JP5091699B2

JP5091699B2 - 映像表示装置

Info

Publication number: JP5091699B2
Application number: JP2008019120A
Authority: JP
Inventors: 俊之藤根; 雅博奥井; 靖手塚; 隆一新山
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2008-01-30
Filing date: 2008-01-30
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2028-01-30
Also published as: JP2009180889A

Description

本発明は、所望の表示映像を表現するための映像表示装置に関する。

従来より、映像信号のゲインを調整し、コントラストを高めるなど様々な映像表現を行う試みがなされている（例えば特許文献１）。
迫力のある映像表現を行おうとしたときには、画面の明るさ感が要求されるために画面輝度を高めるような処理がなされる。
この点に関して特許文献２では、従来より、表示映像の明るさ感を出すためにガンマ補正特性の低域から中間域の画素におけるゲインを高くするとともに明るい画素での飽和を防ぐために高域の画素に対してはゲインを小さくして映像表示していることを記載している。

ところで、液晶表示装置のような表示画面の背面から光を照射することにより映像を表示するような表示装置においては、映像信号の処理に加えて光源輝度を調光することにより所望の映像表現を行っている。
このように、映像信号の処理と光源輝度の調光の組み合わせの工夫により映像表示を行う映像表示装置のうち、特に黒側の映像表現を豊かにする液晶表示装置として特許文献３乃至６がある。

これらの文献には、全体的に暗い映像が入力された場合には光源の輝度を低下させることで映像信号だけでは表現できない黒の締まりを出すとともに、映像信号を増幅させることで全体的な映像の輝度の低下を防ぐことが記載されている。

特許文献３についてもう少し詳しく述べると、入力映像信号のヒストグラムを分析し、このヒストグラムを最もよく表現できる光源の輝度を選択した後、当該光源を低下させた場合に低下した輝度を補償するために映像信号の一定輝度値以下を増幅する。この増幅割合は、（最大発光時の光源輝度／低下させた場合の光源輝度）１／γという式によって計算され、光源を低下させた場合は映像信号の一定輝度値以下を増幅する。

他に、入力映像信号のＡＰＬ及び最大値・最小値を検出し、入力映像信号をダイナミックレンジまで拡大するとともに、映像信号の拡大によってずれた表示映像の輝度を、光源の発光輝度を調整して補償するものとして特許文献７がある。
特開平６−６２２７７号公報特開２００６−１０１３６３号公報米国特許出願公開第２００６／０２７４０２６号明細書特開２００６−２７６６７７号公報特開２００６−２６７９９５号公報特開２００７−３６７２８号公報特開２００１−２７８９０号公報

以上説明したとおり、光源の発光輝度値に基づいて映像の増幅度合いを決定する場合、映像の増幅度合いは光源の発光輝度値に依拠するために、映像信号の増幅度合いを自由にコントロールするのが困難であるという問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、光源の発光輝度値に基づいて映像信号を増幅する場合でも、所望の映像表現を行うための映像信号の増幅度合いをコントロールすることを可能にした表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、入力映像信号による映像を表示する表示部と、表示部に光を照射する光源とを備え、光源の発光輝度と入力映像信号のゲインとを連動して設定する映像表示装置であって、入力映像信号の映像特徴量に対する光源の発光輝度を規定した輝度制御特性に基づいて、参照用の発光輝度レベルを設定する輝度レベル設定部と、入力映像信号のヒストグラムから、光源の制御に使用する発光輝度レベルを選択する輝度レベル選択部と、光源の制御に使用する発光輝度レベルに対する参照用の発光輝度レベルの比の１／γ乗の値に基づいて、入力映像信号のゲインを設定するゲイン設定部とを有し、輝度レベル設定部は、参照用の発光輝度レベルを、所定の条件において１００％より大きい値に設定することを特徴としたものである。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、所定の条件が、映像特徴量が特定の範囲にあるときとすることを特徴としたものである。

第３の技術手段は、第２の技術手段において、映像特徴量が、入力映像信号のフレーム毎の平均輝度であり、所定の条件は、入力映像信号のフレーム毎の平均輝度が所定値以下であることを特徴としたものである。

第４の技術手段は、第２の技術手段において、映像特徴量が、入力映像信号のフレーム毎の平均輝度であり、所定の条件は、入力映像信号のフレーム毎の平均輝度が第一の値以上かつ第二の値以下であることを特徴としたものである。

第５の技術手段は、第１の技術手段において、所定の条件が、入力映像信号を所定の増幅度合いで伸長したときに、表示部の特性により階調表現できない映像信号の頻度が所定割合以下であることを特徴としたものである。

第６の技術手段は、第１の技術手段において、所定の条件が、入力映像信号を所定の増幅度合いで伸長したときに、表示部の特性により階調表現できない映像信号の頻度が所定割合以下であり、入力映像信号のフレーム毎の平均輝度が所定値以下であることを特徴としたものである。

第７の技術手段は、第１の技術手段において、所定の条件が、入力映像信号のフレーム毎の平均輝度が第一の値以上かつ第二の値以下であり、さらに平均輝度が所定値以下、かつ、入力映像信号を所定の増幅度合いで伸長したときに、前記表示部の特性により階調表現できない映像信号の頻度が所定割合以下であることを特徴としたものである。

第８の技術手段は、第１の技術手段において、所定の条件が、入力映像信号のフレーム毎の最小輝度が第一の値以上かつ入力映像信号の最小輝度が第二の値以下であることを特徴としたものである。

第９の技術手段は、第１の技術手段において、参照用の発光輝度レベルを１００％より大きい値に設定するか否かを画質モードに応じて変更することを特徴としたものである。
第１０の技術手段は、第１の技術手段において、表示部で表現する目標コントラストを予め設定し、輝度レベル選択部は、入力映像信号のヒストグラムにおいて、目標コントラストのときに表示可能な入力映像信号の映像輝度範囲のうち、光源の特定の発光輝度レベルにおいて表現できない映像輝度範囲の画像の頻度に所定の重み係数を乗算して評価値を得る処理を、選択可能な光源の発光輝度レベルの全てについて実行し、評価値の最も低い発光輝度レベルを、輝度レベル設定部で設定された参照用の発光輝度レベルを超えない範囲で選択することを特徴としたものである。

本発明によれば、映像信号のゲインコントロールを柔軟に行い、所望の映像表現を行うことができる。

本発明では、表示部と、その表示部に光を照射する光源とを備えた映像表示装置において、光源の発行輝度値と目標光源発光輝度値に基づいて入力映像信号の増幅度合いを決定する。そして本発明に係る映像表示装置では、目標発光輝度値が１００％より大きい値に設定される。
以下に説明する本発明に係る実施形態では、光源としてのバックライトを備えた映像表示装置において、入力映像信号の映像特徴量に応じて入力映像信号の増幅度合い（ゲイン）を調整するもので、このときに、目標となるコントラスト（ターゲットＣＲ）を設定し、バックライトの発光輝度の制御とゲインの制御によりそのターゲットＣＲに近づけるように映像表現を行う。このような映像信号とバックライトの輝度変調処理を本明細書ではアドバンスト輝度変調処理とする。

〈アドバンスト輝度変調処理の概要〉
映像を表示する場合の表示輝度は、表示する映像信号のレベルを忠実に再現するのが理想である。つまり、黒画面を表示する場合、表示輝度は理想的には０でなければならない。液晶パネルとバックライト光源を使用した映像表示装置の場合、現実には液晶パネルには若干の光漏れがあり、黒画面を表示する場合にも黒ではなくグレー表示となる。

映像表示装置の重要な性能の一つとしてコントラスト比（以下ＣＲともいう）がある。映像表示装置において、ＣＲは液晶パネル上の最大輝度と最小輝度の比である。液晶パネルとバックライト光源を用いた映像表示装置の場合、最大輝度はバックライト光源の最大発光輝度で決まり、最小輝度は黒表示時の光漏れ量によって決まる。よって、バックライト光源の発光輝度が一定の場合、同一の液晶パネルにおいてはコントラスト比は一定となる。

図１は、ＣＲが３０００と６０００の液晶パネルについて、入力映像信号の画素値（映像信号の輝度値）と液晶パネル上での輝度値との関係を示すグラフである。最大輝度は共に同じ４５０ｃｄであるが、画素値０での液晶パネル上の表示輝度（最小輝度）はＣＲ３０００の場合に０.１５ｃｄ、ＣＲ６０００の場合に０.０７５ｃｄとなり、２倍の差がある。

例えば、ＣＲ３０００の液晶パネル使用時に光源の発光輝度を５０％まで下げた場合、入力映像信号の画素値と液晶パネルの輝度値との関係は、図１において点線で示すような関係となる。光源の発光輝度が５０％であるので、画素値１２８より大きい映像は表示できない。しかし、画素値０〜１２８についてはＣＲ６０００の液晶パネルに近い輝度表現が可能となる。

そこで、映像に含まれる画素値の最大値が１２８以下の場合には、光源の発光輝度を５０％にすることでＣＲ６０００の液晶パネルと同等のコントラスト感を出すことができ、且つ映像信号の画素値を２倍に伸張することによって、ＣＲ６０００の液晶パネルと同等の輝度表現性能にすることができる。この伸張は、映像信号の画素値が２倍になるようなゲインを設定することで実現できる。また、ＣＲを向上させるだけでなく、バックライト光源の発光輝度を５０％に落としているため省電力化を図ることができる。なお、上述の例では画素値の最大値が１２８以下であるため、単純に２倍することで白潰れが生じない。

アドバンスト輝度変調処理は、この例のように、省電力化を図りつつ目標とするＣＲ（ターゲットＣＲ）に近づけるように、バックライト光源の発光輝度を抑え、それと連動させて、映像信号のゲインを設定しそのゲイン設定を用いて映像信号を伸張することで、バックライト光源の発光輝度の低下分を映像信号の液晶パネルへの出力値で補償する。上記例以外でも、例えば、映像中の白部分が極めて少ない場合には、白部分の重視度を下げ、黒表現の向上を同様にして図ることができる。このとき、重視しない部分の白潰れは無視してもよいし、ターゲットＣＲを実現させるゲイン設定によっても白潰れが緩和できるように、白側領域でのゲインを決めるようにしてもよい。

また、アドバンスト輝度変調処理では、省電力化を図るために、後述するように映像信号から得た映像のＡＰＬ等の映像特徴量に応じて動的にバックライト光源の発光輝度レベルを抑える処理も併せて実行する。
つまり、ゲイン設定及びバックライト光源の発光輝度レベルを設定するための参照用の発光輝度レベルをまず映像特徴量（ＡＰＬ，ピーク（最大輝度値）等のヒストグラム情報）に応じて設定し、省電力化を図ると共に、参照用の発光輝度レベルに対して、さらに上述のごときコントラスト感を出すための処理（すなわち発光輝度レベルを参照用の発光輝度レベル以下の適切な値に設定する）を実行して、ＣＲ向上及び更なる省電力化を図り、その処理と連動させて映像信号のゲインを設定して、視覚上の輝度を保つようにする。

〈アドバンスト輝度変調処理を行う映像表示装置のシステム構成例〉
図２は、本発明に係る映像表示装置の一実施形態によるシステム構成例を示すブロック図である。図２で例示する映像表示装置は、スケーリング部１、Ｙヒストグラム検出部２、ＡＰＬ検出部３、ＢＬ（バックライト）輝度レベル設定部８、ＣＰＵ（Central Processing Unit）／ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）１１、ＢＬ調光部１２、画質補正部１４、ＲＧＢγ／ＷＢ（White Balance）調整部１５、ＦＲＣ（Frame Rate Control）部１６、及び映像出力部１７を備える。

図２で例示する映像表示装置は、アドバンスト輝度変調処理の主な部分を実行するアドバンスト輝度変調部２０を備える。アドバンスト輝度変調部２０は、ヒストグラムストレッチング部４、ディストーションモジュール５、シーンチェンジ検出部６、第１のテンポラリフィルタ７、第２のテンポラリフィルタ９、可変ディレイ１０、コンフィグレーションデザイン部１３を有する。なお、上述したように、アドバンスト輝度変調処理は、ＡＰＬ等の映像特徴量に応じた動的な光源の発光輝度制御を行うだけでなく、その映像特徴量の所定の条件により決定される光源の参照用の発光輝度レベルＢＬ_refに対しさらにコントラスト感を出すような発光輝度レベルＢＬ_reducedを選択し、且つ映像信号のゲインも設定するという進化した輝度変調処理である。参照の発光輝度レベルＢＬ_refは、本発明の目標光源輝度値に該当し、選択された発光輝度レベルＢＬ_reducedが、本発明の光源の発光輝度値に該当する。

まず、図２の映像表示装置における各ブロックの概要について説明する。
映像出力部１７は表示すべき映像信号を出力表示する。本例では、映像表示を行う表示パネルとして液晶パネルを用いている。従って映像出力部１７は、映像信号による映像を表示する液晶パネルと、映像信号を液晶パネル駆動のための信号に変換し液晶パネルに出力する液晶制御回路とを有する。その詳細は後述するが、映像信号は、アドバンスト輝度変調部２０で設定されたゲインを用いて変換された後、この映像出力部１７に入力される。つまり、アドバンスト輝度変調処理においては、この映像出力部１７で表示すべき映像を示す映像信号が処理対象となる。ゲイン及びその設定については後述する。

ＢＬ調整部１２は、蛍光管で構成されるランプと、そのランプを駆動するランプ駆動回路とを有し、映像出力部１７の液晶パネルを背面や側面から照射する光源（バックライト光源、或いは単にバックライトともいう）を構成する。本例のアドバンスト輝度変調処理においては、このバックライト光源が発光輝度制御の対象となる。

ＢＬ調整部１２は、ＣＰＵ／ＣＰＬＤ１１で制御される。ＣＰＵ／ＣＰＬＤ１１は、アドバンスト輝度変調部２０から出力された発光輝度レベルＢＬ_reducedを示す信号（例えばデューティ信号）に従って、ＢＬ調整部１２のランプ駆動回路（例えばインバータ回路）で実際に調光するための信号（例えばパルス幅変調等の駆動に適した信号）に変換して、ＢＬ調整部１２へ出力する。バックライト調光値を実際のバックライト調光のための信号に変換するものである。また、ランプとしては、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）で構成されるものや、ＬＥＤと蛍光管の組み合わせで構成されるものを採用してもよく、同時にそれに対応したランプ駆動回路を設けておけばよい。

映像出力部１７へ出力する映像信号の処理、並びにＣＰＵ／ＣＰＬＤ１１を介してＢＬ調整部１２の制御を行う部位が、スケーリング部１、Ｙヒストグラム検出部２、ＡＰＬ検出部３、ＢＬ輝度レベル設定部８、画質補正部１４、ＲＧＢγ／ＷＢ調整部１５、ＦＲＣ部１６、及びアドバンスト輝度変調部２０である。

まず、スケーリング部１は、液晶パネルの解像度等に応じて、入力された映像信号（入力映像信号）が示す映像フレームの画素数、或いはその映像フレームのアスペクト比を、演算により変更する。

ここで、入力映像信号としては、例えば放送波として受信した映像信号を復調した信号、通信ネットワーク経由で受信した映像信号、内部記憶装置に記憶された映像信号を読み出した信号、各種レコーダや各種プレーヤやチューナ機器といった外部機器から受信した映像信号などが該当し、或いはそれら映像信号に対して各種映像処理を施した後の映像信号が該当する。図示しないが、図２の映像表示装置は、このような映像信号のいずれかを取得可能なよう構成しておけばよい。

画質補正部１４は、スケーリング部１から出力された映像信号に対し、ユーザ設定等により、映像のコントラストや色味等を変更する。

ＲＧＢγ／ＷＢ調整部１５は、画質補正部１４から出力された映像信号に対し、映像のγ、ＷＢ等の調整を行う。さらに、ＲＧＢγ／ＷＢ調整部１５は、アドバンスト輝度変調部２０（実際にはコンフィグレーションデザイン部１３）からのゲイン設定信号によって信号のゲインを変更する。ここでは、画質補正部１４から出力された映像信号に対するゲインが変更されるか、或いはＲＧＢγ／ＷＢ調整部１５内でγ調整した後の映像信号に対するゲインが変更される。そして、ＲＧＢγ／ＷＢ調整部１５ではそのゲインに基づき映像信号の変換が施され、後述するようなアドバンスト輝度変調部２０で発光輝度レベルを低下させる制御に対して輝度低下分をゲインによって補償する。ここで、低階調部分のノイズを抑えるため、この変換は、γ調整後であってＷＢ調整前に施すことが好ましい。

アドバンスト輝度変調部２０からのゲイン設定信号は、上述の液晶パネルへ出力すべき映像信号の画素値（映像信号レベル）を変換するための変換係数を示す信号である。このゲイン設定信号は、以下の例で示すように映像信号（この例では０〜２５５の画素値をもつ映像信号）に乗算するための共通の１つの変換係数とし、後述するようにゲインすることで頭打ちとなる映像信号レベルの範囲などに基づいて得た或る映像信号レベルの範囲に対しては、ゲインをＲＧＢγ／ＷＢ調整部１５で補正してもよい。

ＦＲＣ部１６は、フレームレートコンバータであり、ＲＧＢγ／ＷＢ調整部１５から出力された調整後の映像信号に対し、映像の動きベクトルを検出し補完映像を生成することによって、通常６０Ｈｚの表示周波数から１２０Ｈｚの表示周波数に変換するものである。勿論、ＦＲＣ部１６での処理対象の表示周波数や処理後の表示周波数はこれに限ったものではない。図２の例では、映像出力部１７の液晶駆動回路は、ＦＲＣ部１６から出力された映像信号を液晶パネル駆動のための信号に変換し、液晶パネルに出力することになる。

Ｙヒストグラム検出部２は、映像フレームを画素単位等に分割し、各画素の輝度値の発生頻度を表したヒストグラムを生成する。Ｙヒストグラム検出部２で生成されたヒストグラムは、例えば画素値（Ｙ）０〜２５５のそれぞれに対して頻度の値を持つ。ＡＰＬ検出部３は、映像信号の平均輝度レベルを、映像フレーム毎に算出する。ＡＰＬ検出部３で算出される値としては、全画面で黒の場合には０％を示す値となり、全画面で白の場合には１００％を示す値となる。

ヒストグラムストレッチング部４は、Ｙヒストグラム検出部２で生成されたヒストグラムから、アドバンスト輝度変調部２０で使用する範囲を設定する。例えば、ディストーションモジュール５が最小値０〜最大値２５５で演算を実行するモジュールであり、且つ入力映像信号が元々最小値１０〜最大値２３５の値をとるような信号（例えば放送信号）であった場合を想定する。このような場合には、ヒストグラムストレッチング部４は、ディストーションモジュール５での演算に合わせるために、最小値１０〜最大値２３５のそれぞれに対する頻度値を、最小値０〜最大値２５５のそれぞれに対する頻度値に当てはめるように引き伸ばすものである。

ディストーションモジュール５は、ヒストグラムストレッチング部４から入力されたヒストグラムと、後述するＢＬ輝度レベル設定部８で設定された参照用の発光輝度レベル（バックライト目標値ともいう）ＢＬ_refとから、実際に設定する発光輝度レベル（バックライト値ともいう）ＢＬ_reduced、すなわちバックライト光源の制御に使用する発光輝度レベルを選択（決定）する。選択は、予め定められた複数の発光輝度レベルの中からＢＬ輝度レベル設定部８で設定された参照用の発光輝度レベルＢＬ_refを超えない範囲で行う。また、ここでは、ターゲットＣＲをもつ液晶パネルにより近い表示映像を実現できる発光輝度レベルＢＬ_reducedを選択する。ターゲットＣＲ等のディストーションパラメータは図示しないメインＣＰＵから設定すればよい。また、ＡＰＬに基づいて発光輝度レベルＢＬ_reducedを決定する場合（後述する実施例６）には、ＡＰＬ検出部３で検出されたＡＰＬをディストーションモジュール５に入力させる。

シーンチェンジ検出部６では、１フレーム前のヒストグラムと現ヒストグラムの変化の程度からシーンチェンジの有無を検出する。例えば、各輝度値の頻度変化の累計値を算出し、特定の値よりも大きかった場合には場面が変わったと判定する。

第１のテンポラリフィルタ７は、ディストーションモジュール５で選択された上述の実際に設定する発光輝度レベルＢＬ_reducedが急激に変化した場合に生じる、視覚上の違和感を防止するために設けられたものであり、発光輝度レベルＢＬ_reducedの変化量を時間的に緩慢なものにした後、実際に設定する発光輝度レベルＢＬ_reducedとして後段に出力する。また、シーンチェンジ時には、緩慢な発光輝度レベルＢＬ_reducedの変化を施すと返って違和感を持つため、シーンチェンジ検出部６によるシーンチェンジ検出信号により、第１のテンポラリフィルタ７の値を変え、比較的速い変化ができるようにする。

ＢＬ輝度レベル設定部８は、ＡＰＬ検出部３から出力されたＡＰＬ値もしくはＹヒストグラム検出部２から出力されたヒストグラム情報などの映像特徴量、および図示しないメインＣＰＵから出力されたＯＰＣ（Optical Picture Control；明るさセンサともいう）の値やユーザ設定値などを参照して、バックライトの発光輝度レベルの最大値を決定する。例えば、ＡＰＬが高い場合にはバックライトの発光輝度レベルの最大値を低い値とすることで、眩しさを感じない映像とすることができる。このバックライトの発光輝度レベルの最大値が、アドバンスト輝度変調部２０で実行されるアドバンスト輝度変調の参照用の発光輝度レベル（バックライト目標値）ＢＬ_refとなる。参照用の発光輝度レベルＢＬ_refを決定するための映像特徴量としては、上述のようにＡＰＬやヒストグラム情報を用いることができ、実施形態に応じて使用する特徴量が選択される。ヒストグラム情報には、映像のピーク値（最大輝度値）や最小輝度、あるいは映像信号を仮に伸張すれば表現できない映像の頻度などがある。

なお、ディストーションモジュール５での選択が、ＢＬ輝度レベル設定部８で設定された参照用の発光輝度レベルＢＬ_refを超えない範囲で行われることから、ＢＬ輝度レベル設定部８では、参照用の発光輝度レベルＢＬ_refとしてバックライトの発光輝度レベルの最大値が設定されると説明している。また、図２の例では、第２のテンポラリフィルタ９を経由した参照用の発光輝度レベルをＢＬ_refとしている。

第２のテンポラリフィルタ９は、第１のテンポラリフィルタ７と同等の機能を持つフィルタである。概略を説明すると、ＡＰＬが急激に変化し、且つその変化がディストーションモジュール５での選択に影響を与えないような場合に、第１のテンポラリフィルタ７から出力される発光輝度レベルＢＬ_reducedはその時間的変化が緩和されている。しかし、ゲイン設定はＢＬ輝度レベル設定部８から出力された参照用の発光輝度レベルＢＬ_refを元に計算するため、ゲインが変化してしまい、液晶パネル上の表示輝度が急激に変化してしまう。このような表示輝度の急激な変化を無くす或いは緩和するために、第２のテンポラリフィルタ９が設けられている。

可変ディレイ１０は、映像出力部１７での映像出力とＢＬ調整部１２でのバックライト調光とのタイミングを取るための遅延部である。バックライト調光は、調光値が決定すれば比較的少ない処理後、バックライト輝度制御が行われる。それに対して、映像信号はアドバンスト輝度変調で映像のゲインが決定し、映像信号の輝度レベルを変更した後もＦＲＣ部１６でのフレームレート制御や、液晶制御回路でのパネル制御信号への変換など、多くの処理が行われるため、時間的な遅延が発生する。そうすると、本来同時におこなわれるべきバックライト調光制御と映像のゲイン制御のタイミングがずれてしまい、バックライトと映像のバランスが崩れてしまうことになる。そこで、可変ディレイ１０によってバックライト調光をあえて遅らせ、バックライト調光制御と映像のゲイン制御のタイミングを合わせるものである。

コンフィグレーションデザイン部１３では、ＢＬ輝度レベル設定部８で決定された参照用の発光輝度レベルＢＬ_refとディストーションモジュール５によって選択された発光輝度レベルＢＬ_reducedとに基づき、映像信号のゲインを決定する。なお、図２の例では各レベルＢＬ_reduced，ＢＬ_refがそれぞれテンポラリフィルタ７，９を通過したレベルを用いている。参照用の発光輝度レベル（目標バックライト値）ＢＬ_refと選択された発光輝度レベル（バックライト値）ＢＬ_reducedが同じであれば、映像信号の輝度レベルを変更する必要はなく、ゲインは１である。また、参照用の発光輝度レベルＢＬ_refよりも選択された発光輝度レベルＢＬ_reducedが低い場合は、その値に応じて、映像信号の輝度レベルを上げる方向にゲイン設定を行う。

〈アドバンスト輝度変調処理を実行する主要ブロックの詳細説明〉
図２の映像表示装置における主要ブロックとして、ＢＬ輝度レベル設定部８、シーンチェンジ検出部６、第１のテンポラリフィルタ７、ディストーションモジュール５、コンフィグレーションデザイン部１３、ＲＧＢγ／ＷＢ調整部１５を、この順序で説明する。

《ＢＬ輝度レベル設定部８》
ＢＬ輝度レベル設定部８には、ＡＰＬ検出部３で検出された映像信号のＡＰＬが入力されるとともに、周囲の明るさ（周囲の照度）を測定する図示しない明るさセンサの検出情報に基づく制御信号、及び液晶パネルの明るさを設定するユーザ設定に基づく制御信号が入力される。また、映像特徴量として、映像信号を仮に伸張したときに表現できない頻度、あるいは映像信号の最小輝度及び最大輝度などの情報を使用する場合には、ヒストグラム検出部２から、映像信号の画面単位（フレーム単位）で必要とするこれら情報（ヒストグラム情報とする）が入力される。また、ＡＰＬとヒストグラム情報の両方を使用する場合には、それぞれの情報がＢＬ輝度レベル設定部８に入力される。

そして、ＢＬ輝度レベル設定部８ではこれらの制御信号と映像特徴量とに基づいて、参照用の発光輝度レベルＢＬ_refを出力する。具体的には、画面単位（フレーム単位）で変化する入力映像信号に応じて、バックライト光源の発光輝度を動的に調整する方式を適用し、これにより得られた発光輝度レベルを参照用の発光輝度レベル（バックライト目標値）ＢＬ_refとして出力する。

参照用発光輝度レベルＢＬ_refの生成には、ＢＬ輝度レベル設定部８に保持されている輝度制御テーブル（ルックアップテーブル）が用いられる。輝度制御テーブルは、入力映像信号の映像特徴量（ＡＰＬ、もしくはヒストグラム情報等）に応じたバックライトの発光輝度レベルの関係、すなわち輝度制御特性を定めるものである。そして予め選択可能な複数の輝度制御テーブルを用意し、ＢＬ輝度レベル設定部８が備えるＲＯＭ（Read Only Memory）等のテーブル格納メモリに保持させておく。

映像表示装置周囲の明るさを測定する明るさセンサには、例えばフォトダイオードが適用される。明るさセンサは、検出した周囲光に応じた直流電圧信号を生成し、図示しないメインＣＰＵに出力する。メインＣＰＵは、周囲光に応じた直流電圧信号に応じて輝度制御テーブルを選択する制御信号をＢＬ輝度レベル設定部８に出力する。

さらに、メインＣＰＵは、液晶パネルの明るさを設定するユーザ設定に基づく制御信号として、輝度制御テーブルの輝度制御値を調整するための輝度調整係数を出力する。輝度調整係数は、ユーザ操作に応じて画面全体の明るさ設定を行うために使用される。例えば、映像表示装置が保持するメニュー画面には、画面の明るさ調整項目が設定されている。ユーザは、その設定項目を操作することによって、任意の画面明るさを設定することができる。メインＣＰＵは、その明るさ設定を認識し、設定された明るさに従ってＢＬ輝度レベル設定部８に輝度調整係数を出力する。

ＢＬ輝度レベル設定部８では、明るさセンサの検出情報に従ってメインＣＰＵから出力された制御信号により、テーブルＮｏを指定して輝度制御テーブルを選択する。若しくは選択する輝度制御テーブルを演算によって生成するようにしてもよい。そして、選択した輝度制御テーブルの輝度変換値に対して、ユーザ設定に基づく制御信号として得た輝度調整係数を乗算し、輝度制御テーブルの輝度制御特性の傾きを変化させ、最終的に、参照用の発光輝度レベルＢＬ_refの生成に使用する輝度制御テーブルを決定する。そして、ＢＬ輝度レベル設定部８は、決定した輝度制御テーブルの輝度制御特性を使用し、ＡＰＬ検出部３から出力されたＡＰＬやヒストグラム検出部２から出力されたヒストグラム情報に応じて参照用発光輝度レベルＢＬ_refを生成して出力する。

このようにしてＢＬ輝度レベル設定部８から出力された参照用の発光輝度レベルＢＬ_refは、第１のテンポラリフィルタ７の作用で遅延された後、コンフィグレーションデザイン部１３に入力し、映像ゲインの演算に使用されるとともに、ディストーションモジュール５に入力して、ヒストグラムに応じた発光輝度レベルＢＬ_reducedの決定に使用される。

《シーンチェンジ検出部６》
図３は映像信号のＹヒストグラム及びその遷移を説明するための図で、図３（Ａ）は前フレームのＹヒストグラムの一例を示す図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）に続く現フレームのＹヒストグラムの一例を示す図、図３（Ｃ）は、図３（Ａ）と図３（Ｂ）に示す各フレームのヒストグラムを統合し、頻度変化部分を示した図である。図４は、図２の映像表示装置におけるシーンチェンジ検出部の構成例を示すブロック図である。

映像のシーンが変わった場合には、その映像の内容が大きく変わるのであるから、映像信号の輝度分布も大きく変わると考えられる。シーンチェンジ検出部６は、これを利用してシーンチェンジを検出するもので、具体的には、映像信号の１フレーム前のヒストグラムと現ヒストグラムの変化の程度からシーンチェンジの有無を検出する。

シーンチェンジ検出部６は、ヒストグラムバッファ６１とヒストグラム変化検出部６２とを有する。ヒストグラムバッファ６１は、１フレーム前のヒストグラムデータを記憶するものである。ヒストグラム変化検出部６２は、現フレームと前フレームのヒストグラムデータを比較し、その頻度変化の累計値を算出し、特定の値よりも大きいときにシーンチェンジと判定するものである。ヒストグラム変化検出部６２は、シーンチェンジと判定した場合には、そのフレーム間シーンチェンジ検出信号を第１のテンポラリフィルタ７に出力する。

具体例として前フレームの映像が図３（Ａ）のようなヒストグラムであり、現フレームの映像が図３（Ｂ）のようなヒストグラムである場合を考える。この場合、ヒストグラムバッファ６１には図３（Ａ）のヒストグラムデータが記憶されている。ヒストグラム変化検出部６２は、ヒストグラムバッファ６１のデータと現フレームのヒストグラムデータを比較し、その頻度変化を検出する。図３（Ｃ）の斜線部分が頻度変化部分である。ヒストグラム変化検出部６２では、この頻度変化部分の累積値、言い換えれば面積を算出し、予め設定された特定の値よりも大きい場合はシーン変化が発生したと判定する。そして、ヒストグラム変化検出部６２は、シーン変化と判定されたフレームのみについて、シーンチェンジ検出信号を出力する。

《第１のテンポラリフィルタ７》
図５は、図２の映像表示装置における第１のテンポラリフィルタの構成例を示す図である。第１のテンポラリフィルタ７は巡回型ローパスフィルタであり、図５に示すように、重み付け係数１−ａを入力される現フレームｎの値Ｘｎに乗算する乗算器、重み付け係数ａを前フレームｎ−１に対する出力値Ｙn-1に乗算する乗算器、及びそれらの乗算器からの出力を加算する加算器を備える。ここで、ｎを自然数、ａを１未満の係数とする。第１のテンポラリフィルタ７のこのような構成を式で表すと、下式（１）となる。
Ｙn＝ａＹ_n-1＋（１−ａ）Ｘ_n ・・・（１）

アドバンスト輝度変調部２０で実行されるアドバンスト輝度変調処理では、バックライト光源の発光輝度レベルを動的に変化させるが、１フレーム単位でバックライトの発光輝度レベルが大きく変動すると違和感を感じる場合もある。そこで、第１のテンポラリフィルタ７として、１秒程度の時定数のローパスフィルタを用い、ここにディストーションモジュール５で決定された発光輝度レベルＢＬ_reducedを通すことによって、バックライト光源の輝度変動の違和感を無くすようにしている。

また、シーンチェンジ時には、映像自体が大きく変化しているので、バックライトの発光輝度レベルを急激に変化させても違和感を生じない。そこで、シーンチェンジ時には第１のテンポラリフィルタ７の係数ａを小さくすることによってバックライト光源の輝度変化を速めている。具体的には、シーンチェンジが検出されたフレームのみ、式（１）の係数ａを十分小さくし、次のフレームからは係数ａの値を元に戻す。このようにすることで、入力に近い値が第１のテンポラリフィルタ７の出力となり、バックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedの変化を速めたことになる。

《ディストーションモジュール５》
アドバンスト輝度変調部２０で実行されるアドバンスト輝度変調処理の基本思想は、使用する液晶パネルにおいてバックライト光源の発光輝度レベルが１００％の時に表示可能な映像輝度範囲と、目標（理想的ともいう）とするＣＲ（ターゲットＣＲ）を持つ液晶パネルにおいて表示可能な映像輝度範囲とを設定しておき、使用する液晶パネルにおいてバックライト光源の発光輝度レベルをコントロールすることで、ターゲットＣＲを性能として持つ液晶パネルで表示可能な映像輝度範囲に近づけるようにするものである。

ここでは、バックライト光源の発光輝度レベルを落とすのであるから、映像信号が高輝度の部分を含む場合には低減後のバックライト発光輝度で表現しきれない高輝度部分について白潰れが発生する。また、映像信号に低輝度を含まない場合には、バックライトの発光輝度レベルを落とす必要はない。

そこで、ディストーションモジュール５では、バックライト光源の輝度制御の判定基準として、或る発光輝度レベルにおいて表現できない低輝度部分、高輝度部分がどの程度あるかを評価値（Distortion）として数値化する。ここではディストーションモジュール５は、予め定めたバックライト光源の輝度制御範囲においてこの数値化を行い、最も評価値が小さくなる発光輝度レベルを、発光輝度レベルＢＬ_reducedとして選択することとする。バックライト光源の輝度制御範囲とは、ディストーションパラメータの一つであり、バックライト光源の発光輝度レベルとして許容する範囲を指す。例えば１０％〜１００％、２０％〜１００％などと、デフォルト設定やユーザ設定などにより予め決めておけばよい。

また、最も評価値が小さくなる発光輝度レベルが複数ある場合は、より低い発光輝度レベルを発光輝度レベルＢＬ_reducedとして選択する。液晶パネル上の映像表現品位として同等であれば、バックライト光源の発光輝度レベルを下げたほうが、省電力になるからである。

図６は、図２の映像晶表示装置におけるディストーションモジュールで実行される発光輝度レベル選択処理の一例を説明するための図である。ｈ１は映像信号のＹヒストグラムを示している。ここで横軸は映像信号の画素値（映像信号レベル）を示し、縦軸は各画素値の頻度を示している。

このような映像のヒストグラムｈ１に対して、使用する液晶パネルにおいてバックライト光源の発光輝度レベルが１００％の時に表示可能な映像輝度範囲をＡとする。また、ターゲットＣＲの液晶パネルで表示可能な映像輝度範囲をＢとする。また、ディストーションモジュール５で選択可能な発光輝度レベルのうち、ある特定の発光輝度レベルで表示可能な映像輝度範囲をＣとする。そして、ヒストグラムｈ１において、映像輝度範囲Ｃの両側で映像輝度範囲Ｂと重なる部分が、上述の数値化を行う対象となる部分であり、評価値算出部分である。この評価値算出部分のうち、低輝度部分をＤ１、高輝度部分をＤ２とする。

評価値（Distortion）は、選択可能な発光輝度レベルに対して、頻度と重み付けによって下式（２）によって算出する。
Distortion＝Σ｛（映像輝度範囲Ｄ１＋Ｄ２の頻度）×（距離重み）｝・・・（２）

重みとしては、評価値算出対象となる発光輝度レベルで表示可能な映像輝度範囲Ｃから遠ざかる程大きくする距離重みを用いる。ここでは、低輝度部分Ｄ１の距離重みをＥ１、高輝度部分Ｄ２の距離重みをＥ２とする。従って、同じ頻度値であっても、表現できる範囲から遠いほうが、評価値は大きくなる。これは表現できる範囲から遠いほうが、映像として表現できない影響が大きいためである。頻度と重み付けによって算出した値はＦ１（低輝度部分）、Ｆ２（高輝度部分）である。評価値はＦ１とＦ２の面積（累計）を合計した値となる。

ディストーションモジュール５では、各発光輝度レベルに対して算出した評価値のうち、最も評価値が低い映像輝度範囲Ｃに対応する発光輝度レベルを、出力する発光輝度レベルＢＬ_reducedとして選択する。このとき、ディストーションモジュール５では、ＢＬ輝度レベル設定部８で設定され、第２のテンポラリフィルタ９によって緩和された参照用の発光輝度レベルＢＬ_refを越えない範囲で、最も評価値が低い映像輝度範囲Ｃに対応する発光輝度レベルＢＬ_reducedを選択する。

このような評価値の算出は、ディストーションモジュール５で、選択可能な発光輝度レベルの全てについて行うことが理想である。しかし、処理時間等の制限があるため、選択可能な発光輝度レベルの輝度制御範囲を均等に分け、例えば１０％程度毎の発光輝度レベルについて算出すればよい。

つまり、上式（２）の特定の発光輝度レベルで表示可能な映像輝度範囲をＣとして、選択可能な発光輝度レベルを順次適用し、各発光輝度レベルごとに評価値を算出する。そして算出した評価値の中から、最も低い評価値をもつ発光輝度レベルを、選択した発光輝度レベルＢＬ_reducedとし、この値を第１のテンポラリフィルタ７に出力してバックライトの調光制御に用いるとともに、コンフィグレーションデザイン部１３に出力して映像ゲインの設定（算出）に用いる。このとき、最も低い評価値をもつ発光輝度レベルが複数あった場合には、より低い発光輝度レベルを選択する。

ディストーションモジュール５での選択処理を、図７〜図１０を参照し具体的な数値で説明する。図７は、本発明に係る映像表示装置における輝度変調処理の具体例を説明するための図で、映像ヒストグラムにおけるパネルＣＲとターゲットＣＲとの関係の一例を示す図である。ここでは、使用する液晶パネルのＣＲ（パネルＣＲ）が２０００、ターゲットＣＲが３５００、バックライトの輝度制御範囲が２０〜１００％で、バックライト輝度１００％のときの液晶パネルの最大輝度は４５０ｃｄとする。また、図７における各アルファベット記号は図６に準拠する。

この例において、使用する液晶パネルで表示可能な映像輝度範囲Ａは、４５０ｃｄ〜０.２２５ｃｄである。また、目標とする液晶パネルの表示可能な映像輝度範囲Ｂは、４５０ｃｄ〜０.１２８ｃｄである。そして、各映像信号レベル０〜２５５に対する頻度を映像輝度範囲Ｂに合わせるように割り付ける。この場合、映像輝度範囲Ａと映像輝度範囲Ｂとの差は５デジット（画素値）程度である。

ヒストグラムｈ１において、映像輝度範囲Ｂと映像輝度範囲Ａとの差の部分に映像があれば、バックライトの発光輝度レベルを下げることで、よりターゲットＣＲに近い輝度表現が可能になる。しかし、高輝度側にも映像が分布していると、バックライトの発光輝度レベルを下げることで表現できない部分が発生する。そこで、上述したように、評価値を算出して最適な発光輝度レベルＢＬ_reducedを求める。

図８は、選択対象の一つである発光輝度レベル１００％のときの映像輝度範囲Ｃを示す図、図９は、選択対象の一つである発光輝度レベル７０％程度のときの映像輝度範囲Ｃを示す図、図１０は、選択対象の一つである発光輝度レベル５０％程度のときの映像輝度範囲Ｃを示す図である。図８〜図１０における各アルファベット記号は図６に準拠する。

図８で示したように、発光輝度レベルが１００％を示すものである場合、低輝度部分の評価値Ｆ１には或る程度の値があり、高輝度部分の評価値Ｆ２には値がない。また、図９で示したように、発光輝度レベルを７０％程度に下げた場合、低輝度部分の評価値Ｆ１及び高輝度部分の評価値Ｆ２ともに、低い値を持つ。また、図１０で示したように、発光輝度レベルを５０％程度に下げた場合、低輝度部分の評価値Ｆ１には値がなく、高輝度部分の評価値Ｆ２には大きな値を持つ。図８〜図１０で例示した各発光輝度レベルでの評価値算出結果の面積（累積）を比較してみると、発光輝度レベルが７０％のときが最も低い。従って、ディストーションモジュール５では発光輝度レベル７０％を選択し、出力することになる。

《コンフィグレーションデザイン部１３》
液晶パネルへ入力される画素値と液晶パネルでの表示輝度との関係を示す基本的なモデルは、下式（３）により示される。ここで、Ｙは液晶パネルでの表示輝度、ＢＬはバックライトの発光輝度レベル（バックライトＤＵＴＹ）、ＣＶ（Code Value）は液晶パネルへ入力される画素値である。また、この例では映像信号の階調は０〜２５５で量子化されているものとする。
Ｙ＝ＢＬ（ＣＶ／２５５）^γ ・・・（３）

コンフィグレーションデザイン部１３は、ディストーションモジュール５で選択された発光輝度レベルＢＬ_reducedによってバックライトの発光輝度が低下したときに、画面上の輝度を上げるように、映像ゲインを調整する。ゲインをかけた画素値をＣＶ_reducedとするとき、発光輝度レベルを低下させたときの画面の明るさ（液晶パネルでの表示輝度）は、ＢＬ_reduced（ＣＶ_reduced／２５５）^γである。一方で、参照用の発光輝度レベルＢＬ_refでバックライトを制御したときの画面の明るさは、ＢＬ_ref（ＣＶ_ref／２５５）^γとなる。これらの値を等しくさせ、発光輝度レベルＢＬ_reducedによって生じるバックライトの発光輝度の低下分を補償するように、画素値を決定すればよい。つまり、コンフィグレーションデザイン部１３は、下式（４）を満たすようなゲイン設定を行えばよい。
Ｙ＝ＢＬ_reduced（ＣＶ_reduced／２５５）^γ＝ＢＬ_ref（ＣＶ_ref／２５５）^γ・・・（４）

従って、ゲイン（Ｇとする）は、下式（５）のようになる。例えば、参照用の発光輝度レベルＢＬ_refが１００％のときには、下式（６）のようになる。なお、ＢＬ_refとＢＬ_reducedとの関係をルックアップテーブルとしてコンフィグレーションデザイン部１３のＲＯＭなどに格納しておき、下式（５）の演算処理を高速に実行させることが好ましい。

Ｇ＝ＣＶ_reduced／ＣＶ_ref＝（ＢＬ_ref／ＢＬ_reduced）^１／γ・・・（５）
Ｇ＝（１／ＢＬ_reduced）^１／γ ・・・（６）

《ＲＧＢγ／ＷＢ調整部１５》
図１１は、図２の映像表示装置におけるアドバンスト輝度変調部から出力されるゲイン設定信号に基づきＲＧＢγ／ＷＢ調整部で設定される映像信号ゲインの例を示す図で、図１２は、図２の映像表示装置におけるＲＧＢγ／ＷＢ調整部での調整処理例を説明するための図である。

図１１を参照して、入力されるゲイン設定値（変換係数）とそこから得るゲインカーブの関係について説明する。図１１（Ａ）に示すように、アドバンスト輝度変調部２０から出力される映像信号のゲイン設定が１.０の場合には全輝度について単純にその値を乗するゲインのまま、つまり線形のままで問題ない。しかし、ゲインが１.０以上の場合、図１１（Ｂ）に示すように、高輝度部分が一律２５５の値となり、いわゆる白潰れが発生する。アドバンスト輝度変調処理の基本思想は、少数の白輝度部分の白潰れを犠牲にして黒をより引き締めるものであり、図１１（Ｂ）のごときゲインでＲＧＢγ／ＷＢ調整部１５が処理を実行してもよいが、高輝度部分があからさまに２５５の値で一定（頭打ち）になってしまうことは品位上避けた方がよい。

そこで、低中輝度については、ゲイン設定に応じた信号伸張を行い、高輝度については、ゲインカーブを非線形にすることによって、高輝度部分の階調性の低下を軽減することが好ましい。この手法は明るさと白潰れのトレードオフの関係になる。非線形とする領域を狭めれば、正規の明るさを表現できる領域が増えるが、高輝度の階調性が低下する。逆に、非線形とする領域を広めれば正規の明るさを表現できる領域が減るが、高輝度の階調性が或る程度保たれることになる。実際の製品では非線形とする輝度は、ゲイン設定による出力の例えば９０％以上の部分や９５％以上の部分とするなどして、白潰れの影響のある部分のみ非線形とすればよい。図１１（Ｃ）には、ゲイン設定が１.２の場合に９０％以上の部分を非線形にするように補正したゲインカーブを示している。また、図１１（Ｄ）には、ゲイン設定が１.６の場合に９０％以上の部分を非線形にするように補正したゲインカーブを示している。

また、上述のように、ゲイン設定が１.０を超えた場合に頭打ちを避けるためには、ゲインカーブを一部非線形にする必要がある。しかし、ＲＧＢγ／ＷＢ調整部１５は、ゲイン設定に基づき単純に比例計算により、このようなゲインカーブを算出することができない。そのため、ゲイン設定ごとにゲインカーブをもつことも考えられるが、メモリ容量の関係から難しい。そこで、線形部分は、ゲイン設定値から単純に比例計算し、図１１（Ｃ），（Ｄ）に例示したように９０％以上の部分については、補間等によって非線形部分を算出すればよい。なお、ゲイン設定は毎フレーム変化するので、その都度、ゲインカーブを計算している。

次に、図１２を参照して、ＲＧＢγ／ＷＢ調整部１５での各調整処理について説明する。ＲＧＢγ／ＷＢ調整部１５は、画質補正部１４から出力された映像信号に対し、上述のケインカーブでゲインを得る処理、映像のγ調整処理、ＷＢ調整処理、さらにはＣＴ（色温度）等の調整も行う。また、ＣＴ調整処理は、ＷＢ調整処理と合わせて１つの調整カーブを参照して実行してもよい。

また、ＲＧＢγ／ＷＢ調整部１５で実行される各処理は、映像信号のＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれに対し独立して実行される。その際、γ調整処理、ゲインを得る処理については、Ｒ，Ｇ，Ｂで同一のカーブによる演算がなされ、ＷＢ調整処理／ＣＴ調整処理についてはＲ，Ｇ，Ｂそれぞれ別個の特性のカーブによる演算がなされる。そして、ＲＧＢγ／ＷＢ調整部１５で実行される各処理の順序としては、まずγ調整処理が施され、次いでゲインを得る処理が施され、最後にＷＢ調整処理／ＣＴ調整処理を実行することが好ましい。実際、図１２で示すように、低階調の領域ＮがＮＡ→ＮＢ→ＮＣとあまり増幅されず、低階調部分のノイズが目立ちにくくなる。これに対し、ゲイン→γ調整→ＷＢ／ＣＴの順序で処理した場合には、最初の低階調の領域のノイズが増幅される。このことは、ゲインを得る処理がバックライトの発光輝度レベルを低下させる制御を補償するための変換であり、液晶パネルに近い方で処理されることが好ましいことからも分かる。

〈アドバンスト輝度変調処理の具体例〉
アドバンスト輝度変調処理では、入力映像信号の輝度ヒストグラムに応じて最適なバックライトの発光輝度レベルＢＬ_reducedを選択し、選択した発光輝度レベルＢＬ_reducedに応じた映像ゲイン与え、画面上の明るさをほぼ保つようにし、且つバックライトの発光輝度の低減による低消費電力化を実現する。

また、従来からより表示画像を見やすくするため、或いは消費電力を低減するために、画面単位で変化する入力映像信号に応じて、バックライトの発光輝度を動的に調整する方式の映像表示装置が提供されている。この方式では、入力映像信号の映像特徴量として例えばＡＰＬやヒストグラムを検出し、検出した映像特徴量に応じてバックライトの発光輝度レベルを変化させる。これにより画面毎に、その画面の映像特徴量に応じて画面輝度が変化する。これにより、例えば、高輝度で眩しさを感じないようにバックライト輝度を抑える制御が実行され、最適な映像品位の映像表示を行われるとともに、バックライトの低消費電力化を実現している。

本発明では、このような映像特徴量に応じたバックライトの発光輝度の制御方式を用い、映像特徴量に応じた発光輝度レベルを参照値（ＢＬ_ref）として映像ゲインの演算に使用する（上式（５）を参照）とともに、この参照値（ＢＬ_ref）を、実際にバックライト制御に適用する発光輝度レベルＢＬ_reducedの決定（ヒストグラムとターゲットＣＲに応じた決定）にも使用する。

本発明に係る実施形態では、上述したごとくのアドバンスト輝度変調技術を使用し、白潰れを回避した明るさ感の表現を可能とする一方で、黒の締まりも改善した映像表現を行うことを可能としたものである。アドバンスト輝度変調を使用した本発明に係る比較例と実施例を以下に説明する。

＜比較例＞
図１３は、参照用の発光輝度レベルＢＬ_refを１００％に設定した場合のアドバンスト輝度変調の動作例を説明するための図である。
ディストーションモジュール５に設定される設定値は以下であるもとする。
ａ）パネルＣＲ（使用するパネルのコントラスト比）；２０００
ｂ）ターゲットＣＲ（目標とするパネルのコントラスト比）；３５００
ｃ）バックライトの輝度制御範囲；２０％〜１００％
また、入力映像信号のヒストグラムは、図１３（Ｂ）に示すように輝度値０〜２５５の全てに分布している。また入力映像信号のＡＰＬは５０％であるものとする。図１３（Ａ）のグラフＦも同じヒストグラムを示している。

ＡＰＬに対するバックライト光源の参照用の発光輝度レベルＢＬ_refは、図１３（Ｃ）に示すように、入力映像信号のＡＰＬの値に関わらず一定の１００％に設定される。なお、図１３（Ａ）のグラフＧにはこの輝度制御特性を示している。
ＢＬ輝度レベル設定部８で設定される参照用の発光輝度レベル（目標発光輝度値）ＢＬ_Refは、入力映像信号のＡＰＬに関わりなく常に１００％であるため、例えばＡＰＬが５０％（矢印ｇ）の場合にも、１００％の発光輝度レベルＢＬ_Refが設定される。

ディストーションモジュール５は、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refが１００％であるため、パネル表示時の見かけ上の輝度が１００％になるようなバックライトの発光輝度レベルを選択する。ここでは、入力映像信号のヒストグラムから評価値を判断し、取り得る発光輝度レベルのなかから最も低い発光輝度レベルを選択する。
本例の場合、映像のヒストグラムは０〜２５５の全てに分布しており、かつ最大輝度である２５５の頻度が少なくないため１００％の発光輝度レベルの評価値が最も低くなる。よって、ディストーションモジュール５では発光輝度レベルＢＬ_reducedとして１００％を選択する。

アドバンスト輝度変調部２０は、ディストーションモジュール５の設定に基づいて、１００％のバックライトｄｕｔｙを出力する。また、コンフィグレーションデザイン部１３では、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refと、ディストーションモジュール５で選択された発光輝度レベルＢＬ_reducedとから、映像信号のゲインを設定する。この場合、両方の発光輝度レベルＢＬ_Ref、ＢＬ_reducedが１００％であるため、式（５）の計算によりゲイン設定は１.００となり、ゲイン変化はない。したがって、パネルではＡＰＬ値に関わりなく、入力信号のレベルをそのまま表示することになる。

＜実施例１＞
図１４は、本発明の映像表示装置に適用可能なアドバンスト輝度変調処理の一実施例を説明するための図である。本実施例では、中間輝度の映像をより明るくコントラストの高い表現を行うとともに、高輝度映像は白潰れを回避しながら鮮明な表示を可能としつつ低輝度映像は引き締まった黒表現も可能とするものである。
本実施例では、輝度制御特性を定める映像特徴量としてＡＰＬを用い、中間輝度の映像をより明るくコントラストの高い表現を行うために、映像信号のＡＰＬが中間レベルである場合において、参照用の発光輝度レベルを本来出力し得ない１００％より大きい値に設定する。

本実施例における各種設定は以下の通りである。
ａ）パネルＣＲ（使用するパネルのコントラスト比）；２０００
ｂ）ターゲットＣＲ（目標とするパネルのコントラスト比）；３５００
ｃ）バックライトの輝度制御範囲；２０％〜１００％
そして、本実施例では、ＡＰＬに対するバックライト光源の発光輝度を規定する輝度制御特性は、図１４（Ｂ）に示すごとくの特性となるように設定される（図１４（Ａ）のグラフＧと同じ）。つまり、ＡＰＬが第一の値Ｌ１以上か第二の値Ｌ２以下の中間輝度の範囲にあるときに、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refは１０５％となるように設定されている（図１４（B）のように１００％と１０５％との境界においては多少の傾きを有していてもよい）。

本来、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refは、実際に使用できる範囲内の値をとるべきであるが、本発明に係る実施形態では、あえて使用範囲外の値である１０５％を設定する。また、ＡＰＬが第一の値Ｌ１よりも低いか、もしくは第二の値Ｌ２よりも高い場合には、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refは１００％の値とする。

本実施例では、入力映像信号のＡＰＬが５０％であるので、図１４（Ｂ）の矢印ｇの部分に該当し、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして１０５％が選択される。ここで、ディストーションモジュール５は、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refが１０５％であるが、バックライトの輝度制御範囲が２０％〜１００％であるから、そのなかから制御に使用する発光輝度レベルＢＬ_reducedを選択する。ここでは、上記比較例の図１３の場合と同様に、ヒストグラムが０〜２５５のすべてに分布していることから、発光輝度レベルＢＬ_reducedとして評価値の最も低い１００％を選択する。アドバンスト輝度変調部２０は、ディストーションモジュール５の設定に基づいて、１００％の発光輝度レベルとなるバックライトｄｕｔｙを出力する。

また、コンフィグレーションデザイン部１３は、ディストーションモジュール５で選択された発光輝度レベル（ＢＬ_reduced）1００％と、参照用の発光輝度レベル（ＢＬ_Ref）１０５％とから、映像信号のゲインを設定する。この場合、ゲイン＝（１０５／１００）^１／γ＝１.０２となる（γ＝２.２とする）。これにより、パネル表示上の見かけの発光輝度レベルは、１００％ではなく１０５％の効果を得ることができ、より鮮明な映像とすることができる。

上記のように、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１０５％に設定する領域は、ＡＰＬが中程度の所定の範囲のみであるため、映像全体としてＡＰＬが高い場合には白潰れがなく鮮明となり、かつＡＰＬが中間レベルの場合には、バックライトの発光輝度レベルが１００％の場合よりもより明るくコントラストの高い表現とすることができる。
つまり、ＡＰＬが中程度の所定の範囲にあるときに、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１００％より大きい値に設定することにより、明るくコントラストの高い映像を表示させることができるようになる。

本発明では、光源の発光輝度値と目標発光輝度値に基づいて入力映像信号の増幅度合いを決定し、映像特徴量が所定の条件を満たす場合に、目標光源輝度値を１００％より大きい値に設定する。本実施例では、上記の映像特徴量がＡＰＬであって、上記所定の条件は、ＡＰＬが第一の値Ｌ１以上かつ第二の値Ｌ２以下の場合である。この場合には、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refが１００％より大きい値になるため、ディストーションモジュール５でどのような発光輝度レベル（ＢＬ_reduced）が選択されても常にゲインは１を越える値となり、入力映像信号は常に増幅される。またＡＰＬが第一の値Ｌ１より小さく、または第二の値Ｌ２より大きい場合には、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refが１００％の値になるため、ディストーションモジュール５で選択された発光輝度レベル（ＢＬ_reduced）に応じて、ゲインが１より大きくなったり、あるいはゲインが１となったりすることになり、これにより入力映像信号を増幅する場合と増幅しない場合とが生じる。

以下に種々の入力映像信号に対する実施例１に係るアドバンスト輝度変調の動作例を示す。
（動作例１−１）
本動作例では、入力映像信号は、図１５（Ａ）に示すように映像信号のヒストグラムが２５５付近の高い輝度値に分布し、ＡＰＬが９０％の映像（例えば雪景色の映像）であるものとする。
この場合、映像信号のヒストグラムには、高輝度成分が多く含まれるため、ディストーションモジュール５は、バックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして１００％を選択する。

また、ＡＰＬが９０％の場合には、図１４（Ｂ）に示す輝度制御特性の所定の条件、つまりＡＰＬが第一の値Ｌ１以上かつ第二の値Ｌ２以下であることを満足しないので、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして１００％が設定される。従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１００／１００）^１／2.2＝１となって、映像の増幅は行われない。これにより高輝度の多い映像信号の白潰れを防止することができる。この条件は、映像信号の映像特徴量（ＡＰＬ）が所定の条件を満たさないときに映像信号の増幅を行わない例である。

（動作例１−２）
本動作例では、入力する映像信号は、図１５（Ｂ）に示すように映像信号のヒストグラムが２５５付近の高い輝度値に分布する一方、低い輝度値付近にも少なくない割合で分布し、ＡＰＬが８５％の映像（例えば雪景色に黒い服を着た人の映像）であるものとする。
この場合、映像信号のヒストグラムには、高輝度成分が多く含まれるため、ディストーションモジュール５は、バックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして１００％を選択する。１００％より小さくすると高輝度部分に表現できない画素が多くなり、評価値（Distortion）の値を大きくしてしまうためである。

また、ＡＰＬが８５％の場合には、図１４（Ｂ）に示す輝度制御特性の所定の条件、つまりＡＰＬが第一の値Ｌ１以上かつ第二の値Ｌ２以下であることを満足しないので、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして１００％が設定される。従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１００／１００）^１／2.2＝１となって、映像の増幅は行われない。これにより高輝度の多い映像信号の白潰れを防止することができる。この条件も、映像信号の映像特徴量（ＡＰＬ）が所定の条件を満たさないときに映像信号の増幅を行わない例を示している。

（動作例１−３）
本動作例では、入力する映像信号は、図１５（Ｃ）に示すように映像信号のヒストグラムが上記動作例１及び２よりもやや低い２３０付近の輝度値に分布する一方、低い輝度値付近にも少なくない割合で分布し、ＡＰＬが８１％の映像（例えば明るい森林の映像）であるものとする。
この場合、映像信号のヒストグラムは、黒付近の頻度が０でありそのときの評価値は０となる。従って、白付近のディストーション評価値も０にするようなバックライト光源の発光輝度レベルが選択され、例えばＢＬ_reducedとして８０％を選択する。

また、ＡＰＬが８１％の場合には、図１４（Ｂ）に示す輝度制御特性の所定の条件、つまりＡＰＬが第一の値Ｌ１以上かつ第二の値Ｌ２以下であることを満足しないので、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして１００％が設定される。従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１００／８０）^１／2.2＝１.１１となって、映像の増幅が行われる。この場合、バックライト光源輝度をやや落とした分、映像信号を増幅するが、増幅後の映像信号の最大輝度が２５５以下であるので白潰れは発生しない。この条件は、映像信号の映像特徴量（ＡＰＬ）が所定の条件を満たさないときに、映像信号の増幅を行う例を示している。

（動作例１−４）
本動作例では、入力する映像信号は、図１６（Ａ）に示すように映像信号のヒストグラムが中間輝度を中心として高輝度側及び低輝度側に同等な割合で分布し、ＡＰＬが４８％の映像（例えばニュースのスタジオの映像）であるものとする。
この場合、映像信号のヒストグラムには極めて高い輝度の映像は存在しないため、ディストーションモジュール５では、ヒストグラムの評価値からバックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして６０％を選択する。

また、ＡＰＬが４８％の場合には、図１４（Ｂ）に示す輝度制御特性の所定の条件、つまりＡＰＬが第一の値Ｌ１以上かつ第二の値Ｌ２以下であることを満足し、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refは１０５％に設定される。従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１０５／６０）^１／2.2＝１.２９となって、映像の増幅が行われる。この場合、バックライト光源輝度をやや落とした分の補償分に加えて、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１００％より大きい値に設定したことにより、映像信号をやや大きめに増幅するから、高コントラストで明るさ感のある映像表示を行うことができる。この条件は、映像信号の特徴量（ＡＰＬ）が所定の条件を満足しているときに、映像信号の増幅を行う例を示している。

（動作例１−５）
本動作例では、入力する映像信号は、図１６（Ｂ）に示すように、映像信号のヒストグラムが低い輝度と少ない割合で明るい輝度とに分布があり、ＡＰＬが２２％の映像（例えば夜空に星の映像）であるものとする。
この場合、映像信号のヒストグラムには極めて高い輝度が少なくない割合で存在しているが、ディストーションモジュール５では、バックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして１００％を選択すると評価値（Distortion）の値が大きくなってしまうので、発光輝度レベルＢＬ_reducedとして黒色の表現が可能でかつできるだけ高く維持できる７０％を選択する。

また、ＡＰＬが２２％の場合には、図１４（Ｂ）に示す輝度制御特性の所定の条件、つまりＡＰＬが第一の値Ｌ１以上かつ第二の値Ｌ２以下であることを満足しないので、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refは１００％に設定される。従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１００／７０）^１／2.2＝１.１８となって、映像の増幅が行われる。この場合、黒色の表現を重視し、わずかな白潰れを容認した映像を表示させることができる。この条件は、映像信号の映像特徴量（ＡＰＬ）が所定の条件を満足していないときに、映像信号の増幅を行なう例を示している。
なお、背景の明るさや星の量によっては選択されるバックライトの発光輝度も変化し、映像信号を増幅しない場合もあり得る。

（動作例１−６）
本動作例では、入力する映像信号として、図１６（Ｃ）に示すように映像信号のヒストグラムが全体的に低い輝度に分布し、ＡＰＬが２５％の映像（例えば映画の映像）を用いるものとする。この場合、映像信号のヒストグラムには高い輝度がほとんど存在しないため、ディストーションモジュール５では、ヒストグラムの評価値からバックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして低レベルである５０％を選択する。

また、ＡＰＬが２５％の場合には、図１４（Ｂ）に示す輝度制御特性の所定の条件、つまりＡＰＬが第一の値Ｌ１以上かつ第二の値Ｌ２以下であることを満足しないので、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refは１００％に設定される。従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１００／５０）^１／2.2＝１.３７となって、映像の増幅が行われる。この場合、わずかに存在する高輝度側の映像は無視することにより、低輝度側の黒の締まりをアピールすることができる。この条件は、映像信号の特徴量（ＡＰＬ）が所定の条件を満足していないときに、映像信号の増幅を行う例を示している。

以上、実施例１によれば、映像特徴量としてのＡＰＬが第一の値Ｌ１以上かつ第二の値Ｌ２以下の中間輝度の範囲にあるときには、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１００％より大きい値とし、より一層の増幅を可能と設定することで常に映像信号の増幅が行われるように動作する。
一方、ＡＰＬが第二の値Ｌ２より大きい場合は、わずかな光源輝度の低下を補償する場合は映像を増幅するものの、光源を最大発光輝度で表示すべきような画像に対しては映像の増幅を行わない。
また、ＡＰＬが第一の値Ｌ１よりも小さい場合は、全体的に暗い画像である場合が多いので、基本的に光源の発光輝度を補償するように映像信号を増幅するが、夜空の星や花火の画像などのように、高輝度部分が少なくない割合で存在する場合は光源を最大発光輝度で表示すべき場合もあるため、このような場合は映像の増幅を行わないように動作する。

＜実施例２＞
本実施例は、中間輝度の映像に加えて低輝度の映像もより明るくコントラストの高い表現を行うとともに、高輝度映像では白潰れを回避しながら鮮明な表示を可能とするものである。
本実施例では、中間輝度及び低輝度の映像をより明るくコントラストの高い表現を行うために、映像特徴量としてのＡＰＬが中間レベル以下において、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを本来出力し得ない１００％より大きい値に設定する。

本実施例における各種設定は、実施例１と同様以下の通りである。
ａ）パネルＣＲ（使用するパネルのコントラスト比）；２０００
ｂ）ターゲットＣＲ（目標とするパネルのコントラスト比）；３５００
ｃ）バックライトの輝度制御範囲；２０％〜１００％
そして、本実施例では、ＡＰＬに対するバックライト光源の発光輝度を規定する輝度制御特性は、図１７に示すごとくの特性となるように設定される。つまり、ＡＰＬが所定値Ｌ３以下の低中輝度の範囲にあるときに、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refは１０５％となるように設定されている。また、ＡＰＬが所定値Ｌ３よりも高い場合には、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refは１００％の値とする。つまり、図１７のような輝度制御特性は、ＡＰＬが中程度以下の所定の範囲にある場合にのみ動作を変更することを意味している。

本実施例において、入力映像信号のＡＰＬが所定値Ｌ３より大きい場合の動作、すなわち実施例１における動作例１−１〜動作例１−３の映像信号の場合は、本実施例でも同様の動作を行う。また、ＡＰＬが実施例１でいう第一の値Ｌ１以上かつ第二の値Ｌ２以下の動作、すなわち実施例１における動作例１−４の映像信号の場合も、本実施例では同様の動作を行う。

（動作例２−５）
実施例１の動作例１−５の映像信号による本実施例の動作例を説明する。本動作例では、入力する映像信号は、図１６（Ｂ）に示すように、映像信号のヒストグラムが低い輝度と少ない割合で明るい輝度とに分布があり、ＡＰＬが２２％の映像であるものとする。
この場合、映像信号のヒストグラムには極めて高い輝度が少なくない割合で存在しているが、ディストーションモジュール５では、バックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして１００％を選択すると評価値（Distortion）の値が大きくなってしまうので、発光輝度レベルＢＬ_reducedとして黒色の表現が可能でかつできるだけ高く維持できる７０％を選択する。

また、ＡＰＬが２２％の場合には、図１７に示す輝度制御特性の所定の条件、つまりＡＰＬが所定値Ｌ３以下であることを満足するので、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refは１０５％に設定される。従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１０５／７０）^１／2.2＝１.２０となって、映像の増幅が行われる。この場合、低輝度部分の増幅を輝度の補償の程度以上に行い、明るさ感を優先させることができる。ただし高輝度側での白潰れがやや大きくなる。この条件は、映像信号の映像特徴量（ＡＰＬ）が所定の条件を満足しているときに、映像信号の増幅を行なう例を示している。

（動作例２−６）
実施例１の動作例１−６の映像信号による本実施例の動作例を説明する。本動作例では、入力する映像信号は、図１６（Ｃ）に示すように映像信号のヒストグラムが全体的に低い輝度に分布し、ＡＰＬが２５％の映像である。この場合、映像信号のヒストグラムには高い輝度がほとんど存在しないため、ディストーションモジュール５では、ヒストグラムの評価値からバックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして低レベルである５０％を選択する。

また、ＡＰＬが２５％の場合には、図１７に示す輝度制御特性の所定の条件、つまりＡＰＬが所定値Ｌ３以下であることを満足するので、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refは１０５％に設定される。従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１０５／５０）^１／2.2＝１.４０となって、映像の増幅が行われる。この場合、黒表現よりも明るさコントラスト感を強調した表現を可能とする。この条件は、映像信号の映像特徴量（ＡＰＬ）が所定の条件を満足しているときに、映像信号の増幅を行う例を示している。
本動作例では、高輝度部分に映像信号がほとんど存在しないため、白潰れも目立たない。

＜実施例３＞
本実施例は、光源の発光輝度値と目標発光輝度値に基づいて入力映像信号の増幅度合いを決定し、映像特徴量が所定の条件を満たす場合に、目標光源輝度値を１００％より大きい値に設定する本発明の構成において、上記映像特徴量として、入力映像信号の平均輝度及び入力映像信号のうち仮に伸張すれば表現できない頻度を用い、所定の条件を、入力映像信号の前記頻度が所定割合以下としたものである。

本実施例では、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを本来出力し得ない１００％より大きい値に設定することによって発生する白潰れの頻度を推定することによって、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１００％とするか１００％より大きい値とするかを決定する。すなわち、白潰れの頻度を推定することによって、白潰れの発生を最小限に止めるようにするものである。

本実施例における各種設定は、実施例１と同様以下の通りである。
ａ）パネルＣＲ（使用するパネルのコントラスト比）；２０００
ｂ）ターゲットＣＲ（目標とするパネルのコントラスト比）；３５００
ｃ）バックライトの輝度制御範囲；２０％〜１００％
本実施例では図１８に示すように、推定した白潰れの頻度がＷ％未満（例えば５％未満）であれば参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１０５％に設定し、Ｗ％以上であれば１００％以下に設定する。実施例１で用いた入力映像信号と同じ例を用い、本実施例ではどのような動作を行うかを以下説明する。

（動作例３−１）
本動作例では、入力映像信号は、図１５（Ａ）に示すように映像信号のヒストグラムが２５５付近の高い輝度値に分布し、ＡＰＬが９０％の映像である。上記実施例１の動作例１−１で説明したとおり、入力映像信号には高輝度成分が多く含まれるため、ディストーションモジュール５は、バックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして１００％を選択する。

ここで参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１０５％に設定したとすると、このときのゲインは、（１０５／１００）^１／2.2＝１.０２となり、白潰れを起こす限界輝度は２５５／１.０２＝２５０となる。
そして本例の入力映像信号は、２５０以上の輝度をＷ％（ここでは５％）以上含むから、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして１００％が設定される。従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１００／１００）^１／2.2＝１となって、映像の増幅は行われない。これにより高輝度の多い映像信号の白潰れを防止することができる。この条件は、映像信号が所定の条件を満たさないときに映像信号の増幅を行わない例である。

（動作例３−２）
本動作例では、入力映像信号は、図１５（Ｂ）に示すように映像信号のヒストグラムが２５５付近の高い輝度値に分布する一方、低い輝度値付近にも少なくない割合で分布し、ＡＰＬが８５％の映像である。上記実施例１の動作例１−２で説明したとおり、ディストーションモジュール５は、入力映像信号に高輝度部分が多く含まれるため、バックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして１００％を選択する。従って動作結果は上記（実施例１の動作例１−２）と同様となり、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして１００％が設定され、ゲインは、（１００／１００）^１／2.2＝１となって、映像の増幅は行われない。これにより高輝度の多い映像信号の白潰れを防止することができる。この条件は、映像信号が所定の条件を満たさないときに映像信号の増幅を行わない例である。

（動作例３−３）
本動作例では、入力映像信号は、図１５（Ｃ）に示すように映像信号のヒストグラムが２３０付近の輝度値に分布する一方、低い輝度値付近にも少なくない割合で分布し、ＡＰＬが８５％の映像である。上記実施例１の動作例１−３で説明したとおり、ディストーションモジュール５は、入力映像信号に高輝度成分が比較的多いが、極めて高い映像は存在しないため、バックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして８０％を選択する。
ここで参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１０５％に設定したとすると、このときのゲインは、（１０５／８０）^１／2.2＝１.１３となり、白潰れを起こす限界輝度は２５５／１.１３＝２２５となる。

そして本例の入力映像信号は、２２５以上の輝度をＷ％（ここでは５％）以上含むから、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして１００％が設定される。従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１００／８０）^１／2.2＝１.１１となって、映像の増幅は行われる。これにより映像信号の増幅が行われるが、白潰れは発生しない。この条件は、映像信号が所定の条件を満たさないときに映像信号の増幅を行う例である。

（動作例３−４）
本動作例では、入力映像信号は、図１６（Ａ）に示すように映像信号のヒストグラムが中間輝度を中心として高輝度側及び低輝度側に同等な割合で分布して、ＡＰＬが４８％の映像である。上記実施例１の動作例１−４で説明したとおり、本例の映像信号のヒストグラムには極めて高い輝度の映像は存在しないため、ディストーションモジュール５では、ヒストグラムの評価値からバックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして６０％を選択する。

ここで参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１０５％に設定したとすると、このときのゲインは、（１０５／６０）^１／2.2＝１.２９となり、白潰れを起こす限界輝度は２５５／１.２９＝１９８となる。

そして本例の入力映像信号は、１９８以上の輝度はほとんど存在せずＷ％（ここでは５％）未満であるため、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして１０５％が設定される。従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１０５／６０）^{１／２.２}＝１.２９となって、映像の増幅が行われる。これにより通常よりも明るさ感をアピールできるとともに、白潰れ領域にほとんど画素が存在しないため、白潰れも目立たない。この条件は、映像信号が所定の条件を満たすときに映像信号の増幅を行う例である。

（動作例３−５）
本動作例では、入力映像信号は、図１６（Ｂ）に示すように映像信号のヒストグラムが低い輝度の映像信号の中に少なくない割合で明るい輝度が分布し、ＡＰＬが２２％の映像である。上記実施例１の動作例１−５で説明したとおり、ディストーションモジュール５では、ヒストグラムの評価値からバックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして黒色の表現が可能でかつできるだけ高く維持できる７０％を選択する。

ここで参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１０５％に設定したとすると、このときのゲインは、（１０５／７０）^１／2.2＝１.２０となり、白潰れを起こす限界輝度は２５５／１.２０＝２１３となる。

そして本例の入力映像信号は、２１３以上の輝度はＷ％（ここでは５％）以上存在するため、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして１００％が設定される。従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１００／７０）^１／2.2＝１.１８となって、映像の増幅が行われる。これにより黒色の表現を維持しつつ、白潰れを必要以上に発生するのを防止する。この例では、明るさ感よりも黒の表現及び白潰れ防止を優先させている。この条件は、映像信号が所定の条件を満たさないときに映像信号の増幅を行う例である。

（動作例３−６）
本動作例では、入力映像信号は、図１６（Ｃ）に示すように映像信号のヒストグラムが全体的に低い輝度に映像信号が分布し、ＡＰＬが２５％の映像である。上記実施例１の動作例１−６で説明したとおり、ディストーションモジュール５では、ヒストグラムには高い輝度がほとんど存在しないためその評価値から、バックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして５０％を選択する。

ここで参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１０５％に設定したとすると、このときのゲインは、（１０５／５０）^１／2.2＝１.４０となり、白潰れを起こす限界輝度は２５５／１.４０＝１８２となる。

そして本例の入力映像信号は、１８２以上の輝度がほとんど存在せずＷ％（ここでは５％）未満であるため、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして１０５％が設定される。従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１０５／５０）^１／2.2＝１.４０となって、映像の増幅が行われる。これによりわずかに存在する高輝度側の信号は無視することで、ほとんど影響のない白潰れの発生を容認して、明るさ感を優先した映像を表示させることができる。この条件は、映像信号が所定の条件を満たすときに映像信号の増幅を行う例である。

＜実施例４＞
本実施例は、光源の発光輝度値と目標発光輝度値に基づいて入力映像信号の増幅度合いを決定し、映像特徴量が所定の条件を満たす場合に、目標光源輝度値を１００％より大きい値に設定する本発明の構成において、上記映像特徴量として、入力映像信号のＡＰＬ及び入力信号のうち仮に伸張すれば表現できない頻度を用い、所定の条件は、入力映像信号のＡＰＬが所定値以下かつ前記頻度が所定割合以下としたものである。

本実施例では、実施例１又は２での映像のＡＰＬと、実施例３での白潰れの頻度の両方を映像特徴量として検出し、ＡＰＬが所定の範囲にあり、かつ白潰れの頻度がＷ％未満のときに参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを本来出力し得ない１００％より大きい値に設定する。
すなわち、本実施例では所定の条件を「実施例１又は２での条件と、実施例３での条件を両方満たす」という条件に設定し、ＡＰＬが中程度の明るさコントラスト感をアピールするとともに、白潰れの影響も十分考慮するものである。

本実施例における各種設定は、実施例１と同様以下の通りである。
ａ）パネルＣＲ（使用するパネルのコントラスト比）；２０００
ｂ）ターゲットＣＲ（目標とするパネルのコントラスト比）；３５００
ｃ）バックライトの輝度制御範囲；２０％〜１００％
本実施例では図１４（Ｂ）に示すように、ＡＰＬが第一の値Ｌ１以上かつ第二の値Ｌ２以下（実施例１）であり、かつ図１８に示すように推定した白潰れの頻度がＷ％未満（例えば５％未満）であれば参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１０５％に設定し、これらＡＰＬと白潰れの両方の条件を満足しなければ１００％に設定する。
また、実施例２の条件を用いる場合には、ＡＰＬが第三の値Ｌ３以下であり、かつ白潰れの頻度がＷ％未満であれば、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１０５％に設定し、これらＡＰＬと白潰れの両方の条件を満足しなければ１００％に設定する。

実施例１で用いた入力映像信号と同じ例を用いると、実施例１の動作例１−１〜動作例１−３は、実施例１での説明と同様にＡＰＬが中程度という条件を満たさず、かつ実施例３の動作例３−１〜動作例３−３で説明したように白潰れ頻度が５％未満という条件をも満たさないから、その動作は実施例１〜実施例３と同様となる。

（動作例４−４）
実施例１の動作例１−４の映像信号による本実施例の動作例を説明する。本動作例では、入力映像信号は、図１６（Ａ）に示すように映像信号のヒストグラムが中間輝度を中心として高輝度側及び低輝度側に同等な割合で分布して、ＡＰＬが４８％の映像である。
上記実施例１の動作例１−４で説明したとおり、本例の映像信号のヒストグラムには極めて高い輝度の映像は存在しないため、ディストーションモジュール５では、ヒストグラムの評価値からバックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして６０％を選択する。

そして実施例１の動作例１−４で説明したとおり、ＡＰＬが４８％の場合には、実施例１の図１４（Ｂ）に示す輝度制御特性の所定の条件、つまりＡＰＬが第一の値Ｌ１以上かつ第二の値Ｌ２以下であることを満足する。また、実施例２の図１７の条件を用いた場合にも、ＡＰＬが第三の値Ｌ３以下であることを満足する。
また、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１０５％に設定したとすると、このときのゲインは、（１０５／６０）^１／2.2＝１.２９となり、白潰れを起こす限界輝度は２５５／１.２９＝１９８となる。そして本例の入力映像信号は、１９８以上の輝度はほとんど存在せずＷ％（ここでは５％）未満であるため、白潰れ起こす映像の頻度が所定割合以下という条件を満足する。

このように、ＡＰＬと白潰れを起こす頻度との所定条件が共に満足されるため、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして１０５％が設定される。従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１０５／６０）^１／2.2＝１.２９となって、映像の増幅が行われる。これにより通常よりも明るさ感をアピールできるとともに、白潰れ領域にほとんど画素が存在しないため、白潰れも目立たない。この条件は、映像信号が所定の条件を満たすときに映像信号の増幅を行う例である。

（動作例４−５）
実施例１の動作例１−５の映像信号による本実施例の動作例を説明する。本動作例では、入力映像信号は、図１６（Ｂ）に示すように映像信号のヒストグラムが低い輝度の映像信号の中に少なくない割合で明るい輝度が分布し、ＡＰＬが２２％の映像ある。
上記実施例１の動作例１−５で説明したとおり、本例の映像信号のヒストグラムには極めて高い輝度が少なくない割合で存在しているが、ディストーションモジュール５では、バックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして１００％を選択すると評価値（Distortion）の値が大きくなってしまうので、発光輝度レベルＢＬ_reducedとして黒色の表現が可能でかつできるだけ高く維持できる７０％を選択する。

そして実施例１の動作例１−５で説明したとおり、ＡＰＬが２２％の場合には、図１４（Ｂ）に示す輝度制御特性の所定の条件、つまりＡＰＬが第一の値Ｌ１以上かつ第二の値Ｌ２以下であることを満足しない。一方実施例２のように、図１７に示す輝度制御特性を使用する場合には、ＡＰＬが所定値Ｌ３以下であるという所定条件を満足する。

参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１０５％に設定したとすると、このときのゲインは、（１０５／７０）^１／2.2＝１.２０となり、白潰れを起こす限界輝度は２５５／１.２９＝２１３となる。そして本例の入力映像信号は、２１３以上の輝度はＷ％（ここでは５％）以上存在するため、白潰れ起こす映像の頻度が所定割合以下という条件を満足しない。

この例では、ＡＰＬと白潰れを起こす頻度との所定条件を満足しないため、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして１００％が設定される。従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１００／７０）^１／2.2＝１.１８となって、映像の増幅が行われる。これにより黒色の表現を維持しつつ、必要以上に白潰れを発生させないようにすることができる。この条件は、映像信号が所定の条件を満たさないときに映像信号の増幅を行う例である。

（動作例４−６）
実施例１の動作例１−６の映像信号による本実施例の動作例を説明する。本動作例では、入力映像信号は、図１６（Ｃ）に示すように映像信号のヒストグラムが全体的に低い輝度に分布し、ＡＰＬが２５％の映像である。
上記実施例１の動作例１−６で説明したとおり、本例の映像信号のヒストグラムには高い輝度の映像がほとんど存在しないため、ディストーションモジュール５では、ヒストグラムの評価値からバックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして５０％を選択する。

そして実施例１の動作例１−６で説明したとおり、ＡＰＬが２５％の場合には、図１４（Ｂ）に示す輝度制御特性の所定の条件、つまりＡＰＬが第一の値Ｌ１以上かつ第二の値Ｌ２以下であることを満足しない。一方実施例２のように、図１７に示す輝度制御特性を使用する場合には、ＡＰＬが所定値Ｌ３以下であるという所定条件を満足する。

参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１０５％に設定したとすると、このときのゲインは、（１０５／５０）^１／2.2＝１.４０となり、白潰れを起こす限界輝度は２５５／１.４０＝１８２となる。そして本例の入力映像信号は、１８２以上の輝度はＷ％（ここでは５％）以上存在しないため、白潰れ起こす映像の頻度が所定割合以下という条件を満足する。

この例では、ＡＰＬの判断として実施例１の条件を使用する場合には、ＡＰＬの所定の条件を満足しないため、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして１００％が設定される。従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１００／５０）^１／2.2＝１.３７となって、映像の増幅が行われる。
一方、ＡＰＬの判断として実施例２の条件を使用する場合には、ＡＰＬの所定の条件を満足し、かつ白潰れを起こす頻度の所定の条件もまた満足する。従って参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして１０５％が設定され、コンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１０５／５０）^１／2.2＝１.４０となって、映像の増幅が行われる。
このように、ＡＰＬと白潰れを起こす頻度との所定の条件を満たすかどうかは、ＡＰＬの判断の設定により異なる場合がある。ＡＰＬの設定によって、黒の締まりを重視するか（実施例１に対応）、明るさ感のアピールを重視するか（実施例２に対応）が異なる。

＜実施例５＞
本実施例は、光源の発光輝度値と目標発光輝度値に基づいて入力映像信号の増幅度合いを決定し、映像特徴量が所定の条件を満たす場合に、目標光源輝度値を１００％より大きい値に設定する本発明の構成において、上記映像特徴量として、入力映像信号の最大輝度及び最小輝度を用い、所定の条件は、入力映像信号の最小輝度が第一の値以上かつ入力映像信号の最大輝度が第二の値以下としたものである。

本実施例は、映像の最大輝度値（以下、「ＭＡＸ値」と記す）及び最小輝度値（以下、「ＭＩＮ値」と記す）を映像特徴量として画像ごとに検出し、ＭＩＮ値が第一の値Ｍ１以上で、かつＭＡＸ値が第二の値Ｍ２以下であるときに参照用の発行輝度レベルＢＬ_Refを本来出力し得ない１００％より大きい値に設定する。すなわち、本実施例ではＡＰＬが中程度の場合のみに明るさコントラスト感をアピールし、その他の場合は白潰れの影響及び黒色の表現を十分考慮するものである。

本実施例における各種設定は、実施例１と同様以下の通りである。
ａ）パネルＣＲ（使用するパネルのコントラスト比）；２０００
ｂ）ターゲットＣＲ（目標とするパネルのコントラスト比）；３５００
ｃ）バックライトの輝度制御範囲；２０％〜１００％
本実施例では図１９に示すように、入力映像信号のＭＩＮ値が第一の値Ｍ１以上で、かつＭＡＸ値が第二の値Ｍ２以下であれば参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１０５％に設定し、ＭＩＮ値が第一の値Ｍ１より小さい又はＭＡＸ値が第二の値Ｍ２より大きい場合は参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１００％に設定する。

第一の値Ｍ１は、例えば黒を引き締める効果を発揮できる輝度値５１（２０％）である。また、第二の値Ｍ２は、もともと高輝度であり明るさ感よりも白潰れを防止したい輝度値２０４（８０％）である。
実施例１で用いた映像信号と同じ例を用いると、実施例１の動作例１−１〜動作例１−３の映像信号では、ＭＡＸ値が２０４を超える輝度値を有しており、本実施例における所定の条件（ＭＩＮ値が輝度値５１以上かつＭＡＸ値が輝度値２０４以下）を満たさないため、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refは１００％に設定される。

また、実施例１の動作例１−５、及び動作例１−６の映像信号では、ＭＩＮ値が５１未満の輝度値を有しており、本実施例の所定の条件（ＭＩＮ値が輝度値５１以上かつＭＡＸ値が輝度値２０４以下）を満たさないため、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refは１００％に設定される。

残りの実施例１の動作例１−４の入力映像信号による本実施例の動作について以下説明する。
（動作例５−４）
本動作例の入力映像信号は、図１６（Ａ）に示すように映像信号のヒストグラムが中間輝度を中心として高輝度側及び低輝度側に同等な割合で分布して、ＡＰＬが４８％の映像である。
上記実施例１の動作例１−４で説明したとおり、本例の映像信号のヒストグラムには極めて高い輝度の映像は存在しないため、ディストーションモジュール５では、ヒストグラムの評価値からバックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして６０％を選択する。

そして本例の入力映像信号は、そのＭＩＮ値が輝度値５１以上でかつＭＡＸ値が輝度値２４０以下という所定条件を満足するため、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして１０５％が設定される。従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１０５／６０）^１／2.2＝１.２９となって、映像の増幅が行われる。これにより通常よりも明るさ感をアピールできるとともに、白潰れ領域にほとんど画素が存在しないため、白潰れも目立たない。この条件は、映像信号が所定の条件を満たすときに映像信号の増幅を行う例である。

＜実施例６＞
本実施例は、光源の発光輝度値と目標発光輝度値に基づいて入力映像信号の増幅度合いを決定し、映像特徴量が所定の条件を満たす場合に、目標光源輝度値を１００％より大きい値に設定する本発明の構成において、上記映像特徴量として、入力映像信号のＡＰＬを用い、所定の条件は、入力映像信号のＡＰＬが第一の値以上かつ第二の値以下としたものである。

また、本実施例では、バックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedの選択をディストーションの計算によらず、ＡＰＬに応じて調整する。本実施例において、バックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedは、全体的に暗い映像が多いときに低い値が選択され、明るい映像が多いときには高い値が選択される。

本実施例では、図２０に示すように、バックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedは、ＡＰＬに応じて変更され、ＡＰＬが例えば５１未満のときは２０％、ＡＰＬが例えば２０４より大きいときは１００％とし、ＡＰＬが５１以上２０４以下のときは２０％から１００％の間の値をＡＰＬの大きさに比例して選択されるものとする。
そして、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refは、実施例１と同様に、ＡＰＬが中程度（第１の値Ｌ１以上かつ第２の値Ｌ２以下）の場合に、本来出力し得ない１００％より大きい値に設定する。以下、実施例１と同じ映像信号の例を用いて、本実施例の動作を説明する。

（動作例６−１）
本動作例では、入力映像信号は、図１５（Ａ）に示すように映像信号のヒストグラムが２５５付近の高い輝度値に分布し、ＡＰＬが９０％の映像である。この例では、入力映像信号のＡＰＬが９０％であるため、ディストーションモジュール５は、バックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして１００％を選択する。なお、本実施例では、ディストーションモジュール５は、評価値（Distortion）を計算することなくバックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedを選択しているが、上記各実施例におけるバックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedの選択ブロックに代わるものとしてディストーションモジュール５として説明する。この場合、ディストーションモジュール５は、ＡＰＬ検出部３で検出されたＡＰＬを入力し、そのＡＰＬに従って発光輝度レベルＢＬ_reducedの選択を行う。

一方、ＡＰＬが９０％の場合には、上記のＡＰＬが中程度とする所定の条件を満足しないので、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして１００％が設定される。
従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１００／１００）^１／2.2＝１となって、映像の増幅は行われない。これにより高輝度の多い映像信号の白潰れを防止することができる。この条件は、映像信号の映像特徴量（ＡＰＬ）が所定の条件を満たさないときに映像信号の増幅を行わない例である。

（動作例６−２）
本動作例では、入力映像信号は、図１５（Ｂ）に示すように映像信号のヒストグラムが２５５付近の高い輝度値に分布する一方、低い輝度付近にも少なくない割合で分布し、ＡＰＬが８５％の映像である。
この例では、入力映像信号のＡＰＬが８５％であるため、ディストーションモジュール５は、バックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして１００％を選択する。

またＡＰＬが８５％の場合には、上記のＡＰＬが中程度とする所定の条件を満足しないので、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして１００％が設定される。
従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１００／１００）^１／2.2＝１となって、映像の増幅は行われない。これにより高輝度の多い映像信号の白潰れを防止することができる。この条件は、映像信号の映像特徴量（ＡＰＬ）が所定の条件を満たさないときに映像信号の増幅を行わない例である。

（動作例６−３）
本動作例では、入力映像信号は、図１５（Ｃ）に示すように映像信号のヒストグラムが２３０付近の輝度値に分布する一方、低い輝度付近にも少なくない割合で分布し、ＡＰＬが８１％の映像である。
この例では、入力映像信号のＡＰＬが８１％であるため、ディストーションモジュール５は、バックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして１００％を選択する。

またＡＰＬが８５％の場合には、上記のＡＰＬが中程度とする所定の条件を満足しないので、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして１００％が設定される。
従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１００／１００）^１／2.2＝１となって、映像の増幅は行われない。バックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedを１００％から落とさないことにより消費電力の低減を図ることはできないが、発光輝度レベルＢＬ_reducedが１００％で入力映像信号の全てを表現でき、白潰れも発生しないので映像表現としては問題はない。この条件は、実施例１の動作例１−３と異なり、映像信号の映像特徴量（ＡＰＬ）が所定の条件を満たさないときに映像信号の増幅を行わない例である。

（動作例６−４）
本動作例では、入力映像信号は、図１６（Ａ）に示すように映像信号のヒストグラムが中間輝度を中心として高輝度側及び低輝度側に同等な割合で分布し、ＡＰＬが４８％の映像である。
この例では、入力映像信号のＡＰＬが４８％であるため、ディストーションモジュール５は、バックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして例えば５０％を選択する。

またＡＰＬが４８％の場合には、上記のＡＰＬが中程度とする所定の条件を満足するので、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして１０５％が設定される。
従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１０５／５０）^１／2.2＝１.４０となって、映像の増幅が行われる。ここでは、バックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedをやや落とした分の補償分に加えて、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１００％を越える値に設定したことにより、映像信号をやや大きめに増幅するから、高コントラストで明るさ感のある映像表示ができる。この条件は、映像信号の特徴量（ＡＰＬ）が所定の条件を満たすときに映像信号の増幅を行う例である。

（動作例６−５）
本動作例では、入力映像信号は、図１６（Ｂ）に示すように映像信号のヒストグラムが低い輝度と少ない割合で明るい輝度とに分布があり、ＡＰＬが２２％の映像である。
この例では、入力映像信号のＡＰＬが２２％であるため、ディストーションモジュール５は、バックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして例えば２５％を選択する。

またＡＰＬが２２％の場合には、上記のＡＰＬが中程度とする所定の条件を満足しないで、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして１００％が設定される。
従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１００／２５）^１／2.2＝１.８８となって、映像の増幅が行われる。ここでは、バックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedを低く設定することで黒色の表現を豊かにするものの、実施例１の動作例１−５と比べると映像信号の増幅が大きいため、ノイズが大きくなる。この条件は、映像信号の映像特徴量（ＡＰＬ）が所定の条件を満たさないときに映像信号の増幅を行う例である。

（動作例６−６）
本動作例では、入力映像信号は、図１６（Ｃ）に示すように映像信号のヒストグラムが全体的に低い輝度に分布し、ＡＰＬが２５％の映像である。
この例では、入力映像信号のＡＰＬが２５％であるため、ディストーションモジュール５は、バックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして例えば３０％を選択する。

またＡＰＬが２５％の場合には、上記のＡＰＬが中程度とする所定の条件を満足しないで、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして１００％が設定される。
従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１００／３０）^１／2.2＝１.７３となって、映像の増幅が行われる。これにより低輝度側の黒の締まりをアピールすることができる。この条件は、映像信号の映像特徴量（ＡＰＬ）が所定の条件を満たさないときに映像信号の増幅を行う例である。

上記本実施例において、アルゴリズムとしては、ＡＰＬによってバックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedの選択を行ったうえで、ゲイン計算によりゲイン設定を行う方が容易であるが、もちろん、ＡＰＬで算出した発光輝度レベルを介して先にゲインの計算を行ってゲイン設定を行い、その後追従してバックライト光源の輝度調整を行うようにしてもよい。

＜実施例７＞
本実施例は、光源の発光輝度値と目標発光輝度値に基づいて入力映像信号の増幅度合いを決定し、映像特徴量が所定の条件を満たす場合に、目標光源輝度値を１００％より大きい値に設定する本発明の構成において、上記映像特徴量として、入力映像信号のＡＰＬを用い、所定の条件は、入力映像信号のＡＰＬが第一値以上かつ第二の値以下としたものである。ここで上記実施例１では、ＡＰＬが第一の値Ｌ１より小さく、または第二の値L２より大きいときには、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refは１００％に設定したが、本実施例では、省電力も考慮して、明るい画像が含まれる可能性の少ないＡＰＬが低い映像では、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１００％より小さい値に設定することも可能である。

本実施例では、図２１に示すとおり、ＡＰＬが第一の値Ｌ１以上かつ第二の値Ｌ２以下のときに参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１０５％とし、ＡＰＬが第一の値Ｌ１より小さい場合の参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを７０％とする。また、ＡＰＬが第二の値Ｌ２より大きい場合の参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refは、実施例１と同様に１００％である。

本実施例における各種設定は、実施例１と同様以下の通りである。
ａ）パネルＣＲ（使用するパネルのコントラスト比）；２０００
ｂ）ターゲットＣＲ（目標とするパネルのコントラスト比）；３５００
ｃ）バックライトの輝度制御範囲；２０％〜１００％

実施例１で用いた入力信号と同じものを用いて本実施例の動作を以下説明する。
まず、ＡＰＬが第一の値Ｌ１以上である実施例１の動作例１−１〜動作例１−４の映像信号に対しては、本実施例においても同様の動作を行う。実施例１の動作例１−５〜動作例１−６に使用した映像信号における本実施例の動作例を以下に説明する。

（動作例７−５）
本動作例では、入力する映像信号は、図１６（Ｂ）に示すように、映像信号のヒストグラムが低い輝度と少ない割合で明るい輝度とに分布があり、ＡＰＬが２２％の映像である。この場合、映像信号のヒストグラムには極めて高い輝度が少なくない割合で存在しているが、ディストーションモジュール５では、バックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして１００％を選択すると評価値の値が大きくなってしまうので、発光輝度レベルＢＬ_reducedとして黒色の表現が可能でかつできるだけ高く維持できる７０％を選択する。

また、ＡＰＬが２２％の場合には、図２１に示す輝度制御特性の所定の条件、つまりＡＰＬが第一の値Ｌ１以上かつ第二の値Ｌ２以下であることを満足せず、かつＡＰＬが第一の値Ｌ１より小さいため、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refは７０％に設定される。従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（７０／７０）^１／2.2＝１となって、映像の増幅は行われない。この場合、省電力化を優先することができる。この条件は、映像信号の映像特徴量（ＡＰＬ）が所定の条件を満足していないときに、映像信号の増幅を行なわない例を示している。

（動作例７−６）
本動作例では、入力する映像信号は、図１６（Ｃ）に示すように、映像信号のヒストグラムが全体的に低い輝度に分布し、ＡＰＬが２５％の映像である。この場合、映像信号のヒストグラムには高い輝度がほとんど存在しないため、ディストーションモジュール５では、ヒストグラムの評価値からバックライト光源の発光輝度レベルＢＬ_reducedとして低レベルである５０％を選択する。

また、ＡＰＬが２５％の場合には、図２１に示す輝度制御特性の所定の条件、つまりＡＰＬが第一の値Ｌ１以上かつ第二の値Ｌ２以下であることを満足せず、かつＡＰＬが第一の値Ｌ１より小さいため、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refは７０％に設定される。従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（７０／５０）^１／2.2＝１.１７となって、映像の増幅が行われる。この場合、白潰れ領域に映像信号がほとんど存在しないから、白潰れを回避しながら、黒の表現と省電力化の両方を達成できる。この条件は、映像信号の映像特徴量（ＡＰＬ）が所定の条件を満足していないときに、映像信号の増幅を行う例を示している。

以上のように、本実施例は高輝度領域に映像信号が存在していない場合には特に効果的である。

＜実施例８＞
上記各実施例では、バックライト光源の輝度との関係で映像信号の増幅度合いを決定してきたが、本実施例ではバックライト光源の輝度が一定であっても、明るさコントラスト感を出すために映像信号の増幅の効果があることを示す。
本実施例では、バックライト光源の発光輝度を一定とした場合に、実施例１での参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refの設定と、実施例２での参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refの設定とを、それぞれ映像特徴量の条件によって変更する。

具体的には、バックライトの発光輝度レベルを１００％に固定する。そして図２２に示すように、ＡＰＬが第一の値Ｌ１より小さい場合に、映像特徴量としてのピークが所定値（例えば２０４（８０％））以上であれば、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１０５％に設定し（図２２のｍ）、ピークが所定値より小さければ参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１００％に設定する（図２２のｎ）。
本実施例では、所定の条件としては、「入力映像信号のＡＰＬが中程度以下であり、ＡＰＬが低い場合にあっては所定値以上のピークを有する」場合とし、その場合に参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１００を越える値（ここでは１０５％）に設定する。

本実施例における各種設定は、以下の通りである。
ａ）パネルＣＲ（使用するパネルのコントラスト比）；２０００
ｂ）ターゲットＣＲ（目標とするパネルのコントラスト比）；３５００
ｃ）バックライトの輝度；１００％
以下に実施例１で用いた映像信号と同じものを用いて本実施例の動作を以下説明する。実施例１の動作例１−１、及び動作例１−２では、選択する発光輝度レベルＢＬ_reducedが１００％であって、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refの設定もＡＰＬが高い領域にあるので、本実施例においてもこれら実施例１と同様の動作をする。以下に実施例１の動作例１−３〜１−６の映像信号による本実施例の動作例を説明する。

（動作例８−３）
本動作例では、入力映像信号は、図１５（Ｃ）に示すように映像信号のヒストグラムが２３０付近の輝度値に分布する一方、低い輝度付近にも少なくない割合で分布し、ＡＰＬが８１％の映像である。
この例では、入力映像信号のＡＰＬが８１％であるため、ピークが所定値（８０％）以上である条件は満足する。しかしながら、ＡＰＬが第一の値Ｌ１より低いという条件は満足しないため、本実施例に係る所定の条件（入力映像信号のＡＰＬが中程度以下であり、ＡＰＬが低い場合にあっては所定値以上のピークを有する）を満さない。従って、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして、１００％が設定される。

従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１００／１００）^１／2.2＝１となって、映像の増幅は行われない。本動作例では、実施例１の動作例１−３と違い、バックライト光源の輝度を低下させる動作は行わないものの、消費電力がやや高くなる以外のデメリットはない。この条件は、映像信号の映像特徴量が所定の条件を満たさないときに映像信号の増幅を行わない例である。

（動作例８−４）
本動作例では、入力映像信号は、図１６（Ａ）に示すように映像信号のヒストグラムが中間輝度を中心として高輝度側及び低輝度側に同様な割合で分布し、ＡＰＬが４８％の映像である。
この例では、入力映像信号のピークが所定値（８０％）以上である条件を満足し、かつＡＰＬが第一の値Ｌ１より低いという条件を満足するため、本実施例に係る所定の条件（入力映像信号のＡＰＬが中程度以下であり、ＡＰＬが低い場合にあっては所定値以上のピークを有する）を満たす。従って、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして、１０５％が設定される。

従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１０５／１００）^１／2.2＝１.０２となって、映像の増幅が行われる。本動作例では、実施例１の動作例１−３と違い、バックライト光源の輝度を低下させる動作は行わないものの、明るさコントラスト感をより大きくすることができ、消費電力が高くなる以外のデメリットはない。この条件は、映像信号の映像特徴量が所定の条件を満たすときに映像信号の増幅を行う例である。

（動作例８−５）
本動作例では、入力映像信号は、図１６（Ｂ）に示すように映像信号のヒストグラムが低い輝度と少ない割合で明るい輝度とに分布があり、ＡＰＬが２２％の映像である。
この例では、入力映像信号のピークが所定値（８０％）以上である条件を満足し、かつＡＰＬが第一の値Ｌ１より低いという条件を満足するため、本実施例に係る所定の条件（入力映像信号のＡＰＬが中程度以下であり、ＡＰＬが低い場合にあっては所定値以上のピークを有する）を満たす。従って、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして、１０５％が設定される。

従ってコンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１０５／１００）^１／2.2＝１.０２となって、映像の増幅が行われる。本動作例では、消費電力が高くなるものの、ピークを重視した映像表現を行うことができ、明るさコントラスト感を出すことができる。この条件は、映像信号の映像特徴量が所定の条件を満たすときに映像信号の増幅を行う例である。

（動作例８−６）
本動作例では、入力映像信号は、図１６（Ｃ）に示すように映像信号のヒストグラムが全体的に低い輝度に分布し、ＡＰＬが２５％の映像である。
この例では、ＡＰＬが第一の値Ｌ１より低いという条件は満足するが、入力映像信号のピークが所定値（８０％）以上である条件を満足しない。従って本実施例に係る所定の条件（入力映像信号のＡＰＬが中程度以下であり、ＡＰＬが低い場合にあっては所定値以上のピークを有する）を満たさない。従って、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refとして、１００％が設定される。

コンフィグレーションデザイン部１３で設定するゲインは、（１００／１００）^１／2.2＝１となって、映像の増幅は行われない。本動作例では、バックライトの発光輝度レベルが一定であることにより、黒の引き締めと消費電力の低減効果は得られない。またピークもないので、明るさコントラスト感を出すこともなく、通常の映像表示となる。この条件は、映像信号の映像特徴量が所定の条件を満たさないときに映像信号の増幅を行わない例である。

なお、上記本実施例のようなゲイン設定例であれば、ゲインの計算をバックライトの発光輝度レベルによらずに行うことにより、液晶表示装置のような光源を備えない他の表示装置であっても本発明を適用することができる。

＜実施例９＞
本実施例では、目標光源輝度値を１００％より大きい値に設定するか否かを画質モードに応じて変更する。具体的には、実施例１〜実施例８で説明してきた種々のパラメータや設定を、画質モードに応じて変更する。
映像表示装置は、ユーザ設定が可能な映像表示モードとして画質モードを設定できる。画質モードは、ユーザが視聴するコンテンツの内容に適した品位となるように、画面の輝度やコントラストを最適化するためのモードである。画質モードとしては、明るさコントラスト感を全面的にアピールする「ダイナミックモード」、家庭などで設定される「標準モード」、特に映画の画質をきれいに表現する「映画モード」、単調な表現が多く画質をそれほど優先しなくてもよい「ゲームモード」、画質よりも電力を重視する「省電力モード」などがある。本実施例においては、パネルＣＲを２０００と仮定して説明する。

（ダイナミックモード）
ダイナミックモードでは、映像を標準より明るく鮮明に見せることに重点を置くとともに、黒色は引き締めるような映像表現を行う。そのため、ターゲットＣＲはパネルＣＲと比較して大きめの例えば３５００に設定する。ターゲットＣＲを大きくとれば、バックライトの発光輝度が１００％のときには表現できなかった黒色がより０に近い黒色として表現できるようになるので、黒色の引き締め度合いを強くすることができる。

そして、全体的に中間的な明るさの画像を明るく鮮明に見せるために、ＡＰＬが中程度という条件（上記実施例１に相当）の下で参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを通常は出力し得ない１００％より大きい値、例えば１０２％に設定する。このとき、他の画質モードとの比較において、実施例１における第一の値Ｌ１及び第二の値Ｌ２を変更してもよい。
以上により、明るい映像はより明るく、暗い部分はより暗く表現できる。例えば、店頭表示時などでは映像をダイナミックに見せることができ、有効である。

（標準モード）
標準モードは、主に家庭で使用されることを意識したモードであり、バックライトやゲインの調整頻度を少なめにし、自然に映像表現を行うことに重点を置く。
また、使用頻度が高いことを想定して、ある程度の省電力化を達成できるような設定とする。そのため、標準モードでは、ターゲットＣＲを例えば２１００と小さめにし、自然な映像を表現しつつ、低消費電力化も考慮する。また、標準モードでは、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１００％より大きい値に設定しないようにする。ここでは、上記実施例７のように、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１００％より小さい値となるように設定してもよい。
（省電力モード）
本実施例では、ターゲットCRを例えば３５００と大きめに設定するとともに、参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refも７０％で固定するなど省電力を重視する。

（映画モード）
映画モードは、忠実に映像を再現することを重視し、よりリアルな黒を表現するようにしたモードである。そのため、映画モードでは、ターゲットＣＲを例えば３５００と大きめに設定する。そうすれば、リアルな黒を重視しつつ省電力化も達成できる。ただし、多少の白潰れは容認することになる。

（ゲームモード）
ゲームモードでは、画質の再現性への要求は高くないため、画質よりも省電力化を重視する。例えば、上記実施例８で参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを１００％より小さい値で一定としたり、ＡＰＬに応じて変更させるようにする。

上記のように、本実施例では、画質モードに応じて種々のパラメータ設定を変更することで、参照用の発光輝度レベル（目標光源輝度値）を１００％より大きくするかどうかを画質モードに応じて変更する。
変更するパラメータとしては、画質モードに応じたターゲットＣＲがある。
また、入力映像信号を常に増幅する所定の条件を、画質モードに応じて変更させる。
例えば、（１）入力映像のＡＰＬが所定値以下であるとする条件、（２）入力映像のＡＰＬが第一の値以上かつ第二の値以下とする条件、（３）仮に伸張すれば表現できない頻度が所定割合以下であるとする条件、（４）入力映像信号の平均輝度が所定値以下かつ入力信号のうち仮に伸張すれば表現できない頻度が所定割合以下であるとする条件、（５）入力映像の平均輝度が第一の値以上かつ第二の値以下でありかつ入力信号のうち仮に伸張すれば表現できない頻度が所定割合以下であるとする条件、（６）入力映像信号の最小輝度が第一の値以上かつ入力映像信号の最大輝度が第二の値以下であるとする条件、などを画質モードに応じて変更させることができる。
具体的には、各実施例の動作例３を用いると、ダイナミックモードでは例えば＜実施例３＞を用い、省電力モードでは例えば参照用の発光輝度レベルＢＬ_Refを７０％で固定した＜実施例８＞を用いるなど、画質モードに応じて映像特徴量に関する所定の条件を変更すればよい。

あるいは、上記（１）の条件における所定値、もしくは上記（４）の条件における所定値を画質モードに応じて変更させるようにしてもよい。あるいは上記（２），（５）もしくは（６）の条件における第一の値及び／又は第二の値を画質モードに応じて変更させるようにしてもよい。あるいは、（３）〜（５）の所定割合を画質モードに応じて変更させるようにしてもよい。
なお、画質モードに応じてひとつのパラメータだけを変更してもよく、組み合わせて変更しても構わない
また、以上説明した本発明は、光源を用いる場合、蛍光管やＬＥＤ、有機ＥＬ照明など何を用いても構わない。
そして、映像特徴量の抽出や所定の条件の設定・適用、それによる映像表現は表示画面を複数に分割し、エリアごとに行っても構わない。

本発明は、放送受信機等の表示装置において利用可能である。

入力映像信号と液晶パネル上の輝度値との関係を説明するための図である。本発明に係る映像表示装置の一実施形態に係るシステム構成例を示すブロック図である。映像信号のヒストグラム及びその遷移を説明するための図である。図２の映像表示装置におけるシーンチェンジ検出部の構成例を示すブロック図である。図２の映像表示装置における第１のテンポラリフィルタの構成例を示す図である。図２の映像表示装置におけるディストーションモジュールで実行される発光輝度レベル選択処理の一例を説明するための図である。本発明に係る映像表示装置における輝度変調処理の具体例を説明するための図である。映像表示装置で選択対象の一つである発光輝度レベル１００％のときの映像輝度範囲を示す図である。映像表示装置で選択対象の一つである発光輝度レベル７０％のときの映像輝度範囲を示す図である。映像表示装置で選択対象の一つである発光輝度レベル５０％のときの映像輝度範囲を示す図である。図２の映像表示装置におけるＲＧＢγ／ＷＢ調整部で設定されるゲインの例を示す図である。ＲＧＢγ／ＷＢ調整部における調整処理を説明するための図である。参照用の発光輝度レベルを１００％以下の範囲に設定した通常のアドバンスト輝度変調の動作例を説明するための図である。本発明の映像表示装置に適用可能なアドバンスト輝度変調処理の一実施例を説明するための図である。映像信号のヒストグラムの例を示す図である。映像信号のヒストグラムの他の例を示す図である。アドバンスト輝度変調処理に使用する輝度変換特性の例を示す図である。アドバンスト輝度変調処理に使用する白潰れと参照用の発光輝度レベルとの関係を示す図である。アドバンスト輝度変調処理に使用する輝度値と頻度との関係を示す図である。アドバンスト輝度変調処理に使用するＡＰＬと参照用の発光輝度レベルとの関係を示す図である。アドバンスト輝度変調処理に使用するＡＰＬと参照用の発光輝度レベルとの関係の他の例を示す図である。アドバンスト輝度変調処理に使用するＡＰＬと参照用の発光輝度レベルとの関係の更に他の例を示す図である。特許文献３に記載された映像信号の入出力の関係を示す図である。特許文献４に記載された映像信号の入出力の関係を示す図である。

符号の説明

１…スケーリング部、２…Ｙヒストグラム検出部、３…ＡＰＬ検出部、４…ヒストグラムストレッチング部、５…ディストーションモジュール、６…シーンチェンジ検出部、７…テンポラリフィルタ、８…ＢＬ輝度レベル設定部、９…テンポラリフィルタ、１０…可変ディレイ、１１…ＣＰＬＤ、１２…ＢＬ調整部、１３…コンフィグレーションデザイン部、１４…画質補正部、１５…ＷＢ調整部、１６…ＦＲＣ部、１７…映像出力部、２０…アドバンスト輝度変調部、５１…輝度値、６１…ヒストグラムバッファ、６２…ヒストグラム変化検出部。

Claims

入力映像信号による映像を表示する表示部と、該表示部に光を照射する光源とを備え、
前記光源の発光輝度と入力映像信号のゲインとを連動して設定する映像表示装置であって、
前記入力映像信号の映像特徴量に対する前記光源の発光輝度を規定した輝度制御特性に基づいて、参照用の発光輝度レベルを設定する輝度レベル設定部と、
前記入力映像信号のヒストグラムから、前記光源の制御に使用する発光輝度レベルを選択する輝度レベル選択部と、
前記光源の制御に使用する発光輝度レベルに対する前記参照用の発光輝度レベルの比の１／γ乗の値に基づいて、前記入力映像信号のゲインを設定するゲイン設定部とを有し、
前記輝度レベル設定部は、前記参照用の発光輝度レベルを、所定の条件において１００％より大きい値に設定することを特徴とする映像表示装置。
前記所定の条件は、前記映像特徴量が特定の範囲にあるときとすることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
前記映像特徴量は、入力映像信号のフレーム毎の平均輝度であり、
前記所定の条件は、前記入力映像信号のフレーム毎の平均輝度が所定値以下であることを特徴とする請求項２に記載の映像表示装置。
前記映像特徴量は、入力映像信号のフレーム毎の平均輝度であり、
前記所定の条件は、前記入力映像信号のフレーム毎の平均輝度が第一の値以上かつ第二の値以下であることを特徴とする請求項２に記載の映像表示装置。
前記所定の条件は、入力映像信号を所定の増幅度合いで伸長したときに、前記表示部の特性により階調表現できない映像信号の頻度が所定割合以下であることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
前記所定の条件は、入力映像信号を所定の増幅度合いで伸長したときに、前記表示部の特性により階調表現できない映像信号の頻度が所定割合以下であり、前記入力映像信号のフレーム毎の平均輝度が所定値以下であることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
前記所定の条件は、前記入力映像信号のフレーム毎の平均輝度が第一の値以上かつ第二の値以下であり、さらに前記平均輝度が所定値以下、かつ、入力映像信号を所定の増幅度合いで伸長したときに、前記表示部の特性により階調表現できない映像信号の頻度が所定割合以下であることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
前記所定の条件は、前記入力映像信号のフレーム毎の最小輝度が第一の値以上かつ前記入力映像信号の最小輝度が第二の値以下であることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
前記参照用の発光輝度レベルを１００％より大きい値に設定するか否かを画質モードに応じて変更することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
前記表示部で表現する目標コントラストを予め設定し、
前記輝度レベル選択部は、前記入力映像信号のヒストグラムにおいて、前記目標コントラストのときに表示可能な入力映像信号の映像輝度範囲のうち、前記光源の特定の発光輝度レベルにおいて表現できない映像輝度範囲の画像の頻度に所定の重み係数を乗算して評価値を得る処理を、選択可能な前記光源の発光輝度レベルの全てについて実行し、前記評価値の最も低い発光輝度レベルを、前記輝度レベル設定部で設定された前記参照用の発光輝度レベルを超えない範囲で選択することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。