JP3975357B2

JP3975357B2 - 液晶テレビジョン装置

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Publication number: JP3975357B2
Application number: JP2003167233A
Authority: JP
Inventors: 啓次鈴木
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2023-06-12
Also published as: US20050018094A1; US7283179B2; JP2005006038A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶テレビジョン装置に関し、特に、アナログ信号にて形成される映像信号を入力し、同映像信号をデジタル信号に変換したデジタル信号に基づいた画像を映出する液晶テレビジョン装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置は、コンピュータとディスプレイ装置とを接続したときに、コンピュータが出力するアナログ映像信号ａのレベル幅がメモリに登録されている。例えば０．７Ｖ、１．０Ｖ以外のレベル幅であっても、同アナログ映像信号ａを白レベルに設定した状態で、ビデオアンプによって増幅されたアナログ映像信号ｂの白レベルがメモリに登録されたディスプレイの特性に適合するアナログ映像信号ｂの最適白レベルと等しくなるように、マイクロコンピュータから出力されるコントラスト制御信号の値を調整する。これにより、アナログ映像信号ａのレベル幅と、アナログ映像信号ｂのレベル幅との対応を取って、適切なコントラストの画像をディスプレイに表示する（例えば、特許文献１を参照。）。また、同様の装置としては特開平４−１８８１９５号公報に開示されてものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１７７９０３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の装置においては、白レベルによりコントラストを調整するため、一画面白一色のテスト画像を基準とした調整となる。そして、かかるテスト画像にて調整を行った後は、コントラスト制御信号は固定となる。従って、映像が変化し得る場合においては、その映像に適合したダイナミックな画質の調整ができないという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、入力するアナログ映像信号に応じてダイナミックに画質の調整を行うことが可能な液晶テレビジョン装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１にかかる発明は、表示面が複数画素にて形成される液晶パネルと、アンテナを介してテレビ放送帯域に対応した所望周波数のテレビジョン信号を受信するとともに受信したテレビジョン信号から所要の信号だけを選択して高周波増幅し、中間周波信号に変換したアナログ映像信号を出力するチューナと、同チューナから上記アナログ映像信号を入力し同アナログ映像信号の所定の信号レベル範囲を各信号レベルに応じた階調のデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換回路と、上記変換されたデジタル信号に対して所定のデジタル信号処理を施しデジタル映像信号を生成する信号処理回路と、同生成されたデジタル映像信号を入力しつつ上記液晶パネルに表示される一画面分の画像を形成するデジタル映像信号を記憶するフレームメモリ回路と、同フレームメモリ回路に記憶されたデジタル映像信号に所定の信号処理を施しつつ上記液晶パネルに上記画像を表示させるを液晶ドライバ回路と、上記各回路を制御するマイコンとを備えた液晶テレビジョン装置において、上記アナログ／デジタル変換回路は、上記信号レベル範囲を変更可能であるとともに、上記フレームメモリ回路に記憶されたデジタル映像信号に基づいて上記画像の予め規定された所定領域の輝度若しくは複数領域における各輝度の平均を検出する画像輝度検出回路と、上記検出された所定領域の輝度若しくは複数領域における各輝度の平均が画像が明るい状態であることを示す所定の閾値以上であるか否かを判別する判別回路と、上記判別回路にて上記検出された所定領域の輝度若しくは複数領域における各輝度の平均が上記閾値以上であると判別された場合に、上記アナログ／デジタル変換回路に対して所定の制御信号を出力し、上記デジタル信号に変換される上記アナログ映像信号の信号レベル範囲の上限を拡張させることにより、同信号レベル範囲を変更させる変換制御回路とを具備する構成としてある。
【０００７】
本発明にかかる液晶テレビジョン装置は、表示面が複数画素にて形成される液晶パネルにて画像を表示するに際して、チューナはアンテナを介してテレビ放送帯域に対応した所望周波数のテレビジョン信号を受信し、受信したテレビジョン信号から所要の信号だけを選択して高周波増幅し、中間周波信号に変換したアナログ映像信号を出力する。そして、アナログ／デジタル変換回路は、チューナからアナログ映像信号を入力し、このアナログ映像信号の所定の信号レベル範囲を各信号レベルに応じた階調のデジタル信号に変換し、信号処理回路は、変換されたデジタル信号に対して所定のデジタル信号処理を施しデジタル映像信号を生成する。
【０００８】
フレームメモリ回路は、信号処理回路にて生成されるデジタル映像信号を入力しつつ、液晶パネルに表示される一画面分の画像を形成するデジタル映像信号を記憶し、液晶ドライバ回路は、このフレームメモリ回路に記憶されたデジタル映像信号に所定の信号処理を施しつつ上記液晶パネルに上記画像を表示させる。このとき、マイコンが上述した各回路を制御することによって、液晶テレビジョン装置としての機能を実現する。ここで、アナログ映像信号を入力してデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換回路は、上述したように所定の信号レベル範囲の上下限をダイナミックレンジとして動作する。かかる場合、入力するアナログ映像信号の信号レベルがこのダイナミックレンジより大きい部分では、アナログ／デジタル変換に際して、上限階調に量子化されることになる。すなわち、白潰れとなる。このように、白潰れが発生すると画像の画質が低下する。
【０００９】
そこで、上記のように構成した請求項１にかかる発明においては、画像輝度検出回路にて、フレームメモリ回路に記憶されたデジタル映像信号に基づいて、画像の予め規定された所定領域の輝度若しくは複数領域における各輝度の平均を検出し、判別回路にて、検出された所定領域の輝度若しくは複数領域における各輝度の平均が画像が明るい状態であることを示す所定の閾値以上であるか否かを判別する。ここで、本発明におけるアナログ／デジタル変換回路は、上述した信号レベル範囲を変更可能に構成する。すなわち、ダイナミックレンジを変更可能にする。そして、変換制御回路は、判別回路で検出された所定領域の輝度若しくは複数領域における各輝度の平均が閾値以上であると判別された場合に、アナログ／デジタル変換回路に所定の制御信号を出力し、デジタル信号に変換されるアナログ映像信号の信号レベル範囲の上限を拡張するように変更する。すなわち、ダイナミックレンジの上限を拡大変更させる。これによって、白潰れが発生し得るアナログ映像信号の信号レベルを上限階調に制限されることなく、デジタル信号に階調化することが可能となり、白潰れを抑制し画像の画質を向上させることが可能になる。
【００１０】
このように画像の輝度に応じてアナログ／デジタル変換回路の信号レベル範囲、すなわち、ダイナミックレンジを変更する手法は、上述した液晶テレビジョン装置に具現化された構成に限らず、これを実現する手法としても発明が成立することは言うまでもない。
そこで、請求項２にかかる発明は、アナログ映像信号に基づいてデジタル映像信号を生成し、同デジタル映像信号に基づいた画像を液晶パネルの各画素に映出させる液晶テレビジョン装置であって、上記アナログ映像信号を入力するアナログ映像信号入力手段と、所定の上下限にて規定される信号レベル範囲の上記アナログ映像信号を各信号レベルに応じた階調のデジタル信号に変換しつつデジタル映像信号を生成するデジタル映像信号生成手段と、上記生成されたデジタル映像信号に基づいて上記画像の輝度を検出する画像輝度検出手段と、上記検出された輝度が画像が明るい状態であることを示す所定の閾値以上であるか否かを判別し、同閾値以上の場合に上記信号レベル範囲の上限を拡張する変換制御手段とを具備する構成としてある。
【００１１】
上記のように構成した請求項２にかかる発明においては、アナログ映像信号に基づいてデジタル映像信号を生成し、同デジタル映像信号に基づいた画像を液晶パネルの各画素に映出させる液晶テレビジョン装置を提供する。このとき、アナログ映像信号入力手段にて、アナログ映像信号を入力し、デジタル映像信号生成手段にて、所定の上下限にて規定される信号レベル範囲のアナログ映像信号を各信号レベルに応じた階調のデジタル信号に変換しつつデジタル映像信号を生成する。そして、画像輝度検出手段にて、生成されたデジタル映像信号に基づいて画像の輝度を検出し、変換制御手段にて、画像輝度検出手段で検出された輝度が画像が明るい状態であることを示す所定の閾値以上であるか否かを判別し、同閾値以上の場合に、信号レベル範囲の上限を拡張する。すなわち、ダイナミックレンジの上限を拡大する。
【００１２】
また、請求項３にかかる発明は、上記請求項２に記載の液晶テレビジョン装置において、上記変換制御手段は、上記検出された輝度が画像が暗い状態であることを示す閾値以下であるか否かを判別し、同閾値以下の場合に上記信号レベル範囲の下限を拡張する構成としてある。
上記のように構成した請求項３にかかる発明において、変換制御手段は画像輝度検出手段にて検出された輝度が画像が暗い状態であることを示す閾値以下であるか否かを判別する。そして、変換制御手段は、検出された輝度がこの閾値以下の場合に、信号レベル範囲の下限を拡張する。すなわち、ダイナミックレンジの下限を拡張する。
【００１３】
さらに、請求項４にかかる発明は、上記請求項２または請求項３のいずれかに記載の液晶テレビジョン装置において、上記画像輝度検出手段は、上記画像の輝度を検出するに際して、同画像の所定領域における各画素の輝度平均を検出する構成としてある。
上記のように構成した請求項４にかかる発明においては、画像輝度検出手段は、画像の輝度を検出する際に、同画像の所定領域における各画素の輝度平均を検出する。所定領域は特に限定されず、画像上であれば良い。例えば、画像の中央部分には映像の主要部が映出される可能性が高いことを鑑みると、この中央部分、すなわち画像の主要部の輝度を検出すれば、当該主要部の輝度状態をダイナミックレンジの変更に反映させることが可能になる。
【００１４】
さらに、請求項５にかかる発明は、上記請求項２または請求項３のいずれかに記載の液晶テレビジョン装置において、上記画像輝度検出手段は、上記画像の輝度を検出するに際して、同画像の複数領域における各画素の輝度平均を検出する構成としてある。
上記のように構成した請求項５にかかる発明においては、画像輝度検出手段は、画像の輝度を検出する際に、同画像の複数領域における各画素の輝度平均を検出する。複数領域の輝度平均を検出すれば、画像全体の輝度傾向を検知することが可能であるため、当該画像全体の輝度状態をダイナミックレンジの変更に反映させることが可能になる。
【００１５】
さらに、請求項６にかかる発明は、上記請求項２〜請求項５のいずれかに記載の液晶テレビジョン装置において、上記画像輝度検出手段は、所定期間毎に上記輝度を検出する構成としてある。
上記のように構成した請求項６にかかる発明において、画像輝度検出手段は、所定期間毎に、画像の所定領域もしくは複数領域の輝度平均を検出する。
【００１６】
さらに、請求項７にかかる発明は、上記請求項２〜請求項６のいずれかに記載の液晶テレビジョン装置において、上記変換制御手段は、上記検出された輝度と上記画像が明るい状態であることを示す閾値との差異度合いを算出するとともに、同算出した差異度合いに対応して上記上限を拡張する構成としてある。
上記のように構成した請求項７にかかる発明において、変換制御手段は、画像輝度検出手段で検出された輝度と、画像が明るい状態であることを示す閾値との差異度合いを算出し、この算出した差異度合いに対応してダイナミックレンジの上限を拡張する。
【００１７】
さらに、請求項８にかかる発明は、上記請求項２〜請求項７のいずれかに記載の液晶テレビジョン装置において、上記変換制御手段は、上記検出された輝度と上記画像が暗い状態であることを示す閾値との差異度合いを算出するとともに、同算出した差異度合いに対応して上記下限を拡張する構成としてある。
上記のように構成した請求項８にかかる発明においては、変換制御手段は、画像輝度検出手段で検出された輝度と、画像が暗い状態であることを示す閾値との差異度合いを算出し、この算出した差異度合いに対応してダイナミックレンジの下限を拡張する。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、入力するアナログ映像信号に基づいてダイナミックに信号レベル範囲の上限を拡張することによって、白潰れが発生し得るアナログ映像信号の信号レベルを上限階調に制限されることなくデジタル信号に階調化することを可能にし、白潰れを抑制し画像の画質を向上させることが可能な液晶テレビジョン装置を提供することができる。
また、請求項２にかかる発明によれば、デジタル映像信号に基づいて表示される画像の輝度が高い場合（画像が明るい場合）に、ダイナミックレンジの上限を拡張することによって、デジタル信号への変換時に上限階調に制限され得るアナログ映像信号を適宜階調化することを可能にし、画像にて発生し得る白潰れを抑制することが可能な液晶テレビジョン装置を提供することができる。
【００１９】
さらに、請求項３にかかる発明によれば、デジタル映像信号に基づいて表示される画像の輝度が低い場合（画像が暗い場合）に、ダイナミックレンジの下限を拡張することによって、デジタル信号への変換時に下限階調に規定され得るアナログ映像信号を適宜階調化することを可能にし、画像にて発生し得る黒潰れを抑制することを可能にする。
さらに、請求項４にかかる発明によれば、所定領域の輝度平均をダイナミックレンジの変更に反映させることが可能になる。
【００２０】
さらに、請求項５にかかる発明によれば、画像全体の輝度平均をダイナミックレンジの変更に反映させることができる。
さらに、請求項６にかかる発明によれば、処理負荷を低減することが可能になる。
さらに、請求項７にかかる発明によれば、画像の明るさ度合いに基づいたダイナミックレンジに変更することができる。
さらに、請求項８にかかる発明によれば、画像の暗さ度合いに基づいたダイナミックレンジに変更することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施形態について説明する。
（１）液晶テレビジョン装置の構成：
（２）制御部の構成：
（３）制御処理の処理内容：
（４）変形例：
（５）本発明との対応：
（６）まとめ：
【００２２】
（１）液晶テレビジョン装置の構成：
図１は、本発明にかかる液晶テレビジョン装置の一実施形態における構成を示したブロック構成図である。
同図において、液晶テレビジョン装置１０は、概略、チューナ１１と、ビデオ信号処理回路１２と、液晶パネル１３と、マイコン１４と、セレクタ回路１５とから構成されている。ビデオ信号処理回路１２は内部にデジタル信号処理回路１２ａと、液晶ドライバ回路１２ｂとを有し、ＩＩＣバス等のバス１２ｅを介して、制御回路１２ｃと、マイコンＩ／Ｆ１２ｄとが接続されている。このマイコンＩ／Ｆにはマイコン１４が接続されており、マイコン１４は、マイコンＩ／Ｆ１２ｄを介して、ビデオ信号処理回路１２の各回路の制御を実行可能になっている。
【００２３】
ここで、マイコン１４には操作パネル１４ａとリモコンＩ／Ｆ１４ｂとＲＯＭ１４ｃとＲＡＭ１４ｄとバックライト駆動回路１４ｅとが接続されており、当該マイコン１４はＲＯＭ１４ｃに予め格納されている各種制御プログラムを読み出して、ＲＡＭ１４ｄをワークエリアとしつつ実行し、上述した各回路の制御を実行する。また、バックライト駆動回路１４ｅにはバックライト部１４ｅ１が接続されている。ここで、液晶パネル１３の解像度は特に限定されず、６４０画素＊４８０画素のサイズ（ＶＧＡサイズ）の解像度であっても良いし、１０２４画素＊７６８画素のサイズ（ＸＧＡサイズ）の解像度であっても良い。バックライト駆動回路１４ｅに接続されているバックライト部１４ｅ１は、この液晶パネル１３の背面に配置されており、液晶パネル１３の各画素と略同等の発光体素子がマトリクス状に配設され、各発光体素子はマイコン１４の制御に基づいてバックライト駆動回路１４ｅによって駆動され所定の発光輝度で発光する。
【００２４】
チューナ１１は、アナログテレビ用のチューナであり、接続するアンテナ１１ａにてテレビジョン放送電波を受信する。そして、同チューナ１１からは、受信したテレビジョン放送電波に基づいたアナログ映像信号としてのテレビジョン放送信号（コンポジットビデオ信号）が出力される。また、この液晶テレビジョン装置１０は、外部入力端子としてＶＴＲからのアナログ映像信号（コンポジットビデオ信号）を入力するための外部入力端子１５ａと、ＬＤプレイヤーからのアナログ映像信号（コンポジットビデオ信号）を入力するための外部入力端子１５ｂと、ＤＶＤプレイヤーからのアナログ映像信号（コンポジットビデオ信号）を入力するための外部入力端子１５ｃとを備えている。
【００２５】
チューナ１１および外部入力端子１５ａ〜１５ｃは、セレクタ回路１５に接続されており、チューナ１１から出力されるコンポジットビデオ信号（テレビジョン放送信号）および外部入力端子１５ａから入力されるコンポジットビデオ信号と外部入力端子１５ｂから入力されるコンポジットビデオ信号と外部入力端子１５ｃから入力されるコンポジットビデオ信号とのうちから、１つのコンポジットビデオ信号を選択可能になっている。この選択は、マイコン１４に接続された操作パネル１４ａおよびリモコンＩ／Ｆ１４ｂを介して入力されるリモコンによる操作によって行われる。セレクタ回路１５によって選択されたコンポジットビデオ信号は、ビデオ信号処理回路１２に送出される。この送出されたコンポジットビデオ信号は、ビデオ信号処理回路１２内部のデジタル信号処理回路１２ａに入力される。
【００２６】
このデジタル信号処理回路１２ａは、アナログ／デジタル変換回路１２ａ１と、Ｙ／Ｃ分離回路１２ａ２と、クロマデコーダ回路１２ａ３と、画像調整回路１２ａ４と、マトリクス回路１２ａ５とを有している。かかる構成において、アナログ／デジタル変換回路１２ａ１は、コンポジットビデオ信号を入力すると、このコンポジットビデオ信号における白レベルと黒レベルとの間の所定の信号レベル範囲を各信号レベルに応じた階調のデジタル信号に変換する。以降の所定の信号処理はこのデジタル信号に基づいて実行されることになる。Ｙ／Ｃ分離回路１２ａ２はこのデジタル信号に基づいてＹ信号とＣ信号への分離処理を行う、分離後のＹ信号およびＣ信号はクロマデコーダ回路１２ａ３に入力され、所定の信号処理が行われた後にＹＵＶ信号として出力される。
【００２７】
デジタル信号処理回路１２ａの画質調整回路１２ａ４は、ＹＵＶ信号に対して、シャープネス、色彩およびＴＩＮＴの調整を行う。マトリクス回路１２ａ５は、画質調整回路１２ａ４によって画質調整が施されたＹＵＶ信号に対してＲＧＢマトリクス変換処理を行って、ＲＧＢ信号を生成する。この生成されたＲＧＢ信号は液晶ドライバ回路１２ｂに送出される。液晶ドライバ回路１２ｂは、画素数変換回路１２ｂ１と、画質調整回路１２ｂ２と、出力処理回路１２ｂ３と、フレームメモリ１２ｂ４とを有している。画素数変換回路１２ｂ１は、デジタル信号処理回路１２ａにて生成されたＲＧＢ信号を入力し、このＲＧＢ信号に対して、スケーリング処理を行いつつ、液晶パネル１３に表示される１画面分のＲＧＢ信号を生成する。そして、この１画面分のＲＧＢ信号をフレームメモリ１２ｂ４に格納する。
【００２８】
また、液晶ドライバ回路１２ｂの画質調整回路１２ｂ２は、画素数変換回路１２ｂ１によってスケーリング処理が施され、フレームメモリ１２ｂ４に格納されたＲＧＢ信号に対して、ブライトネス、コントラスト、黒バランスおよび白バランスの調整を行う。出力処理回路１２ｂ３は、画質調整回路１２ｂ２によって画質調整が施されたＲＧＢ信号に対して、ガンマ補正、ディザ処理等を行うとともに、背景信号、ＯＳＤ信号、ブランキング信号等を付加して液晶パネル１３に出力し、画像を表示させる。
【００２９】
上述したようにセレクタ回路１５にて選択された選択先から入力されるコンポジットビデオ信号は、デジタル信号処理回路１２ａのアナログ／デジタル変換回路１２ａ１に入力されデジタル信号に変換される。そして、液晶パネル１３にはこのデジタル信号に基づいて生成されるデジタル映像信号による画像を表示する。ここで、アナログ／デジタル変換回路１２ａが入力するコンポジットビデオ信号の一例を図２に示す。同図において、コンポジットビデオ信号Ｓ１は、水平帰線区間と水平同期信号とを有しそれらの間に映像信号が合成されている。そして、アナログ／デジタル変換回路１２ａは、入力したコンポジットビデオ信号Ｓ１における白レベルを示す上限電圧Ｖｍａｘと、黒レベルを示す下限電圧Ｖｍｉｎとにて形成される信号レベル範囲を各信号レベルに応じた階調のデジタル信号に変換する。具体的には、図３に示したアナログ／デジタル変換レンジＲ１に基づいて、この信号レベル範囲を０〜２５５階調に量子化しデジタル信号Ｓ２を生成する。すなわち、上限電圧Ｖｍａｘと下限電圧Ｖｍｉｎにて形成される範囲をダイナミックレンジとしている。
【００３０】
このとき、予め決められた信号レベル範囲の上限電圧Ｖｍａｘ以上もしくは下限電圧Ｖｍｉｎ以下の信号レベルを有するコンポジットビデオ信号Ｓ１を変換すると、この上限電圧Ｖｍａｘ以上もしくは下限電圧Ｖｍｉｎ以下のコンポジットビデオ信号Ｓ１を正確に量子化することができない。すなわち、上限電圧Ｖｍａｘ以上のコンポジットビデオ信号Ｓ１は全て２５５階調に変換されてしまい、かかるコンポジットビデオ信号Ｓ１の画像は白潰れ状態になってしまう。そして、下限電圧Ｖｍｉｎ以下のコンポジットビデオ信号Ｓ１は全て０階調に変換されてしまい、かかるコンポジットビデオ信号Ｓ１の画像は黒潰れ状態となる。このように画像に白潰れや黒潰れが発生すると画質が低下してしまう。そこで、本実施形態においては、ビデオ信号処理回路１２に制御回路１２ｃを備えさせ、この制御回路１２ｃおよびマイコン１４にて液晶ドライバ回路１２ｂを介して液晶パネル１３に表示される画像の輝度状態を検出するとともに、画像の輝度状態に応じてデジタル信号処理１２ａを制御することによって、このような白潰れもしくは黒潰れを抑制することを可能にする。以下、かかる機能について説明する。
【００３１】
（２）制御回路の構成：
図４は、制御回路１２ｃの構成を示したブロック構成図である。
同図において、制御回路１２ｃは、レベル検出回路１２ｃ１と、ダイナミックレンジ切換回路１２ｃ２とを有する構成となっている。そして、レベル検出回路１２ｃ１はバス１２ｅを介して液晶ドライバ回路１２ｂの出力処理回路１２ｂ３に接続し、ダイナミックレンジ切換回路１２ｃ２はバス１２ｅを介してデジタル信号処理回路１２ａのアナログ／デジタル変換回路１２ａ１に接続している。また、レベル検出回路１２ｃ１およびダイナミックレンジ切換回路１２ｃ２はマイコンＩ／Ｆ１２ｄを介してマイコン１４と接続している。かかる構成において、レベル検出回路１２ｃ１は、出力処理回路１２ｂ３から液晶パネル１３に表示される画像のＲＧＢ信号を取得しつつ、同ＲＧＢ信号に基づいて同画像の平均輝度を取得する。
【００３２】
本実施形態においては、後述するとおり、同画像の所定領域もしくは複数領域の平均輝度Ｙを検出する。そして、マイコン１４はこの検出された平均輝度Ｙと、ＲＯＭ１４ｃに予め格納されている標準レベルデータ（液晶テレビジョン装置機体毎に設定されるものであり、各液晶テレビジョン装置の液晶パネルの仕様に基づいて設定される標準輝度を示したデータ）とを比較し、比較結果に応じて所定の制御信号をダイナミックレンジ切換回路１２ｃ２に送出する。ここで、このＲＯＭ１４ｃに格納されている標準レベルデータの一例を図５に示す。同図において、標準レベルデータＤは、上限標準レベルＤ１と、下限標準レベルＤ２とを有している。
【００３３】
そして、本実施形態においては、上限標準レベルＤ１として、レベルＹＳｍａｘが設定されるとともに、下限標準レベルＤ２として、レベルＹＳｍｉｎが設定されている。マイコン１４は、上述した平均輝度ＹとこのレベルＹＳｍａｘおよびレベルＹＳｍｉｎとを比較することになる。ダイナミックレンジ切換回路１２ｃ２は、入力した制御信号に基づいてアナログ／デジタル変換回路１２ａ１のアナログ／デジタル変換レンジを変更する。すなわち、ダイナミックレンジを切り換える。これにより、液晶パネル１３に表示される画像に応じてダイナミックにアナログ／デジタル変換回路１２ａ１のダイナミックレンジを切り換えることが可能になるため、画像の白潰れや黒潰れを抑制することが可能になる。
【００３４】
ここで、図６は、上述した比較結果にて平均輝度ＹがレベルＹＳｍａｘ以上の場合に変更されるアナログ／デジタル変換レンジの一例を示した構成図である。同図においては、上述した上限電圧Ｖｍａｘを予め規定した初期値であるデフォルトＶｍａｘとし、下限電圧Ｖｍｉｎを予め規定した初期値であるデフォルトＶｍｉｎとする。レベル検出回路１２ｃ１にて検出された平均輝度ＹがレベルＹＳｍａｘ以上の場合は、液晶パネル１３の画像に白潰れが発生していると予測することができる。従って、かかる場合には、デフォルトＶｍａｘを所定幅にて拡張した拡張Ｖｍａｘとしたアナログ／デジタル変換レンジＲ２に切り換えることによってダイナミックレンジを変更する。これによって、デフォルトＶｍａｘ以上のコンポジットビデオ信号Ｓ１を入力したとしても、階調値を付与することが可能となるので、かかるデフォルトＶｍａｘ以上のコンポジットビデオ信号Ｓ１の白潰れを防止することが可能になる。
【００３５】
一方、図７は、上述した比較結果にて平均輝度ＹがレベルＹＳｍｉｎ以下の場合に変更されるアナログ／デジタル変換レンジの一例を示した構成図である。
同図においては、上述した上限電圧Ｖｍａｘを予め規定した初期値であるデフォルトＶｍａｘとし、下限電圧ｖｍｉｎを予め規定した初期値であるデフォルトＶｍｉｎとする。レベル検出回路１２ｃ１にて検出された平均輝度ＹがレベルＹＳｍｉｎ以下の場合は、液晶パネル１３の画像に黒潰れが発生していると予測することができる。従って、かかる場合には、デフォルトＶｍｉｎを所定幅にて拡張した拡張Ｖｍｉｎとしたアナログ／デジタル変換レンジＲ３に切り換えることによってダイナミックレンジを変更する。これによって、デフォルトＶｍｉｎ以下のコンポジットビデオ信号Ｓ１を入力したとしても、階調値を付与することが可能となるので、かかるデフォルトＶｍｉｎ以下のコンポジットビデオ信号Ｓ１の黒潰れを防止することが可能になる。
【００３６】
（３）制御処理の処理内容：
次に、上述した制御回路１２ｃおよびマイコン１４にて実行される本実施形態における制御処理について説明する。図８は、この制御処理の処理内容を示したフローチャートである。
同図において、レベル検出回路１２ｃ１は出力処理回路１２ｂ３にアクセスし、液晶パネル１３に表示されている図９に示した複数の画素にて構成される画像Ｍについて、画像Ｍの中央部分に位置する領域Ｒ２１を形成する各画素（ｍ，ｎ）＝（０，０）〜（２，４）のＲＧＢ信号にて構成される画素データを取得する（ステップＳ１０５）。レベル検出回路１２ｃ１は、この取得した各画素データに基づいて平均輝度Ｙを検出する（ステップＳ１１０）。
【００３７】
平均輝度Ｙの検出方法はＲＧＢ信号から輝度を検出する既存の多種の方法を利用すれば良い。次に、マイコン１４は、この検出された平均輝度Ｙをレベル検出回路１２ｃ１から取得するとともに、ＲＯＭ１４ｃに格納されている標準レベルデータＤであるレベルＹＳｍａｘとレベルＹＳｍｉｎを読み出す（ステップＳ１１５）。平均輝度Ｙを取得するとともに、レベルＹＳｍａｘとレベルＹＳｍｉｎを読み出したら、平均輝度ＹがレベルＹＳｍａｘ以上であるか否かを判別し（ステップＳ１２０）、平均輝度ＹがＹＳｍａｘ以上であると判別した場合は、拡張ＶｍａｘとデフォルトＶｍｉｎとにて形成されるダイナミックレンジとする。すなわち、アナログ／デジタル変換レンジＲ２とし、ダイナミックレンジ切換回路１２ｃ２に同アナログ／デジタル変換レンジＲ２を示す所定の制御信号を出力する（ステップＳ１２５）。
【００３８】
一方、ステップＳ１２０の判別にて平均輝度ＹがレベルＹＳｍａｘより小さいと判別した場合は、平均輝度ＹがレベルＹＳｍｉｎ以下であるか否かを判別する（ステップＳ１３０）。平均輝度ＹがレベルＹＳｍｉｎ以下であると判別した場合は、デフォルトＶｍａｘと拡張Ｖｍｉｎとにて形成されるダイナミックレンジとする。すなわち、アナログ／デジタル変換レンジＲ３とし、ダイナミックレンジ切換回路１２ｃ２に同アナログ／デジタル変換レンジＲ３を示す所定の制御信号を出力する（ステップＳ１３５）。そして、ステップＳ１３０の判別にて平均輝度ＹがレベルＹＳｍｉｎより大きいと判別した場合は、デフォルトＶｍａｘとデフォルトＶｍｉｎとにて形成されるダイナミックレンジとする。すなわち、アナログ／デジタル変換レンジＲ１とし、ダイナミックレンジ切換回路１２ｃ２に同アナログ／デジタル変換レンジＲ１を示す所定の制御信号を出力する（ステップＳ１４０）。
【００３９】
ダイナミックレンジ切換回路１２ｃ２はマイコン１４から出力される制御信号を入力し、同入力した制御信号に基づいてアナログ／デジタル変換回路１２ａ１にアナログ／デジタル変換レンジの切換指令を出力する（ステップＳ１４５）。アナログ／デジタル変換回路１２ａ１は入力した切換指令に基づいてダイナミックレンジを切り換える。すなわち、アナログ／デジタル変換レンジＲ１を示す切換指令を入力した場合は、ダイナミックレンジをデフォルトＶｍａｘ，デフォルトＶｍｉｎとしてこの間のコンポジットビデオ信号Ｓ１を適宜０〜２５５階調のデジタル信号Ｓ２に変換する。また、アナログ／デジタル変換レンジＲ２を示す切換指令を入力した場合は、ダイナミックレンジを拡張Ｖｍａｘ，デフォルトＶｍｉｎとしてこの間のコンポジットビデオ信号Ｓ１を適宜０〜２５５階調のデジタル信号Ｓ２に変換する。
【００４０】
そして、アナログ／デジタル変換レンジＲ３を示す切換指令を入力した場合は、ダイナミックレンジをデフォルトＶｍａｘ，拡張Ｖｍｉｎとしてこの間のコンポジットビデオ信号Ｓ１を適宜０〜２５５階調のデジタル信号Ｓ２に変換する。以上、ステップＳ１０５〜Ｓ１４５の処理を所定期間毎に実行する（ステップＳ１５０）。これにより、処理負荷を低減させるとともに、所定期間毎に画像Ｍに適合したダイナミックレンジに切り換えることによって、当該画像Ｍの白潰れや黒潰れを抑制する。
【００４１】
上述した実施形態においては、平均輝度Ｙを検出するにあたり、画像Ｍの中央部分に位置する領域Ｒ２１の各画素の画素データに基づいて検出した。画像Ｍの中央部分には当該画像Ｍにおける主要部が表示されることが多いため、かかる領域Ｒ２１の平均輝度Ｙによって、画像Ｍの特性を得ることが可能になるからである。一方、画像Ｍの平均輝度Ｙを検出する手法としては、画像Ｍの中央部分の領域Ｒ２１の平均輝度を検出する手法に限定されるものではなく、図１０に示すように、画像Ｍの複数の領域Ｒ３１〜Ｒ３５を構成する各画素の画素データについて平均した平均輝度Ｙを用いるようにしても良い。むろん、これらに限定されるものでなく、適宜画像Ｍの所定領域を指定し、指定した領域での平均輝度を平均輝度Ｙとして検出しても良い。
【００４２】
（４）変形例：
上述した実施形態においては、ダイナミックレンジの上下限を拡張する際に一定値である拡張Ｖｍａｘおよび拡張Ｖｍｉｎに基づいてデフォルトＶｍａｘおよびデフォルトＶｍｉｎを拡張した。むろん、このように一定値の拡張Ｖｍａｘおよび拡張Ｖｍｉｎに基づいてダイナミックレンジを拡張しても良いし、適宜拡張幅を変更するようにしても良い。このように、適宜拡張幅を変更することにより、コンポジットビデオ信号Ｓ１とデジタル信号Ｓ２とのＳ／Ｎ比を向上させることが可能となり好ましい。そこで、次に示す実施形態では検出した平均輝度ＹとレベルＹＳｍａｘおよびレベルＹＳｍｉｎとの差分の大きさに応じて拡張Ｖｍａｘや拡張Ｖｍｉｎを変更する手法を採用する。
【００４３】
図１１は、平均輝度ＹがレベルＹＳｍａｘ以上の場合における平均輝度ＹとレベルＹＳｍａｘとの差分に対応して拡張Ｖｍａｘを変化させた場合の対応関係を示した対応関係図である。
同図においては、横軸に平均輝度ＹとレベルＹＳｍａｘとの差分αを規定し、縦軸に拡張Ｖｍａｘを規定している。本実施形態では、差分αが０以上α１未満の場合に拡張Ｖｍａｘを拡張Ｖα１とし、差分αがα１以上α２未満の場合に拡張Ｖｍａｘを拡張Ｖα２とし、差分αがα２以上α３未満の場合に拡張Ｖｍａｘを拡張Ｖα３とし、差分αがα３以上の場合に拡張Ｖｍａｘを拡張Ｖα４としている。ここで、図からも分かるとおり、この実施形態における拡張Ｖｍａｘは、Ｖα１＜Ｖα２＜Ｖα３＜Ｖα４の関係となっている。
【００４４】
そして、この差分αに応じて図１２に示すようにアナログ／デジタル変換レンジＲ４を設定し、アナログ／デジタル変換回路１２ａ１のダイナミックレンジを設定する。ここで、図１２では、アナログ／デジタル変換レンジＲ４０がデフォルトのダイナミックレンジを示し、アナログ／デジタル変換レンジＲ４１が差分αが０以上α１未満の場合のダイナミックレンジを示している。また、アナログ／デジタル変換レンジＲ４２が差分αがα１以上α２未満の場合のダイナミックレンジを示し、アナログ／デジタル変換レンジＲ４３が差分αがα２以上α３未満の場合のダイナミックレンジを示し、アナログ／デジタル変換レンジＲ４４が差分αがα３以上の場合のダイナミックレンジを示している。
【００４５】
図１３は、平均輝度ＹがレベルＹＳｍｉｎ以下の場合におけるレベルＹＳｍｉｎと平均輝度Ｙとの差分に対応して拡張Ｖｍｉｎを変化させた場合の対応関係を示した対応関係図である。
同図においては、横軸に平均輝度ＹとレベルＹＳｍｉｎとの差分βを規定し、縦軸に拡張Ｖｍｉｎを規定している。本実施形態では、差分βが０以上β１未満の場合に拡張Ｖｍｉｎを拡張Ｖβ１とし、差分βがβ１以上β２未満の場合に拡張Ｖｍｉｎを拡張Ｖβ２とし、差分βがβ２以上β３未満の場合に拡張Ｖｍｉｎを拡張Ｖβ３とし、差分βがβ３以上の場合に拡張Ｖｍｉｎを拡張Ｖβ４としている。ここで、図からも分かるとおり、この実施形態における拡張Ｖｍｉｎは、Ｖβ１＜Ｖβ２＜Ｖβ３＜Ｖβ４の関係となっている。
【００４６】
そして、この差分βに応じて図１４に示すようにアナログ／デジタル変換レンジＲ５を設定し、アナログ／デジタル変換回路１２ａ１のダイナミックレンジを設定する。ここで、図１４では、アナログ／デジタル変換レンジＲ５０がデフォルトのダイナミックレンジを示し、アナログ／デジタル変換レンジＲ５１が差分βが０以上β１未満の場合のダイナミックレンジを示している。また、アナログ／デジタル変換レンジＲ５２が差分αがβ１以上β２未満の場合のダイナミックレンジを示し、アナログ／デジタル変換レンジＲ５３が差分βがβ２以上β３未満の場合のダイナミックレンジを示し、アナログ／デジタル変換レンジＲ５４が差分βがβ３以上の場合のダイナミックレンジを示している。
【００４７】
（５）本発明との対応：
上述してきた実施形態における構成と本発明における構成との対応について付言する。本発明にかかる液晶パネルは液晶パネル１３に対応し、本発明にかかるチューナはチューナ１１に対応する。本発明にかかるアナログ／デジタル変換回路はアナログ／デジタル変換回路１２ａ１に対応し、本発明にかかる信号処理回路はアナログ／デジタル変換回路１２ａ１を除いたデジタル信号処理回路１２ａに対応する。本発明にかかるフレームメモリ回路はフレームメモリ１２ｂ４に対応し、本発明にかかる液晶ドライバ回路はフレームメモリ回路１２ｂ４を除いた液晶ドライバ回路１２ｂに対応する。また、本発明にかかる画像輝度検出回路の機能は制御回路１２ｃのレベル検出回路１２ｃ１にて実現され、本発明にかかる判別回路の機能はマイコン１４にて実現される。そして、本発明にかかる変換制御回路はダイナミックレンジ切換回路１２ｃ２およびマイコン１４にて実現される。
【００４８】
また、本発明にかかるアナログ映像信号入力手段は、コンポジットビデオ信号Ｓ１を入力し、ビデオ信号処理回路１２に対して出力可能にするチューナ１１や外部入力端子１５ａ〜１５ｃおよびそれらの入力のうち何れかを選択するためのセレクタ回路１５が対応する。本発明にかかるデジタル映像信号生成手段は、入力したコンポジットビデオ信号Ｓ１からデジタル映像信号を生成するビデオ信号処理回路１２が対応する。本発明にかかる画像輝度検出手段は、制御回路１２ｃのレベル検出回路１２ｃ１が対応し、本発明にかかる変換制御手段は、マイコン１４およびダイナミックレンジ切換回路１２ｃ２に対応する。
【００４９】
（６）まとめ：
このように、ビデオ信号処理回路１２にレベル検出回路１２ｃ１とダイナミックレンジ切換回路１２ｃ２とを有する制御回路１２ｃを備えさせ、この制御回路１２ｃおよびマイコン１４にて液晶ドライバ回路１２ｂを介して液晶パネル１３に表示される画像の平均輝度Ｙを検出し、この平均輝度ＹがレベルＹＳｍａｘ以上の場合に、ダイナミックレンジの上限を拡張することによって、白潰れが発生し得るコンポジットビデオ信号Ｓ１の信号レベルを上限階調に制限されることなくデジタル信号Ｓ２に階調化することが可能となり、画像の白潰れを抑制し画像の画質を向上させることが可能になる。また、この平均輝度ＹがレベルＹＳｍｉｎ以下の場合に、ダイナミックレンジの下限を拡張することによって、黒潰れが発生し得るコンポジットビデオ信号Ｓ１の信号レベルを下限階調に制限されることなくデジタル信号Ｓ２に階調化することが可能となり、画像の黒潰れを抑制し画像の画質を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる液晶テレビジョン装置の一実施形態における構成を示したブロック構成図である。
【図２】コンポジットビデオ信号の構成を示した構成図である。
【図３】デフォルトのアナログ／デジタル変換レンジの構成を示した構成図である。
【図４】制御回路の構成を示したブロック構成図である。
【図５】標準レベルデータの一例を示した図である。
【図６】デフォルトＶｍａｘを格納Ｖｍａｘに拡張したアナログ／デジタル変換レンジの構成を示した構成図である。
【図７】デフォルトＶｍｉｎを拡張Ｖｍｉｎに拡張したアナログ／デジタル変換レンジの構成を示した構成図である。
【図８】制御処理の処理内容を示したフローチャートである。
【図９】液晶パネルに表示される画像における平均輝度を検出する領域の一例を示した図である。
【図１０】液晶パネルに表示される画像における平均輝度を検出する領域の他の一例を示した図である。
【図１１】平均輝度ＹとレベルＹＳｍａｘとの差分に対応して拡張Ｖｍａｘを変化させた場合の対応関係を示した対応関係図である。
【図１２】平均輝度ＹとレベルＹＳｍａｘとの差分に対応して拡張Ｖｍａｘを変化させた場合のアナログ／デジタル変換レンジの構成を示した構成図である。
【図１３】平均輝度ＹとレベルＹＳｍａｘとの差分に対応して拡張Ｖｍｉｎを変化させた場合の対応関係を示した対応関係図である。
【図１４】平均輝度ＹとレベルＹＳｍａｘとの差分に対応して拡張Ｖｍｉｎを変化させた場合のアナログ／デジタル変換レンジの構成を示した構成図である。
【符号の説明】
１０…液晶テレビジョン装置
１１…チューナ
１１ａ…アンテナ
１２…ビデオ信号処理回路
１２ａ…デジタル信号処理回路
１２ａ１…アナログ／デジタル変換回路
１２ａ２…ＹＣ分離回路
１２ａ３…クロマデコーダ回路
１２ａ４…画質調整回路
１２ａ５…マトリクス回路
１２ｂ…液晶ドライバ回路
１２ｂ１…画素数変換回路
１２ｂ２…画質調整回路
１２ｂ３…出力処理回路
１２ｂ４…フレームメモリ
１２ｃ…制御回路
１２ｃ１…レベル検出回路
１２ｃ２…ダイナミックレンジ切換回路
１２ｄ…マイコンＩ／Ｆ
１２ｅ…バス
１３…液晶パネル
１４…マイコン
１４ａ…操作パネル
１４ｂ…リモコンＩ／Ｆ
１４ｃ…ＲＯＭ
１４ｄ…ＲＡＭ
１４ｅ…バックライト駆動回路
１４ｅ１…バックライト部
１５…セレクタ回路
１５ａ…外部入力端子（ＶＴＲ）
１５ｂ…外部入力端子（ＬＤ）
１５ｃ…外部入力端子（ＤＶＤ）

Claims

表示面が複数画素にて形成される液晶パネルと、アンテナを介してテレビ放送帯域に対応した所望周波数のテレビジョン信号を受信するとともに受信したテレビジョン信号から所要の信号だけを選択して高周波増幅し、中間周波信号に変換したアナログ映像信号を出力するチューナと、同チューナから上記アナログ映像信号を入力し同アナログ映像信号の所定の信号レベル範囲を各信号レベルに応じた階調のデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換回路と、上記変換されたデジタル信号に対して所定のデジタル信号処理を施しデジタル映像信号を生成する信号処理回路と、同生成されたデジタル映像信号を入力しつつ上記液晶パネルに表示される一画面分の画像を形成するデジタル映像信号を記憶するフレームメモリ回路と、同フレームメモリ回路に記憶されたデジタル映像信号に所定の信号処理を施しつつ上記液晶パネルに上記画像を表示させるを液晶ドライバ回路と、上記各回路を制御するマイコンとを備えた液晶テレビジョン装置において、
上記アナログ／デジタル変換回路は、上記信号レベル範囲を変更可能であるとともに、
上記フレームメモリ回路に記憶されたデジタル映像信号に基づいて上記画像の予め規定された所定領域の輝度若しくは複数領域における各輝度の平均を検出する画像輝度検出回路と、
上記検出された所定領域の輝度若しくは複数領域における各輝度の平均が画像が明るい状態であることを示す所定の閾値以上であるか否かを判別する判別回路と、
上記判別回路にて上記検出された所定領域の輝度若しくは複数領域における各輝度の平均が上記閾値以上であると判別された場合に、上記アナログ／デジタル変換回路に対して所定の制御信号を出力し、上記デジタル信号に変換される上記アナログ映像信号の信号レベル範囲の上限を拡張させることにより、同信号レベル範囲を変更させる変換制御回路とを具備することを特徴とする液晶テレビジョン装置。
アナログ映像信号に基づいてデジタル映像信号を生成し、同デジタル映像信号に基づいた画像を液晶パネルの各画素に映出させる液晶テレビジョン装置であって、
上記アナログ映像信号を入力するアナログ映像信号入力手段と、
所定の上下限にて規定される信号レベル範囲の上記アナログ映像信号を各信号レベルに応じた階調のデジタル信号に変換しつつデジタル映像信号を生成するデジタル映像信号生成手段と、
上記生成されたデジタル映像信号に基づいて上記画像の輝度を検出する画像輝度検出手段と、
上記検出された輝度が画像が明るい状態であることを示す所定の閾値以上であるか否かを判別し、同閾値以上の場合に上記信号レベル範囲の上限を拡張する変換制御手段とを具備することを特徴とする液晶テレビジョン装置。
上記変換制御手段は、上記検出された輝度が画像が暗い状態であることを示す閾値以下であるか否かを判別し、同閾値以下の場合に上記信号レベル範囲の下限を拡張することを特徴とする上記請求項２に記載の液晶テレビジョン装置。
上記画像輝度検出手段は、上記画像の輝度を検出するに際して、同画像の所定領域における各画素の輝度平均を検出することを特徴とする上記請求項２または請求項３のいずれかに記載の液晶テレビジョン装置。
上記画像輝度検出手段は、上記画像の輝度を検出するに際して、同画像の複数領域における各画素の輝度平均を検出することを特徴とする上記請求項２または請求項３のいずれかに記載の液晶テレビジョン装置。
上記画像輝度検出手段は、所定期間毎に上記輝度を検出することを特徴とする上記請求項２〜請求項５のいずれかに記載の液晶テレビジョン装置。
上記変換制御手段は、上記検出された輝度と上記画像が明るい状態であることを示す閾値との差異度合いを算出するとともに、同算出した差異度合いに対応して上記上限を拡張することを特徴とする上記請求項２〜請求項６のいずれかに記載の液晶テレビジョン装置。
上記変換制御手段は、上記検出された輝度と上記画像が暗い状態であることを示す閾値との差異度合いを算出するとともに、同算出した差異度合いに対応して上記下限を拡張することを特徴とする上記請求項２〜請求項７のいずれかに記載の液晶テレビジョン装置。