JP2019101329A - Display unit and method of controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バックライトと透過型パネルとを備える表示装置およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a display device including a backlight and a transmissive panel, and a control method thereof.
対応する輝度レンジ(ダイナミックレンジ)が、従来(Standard Dynamic Range、SDR)よりも広いHigh Dynamic Range(HDR)に対応する画像信号(HDR画像信号)を用いて、画像を表示する表示装置がある。HDR画像信号のダイナミックレンジは、従来よりも高い輝度に対応していることから、HDR画像信号に基づいて画像を表示する場合、表示装置は、これまでよりも高い表示輝度で画像を表示可能とすることが求められる。 There is a display device that displays an image using an image signal (HDR image signal) corresponding to High Dynamic Range (HDR) whose corresponding luminance range (dynamic range) is wider than that of the conventional (Standard Dynamic Range, SDR). Since the dynamic range of the HDR image signal corresponds to higher luminance than before, when displaying an image based on the HDR image signal, the display device can display the image with higher display luminance than before. It is required to
バックライトとバックライトの光を透過して画像を表示する透過型パネルとを備える表示装置でより高い表示輝度で画像を表示するためには、バックライトから透過型パネルに照射する光の輝度を従来よりも高める必要がある。しかし、バックライトの高輝度化は、消費電力の増加の要因となるという課題があった。 In order to display an image at a higher display brightness with a display including a backlight and a transmissive panel that transmits light from the backlight to display an image, the brightness of light emitted from the backlight to the transmissive panel is used. Need to improve than before. However, there has been a problem that increasing the brightness of the backlight causes an increase in power consumption.
このような課題に対して、表示する画像の暗い部分に対応するバックライトの領域の輝度を低下することにより、消費電力の抑制を図ることができる(エリア制御、ローカルディミング制御)。また、バックライト(表示装置)の消費電力が一定量以下になるように、バックライトの発光輝度を制御する技術がある。具体的には、画像信号に基づいてバックライトのエリア制御をすることによりバックライトの消費電力が一定量よりも大きくなる場合、バックライトの各領域の発光輝度を画像信号に基づいて決定される発光輝度よりも低減させる。これにより、バックライトから照射される光の輝度が低下して表示装置の表示輝度の上限値が低下する一方で、バックライトの消費電力を一定量以下とすることができる。 With respect to such problems, power consumption can be suppressed by reducing the luminance of the area of the backlight corresponding to the dark part of the image to be displayed (area control, local dimming control). In addition, there is a technology of controlling the light emission luminance of the backlight so that the power consumption of the backlight (display device) becomes equal to or less than a predetermined amount. Specifically, when the power consumption of the backlight becomes larger than a certain amount by controlling the area of the backlight based on the image signal, the light emission luminance of each region of the backlight is determined based on the image signal Reduce the luminance than the light emission. As a result, while the luminance of light emitted from the backlight is lowered and the upper limit value of the display luminance of the display device is lowered, the power consumption of the backlight can be reduced to a certain amount or less.
一方で、表示装置では、画像信号に、さらにユーザが操作するためのGraphical User Interface(GUI)等のOn Screen Display(OSD)を合成して、画面に画像を表示することがある。OSDは、ユーザの視認性を高めるため、比較的高い輝度の階調(白階調)を含むことが多い。 On the other hand, in a display device, an image may be displayed on a screen by combining an image signal with an On Screen Display (OSD) such as a graphical user interface (GUI) for a user to operate. The OSD often includes relatively high luminance gradations (white gradations) in order to enhance the user's visibility.
特許文献1に開示された表示装置では、バックライトをエリア制御する表示装置であって、OSDが重畳された画像を表示する場合に、OSDが表示される領域に対応するバックライトの領域の輝度を所定の輝度値に制御することが開示されている。
The display device disclosed in
しかしながら、特許文献1のようにOSD重畳により対応する領域の発光輝度を上げることにより、バックライトの消費電力が一定量よりも高くなってしまう場合がある。この場合、もとの画像が同一であるにもかかわらず、OSD重畳によりバックライトの消費電力の抑制のための発光輝度制御が働いてしまい、ユーザが視認する画像の表示輝度が変化する。したがって、ユーザは画像の視認性に対して妨害感を覚えることがあった。
However, the power consumption of the backlight may be higher than a certain amount by increasing the light emission luminance of the corresponding region by OSD superposition as in
本発明は、上記の課題に鑑みて、OSDを重畳することが可能な表示装置であって、消費電力を抑えつつ、OSDの有無による表示画像への影響を抑制することが可能な表示装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention is a display device capable of superimposing an OSD, and is capable of suppressing the influence on the display image due to the presence or absence of the OSD while suppressing the power consumption. Intended to be provided.
上述した課題を解決するために、本発明の液晶透過型表示装置は、
入力画像を元にローカルディミング処理を行なうローカルディミング部と、
消費電力が一定値を超えないようにバックライト輝度を調整するローディング部と、
バックライト輝度の最低発光輝度を設定する下限輝度設定部と、
該入力画像にグラフィックス画像を重畳する画像重畳部と、
映像を表示する液晶部と、
を備え、
該ローディング処理において、暗部でも一定輝度を下回らないように制御する。
In order to solve the problems described above, the liquid crystal transmission type display device of the present invention is
A local dimming unit that performs local dimming processing based on an input image;
A loading unit that adjusts the backlight brightness so that the power consumption does not exceed a certain value;
A lower limit luminance setting unit for setting a minimum light emission luminance of backlight luminance;
An image superimposing unit that superimposes a graphics image on the input image;
A liquid crystal unit that displays an image,
Equipped with
In the loading process, control is performed so that the luminance does not fall below a certain level even in a dark area.
本発明によれば、ユーザは消費電力を抑えつつ、OSDの視認性が良く、OSD有無で輝度が変化しない映像を視聴することができる。 According to the present invention, while suppressing power consumption, the user can view an image whose OSD visibility is good and whose luminance does not change due to the presence or absence of the OSD.
<実施例1>
本発明の第一の実施形態について説明する。図1は、表示装置100の機能ブロックを示したブロック図である。表示装置100は、バックライト11、液晶パネル12、制御部13を備える。また、制御部13は、入力部101、統計量取得部102、輝度設定部103、画像重畳部104、OSD生成部105、補正部106、出力部107、下限輝度設定部108、輝度決定部109、および発光制御部110を備える。また、制御部13は、CPU120、I/F部121、メモリ122、およびメモリ122を備える。
Example 1
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing functional blocks of the
バックライト11は、複数の光源部を備え、光を発する照明装置である。バックライト11は、液晶パネル12の画面の表示領域を分割した複数の分割領域のうち、少なくとも1つの分割領域に対応した制御領域ごとに個別に発光輝度を制御可能である。バックライト11は、制御部13から取得した各制御エリアの発光輝度を示す情報に基づいて、各光源部の発光輝度を制御して、光を発する。
The
液晶パネル12は、バックライト11の光の照射方向に配置された透過型の表示パネルである。液晶パネル12は、マトリクス状に配置された複数の液晶素子を備える。各液晶素子は、制御部13から出力された画像信号に基づいて、透過率が制御される。バックライト11から照射された光を、画像信号に基づいて制御された透過率で各液晶素子が透過することにより、液晶パネル12の画面に画像が表示される。
The
制御部13は、バックライト11および液晶パネル12を制御して、画面に画像を表示する制御回路基板である。制御部13は、1以上のプロセッサ、1以上のメモリ、および1以上の電子回路を含む。
The
入力部101は、入力された映像信号をヘッダデータと画像データへ分離し、ヘッダデータは後述のCPU120へ、画像データは復調して統計量取得部102へ出力する。復調とは、伝送用に配列された映像信号を表示装置内部で表示用に配列し直すことを指す。映像信号は、不図示の出力装置より出力された信号線から入力端子を通り入力部101に入力される。
The
統計量取得部102は、バックライト11の制御領域に対応する液晶パネル12の分割領域に表示される画像データの部分の統計量を、各制御領域に対して取得する。統計量取得部102は、各制御領域に対して取得した統計量を、輝度設定部103へ出力する。統計量は、例えば、各制御領域に対応する画像データの部分に含まれる画素のうち、最大輝度となる画素値Vmaxであるとする。ここで、最大輝度となる画素値とは、画素の要素が赤、緑、青の3要素だった場合、それぞれの要素値の中で最大値のものを指す。また画像データを画像重畳部104へ出力する。
The
輝度設定部103は、統計量取得部102より出力された各制御領域の統計量に基づいて、各制御領域の発光輝度値を設定する。輝度設定部103は、画像データの画素がとり得る画素値の最大値に対する統計量(画素値Vmax)の比率に応じて、発光輝度を設定するとする。当該比率と設定される発光輝度値の関係は、比率が大きいほど、発光輝度値が大きくなるように予め関連付けられているとする。また、輝度設定部103は、画素値の最大値に対する統計量(画素値Vmax)の比率、もしくは画素値Vmaxが、あらかじめ定められた閾値よりも高い場合に、そうでない場合よりも高い発光輝度値が設定されるように発光輝度値を設定しても良い。輝度設定部103は、各制御領域の発光輝度値を示す情報を、輝度決定部109、および補正部106へ出力する。
The
画像重畳部104は、統計量取得部102から出力された画像データに、後述のOSD生成部105から出力されたグラフィックス画像を重畳し、補正部106へ画像データを出力する。
The
OSD生成部105は、後述のCPU120に従って、映像や装置に関するOSD用の画像を生成する。生成されたグラフィックス画像は、画像重畳部104へ出力する。
The
補正部106は、輝度設定部103で設定された各制御領域の発光輝度値に基づいて、画像重畳部104から出力された画像データの画素値を補正する。
The
補正部106は、設定された各制御領域の発光輝度値に基づいて各制御領域が発光した場合に、液晶パネル12に照射される光の輝度分布を推測する。例えば、補正部106は、液晶パネル12の画素ごとに、照射される光の輝度を推測する。
The
補正部106は、照射される光の輝度の推測結果に応じて画素値を補正する。具体的には、補正部106は、バックライト11の各制御領域を最大の発光輝度値で発光させた場合に液晶パネル12に照射される輝度(Lmax)と、各画素で推測された輝度(Lt)との比を係数として用いて、各画素の画素値を補正する。補正部106は、各画素の画素値に、対応する画素におけるLmax/Ltを乗算する。なお、当該係数は、上述の形式に限定されず、さらに定数をかける等してもよい。これにより、ユーザは、バックライト11の制御領域の発光輝度が低減した場合においても、画像データの本来の輝度で視聴することができる。補正された画像データは、出力部107へ出力する。
The
出力部107は、補正部106より出力された画像データを液晶パネル12に出力する。液晶パネル12は、取得した画像データに基づいて、各液晶素子の透過率を制御することによって、バックライト11からの光を透過して画像を表示する。つまり、出力部107は、画像データを液晶パネル12に出力することによって、液晶パネル12が当該画像データに基づく画像を表示するように、液晶パネル12を制御する表示制御部であるともいえる。
The output unit 107 outputs the image data output from the
下限輝度設定部108は、ユーザがOSD生成部105で生成されたOSDが視聴可能な、最も低輝度な発光輝度値(以下、下限輝度値と呼ぶ)L0を輝度決定部109へ出力する。L0は液晶デバイスの透過率や視聴環境によって異なり、予め後述の不揮発メモリ123で保持しておいても良い。また視聴時に未記載の外光センサーなどによる視聴環境に合わせて算出しても良い。例えば、下限輝度値は、制御領域が発光可能な発光輝度の半分の発光輝度に対応する値であるとする。
The lower limit
輝度決定部109は、輝度設定部103より出力された各制御領域の発光輝度値と、下限輝度設定部108から入力される下限輝度値L0から、各制御領域の発光を制御するための発光輝度値(制御輝度値)を決定する。制御輝度値の決定方法については、後述する。輝度決定部109は、決定した各制御領域の制御輝度値を示す情報を発光制御部110へ出力する。
発光制御部110は、輝度決定部109より出力された各制御領域の制御輝度値に基づいて、バックライト11の各制御領域の光源を駆動して、発光を制御する。バックライト11は制御領域ごとに1以上の光源を備える。例えば、光源は、LED(Light Emitting Diode)であるとする。この場合、発光制御部110は、制御輝度値に対応する出力電圧で、光源を駆動する。なお、発光制御部110は、光源をパルス変調制御で駆動するものであってもよい。この場合、発光制御部110は、制御輝度値に応じたデューティ比で各光源を駆動する。
The light
CPU120は、制御部13の各機能ブロックが実行する処理を制御するプロセッサである。
The
I/F部121は、ユーザの操作情報を取得するインターフェースである。ユーザの操作情報とは、表示装置に取り付けられたボタンやタッチパネルの押下情報、未記載の有線もしくは無線で接続されるリモートコントローラからのボタン押下情報などを指す。ユーザの操作情報とOSD生成部105で生成されたOSDから、CPU120はユーザからの設定値や目標値を得る。
The I /
メモリ122は、CPU120が各機能ブロックを制御するために用いるプログラムやパラメータを記憶し、CPU120がデータの読出しおよび書込みを実行可能な記憶媒体である。また、メモリ122は、各機能ブロックが用いるプログラムやパラメータを記憶し、各機能ブロックがデータの読出しおよび書込みを実行可能な記憶媒体である。メモリ122は、1つの記憶媒体で構成されてもよく、複数の記憶媒体で構成されていてもよい。メモリ122が複数の記憶媒体で構成される場合、各記憶媒体は、2以上の異なる種類の記憶媒体を含んでいてもよい。例えば、揮発性の記憶媒体と不揮発性の記憶媒体とを、それぞれが記憶するデータの性質に合わせて選択することが可能である。
The
図2は、輝度決定部109が実行する制御輝度値の決定処理を示すフローチャートである。決定処理は、輝度決定部109に、輝度設定部が設定した各制御領域の発光輝度値が入力されたことに応じて開始するとする。
FIG. 2 is a flowchart showing determination processing of the control luminance value which the
S201で、輝度決定部109は、制御領域のうち、対象とする制御領域(対象制御領域)A(n)を予め決定された初期の対象制御領域A(1)とする。なお、バックライト11は、画面に対して垂直方向にX個、水平方向にY個の計X×Y個の制御領域を有するとする。例えば、X、Yはそれぞれ3であるとする。図3は、バックライト11の制御領域を示す模式図である。制御領域は、それぞれ1からX×Yまでに符号で表されるとする。
In S201, the
S202で、輝度決定部109は、制御領域A(n)に対する発光輝度値L(n)を取得する。
In S202, the
S203で、輝度決定部109は、発光輝度値L(n)が下限輝度値L0より大きいか否かを判定する。発光輝度値L(n)が下限輝度値L0より大きい場合、S204へ進む。そうでない場合、S205へ進む。
In S203, the
S204で、輝度決定部109は、下限輝度値L0と発光輝度値L(n)との差を超過値D(n)として取得する。超過値D(n)は、L(n)−L0で表される。
In S204, the
S205で、輝度決定部109は、発光輝度値L(n)を、下限輝度値L0と設定する。また、輝度決定部109は、超過値D(n)にゼロを設定する。
In S205, the
S206で、輝度決定部109は、全での制御領域に対して、上述の処理が完了しているか否かを判定する。具体的には、輝度決定部109は、n=X×Yであるか否かを判定する。全ての制御領域に対して、処理が完了している場合は、S207へ進む。完了していない場合は、nに1を加算して、S202へ戻る。
In step S206, the
S207で、輝度決定部109は、全ての制御領域の超過値を合算して総超過値Dsを算出する。
In S207, the
S208において、輝度決定部109は、総超過値Dsが許容値Mより大きいか否かを判定する。許容値Mは、最大許容値Mmaxと、下限輝度値L0を制御領域の個数で乗算した値L0_sumとの差である。ここで、最大許容値Mmaxは、表示装置100において許容される消費電力の上限値や許容されるバックライト11の発熱量の上限値に基づいて予め設定された、バックライト11の制御領域が発光可能な発光輝度値の総量を指す。総超過値Dsが許容発光輝度値Mより大きい場合、S209へ進む。そうでない場合は、各制御領域に設定された発光輝度値をそれぞれ制御輝度値に決定して、S213へ進む。
In S208, the
S209で、対象制御領域をA(1)とする。つまり対象制御領域を示すnを初期化する。 At S209, the target control area is set to A (1). That is, n indicating the target control area is initialized.
S210で、輝度決定部109は、発光輝度値L(n)が下限輝度値L0よりも大きいか否かを判定する。発光輝度値L(n)が下限輝度値L0よりも大きい場合、S211へ進む。そうでない場合、S212へ進む。
In S210, the
S211で、輝度決定部109は、発光輝度値L(n)を総超過値Dsと許容値Mとに基づいて補正して、制御輝度値B(n)とする。具体的には、輝度決定部109は、式1に基づいて、制御輝度値B(n)を決定する。式1は、設定された発光輝度が下限輝度を超過する制御領域の制御輝度値が、下限輝度値L0に対して超過した発光輝度に係数を乗算して低減した発光輝度と、下限輝度値L0との合計の輝度値であることを示す。処理は、S213に進む。
B(n)=L0+(L(n)−L0)×(M÷Ds) ・・・式1
In S211, the
B (n) = L0 + (L (n) -L0) × (M ÷ Ds)
S212で、輝度決定部109は、発光輝度値L(n)を制御輝度値B(n)とする。処理は、S213に進む。
In S212, the
S213で、輝度決定部109は、全での制御領域に対して、上述の処理が完了しているか否かを判定する。具体的には、輝度決定部109は、n=X×Yであるか否かを判定する。全ての制御領域に対して、処理が完了している場合は、S214へ進む。完了していない場合は、nに1を加算して、S210へ戻る。
In S213, the
S214において、輝度決定部109は、各制御領域の制御輝度値B(n)を発光制御部110へ出力する。
In S214, the
以上で、輝度決定部109の制御輝度値の決定処理が完了する。
Thus, the process of determining the control luminance value of the
始めに本実施例の制御輝度値の決定処理を実行しない場合について説明する。本実施例の制御輝度値の決定処理を実行しない場合とは、入力画像データにOSD画像を重畳した画像データに基づいて、各制御領域の発光を制御する場合である。 First, the case where the control luminance value determination process of this embodiment is not executed will be described. The case where the control luminance value determination process of the present embodiment is not executed is the case where the light emission of each control area is controlled based on the image data in which the OSD image is superimposed on the input image data.
図8は、入力画像データ、入力画像データに基づいて制御されたバックライトの発光輝度、および液晶パネル12に表示される表示画像を示す模式図である。図8(a)は、入力画像データを示す。入力画像データは、明領域(白階調)と暗領域(黒階調)とが左右に並んだ画像データであるとする。
FIG. 8 is a schematic view showing input image data, light emission luminance of a backlight controlled based on the input image data, and a display image displayed on the
図8(b)は、入力画像データに基づいて制御されたバックライトの発光輝度を示す模式図である。バックライト11の制御領域が図3に示したような配置であるとする。この場合、制御領域A(1)、A(2)、A(4)、A(5)、A(7)、およびA(8)の発光輝度値が各制御領域の最大の発光輝度に対応する値に設定される。また、制御領域A(3)、A(6)、およびA(9)の発光輝度値が各制御領域の最小の発光輝度に対応する値に設定される。各制御領域で設定された発光輝度値に基づいてバックライト11が駆動した場合の消費電力が、一定値以下であるとする。したがって、各制御領域に設定された発光輝度値が、各制御領域の制御輝度値と決定され、図8(b)に示すように発光する。
FIG. 8B is a schematic view showing light emission luminance of a backlight controlled based on input image data. It is assumed that the control area of the
図8(c)は、入力画像データに基づいて画像を表示した場合の液晶パネル12の表示画像を示す模式図である。バックライト11の各制御領域が、入力画像データの対応する部分に基づく輝度で発光することから、入力画像データが示す表示輝度で画像が表示される。すなわち、消費電力を抑制するためのバックライト11の輝度低下による、表示画像の輝度低下は発生しない。
FIG. 8C is a schematic view showing a display image of the
図9は、OSD画像を重畳した入力画像データ、OSD画像を重畳した入力画像データに基づいて制御されたバックライトの発光輝度、および液晶パネル12に表示される表示画像を示す模式図である。図9(a)は、OSD画像を重畳した入力画像データを示す。図8(a)に示した入力画像データの暗領域の一部にOSD画像が重畳される。OSD画像は白階調で表現されたオブジェクトを含む画像である。簡単のため、図中では白四角領域で示す。
FIG. 9 is a schematic view showing input image data on which the OSD image is superimposed, light emission luminance of the backlight controlled based on the input image data on which the OSD image is superimposed, and a display image displayed on the
図9(b)は、OSD画像を重畳した入力画像データに基づいて制御されたバックライトの発光輝度を示す模式図である。制御領域A(1)、A(2)、A(4)、A(5)、A(7)、およびA(8)の発光輝度値が各制御領域の最大の発光輝度に対応する値に設定される。また、制御領域A(9)に対応する領域にOSD画像が配置されることから、制御領域A(9)の発光輝度値が各制御領域の最大の発光輝度に対応する値に設定される。 FIG. 9B is a schematic view showing the light emission luminance of the backlight controlled based on the input image data on which the OSD image is superimposed. The emission luminance values of the control areas A (1), A (2), A (4), A (5), A (7), and A (8) correspond to the values corresponding to the maximum emission luminance of each control area. It is set. Further, since the OSD image is arranged in the area corresponding to the control area A (9), the light emission luminance value of the control area A (9) is set to a value corresponding to the maximum light emission luminance of each control area.
制御領域A(3)、およびA(6)の発光輝度値が各制御領域の最小の発光輝度に対応する値に設定される。各制御領域で設定された発光輝度値に基づいてバックライト11が駆動した場合の消費電力が、制御領域A(9)の発光輝度値の変動により一定値を超えてしまうとする。したがって、各制御領域に設定された発光輝度値を、消費電力の超過分を抑制するように一律に低減した値を、各制御領域の制御輝度値とする。この時、バックライト11は図9(b)に示すように発光する。
The light emission luminance values of the control areas A (3) and A (6) are set to values corresponding to the minimum light emission luminance of each control area. It is assumed that the power consumption when the
図9(c)は、OSD画像が重畳された入力画像データに基づいて画像を表示した場合の液晶パネル12の表示画像を示す模式図である。バックライト11の各制御領域が、図9(b)に示すように、入力画像データに基づく輝度よりも全体的に低い輝度で発光することから、入力画像データが示す表示輝度よりも低い表示輝度画像が表示される。すなわち、消費電力を抑制するためのバックライト11の輝度低下による、表示画像の輝度低下が発生する。
FIG. 9C is a schematic view showing a display image of the
次に、本実施例における処理を実行した場合の効果について説明する。 Next, the effect when the process in this embodiment is performed will be described.
図4は、本実施例の処理による効果について説明するために用いる入力画像データの例を示す模式図である。図4の入力画像データは、図6(a)に示した画像データに対して、制御領域A(3)に対応する領域に白階調の領域が含まれる画像データであるとする。 FIG. 4 is a schematic view showing an example of input image data used to explain the effect of the process of this embodiment. It is assumed that the input image data of FIG. 4 is image data in which an area corresponding to the control area A (3) includes an area of white gradation with respect to the image data shown in FIG.
図5は、各制御領域に対して、入力画像データに基づいて設定された発光輝度値Lおよび決定処理によって決定された制御輝度値Bを示す模式図である。図5の黒四角はそれぞれ、入力画像データに基づいて設定された発光輝度値Lを示す。また、図5の斜線四角は、入力画像データに基づいて設定された発光輝度値Lを上述の制御輝度値の決定処理に基づいて決定された制御輝度値を示す。 FIG. 5 is a schematic view showing a light emission luminance value L set based on input image data and a control luminance value B determined by the determination processing for each control region. The black squares in FIG. 5 each indicate a light emission luminance value L set based on input image data. The shaded squares in FIG. 5 indicate the control luminance values determined based on the process of determining the control luminance values described above for the light emission luminance value L set based on the input image data.
制御領域A(3)、A(6)およびA(9)に対応する分割領域に表示される画像信号が黒画素(0階調)のみから構成されることから、各制御領域に設定される発光輝度値は、最小の発光輝度10%とするとする。また、他の制御領域に設定された発光輝度値は、最大の発光輝度100%であるとする。
Since the image signal displayed in the divided areas corresponding to control areas A (3), A (6) and A (9) is composed of only black pixels (0 gradations), it is set in each control area The light emission luminance value is assumed to be 10% of the minimum light emission luminance. In addition, it is assumed that the light emission luminance value set in the other control region is the maximum
このような制御領域A(3)、A(6)およびA(9)のように、入力画像データにおいて暗い画像に対応する領域は、発光輝度が低くなることがあった。このような領域に、あとからOSD画像を重畳すると、対応する制御領域の発光輝度が低いことから、ユーザがOSDを視認しづらい場合がある。 As in such control areas A (3), A (6) and A (9), the area corresponding to the dark image in the input image data may have a low light emission luminance. When the OSD image is superimposed later on such a region, it may be difficult for the user to view the OSD because the light emission luminance of the corresponding control region is low.
上述した制御輝度値の決定処理によれば、入力画像データにおいて暗い画像に対応する制御領域(制御領域A(3)、A(6)およびA(9))に対して設定された発光輝度値を、下限輝度値L0に補正する。 According to the process of determining the control luminance value described above, the light emission luminance value set for the control area (control areas A (3), A (6) and A (9)) corresponding to the dark image in the input image data Is corrected to the lower limit luminance value L0.
一方で、比較例で示したように、6つ以上の制御領域を最大の発光輝度で制御すると、バックライトの消費電力が一定値以上となってしまう。したがって、下限輝度値L0よりも設定された発光輝度値が高い制御領域については、総超過値Dsが許容値Mを上回らないように、一定の割合で減少させる。 On the other hand, as shown in the comparative example, when six or more control regions are controlled with the maximum light emission luminance, the power consumption of the backlight becomes a certain value or more. Therefore, in the control area where the light emission luminance value set is higher than the lower limit luminance value L0, the total excess value Ds is decreased at a constant rate so as not to exceed the allowable value M.
上述のように制御輝度値を決定することにより、各制御領域の発光輝度を、ユーザがOSDを視認するために必要な発光輝度以上とし、OSDの視認性の低下を抑制することが可能となる。また、バックライト11の消費電力を一定量以下に抑えることも可能となる。また、OSDを重畳する前の入力画像データに基づいて設定された発光輝度値に基づいて、制御輝度値を決定することから、OSD画像の有無によってOSD画像以外の領域に表示される画像の視認性が変化することを抑制することが可能となる。
By determining the control luminance value as described above, it is possible to make the light emission luminance of each control region equal to or higher than the light emission luminance necessary for the user to view the OSD, and to suppress the decrease in the visibility of the OSD. . In addition, the power consumption of the
したがって、消費電力を抑えつつ、OSDの有無による表示画像への影響を抑制することが可能となる。 Therefore, it is possible to suppress the influence on the display image by the presence or absence of the OSD while suppressing the power consumption.
なお、本実施例では、発光輝度値を用いてローディング制御したが、バックライトを制御する電流値、もしくはそれを代替する値を用いても良い。 Although the loading control is performed using the light emission luminance value in the present embodiment, a current value for controlling the backlight or a value that substitutes it may be used.
<実施例2>
実施例2の表示装置は、実施例1の表示装置に対して、暗部のコントラストを向上させることが可能となる。実施例2の表示装置は、2枚の液晶パネルを用いてバックライトの光を透過することによって画像を表示する。このような構成の表示装置では、各液晶パネルによって、2段階で光の透過量を抑えることにより、画像の暗い領域を1枚の液晶パネルを用いる場合より低下させることが可能となる。したがって、下限輝度L0で点灯された制御領域においても、より黒が引き締まった、かつ、局所領域における高コントラストの映像を視聴することが可能となる。
Example 2
The display device of the second embodiment can improve the contrast of the dark part in the display device of the first embodiment. The display device according to the second embodiment displays an image by transmitting light of a backlight using two liquid crystal panels. In the display device having such a configuration, it is possible to reduce the dark area of the image compared to the case of using one liquid crystal panel by suppressing the light transmission amount in two steps by each liquid crystal panel. Therefore, even in the control area lit with the lower limit luminance L0, it is possible to view a high contrast image in a local area, where black is tighter.
図6は、表示装置400の各機能ブロックを示すブロック図である。実施例1の表示装置100と同様の機能を発揮する機能ブロックについては、同一の名称および符号を用いる。また、実施例1の表示装置100と同様の機能を発揮する機能ブロックについては、説明を省略する。
FIG. 6 is a block diagram showing each functional block of the
表示装置400は、液晶パネル12でなく、背面液晶パネル21と前面液晶パネル22とを備える。
The
前面液晶パネル22は、背面液晶パネル21を透過した光をさらに透過して画像を表示する透過型パネルである。前面液晶パネル22は、液晶パネル12と同種の液晶パネルであるとする。
The front
背面液晶パネル21は、制御情報出力部401より出力された透過設定情報に基づいて、画素ごとに液晶素子を非透過や全透過となるように制御する透過型パネルである。背面液晶パネル21の画素(液晶素子)の数は、前面液晶パネル22と少なくとも同数を有するとする。
The back
制御情報出力部401は、補正部106より出力された画像データの各画素に応じて背面液晶の透過率情報を算出する。例えば、補正された画像データにおいて、画素値が閾値以下である画素は、透過率情報を0(最小透過率を示す情報)とし、そうでない画素は透過率100%(最大透過率を示す情報)とする。透過率情報は、画像データの形式としてもよい。例えば、最小透過率を示す情報として階調値0(黒階調値)を指定し、最大透過率を示す情報として階調値255(白階調値、8ビットデータである場合)を指定した制御画像データを透過率情報としてもよい。制御情報出力部401は、透過設定情報を背面液晶パネル21へ出力する。
The control
上述のように制御することによって、画素値が小さい画素に対応する前面液晶パネル22の領域に、背面液晶パネル21から照射される光の量を低下することが可能となる。したがって、入力画像データにおいて暗い画像が表示される分割領域に対応する制御領域に対して、OSDが視認可能な下限値を補償するように制御輝度値を決定しても、OSDが表示される領域以外の暗い領域の表示輝度を低減させることが可能となる。したがって、ユーザは、OSDの有無によらず、画像データにおける暗部を、黒が引き締まった画像として視聴することができる。
By performing the control as described above, it is possible to reduce the amount of light emitted from the back
なお、本実施例では、背面液晶パネル21と前面液晶パネル22の画素が一対一に対応するとしたが、これに限らない。一対多あるいは多対一の対応でも良い。また、制御情報出力部401は、補正された画像データの画素値を、暗部画素か非暗部画素のいずれかとして判定したが、これに限らない。制御情報出力部401は、周囲画素との平均や、画像データを空間周波数のフィルタにより、階調値をもつ透過設定情報にしても良い。
In the present embodiment, the pixels of the back
<実施例3>
実施例3の表示装置は、実施例2の表示装置に対して、OSDの表示輝度をより好適に制御することを可能とする。
Example 3
The display device of the third embodiment makes it possible to control the display brightness of the OSD more suitably to the display device of the second embodiment.
図7は、表示装置500の各機能ブロックを示すブロック図である。実施例1の表示装置100および実施例2の表示装置400と同様の機能を発揮する機能ブロックについては、同一の名称および符号を用いる。また、実施例1の表示装置100および実施例2の表示装置400と同様の機能を発揮する機能ブロックについては、説明を省略する。
FIG. 7 is a block diagram showing each functional block of the
制御部13は、さらに、OSD輝度設定部501と、調整部502とを備える。OSD輝度設定部501は、下限輝度設定部108で設定される下限輝度値で表現可能なOSDを表示する際の輝度値Lgを、調整部502へ出力する。Lgは予めメモリ122で保持しておいても良い。また視聴時に未記載の外光センサーなどによる視聴環境に合わせて算出しても良い。
The
調整部502は、補正部106より出力された画像データの各画素について、発光輝度値が一定の閾値以下かどうかを判定し、暗部画素の情報を生成する。また画像重畳部104よりOSDが重畳された領域を、画像データで特定する。特定されたOSDの重畳領域において、輝度決定部109から入力される制御輝度値B(n)がOSD輝度設定部501から入力された輝度値Lgになる背面液晶部402の階調値Tを算出する。算出は背面液晶パネル21の特性を表す線形変換を用いてもよい。あるいは背面液晶パネル21の特性を表すテーブル値を予め用意しておき、テーブル値による補間計算をしても良い。算出された階調値Tは背面液晶パネル21へ出力する。
The
これにより、背景映像が変化した場合でも、グラフィックスは一定輝度で表示され、ユーザの視認性が向上する。 As a result, even when the background image changes, graphics are displayed with constant luminance, and the visibility of the user is improved.
100 表示装置
11 バックライト
12 液晶パネル
13 制御部
103 輝度設定部
106 補正部
109 輝度決定部
Claims (16)
各制御領域に対応する入力画像データの部分に基づいて、各制御領域の発光輝度を設定する設定手段と、
設定された各制御領域の前記発光輝度に基づいて前記入力画像データを補正する補正手段と、
補正された前記入力画像データに基づいて前記発光手段から照射された光を透過して画像を表示する表示手段と、
設定された各制御領域の前記発光輝度に基づいて、各制御領域の発光を制御する発光制御手段と、
を備え、
前記発光制御手段は、
前記複数の制御領域のうち、設定された前記発光輝度が所定の輝度より低い第1制御領域を、前記所定の輝度で制御し、
前記複数の制御領域のうち、前記第1制御領域でない第2制御領域を、前記発光手段で消費される電力が所定の閾値以下になるように、設定された前記発光輝度を補正した発光輝度で制御することを特徴とする表示装置。 Light emitting means capable of individually controlling the light emission luminance of each of the plurality of control regions;
Setting means for setting light emission luminance of each control area based on a portion of input image data corresponding to each control area;
A correction unit that corrects the input image data based on the light emission luminance of each set control region;
Display means for transmitting the light emitted from the light emitting means based on the corrected input image data to display an image;
A light emission control unit configured to control light emission of each control region based on the light emission luminance of each set control region;
Equipped with
The light emission control means is
Among the plurality of control areas, a first control area having the set light emission luminance lower than a predetermined luminance is controlled with the predetermined luminance,
Of the plurality of control areas, the second control area which is not the first control area is a light emission luminance obtained by correcting the light emission luminance set so that the power consumed by the light emitting means is equal to or less than a predetermined threshold. A display device characterized by controlling.
前記発光手段から照射された光を透過する第1液晶パネルと、前記第1液晶パネルを透過した光を補正された前記入力画像データに基づいて透過して画像を表示する第2液晶パネルとを備え、
前記第1液晶パネルは、補正された前記入力画像データに基づいて生成された制御画像データに基づいて、前記発光手段から照射された光を透過することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表示装置。 The display panel is
A first liquid crystal panel transmitting light emitted from the light emitting means; and a second liquid crystal panel transmitting an image transmitted by the light transmitted through the first liquid crystal panel based on the corrected input image data Equipped
The first liquid crystal panel transmits light emitted from the light emitting means based on control image data generated based on the corrected input image data. The display device as described in.
前記補正手段は、前記OSD画像が重畳された前記入力画像データを補正することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の表示装置。 The image processing apparatus further comprises synthesizing means for superimposing an OSD image on the input image data,
The display device according to any one of claims 1 to 4, wherein the correction means corrects the input image data on which the OSD image is superimposed.
前記補正手段は、前記OSD画像が重畳された領域の表示輝度が前記設定値となるように、前記OSD画像の画素値を補正することを特徴とする請求項5に記載の表示装置。 A storage medium storing a setting value of display brightness of the OSD image;
The display device according to claim 5, wherein the correction unit corrects a pixel value of the OSD image such that display brightness of a region on which the OSD image is superimposed becomes the setting value.
前記補正手段は、前記推測手段が推測した光の輝度分布に応じて、前記入力画像データを補正することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の表示装置。 The apparatus further comprises estimation means for estimating the luminance distribution of the light irradiated to the display means when each control region emits light at the emission luminance set by the setting means.
The display device according to any one of claims 1 to 7, wherein the correction unit corrects the input image data in accordance with the luminance distribution of light estimated by the estimation unit.
各制御領域に対応する入力画像データの部分に基づいて、各制御領域の発光輝度を設定する設定工程と、
設定された各制御領域の前記発光輝度に基づいて前記入力画像データを補正する補正工程と、
補正された前記入力画像データに基づいて、前記発光手段から照射された光を透過して画像を表示する表示制御工程と、
設定された各制御領域の前記発光輝度に基づいて、各制御領域の発光を制御する発光制御工程と、
を備え、
前記発光制御工程は、
前記複数の制御領域のうち、設定された前記発光輝度が所定の輝度より低い第1制御領域を、前記所定の輝度で制御し、
前記複数の制御領域のうち、前記第1制御領域でない第2制御領域を、前記発光手段で消費される電力が所定の閾値以下になるように、設定された前記発光輝度を補正した発光輝度で制御することを特徴とする表示装置の制御方法。 A control method of a display device, comprising: light emitting means capable of individually controlling light emission luminance of each of a plurality of control regions; and display means for transmitting light emitted from the light emitting means to display an image.
Setting the light emission luminance of each control area based on the portion of the input image data corresponding to each control area;
A correction step of correcting the input image data based on the light emission luminance of each set control region;
A display control step of displaying an image by transmitting the light emitted from the light emitting means based on the corrected input image data;
A light emission control step of controlling light emission of each control region based on the light emission luminance of each set control region;
Equipped with
The light emission control step is
Among the plurality of control areas, a first control area having the set light emission luminance lower than a predetermined luminance is controlled with the predetermined luminance,
Of the plurality of control areas, the second control area which is not the first control area is a light emission luminance obtained by correcting the light emission luminance set so that the power consumed by the light emitting means is equal to or less than a predetermined threshold. And controlling a display device.
前記第1液晶パネルは、補正された前記入力画像データに基づいて生成された制御画像データに基づいて、前記発光手段から照射された光を透過することを特徴とする請求項9または請求項10に記載の表示装置の制御方法。 The display means displays a first liquid crystal panel transmitting the light emitted from the light emitting means, and transmits the light transmitted through the first liquid crystal panel based on the corrected input image data to display an image Equipped with 2 liquid crystal panels,
The first liquid crystal panel transmits light emitted from the light emitting means based on control image data generated based on the corrected input image data. The control method of the display apparatus as described in these.
前記補正工程は、前記OSD画像が重畳された前記入力画像データを補正することを特徴とする請求項9乃至請求項12のいずれか1項に記載の表示装置の制御方法。 The method further comprises a combining step of superimposing an OSD image on the input image data,
The control method of a display device according to any one of claims 9 to 12, wherein the correction step corrects the input image data on which the OSD image is superimposed.
前記補正工程は、前記OSD画像が重畳された領域の表示輝度が前記設定値となるように、前記OSD画像の画素値を補正することを特徴とする請求項13に記載の表示装置の制御方法。 The display device includes a storage medium storing a setting value of display brightness of the OSD image,
The method according to claim 13, wherein the correcting step corrects the pixel value of the OSD image so that the display brightness of the area where the OSD image is superimposed becomes the set value. .
前記補正工程は、前記推測工程が推測した光の輝度分布に応じて、前記入力画像データを補正することを特徴とする請求項9乃至請求項15のいずれか1項に記載の表示装置の制御方法。 The method further comprises an estimation step of estimating the luminance distribution of the light irradiated to the display means when each control area emits light at the emission luminance set in the setting step.
The control of the display device according to any one of claims 9 to 15, wherein the correction step corrects the input image data in accordance with the luminance distribution of light estimated by the estimation step. Method.
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