JP2019124784A - 制御装置、表示装置、制御方法、プログラム、記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】表示装置の消費電力を抑えながらも入力画像からの変化の少ない画像を表示装置に表示させる制御ができる制御装置の提供する。【解決手段】制御装置は、表示装置の電力制限値を取得する取得部と、画像の階調値に基づき前記表示装置の推定消費電力を決定する電力推定部と、クリップ値よりも大きい階調値の画素に対して前記階調値を前記クリップ値まで低下させるクリップ処理を入力画像に行うクリップ処理部と、前記クリップ値を決定する決定部と、を備え、前記決定部は前記クリップ処理が行われた後の前記推定消費電力を前記電力制限値以下とする前記クリップ値を決定し前記クリップ処理部は、前記画素の数が第１閾値以下であれば、前記クリップ処理を行うことを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は制御装置、表示装置、制御方法、プログラム、記憶媒体に関する。

近年、画面に表示される画像（表示画像）の表示輝度の上限の向上と、表示画像のコントラストの向上とが望まれている。これに対し、液晶表示装置では、バックライトユニットで光源ブロックごとの発光輝度の制御を行うローカルディミング制御を行うことにより、白色の表示輝度（画面上の表示輝度）を高め、黒色の表示輝度を低減することができる。つまり、このローカルディミング制御を用いることで、表示画像の表示輝度の上限の向上と、表示画像のコントラストの向上との両方を実現することができる。

しかしながら、バックライトユニットの発光輝度を高めると、表示輝度を高めることができる一方、バックライトユニットの消費電力が増す。特に、画面の領域全体に対してバックライトユニットの発光輝度を高めると、バックライトユニットの消費電力が大幅に増す。そして、電源が液晶表示装置に出力可能な電力、液晶表示装置に入力可能な電力等には上限があり、バックライトユニットの発光輝度を高めることで、液晶表示装置に必要な電力が上限を超えることがある。

そこで、ローカルディミング制御を行う液晶表示装置において、表示装置に必要な電力が上限を超えることを防ぐ技術は、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示の技術では、画像に基づいて、ローカルディミングを行う光源ブロックごとに消費電力が計算され、計算された消費電力が閾値より大きい場合に、消費電力を閾値以下にするように光源の発光輝度を低下させる。

特開２０１６−１３３９号公報

ここで、ローカルディミングを行う液晶表示装置の消費電力は、ローカルディミングの制御単位である光源ブロックごとに、当該光源ブロックに対応する表示領域内に存在するもっとも表示輝度の高い画素で決定される。たとえば、光源ブロック内に、１画素の最高表示輝度の画素があれば他の画素が最低表示輝度であっても、当該光源ブロックは最高発光量で発光する必要がある。このため、画面内の光源ブロックに対応する表示領域内の画像が小面積の高い表示輝度である領域と大面積の低い表示輝度である領域とをもつ場合、画面全体の平均表示輝度が高くないとしても消費電力は大きくなり、消費電力の閾値を超えてしまうことがある。なお、以下、表示領域において、高い表示輝度である領域を高輝度領域と呼び、低い表示輝度である領域を低輝度領域と呼ぶ。

このような画像に対し、上述の特許文献１では、光源ブロックの発光量を低下することで電力を低下させる。このため、画面内の光源ブロックに対応する表示領域の表示輝度が一律で低下する。したがって、当該表示領域が小面積の高輝度領域と大面積の低輝度領域とをもつ画像の場合、大面積の低輝度領域の表示輝度が低下して入力された画像の見え方が変化してしまい、確認が困難になるという課題があった。

そこで、本発明は、表示装置の消費電力を抑えながらも入力画像からの変化の少ない画
像を表示装置に表示させる制御ができる制御装置の提供を目的とする。

本発明の第１の様態は、
表示装置の電力制限値を取得する取得部と、
画像の階調値に基づき前記表示装置の推定消費電力を決定する電力推定部と、
クリップ値よりも大きい階調値の画素に対して前記階調値を前記クリップ値まで低下させるクリップ処理を入力画像に行うクリップ処理部と、
前記クリップ値を決定する決定部と、
を備え、
前記決定部は、前記クリップ処理が行われた後の前記推定消費電力を前記電力制限値以下とする前記クリップ値を決定し
前記クリップ処理部は、前記クリップ値よりも大きい階調値の画素の数が第１閾値以下であれば、前記クリップ処理を行う、
ことを特徴とする制御装置である。

本発明の第２の様態は、
表示装置の電力制限値を取得する取得部と、
画像の階調値に基づき前記表示装置の推定消費電力を決定する電力推定部と、
クリップ値よりも大きい階調値の画素に対して前記階調値を前記クリップ値まで低下させるクリップ処理を入力画像に行うクリップ処理部と、
前記クリップ値を決定する決定部と、
を備え、
前記決定部は、前記クリップ処理が行われた後の前記推定消費電力と前記電力制限値とに基づいて前記クリップ値を決定し
前記クリップ処理部は、入力画像の平均階調値と入力画像の最大階調値との差分が第３閾値より大きい場合に、前記クリップ処理を行う、
ことを特徴とする制御装置である。

本発明の第３の様態は、
表示装置の電力制限値を取得する取得工程と、
画像の階調値に基づき前記表示装置の推定消費電力を決定する電力推定工程と、
クリップ値よりも大きい階調値の画素に対して前記階調値を前記クリップ値まで低下させるクリップ処理を入力画像に行うクリップ処理工程と、
前記クリップ値を決定する決定工程と、
を含み、
前記決定工程では、前記クリップ処理が行われた後の前記推定消費電力を前記電力制限値以下とする前記クリップ値を決定し
前記クリップ処理工程では、前記クリップ値よりも大きい階調値の画素の数が第１閾値以下であれば、前記クリップ処理を行う、
ことを特徴とする制御方法である。

本発明の第４の様態は、
表示装置の電力制限値を取得する取得工程と、
画像の階調値に基づき前記表示装置の推定消費電力を決定する電力推定工程と、
クリップ値よりも大きい階調値の画素に対して前記階調値を前記クリップ値まで低下させるクリップ処理を入力画像に行うクリップ処理工程と、
前記クリップ値を決定する決定工程と、
を含み、
前記決定工程では、前記クリップ処理が行われた後の前記推定消費電力と前記電力制限
値とに基づいて前記クリップ値を決定し
前記クリップ処理工程では、入力画像の平均階調値と入力画像の最大階調値との差分が第３閾値より大きい場合に、前記クリップ処理を行う、
ことを特徴とする制御方法である。

本発明によれば、表示装置の消費電力を抑えながらも入力画像からの変化の少ない画像を表示装置に表示させる制御ができる。

実施形態１〜３に係る表示装置の構成例を示す構成図である。 実施形態１に係る制御回路基板の機能ブロックを示すブロック図である。 実施形態１に係る入力画像の例を示す模式図である。 実施形態１に係る基準輝度仮決定部の処理を示す模式図である。 実施形態１に係るクリップ処理の例を説明する模式図である。 実施形態１に係る輝度補正の例を説明する模式図である。 実施形態１に係る輝度制御を示すフローチャートである。 実施形態１に係る入力画像の階調値を示す模式図である。 実施形態１に係る特徴量取得部の処理の例を示す模式図である。 実施形態１に係るクリップ対象の画素数を説明する模式図である。 実施形態２に係る制御回路基板の機能ブロックを示すブロック図である。 実施形態２に係る輝度制御を示すフローチャートである。 変形例２に係る輝度制御を示すフローチャートである。 実施形態３に係る制御回路基板の機能ブロックを示すブロック図である。 実施形態３に係る輝度制御を示すフローチャートである。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下では、実施形態に係る表示装置が透過型の液晶表示装置である場合の例を説明するが、実施形態に係る表示装置は液晶表示装置に限らない。実施形態に係る表示装置は、発光部と、発光部からの光を入力画像に基づいて透過することにより画像を表示する表示部と、を有する表示装置であればよい。例えば、本実施形態に係る表示装置は、液晶素子の代わりにＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）シャッターを用いたＭＥＭＳシャッター方式表示装置であってもよい。また、本実施形に係る表示装置は、表示部を透過した光を、投影面に照射して画像を表示する投影装置（プロジェクター）であってもよい。

＜実施形態１＞
［表示装置の構成］
以下、本発明の実施形態１について説明する。図１は、本実施形態に係る表示装置１の構成例を示す構成図である。表示装置１は、液晶パネル部１０、バックライトユニット２０、および制御回路基板１００を有する。

液晶パネル部１０は、バックライトユニット２０から発せられた光を制御回路基板１００から入力された入力画像に基づいて透過することにより画像を表示する。液晶パネル部１０は、液晶ドライバ、コントロール基板、及び、液晶パネルを有する。液晶パネルは、複数の液晶素子を有する透過面を有する。コントロール基板は、液晶パネル部１０に入力された画像に応じて液晶ドライバに指示を出力することにより、液晶ドライバの処理を制御する。液晶ドライバは、コントロール基板から出力された指示に応じて、液晶パネルの各液晶素子を駆動する。それにより、各液晶素子の透過率が、液晶パネル部１０に入力さ
れた画像に応じた値で制御される。本実施形態では、液晶パネル部１０において、バックライトユニット２０から発せられた光が各液晶素子を透過することにより、画面に画像が表示される。図１の液晶パネル部１０において点線で区切られた矩形領域は、バックライトユニット２０の光源に対応する複数の対応領域に対応する。この対応領域の形状は矩形（四角形）に限らない。例えば、対応領域の形状は、円形、三角形、五角形、六角形、等であってもよい。なお、複数の対応領域の配置はマトリクス状の配置に限られない。例えば、複数の対応領域が千鳥格子状に配置されていてもよい。

バックライトユニット２０は、個別に発光を制御可能な複数の光源部２１を有する。各光源部２１は、１つ以上の発光素子（光源）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、等を使用することができる。バックライトユニット２０は、例えば、複数の光源部２１の発光を制御する制御回路、及び、複数の光源部２１から発せられた光を拡散させる光学ユニットを有する。

バックライトユニット２０は、複数の光源部２１として、例えば、水平方向ｍ個×垂直方向ｎ個の光源を有する（ｍとｎは自然数）。本実施形態では、図１に示すように、バックライトユニット２０は、複数の光源部２１として水平方向６個×垂直方向４個の光源を有する。また、本実施形態では、複数の光源部２１は、白色の光を発する発光素子を有する。例えば、発光素子は、流れる電流に応じた発光輝度で白色光を発する白色ＬＥＤであるとする。なお、複数の光源部２１は、発光素子として、赤色の光を発する赤色ＬＥＤ、緑色の光を発する緑色ＬＥＤ、および青色の光を発する青色ＬＥＤを備えるものであってもよい。また、複数の光源部２１の配置はマトリクス状の配置に限られない。例えば、複数の光源部２１が千鳥格子状に配置されていてもよい。本実施形態では、複数の光源部２１は、画面を構成する複数の対応領域にそれぞれ対応付けられている。

制御回路基板１００は、発光素子に流れる電流を、Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＰＷＭ）で制御することにより、各光源部２１の発光輝度を制御する。制御回路基板１００は、入力画像に基づく画像が表示されるように、液晶パネル部１０およびバックライトユニット２０を制御する制御装置である。なお、本実施形態は表示装置１に制御回路基板１００が含まれる構成であるが、これに限らず、制御回路基板１００が外部にあり表示装置１を制御する構成でもよい。

制御回路基板１００は、電力制限値Ｐｔｈを取得し、表示装置１が電力制限値Ｐｔｈ以下の消費電力で駆動するように、表示輝度の範囲を制御する。具体的には、制御回路基板１００は、表示装置１が電力制限値Ｐｔｈ以下の消費電力で駆動するように、表示輝度の上限値を制御する。また、制御回路基板１００は、入力画像の消費電力を予測し、消費電力の制限値（電力制限値Ｐｔｈ）を超えると判断した場合に、消費電力を閾値以下とするために必要な、クリップ処理領域の面積を算出する。また、制御回路基板１００は、算出されたクリップ処理面積が閾値以下である場合に、画像に対してクリップ処理を実施する。クリップ処理の詳細は後述する。なお、電力制限値Ｐｔｈは表示装置１にあらかじめ設定しておいてもよいし、ユーザが入力により設定してもよいし、表示装置１が光源部２１の発光量の上限に応じて設定してもよい。

［制御回路基板の構成］
図２は、制御回路基板１００の機能ブロックを示すブロック図である。制御回路基板１００は、画像入力部１０１、特徴量取得部１０２、基準輝度仮決定部１０３、電力推定部１０４、クリップ値決定部１０５、クリップ処理判断部１０６、クリップ処理部１０７、特徴量再取得部１０８、基準輝度決定部１０９、電力決定部１１０、輝度推定部１１１、補正値決定部１１２、画像補正部１１３、輝度補正部１１４を有する。なお、制御回路基板１００は、電力制限値Ｐｔｈを事前に取得しているものとする。

画像入力部１０１は、撮像装置や外部サーバー等から非図示の入力端子を介して入力画像を受けとり、特徴量取得部１０２およびクリップ処理判断部１０６に出力する。

特徴量取得部１０２は、複数の光源部２１のそれぞれについて、その光源部２１に対応する対応領域に表示される画像の特徴量を、入力画像から取得する。そして、特徴量取得部１０２は、取得した特徴量を基準輝度仮決定部１０３およびクリップ値決定部１０５へ出力する。なお、対応領域は、パネル解像度、およびバックライトユニット２０の光源部２１の数に基づいて決定される。

また、本実施形態では、特徴量取得部１０２は、各対応領域に表示される画像の階調値の最大値を、当該対応領域の光源部２１に対する特徴量として取得する。ここで、各画素値がＲＧＢ値（赤色の階調値であるＲ値、緑色の階調値であるＧ値、及び、青色の階調値であるＢ値の組み合わせ）であるＲＧＢ画像が対応領域に表示される入力画像として取得される場合を考える。この場合には、対応領域内の最大Ｒ値（Ｒ値の最大値）が特徴量として取得されてもよいし、最大Ｇ値（Ｇ値の最大値）が特徴量として取得されてもよいし、最大Ｂ値（Ｂ値の最大値）が特徴量として取得されてもよい。最大Ｒ値、最大Ｇ値、及び、最大Ｂ値のうちの最大値が、特徴量として取得されてもよい。各画素についてＲＧＢ値からＹ値（輝度値）が算出されてもよい。そして、Ｙ値の最大値が特徴量として取得されてもよい。以下、本実施形態においては、Ｙ値（輝度値）を階調値とよぶ。また、Ｙ値の最大値が特徴量であるとする。なお、入力画像はＲＧＢ画像に限られない。例えば、各画素値がＹＣｂＣｒ値（輝度値であるＹ値、色差値であるＣｂ値、及び、色差値であるＣｒ値の組み合わせ）であるＹＣｂＣｒ画像が、入力画像として取得されてもよい。

図３を用いて特徴量取得について説明する。図３（Ａ）は入力画像の例であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）に対応して特徴量取得部１０２の取得する特徴量の例を示したものである。図３（Ａ）において、中央の白色の矩形オブジェクト４０１は階調値１０２３のベタ画像であり、点描で示した領域４０２は階調値５１１のベタ画像である。

図３（Ｂ）は、特徴量取得部１０２の処理の例を示す模式図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の入力画像に基づいて特徴量取得部１０２が取得した各対応領域の特徴量を示す模式図である。画像の階調値が１０ビットの値（０〜１０２３）で示される場合の例を示す。階調値が大きいほど（輝度が高いほど）明るく、かつ、階調値が小さいほど（輝度が低いほど）暗いとする。

図３（Ｂ）において、水平方向に並んだ数値１〜６は、対応領域の水平位置（水平方向における位置ｍ）を示し、垂直方向に並んだ数値１〜４は、対応領域の垂直位置（垂直方向における位置ｎ）を示す。以降、対応領域を水平位置ｍと垂直位置ｎとを用いて、対応領域（ｍ、ｎ）と示す。図３（Ｂ）に示すように、矩形オブジェクトの一部を含む２≦ｍ≦５、かつ、１≦ｎ≦４を満たす対応領域（ｍ、ｎ）では、特徴量＝１０２３が取得されている。この特徴量は入力画像における階調値の最大値（最大階調値）である。そして、オブジェクトを含まない対応領域では、特徴量＝５１１が取得されている。

基準輝度仮決定部１０３は、あらかじめ保有している特徴量と基準輝度との対応関係を示すルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いて、各光源部２１の基準の発光輝度（発光量）である基準輝度を決定する。そして、基準輝度仮決定部１０３は、各光源部２１の基準輝度を電力推定部１０４へ出力する。本実施形態では、基準輝度仮決定部１０３は、複数の光源部２１それぞれについて、その光源部２１に対して取得された特徴量に応じて、当該光源部２１の基準輝度を決定する。

図４は、基準輝度仮決定部１０３の処理を示す模式図である。図４（Ａ）は、特徴量と基準輝度の対応関係を示すＬＵＴである。図４（Ａ）の横軸は特徴量を示し、図４（Ａ）の縦軸は基準輝度を示す。基準輝度（発光輝度）０［％］は、光源部２１が消灯している状態に対応し、基準輝度１００［％］は、上限の発光輝度で光源部２１が発光している状態に対応する。基準輝度１００［％］で発光した場合の光源部２１の発光輝度は、予めユーザが設定した発光輝度、もしくは光源部２１が発することが可能な最大の発光輝度であるとする。例えば、基準輝度１００［％］で発光した光源部２１から、２００００ｃｄ／ｍ^２で光が照射されるとする。基準輝度仮決定部１０３は、このＬＵＴを用いて、各対応領域の特徴量に基づいて、各光源部２１の基準輝度を決定する。

図４（Ｂ）は、基準輝度仮決定部１０３が決定した各光源部２１の基準輝度を示す模式図である。基準輝度仮決定部１０３は、図３（Ｂ）に示す特徴量が取得された場合、図４（Ａ）の対応関係から、図４（Ｂ）の基準輝度を決定する。なお、基準輝度の決定方法は上記方法に限られない。例えば、ＬＵＴの代わりに、特徴量と基準輝度との対応関係を示す関数が使用されてもよい。さらに、特徴量と基準輝度との対応関係は図４（Ａ）の対応関係に限られない。特徴量に対して段階的に基準輝度が上昇するものであってもよい。また、光源部２１からの光が、当該光源部２１に対応する対応領域の周辺へ漏れる場合を考慮して、各光源部２１の基準輝度を決定するものであってもよい。

基準輝度仮決定部１０３はまた、クリップ値決定部１０５から基準輝度の再計算を指示されると、クリップ値決定部１０５から指示される設定値で入力画像の画素の階調値をクリップ処理すると想定した場合の基準輝度を計算し電力推定部１０４に出力する。ここで、クリップ処理とは、設定値よりも大きい階調値の画素に対して、階調値を設定値まで低下させる処理である。このとき、設定値未満の階調値をもつ画素に対しては変更を加えない。クリップ処理が行われると階調値の最大値が低下するため、特徴量の最大値も低下する。なお、以下、「階調値をｘでクリップする」とは、「ｘよりも大きい階調値の画素に対して、階調値をｘまで低下させる」ことをよぶ（ｘは階調値を示す数字である）。

例えば、図３（Ｂ）に示す入力画像に対し階調値を１０００でクリップすると、図５（Ａ）に示す特徴量へ変更される。すなわち、階調値が１０００以上の画素は、階調値が１０００に置き換えられ、１０００未満の階調値は変更が加えられていない状態である。

基準輝度仮決定部１０３は、図５（Ａ）に示す特徴量での再計算を指示された場合、図３（Ｂ）に示す特徴量が取得された場合と同様に、図４（Ａ）の対応関係から、基準輝度を決定する。この場合の基準輝度は図５（Ｂ）に示すものであり、図４（Ｂ）の場合と比べ特徴値の最大値が低い。

電力推定部１０４は、各光源部２１が基準輝度で発光した場合にバックライトユニット２０が消費すると推定される消費電力Ｐ（推定消費電力）を算出する。各光源部２１の発光素子は、各光源部２１に対して決定された基準輝度に応じたパルス幅で電流を印加される。なお、本実施形態では、表示装置の消費電力においてバックライトユニットの消費電力が大部分を占めるため、消費電力Ｐはバックライトユニット２０の推定消費電力としている。しかし、バックライトユニット２０以外に関わる消費電力を事前に測定しておき、バックライトユニット２０の推定消費電力と合わせて消費電力Ｐとしてもよい。

具体的には、電力推定部１０４は、各光源部２１の最大消費電力と基準輝度とに基づいて、バックライトユニット２０の推定される消費電力Ｐを算出する。例えば、１つの光源部２１が１００％の発光輝度で点灯した場合に消費する電力が４０Ｗであるとする。光源部２１の消費電力は、発光輝度に比例すると仮定すると、図４（Ｂ）に示した基準輝度で各光源部２１が駆動した場合の消費電力Ｐは、次の式で求めることができる。
消費電力Ｐ＝４０Ｗ×（５０×８＋１００×１６）／１００＝８００Ｗ
電力推定部１０４は、クリップ値決定部１０５に消費電力Ｐを出力する。

クリップ値決定部１０５は、電力推定部１０４からの消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈを超えるか否かを判断する。電力制限値Ｐｔｈを超える場合には、画像入力部１０１から入力された入力画像に対し、消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈを超えないようなクリップ処理を行う際の特徴量の最大値（クリップ値Ｙｃ）を決定する。そのうえでクリップ値決定部１０５は、特徴量取得部１０２から取得した特徴量の情報を用い、最大特徴量から１減じた値を設定値にして基準輝度を再計算するように基準輝度仮決定部１０３に対して指示する。たとえば、図３（Ｂ）のような特徴量が取得されていた場合、最大特徴量（入力画像の階調値の最大値）は１０２３なので、基準輝度仮決定部１０３への最初の指示は「設定値＝１０２２」での推定消費電力の再計算である。上述の処理は、電力推定部１０４からの消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈ以下の値をとるまで繰り返し実行される。消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈ以下の値をとる際の特徴量の最大値は、クリップ値Ｙｃとして決定され、クリップ処理判断部１０６に出力される。つまり、消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈ以下の値をとる場合に、特徴量がとり得る上限がクリップ値Ｙｃである。なお、本実施形態では表示輝度の低下を最低限に抑えるためにクリップ値Ｙｃを特徴量の最大値としているが、それに限らず、消費電力に余裕をもたせるために特徴量の最大値よりも少し小さい値としてもよい。また、最大特徴量から１減じた値を設定値とする必要はない。例えば、消費電力Ｐと電力制限値Ｐｔｈとの差分が所定の閾値より大きい場合は最大特徴量から１０減じた値を設定値とし、消費電力Ｐが減少して上記差分が所定の閾値以下である場合は最大特徴量から１減じた値を設定値としてもよい。

クリップ処理判断部１０６は、クリップ値決定部１０５が決定したクリップ値Ｙｃでクリップした場合の階調値が低下する画素の面積を計算する。具体的には、画像入力部１０１から入力された入力画像を、クリップ値Ｙｃでクリップ処理した場合に階調値が低下する画素の数をカウントする。さらにクリップ処理判断部１０６は、階調値が低下する画素の面積（画素数）がクリップ判断閾値Ｔｈ以下である場合は、クリップ処理を実施するようにクリップ処理部１０７に通知する。階調値が低下する画素の面積（画素数）がクリップ判断閾値Ｔｈより大きい場合は、クリップ処理を実施しないようにクリップ処理部１０７に通知される。また、クリップ処理判断部１０６は、画像入力部１０１から入力された入力画像をクリップ処理部１０７に出力する。

例えば、クリップ処理判断部１０６は、クリップ値決定部１０５の決定したクリップ値Ｙｃが１０００の場合、画像入力部１０１から入力される画像に階調値１０００以上の画素がいくつあるかをカウントする。クリップ処理判断部１０６は、カウントした結果をクリップ判断閾値Ｔｈと比較し、クリップ判断閾値Ｔｈ以下であれば、クリップ処理の実行をクリップ処理部１０７に指示する。このとき、クリップ判断閾値Ｔｈは、小面積の高輝度領域によって消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈを超えていると判断するための閾値である。例えば、最大輝度の画素で構成される白矩形オブジェクトを全黒背景に重畳する画像において、消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈを超える際の白オブジェクトの面積（画素数）を基準とする場合、クリップ判断閾値Ｔｈは基準の面積の１／２である。ここで最大輝度の画素とは、階調値の上限値をとる画素である。最大輝度の白矩形オブジェクトを全黒背景に重畳する画像では、画像の平均階調値と、特徴量取得部１０２の取得する特徴量（対応領域ごとの最大階調値）がほぼ一致する。このため、白オブジェクトの面積を基準とすることで小面積の高輝度領域の有無を判断することができる。

クリップ判断閾値Ｔｈはあらかじめ決定することが可能である。すなわち、特徴量取得部１０２からクリップ処理部１０７の処理を無効にした状態で、画像入力部１０１に黒背景に２×２画素の最大階調値をもつ矩形領域を表示する画像を入力し、電力決定部１１０
で消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈ以下であるか確認する。消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈ以下であれば、白矩形領域の大きさを３×３画素、４×４画素・・・と大きくしていき、消費電力Ｐが電力電力制限値Ｐｔｈ以下の値をとるｐ×ｐ画素（ｐは整数）の白矩形の上限の大きさを決定する。この結果求められたｐの２乗が「消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈを超える際の白オブジェクトの面積」であり、本実施形態では、ｐ×ｐ／２をクリップ処理判断部１０６のクリップ判断閾値Ｔｈとして使用する。例えば液晶パネル部１０が横１８画素×縦１２画素、合計２１６画素からなる表示装置の場合に上述の手法で求めたｐが９画素とすると、クリップ判断閾値Ｔｈは９×９／２＝４１画素（端数切り上げ）である。よって、クリップ値決定部１０５が決定したクリップ値Ｙｃを上回る入力画像中の画素が４１画素以下である場合に、クリップ処理判断部１０６はクリップ処理の実行を決定してクリップ処理部１０７に通知する。

なお、上述の説明では白矩形領域を正方形として説明しているが、消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈを超える画素数をあらかじめ決定できればよく、正方形に限らない。長方形や、矩形を組み合わせた任意の形状で実施が可能である。なお、本実施形態では消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈを超える際の白オブジェクトの面積の１／２をクリップ判断閾値Ｔｈとするが、１／２に限定されるものではなく、電力制限値Ｐｔｈや画面解像度、対応領域に含まれる画素数等で変更してかまわない。また、クリップ判断閾値Ｔｈは入力画像の特徴量の最大値とクリップ値Ｙｃとの差分に応じて決定されてもよい。このとき、差分が大きいほどクリップ判断閾値Ｔｈを小さくさせるとよい。

クリップ処理部１０７は、クリップ処理判断部１０６のクリップ実行の判断に従って、クリップ処理判断部１０６から受け取る入力画像の画素の階調値を、クリップ値Ｙｃでクリップして特徴量再取得部１０８および輝度推定部１１１に出力する。

特徴量再取得部１０８は、特徴量取得部１０２と同一の処理を行い、取得した特徴量を基準輝度決定部１０９に出力する。

基準輝度決定部１０９は、基準輝度仮決定部１０３と同一の処理を行い、基準輝度を電力決定部１１０、輝度推定部１１１に出力する。

電力決定部１１０は電力推定部１０４と同一の処理を行い輝度補正部１１４に推定される消費電力（推定消費電力）を出力する。

輝度推定部１１１は、各光源部２１の基準輝度に基づいて、液晶パネルに入射する光の輝度分布を推定し、補正値決定部１１２に出力する。輝度推定部１１１は、各光源部２１が基準輝度に基づいて発光した場合に液晶パネルに入射する光の輝度分布を、各光源部２１から隣接する光源部２１の対応領域への漏れ光の影響を考慮して推定する。

補正値決定部１１２は、輝度推定部１１１で推定された輝度分布に基づいて、入力画像を補正する画像補正値を決定する。補正値決定部１１２は、画像補正値を画像補正部１１３へ出力する。本実施形態では、以下の式１を用いて、入力画像の階調値に乗算されるゲイン値である補正係数Ｇｐｎが、画像補正値として算出される。式１において、「Ｌｔ」は、全ての光源部２１を１００％の基準輝度で点灯した場合に液晶パネルに入射する光の輝度であり、「Ｌｐｎ」は、推定された光の入射輝度である。なお、画像補正値はゲイン値に限られない。例えば、画像補正値として、入力画像の階調値に加算されるオフセット値が決定されてもよい。
Ｇｐｎ＝Ｌｔ／Ｌｐｎ ・・・（式１）

画像補正部１１３は、補正値決定部１１２によって決定された画像補正値を用いて入力
画像の各画素の階調値を補正して、液晶パネル部１０へ出力する。液晶パネル部１０は、入力された画像に基づいて、各液晶素子を制御することから、画像補正部１１３は、液晶パネルを制御するともいえる。

輝度補正部１１４は、複数の光源部２１の基準輝度を補正して制御輝度を決定する。ここで、制御輝度とは、バックライトユニット２０がＰＷＭ制御で各光源部２１の発光を制御する際に用いられる輝度である。輝度補正部１１４は、消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈよりも大きい場合に、各光源部２１の基準輝度を低減して制御輝度とする。例えば、輝度補正部１１４は、各光源部２１の基準輝度に、補正値＝Ｐｔｈ／Ｐを乗算して制御輝度を取得する。つまり、補正値は消費電力Ｐに対する電力制限値Ｐｔｈの比率である。そして、輝度補正部１１４は、各光源部２１の制御輝度を、バックライトユニット２０に出力する。

具体的には、輝度補正部１１４は、各光源部２１の基準輝度を、消費電力Ｐと電力制限値Ｐｔｈとの比を用いて低減させ制御輝度とする処理を施す。図４（Ｂ）に示した各光源部２１の基準輝度に基づいて取得した消費電力Ｐが、電力制限値Ｐｔｈよりも大きい場合について説明する。例えば、電力制限値Ｐｔｈは６００Ｗであるとする。上述したように、図４（Ｂ）に示した各光源部２１の基準輝度に基づいて取得した消費電力Ｐが８００Ｗであるとすると、輝度補正部１１４は、補正値＝６００Ｗ／８００Ｗ＝０．７５を決定する。

図６は、輝度補正部１１４により基準輝度が補正された各光源部２１の制御輝度について説明するための図である。図６（Ａ）は、上述の補正値を適用した基準輝度および制御輝度と特徴量との対応関係を示した模式図である。図６（Ａ）の破線は、図４（Ａ）に示した特徴量と基準輝度との対応関係を示す。図６（Ａ）の実線は、特徴量と制御輝度との対応関係を示す。つまり、輝度補正部１１４による補正を行うことで、各対応領域に対応する光源部２１は、特徴量に対して関連付けられた基準輝度よりも低い制御輝度で制御される。上述の例示した基準輝度の最大値と補正値とに基づいて、制御輝度を決定した場合、制御輝度の取りうる最大値は、２００００ｃｄ／ｍ^２×０．７５＝１５０００ｃｄ／ｍ^２である。図６（Ｂ）は、輝度補正部１１４が決定した各光源部２１の制御輝度を示す模式図である。全ての光源部２１の基準輝度に補正値が乗算されて制御輝度となる。

バックライトユニット２０は、取得した制御輝度に基づいて、ＰＷＭ制御で各光源部２１の発光を制御する。したがって、輝度補正部１１４は、各光源部２１の制御輝度をバックライトユニット２０に出力することにより、バックライトユニット２０を制御するともいえる。なお、バックライトユニット２０の発光輝度の上限値は、表示装置１の表示可能な表示輝度の上限値に対応する。すなわち、制御輝度を低減することによって、表示装置１が表示可能な表示輝度の上限値は低下する。液晶パネルの液晶素子に対応する画素値が最大値（１０２３）である場合、画素値に基づいて駆動された当該液晶素子の透過率が１０％であるとする。各光源部２１の発光を基準輝度で制御した場合、基準輝度の上限値が２００００ｃｄ／ｍ^２であるとすると、表示輝度の上限値は、２００００ｃｄ／ｍ^２×０．１＝２０００ｃｄ／ｍ^２である。

一方で、上述のように、消費電力Ｐを電力制限値Ｐｔｈ以下とするように光源部２１の取りうる発光輝度の上限値を低下する処理を実行した場合、表示輝度の上限値も低下する。例えば、上述のように、各光源部２１の基準輝度に対して消費電力Ｐに基づく補正処理を施した場合、制御輝度の上限値が１５０００ｃｄ／ｍ^２であるとすると、表示輝度の上限値は、１５０００ｃｄ／ｍ^２×０．１＝１５００ｃｄ／ｍ^２に低下する。即ち、上述の処理により、制御回路基板１００は、消費電力Ｐを設定された電力以下（電力制限値Ｐｔｈ以下）とするように、表示輝度の上限値を制御するといえる。したがって、表示装置１
は、電力制限値Ｐｔｈ以下の消費電力Ｐで、画像を表示することが可能となる。

［詳細な動作フロー］
本実施形態における制御回路基板１００の制御動作を図７のフローチャートおよび図８〜図１０を用いて説明する。画像入力部１０１から入力された入力画像に対し、まず特徴量取得部１０２で特徴量を取得する（Ｓ１００１）。このとき、入力画像が図８（Ａ）であるとする。

図８（Ａ）が示す例は、入力画像は１８画素×１２画素の合計２１６画素であり、矩形１つが１画素に相当する。図８（Ａ）において、白色の矩形は階調値１０２３、点描で示した矩形は階調値２５５、黒色の矩形は階調値０である。なお、図８（Ａ）は図３（Ｂ）と同様に、画像の階調値が１０ビットの値（０〜１０２３）で示される場合の例であり、階調値が大きいほど（輝度が高いほど）白色に近く、かつ、階調値が小さいほど（輝度が低いほど）黒色に近い色である。図８（Ａ）のような入力画像に対して、バックライトユニット２０の光源に対応する複数の対応領域を重畳した例を図８（Ｂ）に示す。入力画像は図８（Ａ）と同一であり、バックライトユニット２０の光源に対応する複数の対応領域を白太線で区切っている。１つの対応領域に入力画像の横３画素×縦３画素が含まれる例である。図８（Ａ）および図８（Ｂ）の例で取得される特徴量は上述の通り各対応領域における最高階調値であり、図９（Ａ）のようになる。すなわち、図８（Ａ）において白色の矩形で示した画素が含まれる対応領域で取得される特徴量は１０２３であり、白色が含まれず点描の矩形が含まれる対応領域の特徴量は２５５、白色も点描も含まれず黒色の矩形のみの場合の特徴量は０である。

次に、取得された特徴量をもとに基準輝度仮決定部１０３で基準輝度が仮決定される（Ｓ１００２）。

次に、仮決定された基準輝度に従って電力推定部１０４で消費電力Ｐが推定される（Ｓ１００３）。図４の例と同様に、１つの光源部２１が１００％の発光輝度で点灯した場合に消費する電力が４０Ｗであるとし、簡単のために階調値とバックライトユニット２０の消費電力が比例関係にあるとする。つまり、図８（Ａ）では特徴量１０２３の場合に１つの光源部２１で消費する電力が４０Ｗである。このとき、消費電力の分布は図９（Ｂ）であり、推定される消費電力Ｐ＝４０Ｗ×１６＋１０Ｗ×６＋０Ｗ×２＝７００Ｗである。

消費電力Ｐと電力制限値Ｐｔｈの比較を行う（Ｓ１００４）。図４の例と同様に電力制限値Ｐｔｈが６００Ｗであるとすると、図８（Ａ）の入力画像では消費電力Ｐが７００Ｗであるため、電力制限値Ｐｔｈを超えていることになる。

消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈを超えている場合（Ｓ１００４Ｙｅｓ）、特徴量取得部１０２で取得した特徴量が最大である領域の特徴量から１を減算し（Ｓ１００５）、再度、基準輝度仮決定（Ｓ１００２）、消費電力推定（Ｓ１００３）を行う。

この処理を、消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈ以下の値をとる（Ｓ１００４Ｎｏ）まで繰り返す。なお、特徴量を減じる処理を繰り返す処理は、画面内の高輝度領域の画素の表示輝度を下げる処理に相当する。このため、高い表示輝度の画素の数の減少につれ推定される消費電力Ｐは当然下がり、消費電力Ｐは電力制限値Ｐｔｈ以下となる。

ここまでの処理で、消費電力Ｐを電力制限値Ｐｔｈ以下とする特徴量が決定され、決定された特徴量がクリップ値Ｙｃとされる（Ｓ１００６）。図８（Ａ）の例では、電力制限値Ｐｔｈ＝６００Ｗを下回るまで特徴量が減らされると、クリップ値Ｙｃは８６３をとる。その際の消費電力Ｐ＝（８６３×１６＋２５５×６＋０×２）×４０Ｗ／１０２３≒５
９９Ｗである。

決定されたクリップ値Ｙｃに従って、クリップ処理判断部１０６が入力画像中のクリップ値Ｙｃより大きい画素数をカウントする（Ｓ１００７）。図８（Ａ）の例では、クリップ値Ｙｃが８６３のため、階調値１０２３の画素のみがクリップ対象であり、階調値１０２３の画素値をカウントする。図１０に階調値１０２３の画素数をカウントした例を記載した。図１０では、階調値１０２３の画素を左上から右下に向かって順に番号が示してあり、クリップ値Ｙｃを超える画素は２０画素であることがわかる。

カウントした結果の画素数が、クリップ判断閾値Ｔｈ以下であれば（Ｓ１００８Ｙｅｓ）、クリップ処理部１０７はクリップ処理を実行する（Ｓ１００９）。本実施形態では、クリップ判断閾値Ｔｈは「消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈを超える際の白オブジェクトの面積」である。液晶パネル部１０が横１８画素×縦１２画素、合計２１６画素からなる表示装置の例で、クリップ判断閾値Ｔｈは４１画素（端数切り上げ）とした。図８（Ａ）の例では、クリップ値Ｙｃを超える画素は２０画素のため、クリップ判断閾値Ｔｈ以下であり、クリップ処理が実行される。

カウントした結果の画素数が、クリップ判断閾値Ｔｈより大きければ（Ｓ１００８Ｎｏ）、クリップ処理は実施されない。なお、最初から消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈを超えていなかった場合（Ｓ１００４Ｎｏ）は、クリップ値Ｙｃは特徴量取得部１０２で取得した特徴量と同値であるため、クリップ対象画素数が０となり、クリップ処理は実行されない。ここまでの処理が終わった画像は、特徴量再取得部１０８で特徴量が取得され、基準輝度決定（Ｓ１０１１）、消費電力決定（Ｓ１０１２）と処理される。

電力決定部１１０で決定された消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈを上回っている場合（Ｓ１０１３Ｙｅｓ）、輝度補正部１１４にて輝度補正処理が実施され（Ｓ１０１４）、画面全体の表示輝度を低下させて消費電力Ｐを電力制限値Ｐｔｈ以内にして表示を行う。

電力決定部１１０で決定された消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈを下回っている場合（Ｓ１０１３Ｎｏ）、輝度補正部１１４の輝度補正処理は行われず、そのまま表示を行う。

なお、本実施形態においては、クリップ処理が実施された場合（Ｓ１００９）、消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈを下回るように対象画素の階調値がクリップされる。このため、電力決定部１１０にて決定された消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈを上回る（Ｓ１０１３Ｙｅｓ）ことはない。

また、本実施形態において、消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈより大きく（Ｓ１００４Ｙｅｓ）、かつクリップ対象画素数がクリップ閾値Ｔｈより大きい場合（Ｓ１００８Ｎｏ）、クリップ処理が実行されない。このとき、電力決定部１１０で消費電力Ｐが閾値Ｐｔｈより大きいと判断され（Ｓ１０１３Ｙｅｓ）、輝度補正部１１４で輝度補正が実施されて（Ｓ１０１４）、消費電力Ｐは電力制限値Ｐｔｈ以下にされる。

以上説明したとおり、本実施形態によれば、消費電力が閾値を超える際、クリップ処理の対象領域の面積が閾値以下の場合に、当該画素にクリップ処理が行われる。また、上記でクリップ処理の対象領域の面積が閾値より大きい場合には、入力画像全体の表示輝度を低下させる処理をおこなう。つまり、本実施形態では、高輝度領域の画素が少ないにも関わらず消費電力が大きい場合は高輝度領域の画素の階調値を下げることで、全体的に表示輝度が高いことにより消費電力が大きい場合は従来と同様に全体的に表示輝度を下げることで、消費電力を抑える。このため、高輝度領域の画素が少ない場合、従来は画像全体の画素に影響が出てしまっていたが、本実施形態では高輝度領域の画素の階調値のみが低下
して入力画像からの変化の少ない画像を生成することができる。よって、表示領域が小面積の高輝度領域と、大面積の低輝度領域をもつ画像の場合であってもユーザの画像確認を阻害することなく消費電力を閾値以下に制御することが可能である。

（変形例１）
実施形態１では、消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈを超えているにもかかわらず入力画像に対してクリップ処理が行われない場合は、輝度補正部１１４において光源部２１の発光輝度を制御することで表示装置の消費電力を低減させた。これに限らず、消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈを超えているにもかかわらず入力画像に対してクリップ処理が行われない場合は、入力画像の全ての画素の階調値を低下させた画像を生成することで消費電力の低下を実現しても良い。具体的には、入力画像の各画素の階調値に補正値を乗算した値を新たな階調値とすればよい。ここで、補正値は輝度補正部１１４で用いられた補正値と同じ消費電力Ｐに対する電力制限値Ｐｔｈの比率である。このような補正処理をクリップ処理部１０７が行うことで、この階調値低下後の画像に基づいた特徴量でバックライトユニット２０や液晶パネル部１０を制御することができる。

また、このような形態をとることで、制御回路基板１００がバックライトユニット２０の光源の発光を直接制御できない場合においても、表示装置１は階調値の低下処理を行われた画像を表示することで消費電力の低減が実現できるという効果がある。

＜実施形態２＞
以下、本発明の実施形態２について説明する。実施形態１では、クリップ値Ｙｃを決定する際に、消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈを超えないようにクリップ値Ｙｃを決定したが、本実施形態ではクリップ処理を行う際の階調値の低下量に制限を加える実施形態である。実施形態２においても、表示装置１の構成例を示す構成図は図１と同様であり、制御回路基板１００とバックライトユニット２０と液晶パネル部１０を有する。

［制御回路基板の構成］
図１１は実施形態２に係る制御回路基板１００の機能ブロックを示すブロック図である。制御回路基板１００は、画像入力部１０１、特徴量取得部１０２、基準輝度仮決定部１０３、電力推定部１０４、クリップ値決定部２０１、クリップ処理判断部１０６、クリップ処理部１０７、特徴量再取得部１０８、基準輝度決定部１０９、電力決定部１１０、輝度推定部１１１、補正値決定部１１２、画像補正部１１３、輝度補正部１１４、を有する。なお、図１１において、実施形態１と同一の動作をするブロックについては同一の符号を付し、説明を省略する。以下、新たに符号を付したクリップ値決定部２０１について説明する。

クリップ値決定部２０１は、実施形態１と同様に電力推定部１０４が推定した消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈを超えているか否かを判断する。クリップ値決定部２０１は、消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈを超えている場合は、基準輝度仮決定部１０３に最大特徴量を減じた値（設定値）で基準輝度を再計算するように指示する。

ここで、実施形態２においては、特徴量の減少量の最大閾値Ｆｔｈをあらかじめ決めておく点が実施形態１と異なる。このとき、クリップ値決定部２０１は、特徴量の減少量が最大閾値Ｆｔｈに到達しているにもかかわらず、消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈを超える場合には、最大閾値Ｆｔｈに到達時点の特徴量をクリップ値Ｙｃとして決定する。特徴量の減少量の最大閾値Ｆｔｈは、あらかじめシステムに定義しておいてもよいし、ユーザが設定してもよい。

実施形態１では、クリップ処理が実施された場合、消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈを下
回るように階調値をクリップするため、電力決定部１１０にて決定された消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈを上回ることはなかった。これに対し、実施形態２では、クリップ処理を適用したうえでさらに電力決定部１１０での表示輝度低下を適用することができる。このような構成とすることで、入力画像の最大表示輝度が大きく減少することなく、消費電力Ｐの低下を行うことができる。

［詳細な動作フロー］
図１２に、本実施形態における制御回路基板１００の制御動作のフローチャートを示す。例えば、本実施形態では、特徴量の減少量は最大で３０（最大閾値Ｆｔｈ＝３０）である。なお、特徴量を減じる処理（Ｓ１００５）までは実施形態１と同一である。

Ｓ１００５における処理が行われた後に、特徴量の減少量と最大閾値Ｆｔｈとが比較される（Ｓ２００１）。特徴量の減少量が最大閾値Ｆｔｈと等しくなった場合（Ｓ２００１Ｙｅｓ）、特徴量減算処理が中止され、その時点の特徴量がクリップ値Ｙｃとして採用される（Ｓ１００６）。特徴量の減少量が最大閾値Ｆｔｈより小さい場合（Ｓ２００１Ｎｏ）、基準輝度仮決定処理（Ｓ１００２）に戻る。

図８（Ａ）の例では、実施形態１ではクリップ値Ｙｃ＝８６３であり、特徴量減少量＝１６０である。実施形態２においては、実施形態１とは異なり、特徴量の減少量が３０に到達した時点で、最大閾値Ｆｔｈ＝３０と等しいため、特徴量を減じる処理が中断（Ｓ２００１Ｙｅｓ）される。つまり、実施形態１での特徴量減少量１６０が最大閾値Ｆｔｈ＝３０を超えるため、クリップ値Ｙｃ＝１０２３−３０＝９９３が決定される。クリップ値Ｙｃが９９３である場合、図８（Ａ）の例では消費電力Ｐ＝（９９３×１６＋２５５×６＋０×２）×４０Ｗ／１０２３≒６８１Ｗである。これは、消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈ＝６００Ｗをまだ上回っている状態である。そのため、実施形態２においては電力決定部１１０で消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈより大きいと判断され（Ｓ１０１３Ｙｅｓ）、輝度補正処理が実施（Ｓ１０１４）される。

この結果、実施形態２では、クリップ処理を適用したうえでさらに電力決定部１１０での表示輝度低下を適用することができる。よって、表示領域の高輝度領域と低輝度領域とをバランスよく表示輝度低下させることができるため、ある画素での急激な表示輝度低下を抑制することができ、ユーザの画像確認を阻害することなく消費電力を閾値以下に制御することが可能となる。

なお、本実施形態では、特徴量の減少量の最大閾値Ｆｔｈを固定値（例えば３０）としたが、急峻な変化を避けるために、時間的に変化するようにしてもよい。つまり、クリップ値決定部１０５は、消費電力Ｐが電力制限値より大きい入力画像が連続して複数回入力（複数フレーム入力）されている場合、複数回のうち時間的に後の入力画像ほど、最大閾値Ｆｔｈを大きい値にする。例えば、特徴量の減少が必要と判断された場合（Ｓ１００４Ｙｅｓ）、その判断が１回目の場合は最大閾値Ｆｔｈを小さい値としておく。次フレームの入力画像以降でも同様の判断が連続した場合に徐々に増加させ、所定フレーム数の連続をもって最大をとるようにする。このように制御することで、フレームごとに入力画像の見え方が大きく変わるような動作を避けることができる。

（変形例２）
実施形態２では、特徴量の減少量が最大閾値Ｆｔｈと同値を取る時点で特徴量の減少を中止し、クリップ処理を実施したうえでさらに電力決定部１１０での表示輝度低下を適用することを行った。変形例２では、クリップ対象画素がクリップ判断閾値Ｔｈに最も近づく時点で特徴量の減少を中止する。

図１３に、本変形例における制御回路基板の制御動作のフローチャートを示す。Ｓ１００１〜Ｓ１００３、Ｓ１００５、Ｓ１００９〜Ｓ１０１４については実施形態１と同様であるため説明は省略する。

Ｓ１００４では、消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈより大きければＳ１００５に遷移する。消費電力Ｐが電力制限値Ｐｔｈ以下の場合はＳ１００６に遷移する。

Ｓ２００２では、実施形態１のＳ１００７と同様に、設定値でクリップ処理を行った場合のクリップ処理の対象の画素の数がカウントされ、Ｓ２００３に遷移する。Ｓ２００３では、カウントされた値とクリップ判断閾値Ｔｈを比較し、カウントされた値がクリップ判断閾値Ｔｈより大きければ、Ｓ１００５にて減算された特徴量（設定値）に１が加えられて（Ｓ２００４）、Ｓ１００６に遷移する。また、カウントされた値がクリップ判断閾値Ｔｈ以下であればＳ１００２に遷移する。

Ｓ１００６では、クリップ値Ｙｃが決定されて、Ｓ１００９に遷移する。クリップ対象画素がクリップ判断閾値Ｔｈに最も近づく時点で特徴量の減少を中止するが、実施形態２と組合わせて、特徴量の減少量が最大閾値Ｆｔｈと同値を取る時点でも特徴量の減少を中止してもよい。

以上、本変形例では、クリップ対象画素数とクリップ判断閾値Ｔｈとを考慮しながらクリップ処理をする。これにより、品質低下が目立たない範囲で高輝度領域の画素に対してクリップ処理を行うことで、低輝度領域の画素の表示輝度低下を抑制できるため、ユーザにとって入力画像から変化の少ない画像を表示することができる。

＜実施形態３＞
以下、本発明の実施形態３について説明する。実施形態３では、クリップ処理を入力画像に適用するか否かを事前に判断する処理を実施形態１に加える。実施形態３においても、表示装置１の構成例を示す構成図は図１と同様であり、制御回路基板１００とバックライトユニット２０と液晶パネル部１０を有する。

［制御回路基板の構成］
図１４は実施形態３に係る制御回路基板１００の機能ブロックを示すブロック図である。制御回路基板１００は、画像入力部３０１、特徴量取得部１０２、基準輝度仮決定部１０３、電力推定部１０４、クリップ値決定部１０５、クリップ処理判断部１０６、クリップ処理部１０７、特徴量再取得部１０８、基準輝度決定部１０９、電力決定部１１０、輝度推定部１１１、補正値決定部１１２、画像補正部１１３、輝度補正部１１４、階調差分比較部３０２を有する。なお、図１４において、実施形態１と同一の動作をするブロックについては同一の符号を付し、説明を省略する。以下、新たに符号を付した画像入力部３０１、階調差分比較部３０２について説明する。

画像入力部３０１は、入力画像を取得し、階調差分比較部３０２に出力する。階調差分比較部３０２は、入力画像から入力画像における最大階調値と平均階調値（ＡＰＬ）を取得する。階調差分比較部３０２は、最大階調値と平均階調値の階調値差分が所定の閾値より大きければ、入力画像を特徴量取得部１０２およびクリップ処理判断部１０６へ出力する。階調差分比較部３０２は最大階調値と平均階調値の階調値差分が所定の閾値以内であれば、クリップ処理部１０７へ入力画像の出力とともにクリップ処理を実施しない通知を行う。これは、最大階調値と平均階調値との階調値差分が大きいほど、入力画像が、小面積の高輝度領域と大面積の低輝度領域とをもつ画像であると推測できるためである。なお、所定の閾値は、電力制限値Ｐｔｈに応じて決定してもよいし、ユーザが決定してもよい。

［詳細な動作フロー］
図１５に、本実施形態における制御回路基板１００の制御動作のフローチャートを示す。例えば、本実施形態では、Ｓ１００１〜Ｓ１０１４までは実施形態１と同一である。

Ｓ３００１では、入力画像における最大階調値と平均階調値（ＡＰＬ）が取得される。Ｓ３００２では、取得された最大階調値と平均階調値の差分が所定の閾値と比較される。最大階調値と平均階調値の階調値差分が所定の閾値より大きければ、Ｓ１００１に遷移する（Ｓ３００２Ｙｅｓ）。最大階調値と平均階調値の階調値差分が所定の閾値以内であれば、Ｓ１０１０へ遷移する（Ｓ３００２Ｎｏ）。なお、本実施形態では、Ｓ１００７，Ｓ１００８においてクリップ対象画素数とクリップ判断閾値Ｔｈを比較しクリップ処理の実行の有無を判断しているが、Ｓ３００２において事前に有無が判断できるためＳ１００７およびＳ１００８は必須でない。なお、実施形態２や変形例２と組み合わせ、クリップ処理を実施する際の特徴量の減少量の上限やクリップ対象画素数の上限を決定しておいてもよい。

以上より、実施形態１と同様に高輝度領域の画素が少ない場合、高輝度領域の画素の階調値のみが低下して入力画像からの変化の少ない画像を生成することができる。また、クリップ処理の実施の有無をクリップ値の決定前に判断できるため、クリップ処理を行わない場合は、不要な処理を省略することで処理を簡易化することができる。

なお、上記の実施形態や各変形例の各機能部は、個別のハードウェアであってもよいし、そうでなくてもよい。２つ以上の機能部の機能が、共通のハードウェアによって実現されてもよい。１つの機能部の複数の機能のそれぞれが、個別のハードウェアによって実現されてもよい。１つの機能部の２つ以上の機能が、共通のハードウェアによって実現されてもよい。また、各機能部は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰなどのハードウェアによって実現されてもよいし、そうでなくてもよい。例えば、装置が、プロセッサーと、制御プログラムが格納されたメモリとを有していてもよい。そして、装置が有する少なくとも一部の機能部の機能が、プロセッサーがメモリから制御プログラムを読み出して実行することにより実現されてもよい。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１００ 制御回路基板
１０２ 特徴量取得部
１０４ 電力推定部
１０５ クリップ値決定部
１０６ クリップ処理判断部
１０７ クリップ処理部

Claims (17)

1. 表示装置の電力制限値を取得する取得部と、
   画像の階調値に基づき前記表示装置の推定消費電力を決定する電力推定部と、
   クリップ値よりも大きい階調値の画素に対して前記階調値を前記クリップ値まで低下させるクリップ処理を入力画像に行うクリップ処理部と、
   前記クリップ値を決定する決定部と、
   を備え、
   前記決定部は、前記クリップ処理が行われた後の前記推定消費電力を前記電力制限値以下とする前記クリップ値を決定し
   前記クリップ処理部は、前記クリップ値よりも大きい階調値の画素の数が第１閾値以下であれば、前記クリップ処理を行う、
   ことを特徴とする制御装置。
2. 前記決定部は、前記クリップ値がとり得る値の上限を、前記クリップ値に決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記第１閾値は、階調値が上限値である複数の画素から構成される白オブジェクトを黒背景に対して重畳した画像の階調値に基づいた推定消費電力が前記電力制限値以下である場合の、前記白オブジェクトに含まれる画素の数の上限に応じた値である、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制御装置。
4. 前記表示装置が有する全ての光源の輝度の低下処理を行うことで、光源の発光を制御して前記表示装置の消費電力を低下させる補正部をさらに備え、
   前記補正部は、前記入力画像の階調値に基づいた前記推定消費電力が前記電力制限値より大きく、かつ、前記クリップ処理部が前記クリップ処理を行っていない場合に、前記低下処理を行う、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
5. 前記補正部は、
   前記光源の輝度に、前記入力画像の階調値に基づいた推定消費電力に対する前記電力制限値の比率である補正値を乗算した値を、新たな光源の輝度とすることで前記低下処理を行う、
   ことを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
6. 入力画像の全ての画素に対して階調値の低下処理を行うことで、前記推定消費電力を低下させる補正部をさらに備え、
   前記補正部は、前記入力画像の階調値に基づいた前記推定消費電力が前記電力制限値より大きく、かつ、前記クリップ処理部が前記クリップ処理を行っていない場合に、前記低下処理を行う、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
7. 前記入力画像の階調値の最大値から前記クリップ値を減算した値が第２閾値より大きければ、前記決定部は前記最大値から前記第２閾値を減算した値を前記クリップ値とし、前記補正部は前記低下処理を行う、
   ことを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の制御装置。
8. 入力画像が入力される入力部をさらに備え、
   前記決定部は、前記推定消費電力が前記電力制限値より大きい入力画像が連続して複数回入力されている場合、前記複数回のうち時間的に後の入力画像ほど、前記後の入力画像
   に対応する前記第２閾値を大きい値にする、
   ことを特徴とする請求項７に記載の制御装置。
9. 前記表示装置は、個別に発光の制御可能な複数の光源を有する発光部と、前記発光部から照射される光を透過することで画像を表示する表示部と、を有し
   前記光源それぞれは、前記入力画像の複数の画素を含む領域に対応し、
   前記電力推定部は、前記領域それぞれに対応する特徴量の合計に基づき前記推定消費電力を決定する、
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の制御装置。
10. 前記電力推定部は、
    前記特徴量の合計が大きいほど、前記推定消費電力を大きく決定する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の制御装置。
11. 前記特徴量は、前記領域に含まれる画素の階調値のうち最も大きい階調値である、
    ことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の制御装置。
12. 請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の制御装置と、
    個別に発光の制御可能な複数の光源を有する発光部と、
    前記発光部から照射される光を透過することで画像を表示する表示部と、
    を備える、
    ことを特徴とする表示装置。
13. 表示装置の電力制限値を取得する取得部と、
    画像の階調値に基づき前記表示装置の推定消費電力を決定する電力推定部と、
    クリップ値よりも大きい階調値の画素に対して前記階調値を前記クリップ値まで低下させるクリップ処理を入力画像に行うクリップ処理部と、
    前記クリップ値を決定する決定部と、
    を備え、
    前記決定部は、前記クリップ処理が行われた後の前記推定消費電力と前記電力制限値とに基づいて前記クリップ値を決定し
    前記クリップ処理部は、入力画像の平均階調値と入力画像の最大階調値との差分が第３閾値より大きい場合に、前記クリップ処理を行う、
    ことを特徴とする制御装置。
14. 表示装置の電力制限値を取得する取得工程と、
    画像の階調値に基づき前記表示装置の推定消費電力を決定する電力推定工程と、
    クリップ値よりも大きい階調値の画素に対して前記階調値を前記クリップ値まで低下させるクリップ処理を入力画像に行うクリップ処理工程と、
    前記クリップ値を決定する決定工程と、
    を含み、
    前記決定工程では、前記クリップ処理が行われた後の前記推定消費電力を前記電力制限値以下とする前記クリップ値を決定し
    前記クリップ処理工程では、前記クリップ値よりも大きい階調値の画素の数が第１閾値以下であれば、前記クリップ処理を行う、
    ことを特徴とする制御方法。
15. 表示装置の電力制限値を取得する取得工程と、
    画像の階調値に基づき前記表示装置の推定消費電力を決定する電力推定工程と、
    クリップ値よりも大きい階調値の画素に対して前記階調値を前記クリップ値まで低下さ
    せるクリップ処理を入力画像に行うクリップ処理工程と、
    前記クリップ値を決定する決定工程と、
    を含み、
    前記決定工程では、前記クリップ処理が行われた後の前記推定消費電力と前記電力制限値とに基づいて前記クリップ値を決定し
    前記クリップ処理工程では、入力画像の平均階調値と入力画像の最大階調値との差分が第３閾値より大きい場合に、前記クリップ処理を行う、
    ことを特徴とする制御方法。
16. 請求項１４または請求項１５に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
17. 請求項１６に記載のプログラムを記憶するコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。

Images