JP5837009B2 - 表示装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
液晶表示装置の表示特性を向上するための技術として、画像の特徴量(例えば、平均輝度レベル(APL))に基づいてバックライトの発光輝度を制御する技術がある(特許文献1参照)。
図13を用いて、ローカルディミング制御について説明する。
バックライトの光源は、冷陰極蛍光管よりも優れた発光効率を有する発光ダイオード(LED: Light Emitting Diode)が主流となり始めている。図13のバックライトは、光源としてLEDを有する。
図13の例では、バックライトは、水平方向10個×垂直方向6個の計60個の分割領域に対応する60個のLED制御エリアからなる。各分割領域(各LED制御エリア)に光源(図13の例では4つのLED)が設けられている。各分割領域の光源は、個別に制御することができる。暗い画像が表示される分割領域の発光輝度(バックライトの発光輝度)を、明るい画像が表示される分割領域の発光輝度よりも低くすることにより、表示画像(画面に表示された画像)のコントラストを向上することができる。
また、ローカルディミング制御を行って複数の静止画を共に表示する際に静止画の表示位置を変更した場合にも、静止画の視認性が低下してしまう。例えば、図15(a)に示すように2つの静止画(静止画a、静止画b)をPoutP表示している場合に、図15(b)に示すように静止画bの表示位置を変更すると、静止画bの表示位置変更前後の周辺領域1501で明るさのちらつきやハレーションなどが発生してしまう。
画面に画像を表示する表示手段と、
前記画面を構成する複数の分割領域のそれぞれについて個別に発光を制御可能な発光手段と、
表示される画像の特徴量を取得する取得手段と、
前記分割領域毎に、動画像のみが表示される第1領域、静止画像のみが表示される第2領域、及び、前記動画像と前記静止画像との両方が表示される混在領域のいずれであるかを判定する第1判定手段と、
前記取得手段で取得された前記特徴量と、前記第1判定手段の判定結果とに基づいて、前記発光手段の発光を制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記第1領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段が、前記動画像の前記特徴量に基づく輝度で発光し、
前記第2領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段と、前記混在領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段とが、少なくとも前記静止画像の前記特徴量に基づく輝度で発光する
ように、
前記発光手段の発光を制御する
ことを特徴とする表示装置である。
画面に画像を表示する表示手段と、
前記画面を構成する複数の分割領域のそれぞれについて個別に発光を制御可能な発光手段と、
を有する表示装置の制御方法であって、
表示される画像の特徴量を取得する取得ステップと、
前記分割領域毎に、動画像のみが表示される第1領域、静止画像のみが表示される第2領域、及び、前記動画像と前記静止画像との両方が表示される混在領域のいずれであるかを判定する第1判定ステップと、
前記取得ステップで取得された前記特徴量と、前記第1判定ステップの判定結果とに基づいて、前記発光手段の発光を制御する制御ステップと、
を有し、
前記制御ステップでは、
前記第1領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段が、前記動画像の前記特徴量に基づく輝度で発光し、
前記第2領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段と、前記混在領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段とが、少なくとも前記静止画像の前記特徴量に基づく輝度で発光する
ように、
前記発光手段の発光を制御する
ことを特徴とする表示装置の制御方法である。
本発明の実施例1に係る表示装置及びその制御方法について以下に説明する。
なお、本実施例では、表示装置が液晶表示装置である場合の例を説明するが、表示装置は液晶表示装置に限らない。独立した光源と、光源からの光を透過して画像を表示する表示装置であれば、どのような表示装置であってもよい。
図1は、本実施例に係る液晶表示装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
図1に示すように、液晶表示装置101は、第1画像入力部102、第2画像入力部103、画像判定部104、第1セレクタ105、第1合成部106、第2セレクタ107、画像解析部108、画像補正部109、第3セレクタ110、第2合成部111、第4セレクタ112、画像出力部113、液晶駆動部114、液晶パネル115、システム制御部116、不揮発性メモリ117、補正値決定部118、BL制御部119、バックライト120、電源ボタン121、操作ボタン群122などを有する。
第1合成部106から入力された合成画像、または、第1セレクタ105から入力された動画)を、画像解析部108に出力する。
不揮発性メモリ117は、液晶表示装置101の動作に関わる複数の情報を記憶している。
割領域毎の発光輝度が設定される。具体的には、複数の画像が静止画を含み、且つ、複数の画像をPinP表示する場合には、少なくとも一部に静止画が表示される複数の分割領域に対して同じ発光輝度が設定され、静止画が表示されない分割領域に対して分割領域毎の特徴量に基づく発光輝度が設定される。それ以外の場合には、分割領域毎に、分割領域毎の特徴量に基づく発光輝度が設定される。
図2に、本実施例に係るバックライト120の構成の一例を示す。
本実施例では、図2に示すように、バックライト120は、水平方向32個×垂直方向20個の計640個の分割領域に対応する640個のLED制御エリアからなる。各分割領域(各LED制御エリア)には光源(図2の例では4つの白色LED)が設けられている。各分割領域の光源は、個別に制御することができる。
なお、分割領域の数は640個に限らない。例えば、分割領域の数は、水平方向16個×垂直方向10個の計160個であってもよいし、水平方向40個×垂直方向25個の計1000個であってもよいし、水平方向1個×垂直方向8個の計8個であってもよいし、水平方向12個×垂直方向1個の計12個であってもよい。
本実施例では、図3に示すように、1つの分割領域の光源として、直列に接続された4つの白色LEDが使用される。また、各分割領域には、その分割領域の光源に電流を流して、当該光源を発光させるLEDドライバ301が設けられている。
LEDドライバ301は、BL制御部119から入力されたPWM制御データに応じて、PWM(Pulse Width Modulation)制御を行い、光源(4つのLED)に電流を流す。PWM制御データは、LEDドライバ301が光源に流す電流量(当該光源に電流を流す時間(パルス幅))を表す。
なお、BL発光データの値の範囲は、0〜4095に限らない。BL発光データの値の範囲は、0〜4095より狭くてもよいし、広くてもよい。
01の製造段階において、液晶表示装置101とは異なる装置(不図示)によって作成される。例えば、BL発光データテーブルは、画面上の輝度ムラが最小となるようにBL発光データを調整することにより作成される。
本実施例では、不揮発性メモリ117に、発光輝度20〜200cd/m2を10等分して得られる10個の発光輝度(間隔が20cd/m2の10個の発光輝度)に対応する10個のBL発光データテーブルが予め記憶されている。また、不揮発性メモリ117には、上記10個の発光輝度である10個のバックライト輝度値が予め記憶されている。
図4(a),4(b)にBL発光データテーブルの一例を示す。
図4(a)は、バックライト全体(各分割領域のバックライト)を発光輝度100cd/m2で発光させるためのBL発光データの一例である。
図4(b)は、バックライト全体(各分割領域のバックライト)を発光輝度200cd/m2で発光させるためのBL発光データの一例である。
図4(a),4(b)において、分割領域間でBL発光データが異なるのは、LED毎に発光特性が異なるためである。
なお、予め用意するBL発光データテーブルの数は10個に限らない。予め用意するBL発光データテーブルの数は10個より少なくてもよいし、多くてもよい。予め用意するBL発光データテーブルの数は1個でもよい。
次に、BL制御部119は、バックライト輝度値に対応するBL発光データテーブルを、不揮発性メモリ117から取得する。例えば、バックライト輝度値が「100cd/m2」の場合には、図4(a)に示したBL発光データが取得される。
そして、BL制御部119は、分割領域毎に、補正値決定部118から入力されたBL発光データ補正値を用いて、取得したBL発光データテーブルにおけるBL発光データを補正する。本処理により、各分割領域の発光輝度が決定(設定)される。
次に、BL制御部119は、分割領域毎に、補正後のBL発光データをPWM制御データに変換する。例えば、補正後のBL発光データが0の場合、対応する分割領域のバックライト(光源)を発光させないために、補正後のBL発光データは、電流量(電流を流す時間が0)のPWM制御データに変換される。補正後のBL発光データが4095の場合、対応する分割領域のバックライト(光源)を最大発光輝度で発光させるために、補正後のBL発光データは、電流量が最大値(電流を流す時間が最大値)のPWM制御データに変換される。
そして、BL制御部119は、分割領域毎に、その分割領域のPWM制御データを、当該分割領域のLEDドライバ301に出力する。
図5は、本実施例に係る液晶表示装置101の動作の一例を示すフローチャートである。図5は、複数の画像を共に表示する場合の動作の一例を示す。図5の動作は、電源オン要求、複数の画像を共に表示する表示モードへ変更する表示モード変更要求などの入力をシステム制御部116が検出した場合に開始される。電源オン要求は、ユーザが電源ボタン121を操作することにより入力される。表示モード変更要求は、ユーザが操作ボタン群122を操作することにより入力される。
画像入力部102と第2画像入力部103から入力された2つの画像を第1セレクタ105に出力する。
S505では、システム制御部116が、画像判定部104の判定結果に基づいて、画像判定部104から入力された2つの画像のうち、静止画が第3セレクタ110に出力され、動画が画像解析部108に出力されるように第1セレクタ105を制御する。画像解析部108は、分割領域毎に、その分割領域に表示される動画(第1セレクタ105から入力された動画)の特徴量を取得する。本実施例では、特徴量として平均輝度レベル(APL)が取得される。そして、画像解析部108は、分割領域毎の特徴量を、補正値決定部118に出力する。また、画像解析部108は、第1セレクタ105から入力された動画を画像補正部109に出力する。
なお、画像判定部104から入力された2つの画像がいずれも静止画である場合には、当該2つの画像は第1セレクタ105から第3セレクタ110へ送られる。
図6は、S506の処理の一例を示すフローチャートである。図7は、静止画と動画をPinP表示する場合の、静止画と動画の表示領域と、分割領域との関係の一例を示す図である。
まず、補正値決定部118が、表示レイアウト情報に基づいて、処理対象(補正値の算出対象)の分割領域が静止画領域、動画領域、混在領域のうちのどの領域かを判定する(S601)。静止画領域は静止画のみが表示される分割領域である。動画領域は動画のみが表示される分割領域である。混在領域は静止画と動画の両方が表示される分割領域である。
図7において、破線で示す領域は分割領域である。図7において、符号aは静止画領域
を示し、符号bは動画領域を示し、符号cは混在領域を示す。
処理対象の分割領域が静止画領域である場合には、S602に処理が進められる。処理対象の分割領域が動画領域である場合には、S603に処理が進められる。処理対象の分割領域が混在領域である場合には、S604に処理が進められる。
本実施例では、動画領域のBL発光データを、動画の特徴量に基づくBL発光データにするBL発光データ補正値が決定される。例えば、暗い画像が表示される動画領域の発光輝度が、明るい画像が表示される分割領域の発光輝度よりも低くなるように、BL発光データ補正値が決定される。
具体的には、処理対象の分割領域(動画領域)の特徴量であるAPLと、不揮発性メモリ117に記憶されているBL発光データ補正値テーブルとから、BL発光データ補正値が決定される。BL発光データ補正値テーブルは、APLとBL発光データ補正値の関係を示すテーブル(または関数)である。BL発光データ補正値テーブルの一例を図8に示す。図8の横軸はAPLを示し、縦軸はBL発光データ補正値を示す。図8に示すように、本実施例では、APLが大きいときのほうが、APLが小さいときよりも大きいBL発光データ補正値が得られる。また、図8の例では、BL発光データ補正値は、1より小さい値から1より大きい値までを取りうる。
なお、図8の例では、BL発光データ補正値テーブルには、APLの変化に対してBL発光データ補正値が変化しない部分が存在するが、そのような部分は存在しなくてもよい。また、図8の例では、APLの変化に対してBL発光データ補正値が線形に変化しているが、APLの変化に対してBL発光データ補正値が非線形に変化してもよい。APLの変化に対してBL発光データ補正値が段階的に変化してもよい。
なお、図9の例では、差分の変化に対して画像データ補正値が非線形に変化しているが、差分の変化に対して画像データ補正値が線形に変化してもよい。差分の変化に対して画像データ補正値が段階的に変化してもよい。また、画像データ補正値テーブルには、差分の変化に対して画像データ補正値が変化しない部分が存在していてもよい。
S609では、補正値決定部118が、混在領域毎(混在領域内の動画の画素毎)の画像データ補正値を画像補正部109に出力する。
S506の次に、BL制御部119が、分割領域毎に、BL発光データテーブルから決定したBL発光データに対し、補正値決定部118から入力されたBL発光データ補正値を乗算する(S507;BL発光データの補正)。それにより、分割領域毎の発光輝度が決定(設定)される。BL制御部119は、分割領域毎に、補正後のBL発光データをPWM制御データに変換する。
なお、共に表示する2つの画像がいずれも静止画である場合には、画像解析部108と画像補正部109に動画は入力されず、S508の処理は行われない。
なお、共に表示する2つの画像がいずれも静止画である場合には、画像補正部109から第3セレクタ110に動画は送られず、第1セレクタ105から第3セレクタ110に2つの静止画が送られる。そして、2つの静止画が第3セレクタ110から第2合成部111へ送られ、当該2つの静止画をPinP表示するための合成画像が生成される。
透過率の制御と、バックライトの発光とを所定のタイミングで行うことにより、画面に画像が表示される。
S510では、システム制御部116が、画像判定部104から入力された2つの画像が第1合成部106に出力されるように第1セレクタ105を制御する。さらに、システム制御部116は、表示レイアウト情報に基づいて、入力された2つの画像を共に表示するための合成画像が生成されるように、第1合成部106を制御する。第1合成部106は、生成した合成画像を第2セレクタ107に出力する。
透過率の制御と、バックライトの発光とを所定のタイミングで行うことにより、画面に画像が表示される。
くとも一部に静止画が表示される複数の分割領域に対して、同じ発光輝度が設定され、静止画が表示されない分割領域に対して、分割領域毎の特徴量に基づく発光輝度が設定される。それにより、静止画と共に動画を表示する場合(静止画と動画をPinP表示する場合)に、静止画の視認性の低下を抑制し、且つ、動画のコントラストを向上することができる。
また、本実施例によれば、静止画と動画をPinP表示する場合に、特徴量に基づく発光輝度でバックライトを発光させたときと、設定された発光輝度でバックライトを発光させたときとで、混在領域内における動画の画面上の明るさが変化しないように、動画が補正される。それにより、少なくとも一部に静止画が表示される複数の分割領域に対して同じ発光輝度を設定することによる動画の画質の劣化を抑制することができる。
本発明の実施例2に係る表示装置及びその制御方法について以下に説明する。
実施例1では、静止画と動画をPinP表示する場合に静止画の画質の劣化を抑制する構成について説明した。本実施例では、静止画と動画をPoutP表示する場合にも静止画の画質の劣化を抑制することのできる構成について説明する。
本実施例に係る液晶表示装置の全体構成は、実施例1(図1)と同様のため、その説明は省略する。
また、本実施例に係るバックライト120の構造と基本制御も、実施例1と同様のため、その説明は省略する。
図10は、本実施例に係る液晶表示装置101の動作の一例を示すフローチャートである。図10は、複数の画像を共に表示する場合の動作の一例を示す。図10の動作は、電源オン要求、表示モード変更要求などの入力をシステム制御部116が検出した場合に開始される。
図10のS503の次に、システム制御部116が、S503で取得した表示レイアウト情報に基づいて、表示形式がPinP表示かPoutP表示かを判定する(S504)。表示形式がPinP表示の場合にはS505に処理が進められ、表示形式がPoutP表示の場合にはS1001に処理が進められる。
図10のS505〜S509の処理は、それぞれ、図5のS505〜S509の処理と同様のため、その説明は省略する。
図10のS1001では、システム制御部116が、S503で取得した表示レイアウト情報(PoutP表示する各画像の表示領域情報)に基づいて、PoutP表示する2つの画像の間隔を算出する。換言すれば、PoutP表示する2つの画像が表示される2つの領域(画面上の領域)の間隔が算出される。
割領域が存在すると判断され、S1003に処理が進められる。
なお、PoutP表示する2つの画像の両方が表示される分割領域が存在するか否かの判定方法は上記方法(PoutP表示する2つの画像の間隔に基づく方法)に限らない。例えば、各分割領域を表す領域情報と、PoutP表示する2つの画像の表示領域情報とから、PoutP表示する2つの画像の両方が表示される分割領域が存在するか否かが判定されてもよい。
なお、バックライトの光源の特性(光の照射角度特性)やバックライトの拡散構造などに基づいて、サイズLbとして分割領域のサイズよりも大きいまたは小さいサイズが設定されてもよい。
図11は、PoutP表示する静止画と動画の配置(画面上での配置)の一例を示す図である。図12は、図11のPoutP表示を行う場合における、静止画と動画の表示領域と、分割領域との関係を示す図である。
図11の例では、静止画と動画は間隔Laだけ離れて、配置されている。画面の領域のうち、静止画も動画も表示されない領域には、所定の背景画像が表示される。背景画像は、例えば、一様な色(黒やグレーなど)の画像である。
図12において、破線で示す領域は分割領域である。図12において、符号aは静止画領域を示し、符号bは動画領域を示し、符号cは混在領域を示す。
処理対象の分割領域が静止画領域である場合には、S602に処理が進められる。処理対象の分割領域が動画領域である場合には、S603に処理が進められる。処理対象の分割領域が混在領域である場合には、S604に処理が進められる。
S602〜S609では、実施例1と同じ処理が行われる。
S1004の次に、BL制御部119が、分割領域毎に、BL発光データテーブルから決定したBL発光データに対し、補正値決定部118から入力されたBL発光データ補正値を乗算する(S1005;BL発光データの補正)。それにより、分割領域毎の発光輝度が決定(設定)される。BL制御部119は、分割領域毎に、補正後のBL発光データをPWM制御データに変換する。
なお、共に表示する2つの画像がいずれも静止画である場合には、画像解析部108と
画像補正部109に動画は入力されず、S1006の処理は行われない。
なお、共に表示する2つの画像がいずれも静止画である場合には、画像補正部109から第3セレクタ110に動画は送られず、第1セレクタ105から第3セレクタ110に2つの静止画が送られる。そして、2つの静止画が第3セレクタ110から第2合成部111へ送られ、当該2つの静止画をPoutP表示するための合成画像が生成される。
図10のS510〜S513の処理は、それぞれ、図5のS510〜S513の処理と同様のため、その説明は省略する。
また、本実施例によれば、静止画と動画をPoutP表示する場合に、少なくとも一部に静止画が表示される複数の分割領域に対して、同じ発光輝度が設定され、静止画が表示されない分割領域に対して、分割領域毎の特徴量に基づく発光輝度が設定される。それにより、静止画と動画をPoutP表示する場合に、静止画の視認性の低下を抑制し、且つ、動画のコントラストを向上することができる。
また、本実施例によれば、静止画と動画の両方が表示される分割領域が存在しない場合には、分割領域毎に、分割領域毎の特徴量に基づく発光輝度が設定される。静止画と動画の両方が表示される分割領域が存在しない場合には、動画の輝度変化によって静止画が表示される分割領域の発光輝度が変化することはないため、静止画の画質の劣化も発生しない。そのため、静止画と動画の両方が表示される分割領域が存在する場合に、分割領域毎に、分割領域毎の特徴量に基づく発光輝度を設定することにより、静止画と動画の両方のコントラストを向上することができる。
本発明の実施例3に係る表示装置及びその制御方法について以下に説明する。
実施例1,2では、静止画と動画をPinP表示する場合、静止画と動画をPoutP表示する場合に静止画の画質劣化を抑制する構成について説明した。本実施例では、複数の静止画を共に表示し静止画の表示位置を変更する場合にも静止画の画質の劣化を抑制することのできる構成について説明する。
また、本実施例に係るバックライト120の構造と基本制御も、実施例1と同様のため、その説明は省略する。
図16は、本実施例に係る液晶表示装置101の動作の一例を示すフローチャートである。図16は、複数の画像を共に表示する場合の動作の一例を示す。図16の動作は、電源オン要求、表示モード変更要求、表示位置変更要求などの入力をシステム制御部116が検出した場合に開始される。電源オン要求は、ユーザが電源ボタン121を操作するこ
とにより入力される。表示モード変更要求は、ユーザが操作ボタン群122を操作することにより入力される。画像の表示位置を変更する表示位置変更要求は、ユーザが操作ボタン群122を操作することにより入力される。
図16のS503の次に、システム制御部116が、S503で取得した表示レイアウト情報に基づいて、表示形式がPinP表示かPoutP表示かを判定する(S504)。表示形式がPinP表示の場合にはS1601に処理が進められ、表示形式がPoutP表示の場合にはS1001に処理が進められる。
図16のS505〜S509の処理は、それぞれ、図10のS505〜S509の処理と同様のため、その説明は省略する。
図17(a)〜17(c)は、2つの静止画をPinP表示する場合の配置(画面上での配置)の一例を示す図である。図17(a)〜17(c)では、静止画bの表示位置が互いに異なる。本実施例に係る液晶表示装置101では、ユーザは、操作ボタン群122を操作することにより、画像の表示位置を変更することができる。本実施例では、そのようなユーザ操作により、2つの静止画が、図17(a)〜17(c)に示した表示位置でPinP表示される例を説明する。
複数の静止画をPinP表示する場合、静止画の表示位置を変更すると、表示位置が変更された静止画周辺の他の静止画の表示にちらつきが生じる。例えば、静止画bの表示位置を変更すると、静止画b周辺の静止画aの表示にちらつきが生じる。そこで、本実施例では、複数の静止画をPinP表示する場合には、ローカルディミング制御を行わず、各分割領域に同じ発光輝度を設定する。具体的には、S1602では以下の処理が行われる。システム制御部116が、画像判定部104から入力された複数(本実施例では2つ)の画像が第1合成部106に出力されるように第1セレクタ105を制御する。さらに、システム制御部116は、表示レイアウト情報に基づいて、入力された複数の画像を共に表示するための合成画像が生成されるように、第1合成部106を制御する。第1合成部106は、生成した合成画像を第2セレクタ107に出力する。そして、合成画像が(各機能部を経由して)液晶駆動部114へ入力される。また、BL制御部119が、各分割領域に同じ発光輝度(基準値または基準値と略等しい値)を設定する。
なお、基準値は、メーカによって予め定められた固定値であってもよいし、そうでなくてもよい。例えば、基準値は、ユーザによって設定や変更が可能な値であってもよい。
表示形式がPoutP表示の場合には、まず、図16のS1001の処理が行われる。図16のS1001は、図10のS1001の処理と同様のため、その説明は割愛する。
次に、システム制御部116が、PoutP表示する2つの画像の両方が表示される分割領域が存在するか否かを判定する(S1002)。具体的には、システム制御部116は、S1001で算出した間隔Laが1つの分割領域のサイズLbよりも大きいか否かを判定する。間隔LaがサイズLbより大きい場合には、PoutP表示する2つの画像の
両方が表示される分割領域が存在しないと判断され、S510に処理が進められる。間隔LaがサイズLb以下の場合には、PoutP表示する2つの画像の両方が表示される分割領域が存在すると判断され、S1603に処理が進められる。
図16のS510〜S513の処理は、それぞれ、図10のS510〜S513の処理と同様のため、その説明は省略する。
図16のS1003〜S1007の処理は、それぞれ、図10のS1003〜S1007の処理と同様のため、その説明は省略する。
S1604〜S1607の処理は、それぞれ、図10のS510〜S513の処理と同様である。
S1604〜S1607の処理の具体例について、図18(a)〜18(c)と図19を用いて説明する。
図18(a)〜18(c)は、2つの静止画をPoutP表示する場合の配置(画面上での配置)の一例を示す図である。図18(a)〜18(c)では、静止画bの表示位置が互いに異なる。
図19において、破線で示す領域は分割領域である。図19において、符号aは静止画領域を示す。符号cは静止画移動表示領域である。静止画移動表示領域は、静止画bが移動しうる領域である。本実施例では、静止画移動表示領域が、図7と図12の符号cで示した混在領域と同様に扱われる。
また、本実施例によれば、静止画と動画をPoutP表示する場合に、実施例2と同様に、静止画の視認性の低下を抑制し、且つ、動画のコントラストを向上することができる。
また、本実施例によれば、静止画と静止画をPinP表示する場合には、ローカルディミング制御を行わないことにより、静止画の画質の劣化を抑制することができる。
また、本実施例によれば、静止画と静止画をPoutP表示する場合には、一方の静止画の移動によって、その周辺の発光輝度が変化することを抑制することができる。それにより、移動しない方の静止画の画質の劣化は発生せず、双方の静止画のコントラストを向上することができる。
そして、背景画像のみが表示される分割領域に対して、分割領域毎の特徴量(背景画像の特徴量)に基づく発光輝度が設定されてもよい。その場合には、混在領域内における動画と同様に、混在領域内における背景画像を補正することが好ましい。背景画像を補正するための画像補正データは、動画を補正するための画像補正データと同様の方法で決定すればよい。具体的には、S604で決定したBL発光データ補正値と、背景画像のみを表示する仮定したときのBL発光データ補正値との差分、及び、不揮発性メモリ117に記憶されている背景画像データ補正値テーブルを用いて決定すればよい。背景画像データ補正値テーブルは、BL発光データ補正値の差分と画像データ補正値の関係を示すテーブル(または関数)である。背景画像データ補正値テーブルは、動画を補正するための画像データ補正値テーブルと同じものであってもよいし、動画を補正するための画像データ補正値テーブルとは異なるものであってもよい。
なお、静止画の特徴量に基づいて発光輝度が設定される動画領域は、静止画領域に隣接する動画領域に限らない。例えば、静止画領域からの距離が所定値未満の動画領域に対して、静止画の特徴量に基づいて発光輝度が設定されてもよい。例えば、図20において、領域cに隣接する領域bに対して、静止画の特徴量に基づいて発光輝度が設定されてもよ
い。なお、このとき、静止画領域からの距離が所定値以上の動画領域に対しては、その動画領域の特徴量に基づいて発光輝度が設定される。
具体的には、混在領域の総面積に対する、当該混在領域における静止画の面積の割合が20%以上である場合に、当該混在領域に対して、静止画の輝度に基づいて発光輝度が設定される。そして、混在領域の総面積に対する、当該混在領域における静止画の面積の割合が20%未満である場合に、当該混在領域に対して、当該混在領域における表示画像の特徴量に基づいて、発光輝度が設定される。なお、上記閾値は20%に限らず、10%や30%等でもよい。上記割合が同じであっても、1画素のピクセルサイズが大きいディスプレイと小さいディスプレイでは、静止画の乱れの認識されやすさが異なる。そのため、上記閾値は、表示装置の1画素のピクセルサイズに基づいて決定されることが好ましい。
静止画と動画を共に表示する場合と同様に、画像の動きが小さい領域では、画像の動きが大きい領域の発光輝度の変化により、視認性の低下が生じてしまうことがある。上記構成を採用すれば、そのような視認性の低下を抑制することができる。
ローカルディミング制御では、表示画像のコントラストを高めるために、暗い画像が表示される領域(以下、暗部)の光源の発光輝度が低い値に制御され、明るい画像が表示される領域(以下、明部)の光源の発光輝度が高い値に制御される。そのため、暗部に明部が隣接している場合には、明部直下の光源からの光の漏れにより、暗部にハローやフリッカが発生しまう。そのような課題を解決するための方法は、例えば、特開2009−282451号公報に開示されている。特開2009−282451号公報に開示の技術では、フレーム間での入力画像データの変化が検出される。そして、急峻な変化が検出された場合に、明部周辺の領域における光源の発光輝度に空間Low Pass Fillter(以下、空間LPF)が適応される。それにより、明部周辺の暗部における光源の発光輝度を高めることができ、フリッカを抑制することができる。
そのため、マスタモニター等のような高い輝度再現性が求められる表示装置において、PinP表示などのように、表示領域(主表示領域)内に別の表示領域(副表示領域)が存在する場合に、主表示領域の輝度再現性が損なわれてしまうことがあった。主表示領域は、高い輝度再現性が求められる画像が表示される領域であり、副表示領域は、波形モニ
タなどの付加情報(高い輝度再現性が求められない画像)が表示される領域である。
具体的には、主表示領域が暗部であり副表示領域が明部である場合に、上述した従来技術では、副表示領域周辺の領域における光源の発光輝度に空間LPFが適応される。その結果、主表示領域のうち、副表示領域周辺の領域において、光源の発光輝度が高められてしまい、輝度再現性が損なわれてしまう。
図21は、本実施例に係る表示装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
図21に示すように、本実施例に係る表示装置は、液晶パネル101、バックライト102、レイアウト情報通知部103、拡大縮小部104、合成指示部105、画像データ合成部106、特徴量検出部107、目標輝度算出部108、目標輝度比較部109、目標輝度選択部110、輝度推測演算部111、補正値算出部112、画像データ補正部113を有する。
本実施例に係る表示装置は、複数の画像データを受信し、表示する。
具体的には、本実施例に係る表示装置は、第1画像データと第2画像データを受信し、表示する。第1画像データは高い輝度再現性が求められる画像データである。例えば、第1画像データは、電子写真の画像データ、などである。
図24(a)は、第1画像データを受信し、第1画像データに基づく画像を表示した場合の表示の一例を示す。第2画像データは、第1画像データよりも輝度再現性が低い画像データである。例えば、第2画像データは、グラフィカルユーザインターフェース(GUI)を形成する画像データ、字幕を表す画像データ、などである。
図24(b)は、第1画像データと第2画像データを受信し、両方の画像データを合成した画像データに基づく画像を表示した場合の表示の一例を示す。ここで、画面の領域は、第1画像データに基づく画像が表示される領域と、第2画像データに基づく画像が表示される領域とを含む。第1画像データに基づく画像が表示される領域が主表示領域であり、第2画像データに基づく画像が表示される領域が副表示領域である。
以後、副表示領域を含む分割領域を副分割領域と呼び、副分割領域に対応する光源を副光源と呼ぶ。また、副分割領域以外の分割領域を主分割領域と呼び、主分割領域に対応する光源を主光源と呼ぶ。例えば、図23の例では、24個の分割領域のうち、6個の分割領域(2,3),(2,4),(2,5),(3,3),(3,4),(3,5)が副分割領域となり、残り18個の分割領域が主分割領域となる。
また、本実施例では、外部から画像データを受信する例を説明するが、画像データは外部から受信されるものに限らない。例えば、表示装置の設定を変更するために使用するGUIを形成する画像データなどのように、表示装置内に予め用意されている画像データを重畳表示するオンスクリーンディスプレイ(OSD)にも本発明は適応可能である。
なお、受信された画像データが第1画像データか第2画像データかは、どのように判断されてもよい。例えば、受信端子に応じて、その受信端子で受信された画像データが第1画像データか第2画像データかが判断されてもよい。具体的には、第1の受信端子で受信された画像データが第1画像データと判断され、第2の受信端子で受信された画像データが第2画像データと判断されてもよい。また、複数の画像(複数の画像データに基づく複数の画像)が表示される複数の領域のうち、最も大きい領域が主表示領域として判断され、当該主表示領域に表示される画像データが第1画像データとして判断されてもよい。
なお、レイアウト情報は、表示領域の始点と終点を表す情報であってもよい。
なお、レイアウト情報は外部から取得されてもよい。例えば、レイアウト情報は画像データにメタデータとして付加されていてもよい。
平均部91は、拡大縮小部104からレイアウト情報を取得し、目標輝度算出部108から合成前目標輝度と合成後目標輝度を取得する。平均部91は、レイアウト情報に基づいて副分割領域(第2画像データが表示される分割領域)を検出する。そして、平均部91は、副分割領域の合成前目標輝度の平均値(合成前平均輝度)と、副分割領域の合成後目標輝度の平均値(合成後平均輝度)を算出する。
比較部92は、平均部91で算出された合成前平均輝度と合成後平均輝度の差が閾値より大きいか否かを判定する。平均輝度の差が閾値より大きい場合、比較部92は、合成直後にフリッカが発生すると判断し、目標輝度選択部110へ時間Low Pass Fillter(時間LPF)適応信号を送信する。時間LPF適応信号は、目標輝度の時間変化に対してLPFを適応する光源や分割領域を示す情報である。本実施例では、副光源または副分割領域を示す情報が時間LPF適応信号として送信される。
なお、閾値は、予め定められた固定値であってもよいし、ユーザ等によって設定された任意の値であってもよい。
但し、目標輝度比較部109から時間LPF適応信号が送信された場合には、目標輝度選択部110は、副光源の合成後目標輝度に対して時間LPFを適応する。そして、副光源については、発光輝度が時間LPF後の目標輝度に制御され、時間LPF後の目標輝度が輝度推測演算部111へ送られる。
また、輝度推測演算部111は、画素毎に、基準値に対する上記算出された合計輝度の光源輝度の低下率を算出する。基準値は、例えば、全ての光源を所定の発光輝度で発光させた場合の合計輝度である。
図25は、合成画像データを表示する場合における発光輝度の制御方法の一例を示すフローチャートである。
なお、1つの画像データを受信して表示する場合における処理は本発明の特徴部分ではないため、詳細な説明は省略する。1つの画像データを受信して表示する場合における処理には、例えば、受信した画像データから分割領域毎の特徴量が取得される。そして、分割領域毎に、その分割領域に対して取得された特徴量に応じて、当該分割領域に対応する光源の発光輝度が制御される。また、受信した画像データに対して、発光輝度の制御に合わせた補正処理(発光輝度の変化による表示輝度の変化を補正する処理)が施される。
合成後平均輝度が合成前平均輝度よりも高く、且つ、合成後平均輝度と合成前平均輝度の差が閾値より大きい場合(S102:Yes)、S103に処理が進められる。
それ以外の場合(S102:No)、処理が終了される。そして、目標輝度選択部110が、合成後目標輝度を選択し、各光源の発光輝度を合成後目標輝度に制御する。また、合成画像データに対して、発光輝度の制御に合わせた補正処理が施される。
次に、目標輝度比較部109が、副分割領域を表す時間LPF適応信号を目標輝度選択部110に送信する(S104)。
目標輝度選択部110が、合成指示部105から合成後目標輝度選択指示が通知され、且つ、目標輝度比較部109から時間LPF適応信号が通知された場合(S105:Yes)、S106へ処理が進められる。
それ以外の場合(S105:No)、処理が終了される。そして、目標輝度選択部110が、合成後目標輝度を選択し、各光源の発光輝度を合成後目標輝度に制御する。また、合成画像データに対して、発光輝度の制御に合わせた補正処理が施される。
ここで、平均輝度の差と比較する閾値が100であった場合、図26(a)〜26(d)の例では、平均輝度の差210が閾値100より大きいため、フリッカが発生すると判断される。そして、上記6つの副分割領域(2,3),(2,4),(2,5),(3,3),(3,4),(3,5)のそれぞれが、時間LPFを適応する領域として設定される。
その後、副光源の合成後目標輝度に対して時間LPFが適応され、各発光部の発光輝度が制御される。
従来の方法では、図27のグラフに破線で示すように、表示の切り替え時に副光源の発光輝度が急激に上昇してしまい、副分割領域(主表示領域の、副分割領域に含まれる部分)においてフリッカが知覚されてしまう。
本実施例では、副光源の発光輝度(目標輝度)に時間LPFが適応されるため、図27のグラフの実線に示すように、合成後の副光源の発光輝度の立ち上がりが緩やかになり、副分割領域におけるフリッカの発生を抑制することができる。
また、本実施例によれば、主光源の発光輝度が合成後特徴量に応じて制御されるため、主表示領域の輝度再現性の低下を抑制することができる。
以下、本発明の実施例5に係る表示装置について説明する。
主表示領域に表示する画像データの輝度が低ければ低いほど、副表示領域における光源からの光の主表示領域の表示輝度に対する影響は大きい。そこで、本実施例では、主表示領域に表示する画像データが暗い画像か否かを判断し、主表示領域に表示する画像データが暗い画像であると判断した場合には、実施例4と同様に時間LPFを行う。
図28は、本実施例に係る表示装置における目標輝度比較部109の機能構成の一例を示すブロック図である。
平均部91は、実施例4と同じ機能を有する。
制限部93は、主表示領域に表示する画像データが暗い画像である否かを判定するための閾値として、合成前平均輝度の閾値(暗部判定閾値)を予め保持している。そして、制限部93は、暗部判定閾値を比較部94に出力する。
比較部94は、実施例4の比較部92と同じ機能を有する。また、比較部94は、合成前平均輝度と暗部判定閾値を比較し、主表示領域に表示する画像データが暗い画像である否かを判定する。本実施例では、画像データの輝度が低いほど低い目標輝度が算出される。そして、比較部94は、合成前平均輝度が暗部判定閾値以下である場合に、主表示領域に表示する画像データが暗い画像である否かを判定する。主表示領域に表示する画像データが暗い画像であると判定された場合には、実施例4と同様に時間LPFが行われる。
制御方法について詳しく説明する。なお、実施例4(図25)と同じ処理には同じ符号を付し、その説明は省略する。
本実施例では、S101の次に、比較部94が、合成前平均輝度と暗部判定閾値を比較する(S201)。
合成前平均輝度が暗部判定閾値以下である場合(S201:No)、S103に処理が進められる。即ち、比較部94は、合成前平均輝度と合成後平均輝度を比較することなく、副分割領域を時間LPF適応領域として決定する。
合成前平均輝度が暗部判定閾値より大きい場合(S201:Yes)には、S102に処理が進められる。
他の処理は、実施例4と同様である。
108 画像解析部
115 液晶パネル
118 補正値決定部
119 BL制御部
120 バックライト
Claims (20)
- 画面に画像を表示する表示手段と、
前記画面を構成する複数の分割領域のそれぞれについて個別に発光を制御可能な発光手段と、
表示される画像の特徴量を取得する取得手段と、
前記分割領域毎に、動画像のみが表示される第1領域、静止画像のみが表示される第2領域、及び、前記動画像と前記静止画像との両方が表示される混在領域のいずれであるかを判定する第1判定手段と、
前記取得手段で取得された前記特徴量と、前記第1判定手段の判定結果とに基づいて、前記発光手段の発光を制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記第1領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段が、前記動画像の前記特徴量に基づく輝度で発光し、
前記第2領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段と、前記混在領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段とが、少なくとも前記静止画像の前記特徴量に基づく輝度で発光する
ように、
前記発光手段の発光を制御する
ことを特徴とする表示装置。 - 前記動画像は、画像の動き量が所定値以上の画像であり、前記静止画像は、画像の動き量が前記所定値未満の画像である
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 前記取得手段は、前記分割領域毎に、当該分割領域に表示される画像の前記特徴量を取得し、
前記制御手段は、
前記第2領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段が、当該分割領域に表示される前記静止画像の前記特徴量に基づく輝度で発光し、
前記混在領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段が、当該分割領域に表示される前記静止画像の前記特徴量に基づく輝度で発光する
ように、
前記発光手段の発光を制御する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表示装置。 - 前記取得手段は、前記分割領域毎に、当該分割領域に表示される画像の前記特徴量を取得し、
前記制御手段は、前記第1領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段が、当該分割領域に表示される前記動画像の前記特徴量に基づく輝度で発光するように、前記発光手段の発光を制御する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記制御手段は、前記混在領域と判定された前記分割領域に表示される前記静止画像の面積が閾値未満である場合に、当該分割領域に対応する前記発光手段が、前記動画像と前記静止画像との特徴量に基づく輝度で発光するように、前記発光手段の発光を制御する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記混在領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段を前記動画像の前記特徴量に基づく輝度で発光させたときと、当該分割領域に対応する前記発光手段を前記静止画像の前記特徴量に基づく輝度で発光させたときとで、当該分割領域に表示される前記動画像の前記画面上の明るさが変化しないように、前記動画像を補正する補正手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記制御手段は、前記混在領域と判定された前記分割領域が存在しない場合には、前記第1領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段が、前記動画像の前記特徴量に基づく輝度で発光し、前記第2領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段が、前記静止画像の前記特徴量に基づく輝度で発光するように、前記発光手段の発光を制御する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記動画像と共に前記静止画像を表示する場合は、前記動画像と前記静止画像をピクチャ・イン・ピクチャ表示する場合、または、前記動画像と前記静止画像をピクチャ・アウト・ピクチャ表示する場合である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の表示装置。 - 複数の画像を共に表示する場合に、前記画像毎に、当該画像が前記動画像と前記静止画像のいずれであるかを判定する第2判定手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の表示装置。 - 複数の画像を入力する入力手段と、
前記入力手段で入力された前記複数の画像を合成し、前記複数の画像を共に表示するための合成画像を生成する合成手段と、
をさらに有する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の表示装置。 - 画面に画像を表示する表示手段と、
前記画面を構成する複数の分割領域のそれぞれについて個別に発光を制御可能な発光手段と、
を有する表示装置の制御方法であって、
表示される画像の特徴量を取得する取得ステップと、
前記分割領域毎に、動画像のみが表示される第1領域、静止画像のみが表示される第2領域、及び、前記動画像と前記静止画像との両方が表示される混在領域のいずれであるかを判定する第1判定ステップと、
前記取得ステップで取得された前記特徴量と、前記第1判定ステップの判定結果とに基づいて、前記発光手段の発光を制御する制御ステップと、
を有し、
前記制御ステップでは、
前記第1領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段が、前記動画像の前記特徴量に基づく輝度で発光し、
前記第2領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段と、前記混在領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段とが、少なくとも前記静止画像の前記特徴量に基づく輝度で発光する
ように、
前記発光手段の発光を制御する
ことを特徴とする表示装置の制御方法。 - 前記動画像は、画像の動き量が所定値以上の画像であり、前記静止画像は、画像の動き量が前記所定値未満の画像である
ことを特徴とする請求項11に記載の表示装置の制御方法。 - 前記取得ステップでは、前記分割領域毎に、当該分割領域に表示される画像の前記特徴量を取得し、
前記制御ステップでは、
前記第2領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段が、当該分割領域に表示される前記静止画像の前記特徴量に基づく輝度で発光し、
前記混在領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段が、当該分割領域に表示される前記静止画像の前記特徴量に基づく輝度で発光する
ように、
前記発光手段の発光を制御する
ことを特徴とする請求項11または請求項12に記載の表示装置の制御方法。 - 前記取得ステップでは、前記分割領域毎に、当該分割領域に表示される画像の前記特徴量を取得し、
前記制御ステップでは、前記第1領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段が、当該分割領域に表示される前記動画像の前記特徴量に基づく輝度で発光するように、前記発光手段の発光を制御する
ことを特徴とする請求項11乃至請求項13のいずれか1項に記載の表示装置の制御方法。 - 前記制御ステップでは、前記混在領域と判定された前記分割領域に表示される前記静止画像の面積が閾値未満である場合に、当該分割領域に対応する前記発光手段が、前記動画像と前記静止画像との特徴量に基づく輝度で発光するように、前記発光手段の発光を制御する
ことを特徴とする請求項11乃至請求項14のいずれか1項に記載の表示装置の制御方法。 - 前記混在領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段を前記動画像の前記特徴量に基づく輝度で発光させたときと、当該分割領域に対応する前記発光手段を前記静止
画像の前記特徴量に基づく輝度で発光させたときとで、当該分割領域に表示される前記動画像の前記画面上の明るさが変化しないように、前記動画像を補正する補正ステップをさらに有する
ことを特徴とする請求項11乃至請求項15のいずれか1項に記載の表示装置の制御方法。 - 前記制御ステップでは、前記混在領域と判定された前記分割領域が存在しない場合には、前記第1領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段が、前記動画像の前記特徴量に基づく輝度で発光し、前記第2領域と判定された前記分割領域に対応する前記発光手段が、前記静止画像の前記特徴量に基づく輝度で発光するように、前記発光手段の発光を制御する
ことを特徴とする請求項11乃至請求項16のいずれか1項に記載の表示装置の制御方法。 - 前記動画像と共に前記静止画像を表示する場合は、前記動画像と前記静止画像をピクチャ・イン・ピクチャ表示する場合、または、前記動画像と前記静止画像をピクチャ・アウト・ピクチャ表示する場合である
ことを特徴とする請求項11乃至請求項17のいずれか1項に記載の表示装置の制御方法。 - 複数の画像を共に表示する場合に、前記画像毎に、当該画像が前記動画像と前記静止画像のいずれであるかを判定する第2判定ステップをさらに有する
ことを特徴とする請求項11乃至請求項18のいずれか1項に記載の表示装置の制御方法。 - 複数の画像を入力する入力ステップと、
前記入力ステップで入力された前記複数の画像を合成し、前記複数の画像を共に表示するための合成画像を生成する合成ステップと、
をさらに有する
ことを特徴とする請求項11乃至請求項19のいずれか1項に記載の表示装置の制御方法。
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