JP5495279B2 - 液晶ディスプレイのバックライトを制御する方法、表示回路および液晶表示回路 - Google Patents

Description

本出願は、２００９年５月２０日に提出した米国仮特許出願第６１／１８０，０２２号明細書の恩恵を請求しており、この全体をここに参照として組み込む。

本開示は、概してバックライト制御法に係り、より詳しくは、ＬＣＤ ＴＶ（液晶ディスプレイテレビ受像機）のＬＥＤ（発光ダイオード）バックライトの局所的調光に係る。

典型的なＴＦＴ−ＬＣＤ（薄膜トランジスタ−液晶ディスプレイ）では、ＬＣ（液晶）は、自身で発光せず、ＬＣパネルの観察者（視聴者）位置からみて裏面側からの補助照明光を必要とする。これらの種類の光源は、バックライトとして知られており、概して最大輝度に設定されているが、それぞれ異なる画素ごとのグレースケール値をＬＣに利用して観察者が認知する輝度量を調整している。つまり、画素のグレースケールは、画素からの（バック）ライトの照射を制御するシャッターのような役割を果たしているといえる。

この構造の持つ問題は、バックライトは、画素のグレースケール値がゼロであったとしてもパネルを通りぬけて漏れ易く、「黒レベル」表現が劣化し易いということである。この漏れ（「黒レベル」のみに対して悪影響がある）は、ＴＦＴの本質的な構造に起因しており、ＬＣＤのコントラスト比（ＣＲ）を劣化させる。一般的には、ＣＲは、パネルからの純粋の白色の純粋の黒色に対するルミナンス計測値の比率として定義される。従って、黒色の（または黒色に近い）画素が多い領域ではバックライトの漏れを最小限に抑える、または、少なくとも低下させる必要があり、これにより全画像のＣＲの向上につながる。

ＬＥＣバックライトの局所的調光の概念について説明する際には、ＬＣＤ ＴＶのバックライト構造の理解が助けとなる。どのパネルにも少なくとも１００万個を超える画素が存在しているにも関らず、通常は限られた数の光源（例えば１−８ＣＣＦＬ（冷陰極蛍光管）バックライト）が、ＬＣＤ ＴＶに利用されている。これは、全パネル領域において様々な異なるルミナンスに対して独立して１−８ユニットのバックライトのみを設定可能であることを示唆している。発光ダイオード（ＬＥＤ）バックライト（ＣＣＦＬバックライトの代替品である）を利用すると、独立して制御可能なユニット数は増えるかもしれないが、ＬＥＤバックライトの制御可能なユニットの粒度は、主にコスト面の考慮から、画素の粒度よりずっと粗い。この結果、パネルの一定の領域およびその領域の全ての画素（それぞれ異なるグレースケール値でありうる）を単一の値で表現して、この「総合の」値で、その下のＬＥＤの輝度を定義することを特徴とする。

典型的なＬＥＤバックライト構造を図１に示す。この図では、１１１は、ＬＣパネル面であり（前面に示されている）、１１２はＬＥＤバックライト面である（裏面に示されている）。バックライト面では、矩形の格子状の各ＬＥＤ１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、または１２２のセットにより、輝度としてこの数のＬＥＤが設定可能であることを示している。各ＬＥＤグループの全てのＬＥＤの間に延びる線（例えば１１３）は、そのグループ内の全てのＬＥＤに共通のエネルギー量を供給する電気信号コンダクタを示している。このコンダクタの上の電気信号のデューティ比のレベル（パルス幅変調（ＰＷＭ））によって、そのグループの全てのＬＥＤの視聴者が認知する（つまり、時間平均された）輝度が制御される。従って任意のＬＥＤグループにおいて全てのＬＥＤが、任意の時点で同じレベルの視聴者が認知する輝度を有することになる。しかし、輝度のレベルというのは、ＬＥＤに与えられる制御信号のＰＷＭデューティ比を変化させることで、様々な時点において変化しうる（通常は、パネルのリフレッシュレートまたはビデオのフレームごとの期間に同期して）。ここでは、このように協働制御され、同じ輝度値に設定可能なＬＥＤのセットのことを、「調光可能なブロック」と称する。

本開示全体において、輝度または一定のフィーチャの相対輝度をグラフィック表示すると理解の助けになる場合がある。こういったフィーチャの例としては、画像情報、バックライトの照明、またはこれら両方が上げられる。特に図１の「キー」となる部分を参照すると分かるように、陰影の具合によって、Ａ：最も明るい（白色等、ＬＥＤが最大照明度にある）から、Ｊ：最も暗い（黒色等、ＬＥＤが停止状態である）という順番に、明暗領域を示す。一部の図面では、このキーの体系における様々な輝度量を示すために、この図１のキーとは異なる陰影量のみを利用しているものもある。このキーイングされた陰影付けは、さらに図１のキーのように大文字のＡ−Ｊを利用することで、増強されていることもある。このキーイングされた陰影付け（および関連する参照文字）は、概して、ある図面内の異なる領域間、またはその図面の密に関連しているグループの相対輝度のみを示すのに利用される。同じ陰影付け（および文字）は、異なる図面においては異なる輝度レベルを示している場合があり、特にあまり関連度合いの高くない図面ではこのことが当てはまる。１０個の異なる画像輝度またはＬＥＤ照明のレベルの輝度（Ａ−Ｊ）にみの記載は、概して、この文書で便宜上利用されている簡略化された形であり、実際にはこれよりずっと多い数の照明または輝度レベルが利用される点を理解されたい。

光が、本来暗いはずの領域におけるＬＣからの光の漏れを低減させることのできる簡単で且つ有効な方法の１つに、バックライトの輝度を低減させる、というものがあり、この方法は通常、暗い領域の下のバックライトに提供する照明信号のパルス幅変調（ＰＷＭ）デューティ比を変調することにより行われている。（ＰＷＭデューティ比は、例えば、（１）ＬＥＤへの給電時間と、（２）ＬＥＤへのパルス状の給電中に、ＬＥＤに給電されない時間との比率である）。この方法を採用すると、視聴者が認知する純粋の白色領域の輝度が多く保存され、視聴者が認知する純粋の黒色領域の輝度は大幅に低減されるので、多くの場合にＣＲが向上する。幾つかの既に市販されているＬＣＤには、この規則を利用したバックライト制御技術を利用しているものがある。よく行われている方法としては、図２ａの傾斜線２１１に基づいてバックライトを制御するものがある。ここでは、バックライトの輝度が全グレースケールにわたり線形に調光され（ＰＷＭデューティ比が、Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}が低下するにつれて低下する）、Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}は、各調光可能なブロックについてのグレースケール値を表している。この方法を含むここに記載されている全ての方法については、画像を各画素について２４ビットで示し、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）という３つの色成分それぞれについて８ビットを利用しているので、Ｇｂｌｏｃｋも範囲０−２５５内にある（０が最も暗い「純粋な」黒であり、２５５が最も明るい「純粋な」白を示す）。しかし、ここに記載する方法は、他のビット深さにも適用可能である（例えば、各画素について３０ビット）。図２ａでは、水平線２１２が、バックライト変調がない場合に対応している（つまり、画素のグレースケール値に関らずバックライトを常に点灯させておく）。

別のよく利用されている方法として、図２ｂの曲線２１３に基づいてバックライトを調光するものもある。この場合には、３つのサブレンジ／帯域の線形の部分を有する曲線２１３が利用される。いずれの場合においても（図２ａの２１１、図２ｂの２１３）、最大ＰＷＭデューティ比が純粋な白色に適用され、最小ＰＷＭデューティ比が純粋な黒色に適用される。従って、純粋な黒色および純粋な白色のみからなるような特殊な画像では、最高のＣＲを達成することができる。

本開示の特定の可能性のある態様においては、ブロック制御可能なディスプレイの複数の部分（「ブロック」）のバックライト点灯を制御するための方法が提供される。ブロックは、ディスプレイと同延の２次元アレイに配列されてよい。ブロックは、ディスプレイの複数の画素を含んでよい。ブロックは、視聴者認知可能な輝度が、他のバックライトの視聴者認知可能な輝度とは独立して制御可能なバックライトをそれぞれ有することができる。ディスプレイの表示用に提供される画像情報の連続フレームについて、方法は、（ａ）そのブロックの画像情報からブロックの総合グレースケール値を得る、（ｂ）ブロックを、そのブロックの画像情報が静止画であるか動画であるかに応じて、ブロックが静止しているか動いているかを特定する、（ｃ）さらに、動画ブロックの直近に隣接しているブロックを、フィルタリングブロックとして特定する、（ｄ）静止画であるとのみ特定されたブロックについては、第１の輝度関数をそのブロックの総合グレースケール値に適用して、バックライト輝度値を得る、（ｅ）動画であるとのみ特定されたブロックについては、第２の輝度関数をそのブロックの総合グレースケール値に適用して、バックライト輝度値を得る、（ｆ）フィルタリングされた静止画であると特定されたブロックについては、（ｉ）第１の輝度関数をそのブロックの総合グレースケール値に適用して得られた第１の中間バックライト輝度値、（ｉｉ）第３の輝度関数を、そのブロックに隣接する任意の動画ブロックの最大総合グレースケール値に適用して得られた第２の中間バックライト輝度値のうちの大きいほうをバックライト輝度値と決定する、（ｇ）フィルタリングされた動画であると特定されたブロックについては、（ｉ）第２の輝度関数をそのブロックの総合グレースケール値に適用して得られた第３の中間バックライト輝度値、（ｉｉ）そのブロックの第２の中間バックライト輝度値のうちの大きいほうをバックライト輝度値と決定する、および、（ｈ）あるブロックについて決定されたバックライト輝度値を利用して、そのブロックのバックライトの輝度を制御する。

本開示の一部の他の可能性のある態様においては、概要を上述した方法においては、ブロックの静止画か動画かの特定には、（ａ）そのブロックの画像情報の、（ｉ）あるフレームと（ｉｉ）先行するフレームとの間の変化量を判断して、（ｂ）変化量を変化量の閾値と比較することが含まれる。

本開示の一部の他の可能性のある態様においては、上述した、あるブロックに対して決定されたバックライト輝度値を利用して、そのブロックのバックライトの照明のパルス幅変調（「ＰＷＭ」）デューティ比を制御する。

本開示の一部の他の可能性のある態様においては、上述した「利用する」処理に、（a）あるブロックについて決定されたバックライト輝度値に連続フレームの時間フィルタリングを行って、そのブロックの時間フィルタリングされたバックライト輝度値を生成し、（ｂ）時間フィルタリングされたバックライト輝度値を利用して、そのブロックのバックライトの輝度を制御することが含まれる。

本開示の一部の他の可能性のある態様においては、表示回路は、（ａ）１ブロックに配置された複数の画素を含む表示面と、（ｂ）制御可能なバックライト量で、そのブロックを照明するバックライト回路と、（ｃ）そのブロックに利用されている画素データのグレースケール特徴を決定する回路と、（ｄ）グレースケール特徴に少なくとも一部基づいてバックライト量を決定する回路とを含み、グレースケール特徴がある画素を通過するバックライトの漏れの所定のレベルに関連付けられた閾値（Ｇ_ＬＥＡＫ）より大きい値を有する場合、決定する回路は、決定したバックライト量を第１の量として、グレースケール特徴がＧ_ＬＥＡＫ未満の値を有する場合、決定する回路が決定したバックライト量を、第１の量から、グレースケール特徴がどのくらいＧ_ＬＥＡＫを下回っているかに比例して低減させる。

本開示の一部の他の可能性のある態様においては、概要を上述した回路において、ブロックは、表示面における複数の同様のブロックのうちの１つであってよい。加えて、バックライト回路は、複数のバックライト回路のうちの１つであってよく、各回路は、それぞれ制御可能なバックライト量でブロックそれぞれを照明する。またさらに、グレースケール特徴を決定する回路は、グレースケール特徴をブロックそれぞれについて決定してよい。またさらに、バックライト量を決定する回路は、ブロックそれぞれのバックライト量を、そのブロックのグレースケール特徴またはそのブロックに隣接する別のブロックのグレースケール特徴に少なくとも一部基づいて決定する。

本開示の一部の他の可能性のある態様においては、液晶表示（「ＬＣＤ」）回路は、（ａ）交差する行列ブロックの二次元アレイに配置された複数の画素ブロックを含むＬＣＤであって、各ブロックはそれぞれ複数の画素を含むＬＣＤと、（ｂ）各制御可能なバックライト量で各ブロックを照明するバックライト回路と、（ｃ）各ブロックに利用される画素データのグレースケール特徴を得る回路と、（ｄ）各ブロックに利用される画素データの動き量を判断する回路と、（ｅ）少なくとも一部のブロックのそれぞれのバックライト量を、少なくとも部分的にそのブロックのグレースケール特徴と動き量の関数として決定する回路とを含む。

本開示の一部の他の可能性のある態様においては、本開示のさらなる特徴、その性質、および利点は、以下の詳細な説明を添付図面とともに読むことで明らかになる。

ＬＥＤバックライトを有するＬＣＤの代表的な部分の簡略図である。

本開示の特定の態様の説明に有用な、ＬＥＤバックライト制御関数の簡略グラフである。 本開示の特定の態様の説明に有用な、ＬＥＤバックライト制御関数の簡略グラフである。 本開示の特定の態様の説明に有用な、ＬＥＤバックライト制御関数の簡略グラフである。

様々なＬＥＣバックライト制御関数を利用する、視聴者が認知する画像ルミナンス効果の簡略グラフである。

図３に類似しており、一部の追加パラメータのみを示す。

本開示の一定の可能性のある態様における、バックライト制御方法の一実施形態の簡略フローチャートである。

図５に示す実施形態をより詳しく示した実施形態を示す。 図５に示す実施形態をより詳しく示した実施形態を示す（図６Ａ、図６Ｂは、図６と総称される場合もある）。

パーツ（ａ）−（ｃ）を含み、本開示の一部の可能性のある態様を説明する際に有用な画像情報例の一部を示す簡略図である。

パーツ（ａ）−（ｄ）を含み、本開示の一部の可能性のある態様を説明する際に有用な画像情報の他の例を示す簡略図である。

パーツ（ａ）−（ｃ）を含み、本開示の一部の可能性のある態様を説明する際に有用な画像情報の他の例を示す簡略図である。

本開示の一部の可能性のある態様におけるＬＥＤバックライト制御関数を示す簡略図である。

本開示の一部の可能性のある態様における別のＬＥＤバックライト制御関数を示す簡略図である。

パーツ（ａ）−（ｃ）を含み、本開示の一部の可能性のある態様を説明する際に有用な画像情報の別の例を示す簡略図である。

本開示の一部の可能性のある態様を説明する際に有用な画像情報（および関連するバックライトＬＥＤ照明）の別の例を示す簡略図である。

本開示の一部の可能性のある態様における装置の一実施形態の簡略ブロック図である。

本開示の一定の可能性のある態様においては、平均画像輝度が、最大画像輝度から、比較的低いが依然として最小画像輝度よりは高い画像輝度の閾値レベルまでの調光可能ブロックには、完全バックライトを提供してよい。例えば、この閾値レベルとは、完全強度のバックライトから、画像輝度の閾値レベルの画像領域への光の漏れを、視聴者が認知し始めるレベルであってよい。上述した閾値レベル未満の平均画像輝度を有する調光可能ブロックにおいては、バックライトは、その調光可能ブロックの平均画像輝度が閾値レベルを下回っているかに比例して調光することができる。本開示においてこの種類のバックライト制御の一例を図２ｃに示す。図２ｃでは、Ｇ_ＬＥＡＫが、直ぐ前に説明した閾値レベルに対応している。

簡単に説明したように、本開示には、図２ｃの２１４に示すように、ＰＷＭデューティ比を調節することによりバックライトの輝度を制御することが含まれてよい。この実施形態では、Ｇ_ＬＥＡＫを上回るときは最大のＰＷＭデューティ比を維持しつつ、Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}が「０：ＧＬＥＡＫ」の範囲内にあるときは、デューティ比を（擬似）線形的に低減させる。光の漏れ量は、機械で計測するルミナンスに基づいて簡単に信頼性高く得ることができないので、閾値Ｇ_ＬＥＡＫは主観的な判断に基づいている。

図２ａ、図２ｂ、および図２ｃに示すそれぞれ異なるＰＷＭマッピングの動作をよりよく説明するために、図２ｃの方法のパフォーマンスを図３に示す方法と比べて評価する。この図のｙ軸は、パネルから計測したルミナンス（または視聴者が認知したもの）である。単調増加する線３１２でルミナンスが表されているのは、０から２５５までの全てのグレースケール値においてバックライトが起動している場合に、グレースケール値Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}がそれぞれ異なっていることに起因している。これは、図２ａのＰＷＭデューティ比の特徴２１２に対応している。Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}＝０の場合、特徴３１２は、バックライトの漏れによって、まだ顕著にルミナンスが存在していることを示している。

線形の調光特徴３１１の場合（これは、ＰＷＭ対Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}が、図２ａの特徴２１１の場合のような線形のマッピング関数にあてはまる）、グレースケールが下がると、ルミナンスは、全グレースケール範囲にわたり一貫して低下し（ここでは「全範囲の調光」と称される）、これは、良質の「黒色レベル」を達成するために行われる。しかし、この全範囲の調光は、各グレースケール値で元のルミナンス（つまり、３１２に対応するルミナンスレベル）を顕著に劣化させ、その領域のルミナンスが劣化して、究極的には画像全体のルミナンス劣化につながる。さらに、バックライトの漏れは、グレースケールがＧ_ＬＥＡＫを超えると視ることができないので、Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}＞Ｇ_ＬＥＡＫの場合には元のルミナンスを維持して、「光の漏れ」の認識が増えた場合にルミナンスを適合的に低下させる、という方法が望ましい。特徴３１３では（これは、図２ｂの特徴２１３に対応するＰＷＭ対Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}マッピング関数に対応する）、ルミナンスの劣化は、グレースケールの下半分では低下している。しかし、この方法も全範囲の調光方法であることから、同様の問題（つまり、Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}＞Ｇ_ＬＥＡＫの場合に元のルミナンスが不当に失われる、という問題）が生じる。

他方、ここで開示する特徴３１４では、Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}が低下すると、この方法（図２ｃに対応する）では、Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}＜Ｇ_ＬＥＡＫの場合（つまり、視聴者が最大輝度のバックライトからＬＣを通るバックライトの漏れを認知し始めることのできるＧ_{ｂｌｏｃｋ}の値）のみに元のルミナンスを低下させる。この場合には、各グレースケール値において元のルミナンスを維持して（Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}≧Ｇ_ＬＥＡＫの場合）、必要な限り（Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}＜Ｇ_ＬＥＡＫの場合）バックライトの漏れを効果的に低減させることができる。この結果、この方法では、調光可能ブロック各々について元のルミナンス、ひいては画像を大幅に保存することができ、一方では、調光可能なブロック各々についてバックライトの漏れを効果的に低減させることができるようになる。

図４は、任意の画像の調光可能なブロックの代表的なグレースケールが「Ｇ_ｌｏｗ：Ｇ_ｈｉｇｈ」の範囲内にある他の方法と図２ｃの性能を比較した結果を示している。４１２は、バックライト変調を行わない場合の最大ルミナンスと最小ルミナンスとの間の推定範囲であり（図２ａの２１２に示されている）、４１１は、図２ａの特徴２１１についての推定範囲であり、４１３は、図２ｂの特徴２１３についての推定範囲であり、４１４は、図２ｃに示す方法についての推定範囲である。４１１では、範囲は４１４の範囲に匹敵しているように見受けられるが、Ｇ_ｈｉｇｈにおけるルミナンスは、４１４におけるＧ_ｈｉｇｈにおけるルミナンスに比べてかなり低く、画像において最も明るかった領域が前ほど明るくないことを示している。従い、ここに開示する図２ｃの方法（図３の３１４）により、高いＣＲ、高い輝度、および、低いバックライトの漏れが達成され、好適である。

前の段落では、ＰＷＭマッピングスキーム（例えば図２ｃ参照）を提示した。これには、各調光可能ブロックを、代表的なグレースケール値Ｇｂｌｏｃｋに対して正確に特徴付けることが必要となるが、これは、単一の総合値または特徴が、領域のルミナンスを維持し（下方のバックライトを出来るだけ点灯させることで）、さらには、その領域のバックライトの漏れを低減させること（バックライトを出来るだけ調光することで）が理由となっている。単純な方法としては、ブロックのグレースケール値の平均値（Ｇ_ａｖｇ）を利用して、そのブロックのＧ_{ｂｌｏｃｋ}を計算または算出するものがあり、この平均値を利用する方法は、一般的に殆どの場合に通用する。しかしながら、このような特徴付けが考慮せねばならない最悪のシナリオとして、例えば、調光可能なブロックのＧ_ａｖｇによりバックライトが非常に低い値になってしまい、このように大幅な制御は、そのブロックにおける高いグレースケール値の数がかなり多く出ることを解決するために、修正する必要がでてくるようなケースが考えられる。例えば、調光可能なブロック（ＮｘＭ画素）の殆どが暗い画素であるが幾つかの画素は純粋な白色に対応しているような場合には、例えばこのブロックの平均グレースケール値がＧ_ａｖｇ＝１６であるとすると、この領域下のバックライトを大幅に調光してしまい、明るい画素の幾つかが暗く見えてしまうことが考えられる。このような最悪のシナリオを回避するために、本発明のＧ_{ｂｌｏｃｋ}算出では、僅かな一定量分だけブロックの従来のＧ_ａｖｇに調節／増加して、高いグレースケール値を有する無視できない部分を反映させる。従って調光可能なブロックの特徴付けは、以下の公式により得られることとなり、この公式においてＧ_{ＳＰＬＩＴ}は、例えば２２５といった高いグレースケール値を決定する閾値を表す。ここで、α＝０である場合、Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}＝Ｇ_ａｖｇであり、このシナリオの重要さに応じて異なるαの値（０より大きく、最大１までの値）を利用することもできる点に留意されたい。

ここで、ｇ（ｘ，ｙ）＞Ｇ_{ＳＰＬＩＴ}である場合ｇ'（ｘ，ｙ）＝ｇ（ｘ，ｙ）であり、そうではない場合にはｇ'（ｘ，ｙ）＝０である。ｇ（ｘ，ｙ）は、画素位置（ｘ，ｙ）のグレースケール値である。Ｎは垂直方向の画素数であり、Ｍは水平方向の画素数であり、αは重み付け係数「０：１」である。

αが０を超える場合、上述のＧ_{ｂｌｏｃｋ}を計算する式は、ルミナンス値がＧ_{ＳＰＬＩＴ}を超える画素に、より高い重み付けを加えることを理解されたい。この重み付けは、αの値が大きくなるにつれて大きくなる。

図５は、本開示における局所的な調光手順の一実施形態の高レベル図である。基本的に、この手順は個々のフレーム毎に利用される。（「１フレーム」は通常、１枚の動画像である。「１フレーム」は通常、一秒の数分の１のみ見ることができ、次に、後続するフレームで置き換えられる。１フレームは、ＬＣＤ ＴＶ画像スクリーンの視聴者が見ることのできる調光可能なブロック全体からなる。）

入力ビデオの各フレームが始まると、５１１で、ブロック初期化により、画像の全ての調光可能なブロックを初期化して、静止画のブロック（Ｂｌｏｃｋ^Ｓ）として指定する（このプロセスのために）。そして５１２で、各ブロックのＧ_{ｂｌｏｃｋ}を計算する。これは上述した公式に０以上１以下の範囲の任意の所望のαの値を利用して行うことができる。５１３で、ブロックごとのフレームからフレームへの動き量を計算して、閾値（ＴＨ^{ｍｏｔｉｏｎ}）に比較する。５１３の結果に基づいて、５１４で各ブロックを、静止画のブロックか動画のブロック（Ｂｌｏｃｋ^ｍ）か分類する。各動画のブロックについては、５１４でさらに、そのブロックの周囲のブロック（直近に隣接しているもの）全てを空間フィルタリングブロック（Ｂｌｏｃｋ^ｆ）として分類する。このコンテキストでは、空間フィルタリングの概念は、静止画ブロックに対してだけではなくて、現在処理対象になっているブロックの周囲のブロックのバックライト（１または複数）にもバックライト変調を行う必要があるか否かに関している。ブロック分類および空間フィルタリングのプロセスについては、本開示の後段で詳述する。次に５１５で、以下のように３つの図面のいずれかにおけるマッピング曲線に従って各ブロックについてＰＷＭデューティ比を設定する。

（１）ブロックが静止画ブロックとして一意に識別される場合は、図２ｃ。

（２）ブロックが動画ブロックとして一意に識別される場合には、図１０ｂ。

（３）ブロックを空間フィルタリングされるものとして表示されている場合には、図１０ａ。

最初の２つのケースは、互いに排他的である。つまり、あるブロックは、静止画ブロックか動画ブロックのいずれかでしかなく、最後の３番目のケースでは、最初の２つのケースが包括される。ブロックが二重分類される場合（例えば、静止画でありフィルタリングされている（つまり、空間フィルタリングされている）、または、動画でありフィルタリングされている場合）には、２つの関連する曲線の間で最大ＰＷＭデューティ比を選択する（例えば、前者のケースでは図２ｃおよび図１０ａから選択し、後者のケースでは図１０ｂおよび図１０ａから選択する）。最後に５１６で、ブロックごとの時間フィルタリングを行う。図６は、図５の主題を詳しく図示しており、これに関しては後段で詳述する。

次の数段落で、上述した空間フィルタリングの必要性について説明する。

静止画（ブロック）の場合には、Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}は、ブロックの下のバックライト（１または複数）のＰＷＭデューティ比を決定して、これによりバックライトの輝度（／漏れ）を選択的に維持（／低下）する。従って静止画の場合には、周辺ブロックからの空間フィルタリングは不要である。しかし、空間フィルタリングは動画の場合には必要である。これは、空間フィルタリングを行わないと、１）動くオブジェクト内でルミナンスが変動し、２）動くオブジェクトの外部ではハロー／漏れの変動があり、３）動くオブジェクト内でルミナンスが局所的に劣化する場合があるからである。これら全ては、各格子（調光可能なＬＥＤブロックの境界）で空間的且つ経時的に繰り返し、経時的な変動について誤った印象を与えることから、動くオブジェクトの「時間」変動と考えることもできる。

図７は、ルミナンス変動のシナリオを示す。明るいオブジェクトが図７のａでブロックｘに移動すると、そのブロックの下のバックライトが、１００％のＰＷＭデューティ比に設定される。ここで（および、概ね同じ種類の他の後続図面でも同じであるが）、格子内の各矩形は、１つの調光可能なブロックである。７１１で、このバックライトルミナンスを、最大ルミナンスＬａで近似する。後に、オブジェクトが図７のｃのブロックｙに移動したときに、このブロックの下のバックライトを、１００％ＰＷＭデューティ比に設定する。７１２で、ブロックｙのバックライトルミナンスを、最大ルミナンスＬ_ｂで近似する。図７のｂに示すようにオブジェクトが２つの調光可能なブロックをまたいでいるときには、両方のブロックのバックライトが、１００％ＰＷＭデューティ比に設定される。７１３では、このオブジェクトから観察可能な、バックライトのルミナンスの合計値を近似する。この時点では、このオブジェクトの内部は、より明るく見え、つまり、そのルミナンスが、最大でＬ_ａ＋Ｌ_ｂであり、これは７１１／７１２で観察可能なルミナンスの約二倍である。さらに、この時点では、漏れ／ハローがオブジェクトの周辺領域に見られるが（特に、ブロックｘおよびｙの残りにおいて）、これは７１１／７１２では殆ど見受けられない。移動オブジェクトの内側および外側両方で発生するこれら２つの変動は、移動オブジェクトが通過する各格子境界で繰り返される。７１４は、このオブジェクトの経時的な内部の変動を示している。

図８は、局所的なルミナンス劣化（特に動きの遅いオブジェクトで顕著な場合が多い）のシナリオを示す。明るいオブジェクトが図８のａのブロックｘ内に移動すると、このブロックの下のバックライトは、１００％ＰＷＭデューティ比に設定される。８１１で、この時点のバックライトルミナンスを近似する。その後で、オブジェクトが移動して、図８のｂのブロックｙに部分的に入ると、ブロックｙの低いＧｂｌｏｃｋにより、下のバックライトが低いＰＷＭデューティ比になり、一時的に（temporarily）この明るいオブジェクト内に「局所的に陰のある領域」を生成する。８１２で、この時点のブロックｙのバックライトルミナンスを近似する。オブジェクトが図８のｃおよび図８のｄが示すようにさらに移動すると、「局所的に陰のある領域」は、図８のｄのブロックｘで再度観察可能になる。このような局所的なルミナンスの劣化は、移動オブジェクトが通過する全ての格子境界で繰り返される。

移動中のオブジェクトについて上述した問題を解決する効果的な方法の１つは、バックライトの空間フィルタリングである（つまり、移動オブジェクトを取り囲むブロックの一部のバックライトをより強く点灯させることである）。空間フィルタリングを利用すると、ルミナンス変動および局所的なルミナンスの劣化が低減して、漏れ／ハロー変動もなくなる。しかし、一定の量の漏れ／ハローは常時存在する（つまり、周囲のブロックを一定量起動させると、ルミナンスの変動／劣化の殆どを隠すことができるが、漏れ／ハロー面は犠牲になる、ということである）。オブジェクトのルミナンスは、もっと気づかれ易いことから（少なくとも、漏れ／ハローのルミナンスよりも３オーダ分の大きさ気づかれ易い）、移動オブジェクトには空間フィルタリングを行うことが強く望まれる。一例であるフィルタリング設計では、動いているオブジェクトの周りに３ｘ３ブロックの範囲を選択して、３ｘ３の周囲ブロック各々のＰＷＭデューティ比を、以下の擬似コード（参照番号および参照文字が括弧内に示されている図６の対応するエレメントに対応付けられている）に従って選択する。擬似コードは以下のようなものである。
・各フレームで、各ブロックを３つのタイプのいずれかに分類する（５１２−５１４）。
・不変の／静止しているブロック（Ｂｌｏｃｋ^Ｓ）対動いているブロック（Ｂｌｏｃｋ^ｍ）（５１２−５１４）。
・この分離は、１）画素ごと差異をいずれかの連続する２つのフレームにおいて合計して、２）その結果を、ブロックごとの動き閾値（ＴＨ^{ｍｏｔｉｏｎ}）と比較する（５１２−５１４）。（適宜、ブロックが動いているかを判断することのできる他の適切な技術を代わりに利用することもできる。）
・３ｘ３ブロック範囲のＢｌｏｃｋ^ｍ（Ｂｌｏｃｋ^ｆ）の周りのブロック（５１４ｃ）「 −空間フィルタリングの対象となるブロック。
・Ｂｌｏｃｋ^Ｓ、Ｂｌｏｃｋ^ｍ、およびＢｌｏｃｋ^ｆの（Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}対ＰＷＭデューティ比）曲線の３つのタイプを定義する（５１５、５１５ａ）。今の表記では、ブロック（ｉ，ｊ）のＧ^{ｂｌｏｃｋ}とＰＷＭデューティ比がそれぞれ、Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}（ｉ，ｊ）およびＰＷＭ（ｉ，ｊ）として表される。
・Ｂｌｏｃｋ^Ｓ−図２ｃの曲線（５１５ｄ、５１５ｅ）を利用する。
・ＰＷＭ^Ｓ（ｉ，ｊ）を、Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}（ｉ，ｊ）から導出する（５１２、５１５ｅ）。
・Ｂｌｏｃｋ^ｍ−二重帯域（図１０ｂ）曲線を利用する（５１５ｂ、５１５ｃ）。
・ＰＷＭ^ｍ（ｉ，ｊ）を、Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}（ｉ，ｊ）から導出する（５１２、５１５ｃ）。
・Ｂｌｏｃｋ^ｆ−飽和（図１０ａ）曲線を利用する（５１５ｆ−５１５ｈ）。
・曲線から、Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}＝Ｍａｘ（Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}（ｉ＋ｐ，ｊ＋ｑ）＝０）を利用してＰＷＭ^ｆ（ｉ，ｊ）を導出し、ここで（−１＜ｐ＜１）、（−１＜ｑ＜１）であり、ここでｐは０ではなく、ｑも０ではなく、（ｉ＋ｐ、ｊ＋ｑ）におけるブロックがＢｌｏｃｋ^ｍとして表示されない場合には、Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}（ｉ＋ｐ、ｊ＋ｑ）＝０である（５１５ｇ、５１５ｈ）。
・各ブロックについて、
・（Ｂｌｏｃｋ^ｍ）の場合には、ＰＷＭ^ｍをＰＷＭとする（５１５ｃ）、
・（Ｂｌｏｃｋ^Ｓ）の場合には、ＰＷＭ^ＳをＰＷＭとする（５１５ｅ）、
・（Ｂｌｏｃｋ^ｆおよびＢｌｏｃｋ^ｍ）の場合には、Ｍａｘ（ＰＷＭ^ｆ，ＰＷＭ^ｍ）をＰＷＭとする（５１５ｉ，５１５ｊ）、
・（Ｂｌｏｃｋ^ｆおよびＢｌｏｃｋ^Ｓ）の場合には、Ｍａｘ（ＰＷＭ^ｆ，ＰＷＭ^Ｓ）をＰＷＭとする（５１５ｋ，５１５ｌ）。

上述した擬似コードに示すように、各ブロックは、３つの異なるタイプ（Ｂｌｏｃｋ^Ｓ（静止）、Ｂｌｏｃｋ^ｍ（移動）、Ｂｌｏｃｋ^ｆ（フィルタリング））に分類される。（厳密には、この分類分けは、「静止」「移動」が「排他的」であり、「フィルタリング」は「包含的」である。）この分類は、２段階処理で行われる。先ず、動き量に応じて、各ブロックをＢｌｏｃｋＳまたはＢｌｏｃｋｍに分類する。そして、全てのブロックについて、Ｂｌｏｃｋ^ｆであるか否かをさらにチェックする。図９の例は、この２段階の処理を説明している。Ｇｂｌｏｃｋおよびその動きに基づき、ブロック（ｘ，ｙ，ｚ）が最初は（Ｂｌｏｃｋ^ｍ＆Ｂｌｏｃｋ^ｆ，Ｂｌｏｃｋ^ｆ，Ｂｌｏｃｋ^Ｓ）とそれぞれ表示されていると想定する（図９のａ）。白色のオブジェクトが移動しており（図９のｂ）、さらに静止している灰色のオブジェクトに移動する場合（図９のｃ）、ブロックｙをさらにＢｌｏｃｋ^ｍと分類して、ブロックｚをさらにＢｌｏｃｋ^ｆとそれぞれ分類する。ブロックが二重に分類される場合（例えば、図９のｃのｙとｚの場合）、そのＧ_{ｂｌｏｃｋ}を利用して、各ブロック分類のＰＷＭデューティ比をチェックして（図２ｃおよび図１０ａ、ｂを比べる）、最大ＰＷＭデューティ比を選択する。このＭＡＸ処理の背後にある論理は、明るい移動オブジェクトから視聴者が認知するルミナンスを一定に維持することは、その周囲の領域からのハロー／漏れの一定の予想増加量よりも重要である、ということである。

Ｂｌｏｃｋ^Ｓ用のＧ_{ｂｌｏｃｋ}対ＰＷＭデューティ比曲線（図２ｃ）に加えて、図１０ａは、Ｂｌｏｃｋ^ｆの曲線を示し、図１０ｂは、Ｂｌｏｃｋ^ｍの曲線を示す。曲線１０１１を利用するフィルタリングされたブロックについては、曲線１０１１と利用されるＧ_{ｂｌｏｃｋ}が、その３ｘ３の周囲ブロックのＭａｘ（Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}、移動ブロックのみ）から得られ、その少なくとも１つが移動している。ＰＷＭ^ｓａｔのレベルは、「ちょうどの」量で周囲ブロック全てを起動することにより、前述したルミナンス変動が殆ど気付かれないようにするよう、経験的に導出される。追加される量によって、これら周囲の／フィルタリングされたブロックの不要なハロー／漏れが基本的には増加する。経験的な結果では、ＰＷＭｓａｔが３５％程度であり、これは、調光可能なブロックごとに異なる格子サイズ、異なるＬＥＤアレイ構造、異なるＬＥＤ輝度等に応じてプラットフォームごとに変化する可能性がある。動いているブロックの全ての周囲ブロックが、明るいオブジェクトに対して同様のルミナンスを貢献するであろう。曲線１０１２で利用されるＴＨ^ｆｌａｔについて次の段落で説明する。

Ｂｌｏｃｋ^ｍとして示されているブロックでは、ＰＷＭデューティ比を、曲線１０１２に従って決定する。ここでＰＷＭｆｌａｔのレベルは、２つのブロックタイプの変換（つまり、１）Ｂｌｏｃｋ^Ｓ←→Ｂｌｏｃｋ^ｍ、２）Ｂｌｏｃｋ^ｆ←→Ｂｌｏｃｋ^ｍ）を考慮して決める必要がある。これらの変換は、実際には１種類のカーブから別の種類のカーブへのポイントツーポイントジャンプに関するが、例を挙げると分かり易くなるだろう。

１．ブロックｘに明るいオブジェクトがあり、静止しているとする。この場合、ブロックｘのバックライトを、図２ｃの曲線２１４に従って最大ＰＷＭデューティ比１００％に設定する。

２．オブジェクトが動き始めたら、ブロックｘ（つまりＢｌｏｃｋ^Ｓ→Ｂｌｏｃｋ^ｍ）は、曲線１０１２に従い、その周囲のブロックからルミナンスを補足される。この時点でルミナンス変動を回避するためには、ブロックｘの初期ルミナンスを、周囲ブロックからのルミナンスの補足が増えるにつれて、低下させる。曲線１０１２の「ＴＨ^ｆｌａｔ：２５５」の勾配にこの点が反映される。

３．オブジェクトがさらに動き、フィルタリングブロックｙに入ったら（Ｂｌｏｃｋ^ｆ→Ｂｌｏｃｋ^ｍ）、ブロックｙのルミナンスを、曲線１０１１のある点から曲線１０１２のある点に増加させる必要がある。

これら２つの変換から、１）Ｂｌｏｃｋ^ｍの曲線が、Ｂｌｏｃｋ^ｆ曲線とＢｌｏｃｋ^Ｓ曲線の間に位置していること、および、２）曲線１０１２のＰＷＭ値は、２５５からＴＨ^ｆｌａｔにＧ_{ｂｌｏｃｋ}を変化させるために、低減させる必要がある、ということが分かった。後者のＧ_{ｂｌｏｃｋ}の変化は、ブロックｘのルミナンス低下に対応しており、変化中に、ブロックｙではルミナンスが増加する。この２つのブロックにおける増減は劇的であり、オブジェクトについて気付き易い。明るいオブジェクトは、その位置および移動先に関らずルミナンスを一定に保たねばならないと想定されているので、このルミナンスの動き／交換（「ルミナンス・シーソー」として指定されている）は、隠す必要がある。

このアーチファクトを隠すある効果的な方法として、ＰＷＭ値が飽和定数であるグレースケール値と比した場合の「フラットバンド」を導入する、というものがある。この「フラットバンド」は、曲線１０１１として示されており、このバンドによって、周囲のフィルタリングされたブロックが、ブロックｘのルミナンスが大幅に低減しうる「ルミナンス・シーソー」期間には処理されなくなる（untouched）。曲線１０１１の「フラットバンド」は、Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}＝０にはならず、一定のグレースケール値で空間フィルタリングの強度を、ＰＷＭ^ｓａｔから０に弱める必要があり（空間フィルタリングは、Ｍａｘ（Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}）＝０では不要なので）、このグレースケール値はＴＨ^ｆｌａｔと称され、典型的な値はＴＨ^ｆｌａｔ＝１２７であり、これも調光可能なブロックについて異なる格子サイズ、異なるＬＥＤアレイ構造、異なるＬＥＤ起動等に応じてプラットフォームごとに変わりうる。このグレースケール値を下回ると、ＰＷＭデューティ比を０に線形に低減させる。

この「０：ＴＨ^ｆｌａｔ」の領域の間に、空間フィルタの強度は大幅に変化し、これにより、ハロー／漏れに急峻に変化が生じる。周囲のブロックにおけるハロー／漏れを隠すために、曲線１０１２で示すような「ＴＨ^{ｌｉｎｅａｒ}：ＴＨ^ｆｌａｔ」グレースケール範囲のＰＷＭにも同様の「フラットバンド」を導入する。この「フラットバンド」は、動いているブロックのためのものであり、このために、動いているブロックは、ハロー／漏れ変化の期間中にも触れられずにすむが、周囲のブロックのルミナンスは、大幅に低下することができる。ここで典型的な値は、ＰＷＭ^ｆｌａｔ＝５０％であり、これも調光可能なブロックについて異なる格子サイズ、異なるＬＥＤアレイ構造、異なるＬＥＤ輝度に応じてプラットフォームごとに変わりうる。

上述したことと類似して、この曲線１０１２の「フラットバンド」はＧ_{ｂｌｏｃｋ}＝０にはならず、一定のグレースケール値から開始されて、ＰＷＭデューティ比はＰＷＭ^ｆｌａｔから０に低下するべきである。このグレースケール値（ＴＨｌｉｎｅａｒと表記される）では、図２ｃからＴＨ^{ｌｉｎｅａｒ}＝Ｇ^{ｂｌｏｃｋ}となる（ＰＷＭ^ｆｌａｔで）。

上述した擬似コード（および、上述した記載の一定の態様）を、以下にまとめる、または、幾らか異なる用語を利用して要約する。（１）全ての静止しているブロックは、図２ｃからＰＷＭ^Ｓを有する。（２）全ての移動しているブロックは、図１０ｂからＰＷＭ^ｍを有する。（３）全てのフィルタリングされたブロックは、図１０ａを移動しているブロックに隣接している各フィルタリングされたブロックに適用して得られる最大値であるＰＷＭ^ｆを有する。（つまり、フィルタリングされたブロックに隣接している各移動ブロックのＧ_{ｂｌｏｃｋ}を、図１０ａを利用してＰＷＭ値に変換してから、これらＰＷＭ値のうち最大の値がフィルタリングされたブロックのＰＷＭ^ｆとなる。この代わりに（同じ結果を生じるが）、Ｇ_{ｂｌｏｃｋ}の最大値を有する隣接する移動ブロックを特定して、図１０ａをこのＧ_{ｂｌｏｃｋ}の最大値に利用して、フィルタリングされたブロックのＰＷＭ^ｆを生成する。）（４）もしもブロックが静止ブロックのみである場合には、上述した擬似コードから、このブロックの最終ＰＷＭはＰＷＭ^Ｓとなる。（５）ブロックが移動ブロックのみである場合には、上述した擬似コードから、このブロックの最終ＰＷＭはＰＷＭ^ｍとなる。（６）ブロックがフィルタリングされた移動ブロックである場合には、上述した擬似コードから得られるこのブロックの最終ＰＷＭは、ブロックのＰＷＭ^ｆおよびＰＷＭ^ｍのうちの大きいほうとなる。（７）ブロックがフィルタリングされた静止画像である場合には、上述した擬似コードから得られるこのブロックの最終ＰＷＭは、ブロックのＰＷＭ^ｆおよびＰＷＭ^Ｓのうちの大きいほうとなる。

これ以降の数段落で、本開示の時間フィルタリングの態様を説明する。一般的には、時間フィルタリングは、ブロックのＰＷＭ値を幾つかの連続フレーム分組み合わせてブロックのバックライトの輝度制御に実際に利用される時間フィルタリングされたＰＷＭ値を生成することで、各ブロックのバックライト輝度の急峻な変化を平滑化することができる場合がある時間ベースのフィルタである。

実際には、移動しているオブジェクトの前述したバックライト調光関連のアーチファクトの殆どは、適切な空間フィルタ設計により解決可能である。しかし、時間フィルタリングも好適な場合もある。例えば以下のような場合が挙げられる。

１．Ｂｌｏｃｋ^ｆについてＰＷＭデューティ比が急峻に変わる場合（これは、画像における移動オブジェクトが、ＬＣＤパネルの境界へ、または境界から、現われる／消える場合に生じうる）。

２．静止画像および動画像の間の平滑な遷移が必要な場合（明るいオブジェクトと、静止画像におけるその周囲領域の間のコントラストの差を最大化するために、空間フィルタは終了することが望ましい。また、動くオブジェクトのルミナンスの変動／劣化を最小限に抑えるために、空間フィルタを起動する必要がある。）

図１１は、最初の場合の一例を示す。明るいオブジェクトが、図１１のａ→ｂ→ｃと言う具合にパネルから消える場合、空間フィルタリングされたブロックｘの一部のＰＷＭデューティ比が、比較的急峻で顕著に変化する場合がある。この急峻な変化は、消えるオブジェクトとは比較的遠い位置で起こるので、ハロー／漏れの急峻な劣化として認知される。時間フィルタを利用することで、この急峻な変化を平滑化して、劣化を気付かれにくくすることができる。

図１２は、二番目の場合の一例を示す。画素面に示すように、明るいオブジェクトがｔ_０で静止しており、ｔ_０からｔ_４に移動を開始する場合、ｔ_０からｔ_４のそれぞれに対応するバックライトのステータス（時間フィルタを利用する）が、バックライト面に示されている。ｔ_０では、１つのバックライトのみが起動されている点に留意されたい。これにより、明るい領域と、周囲の暗い領域との間に、比較的高いコントラストの差異が生じている。オブジェクトがｔ_０からｔ_４に移動すると、バックライト面のブロックは、図１０ａ、ｂに示す２つの曲線に従って急峻に変化するが、画素面の変化は遅い。しかしこの場合、全画像のルミナンスは（オブジェクトの周囲の部分を含み）、ｔ_０からｔ４へと増加する。このルミナンスの増加は、スムーズで気付かれにくく行われるべきであり、このような平滑化は、時間フィルタを利用して行うことができる。時間フィルタの一実施形態では、ＰＷＭデューティ比の移動平均を各バックライトブロックに利用する。時間フィルタのサイズは、フレーム数（Ｎ）で表され、経験上１５に決定されているが、調光可能なブロックごとに異なるフレームレート、異なる格子サイズ等によってプラットフォームにおいて変化しうる。言い換えると、時間フィルタは、最も新しいＮ個のフレームの各ブロックについてＰＷＭの平均値を求め、ここでＮは１５等の値であってよい。

この開示における、より広範囲の（extensive）装置の一実施形態を図１３に示す。この装置は、画像データ信号ソース回路１３１０を含み、この回路は、画素面の構造１３７０（例えば、図１の１１１で示す画素面）を構成する数多くの画素の各々についてグレースケールを制御するために利用可能な信号を提供する。上述した回路１３１０の出力信号は、回路１３２０にも利用され、この回路は、各画像（フレーム）の各調光可能なブロックの総合グレースケール値を得る。例えば、この総合グレースケール値（あるいはグレースケール特徴）は、前にＧ_{ｂｌｏｃｋ}またはＧ_ａｖｇとして記載されたものであってよい。回路１３１０の出力信号も回路１３３０に利用され、回路１３３０では、各画像の各ブロックを、（１）静止画（２）動画（３）フィルタリングされた静止画、または（４）フィルタリングされた動画に、本明細書に前述された方法で分類する。例えば、あるブロックのあるフレームから次の連続フレームへの画像の移動（変化）量に基づいて、そのブロックが静止しているか動いているかを分類することができる。これら２つのフレームの全ての画素値の合計を利用して、静止ブロックか動いているブロックかの判断を行うことができる。ブロックは、さらに、移動している別のブロックの直近に隣接している場合には、フィルタリングされているとして分類することができる。

回路１３２０が判断するグレースケール値を示す信号を回路１３４０に利用する。回路１３３０が判断するブロックの分類を示す信号も回路１３４０に利用される。回路１３４０は、各調光可能なブロックの総合グレースケール値を、そのブロックのＰＷＭ値に、少なくとも部分的にそのブロックの分類と、そのブロックの分類に適したグレースケール値からＰＷＭへの変換関数とに基づいて変換する。フィルタリングされた（静止していても動いていても）として分類されるブロックの場合には、利用する関数には、そのブロックに隣接する１以上の他のブロックの総合グレースケール値を考慮して利用することが含まれてよい。回路１３４０が実行する処理（および、回路１３４０が利用するグレースケール値からＰＷＭへの変換関数）は、全て本明細書において前述したものであってよい。回路１３４０は、各ブロックの予備ＰＷＭ値を示す信号を出力してよい。

回路１３４０が出力する予備ＰＷＭデータ信号は、本明細書の前段で説明したとおり、これら予備ＰＷＭ値を時間フィルタリングするために、回路１３５０に提供される。この結果、回路１３５０が出力する時間フィルタリングされたＰＷＭ信号は、回路１３６０内の各調光可能なブロックのバックライト照明の輝度の制御のために、バックライト回路１３６０（図１のエレメント１１２等）に送られる。回路１３６０が生成するバックライトは、言うまでもなく装置の画素面の構造１３７０のバックライトに利用される。

Claims (14)

1. ブロック制御可能なディスプレイの複数の部分である複数のブロックのバックライトを制御する方法であって、前記複数のブロックは、前記ディスプレイと同延の２次元アレイに配列され、１つのブロックは前記ディスプレイの複数の画素を含み、１つのブロックは、視聴者認知可能な輝度が、他のバックライトの視聴者認知可能な輝度とは独立して制御可能なバックライトをそれぞれ有し、前記方法は、前記ディスプレイの表示用に提供される画像情報の連続フレームについて、
   ブロックの画像情報から該ブロックにおける全ての画素のグレースケール値を、前記ブロック毎に合計した値である総合グレースケール値を得る段階と、
   ブロックを、該ブロックの画像情報が静止画であるか動画であるかに応じて、該ブロックが静止しているか動いているかを特定する段階と、
   さらに動画ブロックの直近に隣接しているブロックを、フィルタリングブロックとして特定する段階と、
   静止画であるとのみ特定されたブロックについては、第１の輝度関数を該ブロックの総合グレースケール値に適用して、バックライト輝度値を得る段階と、
   動画であるとのみ特定されたブロックについては、第２の輝度関数を該ブロックの総合グレースケール値に適用して、バックライト輝度値を得る段階と、
   フィルタリングされた静止画であると特定されたブロックについては、（ａ）前記第１の輝度関数を該ブロックの総合グレースケール値に適用して得られた第１の中間バックライト輝度値、（ｂ）第３の輝度関数を、該ブロックに隣接する任意の動画ブロックの最大総合グレースケール値に適用して得られた第２の中間バックライト輝度値のうちの大きいほうをバックライト輝度値と決定する段階と、
   フィルタリングされた動画であると特定されたブロックについては、（ａ）前記第２の輝度関数を該ブロックの総合グレースケール値に適用して得られた第３の中間バックライト輝度値、（ｂ）該ブロックの第２の中間バックライト輝度値のうちの大きいほうをバックライト輝度値と決定する段階と、
   ブロックの前記バックライトの輝度を制御するために、該ブロックについて決定されたバックライト輝度値を利用する段階と
   を備え、
   前記第１の輝度関数は、（１）最小総合グレースケール値および第１の閾値グレースケール値の間の第１の範囲にある複数の総合グレースケール値については、前記総合グレースケール値に比例しており、（２）前記第１の閾値グレースケール値および前記最大総合グレースケール値の間の第２の範囲にある複数の総合グレースケール値については、最大バックライト輝度値である、バックライト輝度値を生じ、
   前記第２の輝度関数は、（１）最小総合グレースケール値および第１の閾値グレースケール値の間の第１の範囲にある複数の総合グレースケール値については、前記総合グレースケール値に比例しており、（２）前記総合グレースケール値が、前記第１の閾値グレースケール値および第２の閾値グレースケール値の間の第２の範囲にあるときは、最小バックライト輝度値と前記最大バックライト輝度値との間にある定数値であり、（３）前記第２の閾値グレースケール値および最大総合グレースケール値の間の第３の範囲にある複数の総合グレースケール値については、再度、前記総合グレースケール値に比例する、バックライト輝度値を生じ、
   前記第３の輝度関数は、（１）最小総合グレースケール値および第１の閾値グレースケール値の間の第１の範囲にある複数の総合グレースケール値については、前記総合グレースケール値に比例しており、（２）前記総合グレースケール値が、前記第１の閾値グレースケール値および最大総合グレースケール値の間の第２の範囲にあるときは、最小バックライト輝度値と前記最大バックライト輝度値との間にある定数値である、バックライト輝度値を生じる方法。
2. ブロックの総合グレースケール値は、該ブロックの複数の画素の前記画像情報において、各画素の明るさを示す値の平均値を含む請求項１に記載の方法。
3. 前記ブロックの総合グレースケール値は、
   

   

   で表され、ｇ（ｘ，ｙ）は、画素位置（ｘ，ｙ）のグレースケール値であり、Ｎは垂直方向の画素数であり、Ｍは水平方向の画素数であり、αは重み付け係数「０：１」であり、ｇ（ｘ，ｙ）が閾値を超えた場合に、ｇ'（ｘ，ｙ）＝ｇ（ｘ，ｙ）であり、ｇ（ｘ，ｙ）が閾値以下の場合にはｇ'（ｘ，ｙ）＝０である請求項２に記載の方法。
4. 前記ブロックが静止しているか動いているかを特定する段階は、
   該ブロックの画像情報の、（ｉ）フレームと（ｉｉ）先行するフレームとの間の変化量を判断する段階と、
   前記変化量を変化量の閾値と比較する段階と
   を含む請求項１に記載の方法。
5. 前記総合グレースケール値に比例するバックライト輝度値は、（１）前記総合グレースケール値が前記最小総合グレースケール値であるときに最小であり、（２）前記総合グレースケール値が前記第１の閾値グレースケール値であるときに、前記最大バックライト輝度値である請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記第１の閾値グレースケール値は、視聴者が、最大の輝度を有するバックライトから前記ディスプレイを介して漏れを認知するグレースケール値である請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記第２の輝度関数は、前記最小総合グレースケール値から前記最大総合グレースケール値にかけては連続している請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記第３の輝度関数は、前記最小総合グレースケール値から前記最大総合グレースケール値にかけては連続している請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. ブロックについて決定したバックライト輝度値は、該ブロックの前記バックライトの照明のためのパルス幅変調（「ＰＷＭ」）デューティ比の制御に利用される請求項１に記載の方法。
10. 前記利用する段階は、
    あるブロックについて決定した前記バックライト輝度値に、連続フレームの時間フィルタリングを行い、該ブロックの時間フィルタリングされたバックライト輝度値を生成する段階と、
    前記時間フィルタリングされたバックライト輝度値を利用して、該ブロックのバックライトの輝度を制御する段階と
    を有する請求項１に記載の方法。
11. 前記時間フィルタリングを行う段階は、
    複数の連続フレーム中に、あるブロックについて決定された複数のバックライト輝度値を足し合わせる段階を含む請求項１０に記載の方法。
12. 前記足し合わせる段階は、
    前記複数の連続フレーム中に、あるブロックについて決定された複数のバックライト輝度値の平均値を求める段階を含む請求項１１に記載の方法。
13. １ブロックに配置された複数の画素を含む表示面と、
    ブロック制御可能な前記表示面の複数の部分である複数のブロックのバックライトを制御するバックライト回路と、
    ブロックの画像情報から該ブロックにおける全ての画素のグレースケール値を、前記ブロック毎に合計した値である総合グレースケール値を得る回路と、
    前記総合グレースケール値に基づいて、バックライト輝度値を決定する回路と
    を備え、
    前記複数のブロックは、前記表示面と同延の２次元アレイに配列され、１つのブロックは、視聴者認知可能な輝度が、他のバックライトの視聴者認知可能な輝度とは独立して制御可能なバックライトをそれぞれ有し、
    前記バックライト輝度値を決定する回路は、
    ブロックを、該ブロックの画像情報が静止画であるか動画であるかに応じて、該ブロックが静止しているか動いているかを特定し、
    さらに動画ブロックの直近に隣接しているブロックを、フィルタリングブロックとして特定し、
    静止画であるとのみ特定されたブロックについては、第１の輝度関数を該ブロックの総合グレースケール値に適用して、バックライト輝度値を得て、
    動画であるとのみ特定されたブロックについては、第２の輝度関数を該ブロックの総合グレースケール値に適用して、バックライト輝度値を得て、
    フィルタリングされた静止画であると特定されたブロックについては、（ａ）前記第１の輝度関数を該ブロックの総合グレースケール値に適用して得られた第１の中間バックライト輝度値、（ｂ）第３の輝度関数を、該ブロックに隣接する任意の動画ブロックの最大総合グレースケール値に適用して得られた第２の中間バックライト輝度値のうちの大きいほうをバックライト輝度値と決定し、
    フィルタリングされた動画であると特定されたブロックについては、（ａ）前記第２の輝度関数を該ブロックの総合グレースケール値に適用して得られた第３の中間バックライト輝度値、（ｂ）該ブロックの第２の中間バックライト輝度値のうちの大きいほうをバックライト輝度値と決定し、
    ブロックの前記バックライトの輝度を制御するために、該ブロックについて決定されたバックライト輝度値を利用し、
    前記第１の輝度関数は、（１）最小総合グレースケール値および第１の閾値グレースケール値の間の第１の範囲にある複数の総合グレースケール値については、前記総合グレースケール値に比例しており、（２）前記第１の閾値グレースケール値および前記最大総合グレースケール値の間の第２の範囲にある複数の総合グレースケール値については、最大バックライト輝度値である、バックライト輝度値を生じ、
    前記第２の輝度関数は、（１）最小総合グレースケール値および第１の閾値グレースケール値の間の第１の範囲にある複数の総合グレースケール値については、前記総合グレースケール値に比例しており、（２）前記総合グレースケール値が、前記第１の閾値グレースケール値および第２の閾値グレースケール値の間の第２の範囲にあるときは、最小バックライト輝度値と最大バックライト輝度値との間にある定数値であり、（３）前記第２の閾値グレースケール値および最大総合グレースケール値の間の第３の範囲にある複数の総合グレースケール値については、再度、前記総合グレースケール値に比例する、バックライト輝度値を生じ、
    前記第３の輝度関数は、（１）最小総合グレースケール値および第１の閾値グレースケール値の間の第１の範囲にある複数の総合グレースケール値については、前記総合グレースケール値に比例しており、（２）前記総合グレースケール値が、前記第１の閾値グレースケール値および最大総合グレースケール値の間の第２の範囲にあるときは、最小バックライト輝度値と最大バックライト輝度値との間にある定数値である、バックライト輝度値を生じる表示回路。
14. １ブロックに配置された複数の画素を含む液晶表示面と、
    ブロック制御可能な前記液晶表示面の複数の部分である複数のブロックのバックライトを制御するバックライト回路と、
    ブロックの画像情報から該ブロックにおける全ての画素のグレースケール値を、前記ブロック毎に合計した値である総合グレースケール値を得る回路と、
    前記総合グレースケール値に基づいて、バックライト輝度値を決定する回路と
    を備え、
    前記複数のブロックは、前記液晶表示面と同延の２次元アレイに配列され、１つのブロックは、視聴者認知可能な輝度が、他のバックライトの視聴者認知可能な輝度とは独立して制御可能なバックライトをそれぞれ有し、
    前記バックライト輝度値を決定する回路は、
    ブロックを、該ブロックの画像情報が静止画であるか動画であるかに応じて、該ブロックが静止しているか動いているかを特定し、
    さらに動画ブロックの直近に隣接しているブロックを、フィルタリングブロックとして特定し、
    静止画であるとのみ特定されたブロックについては、第１の輝度関数を該ブロックの総合グレースケール値に適用して、バックライト輝度値を得て、
    動画であるとのみ特定されたブロックについては、第２の輝度関数を該ブロックの総合グレースケール値に適用して、バックライト輝度値を得て、
    フィルタリングされた静止画であると特定されたブロックについては、（ａ）前記第１の輝度関数を該ブロックの総合グレースケール値に適用して得られた第１の中間バックライト輝度値、（ｂ）第３の輝度関数を、該ブロックに隣接する任意の動画ブロックの最大総合グレースケール値に適用して得られた第２の中間バックライト輝度値のうちの大きいほうをバックライト輝度値と決定し、
    フィルタリングされた動画であると特定されたブロックについては、（ａ）前記第２の輝度関数を該ブロックの総合グレースケール値に適用して得られた第３の中間バックライト輝度値、（ｂ）該ブロックの第２の中間バックライト輝度値のうちの大きいほうをバックライト輝度値と決定し、
    ブロックの前記バックライトの輝度を制御するために、該ブロックについて決定されたバックライト輝度値を利用し、
    前記第１の輝度関数は、（１）最小総合グレースケール値および第１の閾値グレースケール値の間の第１の範囲にある複数の総合グレースケール値については、前記総合グレースケール値に比例しており、（２）前記第１の閾値グレースケール値および前記最大総合グレースケール値の間の第２の範囲にある複数の総合グレースケール値については、最大バックライト輝度値である、バックライト輝度値を生じ、
    前記第２の輝度関数は、（１）最小総合グレースケール値および第１の閾値グレースケール値の間の第１の範囲にある複数の総合グレースケール値については、前記総合グレースケール値に比例しており、（２）前記総合グレースケール値が、前記第１の閾値グレースケール値および第２の閾値グレースケール値の間の第２の範囲にあるときは、最小バックライト輝度値と最大バックライト輝度値との間にある定数値であり、（３）前記第２の閾値グレースケール値および最大総合グレースケール値の間の第３の範囲にある複数の総合グレースケール値については、再度、前記総合グレースケール値に比例する、バックライト輝度値を生じ、
    前記第３の輝度関数は、（１）最小総合グレースケール値および第１の閾値グレースケール値の間の第１の範囲にある複数の総合グレースケール値については、前記総合グレースケール値に比例しており、（２）前記総合グレースケール値が、前記第１の閾値グレースケール値および最大総合グレースケール値の間の第２の範囲にあるときは、最小バックライト輝度値と前記最大バックライト輝度値との間にある定数値である、バックライト輝度値を生じる液晶表示（「ＬＣＤ」）回路。

Images