JP2019124784A - 制御装置、表示装置、制御方法、プログラム、記憶媒体 - Google Patents
制御装置、表示装置、制御方法、プログラム、記憶媒体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019124784A JP2019124784A JP2018004355A JP2018004355A JP2019124784A JP 2019124784 A JP2019124784 A JP 2019124784A JP 2018004355 A JP2018004355 A JP 2018004355A JP 2018004355 A JP2018004355 A JP 2018004355A JP 2019124784 A JP2019124784 A JP 2019124784A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- clip
- unit
- power consumption
- input image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
[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。
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。
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/m2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。
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。
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)
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。
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/m2×0.75=15000cd/m2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/m2であるとすると、表示輝度の上限値は、20000cd/m2×0.1=2000cd/m2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/m2であるとすると、表示輝度の上限値は、15000cd/m2×0.1=1500cd/m2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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018004355A JP2019124784A (ja) | 2018-01-15 | 2018-01-15 | 制御装置、表示装置、制御方法、プログラム、記憶媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018004355A JP2019124784A (ja) | 2018-01-15 | 2018-01-15 | 制御装置、表示装置、制御方法、プログラム、記憶媒体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019124784A true JP2019124784A (ja) | 2019-07-25 |
Family
ID=67398623
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018004355A Pending JP2019124784A (ja) | 2018-01-15 | 2018-01-15 | 制御装置、表示装置、制御方法、プログラム、記憶媒体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019124784A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115050337A (zh) * | 2021-03-09 | 2022-09-13 | 夏普株式会社 | 液晶显示装置 |
-
2018
- 2018-01-15 JP JP2018004355A patent/JP2019124784A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115050337A (zh) * | 2021-03-09 | 2022-09-13 | 夏普株式会社 | 液晶显示装置 |
CN115050337B (zh) * | 2021-03-09 | 2023-07-18 | 夏普株式会社 | 液晶显示装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4818351B2 (ja) | 画像処理装置及び画像表示装置 | |
JP5227884B2 (ja) | 画像表示装置 | |
JP5666163B2 (ja) | 光源駆動方法 | |
JP4966383B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
JP2009008916A (ja) | 画像表示装置 | |
JP5805116B2 (ja) | 光源制御装置およびその制御方法、液晶表示装置 | |
JP2010145627A (ja) | 画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラム | |
RU2516329C2 (ru) | Устройство и способ, и программа управления дисплеем | |
JP2017045030A (ja) | 画像表示装置 | |
RU2713387C1 (ru) | Устройство отображения | |
US20120320078A1 (en) | Image intensity-based color sequence reallocation for sequential color image display | |
JP2006308631A (ja) | 画像表示装置、画像表示方法、画像表示プログラムおよび画像表示プログラムを記録した記録媒体 | |
JP2010113099A (ja) | 表示装置および表示制御方法 | |
JP2010049011A (ja) | 透過型液晶表示装置、制御プログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 | |
JP2019124784A (ja) | 制御装置、表示装置、制御方法、プログラム、記憶媒体 | |
JP2018031946A (ja) | 表示装置 | |
JP2009210924A (ja) | 透過型液晶表示装置 | |
JP6910766B2 (ja) | 表示装置 | |
JP6896507B2 (ja) | 表示装置およびその制御方法 | |
JP2008107575A (ja) | 表示装置 | |
JP2020187306A (ja) | 画像処理システム及び画像処理方法 | |
JP2015081996A (ja) | 表示装置、表示装置の制御方法、及び、プログラム | |
JP2018194651A (ja) | 表示装置及びその制御方法、プログラム、記憶媒体 | |
JP6116635B2 (ja) | 光源装置およびその制御方法、液晶表示装置 | |
JP2019144314A (ja) | 表示装置およびその制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20181116 |