JP5116849B2 - 画像表示装置および画像表示方法 - Google Patents
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Description
複数の表示素子を含む表示パネルと、
RGBの3色の複数の光源を含むバックライトと、
入力画像を複数のエリアに分割し、各エリアに対応した入力画像に基づいて当該各エリアにおけるRGBの色毎の最大輝度を第1発光輝度として取得するエリア内最大輝度取得部と、
前記複数のエリアのRGBの3色についての第1発光輝度に基づいて、各エリアに対応するRGBの3色の光源の発光時の輝度を示す第2発光輝度の算出に用いられるべき重み付け係数を求める重み付け係数算出部と、
各エリアにおいて、RGBの3色のうち前記第1発光輝度が最大である色を基準色として抽出し、前記基準色についての第1発光輝度に所定係数と前記重み付け係数とを乗ずることによって得られる補正用輝度に基づいて、前記基準色以外の色についての第2発光輝度を求める発光輝度補正部と、
前記基準色についての第1発光輝度を示すデータと前記発光輝度補正部によって求められた前記基準色以外の色についての第2発光輝度を示すデータとからなるバックライト制御データと前記入力画像とに基づき、前記表示素子の光透過率を制御するための表示用データを求める表示用データ算出部と、
前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動回路と、
前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動回路と
を備えることを特徴とする。
前記発光輝度補正部は、前記基準色以外の色について、前記第1発光輝度が前記補正用輝度よりも小さければ前記補正用輝度を前記第2発光輝度とすることを特徴とする。
前記重み付け係数算出部は、RGBの3色それぞれについて前記複数のエリアの第1発光輝度の平均値である最大輝度平均値を求め、RGBの3色のうち前記最大輝度平均値が最も大きい色についての重み付け係数Wを下記の式で算出することを特徴とする。
W=I×(Ma/Mb)+m
ここで、Iおよびmは外部から設定される定数を表し、MaはRGBの3色の最大輝度平均値のうちのいずれかを表し、MbはRGBの3色の最大輝度平均値のうちのMa以外のいずれかを表す。
前記MaはRGBの3色の最大輝度平均値のうち2番目に大きい値を表し、前記MbはRGBの3色の最大輝度平均値のうち最も大きい値を表すことを特徴とする。
前記重み付け係数算出部は、RGBの3色のうち前記最大輝度平均値が最も大きい色以外の色についての重み付け係数を1にすることを特徴とする。
前記重み付け係数算出部は、RGBの3色の最大輝度平均値のうち任意の2色または3色の値が等しいときには、B色、G色、R色の優先順位で値の大きさの順位を決定することを特徴とする。
入力画像を複数のエリアに分割し、各エリアに対応した入力画像に基づいて当該各エリアにおけるRGBの色毎の最大輝度を第1発光輝度として取得するエリア内最大輝度取得ステップと、
前記複数のエリアのRGBの3色についての第1発光輝度に基づいて、各エリアに対応するRGBの3色の光源の発光時の輝度を示す第2発光輝度の算出に用いられるべき重み付け係数を求める重み付け係数算出ステップと、
各エリアにおいて、RGBの3色のうち前記第1発光輝度が最大である色を基準色として抽出し、前記基準色についての第1発光輝度に所定係数と前記重み付け係数とを乗ずることによって得られる補正用輝度に基づいて、前記基準色以外の色についての第2発光輝度を求める発光輝度補正ステップと、
前記基準色についての第1発光輝度を示すデータと前記発光輝度補正ステップで求められた前記基準色以外の色についての第2発光輝度を示すデータとからなるバックライト制御データと前記入力画像とに基づき、前記表示素子の光透過率を制御するための表示用データを求める表示用データ算出ステップと、
前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動ステップと、
前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動ステップと
を備えることを特徴とする。
図2は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置10の構成を示すブロック図である。図2に示す液晶表示装置10は、液晶パネル11、パネル駆動回路12、バックライト13、バックライト駆動回路14、および、エリアアクティブ駆動処理部15を備えている。液晶表示装置10は、画面を複数のエリアに分割し、エリア内の入力画像に基づきバックライト光源の輝度を制御しながら液晶パネル11を駆動するエリアアクティブ駆動を行う。以下、mとnは2以上の整数、pとqは1以上の整数、pとqのうち少なくとも一方は2以上の整数とする。
図1は、本実施形態におけるエリアアクティブ駆動処理部15の詳細な構成を示すブロック図である。エリアアクティブ駆動処理部15は、エリア内最大輝度取得部151と重み付け係数算出部152とLED輝度調整部153とLEDデータ決定部154と液晶データ算出部155とを備えている。なお、本実施形態においては、LED輝度調整部153によって発光輝度補正部が実現され、液晶データ算出部155によって表示用データ算出部が実現されている。
図4は、エリアアクティブ駆動処理部15の処理手順を示すフローチャートである。エリアアクティブ駆動処理部15には、RGBの3色の色成分の入力画像31が入力される(ステップS11)。各色成分の入力画像には(m×n)個の画素の輝度が含まれる。
本実施形態においては、充分な色再現範囲を確保しつつ色ずれの発生を抑制するために、各エリア内のRGBの各色のLEDの輝度に調整が施される。このLEDの輝度の調整は、重み付け係数決定処理とLED輝度調整処理とによって行われる。なお、これらの処理で求められるべき各LEDの輝度を示す信号値のことを「LED輝度信号値」という。以下、重み付け係数決定処理およびLED輝度調整処理について説明する。
図6は、重み付け係数決定処理の手順を示すフローチャートである。エリアアクティブ駆動処理部15内の重み付け係数算出部152は、RGBの各色の最大輝度値(各エリアにおける画素の輝度の最大値)を全エリア分について取得する(ステップS151)。次に、重み付け係数算出部152は、RGBの各色について、ステップS151で取得した全エリア分の最大輝度値の平均値(以下、「最大輝度平均値」という。)を求める(ステップS153)。例えば、この液晶パネルに(32×16)個のLEDユニット22が含まれている場合、R色についての最大輝度平均値MEAN_Rは次式(1)によって求められる。
MEAN_R=SUM_R/(32×16) ・・・(1)
ここで、SUM_Rは、R色についての全エリア分の最大輝度値の総和である。同様にして、G色についての最大輝度平均値MEAN_GおよびB色についての最大輝度平均値MEAN_Bも求められる。
W=I×(MEAN_2/MEAN_1)+m ・・・(2)
ここで、MEAN_1は、ステップS155で第1位と判定された色の最大輝度平均値であって、MEAN_2は、ステップS155で第2位と判定された色の最大輝度平均値である。また、Iは、外部から設定され任意の値を取り得る係数であって、mは、外部から設定され任意の値を取り得る切片である。
Wg_r=I×(MEAN_R/MEAN_G)+m ・・・(3)
Wg_b=I×(MEAN_R/MEAN_G)+m ・・・(4)
図7は、LED輝度調整処理の手順を示すフローチャートである。なお、図7に示しているのは1エリア分についての処理の手順であって、これらの処理が全エリアについて行われる。エリアアクティブ駆動処理部15内のLED輝度調整部153は、(処理対象の)エリア内におけるRGBの各色の最大輝度値(画素の輝度の最大値)を当該エリアにおけるRGBの各色のLED輝度信号値としてセットする(ステップS161)。
本実施形態によれば、各エリアにおいて、RGBのうちの輝度値が最大の色以外の色のLEDの輝度がLED輝度調整処理によって調整される。このとき、上記最大の色以外の各色について、入力画像に基づくLEDの輝度が上記最大の色のLEDの輝度に所定の重み付けが施されることによって得られる輝度よりも小さければ、当該色のLEDの輝度は高められる。その結果、色ずれが視認されにくくなる。これについて、図12を参照しつつ説明する。
次に、上記実施形態の変形例について説明する。図15は、上記実施形態の変形例におけるLED輝度調整処理の手順を示すフローチャートである。まず、エリアアクティブ駆動処理部15内のLED輝度調整部153は、(処理対象の)エリア内におけるRGBの各色の最大輝度値(画素の輝度の最大値)を当該エリアにおけるRGBの各色のLED輝度信号値としてセットする(ステップS602)。次に、LED輝度調整部153は、RGBの各色のLED輝度信号値のうち最大の値を持つ色を抽出する(ステップS604)。ここでは、上記実施形態におけるステップS162(図7参照)とは異なり、複数の色のLED輝度信号値が同じ値で最大となっていれば、それら複数の色すべてが最大の値を持つ色として抽出される。例えば、R色のLED輝度信号値とB色のLED輝度信号値とが等しく、かつ、G色のLED輝度信号値よりもR色のLED輝度信号値の方が大きければ、最大のLED輝度信号値を持つ色としてR色とB色とが抽出される。
上記実施形態においては、上式(2)によって重み付け係数Wが算出されたが、本発明はこれに限定されず、例えば次式(5)によって重み付け係数Wが算出されても良い。
W=I×(MEAN_3/MEAN_1)+m ・・・(5)
ここで、MEAN_1は、ステップS155で第1位と判定された色の最大輝度平均値であって、MEAN_3は、ステップS155で第3位と判定された色の最大輝度平均値である。また、Iは、外部から設定され任意の値を取り得る係数であって、mは、外部から設定され任意の値を取り得る切片である。
11…液晶パネル
12…パネル駆動回路
13…バックライト
14…バックライト駆動回路
15…エリアアクティブ駆動処理部
21…表示素子
22…LEDユニット
23…赤色LED
24…緑色LED
25…青色LED
31…入力画像
32…液晶データ
33…LEDデータ
34…各エリアにおけるRGBの色毎の最大輝度値
35…重み付け係数
36…LED輝度調整処理後の輝度
151…エリア内最大輝度取得部
152…重み付け係数算出部
153…LED輝度調整部
154…LEDデータ決定部
155…液晶データ算出部
Claims (12)
- バックライトの輝度を制御する機能を有する画像表示装置であって、
複数の表示素子を含む表示パネルと、
RGBの3色の複数の光源を含むバックライトと、
入力画像を複数のエリアに分割し、各エリアに対応した入力画像に基づいて当該各エリアにおけるRGBの色毎の最大輝度を第1発光輝度として取得するエリア内最大輝度取得部と、
前記複数のエリアのRGBの3色についての第1発光輝度に基づいて、各エリアに対応するRGBの3色の光源の発光時の輝度を示す第2発光輝度の算出に用いられるべき重み付け係数を求める重み付け係数算出部と、
各エリアにおいて、RGBの3色のうち前記第1発光輝度が最大である色を基準色として抽出し、前記基準色についての第1発光輝度に所定係数と前記重み付け係数とを乗ずることによって得られる補正用輝度に基づいて、前記基準色以外の色についての第2発光輝度を求める発光輝度補正部と、
前記基準色についての第1発光輝度を示すデータと前記発光輝度補正部によって求められた前記基準色以外の色についての第2発光輝度を示すデータとからなるバックライト制御データと前記入力画像とに基づき、前記表示素子の光透過率を制御するための表示用データを求める表示用データ算出部と、
前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動回路と、
前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動回路と
を備えることを特徴とする、画像表示装置。 - 前記発光輝度補正部は、前記基準色以外の色について、前記第1発光輝度が前記補正用輝度よりも小さければ前記補正用輝度を前記第2発光輝度とすることを特徴とする、請求項1に記載の画像表示装置。
- 前記重み付け係数算出部は、RGBの3色それぞれについて前記複数のエリアの第1発光輝度の平均値である最大輝度平均値を求め、RGBの3色のうち前記最大輝度平均値が最も大きい色についての重み付け係数Wを下記の式で算出することを特徴とする、請求項1に記載の画像表示装置:
W=I×(Ma/Mb)+m
ここで、Iおよびmは外部から設定される定数を表し、MaはRGBの3色の最大輝度平均値のうちのいずれかを表し、MbはRGBの3色の最大輝度平均値のうちのMa以外のいずれかを表す。 - 前記MaはRGBの3色の最大輝度平均値のうち2番目に大きい値を表し、前記MbはRGBの3色の最大輝度平均値のうち最も大きい値を表すことを特徴とする、請求項3に記載の画像表示装置。
- 前記重み付け係数算出部は、RGBの3色のうち前記最大輝度平均値が最も大きい色以外の色についての重み付け係数を1にすることを特徴とする、請求項3に記載の画像表示装置。
- 前記重み付け係数算出部は、RGBの3色の最大輝度平均値のうち任意の2色または3色の値が等しいときには、B色、G色、R色の優先順位で値の大きさの順位を決定することを特徴とする、請求項3に記載の画像表示装置。
- 複数の表示素子を含む表示パネルとRGBの3色の複数の光源を含むバックライトとを備えた画像表示装置における画像表示方法であって、
入力画像を複数のエリアに分割し、各エリアに対応した入力画像に基づいて当該各エリアにおけるRGBの色毎の最大輝度を第1発光輝度として取得するエリア内最大輝度取得ステップと、
前記複数のエリアのRGBの3色についての第1発光輝度に基づいて、各エリアに対応するRGBの3色の光源の発光時の輝度を示す第2発光輝度の算出に用いられるべき重み付け係数を求める重み付け係数算出ステップと、
各エリアにおいて、RGBの3色のうち前記第1発光輝度が最大である色を基準色として抽出し、前記基準色についての第1発光輝度に所定係数と前記重み付け係数とを乗ずることによって得られる補正用輝度に基づいて、前記基準色以外の色についての第2発光輝度を求める発光輝度補正ステップと、
前記基準色についての第1発光輝度を示すデータと前記発光輝度補正ステップで求められた前記基準色以外の色についての第2発光輝度を示すデータとからなるバックライト制御データと前記入力画像とに基づき、前記表示素子の光透過率を制御するための表示用データを求める表示用データ算出ステップと、
前記表示用データに基づき、前記表示パネルに対して前記表示素子の光透過率を制御する信号を出力するパネル駆動ステップと、
前記バックライト制御データに基づき、前記バックライトに対して前記光源の輝度を制御する信号を出力するバックライト駆動ステップと
を備えることを特徴とする、画像表示方法。 - 前記発光輝度補正ステップでは、前記基準色以外の色について、前記第1発光輝度が前記補正用輝度よりも小さければ前記補正用輝度が前記第2発光輝度とされることを特徴とする、請求項7に記載の画像表示方法。
- 前記重み付け係数算出ステップでは、RGBの3色それぞれについて前記複数のエリアの第1発光輝度の平均値である最大輝度平均値が求められ、RGBの3色のうち前記最大輝度平均値が最も大きい色についての重み付け係数Wが下記の式で算出されることを特徴とする、請求項7に記載の画像表示方法:
W=I×(Ma/Mb)+m
ここで、Iおよびmは外部から設定される定数を表し、MaはRGBの3色の最大輝度平均値のうちのいずれかを表し、MbはRGBの3色の最大輝度平均値のうちのMa以外のいずれかを表す。 - 前記MaはRGBの3色の最大輝度平均値のうち2番目に大きい値を表し、前記MbはRGBの3色の最大輝度平均値のうち最も大きい値を表すことを特徴とする、請求項9に記載の画像表示方法。
- 前記重み付け係数算出ステップでは、RGBの3色のうち前記最大輝度平均値の最も大きい色以外の色についての重み付け係数が1にされることを特徴とする、請求項9に記載の画像表示方法。
- 前記重み付け係数算出ステップでは、RGBの3色の最大輝度平均値のうち任意の2色または3色の値が等しいときには、B色、G色、R色の優先順位で値の大きさの順位が決定されることを特徴とする、請求項9に記載の画像表示方法。
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