える。映像処理部３は、このＳｏＣ１０２上のハードウェア処理部１１０又はソフトウェア処理部１１２上に構成されてもよい。また、各種記憶部は、メモリ１０４内に備えられていてもよいし、ＳｏＣ１０２上のハードウェア処理部１１０に備えられていてもよい。また、図に示すようにハードウェア処理部１１０は、ＳｏＣ１０２上に備えられていてもよいし、別途ＩＣ（Integral Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）として備えられるものであってもよいし、ソフトウェア処理部１１２は別途ＩＣ、マイクロコンピュータとして備えられるものであってもよい。上記に記載した例に限られず、その他様々な実装方法であってもよい。

以上のように、本実施形態によれば、静止しているブロックと、そのブロック静止時間との分布情報としてヒストグラムを用いることにより、ディスプレイ２に表示する映像における静止度合いを表す指標である所定面積静止時間を正確に判定し、焼き付け防止のための輝度制御をより正確に行うことが可能である。このように、本実施形態に係るテレビ受像器１を映像処理部３により輝度制御を行うことで、誤判定して動画である領域が広いにも拘わらず、暗い画面に変化してしまったり、又は、静止画である領域が広いにも拘わらず、画面が明るく表示されたままであったりすることを抑制することが可能となり、焼き付け防止のための輝度制御を効率的に行うことが可能となる。

なお、以上の説明において、ステップＳ１０６からステップＳ１１２までの処理はブロックごとに順番に行うものとしたが、高速化のために、一部又は全てのブロックについて並行して演算を行うようにしてもよい。

さらに、上述した実施形態においては、ゲインの調整の処理を述べたが、ユーザーがリモコン操作等を行った場合には、タイマーカウントの値を初期化することにより、表示映像をリセットするようにしてもよい。このようにすることにより、ユーザーが何かしらの行動をしたときに画面を明るく表示することが可能となり、画面を見やすくしてユーザーの操作を補助することも可能である。さらに、ガンマ補正等、他の明るさ補正については、上記のゲインの適用とともに、適宜適用しうるものとする。

本実施形態においては、映像を表示する媒体をテレビ受像器１としたが、コンピュータ用や、テレビ及びコンピュータ兼用のディスプレイであってもよいし、ディスプレイ２のサイズにも限定はない。ディスプレイ２は、例えば、４Ｋ２Ｋディスプレイであるが、解像度に限定はなく、他の解像度であってもよい。４Ｋ２Ｋディスプレイとして、２１６０ｐの解像度として説明したが、これには限られず、ＤＣＩ４Ｋ（Digital Cinema Initiatives 4K）による４０９６×２１６０ピクセル等の解像度であってもよい。また、ディスプレイはタッチパネル式であってもよい。さらに、有機ＥＬディスプレイである場合について説明したが、プラズマディスプレイや液晶ディスプレイであってもよい。コンピュータ用のディスプレイの場合、上記の説明における映像表示領域は、例えば、画像表示領域としてもよい。

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

１：テレビ受像器、２：ディスプレイ、２Ａ：映像コンテンツ表示領域、２Ｂ：データコンテンツ表示領域、３：映像処理部、１０：映像情報受信部、１２：ブロック輝度検出部、１４：ブロック静止検出部、１６：ブロック輝度記憶部、１８：ブロック静止時間測定部、２０：ブロック静止時間記憶部、２２：所定面積静止時間算出部、２４：明るさ調節値算出部、２６：明るさ調節部、２８：映像出力部、２００：ブロック。

Claims

映像表示領域を複数に分割したブロックにおいて、受信した映像情報の各ブロックが静止している時間であるブロック静止時間を測定する、ブロック静止時間測定部と、
前記ブロック静止時間と、前記ブロック静止時間だけ静止している前記ブロックの数との関係を示す分布情報に基づいて、前記映像表示領域に表示する映像における静止度合いを表す指標である所定面積静止時間を算出する、所定面積静止時間算出部と、
前記所定面積静止時間に基づいて、出力する画像の明るさを調節する明るさ調節値を算出する、明るさ調節値算出部と、
前記明るさ調節値に基づいて、前記映像情報を出力する輝度を調節する、明るさ調節部と、
を備える映像処理装置。
前記各ブロックの輝度を検出する、ブロック輝度検出部と、
検出された前記輝度に基づいて、前記各ブロックが静止しているか否かを検出する、ブロック静止検出部と、
前記各ブロックにおける前記ブロック静止時間を記憶する、ブロック静止時間記憶部と、
をさらに備え、
前記ブロック静止時間測定部は、前記ブロック静止検出部の検出結果に基づいて、前記ブロック静止時間記憶部に記憶されている前記ブロック静止時間を更新し、
前記所定面積静止時間算出部は、前記ブロック静止時間記憶部に記憶されている前記ブロック静止時間に基づいて前記分布情報を生成する、請求項１に記載の映像処理装置。
前記所定面積静止時間算出部は、前記分布情報に基づいて、前記ブロック静止時間が最大の値となる前記ブロックの数から前記ブロック静止時間が小さい値へとなる順番に、又は、前記ブロック静止時間が最小の値となる前記ブロックの数から前記ブロック静止時間が大きい値へとなる順番に、前記ブロックの数を累積加算し、累積加算した前記ブロックの数が、所定の数に達した前記ブロック静止時間を、前記所定面積静止時間として算出する請求項１又は請求項２に記載の映像処理装置。
前記所定面積静止時間算出部は、前記累積加算したブロックの数が、前記ブロックの総数における所定の割合に達した場合に、前記所定の数に達したとする、請求項３に記載の映像処理装置。
前記明るさ調節値算出部は、前記所定面積静止時間が第１の所定静止時間以上となる場合に、表示する映像が、前記第１の所定静止時間の前より、暗くなるように前記明るさ調節値を制御する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の映像処理装置。
前記明るさ調節値算出部は、
前記所定面積静止時間が前記第１の所定静止時間以上であるが、前記第１の所定静止時間より長い第２の所定静止時間以下となる場合には、前記所定面積静止時間が長くなるに従って、表示する映像が次第に暗くなるように前記明るさ調節値を制御し、
前記所定面積静止時間が前記第２の所定静止時間より長い場合には、前記所定面積静止時間にかかわらず、前記明るさ調節値が前記第２の所定静止時間における前記明るさ調節値で一定となるように制御する請求項５に記載の映像処理装置。
ブロック静止時間測定部が、受信した映像情報の映像表示領域を複数に分割したブロックにおいて、各ブロックが静止している時間であるブロック静止時間を測定するステップと、
所定面積静止時間算出部が、前記ブロック静止時間と、前記ブロック静止時間だけ静止している前記ブロックの数との関係を示す分布情報に基づいて、前記映像表示領域に表示する映像における静止度合いを表す指標である所定面積静止時間を算出するステップと、
明るさ調節値算出部が、前記所定面積静止時間に基づいて、出力する画像の明るさを調節する明るさ調節値を算出するステップと、
明るさ調節部が、前記明るさ調節値に基づいて、前記映像情報を出力する輝度を調整するステップと、
を備える映像処理方法。