JP5091701B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示装置に関し、より詳細には、液晶パネルを照射する光源の発光輝度を調節することが可能な液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device capable of adjusting the light emission luminance of a light source that irradiates a liquid crystal panel.
近年、映像信号の特徴量に応じて光源となるバックライトの発光輝度を変調させることにより、消費電力の低減を図るとともに表示コントラストを高め、表示品位の高い液晶表示装置の開発が盛んに行われている。 In recent years, liquid crystal display devices with high display quality have been actively developed by reducing the power consumption and increasing the display contrast by modulating the light emission luminance of the backlight as the light source according to the feature amount of the video signal. ing.
特許文献1には、入力映像信号のヒストグラムを検出し、検出したヒストグラムに応じてバックライトの発光輝度を変調させる技術が記載されており、特に、ヒストグラム分布が所定の分布状態にあるときはバックライトの発光輝度を固定し、逆にヒストグラム分布が所定の分布状態から外れるときはバックライトの発光輝度が連続的に増大するように制御することが記載されている。また、引用文献1には、バックライトの発光輝度を上げる場合と、下げる場合とで変化速度を変更してもよいことも記載されている。
また、特許文献2には、入力映像信号の平均輝度レベル(Average Picture Level:APL)に応じてバックライトの発光輝度を変調させる際に、表示映像が違和感なく視聴できるように、入力映像信号の特徴量の変化に対するバックライト発光輝度の変化の追従性を映像のジャンルに応じて設定させる技術が記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 describes that the input video signal can be viewed without a sense of incongruity when the light emission luminance of the backlight is modulated according to the average luminance level (Average Picture Level: APL) of the input video signal. A technique is described in which the followability of the change in the backlight emission luminance with respect to the change in the feature amount is set according to the genre of the video.
このように、入力映像信号のヒストグラムやAPLなどに応じてバックライトの発光輝度を可変制御する液晶表示装置において、単に入力映像信号の特徴量に応じてバックライトの発光輝度変調を行うだけではなく、時間的なフィルタを設けることによりバックライトの発光輝度を滑らかに変化させ、バックライトの発光輝度変化による表示のチラツキを無くし、より表示品位を高くすることが提案されている。 In this way, in a liquid crystal display device that variably controls the light emission luminance of the backlight according to the histogram or APL of the input video signal, the backlight emission luminance is not simply modulated according to the feature amount of the input video signal. It has been proposed to provide a temporal filter to smoothly change the light emission luminance of the backlight, eliminate flickering of the display due to the change in the light emission luminance of the backlight, and improve the display quality.
ところで、特許文献1や特許文献2に記載のような入力映像信号に応じてバックライトの発光輝度を変化させる液晶表示装置では、バックライトの発光輝度を下げた場合、表示画面から得られる輝度は所望の表示輝度に比べて低下することになる。そこで、最近では、バックライトの発光輝度の低下による表示輝度の低下を補うために、バックライトの発光輝度の低下量に応じて入力映像信号のゲインを上げる技術が開発されている。
By the way, in the liquid crystal display device that changes the light emission luminance of the backlight according to the input video signal as described in
特許文献3には、映像信号の輝度分布が全体に暗い場合についても、画像表示装置のダイナミックレンジに応じた階調性の高い画面を表示するために、映像信号の輝度分布をヒストグラム化し、そのヒストグラムにより得られる最低輝度が表示画面の表示可能なダイナミックレンジの所定比率以下(例えば1/2)である場合にバックライトの発光輝度を下げるとともに映像信号を持ち上げる制御を行う画像表示装置が記載されている。
In
さらに、バックライトの輝度制御を滑らかに行う技術として、特許文献4には、画面の半分が黒色で残り半分が白色の様な映像や、映像中に白色の文字テロップなどの情報がある画面においても、十分な黒浮き抑制効果を得るために、入力映像信号の輝度のヒストグラム分布と輝度信号レベル毎の暗さの度合いを表す暗さパラメータとに基づいて光量の調整を行い、光量制御量に応じて階調補正を行うことが記載されている。特許文献4には、シーン変化検出手段でシーン変化が検出されない場合にはローパスフィルタにより光量制御量を平滑化して、シーン変化が検出された場合にはローパスフィルタをオフにして、シーン変化に合わせた光量制御を行うことも記載されている。
特許文献3や特許文献4に記載のごとき、バックライトの発光輝度制御と連動して映像信号をゲイン変換させる技術においても、バックライトの発光輝度を時間的に滑らかに変化させることで、バックライト輝度変化による表示のチラツキを無くし、より表示品位の高い液晶表示装置が可能になる。
As described in
しかしながら、このような構成の場合、バックライトの発光輝度とともにゲイン設定も同じく時間的に滑らかに変化させる(出力遅延量を合わせる)必要がある。 However, in the case of such a configuration, it is necessary to change the gain setting together with the light emission luminance of the backlight smoothly in the same manner (matching the output delay amount).
従って、バックライトの発光輝度を時間的に滑らかに変化させることのみ記載されている特許文献1及び特許文献2に記載の発明と、特許文献3及び特許文献4に記載の発明を単純に組み合わせたとしても、バックライト輝度変化の出力遅延量とゲイン設定値の出力遅延量表示がずれてしまうことになり、表示品位が低下することになる。
Therefore, the invention described in
本発明は、上述のごとき実状に鑑みてなされたものであり、バックライトの発光輝度変化と入力映像信号のゲイン設定とを適切に連動させて、表示品位を高くした液晶表示装置を提供することを、その目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a liquid crystal display device with high display quality by appropriately linking the change in luminance of the backlight and the gain setting of the input video signal. Is the purpose.
上述の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液晶パネルと、該液晶パネルを照射する光源と、該光源の発光輝度を調節する光源制御部と、前記入力映像信号のゲイン設定を行うゲイン設定部とを備え、前記光源の発光輝度と前記ゲイン設定とを連動して制御する液晶表示装置において、前記光源制御部は、発光輝度信号を遅延させて出力する第1のテンポラリフィルタと、該第1のテンポラリフィルタから出力された発光輝度信号を前記液晶パネルへの映像出力に合わせて遅延させて出力する遅延部とを有し、前記ゲイン設定部は、前記入力映像信号から求めたゲイン設定のための信号を遅延させて出力する第2のテンポラリフィルタを有し、前記液晶表示装置は、前記第1のテンポラリフィルタから出力される光源輝度信号の出力遅延量に応じて前記第2のテンポラリフィルタで前記ゲイン設定のための信号を遅延させて出力するか、或いは、前記第2のテンポラリフィルタから出力される前記ゲイン設定のための信号の出力遅延量に応じて前記第1のテンポラリフィルタで光源輝度信号を遅延させて出力することを特徴としたものである。 In order to solve the above-mentioned problems, a first technical means of the present invention is a liquid crystal panel that displays an image based on an input video signal, a light source that illuminates the liquid crystal panel, and a light source control that adjusts the light emission luminance of the light source. And a gain setting unit for setting the gain of the input video signal, and controlling the emission luminance of the light source and the gain setting in conjunction with each other. A first temporary filter that outputs a delayed output, and a delay unit that outputs a light emission luminance signal output from the first temporary filter in a delayed manner in accordance with the video output to the liquid crystal panel. setting portion includes a second temporary filter for delaying and outputting the signal for the gain setting obtained from the input video signal, the liquid crystal display device, the first temporary off Whether to output the signal to delay for the gain set by the second temporary filter in accordance with the output delay amount of the light source luminance signal output from the filter, or the output from the second temporary filter The light source luminance signal is delayed and output by the first temporary filter according to the output delay amount of the signal for gain setting.
第2の技術手段は、第1の技術手段において、前記第1のテンポラリフィルタと前記第2のテンポラリフィルタは、同じ時定数のフィルタであることを特徴としたものである。 A second technical means is the first technical means, wherein the first temporary filter the second temporary filter is obtained by said filter der Rukoto the same time constant.
第3の技術手段は、第2の技術手段において、前記入力映像信号の特徴量に基づいてシーンチェンジか否かを検出するシーンチェンジ検出部を備え、該シーンチェンジ検出部でシーンチェンジが検出されたか否かによって、前記第1のテンポラリフィルタ及び前記第2のテンポラリフィルタのフィルタ係数を変更することを特徴としたものである。 A third technical means includes a scene change detection unit that detects whether or not a scene change has occurred based on the feature amount of the input video signal in the second technical means, and the scene change detection unit detects a scene change. The filter coefficients of the first temporary filter and the second temporary filter are changed depending on whether or not.
第4の技術手段は、第1又は第2の技術手段において、前記入力映像信号の特徴量に基づいてシーンチェンジか否かを検出するシーンチェンジ検出部を備え、該シーンチェンジ検出部でシーンチェンジであると判定された場合は前記第1のテンポラリフィルタ及び前記第2のテンポラリフィルタでの出力遅延を行わず、シーンチェンジではないと判定された場合は前記第1のテンポラリフィルタ及び前記第2のテンポラリフィルタでの出力遅延を行うことを特徴としたものである。 A fourth technical means includes a scene change detection unit for detecting whether or not a scene change is made based on a feature amount of the input video signal in the first or second technical means, and the scene change detection unit If it is determined that the without output delay in the first temporary filter and the second temporary filter, if it is determined not to be a scene change the first temporary filter and the second This is characterized in that output delay is performed by a temporary filter .
第5の技術手段は、第1の技術手段において、前記第1のテンポラリフィルタから出力される光源輝度信号の出力遅延量と前記第2のテンポラリフィルタから出力される前記ゲイン設定のための信号の出力遅延量とが相関することを特徴としたものである。 A fifth technical means is the first technical means, of the first of said signal for gain setting of the output delay amount of the light source luminance signal to be outputted from the second temporary filter output from the temporary filter The output delay amount is correlated.
本発明の液晶表示装置によれば、バックライトの発光輝度変化と入力映像信号のゲイン設定とを適切に連動させて、表示品位を高くすることができる。 According to the liquid crystal display device of the present invention, it is possible to improve the display quality by appropriately interlocking the change in luminance of the backlight and the gain setting of the input video signal.
本発明に係る液晶表示装置は、入力映像信号による映像を表示する液晶パネルと、液晶パネルを照射する光源と、バックライトの発光輝度を調節する光源制御部と、入力映像信号のゲイン設定を行うゲイン設定部とを備え、バックライトの発光輝度とゲイン設定とを連動して制御するものである。なお、この光源は、バックライト光源、又はバックライトと呼ばれる。 A liquid crystal display device according to the present invention performs a liquid crystal panel that displays an image based on an input video signal, a light source that illuminates the liquid crystal panel, a light source control unit that adjusts light emission luminance of a backlight, and a gain setting of the input video signal. A gain setting unit is provided to control the backlight emission luminance and gain setting in conjunction with each other. This light source is called a backlight light source or a backlight.
以下に説明する本発明に係る各実施形態では、液晶表示装置において、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(ゲイン設定)を調整するもので、このときに、目標となるコントラスト比(ターゲットCR;CRはコントラスト比)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。なお、本発明において、ゲイン設定は、このようなターゲットCRを設定して実行するに限らず、入力映像信号の映像特徴量(以下、単に特徴量という)に応じて実行されていればよい。さらに、ゲイン設定は、入力映像信号の特徴量に応じて行うことが、バックライト発光輝度との連動性の面でより効果的な輝度制御が可能となるため好ましいが、これに限ったものではなく、例えばOPC(Optical Picture Control;明るさセンサともいう)のみに応じたゲイン設定などを採用してもよい。 In each embodiment according to the present invention described below, in the liquid crystal display device, the amplification degree (gain setting) of the input video signal is adjusted according to the video feature amount of the input video signal. A contrast ratio (target CR; CR is a contrast ratio) is set, and video expression is performed so as to approach the target CR by controlling the light emission luminance of the backlight and controlling the gain. Such luminance modulation processing of the video signal and the backlight is referred to as “advanced luminance modulation processing” in this specification. In the present invention, the gain setting is not limited to setting and executing such a target CR, but may be executed according to the video feature quantity of the input video signal (hereinafter simply referred to as the feature quantity). Furthermore, it is preferable to set the gain according to the feature amount of the input video signal because it enables more effective luminance control in terms of the linkage with the backlight emission luminance, but it is not limited to this. Alternatively, for example, gain setting according to only OPC (Optical Picture Control; also referred to as brightness sensor) may be employed.
〈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。しかし、液晶パネルとバックライト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。
<Outline of advanced luminance modulation processing>
Ideally, the display brightness when displaying a video faithfully reproduces the level of the video signal to be displayed. That is, when displaying a black screen, the display brightness should ideally be zero. However, in the case of a video display device using a liquid crystal panel and a backlight, the liquid crystal panel actually has a slight light leakage, and even when a black screen is displayed, it is displayed in gray instead of black.
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(CR)がある。映像表示装置において、CRは表示パネル上の最大輝度と最小輝度の比である。液晶表示装置の場合、最大輝度はバックライト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。 One of the important performances of a video display apparatus is a contrast ratio (CR). In the video display device, CR is a ratio between the maximum luminance and the minimum luminance on the display panel. In the case of a liquid crystal display device, the maximum luminance is determined by the maximum light emission luminance of the backlight, and the minimum luminance is determined by the amount of light leakage during black display. Therefore, when the light emission luminance of the backlight is constant, the contrast ratio is constant in the same liquid crystal panel.
図1は、CRが3000と6000の液晶パネルについて、入力階調レベル(映像信号レベル)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。入力階調レベルは、入力映像信号がとり得る画素値(ここでは映像信号の輝度値)を指す。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。 FIG. 1 is a graph showing the relationship between the input gradation level (video signal level) and the luminance value on the liquid crystal panel for liquid crystal panels with CR of 3000 and 6000. The input gradation level indicates a pixel value that can be taken by the input video signal (here, the luminance value of the video signal). Although the maximum luminance is the same 450 cd, the display luminance (minimum luminance) on the liquid crystal panel with a pixel value of 0 is 0.15 cd in the case of CR3000 and 0.075 cd in the case of CR6000.
ここで、CR3000の液晶パネル使用時に光源の発光輝度を50%まで下げるとともにゲイン設定で入力映像信号を所定量増幅させると、入力映像信号の画素値と液晶パネルの表示輝度値との関係は、図1において点線で示すような関係となり、画素値0〜128においてはCR6000の液晶パネルに近い輝度表現をさせることが可能になる。しかしながら、画素値128より大きい映像は階調表現できず、いわゆる白つぶれを起こすことになる。従って、入力映像信号の特徴量に応じてバックライトの発光輝度の調節と、ゲイン設定を行う必要がある。
Here, when the light emission luminance of the light source is reduced to 50% and the input video signal is amplified by a predetermined amount when the CR3000 liquid crystal panel is used, the relationship between the pixel value of the input video signal and the display luminance value of the liquid crystal panel is The relationship is as shown by the dotted line in FIG. 1, and with
例えば、入力映像信号の輝度のヒストグラムが画素値128以下の輝度分布を示す場合に、上述の図1で示すようにバックライトの輝度輝度を50%まで下げるとともにゲイン設定で所定入力映像信号を所定量増幅させるような制御を行うようにすればよい。このように入力映像信号の特徴量に応じてバックライトの発光輝度の制御及びゲイン設定を行うことにより、コントラスト感を高めることができると同時にバックライトの発光輝度を下げることによる省電力化を図ることが可能になる。 For example, when the luminance histogram of the input video signal shows a luminance distribution with a pixel value of 128 or less, the luminance luminance of the backlight is reduced to 50% as shown in FIG. Control that allows quantitative amplification may be performed. By controlling the backlight emission luminance and setting the gain in accordance with the feature amount of the input video signal in this way, it is possible to increase the contrast feeling and at the same time to save power by lowering the backlight emission luminance. It becomes possible.
上記では入力映像信号の輝度のヒストグラムが画素値128以下の輝度分布を示す場合を例に挙げ説明したが、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つぶ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つぶ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。 In the above description, the case where the luminance histogram of the input video signal shows a luminance distribution with a pixel value of 128 or less has been described as an example. However, other than the above example, for example, when the white portion in the video is extremely small, The degree of importance can be lowered and black expression can be improved in the same manner. At this time, the unsharp portions of the white area may be ignored, or the gain in the white area may be determined so that the white area can be reduced by the gain setting for realizing the target CR.
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等の特徴量に応じて動的にバックライトの発光輝度を抑える処理も併せて実行する。 In addition, in the advanced luminance modulation process, in order to save power, a process for dynamically reducing the luminance of the backlight according to the feature amount such as APL of the video obtained from the video signal is also executed as described later. To do.
つまり、ゲイン設定及びバックライト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、設定した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する処理)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処理である。 That is, a reference light emission luminance level for setting the gain setting and the light emission luminance level of the backlight is first set in accordance with the video feature amount (histogram information such as APL and peak (maximum luminance value)) to save power. In addition to the above-described reference light emission luminance level, a process for producing a contrast feeling as described above (that is, a process for setting the light emission luminance level to an appropriate value equal to or lower than the reference light emission luminance level) is performed. This is a process for improving the CR and further reducing power consumption, setting the gain of the video signal in conjunction with the process, and maintaining the visual brightness.
〈アドバンスト輝度変調処理を行う液晶表示装置のシステム構成例〉
図2は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置のシステム構成例を示すブロック図である。図2で例示する液晶表示装置は、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調整部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。
<System configuration example of a liquid crystal display device that performs advanced luminance modulation processing>
FIG. 2 is a block diagram showing a system configuration example of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention. The liquid crystal display device illustrated in FIG. 2 includes a
図2で例示する液晶表示装置は、さらに上述の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。アドバンスト輝度変調部20は、その処理の一部又は全部をソフトウェアで実現するよう構成してもよい。なお、上述したように、アドバンスト輝度変調処理は、APL等の特徴量に応じた動的なバックライトの発光輝度制御を行うだけでなく、その特徴量の所定の条件により決定されるバックライトの参照用発光輝度レベルBLref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BLreduced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。
The liquid crystal display device illustrated in FIG. 2 further includes an advanced
まず、図2の液晶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、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。
First, the outline of each block in the liquid crystal display device of FIG. 2 will be described.
The
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、液晶パネルを背面や側面から照射するバックライトを構成する。アドバンスト輝度変調処理においては、このランプが発光輝度制御の対象となる。
The
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BLreducedを示す信号(例えばデューティ信号(バックライトDUTY))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。
The
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。
The parts for processing the video signal output to the
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。
First, the
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の液晶表示装置は、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。 Here, as the input video signal, for example, a signal obtained by demodulating a video signal received as a broadcast wave, a video signal received via a communication network, a signal obtained by reading a video signal stored in an internal storage device, various recorders and various players This corresponds to a video signal received from an external device such as a tuner device or a tuner device, or a video signal obtained by performing various video processes on the video signal. Although not shown, the liquid crystal display device of FIG. 2 may be configured to be able to acquire any of such video signals.
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。
The image
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(図2で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。
The RGB γ /
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(ゲイン設定値)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各映像信号レベル(この例では0〜255の値)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。
The gain setting signal from the advanced
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。
The
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、例えば輝度値(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。
The Y
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、入力映像信号が例えば(i)通常のエンコード出力範囲である最小値16〜最大値235をとるような信号や、(ii)より黒を表現するために最小値10〜最大値235の値をとるような信号であった場合を想定する。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、上記(i)の場合には最小値16〜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し、上記(ii)の場合には最小値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。
The histogram stretching unit 4 sets a range to be used by the advanced
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)BLref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)BLreduced、すなわちバックライトの制御に使用する発光輝度レベルを選択(決定)し、出力する。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発光輝度レベルBLref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バックライト値BLreduced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。
The
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。シーンチェンジ検出部6での検出結果は第1,第2のテンポラリフィルタ7,9で使用される。
The scene
第1のテンポラリフィルタ7は、本発明の主たる特徴となる部分である。概要を説明すると、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BLreduced(バックライトDUTY)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BLreduced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BLreducedとして後段に出力する。シーンチェンジ時には、緩慢な発光輝度レベルBLreduced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、比較的早い変化ができるようにする。
The first
BL輝度レベル設定部8は、スケーリング部1から出力された映像信号のAPL値により、また図示しないメインCPUから出力されたOPC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発光輝度レベル(バックライト目標値)BLrefとなる。
The BL luminance
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発光輝度レベルBLref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、参照用発光輝度レベルBLref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。
Since the selection by the
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と共に本発明の主たる特徴となる部分である。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BLreduced(バックライトDUTY)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発光輝度レベルBLref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は設けられている。第2のテンポラリフィルタ9を、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とすることで、急激な変化を無くすことができる。また、シーンチェンジ時には、第1のテンポラリフィルタ7の値の変化に追従させるために、シーンチェンジ検出部6からの検出結果に基づき、第2のテンポラリフィルタ9の値も変え、違和感のないようにすることが好ましい。
The second temporary filter 9 is a main feature of the present invention together with the first
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(アドバンスト輝度変調部20から出力されるバックライトDUTYを遅らせ)、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。
The variable delay 10 is a delay unit for timing the video output from the
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発光輝度レベルBLref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BLreduced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BLreduced,BLref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。参照用発光輝度レベル(バックライト目標値)BLrefと選択された発光輝度レベル(バックライト値)BLreduced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、ゲイン設定値は1である。また、参照用発光輝度レベルよりも選択された発光輝度レベルが低い場合は、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。
The
〈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の液晶表示装置におけるアドバンスト輝度変調処理を実行する主要ブロックとして、BL輝度レベル設定部8、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、及びRGBγ/WB調整部15を、この順序で説明し、処理の具体例も挙げる。なお、本発明の主たる特徴である第2のテンポラリフィルタ9、第1のテンポラリフィルタ7、及びシーンチェンジ検出部6については、別途、フィルタ組込例として後述する。
<Detailed description of main blocks for executing advanced luminance modulation processing>
The BL luminance
《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。そして、BL輝度レベル設定部8ではこれらの制御信号とAPLとに基づいて、参照用発光輝度レベルBLrefを出力する。より具体的には、画面単位(フレーム単位)で変化する入力映像信号のAPLに応じて、バックライト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発光輝度レベルBLrefとして出力する。
<< BL brightness
The BL luminance
参照用発光輝度レベルBLref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(ここではAPL)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。
A luminance control table (lookup table) held in the BL luminance
液晶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。
For example, a photodiode is applied to a brightness sensor that measures the brightness around the liquid crystal display device. The brightness sensor generates a DC voltage signal corresponding to the detected ambient light and outputs it to a main CPU (not shown). The main CPU outputs a control signal for selecting the brightness control table to the BL brightness
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、液晶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。
Further, the main CPU outputs a luminance adjustment coefficient for adjusting the luminance control value of the luminance control table as a control signal based on a user setting for setting the brightness of the liquid crystal panel. The brightness adjustment coefficient is used for setting the brightness of the entire screen in accordance with a user operation. For example, screen brightness adjustment items are set on a menu screen held by the liquid crystal display device. The user can set an arbitrary screen brightness by operating the setting item. The main CPU recognizes the brightness setting and outputs a brightness adjustment coefficient to the BL brightness
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、参照用発光輝度レベルBLref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に応じて参照用発光輝度レベルBLrefを生成して出力する。
The BL luminance
輝度制御テーブルは、上述したように、入力映像信号の特徴量であるAPLとバックライトの発光輝度レベルとの関係を定めるものであって、例えば、APLが大きいときにはバックライトの発光輝度レベルが小さくなるように設定することで、高輝度の映像のときに眩しさを感じないようにバックライトの発光輝度を抑えるようにしている。輝度制御テーブルの輝度制御特性に従って、映像信号のAPLの変化に応じて発光輝度レベルBLrefが動的に変化する。本実施形態においては、輝度制御テーブルにおける輝度制御特性については特に限定されるものではなく、入力映像信号の特徴量に応じてバックライトの発光輝度レベルを動的に変化させる特性を規定するものを適宜適用することができる。なお、入力映像信号の特徴量としてAPLを採用した例を示したが、Yヒストグラム検出部2から得たピーク輝度値、或いはピーク輝度値及びAPLを採用するなどしてもよい。また、BL輝度レベル設定部8は、その設定処理の一部又は全部をソフトウェアで実現するよう構成してもよい。
As described above, the luminance control table defines the relationship between the APL that is the feature amount of the input video signal and the light emission luminance level of the backlight. For example, when the APL is large, the light emission luminance level of the backlight is small. By setting so as to be, the luminance of the backlight is suppressed so as not to feel dazzling in the case of a high-luminance image. In accordance with the luminance control characteristics of the luminance control table, the light emission luminance level BL ref dynamically changes according to the change in the APL of the video signal. In the present embodiment, the brightness control characteristics in the brightness control table are not particularly limited, and the characteristics that dynamically change the light emission brightness level of the backlight according to the feature amount of the input video signal are defined. It can be applied as appropriate. In addition, although the example which employ | adopted APL as a feature-value of an input video signal was shown, you may employ | adopt the peak luminance value obtained from the Y
このようにしてBL輝度レベル設定部8から出力され第2のテンポラリフィルタ9の作用で遅延された参照用発光輝度レベルBLrefは、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BLreducedの決定に使用される。
The reference emission luminance level BL ref output from the BL luminance
《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。
<<
The basic idea of the advanced luminance modulation processing executed by the advanced
ここでは、バックライト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つぶれが発生する。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。 Here, since the light emission luminance level of the backlight is lowered, when the video signal includes a high luminance portion, whiteout occurs in a high luminance portion that cannot be expressed by the reduced backlight emission luminance. Further, when the video signal does not include low luminance, it is not necessary to lower the light emission luminance level of the backlight.
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BLreduced(バックライトDUTY)として選択し出力することとする。バックライト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。
Therefore, the
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BLreduced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。 When there are a plurality of light emission luminance levels with the smallest evaluation value, a lower light emission luminance level is selected as the light emission luminance level BL reduced . This is because, if the image representation quality on the liquid crystal panel is equivalent, lowering the light emission luminance level of the backlight saves power.
図3は、図2の液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入力階調(映像信号としてとりうる画素値、又は映像信号レベルともいう)を示し、縦軸は各映像信号レベルの頻度を示している。 FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the light emission luminance level selection process executed by the distortion module in the liquid crystal display device of FIG. h1 represents a Y histogram of the video signal. Here, the horizontal axis represents the input gradation of the video signal (also referred to as a pixel value or video signal level that can be taken as the video signal), and the vertical axis represents the frequency of each video signal level.
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、或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。
For such a video histogram h1, A is a video luminance range that can be displayed when the light emission luminance level of the backlight is 100% in the liquid crystal panel to be used. Also, let B be the video luminance range that can be displayed on the liquid crystal panel of the target CR. Also, let C be a video luminance range that can be displayed at a specific light emission luminance level among the light emission luminance levels that can be selected by the
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(1)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)}・・・(1)
The evaluation value (Distortion) is calculated by the following equation (1) based on the frequency and weighting with respect to the selectable light emission luminance level.
Distortion = Σ {(frequency of image luminance range D1 + D2) × (distance weight)} (1)
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。 As the weight, a distance weight that increases as the distance from the image luminance range C that can be displayed at the light emission luminance level that is an evaluation value calculation target increases. Here, the distance weight of the low luminance portion D1 is E1, and the distance weight of the high luminance portion D2 is E2. Therefore, even if the frequency value is the same, the evaluation value becomes larger as it is far from the range that can be expressed. This is because the farther from the range that can be expressed, the greater the influence that cannot be expressed as video. The values calculated by the frequency and the weight are F1 (low luminance part) and F2 (high luminance part). The evaluation value is the sum of the areas (cumulative total) of F1 and F2.
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BLreduced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で設定された発光輝度レベルBLref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BLreducedを選択する。
In the
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。
Ideally, the evaluation value is calculated for all selectable light emission luminance levels in the
つまり、上式(1)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番に適用し、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BLreducedとし、この値を(図2の例では第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。
That is, the video luminance range that can be displayed at the specific light emission luminance level of the above equation (1) is set as C, and the selectable light emission luminance levels are sequentially applied, and the evaluation value is calculated for each light emission luminance level. Then, the light emission luminance level having the lowest evaluation value among the calculated evaluation values is set as the selected light emission luminance level BL reduced, and this value is output to the first
ディストーションモジュール5での選択処理を、図4〜図7を参照し具体的な数値で説明する。図4は、図2の液晶表示装置におけるアドバンスト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4における各アルファベット記号は図3に準拠する。
The selection process in the
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デジット程度である。
In this example, the video luminance range A that can be displayed on the liquid crystal panel to be used is 450 cd to 0.225 cd. In addition, the target video luminance range B that can be displayed on the liquid crystal panel is 450 cd to 0.128 cd. Then, the frequency for each
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BLreducedを求める。 If there is an image in the difference between the image luminance range B and the image luminance range A in the histogram h1, the luminance expression closer to the target CR can be expressed by lowering the light emission luminance level of the backlight. However, if an image is distributed on the high luminance side, a portion that cannot be expressed by reducing the light emission luminance level of the backlight occurs. Therefore, as described above, the evaluation value is calculated to obtain the optimum light emission luminance level BL reduced .
図5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6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7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5〜図7における各アルファベット記号は図3に準拠する。 FIG. 5 is a diagram showing a video luminance range C when the light emission luminance level is 100%, which is one of the selection targets, and FIG. 6 is a video luminance range when the light emission luminance level is about 70%, which is one of the selection targets. FIG. 7 is a diagram showing a video luminance range C at a light emission luminance level of about 50%, which is one of the selection targets. Each alphabet symbol in FIGS. 5-7 is based on FIG.
図5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6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7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5〜図7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。
As shown in FIG. 5, when the light emission luminance level is 100%, the evaluation value F1 for the low luminance portion has a certain value, and the evaluation value F2 for the high luminance portion has no value. . Further, as shown in FIG. 6, when the emission luminance level is lowered to about 70%, both the low luminance portion evaluation value F1 and the high luminance portion evaluation value F2 have low values. Further, as shown in FIG. 7, when the emission luminance level is lowered to about 50%, the evaluation value F1 for the low luminance portion has no value, and the evaluation value F2 for the high luminance portion has a large value. Comparing the areas (cumulative values) of the evaluation value calculation results at the respective light emission luminance levels exemplified in FIGS. 5 to 7, the light emission luminance level is the lowest when it is 70%. Therefore, the
《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(2)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 ・・・(2)
<<
A basic model showing the relationship between the pixel value input to the liquid crystal panel and the display brightness on the liquid crystal panel is expressed by the following equation (2). Here, Y is the display luminance on the liquid crystal panel, BL is the light emission luminance level of the backlight (backlight DUTY), and CV (Code Value) is the pixel value input to the liquid crystal panel. In this example, it is assumed that the gradation of the video signal is quantized from 0 to 255.
Y = BL (CV / 255) γ (2)
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BLreduced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CVreduced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、BLreduced(CVreduced/255)γである。一方で、参照用発光輝度レベルBLrefでバックライトを制御したときの画面の明るさは、BLref(CVref/255)γとなる。これらの値を等しくさせ、発光輝度レベルBLreduced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(3)を満たすようなゲイン設定を行えばよい。
Y=BLreduced(CVreduced/255)γ=BLref(CVref/255)γ・・・(3)
The
Y = BL reduced (CV reduced / 255) γ = BL ref (CV ref / 255) γ (3)
従って、ゲイン(Gとする)は、下式(4)のようになる。例えば、参照用発光輝度レベルBLrefが100%のときには、下式(5)のようになる。なお、BLrefとBLreduced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(4)の演算処理を高速に実行させることが好ましい。
Therefore, the gain (G) is expressed by the following equation (4). For example, when the reference light emission luminance level BL ref is 100%, the following equation (5) is obtained. Note that it is preferable to store the relationship between BL ref and BL reduced as a lookup table in the ROM of the
G=CVreduced/CVref=(BLref/BLreduced)1/γ・・・(4)
G=(1/BLreduced)1/γ ・・・(5)
G = CV reduced / CV ref = (BL ref / BL reduced ) 1 / γ (4)
G = (1 / BL reduced ) 1 / γ (5)
《RGBγ/WB調整部15》
図8は、図2の液晶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9は、図2の液晶表示装置におけるRGBγ/WB調整部での調整処理例を説明するための図である。
<< RGBγ /
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the video signal gain set by the RGB γ / WB adjustment unit based on the gain setting signal output from the advanced luminance modulation unit in the liquid crystal display device of FIG. It is a figure for demonstrating the example of an adjustment process in the RGBgamma / WB adjustment part in a liquid crystal display device.
図8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8(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8(B)に示すように、高輝度部分が一律255の値となり、いわゆる白つぶれが発生する。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つぶれを犠牲にし黒をより引き締めるものであり、図8(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。
With reference to FIG. 8, the relationship between the input gain setting value (conversion coefficient) and the gain curve obtained therefrom will be described. As shown in FIG. 8A, when the gain setting of the video signal output from the advanced
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つぶ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、白つぶれの影響のある部分のみ非線形とすればよい。図8(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8(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。 Therefore, it is preferable to reduce the gradation deterioration of the high luminance part by performing signal expansion according to the gain setting for low and medium luminance and making the gain curve non-linear for high luminance. This method has a trade-off relationship between brightness and whiteout. If the non-linear region is narrowed, the region in which normal brightness can be expressed increases, but the high luminance gradation is lowered. Conversely, if the non-linear region is widened, the region where normal brightness can be expressed decreases, but the high luminance gradation is maintained to some extent. In an actual product, the non-linear luminance may be made non-linear only in a portion that is affected by white-out, for example, a portion of 90% or more or a portion of 95% or more of the output by gain setting. FIG. 8C shows a gain curve corrected so that a portion of 90% or more becomes non-linear when the gain setting is 1.2. Further, FIG. 8D shows a gain curve corrected so that a portion of 90% or more becomes non-linear when the gain setting is 1.6.
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8(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。
Further, as described above, in order to avoid the peak when the gain setting exceeds 1.0, it is necessary to make the gain curve partly non-linear. However, the RGBγ /
次に、図9、図10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、上述のゲ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。
Next, with reference to FIG. 9 and FIG. 10, each adjustment process in the RGBγ /
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。
Each process executed by the RGBγ /
図9は、ゲイン処理、γ調整処理の順に階調変換処理を行った場合の出力時の階調特性を示すもので、(A)はゲイン処理による階調特性、(B)はγ調整処理による階調特性、(C)は出力時(画面の見かけ上)の階調特性をそれぞれ示すものである。図10は、γ調整処理、ゲイン処理の順に階調変換処理を行った場合の出力時の階調特性を示すもので、(A)、(B)、(C)に関しては、上記図9と同様である。また、図9、図10の(C)中の点線は(B)のγ調整処理による階調特性を示すものである。 FIG. 9 shows tone characteristics at the time of output when tone conversion processing is performed in the order of gain processing and γ adjustment processing. FIG. 9A shows tone characteristics by gain processing, and FIG. 9B shows γ adjustment processing. (C) shows the gradation characteristics at the time of output (appearance on the screen). FIG. 10 shows tone characteristics at the time of output when tone conversion processing is performed in the order of γ adjustment processing and gain processing. (A), (B), and (C) are the same as those in FIG. It is the same. Also, the dotted lines in FIGS. 9 and 10 indicate the gradation characteristics by the γ adjustment processing in (B).
ここで、図9、図10の出力時の階調特性(C)を比較すると、図9の方がγ調整処理の階調特性から大きくずれることが分かる。出力時の階調特性では、γ調整処理により調整された適切な階調特性を反映する必要があるが、図9のような処理順序では、それが大きくずれ、所望の画質をえることができない。従って、図10のようなγ調整処理を行った後にゲイン処理を行うことによって、出力時の階調特性のずれを緩和することが可能になる。また、WB調整処理/CT調整処理は、ゲイン処理の前などで行うと、WB調整処理/CT調整処理したにも関わらず後のゲイン処理でずれてしまうことになるため、R,G,Bの階調変換が完了した最後に行うことで、適切に調整が可能になる。 Here, comparing the gradation characteristics (C) at the time of output in FIGS. 9 and 10, it can be seen that FIG. 9 is significantly different from the gradation characteristics of the γ adjustment processing. The gradation characteristic at the time of output needs to reflect an appropriate gradation characteristic adjusted by the γ adjustment process. However, in the processing order as shown in FIG. 9, it is greatly shifted and a desired image quality cannot be obtained. . Therefore, by performing the gain processing after performing the γ adjustment processing as shown in FIG. 10, it is possible to alleviate the deviation of the gradation characteristics at the time of output. Further, if the WB adjustment process / CT adjustment process is performed before the gain process or the like, the WB adjustment process / CT adjustment process will be shifted in the subsequent gain process despite the WB adjustment process / CT adjustment process. By performing this at the end of the gradation conversion, it becomes possible to adjust appropriately.
アドバンスト輝度変調処理を実行する主要部であるBL輝度レベル設定部8、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、及びRGBγ/WB調整部15を上述のような構成にすることによって、入力映像信号の特徴量に応じたバックライトの発光輝度、及び入力映像信号のゲイン設定値を求めることができ、表示品位の高い映像表示を可能にする。
By configuring the BL luminance
次に、上記で説明したアドバンスト輝度変調処理の具体例を以下に説明する。 Next, a specific example of the advanced luminance modulation process described above will be described below.
(具体例1)
具体例1のアドバンスト輝度変調処理に使用する設定値は以下の内容とする。また、第1,第2のテンポラリフィルタ7,9は考慮せずに、処理の傾向のみを概略的に説明する。
(Specific example 1)
The set values used for the advanced luminance modulation processing of specific example 1 are as follows. Further, only the processing tendency will be schematically described without considering the first and second
(1)パネルCR(使用する液晶パネルのコントラスト比):3000
(2)ターゲットCR(目標とする液晶パネルのコントラスト比):6000
(3)入力される参照用発光輝度レベルBLref:70%
(4)バックライトの輝度制御範囲:20%〜100%
(5)入力映像:全白(ヒストグラムで255のみに頻度が分布する映像フレーム)
(1) Panel CR (contrast ratio of liquid crystal panel to be used): 3000
(2) Target CR (target contrast ratio of liquid crystal panel): 6000
(3) Reference emission brightness level BL ref to be input: 70%
(4) Backlight brightness control range: 20% to 100%
(5) Input video: all white (video frame whose frequency is distributed only to 255 in the histogram)
上記(1)、(2)、(4)は通常固定値であり、液晶表示装置に選択可能に設けられた画質モードによって、或いはジャンル等によって、設定を変更してもよい。上記(3)は映像のAPL値やOPCやユーザ設定等によってフレーム単位で変化するものである。上記(5)は入力映像であり、本具体例では、白(255)の頻度が極めて大きい映像である。 The above (1), (2), and (4) are normally fixed values, and the setting may be changed according to an image quality mode that is selectably provided in the liquid crystal display device, or according to a genre or the like. The above (3) changes in units of frames depending on the video APL value, OPC, user setting, and the like. The above (5) is an input video, and in this specific example, the frequency of white (255) is extremely high.
本具体例では、映像のAPL等に基づき参照用発光輝度レベルBLrefとして70%が設定される。例えば、映像が明るく眩しさを軽減するためにバックライトの発光輝度レベルを70%に落とすような制御により、設定される。 In this specific example, 70% is set as the reference light emission luminance level BL ref based on the APL of the video. For example, it is set by a control that lowers the light emission luminance level of the backlight to 70% in order to reduce glare and brightness of the image.
そして、参照用発光輝度レベルBLrefが70%としてディストーションモジュール5に入力される。同時に映像のヒストグラム値もヒストグラムストレッチング部4を通して入力される。なお、ヒストグラムストレッチング部4は、入力映像信号が0〜255ではなく10〜235等の値の場合に0〜255に合わせるものであり、本具体例の入力映像は全白(255)であるため考慮する必要はない。
Then, the reference light emission luminance level BL ref is inputted to the
入力映像(入力画像)が全白であるため、バックライトの発光輝度を下げ、映像を伸張しようとしても映像は255以上にはならない。従って、ディストーションモジュール5は、評価値を算出して得た結果、発光輝度レベルBLreducedとして参照用発光輝度レベルBLrefと同じ70%を選択する。もし、入力映像が全白でなければディストーションモジュール5は70%よりも低い値を選択する場合もある。そして、最終的にCPU/CPLD11へ出力されるデューティ信号(バックライトデューティインデックス)には70%が出力される。
Since the input video (input image) is all white, the video does not exceed 255 even if the luminance of the backlight is lowered and the video is expanded. Therefore, as a result of calculating the evaluation value, the
次に、映像のゲイン設定を行うコンフィグレーションデザイン部13には、BLreducedとBLrefが入力され、上式(4)で示した(BLref/BLreduced)1/γを計算する。本具体例では70%/70%であり、ゲインは1となる。つまり、本具体例は映像のゲインアップの制御を行わない例である。
Next, BL reduced and BL ref are input to the
(具体例2)
具体例2のアドバンスト輝度変調処理に使用する設定値は以下の内容とする。すなわち、具体例1と入力映像のみが異なる例である。
(Specific example 2)
The set values used for the advanced luminance modulation processing of specific example 2 are as follows. That is, only the input video is different from the specific example 1.
(1)パネルCR(使用する液晶パネルのコントラスト比):3000
(2)ターゲットCR(目標とする液晶パネルのコントラスト比):6000
(3)入力される参照用発光輝度レベルBLref:70%
(4)バックライトの輝度制御範囲:20%〜100%
(5)入力映像:黒(0)の中に白(255)が数点のみ分布する映像フレーム
(1) Panel CR (contrast ratio of liquid crystal panel to be used): 3000
(2) Target CR (target contrast ratio of liquid crystal panel): 6000
(3) Reference emission brightness level BL ref to be input: 70%
(4) Backlight brightness control range: 20% to 100%
(5) Input video: Video frame in which only a few white (255) are distributed in black (0)
本具体例では、ディストーションモジュール5は、入力画像のヒストグラムから、白の頻度が極めて少ないと判断し、白つぶれを或る程度犠牲にして黒表現を優先する。より具体的には、参照用発光輝度レベルBLrefよりも低い発光輝度レベルのうち、評価値を算出して評価値が最小となる発光輝度レベル(本具体例では50%)を、発光輝度レベルBLreducedとして選択決定する。最終的にバックライトの発光輝度は50%となる。
In this specific example, the
次に、映像のゲイン設定を行うコンフィグレーションデザイン部13には、BLreducedとBLrefが入力され、上式(4)で計算する。本具体例では70%/50%であり、γ=2.2とすると、ゲインは1.16となる。
Next, BL reduced and BL ref are input to the
本具体例では、黒の頻度が多いため、頻度の少ない白を犠牲にして黒を優先し、参照用発光輝度レベルBLrefより低い値を発光輝度レベルBLreducedとして選択している。このような選択による効果を、発光輝度レベル100%,0%で制御した時の液晶パネルの明るさをそれぞれ450cd,0.15cdとした場合を例に説明する。 In this specific example, since the frequency of black is high, priority is given to black at the expense of white, which is less frequent, and a value lower than the reference emission luminance level BL ref is selected as the emission luminance level BL reduced . The effect of such selection will be described by taking as an example a case where the brightness of the liquid crystal panel is 450 cd and 0.15 cd when the light emission luminance levels are controlled at 100% and 0%, respectively.
参照用発光輝度レベルBLrefと同じ値の発光輝度レベルBLreduced(70%)を選択した場合には、数点の最大値の白(255)は315cd(450×70%)の明るさを持ち、黒(0)は0.1cd(0.15×70%)の明るさを持つことになる。 When the light emission luminance level BL reduced (70%) having the same value as the reference light emission luminance level BL ref is selected, the white (255) of several maximum values has a brightness of 315 cd (450 × 70%). , Black (0) has a brightness of 0.1 cd (0.15 × 70%).
これに対し、アドバンスト輝度変調処理を施して、参照用発光輝度レベルBLrefより低い値の発光輝度レベルBLreduced(50%)を選択した場合には、数点の最大値の白(255)は225cd(450×50%)の明るさを持ち、黒(0)は0.075cd(0.15×50%)の明るさを持つことになる。従って、数点の白については本来よりも暗く表現されてしまうが、黒表現については、より理想に近い明るさで表現できたことになる。これが、アドバンスト輝度変調処理の効果である。もちろん、数点の白がなければ、白つぶれ等の不都合を発生させることなく、黒表現を高めることができる。 On the other hand, when the advanced luminance modulation process is performed and the emission luminance level BL reduced (50%) having a value lower than the reference emission luminance level BL ref is selected, several maximum values of white (255) are obtained. It has a brightness of 225 cd (450 × 50%), and black (0) has a brightness of 0.075 cd (0.15 × 50%). Therefore, several white points are expressed darker than the original, but black representations can be expressed with near ideal brightness. This is the effect of the advanced luminance modulation process. Of course, if there are no white points, black expression can be enhanced without causing inconvenience such as whiteout.
(具体例3)
具体例3のアドバンスト輝度変調処理に使用する設定値は以下の内容とする。すなわち、具体例2とターゲットCRのみが異なる例である。
(Specific example 3)
The set values used for the advanced luminance modulation processing of specific example 3 are as follows. That is, only the specific example 2 and the target CR are different.
(1)パネルCR(使用する液晶パネルのコントラスト比):3000
(2)ターゲットCR(目標とする液晶パネルのコントラスト比):3000
(3)入力される参照用発光輝度レベルBLref:70%
(4)バックライトの輝度制御範囲:20%〜100%
(5)入力映像:黒(0)の中に白(255)が数点のみ分布する映像フレーム
(1) Panel CR (contrast ratio of liquid crystal panel to be used): 3000
(2) Target CR (target contrast ratio of liquid crystal panel): 3000
(3) Reference emission brightness level BL ref to be input: 70%
(4) Backlight brightness control range: 20% to 100%
(5) Input video: Video frame in which only a few white (255) are distributed in black (0)
具体例2と同様の参照用発光輝度レベルBLref(70%)、同様のヒストグラム(黒の中に数点の最大値の白)がディストーションモジュール5に入力されるが、パネルCRとターゲットCRが同一であるため、ディストーションモジュール5は、構成する各輝度値について白つぶれを発生させない発光輝度レベルBLreducedを選択する。より具体的には、評価値を算出して評価値が最小となる発光輝度レベルを選択する。本具体例では数点の最大値の白についても、白つぶれ等が発生しないようにするので、発光輝度レベルBLreducedとして70%を選択する。これは、参照用発光輝度レベルが70%に設定されている為、その値を超えない範囲で発光輝度レベルBLreducedが選択される。従って、本具体例での映像信号のゲインは1となる。
The same reference emission luminance level BL ref (70%) as in Example 2 and the same histogram (white with several maximum values in black) are input to the
(具体例4)
具体例4のアドバンスト輝度変調処理に使用する設定値は以下の内容とする。すなわち、具体例3と入力映像のみが異なる例である。
(Specific example 4)
The set values used for the advanced luminance modulation processing of the specific example 4 are as follows. That is, only the input video is different from the specific example 3.
(1)パネルCR(使用する液晶パネルのコントラスト比):3000
(2)ターゲットCR(目標とする液晶パネルのコントラスト比):3000
(3)入力される参照用発光輝度レベルBLref:70%
(4)バックライトの輝度制御範囲:20%〜100%
(5)入力映像:全黒(ヒストグラムで0のみに頻度が分布する映像フレーム)
(1) Panel CR (contrast ratio of liquid crystal panel to be used): 3000
(2) Target CR (target contrast ratio of liquid crystal panel): 3000
(3) Reference emission brightness level BL ref to be input: 70%
(4) Backlight brightness control range: 20% to 100%
(5) Input video: all black (video frame with frequency distributed only to 0 in the histogram)
本具体例では、具体例3と同様にパネルCRとターゲットCRが同一であるため、ディストーションモジュール5は、構成する各輝度値についてつぶれを発生させない発光輝度レベルBLreducedを選択する。より具体的には、参照用発光輝度レベルBLrefよりも低い発光輝度レベルのうち、評価値を算出して評価値が最小となる発光輝度レベルを、発光輝度レベルBLreducedとして選択決定する。
In this specific example, since the panel CR and the target CR are the same as in specific example 3, the
しかし、本具体例の画像は全黒のため、評価値が最小となる発光輝度レベルが複数選択される。換言すると、本具体例の画像は全黒のため、各輝度値のつぶれを発生することなく、バックライトの発光輝度を下げることができる。 However, since the image of this specific example is all black, a plurality of light emission luminance levels that minimize the evaluation value are selected. In other words, since the image in this specific example is all black, it is possible to reduce the light emission luminance of the backlight without causing collapse of each luminance value.
本具体例では、バックライトの輝度制御範囲は20〜100%のレンジであるので、最も低い発光輝度レベルである20%を選択する。従って、最終的な発光輝度レベルBLreducedは20%であり、映像信号のゲインは1.75となる。ここで、最も低い値を選択するのは、省電力上最も有利であるからである。このように、ディストーションモジュール5では、評価値が同じであれば、より低い発光輝度レベルを選択することが、省電力上、好ましい。
In this specific example, the luminance control range of the backlight is in the range of 20 to 100%, so the lowest emission luminance level of 20% is selected. Therefore, the final light emission luminance level BL reduced is 20%, and the gain of the video signal is 1.75. Here, the reason why the lowest value is selected is that it is most advantageous in terms of power saving. As described above, in the
以上では、アドバンスト輝度変調処理の具体例を説明したが、次に、図2のアドバンスト輝度変調部20に記載のシーンチェンジ検出部6、第1テンポラリフィルタ7及び第2のテンポラリフィルタ9について、特にテンポラリフィルタの配置を考慮して具体的に説明する。
The specific example of the advanced luminance modulation processing has been described above. Next, the scene
まず、シーンチェンジ検出部6の具体的動作について説明する。図11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11(A)は前フレームのYヒストグラムの一例を示す図、図11(B)は図11(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11(C)は、図110(A)と図11(B)に示す各フレームのヒストグラムを合成し、頻度変化部分を示した図である。図12は、図2の液晶表示装置におけるシーンチェンジ検出部6の構成例を示すブロック図である。
First, a specific operation of the scene
通常、映像のシーンは例えば映像制作者(脚本家や演出家など)の意図により、一連の場面設定に基づく一区切りの映像とされ、シーンチェンジ(映像内容の変化)に伴って、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。なお、シーンチェンジ検出部6でのシーンチェンジ検出をヒストグラム変化により実行するものとして説明しているが、例えばAPL検出部3で検出されたAPLやヒストグラム検出時に得られるピーク輝度値等、映像信号の他の特徴量に基づいて(特徴量の変化により)実行してもよい。
Usually, a video scene is a segmented video based on a series of scene settings, for example, according to the intention of a video producer (screenwriter, director, etc.), and the brightness of the video signal is accompanied by a scene change (change in video content). The distribution is expected to change greatly. The scene
図12に示すように、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、ヒストグラムストレッチング部4からの出力に基づき、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し、判定結果を出力する。
As illustrated in FIG. 12, the scene
図2に示すような、第1テンポラリフィルタ7及び第2テンポラリフィルタ9の配置例(テンポラリフィルタ配置例1)では、シーンチェンジ検出部6は、シーンチェンジ検出結果を、第1のテンポラリフィルタ7及び第2のテンポラリフィルタ9に出力するように組み込まれている。
In the arrangement example of the first
図11で示すような場合、ヒストグラムバッファ61には図11(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図11(B)を比較し、その頻度変化を検出する。図11(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、その判定結果を出力する。
In the case as shown in FIG. 11, the
次に、第1のテンポラリフィルタ7の動作について具体的に説明する。
図13は、図2の液晶表示装置における第1のテンポラリフィルタ7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、例えば、巡回型ローパスフィルタであり、図13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(バックライトDUTY)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(バックライトDUTY)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(フィルタ係数)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(6)となる。
Yn=aYn-1+(1−a)Xn ・・・(6)
Next, the operation of the first
FIG. 13 is a diagram showing a configuration example of the first
Y n = aY n-1 + (1-a) X n ··· (6)
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、該第1のテンポラリフィルタ7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BLreduced(バックライトDUTY)を通すことによって、バックライト輝度変動を時間的に滑らかにし、違和感を無くすようにしている。テンポラリフィルタ配置例1では、第1のテンポラリフィルタ7が、ディストーションモジュール5の出力を時間的にフィルタリングして後段のコンフィグレーションデザイン部13及び可変ディレイ10へ出力するように組み込まれている。
In the advanced luminance modulation processing executed by the advanced
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ることが少ないと考えられる。そこで、例えば、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(6)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、バックライトの発光輝度レベルBLreducedの変化を速めたことになる。このように、第1のテンポラリフィルタ7は、シーンチェンジ検出部6でシーンチェンジが検出されたか否かによって、係数aを変更することが好ましい。
In addition, when the scene changes, the video itself changes greatly, so that it is considered that there is little sense of incongruity even if the light emission luminance level of the backlight is suddenly changed. Therefore, for example, when the scene is changed, the change in backlight luminance is accelerated by reducing the coefficient a of the first
次に、第2のテンポラリフィルタ9の動作について具体的に説明する。
図2で例示した第2のテンポラリフィルタ9について説明するが、その効果をより的確に説明するために、図14に示すような図2から第2のテンポラリフィルタ9を除いた構成を持つ液晶表示装置を用いて説明する。
Next, the operation of the second temporary filter 9 will be specifically described.
The second temporary filter 9 illustrated in FIG. 2 will be described. In order to explain the effect more precisely, a liquid crystal display having a configuration excluding the second temporary filter 9 from FIG. 2 as shown in FIG. This will be described using the apparatus.
図14は、従来の液晶表示装置の部分的な構成例を示す図で、図15は、映像信号のAPL及びヒストグラムの変化の例を示す図である。また、図16は、図14の液晶表示装置において図15のような映像信号の変化が生じたときの、参照用発光輝度レベルBLref、発光輝度レベルBLreduced、ゲイン設定値、及び液晶パネル上の表示輝度の変化を説明するための模式図である。 FIG. 14 is a diagram illustrating a partial configuration example of a conventional liquid crystal display device, and FIG. 15 is a diagram illustrating an example of changes in APL and histogram of a video signal. Further, FIG. 16 shows the reference emission luminance level BL ref , emission luminance level BL reduced , gain setting value, and value on the liquid crystal panel when the video signal change as shown in FIG. 15 occurs in the liquid crystal display device of FIG. It is a schematic diagram for demonstrating the change of the display brightness | luminance.
図14のごとき第2のテンポラリフィルタ9を除いた構成を持つ液晶表示装置において、例えば図15のようにAPLが小から大に急激に変化し、且つディストーションモジュール5での判定結果に影響が無かった場合について、図16を参照して考察する。
In the liquid crystal display device having the configuration excluding the second temporary filter 9 as shown in FIG. 14, the APL changes rapidly from small to large as shown in FIG. 15, for example, and the determination result in the
図15のようにAPLが小から大に急激に変化し、図16(A)に示すように目標となる参照用発光輝度レベルBLrefが100%から50%へと低く変更されたとする。ディストーションモジュール5の評価は変わらない場合を想定しているので、発光輝度レベルBLreducedとしては50%をそのまま出力し、図16(B)のように第1のテンポラリフィルタ7によって時間的変化が緩和された発光輝度レベルBLreduced(バックライトDUTY)が出力される。ところが、コンフィグレーションデザイン部13において、ゲインが発光輝度レベルBLreducedだけでなく参照用発光輝度レベルBLrefを基に計算されるため、図16(C)の楕円P内の実線で示すようにゲイン設定値が急激に変化してしまう。そのため、本来最終的な液晶パネル上の表示輝度は、図16(D)の点線Qのように徐々に変化させたいにも拘わらず、図16(D)の実線で図示したように急激に変化してしまう。
Assume that the APL changes rapidly from small to large as shown in FIG. 15, and the target reference luminance level BL ref is changed from 100% to 50% as shown in FIG. Since it is assumed that the evaluation of the
点線Qのように徐々に表示輝度を変化させるためには、このようなAPLの変化に対しても、ゲイン設定値が図16(C)の楕円P内の点線で示すように一定に推移するように出力される必要がある。 In order to gradually change the display luminance as indicated by the dotted line Q, the gain setting value changes constantly as indicated by the dotted line in the ellipse P in FIG. Need to be output as follows.
上記の問題に対し、第2のテンポラリフィルタ9を設けることにより解決できる。図17は、図2の液晶表示装置(テンポラリフィルタ配置例1)において図15のような映像信号の変化が生じたときの、参照用発光輝度レベルBLref、発光輝度レベルBLreduced、ゲイン設定値、及び液晶パネル上の表示輝度の変化を説明するための模式図である。 The above problem can be solved by providing the second temporary filter 9. FIG. 17 shows a reference emission luminance level BL ref , emission luminance level BL reduced , and gain setting value when a change in the video signal as shown in FIG. 15 occurs in the liquid crystal display device of FIG. 2 (temporary filter arrangement example 1). FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a change in display luminance on the liquid crystal panel.
テンポラリフィルタ配置例1において、第2のテンポラリフィルタ9は、シーンチェンジ検出部6から受けたシーンチェンジ検出結果に基づき、BL輝度レベル設定部8からの出力を時間的にフィルタリングしてコンフィグレーションデザイン部13へ出力するように配置されている。第2のテンポラリフィルタ9は、例えば図13の第1のテンポラリフィルタ7のようなフィルタで構成すればよい。
In the temporary filter arrangement example 1, the second temporary filter 9 temporally filters the output from the BL luminance
このような第2のテンポラリフィルタ9の組み込みにより、コンフィグレーションデザイン部13に入る信号である参照用発光輝度レベルBLrefと発光輝度レベルBLreducedとが同一の時間的な遅延量になるので、図16(D)で説明したような表示輝度の急激な変化を無くすことができる。つまり、第2のテンポラリフィルタ9を、第1のテンポラリフィルタ7と同等の機能・特性(時定数、係数a、及び係数aの変更も同じとする)を持つフィルタとすること、すなわちシーンチェンジ時に第1のテンポラリフィルタ7の値の変化に追従させることで、上述のようなAPLの変化に対しても、ゲイン設定値を図17(C)の楕円R内で示すように一定に推移するように設定することができる。その結果として、図17(D)の実線Sで示すように、表示輝度の急激な変化を無くすことができる。言い換えれば、第1のテンポラリフィルタと第2のテンポラリフィルタとを設けることにより、ディストーションモジュール5から出力される発光輝度レベルBLreducedの出力遅延量と、コンフィグレーションデザイン部13から出力されるゲイン設定値の出力遅延量とが相関することになる。
By incorporating the second temporary filter 9 as described above, the reference emission luminance level BL ref and the emission luminance level BL reduced which are signals entering the
このように、第2のテンポラリフィルタ9の時定数と第1のテンポラリフィルタ7の時定数とを同じにして、双方のフィルタリング対象のフレームを合わせること、すなわちバックライト輝度変調に用いる発光輝度レベルBLreducedとゲイン設定との出力時定数を合わせることが好ましい。また、第2のテンポラリフィルタ9の係数と第1のテンポラリフィルタ7の係数aとを同じにして、双方の現フレームの重みを合わせることが好ましい。また、第2のテンポラリフィルタ9も、第1のテンポラリフィルタ7での係数aの変更と合わせて、シーンチェンジ検出部6でシーンチェンジが検出されたか否かによって係数を変更することが好ましい。
In this way, the time constant of the second temporary filter 9 and the time constant of the first
また、時定数及び係数aを第1のテンポラリフィルタ7と同じにしなくても、シーンチェンジ検出結果に基づき係数aと同傾向の変更を第2のテンポラリフィルタ9の係数に加えることで、図16(D)で説明したような表示輝度の急激な変化を、無くすことはできなくても緩和することは可能である。
Further, even if the time constant and the coefficient a are not the same as those of the first
また、第1,第2のテンポラリフィルタ7,9における係数aの変更について説明したが、その例に限らず、各テンポラリフィルタ7,9は、シーンチェンジ検出部6でシーンチェンジであると判定された場合にのみ、発光輝度レベルBLreduced(バックライトDUTY)及びゲイン設定値の出力遅延を行わず、シーンチェンジではないと判定された場合には発光輝度レベルBLreduced及びゲイン設定値の出力遅延を行うようにしてもよい。
Further, the change of the coefficient a in the first and second
テンポラリフィルタ配置例1として説明したように、本発明では、(I)BL輝度レベル設定部8及びディストーションモジュール5等で構成される光源制御部から出力される光源輝度信号(発光輝度レベルBLreduced、つまりバックライトDUTY)の出力遅延量に応じて、コンフィグレーションデザイン部13等で構成されるゲイン設定部から出力されるゲイン設定値を遅延させて出力するか、或いは、(II)ゲイン設定部から出力されるゲイン設定値の出力遅延量に応じて光源制御部から出力される光源輝度信号を遅延させて出力することになる。上記(I),(II)のいずれの構成においても、一方の出力遅延量が他方の出力遅延量に連動(時間的に追従)するものであり、光源制御部から出力される光源輝度信号の出力遅延量とゲイン設定部から出力されるゲイン設定値の出力遅延量とが相関することになる。なお、ここでの遅延は上述した通りであり、可変ディレイ10で実行される、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とは別のものである。
As described as the temporary filter arrangement example 1, in the present invention, (I) a light source luminance signal (light emission luminance level BL reduced) output from a light source control unit configured by the BL luminance
このように、本発明の液晶表示装置によれば、バックライトの発光輝度変化と入力映像信号のゲイン設定とを適切に連動させて、表示品位を高くすることができる。 As described above, according to the liquid crystal display device of the present invention, it is possible to improve the display quality by appropriately interlocking the change in luminance of the backlight and the gain setting of the input video signal.
本発明の上記(I),(II)のような構成は、テンポラリフィルタ配置例1として前述しテンポラリフィルタ配置例2〜4として後述するように、第1のテンポラリフィルタ7(光源制御部側のフィルタ)、第2のテンポラリフィルタ9(ゲイン設定部側のフィルタ)を挿入することで実現できるが、それに限ったものではない。テンポラリフィルタ配置例1は、時定数や係数aや係数aの変更を2つのテンポラリフィルタ7,9で合わせることで、バックライトの発光輝度レベルBLreducedの出力遅延量とゲイン設定値の出力遅延量とを同じにすることが可能となる、好適な例に過ぎない。
The configurations (I) and (II) of the present invention are the first temporary filter 7 (on the light source control unit side) as described above as the temporary filter arrangement example 1 and as described later as the temporary filter arrangement examples 2 to 4. Filter) and the second temporary filter 9 (the filter on the gain setting unit side) can be realized, but the present invention is not limited to this. In the temporary filter arrangement example 1, the change of the time constant, the coefficient a, and the coefficient a are matched by the two
なお、シーンチェンジ検出部6は必須ではなく、第1のテンポラリフィルタ7及び第2のテンポラリフィルタ9をテンポラリフィルタ配置例1のように配置することのみによっても、バックライトの発光輝度レベルBLreducedの出力遅延量とゲイン設定値の出力遅延量とを同じにすることが可能となる。また、シーンチェンジ検出部6が、シーンチェンジ検出結果を第1のテンポラリフィルタ7及び第2のテンポラリフィルタ9に出力するものとして説明した。しかし、シーンチェンジ検出部6は、シーンチェンジ検出結果を第1のテンポラリフィルタ7又は第2のテンポラリフィルタ9に出力し、検出信号を受けた側のフィルタが他方のフィルタにそれを伝えてもよいし、単に一方を緩和するだけと考えれば、一方にシーンチェンジ検出信号を出力するだけの構成を採用してもよい。また、シーンチェンジを検出して、その判定結果をテンポラリフィルタに反映させるに限られることはなく、もっと他の判定材料を基準にしてテンポラリフィルタを制御させるようにしてもよい。
The scene
以上では、図2に記載のテンポラリフィルタ配置例1を基に説明を行ってきた。以下では、他のテンポラリフィルタ配置例を挙げ説明する。
図18は、図2の液晶表示装置におけるテンポラリフィルタの別の配置例(テンポラリフィルタ配置例2)を示す部分的なブロック図である。図18を参照して説明するテンポラリフィルタ配置例2は、テンポラリフィルタ配置例1において、第2のテンポラリフィルタ9の配置が異なるものであり、その他の部分は、係数や係数の変更に関する応用例やシーンチェンジ検出部6を具備しない応用例も含め、同様である。
The above description has been based on the temporary filter arrangement example 1 shown in FIG. Hereinafter, another example of temporary filter arrangement will be described.
FIG. 18 is a partial block diagram showing another arrangement example (temporary filter arrangement example 2) of the temporary filter in the liquid crystal display device of FIG. The temporary filter arrangement example 2 described with reference to FIG. 18 differs from the temporary filter arrangement example 1 in that the arrangement of the second temporary filter 9 is different. The same applies to an application example in which the scene
図18で部分的に示される液晶表示装置は、図2における第2のテンポラリフィルタ9の代わりに同じ第2のテンポラリフィルタ(符号は9aとする)が別の位置に設けられている。つまり、テンポラリフィルタ配置例2において、第2のテンポラリフィルタ9aは、シーンチェンジ検出部6から受けたシーンチェンジ検出結果に基づき、BL輝度レベル設定部8からの出力を時間的にフィルタリングして、コンフィグレーションデザイン部13及びディストーションモジュール5へ出力するように組み込まれている。つまり、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発光輝度レベルBLrefを越えない範囲で、最も評価値が低い映像輝度範囲に対応する発光輝度レベルBLreducedを選択することになる。このようなテンポラリフィルタ配置例2は、例えば、BL輝度レベル設定部8で選択された参照用発光輝度レベルBLrefがソフトウェア処理によりディストーションモジュール5及びコンフィグレーションデザイン部13へ一括して設定(入力)される場合に用いられる。
In the liquid crystal display device partially shown in FIG. 18, the same second temporary filter (reference numeral 9a) is provided at another position instead of the second temporary filter 9 in FIG. That is, in the temporary filter arrangement example 2, the second temporary filter 9a temporally filters the output from the BL luminance
また、テンポラリフィルタ配置例2においては、シーンチェンジ検出部6が、ヒストグラムストレッチング部4からの出力に基づき得たシーンチェンジ検出結果を、第1のテンポラリフィルタ7及び第2のテンポラリフィルタ9aに出力するように、第1のテンポラリフィルタ7が、ディストーションモジュール5の出力を時間的にフィルタリングして後段のコンフィグレーションデザイン部13及び可変ディレイ10へ出力するように組み込まれている。
In the temporary filter arrangement example 2, the scene
テンポラリフィルタ配置例2では、テンポラリフィルタ配置例1での時定数に関する応用例については必ずしも最適とは言えない。すなわち、テンポラリフィルタ配置例2では第1のテンポラリフィルタ7と第2のテンポラリフィルタ9とは同じ時定数を採用してもよいが、より好適には、第2のテンポラリフィルタ9aの出力遅延量を第1のテンポラリフィルタ7の出力遅延量の数分の1程度にするなどにより、合計2箇所でフィルタリングされる発光輝度レベルBLreducedの出力遅延量と1箇所でフィルタリングされるBLrefの出力遅延量とを、適宜、合わせるようにしてもよい。
In the temporary filter arrangement example 2, the application example related to the time constant in the temporary filter arrangement example 1 is not necessarily optimal. That is, in the temporary filter arrangement example 2, the first
図19は、図18の液晶表示装置において図15のような映像信号の変化が生じたときの、参照用発光輝度レベルBLref、発光輝度レベルBLreduced、ゲイン設定値、及び液晶パネル上の表示輝度の変化を説明するための模式図である。 FIG. 19 shows the reference light emission luminance level BL ref , light emission luminance level BL reduced , gain setting value, and display on the liquid crystal panel when the video signal change as shown in FIG. 15 occurs in the liquid crystal display device of FIG. It is a schematic diagram for demonstrating the change of a brightness | luminance.
第1のテンポラリフィルタ7に対するこのような第2のテンポラリフィルタ9aの組み込みにより、バックライトの発光輝度レベルBLreducedの出力遅延量とゲイン設定値の出力遅延量のズレを緩和することができ、その結果、図16(D)で説明したような表示輝度の急激な変化を緩和することができる。つまり、第2のテンポラリフィルタ9aを、第1のテンポラリフィルタ7と同等の機能・特性(ここでは係数a及びその変更も同じとする)を持つフィルタとすること、すなわちシーンチェンジ時に第1のテンポラリフィルタ7の値の変化に追従させることで、上述のようなAPLの変化に対しても、ゲイン設定値を図19(C)の楕円U内で示すように一定ではないが図16(C)に比べて変化が少なく(変化を軽減させて)推移するように設定することができる。その結果として、図19(D)の点線Vで示すように完全に急激な変化を無くすことはできないものの、図19(D)の実線で示すように、表示輝度の急激な変化を軽微な変化へと緩和することができる。言い換えれば、テンポラリフィルタ配置例2においても、第1のテンポラリフィルタと第2のテンポラリフィルタとを設けることにより、ディストーションモジュール5から出力される発光輝度レベルBLreducedの出力遅延量と、コンフィグレーションデザイン部13から出力されるゲイン設定値の出力遅延量とが相関することになる。
By incorporating such a second temporary filter 9a into the first
このように、テンポラリフィルタ配置例2で示した液晶表示装置でも、バックライトの発光輝度変化と入力映像信号のゲイン設定とを適切に連動させて、表示品位を高くすることができる。また、係数aを第1のテンポラリフィルタ7と同じにしなくても、シーンチェンジ検出結果に基づき係数aと同傾向の変更を第2のテンポラリフィルタ9の係数に施すことで、図16(D)で説明したような表示輝度の急激な変化を、図19(D)の実線で示すまでは緩和されないものの、やや軽微な変化へと緩和することは可能である。
As described above, even in the liquid crystal display device shown in the temporary filter arrangement example 2, the display quality can be improved by appropriately interlocking the change in luminance of the backlight and the gain setting of the input video signal. Further, even if the coefficient a is not the same as that of the first
また、ディストーションモジュール5の入力に第2テンポラリフィルタ9aのようなフィルタを設けたテンポラリフィルタ配置例2は、参照用発光輝度レベルBLrefの変化を緩和してディストーションモジュール5での評価を行えるだけでなく、ディストーションモジュール5及びコンフィグレーションデザイン部13をソフトウェアにより構成した場合に特に有益となる。つまり、テンポラリフィルタ配置例2では、ディストーションモジュール5とコンフィグレーションデザイン部13とに、ソフトウェアにより一括して同じ参照用発光輝度レベルBLref(入力DUTY)が設定でき、またその設定だけで第2テンポラリフィルタ9aでフィルタリングも両方に一括してかけることができる。そのため、テンポラリフィルタ配置例2の構成の方がテンポラリフィルタ配置例1等の構成に比べて簡易に設計することができる。
In addition, the temporary filter arrangement example 2 in which a filter such as the second temporary filter 9a is provided at the input of the
以上では、テンポラリフィルタ配置例2について説明したが、以下に、さらに他のテンポラリフィルタ配置例としてテンポラリフィルタ配置例3を説明する。
図20は、図2の液晶表示装置におけるテンポラリフィルタの別の配置例を示す部分的なブロック図である。図20を参照して説明するテンポラリフィルタ配置例3は、テンポラリフィルタ配置例1において、さらに第3のテンポラリフィルタ9bを設けたものであり、その他の部分は、時定数や係数や係数の変更に関する応用例、シーンチェンジ検出部6を具備しない応用例も含め、同様に適用できる。但し、ここで言う時定数、係数、係数の変更とは、第1のテンポラリフィルタ7と第2のテンポラリフィルタ9とのものとなり、第3のテンポラリフィルタ9bの時定数、係数、係数の変更は基本的に無関係である。
Although the temporary filter arrangement example 2 has been described above, a temporary filter arrangement example 3 will be described below as still another temporary filter arrangement example.
FIG. 20 is a partial block diagram showing another arrangement example of the temporary filter in the liquid crystal display device of FIG. A temporary filter arrangement example 3 described with reference to FIG. 20 is the same as the temporary filter arrangement example 1 except that a third temporary filter 9b is provided, and the other parts are related to changes in time constants, coefficients, and coefficients. Application examples and application examples that do not include the scene
図20で部分的に示されるテンポラリフィルタ配置例3の液晶表示装置は、テンポラリフィルタ配置例1において、第3のテンポラリフィルタ9bは、シーンチェンジ検出部6から受けたシーンチェンジ検出結果に基づき、BL輝度レベル設定部8からの出力を時間的にフィルタリングして、第2のテンポラリフィルタ9及びディストーションモジュール5へ出力するように組み込まれている。また、第2のテンポラリフィルタ9は、シーンチェンジ検出部6から受けたシーンチェンジ検出結果に基づき、第3のテンポラリフィルタ9bからの出力を時間的にフィルタリングして、コンフィグレーションデザイン部13へ出力するように組み込まれている。また、シーンチェンジ検出部6が、ヒストグラムストレッチング部4からの出力に基づき得たシーンチェンジ検出結果を、第1のテンポラリフィルタ7及び第2のテンポラリフィルタ9に出力するように、第1のテンポラリフィルタ7が、ディストーションモジュール5の出力を時間的にフィルタリングして後段のコンフィグレーションデザイン部13及び可変ディレイ10へ出力するように組み込まれている。
In the liquid crystal display device of the temporary filter arrangement example 3 partially shown in FIG. 20, the third temporary filter 9b in the temporary filter arrangement example 1 is based on the scene change detection result received from the scene
このような第2のテンポラリフィルタ9の組み込みにより、コンフィグレーションデザイン部13に入る信号である参照用発光輝度レベルBLrefと発光輝度レベルBLreducedとが同一のディレイで入ることになるので、図17で示したように、図16(D)で説明したような表示輝度の急激な変化を無くすこと(ゲイン設定時の第1のテンポラリフィルタ7による誤動作を回避すること)ができる。さらに、テンポラリフィルタ配置例3では、フテンポラリフィルタ配置例1において、参照用発光輝度レベルBLrefの変化を緩和してディストーションモジュール5での評価を行えるようになる。言い換えれば、テンポラリフィルタ配置例3においても、第1のテンポラリフィルタ、第2のテンポラリフィルタ、第3のテンポラリフィルタを設けることにより、ディストーションモジュール5から出力される発光輝度レベルBLreducedの出力遅延量と、コンフィグレーションデザイン部13から出力されるゲイン設定値の出力遅延量とが相関することになる。
By incorporating the second temporary filter 9 as described above, the reference light emission luminance level BL ref and the light emission luminance level BL reduced which are signals entering the
ここで例示したように、本発明ではフィルタの個数は2つに限ったものではなく、バックライトの発光輝度レベルBLreducedの出力遅延量とゲイン設定値の出力遅延量が関連する(好ましくは同じになる)ように構成すればよい。 As illustrated here, in the present invention, the number of filters is not limited to two, and the output delay amount of the backlight emission luminance level BL reduced and the output delay amount of the gain setting value are related (preferably the same). It can be configured as follows.
以上では、テンポラリフィルタ配置例3について説明したが、以下に、さらに他のテンポラリフィルタ配置例としてテンポラリフィルタ配置例4を説明する。
図21は、図2の液晶表示装置におけるテンポラリフィルタの別の組込例を示す部分的なブロック図である。図21を参照して説明するテンポラリフィルタ配置例4は、テンポラリフィルタ配置例1において、第1のテンポラリフィルタ7(符号は7aとする)及び第2のテンポラリフィルタ9(符号は9cとする)の配置が異なるものであり、その他の部分は、時定数や係数や係数の変更に関する応用例、シーンチェンジ検出部6を具備しない応用例も含め、同様である。
Although the temporary filter arrangement example 3 has been described above, a temporary filter arrangement example 4 will be described below as still another temporary filter arrangement example.
FIG. 21 is a partial block diagram showing another example of incorporating a temporary filter in the liquid crystal display device of FIG. The temporary filter arrangement example 4 described with reference to FIG. 21 is different from the temporary filter arrangement example 1 in the first temporary filter 7 (reference numeral 7a) and the second temporary filter 9 (reference numeral 9c). The arrangement is different, and the other parts are the same, including application examples relating to time constants, coefficients, and coefficient changes, and application examples that do not include the scene
図21で部分的に示されるテンポラリフィルタ配置例4の液晶表示装置は、フィルタ組込例1において第1,第2のテンポラリフィルタ7,9を取り除き、第1のテンポラリフィルタ7aが、ディストーションモジュール5の出力を時間的にフィルタリングして後段の可変ディレイ10へ出力するように組み込まれている。さらに、第2のテンポラリフィルタ9cが、シーンチェンジ検出部6から受けたシーンチェンジ検出結果に基づき、コンフィグレーションデザイン部13からの出力であるゲイン設定値を時間的にフィルタリングして、RGBγ/WB調整部15へ出力するように組み込まれている。ここで、シーンチェンジ検出部6は、ヒストグラムストレッチング部4からの出力に基づき得たシーンチェンジ検出結果を、第1のテンポラリフィルタ7a及び第2のテンポラリフィルタ9cに出力するように組み込まれている。
The liquid crystal display device of the temporary filter arrangement example 4 partially shown in FIG. 21 removes the first and second
このような第1,第2のテンポラリフィルタ7a,9cの組み込み方法を採用することにより、コンフィグレーションデザイン部13に入る信号である参照用発光輝度レベルBLrefと発光輝度レベルBLreducedとが元々時間的に同一であるため、図16(C)で説明したようなゲイン設定値の急激な変化が生じない。そして、最終的な液晶パネル上の表示輝度は、第1のテンポラリフィルタ7aによりシーンチェンジ検出の有無などによるバックライト輝度変動の違和感を無くすようにしているが、第2のテンポラリフィルタ9cではゲイン設定後にフィルタリングするので、図16(D)の実線で示したような表示輝度の急激な変化を無くし、図16(D)の点線Qや図17(D)の実線Sのように徐々に表示輝度を変化させることができる。言い換えれば、テンポラリフィルタ配置例4においても、第1のテンポラリフィルタと第2のテンポラリフィルタとを設けることにより、ディストーションモジュール5から出力される発光輝度レベルBLreducedの出力遅延量と、コンフィグレーションデザイン部13から出力されるゲイン設定値の出力遅延量とが相関することになる。
By adopting such a method of incorporating the first and second temporary filters 7a and 9c, the reference emission luminance level BL ref and the emission luminance level BL reduced which are signals entering the
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、7,7a…第1のテンポラリフィルタ、8…BL輝度レベル設定部、9,9a,9c…第2のテンポラリフィルタ、9b…第3のテンポラリフィルタ、10…可変ディレイ、11…CPU/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…RGBγ/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、61…ヒストグラムバッファ、62…ヒストグラム変化検出部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記光源制御部は、発光輝度信号を遅延させて出力する第1のテンポラリフィルタと、該第1のテンポラリフィルタから出力された発光輝度信号を前記液晶パネルへの映像出力に合わせて遅延させて出力する遅延部とを有し、
前記ゲイン設定部は、前記入力映像信号から求めたゲイン設定のための信号を遅延させて出力する第2のテンポラリフィルタを有し、
前記液晶表示装置は、前記第1のテンポラリフィルタから出力される光源輝度信号の出力遅延量に応じて前記第2のテンポラリフィルタで前記ゲイン設定のための信号を遅延させて出力するか、或いは、前記第2のテンポラリフィルタから出力される前記ゲイン設定のための信号の出力遅延量に応じて前記第1のテンポラリフィルタで光源輝度信号を遅延させて出力することを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal panel that displays an image based on an input video signal; a light source that illuminates the liquid crystal panel; a light source control unit that adjusts the light emission luminance of the light source; and a gain setting unit that sets a gain of the input video signal; In a liquid crystal display device that controls the luminance of the light source and the gain setting in conjunction with each other,
The light source control unit delays and outputs a first temporary filter that outputs a light emission luminance signal and delays the light emission luminance signal output from the first temporary filter in accordance with the video output to the liquid crystal panel. And a delay unit that
The gain setting unit includes a second temporary filter that delays and outputs a signal for gain setting obtained from the input video signal ,
The liquid crystal display device, the first or the second of at temporary filter delays the signal for the gain setting and outputs according to the output delay amount of the light source luminance signal outputted from the temporary filter, or, the liquid crystal display apparatus characterized by delaying and outputting the light source luminance signal in the first temporary filter in accordance with the output delay amount of a signal for the gain setting that is output from the second temporary filter.
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