JP5618493B2 - 輝度補正装置、及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、輝度補正装置、及びその制御方法に関する。

自発光を利用して、又は蛍光体が発光する事を利用して映像を表示する表示部材では、表示内容や表示時間に応じて、表示部材の特定部分の輝度特性が劣化して輝度差（焼き付き）が生じる場合がある。この輝度特性の劣化を軽減するため、現在、様々な提案がなされている。例えば、表示装置に入力された映像信号が一定時間変化しない事を検知した場合に輝度補正を行う技術が提案されている（特許文献１）。

特開平５−６１４２６号公報

特許文献１の技術では、入力された映像信号が一定時間変化しない事を検知してから輝度補正が行われる。そのため、映像信号が一定時間変化しない事を検知するまでの間は、輝度特性の劣化がある程度進行してしまう。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、表示部材の輝度特性の劣化を更に軽減する技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、第１の本願発明は、映像データを取得する映像取得手段と、前記映像データの再生映像の輝度を表す特徴量データを取得する輝度取得手段と、前記特徴量データに基づき、前記再生映像において閾値以上の輝度が所定時間以上継続する画素と、当該画素において前記閾値以上の輝度が前記所定時間以上継続する期間と、を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した前記期間における前記画素の輝度を低下させるように前記映像データを補正する補正手段と、前記補正手段による補正がなされた映像データを表示装置に出力する出力手段と、を備えることを特徴とする輝度補正装置を提供する。

なお、その他の本発明の特徴は、添付図面及び以下の発明を実施するための形態における記載によって更に明らかになるものである。

以上の構成により、本発明によれば、表示部材の輝度特性の劣化を更に軽減することが可能となる。

実施例１に係る輝度補正装置１００の概略構成を示すブロック図。 輝度補正を実行しない場合の輝度特性の劣化を示す図。 輝度補正情報１５を算出する処理の流れを示すフローチャート。 実施例１の輝度補正を実行した場合の輝度特性の劣化及び輝度を示す図。 変形例１の輝度補正を実行した場合の輝度特性の劣化及び輝度を示す図。 変形例２に係る輝度補正装置２００及び映像サーバ３００の概略構成を示すブロック図。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。なお、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施例によって限定されるわけではない。また、実施例の中で説明されている特徴の組み合わせすべてが、本発明に必須とは限らない。

（輝度補正装置１００の構成）
図１は、実施例１に係る輝度補正装置１００の概略構成を示すブロック図である。輝度補正装置１００は、表示部２１を備える（表示部２１は、輝度補正装置１００から分離していてもよい）。表示部２１は、例えば、液晶テレビ、プラズマテレビ等の自発光を利用して映像を表示する表示部、又は蛍光体が発光する事を利用して映像を表示する表示部である（輝度特性の劣化が発生し得るものであれば、表示部２１の種類は何でもよい）。

映像蓄積部１１は、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの記憶媒体を含む。映像蓄積部１１は、コンテンツ毎に映像信号（映像データ）、音声信号、字幕情報、及びファイル名などの情報を蓄積する。

蓄積映像制御部１０１は、例えばリモコンを介したユーザからの指示に応えて、映像蓄積部１１に蓄積された映像データを読み出すように、映像分析部１２（輝度取得手段）及び映像読み出し部１７（映像取得手段）を制御する。

映像分析部１２は、蓄積映像制御部１０１による制御に従い、映像蓄積部１１から再生対象の映像データを読み出して分析し、映像特徴量１３を取得する。映像特徴量１３は、表示部２１の輝度特性の劣化を軽減するための輝度補正を実行する際に利用される情報である。映像特徴量１３は例えば、映像（再生映像）の表示位置を示す座標情報と、その座標における輝度の時間変化を示す情報とをセットにした情報を含む（詳細は後述）。

表示部材分析部２２（特性取得手段）は、表示部２１を分析して、表示部特性値２３（特性情報）を取得する。表示部特性値２３も、表示部２１の輝度特性の劣化を軽減するための輝度補正を実行する際に利用される情報である。表示部特性値２３は例えば、表示部２１の表示特性を示す情報や、表示部２１の輝度特性の劣化を示す情報などを含む。

特徴量解析部１４（検出手段）は、映像特徴量１３及び表示部特性値２３に基づき、表示部２１の輝度特性の劣化を軽減するために再生対象の映像データの輝度を補正するための、輝度補正情報１５を算出する（詳細は後述）。

映像読み出し部１７は、蓄積映像制御部１０１による制御に従い、映像蓄積部１１から映像データを読み出して映像情報１８を取得し、これを輝度補正部１９（補正手段、及び出力手段として機能する）へ渡す。輝度補正部１９は、輝度補正情報１５に基づいて映像情報１８の輝度を補正して輝度補正映像２０を取得し、これを表示部２１に表示させる。

（映像特徴量１３の例）
映像特徴量１３の一例（以下、「映像特徴量Ａ」と呼ぶ）を以下に示す。この例では座標(a,b)のみが示されているが、実際には再生映像の全座標が含まれる。

--------映像特徴量Ａ--------
## 座標
・(a,b)
## 輝度情報と時間情報
・t1 →t2 = y1
・t2 →t3 = y1
----------------------------

映像特徴量Ａは、以下の輝度情報で映像が表示される事を意味する。
・映像の座標(a,b)において、時刻t1から時刻t2まで輝度y1
・映像の座標(a,b)において、時刻t2から時刻t3まで輝度y1

上の例では、特定の座標点(a,b)における輝度の時間変化が示されているが、処理負荷の軽減のために、特定の座標点ではなく、ある程度の範囲をもった領域が使用されてもよい（なお、座標点の場合も１ピクセルの領域と捉えることができる）。この場合、映像特徴量１３は例えば、その領域を示す情報と、その領域における平均輝度の時間変化を示す情報とをセットにした情報を含む。また、映像特徴量１３のデータ形式は、再生映像の輝度を表現可能な時系列データであれば、どのような形式であってもよい（映像データの全再生期間が網羅されている必要もない）。

また、実施例１では、映像読み出し部１７による映像再生のための映像データの読み出しと映像分析部１２による映像データの分析とを並行して行うものとするが、分析のタイミングはこれに限定されない。例えば、映像蓄積部１１に新たな映像データが蓄積された時点で、映像分析部１２がその映像データを分析し、得られた映像特徴量をその映像データに対応付けて映像蓄積部１１に保存してもよい。

（輝度補正情報１５の例）
以下、図２及び図３を参照して、輝度補正情報１５の一例を示す。前述の映像特徴量Ａは、座標(a,b)において輝度y1の表示映像が、t1→t2→t3という一定時間継続する事を示している（図２の上のグラフを参照。時刻t0からt1の間の輝度はy1以下の範囲で変動する）。

輝度補正を実行しない場合、図２の下のグラフに示すように、表示部２１の座標(a,b)における輝度特性は輝度に比例して劣化する。そのため、特に時刻t1からt3の間に、輝度特性の劣化が大きく進行する。

そこで、特徴量解析部１４は輝度特性の劣化を軽減するために、図３に示す手順に従って輝度補正情報１５を算出する。

Ｓ３０１で、特徴量解析部１４は、映像分析部１２から映像特徴量（映像特徴量Ａを例として使用する）を取得する。Ｓ３０２で、特徴量解析部１４は、表示部材分析部２２から表示部特性値を取得する。

Ｓ３０３で、特徴量解析部１４は、取得した映像特徴量及び表示部特性値に基づき、表示部２１の輝度特性の劣化が高速に進行するか否かを判定する。具体的には例えば、特徴量解析部１４は、再生映像において閾値以上の輝度が所定時間以上継続する領域が存在するか否かを判定する。このとき特徴量解析部１４は、表示部特性値に基づいて閾値及び所定時間のうちの少なくとも一方を決定してもよい。判定結果が「Ｎｏ」である場合（例えば、閾値以上の輝度を示す情報が映像特徴量に含まれていない場合）は、特徴量解析部１４は輝度補正情報を生成せずに処理を終了する。判定結果が「Ｙｅｓ」である場合（例えば、映像特徴量Ａのように一定時間、閾値以上の輝度y1が継続する場合）は、処理がＳ３０４に進む。

Ｓ３０４で、特徴量解析部１４は、輝度補正情報１５を算出する。輝度補正情報１５の一例（以下、「輝度補正情報Ａ」と呼ぶ）を以下に示す。

--------輝度補正情報Ａ------
## 座標
・(a,b)
## 輝度情報と時間情報
・t1 →t2 = y1からy1'に徐々に下げる
・t2 →t3 = y1'からy1''に徐々に下げる
----------------------------

なお、輝度が低ければ低いほど輝度特性の劣化が軽減されるが、輝度を下げすぎると、ユーザが映像から受ける印象が大きく変化してしまう可能性がある。そこで、特徴量解析部１４は、所定の補正許容範囲内で輝度補正情報１５を算出するように構成されてもよい。

（輝度補正の実行例）
上で説明した輝度補正情報Ａに基づく輝度補正を輝度補正部１９が実行した場合、座標(a,b)における輝度、及び輝度特性の劣化は、図４に示すようになる。図４の上のグラフから理解できるように、輝度補正部１９は輝度補正情報Ａに従い、時刻t1（輝度y1）から徐々に輝度を下げ、時刻t2で輝度y1'とし、更に時刻t3で輝度y1''とする。図示しないが、輝度補正部１９は、輝度補正情報Ａに従い、映像全体（全座標）の輝度を補正する（もちろん、座標(a,b)についてのみ補正を行ってもよい）。

これにより、図４の下のグラフから理解できるように、時刻t1から時刻t3の間の輝度特性の劣化が、輝度補正を実行しない場合に比べて軽減される。また、輝度が高くなった（y1になった）時刻t1から輝度補正（具体的には、輝度を低下させる補正）が開始するため、従来の技術と比べて、輝度特性の劣化が更に軽減される。なお、図４では、座標(a,b)における輝度および輝度特性の劣化度の変化を示しているが、前述の通り映像全体（全座標）の輝度が補正される場合は、他の座標点についても同様に輝度の低下等が発生する。

以上説明したように、実施例１によれば、特徴量解析部１４は、映像分析部１２から取得した映像特徴量１３、及び表示部材分析部２２から取得した表示部特性値２３に基づき、輝度特性の劣化が高速に進行する期間を事前に特定する。そして特徴量解析部１４は、この期間の開始時から輝度補正が行われるように、輝度補正情報を算出する。

これにより、従来の技術と比べて、表示部材の輝度特性の劣化を更に軽減することが可能となる。

［変形例１］
上述した実施例１では、輝度特性の劣化を効果的に軽減するために、時刻t1からt3の間は連続的に輝度が低下する補正が行われた。この場合、時刻t3において急激な輝度変化が発生する可能性がある。そこで、変形例１では、急激な輝度変化も抑制できるような輝度補正を説明する。変形例１に係る映像特徴量１３の一例（以下、「映像特徴量Ｂ」と呼ぶ）を以下に示す。

--------映像特徴量Ｂ--------
## 座標
・(a,b)
## 輝度情報と時間情報
・t0 →t1 = 一定した輝度ではない
・t1 →t2 = y1
・t2 →t3 = y1
・t3 →t4 = 一定した輝度ではない
----------------------------

映像特徴量Ｂは、以下の輝度情報で映像が表示される事を意味する。
・映像の座標(a,b)において、時刻t0から時刻t1まで一定の輝度ではない
・映像の座標(a,b)において、時刻t1から時刻t2まで輝度y1
・映像の座標(a,b)において、時刻t2から時刻t3まで輝度y1
・映像の座標(a,b)において、時刻t3から時刻t4まで一定の輝度ではない

図５の上のグラフにおいて、一点鎖線は実施例１で説明した方法で輝度補正を実行した場合の輝度を示す。この場合、時刻t3において、輝度がy1''からy1へと急激に変化する。この急激な変化を抑制するため、特徴量解析部１４は図３のＳ３０４において、以下に示す輝度補正情報１５（以下、「輝度補正情報Ｂ」と呼ぶ）を算出する。

--------輝度補正情報Ｂ------
## 座標
・(a,b)
## 輝度情報と時間情報
・t0 →t1 = 輝度特性の劣化を軽減する輝度補正はしない
・t1 →t2 = y1からy1'に徐々に輝度を下げる
・t2 →t3 = y1'からy1に徐々に輝度を上げる
・t3 →t4 = 輝度特性の劣化を軽減する輝度補正はしない
----------------------------

ここで着目すべき点は、時刻t2から時刻t3にかけて輝度を元に戻している点である。即ち、輝度補正が不要になる時刻t3において補正前の輝度と補正後の輝度とが一致するように、輝度補正情報Ｂは算出される。このような算出を行うために、特徴量解析部１４は、或る期間（例えば、t2→t3）の補正値を決定する際に、その次の期間（この場合、t3→t4）における輝度補正の要否、及びその期間の開始時(t3）の輝度も参照する。

また、輝度補正情報Ｂに従えば、補正対象の期間の開始時（t1）からこの期間の途中（t2）まで、補正による輝度の低下量が０から単調増加する。そして、この期間の途中（t2）から輝度の低下量が単調減少し、この期間の終了時（t3）に０になる。なお、「期間の途中」はt2とは異なる時刻であってもよい。

その結果、図５の上のグラフにおいて実線で示されるように輝度が変化し、輝度の急激な変化が抑制される。また、この場合でも、図５の下のグラフにおいて実線で示されるように、輝度特性の劣化は軽減される。

［変形例２］
実施例１のコンセプトは、図６に示すように、映像データがネットワークを介して配信される場合にも適用可能である。図６において、輝度補正装置２００と映像サーバ３００とがネットワワーク４００を介して接続されている。図６において図１と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。

図６から理解できるように、映像蓄積部１１、映像分析部１２、及び映像読み出し部１７が、輝度補正装置２００ではなく映像サーバ３００に備えられている。

蓄積映像制御部２０１は、例えばリモコンを介したユーザからの指示に応えて、通信部２０２を介して映像サーバ３００に対して映像データの配信を要求する。蓄積映像制御部３０１は、輝度補正装置２００からの要求に応えて、実施例１と同様に映像分析部１２及び映像読み出し部１７を制御する。映像分析部１２及び映像読み出し部１７はそれぞれ、通信部３０２を介して、映像特徴量及び映像データを輝度補正装置２００に対して配信する。

輝度補正装置２００は、映像サーバ３００から受信した映像データ及び映像特徴量を使用して、実施例１と同様の処理を行い、輝度が補正された映像を表示部２１に表示する。

［その他の実施例］
以上の各実施例で説明した構成要素及び処理は、ハードウェアで実装してもよいし、ソフトウェアで実装してもよいし、その組み合わせで実装してもよい。これらの構成要素及び処理の一部又は全部を実装するソフトウェア（プログラム）、及びこれを格納した記憶媒体も、本発明の範囲に含まれる。

Claims (6)

1. 映像データを取得する映像取得手段と、
   前記映像データの再生映像の輝度を表す特徴量データを取得する輝度取得手段と、
   前記特徴量データに基づき、前記再生映像において閾値以上の輝度が所定時間以上継続する画素と、当該画素において前記閾値以上の輝度が前記所定時間以上継続する期間と、を検出する検出手段と、
   前記検出手段が検出した前記期間における前記画素の輝度を低下させるように前記映像データを補正する補正手段と、
   前記補正手段による補正がなされた映像データを表示装置に出力する出力手段と、
   を備えることを特徴とする輝度補正装置。
2. 前記補正手段は、前記期間の開始時から当該期間の途中まで前記補正による輝度の低下量を０から単調増加させ、前記期間の終了時に前記低下量が０になるように前記途中から前記低下量を単調減少させる処理を、前記期間においてのみ行うことを特徴とする請求項１に記載の輝度補正装置。
3. 前記補正手段は、前記検出手段が検出した前記期間における前記再生映像全体の輝度を低下させるように前記映像データを補正する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の輝度補正装置。
4. 輝度補正装置の制御方法であって、
   前記輝度補正装置の映像取得手段が、映像データを取得する映像取得工程と、
   前記輝度補正装置の輝度取得手段が、前記映像データの再生映像の輝度を表す特徴量データを取得する輝度取得工程と、
   前記輝度補正装置の検出手段が、前記特徴量データに基づき、前記再生映像において閾値以上の輝度が所定時間以上継続する画素と、当該画素において前記閾値以上の輝度が前記所定時間以上継続する期間と、を検出する検出工程と、
   前記輝度補正装置の補正手段が、前記検出工程で検出した前記期間における前記画素の輝度を低下させるように前記映像データを補正する補正工程と、
   前記輝度補正装置の出力手段が、前記補正工程による補正がなされた映像データを表示装置に出力する出力工程と、
   を備えることを特徴とする制御方法。
5. 前記補正工程では、前記期間の開始時から当該期間の途中まで前記補正による輝度の低下量を０から単調増加させ、前記期間の終了時に前記低下量が０になるように前記途中から前記低下量を単調減少させる処理を、前記期間においてのみ行うことを特徴とする請求項４に記載の制御方法。
6. 前記補正工程では、前記検出工程で検出した前記期間における前記再生映像全体の輝度を低下させるように前記映像データを補正する
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の制御方法。