JP5966658B2 - 表示装置、画像処理装置、および表示方法 - Google Patents

Description

本開示は、画像を表示する表示装置、そのような表示装置に用いられる画像処理装置、および表示方法に関する。

近年、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）表示装置から液晶表示装置や有機ＥＬ（Electro- Luminescence）表示装置への置き換えが進んでいる。これらの表示装置は、ＣＲＴ表示装置に比べ、消費電力を低くすることができるとともに、薄型の表示装置を構成できるため、表示装置の主流になりつつある。

一般に、表示装置では、高い画質が望まれている。画質を決める要素には様々なものがあるが、その一つにコントラストがある。コントラストを高める方法の一つとしてピーク輝度を高める方法がある。すなわち、黒レベルは外光反射などにより制限され、低くしにくいため、この方法は、ピーク輝度を高める（伸長する）ことにより、コントラストを高めようとしている。例えば、特許文献１には、画像信号の平均値に応じて、ピーク輝度を高める量（伸長量）およびガンマ特性を変えることにより、画質を改善するとともに、消費電力の低減を図る表示装置が開示されている。

ところで、表示装置には、各画素を４つのサブ画素で構成するものがある。例えば特許文献２には、各画素を、赤色、緑色、青色、および白色のサブ画素により構成することにより、例えば、輝度を高くし、あるいは、消費電力を削減することができる表示装置が開示されている。

特開２００８−１５８４０１号公報 特開２０１０−３３００９号公報

上述したように、表示装置では、高画質の実現が望まれており、さらなる画質の改善が期待されている。

本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、画質を高めることができる表示装置、画像処理装置、および表示方法を提供することにある。

本開示の表示装置は、ゲイン算出部と、決定部と、表示部とを備えている。ゲイン算出部は、フレーム画像における高輝度領域の面積に応じて、その領域における画素ごとの第１のゲインを求めるとともに、画素ごとの第１の輝度情報に基づいて画素ごとの第２のゲインを求めるものである。決定部は、高輝度領域における画素ごとの第１の輝度情報と、第１のゲインと、第２のゲインとに基づいて、その高輝度領域における画素ごとの第２の輝度情報を決定するものである。表示部は、第２の輝度情報に基づいて表示を行うものである。上記ゲイン算出部は、フレーム画像の画像領域を分割した分割領域のそれぞれにおける高輝度領域の面積に基づいて第１のマップを生成し、その第１のマップに基づいて、表示部と同じ画素数のマップにスケーリングすることにより、画素ごとのマップ情報を含む第２のマップを生成し、第２のマップに基づいて第１のゲインを求めるものである。また、第２のゲインは、第１の輝度情報から導かれる画素輝度値が所定の輝度値以上の領域において、画素輝度値がより大きいほどより大きいものである。ここで、「フレーム画像」とは、例えば、インターレース表示を行う際のフィールド画像をも含むものである。

本開示の画像処理装置は、本開示の表示装置は、ゲイン算出部と、決定部とを備えている。ゲイン算出部は、フレーム画像における高輝度領域の面積に応じて、その領域における画素ごとの第１のゲインを求めるとともに、画素ごとの第１の輝度情報に基づいて画素ごとの第２のゲインを求めるものである。決定部は、高輝度領域における画素ごとの第１の輝度情報と、第１のゲインと、第２のゲインとに基づいて、その高輝度領域における画素ごとの第２の輝度情報を決定するものである。上記ゲイン算出部は、フレーム画像の画像領域を分割した分割領域のそれぞれにおける高輝度領域の面積に基づいて第１のマップを生成し、その第１のマップに基づいて、第２の輝度情報に基づいて表示を行う表示部と同じ画素数のマップにスケーリングすることにより、画素ごとのマップ情報を含む第２のマップを生成し、第２のマップに基づいて第１のゲインを求めるものである。また、第２のゲインは、第１の輝度情報から導かれる画素輝度値が所定の輝度値以上の領域において、画素輝度値がより大きいほどより大きいものである。

本開示の表示方法は、フレーム画像における高輝度領域の面積に応じて、その領域における画素ごとの第１のゲインを求め、画素ごとの第１の輝度情報に基づいて画素ごとの第２のゲインを求め、高輝度領域における画素ごとの第１の輝度情報と、第１のゲインとに基づいて、その高輝度領域における画素ごとの第２の輝度情報を決定し、第２の輝度情報に基づいて表示を行うものである。上記第１のゲインを求める際、フレーム画像の画像領域を分割した分割領域のそれぞれにおける高輝度領域の面積に基づいて第１のマップを生成し、その第１のマップに基づいて、第２の輝度情報に基づいて表示を行う表示部と同じ画素数のマップにスケーリングすることにより、画素ごとのマップ情報を含む第２のマップを生成し、第２のマップに基づいて前記第１のゲインを求める。また、第２のゲインは、第１の輝度情報から導かれる画素輝度値が所定の輝度値以上の領域において、画素輝度値がより大きいほどより大きいものである。

本開示の表示装置、画像処理装置、および表示方法では、高輝度領域における第１の輝度情報と第１のゲインに基づいて、その高輝度領域における第２の輝度情報が決定され、その第２の輝度情報に基づいて表示が行われる。この第１のゲインは、フレーム画像における高輝度領域の面積に応じたものである。

本開示の表示装置、画像処理装置、および表示方法によれば、フレーム画像における高輝度領域の面積に応じた第１のゲインを用いるようにしたので、画質を高めることができる。

本開示の第１の実施の形態に係る表示装置の一構成例を表すブロック図である。 図１に示したＥＬ表示部の一構成例を表すブロック図である。 ＨＳＶ色空間を表す模式図である。 輝度情報の一例を表す説明図である。 図１に示したピーク輝度伸長部の一動作例を表す説明図である。 図１に示したピーク輝度伸長部の一構成例を表すブロック図である。 図６に示したゲイン算出部の一構成例を表すブロック図である。 図１に示したＲＧＢＷ変換部の一動作例を表す説明図である。 図１に示したオーバーフロー補正部の一構成例を表すブロック図である。 図７に示したＧｖ算出部に係るパラメータＧｖを表す説明図である。 図７に示したＧarea算出部の一動作例を表す説明図である。 図７に示したＧarea算出部に係るパラメータＧareaを表す説明図である。 図１に示したピーク輝度伸長部の一特性例を表す説明図である。 図１に示したピーク輝度伸長部の一動作例を表す説明図である。 図１に示したピーク輝度伸長部の他の動作例を表す説明図である。 図７に示したＧarea算出部の一動作例を表す説明図である。 図１に示したオーバーフロー補正部の一特性例を表す説明図である。 第１の実施の形態の変形例に係るオーバーフロー補正部の一構成例を表すブロック図である。 第１の実施の形態の他の変形例に係るパラメータＧｖを表す説明図である。 第１の実施の形態の他の変形例に係るパラメータＧｖを表す説明図である。 第１の実施の形態の他の変形例に係るピーク輝度伸長部の一特性例を表す説明図である。 第２の実施の形態に係る表示装置の一構成例を表すブロック図である。 図２２に示したピーク輝度伸長部の一動作例を表す説明図である。 図２３に示したゲイン算出部の一構成例を表すブロック図である。 図２４に示したＧｓ算出部に係るパラメータＧｓを表す説明図である。 第３の実施の形態に係る表示装置の一構成例を表すブロック図である。 第４の実施の形態に係る表示装置の一構成例を表すブロック図である。 図２７に示したＥＬ表示部の一構成例を表すブロック図である。 図２７に示したピーク輝度伸長部の一構成例を表すブロック図である。 実施の形態に係る表示装置が適用されたテレビジョン装置の外観構成を表す斜視図である。 変形例に係るＥＬ表示部の一構成例を表すブロック図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
４．第４の実施の形態
５．適用例

＜１．第１の実施の形態＞
［構成例］
（全体構成例）
図１は、第１の実施の形態に係る表示装置の一構成例を表すものである。この表示装置１は、表示素子として有機ＥＬ表示素子を用いた、ＥＬ表示装置である。なお、本開示の実施の形態に係る画像処理装置及び表示方法は、本実施の形態により具現化されるので、併せて説明する。表示装置１は、入力部１１と、画像処理部２０と、表示制御部１２と、ＥＬ表示部１３とを備えている。

入力部１１は、入力インターフェースであり、外部機器から供給された画像信号に基づいて画像信号Ｓｐ０を生成するものである。表示装置１に供給される画像信号は、この例では、赤色（Ｒ）の輝度情報ＩＲ、緑色（Ｇ）の輝度情報ＩＧ、および青色（Ｂ）の輝度情報ＩＢを含む、いわゆるＲＧＢ信号である。

画像処理部２０は、後述するように、画像信号Ｓｐ０に対して、ピーク輝度の伸長処理などの所定の画像処理を行い、画像信号Ｓｐ１を生成するものである。

表示制御部１２は、画像信号Ｓｐ１に基づいて、ＥＬ表示部１３での表示動作を制御するものである。ＥＬ表示部１３は、表示素子として有機ＥＬ表示素子を用いた表示部であり、表示制御部１２による制御に基づいて表示動作を行うものである。

図２は、ＥＬ表示部１３の一構成例を表すものである。ＥＬ表示部１３は、画素アレイ部３３と、垂直駆動部３１と、水平駆動部３２とを有している。

画素アレイ部３３は、画素Ｐixがマトリックス状に配置されたものである。この例では、各画素Ｐixは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、および白色（Ｗ）の４つのサブ画素ＳＰixにより構成されている。この例では、画素Ｐixにおいて、これらの４つのサブ画素ＳＰixを２行２列で配置している。具体的には、画素Ｐixにおいて、左上に赤色（Ｒ）のサブ画素ＳＰixを配置し、右上に緑色（Ｇ）のサブ画素ＳＰixを配置し、左下に白色（Ｗ）のサブ画素ＳＰixを配置し、右下に青色（Ｂ）のサブ画素ＳＰixを配置している。

なお、４つのサブ画素ＳＰixの色は、これらに限定されるものではない。例えば、白色のサブ画素ＳＰixに代えて、白色と同様に視感度が高い他の色のサブ画素ＳＰixを用いてもよい。より具体的には、赤色、緑色、青色のうち一番視感度が高い緑色と同等またはそれ以上に視感度が高い色（例えば黄色等）のサブ画素ＳＰixを用いることが望ましい。

垂直駆動部３１は、表示制御部１２によるタイミング制御に基づいて走査信号を生成し、ゲート線ＧＣＬを介して画素アレイ部３３に供給することにより、画素アレイ部３３内のサブ画素ＳＰixをラインごとに順次選択して、線順次走査するものである。水平駆動部３２は、表示制御部１２によるタイミング制御に基づいて画素信号を生成し、データ線ＳＧＬを介して画素アレイ部３３に供給することにより、画素アレイ部３３の各サブ画素ＳＰixへ画素信号を供給するものである。

表示装置１は、このように４つのサブ画素ＳＰixにより画像を表示する。これにより、以下に示すように、表示できる色域を広げることができる。

図３は、表示装置１の色域をＨＳＶ色空間で表すものであり、（Ａ）は斜視図を示し、（Ｂ）は断面図を示す。ＨＳＶ色空間は、この例では、円柱状の形状により表現されており、図３（Ａ）において、径方向は彩度Ｓ（Saturation）を示し、方位角方向は色相Ｈ（Hue）を示し、軸方向は明度Ｖ（Value）を示している。図３（Ｂ）は、この例では、赤色を示す色相Ｈにおける断面図を示している。図４（Ａ）〜（Ｃ）は、表示装置１の画素Ｐixにおける発光動作の一例を表すものである。

例えば、赤色のサブ画素ＳＰixだけを発光させた場合には、図３（Ｂ）において、彩度ＳがＳ１以下、明度ＶがＶ１以下の範囲の色を表現することができる。図４（Ａ）に示したように、赤色（Ｒ）のサブ画素ＳＰixだけを最大輝度で発光させた場合の色は、ＨＳＶ色空間では、図３（Ｂ）の部分Ｐ１（彩度Ｓ＝“Ｓ１”、明度Ｖ＝“Ｖ１”）に対応する。緑色および青色についても同様である。すなわち、図３（Ａ）において、赤色、緑色、青色の３つのサブ画素ＳＰixにより表現できる色の範囲は、円柱状の形状のうちの下半分（明度ＶがＶ１以下の範囲）である。

一方、図４（Ｂ）に示したように、赤色（Ｒ）および白色（Ｗ）のサブ画素ＳＰixをそれぞれ最大輝度で発光させた場合の色は、ＨＳＶ色空間では、図３（Ｂ）の部分Ｐ２に対応する。さらに、図４（Ｃ）に示したように、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、白色（Ｗ）の４つのサブ画素ＳＰixをそれぞれ最大輝度で発光させた場合の色は、ＨＳＶ色空間では、図３（Ｂ）の部分Ｐ３に対応する。すなわち、白色のサブ画素ＳＰixを発光させることにより、明度ＶをＶ１より高いＶ２にすることができる。

このように、赤色、緑色、青色のサブ画素ＳＰixに加え、さらに白色のサブ画素ＳＰixを設けることにより、表現できる色域を広げることができる。具体的には、例えば、赤色、緑色、青色の３つのサブ画素ＳＰixを全て最大輝度で発光させた場合の輝度と、白色のサブ画素ＳＰixを最大輝度で発光させた場合の輝度とが互いに等しい場合には、赤色、緑色、青色の３つのサブ画素ＳＰixを有する場合に比べて２倍の輝度を実現できる。

（画像処理部２０）
画像処理部２０は、ガンマ変換部２１と、ピーク輝度伸長部２２と、色域変換部２３と、ＲＧＢＷ変換部２４と、オーバーフロー補正部２５と、ガンマ変換部２６とを有している。

ガンマ変換部２１は、入力された画像信号Ｓｐ０を、線形なガンマ特性を有する画像信号Ｓｐ２１に変換するものである。すなわち、外部から供給される画像信号は、一般的な表示装置の特性に合わせてガンマ値が例えば２．２等に設定され、非線形なガンマ特性を有している。よって、このガンマ変換部２１は、画像処理部２０での処理を容易にするため、このような非線形なガンマ特性を線形なガンマ特性に変換する。ガンマ変換部２１は、例えばルックアップテーブル（ＬＵＴ）を有しており、このルックアップテーブルを用いてこのようなガンマ変換を行うようになっている。

ピーク輝度伸長部２２は、画像信号Ｓｐ２１に含まれる輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢのピーク輝度を伸長することにより画像信号Ｓｐ２２を生成するものである。

図５は、ピーク輝度伸長部２２の一動作例を模式的に表すものである。ピーク輝度伸長部２２は、各画素Ｐixに対応する３つの輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢ（画素情報Ｐ）に基づいてゲインＧupを求め、各輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢにそのゲインＧupを乗算する。その際、後述するように、ゲインＧupは、その３つの輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢが示す色が白色に近いほど、高くなるようになっている。これにより、ピーク輝度伸長部２２は、色が白色に近いほど、輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢを伸長するように機能する。

図６は、ピーク輝度伸長部２２の一構成例を表すものである。ピーク輝度伸長部２２は、明度取得部４１と、平均輝度レベル取得部４２と、ゲイン算出部４３と、乗算部４４とを有している。

明度取得部４１は、画像信号Ｓｐ２１に含まれる輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢから、ＨＳＶ色空間における明度Ｖを取得するものである。なお、この例では、ＨＳＶ色空間における明度Ｖを取得するものとしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えばＨＳＬ色空間における輝度Ｌ（Luminance）を取得するように構成してもよいし、これらを選択可能に構成してもよい。

平均輝度レベル取得部４２は、フレーム画像における輝度情報の平均値（平均輝度レベルＡＰＬ）を求めて出力するものである。

ゲイン算出部４３は、明度取得部４１から供給された画素情報Ｐごとの明度Ｖと、平均輝度レベル取得部４２から供給されたフレーム画像ごとの平均輝度レベルＡＰＬに基づいて、ゲインＧupを算出するものである。

図７は、ゲイン算出部４３の一構成例を表すものである。ゲイン算出部４３は、Ｇｖ算出部９１と、Ｇarea算出部９２と、Ｇbase算出部９７と、Ｇup算出部９８とを有している。

Ｇｖ算出部９１は、後述するように、明度Ｖに基づいてパラメータＧｖを算出するものである。このパラメータＧｖは、明度Ｖを用いて関数により得られるものである。

Ｇarea算出部９２は、明度Ｖに基づいて、パラメータＧareaのマップを生成するものである。Ｇarea算出部９２は、マップ生成部９３と、フィルタ部９４と、スケーリング部９５と、演算部９６とを有している。

マップ生成部９３は、各フレーム画像から得られた明度Ｖに基づいて、マップＭＡＰ１を生成するものである。具体的には、マップ生成部９３は、フレーム画像の画像領域を、水平方向および垂直方向に複数（例えば６０×３０）のブロック領域Ｂに分け、ブロック領域Ｂごとの明度Ｖの平均値（領域輝度情報ＩＡ）を算出して、マップＭＡＰ１を生成するようになっている。この領域輝度情報ＩＡは、そのブロック領域Ｂにおける明度Ｖの平均値を表すため、そのブロック領域Ｂにおいて、高い明度Ｖを有する画素情報Ｐが多いほど、すなわち明るい領域の面積が大きいほど、大きい値になるものである。

なお、この例では、マップ生成部９３は、ブロック領域Ｂごとに明度Ｖの平均値を算出するものとしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、各ブロック領域Ｂにおける、明度Ｖが所定の値以上になるような画素情報Ｐの数を算出するようにしてもよい。

フィルタ部９４は、マップＭＡＰ１に含まれる領域輝度情報ＩＡを、ブロック領域Ｂ間で平滑化してマップＭＡＰ２を生成するものである。具体的には、フィルタ部９４は、例えば５タップなどのＦＩＲ（Finite impulse response）フィルタにより構成されるものである。

スケーリング部９５は、マップＭＡＰ２を、ブロック単位のマップから、画素情報Ｐ単位のマップに拡大スケーリングし、マップＭＡＰ３を生成するものである。すなわち、マップＭＡＰ３は、ＥＬ表示部１３における画素Ｐixの数と同じ数の明度Ｖの情報を有するものである。その際、スケーリング部９５は、例えば、線形補間や、バイキュービック補間などの補間処理により、この拡大スケーリングを行うようになっている。

演算部９６は、マップＭＡＰ３に基づいて、パラメータＧareaについてのマップＭＡＰ４を生成するものである。この演算部９６は、例えばルックアップテーブルを有しており、このルックアップテーブルを用いて、マップＭＡＰ３の各データに基づいて画素情報ＰごとのパラメータＧareaを算出するようになっている。

Ｇbase算出部９７は、平均輝度レベルＡＰＬに基づいてパラメータＧbaseを算出するものである。Ｇbase算出部９７は、例えばルックアップテーブルを有しており、このルックアップテーブルを用いて、平均輝度レベルＡＰＬに基づいて、後述するようにパラメータＧbaseを算出するようになっている。

Ｇup算出部９８は、後述するように、パラメータＧｖ，Ｇbase，Ｇareaに基づいて、後述する所定の演算を行い、ゲインＧupを算出するものである。

図６において、乗算部４４は、輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢに、ゲイン算出部４３によって算出されたゲインＧupを乗算することにより、画像信号Ｓｐ２２を生成するものである。

図１において、色域変換部２３は、画像信号Ｓｐ２２により表現される色域および色温度を、ＥＬ表示部１３の色域および色温度に変換することにより、画像信号Ｓｐ２３を生成するものである。具体的には、色域変換部２３は、例えば３ｘ３マトリックス変換などを行うことにより、色域および色温度変換を行うようになっている。なお、入力信号の色域と、ＥＬ表示部１３の色域が一致している場合など、色域を変換する必要がない用途では、色温度を補正するための係数を用いて処理することにより、色温度の変換のみを行うようにしてもよい。

ＲＧＢＷ変換部２４は、ＲＧＢ信号である画像信号Ｓｐ２３に基づいて、ＲＧＢＷ信号を生成し、画像信号Ｓｐ２４として出力するものである。具体的には、ＲＧＢＷ変換部２４は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢを含むＲＧＢ信号を、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、白色（Ｗ）の４色の輝度情報ＩＲ２，ＩＧ２，ＩＢ２，ＩＷ２を含むＲＧＢＷ信号に変換するものである。

図８は、ＲＧＢＷ変換部２４の一動作例を模式的に表すものである。ＲＧＢＷ変換部２４は、まず、入力された３色の輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢのうちの最小のもの（この例では輝度情報ＩＢ）を輝度情報ＩＷ２とする。そして、ＲＧＢＷ変換部２４は、輝度情報ＩＲから輝度情報ＩＷ２を減算して輝度情報ＩＲ２を求め、輝度情報ＩＧから輝度情報ＩＷ２を減算して輝度情報ＩＧ２を求め、輝度情報ＩＢから輝度情報ＩＷ２を減算して輝度情報ＩＢ２（この例ではゼロ）を求める。そして、ＲＧＢＷ変換部２４は、このようにして求めた輝度情報ＩＲ２，ＩＧ２，ＩＢ２，ＩＷ２を、ＲＧＢＷ信号として出力するようになっている。

オーバーフロー補正部２５は、画像信号Ｓｐ２４に含まれる輝度情報ＩＲ２，ＩＧ２，ＩＢ２が、所定の輝度レベルを超えないように補正（オーバーフロー補正）を行い、画像信号Ｓｐ２５として出力するものである。

図９は、オーバーフロー補正部２５の一構成例を表すものである。オーバーフロー補正部２５は、ゲイン算出部５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂと、増幅部５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂとを有している。ゲイン算出部５１Ｒは、輝度情報ＩＲ２に基づいて、ゲインＧＲofを算出するものであり、増幅部５２Ｒは、その輝度情報ＩＲ２にそのゲインＧＲofを乗算するものである。同様に、ゲイン算出部５１Ｇは、輝度情報ＩＧ２に基づいて、ゲインＧＧofを算出するものであり、増幅部５２Ｇは、その輝度情報ＩＧ２にそのゲインＧＧofを乗算するものである。また、ゲイン算出部５１Ｂは、輝度情報ＩＢ２に基づいて、ゲインＧＢofを算出するものであり、増幅部５２Ｂは、その輝度情報ＩＢ２にそのゲインＧＢofを乗算するものである。一方、オーバーフロー補正部２５は、輝度情報ＩＷ２に対してはなんら処理を行わず、そのまま出力するようになっている。

ゲイン算出部５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂは、後述するように、輝度情報ＩＲ２，ＩＧ２，ＩＢ２が所定の輝度レベルを超えないようにするためのゲインＧＲof，ＧＧof，ＧＢofをそれぞれ求める。そして、増幅部５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂは、輝度情報ＩＲ２，ＩＧ２，ＩＢ２に対して、このゲインＧＲof，ＧＧof，ＧＢofをそれぞれ乗算するようになっている。

ガンマ変換部２６は、線形なガンマ特性を有する画像信号Ｓｐ２５を、ＥＬ表示部１３の特性に対応した非線形なガンマ特性を有する画像信号Ｓｐ１に変換するものである。このガンマ変換部２６は、ガンマ変換部２１と同様に、例えばルックアップテーブルを有しており、このルックアップテーブルを用いてこのようなガンマ変換を行うようになっている。

ここで、乗算部４４は、本開示における「決定部」の一具体例に対応する。パラメータＧareaは、本開示における「第１のゲイン」の一具体例に対応し、パラメータＧｖは、本開示における「第２のゲイン」の一具体例に対応する。明度Ｖは、本開示における「画素輝度値」の一具体例に対応する。画像信号Ｓｐ２１は、本開示における「第１の輝度情報」の一具体例に対応し、画像信号Ｓｐ２２は、本開示における「第２の輝度情報」の一具体例に対応する。マップＭＡＰ１は、本開示における「第１のマップ」の一具体例に対応し、マップＭＡＰ３は、本開示における「第２のマップ」の一具体例に対応する。

［動作および作用］
続いて、本実施の形態の表示装置１の動作および作用について説明する。

（全体動作概要）
まず、図１などを参照して、表示装置１の全体動作概要を説明する。入力部１１は、外部機器から供給された画像信号に基づいて画像信号Ｓｐ０を生成する。ガンマ変換部２１は、入力された画像信号Ｓｐ０を、線形なガンマ特性を有する画像信号Ｓｐ２１に変換する。ピーク輝度伸長部２２は、画像信号Ｓｐ２１に含まれる輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢのピーク輝度を伸長することにより画像信号Ｓｐ２２を生成する。色域変換部２３は、画像信号Ｓｐ２２により表現される色域および色温度を、ＥＬ表示部１３の色域および色温度に変換することにより、画像信号Ｓｐ２３を生成する。ＲＧＢＷ変換部２４は、ＲＧＢ信号である画像信号Ｓｐ２３に基づいて、ＲＧＢＷ信号を生成し、画像信号Ｓｐ２４として出力する。オーバーフロー補正部２５は、画像信号Ｓｐ２４に含まれる輝度情報ＩＲ２，ＩＧ２，ＩＢ２が、所定の輝度レベルを超えないように補正を行い、画像信号Ｓｐ２５として出力する。ガンマ変換部２６は、線形なガンマ特性を有する画像信号Ｓｐ２５を、ＥＬ表示部１３の特性に対応した非線形なガンマ特性を有する画像信号Ｓｐ１に変換する。表示制御部１２は、画像信号Ｓｐ１に基づいて、ＥＬ表示部１３での表示動作を制御する。ＥＬ表示部１３は、表示制御部１２による制御に基づいて表示動作を行う。

（ピーク輝度伸長部２２）
次に、ピーク輝度伸長部２２の詳細動作について説明する。ピーク輝度伸長部２２では、明度取得部４１が、画像信号Ｓｐ２１に含まれる輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢから画素Ｐixごとの明度Ｖを取得し、平均輝度レベル取得部４２が、フレーム画像における輝度情報の平均値（平均輝度レベルＡＰＬ）を求める。そして、ゲイン算出部４３は、この明度Ｖおよび平均輝度レベルＡＰＬに基づいてゲインＧupを算出する。

図１０は、ゲイン算出部４３のＧｖ算出部９１の動作を表すものである。Ｇｖ算出部９１は、図１０に示したように、明度Ｖに基づいてパラメータＧｖを算出する。パラメータＧｖは、この例では、明度Ｖが閾値Ｖth1以下では０（ゼロ）であり、閾値Ｖth1以上では傾きＶｓで一次関数的に増加するものである。すなわち、パラメータＧｖは、２つのパラメータ（閾値Ｖth1および傾きＶｓ）により特定されるものである。

また、ゲイン算出部４３のＧbase算出部９７は、平均輝度レベルＡＰＬに基づいてパラメータＧbaseを算出する。このパラメータＧbaseは、フレーム画像の平均輝度レベルＡＰＬが高い（明るい）ほど小さく、平均輝度レベルＡＰＬが低い（暗い）ほど大きいものである。Ｇbase算出部９７は、平均輝度レベル取得部４２から供給されたフレーム画像ごとの平均輝度レベルＡＰＬに基づいて、このパラメータＧbaseを求める。

次に、Ｇarea算出部９２の動作について説明する。

図１１は、Ｇarea算出部９２の一動作例を表すものであり、（Ａ）は表示装置１に入力されるフレーム画像Ｆを示し、（Ｂ）はマップＭＡＰ３を示し、（Ｃ）はパラメータＧareaのマップＭＡＰ４を示す。図１１（Ｃ）では、黒色はパラメータＧareaが小さいことを示し、パラメータＧareaが大きいほど白色になることを示している。

表示装置１では、まず、明度取得部４１が、図１１（Ａ）に示したフレーム画像Ｆに基づいて、画素情報Ｐごとの明度Ｖを取得し、Ｇarea算出部９２に供給する。Ｇarea算出部９２では、まず、マップ生成部９３が、ブロック領域Ｂごとの明度Ｖの平均値（領域輝度情報ＩＡ）を算出して、マップＭＡＰ１を生成する。領域輝度情報ＩＡは、高い明度Ｖを有する画素情報Ｐが多いほど、すなわち明るい領域の面積が大きいほど、大きい値になるものであるため、マップＭＡＰ１は、明るい領域の面積を示すマップとなる。フィルタ部９４は、このマップＭＡＰ１に含まれる領域輝度情報ＩＡを、ブロック領域Ｂ間で平滑化してマップＭＡＰ２を生成する。

次に、スケーリング部９５は、マップＭＡＰ２に基づいて、補間処理により画素情報Ｐ単位のマップに拡大スケーリングし、マップＭＡＰ３（図１１（Ｂ））を生成する。

次に、演算部９６は、マップＭＡＰ３に基づいて、パラメータＧareaについてのマップＭＡＰ４（図１１（Ｃ））を生成する。

図１２は、演算部９６の動作を表すものである。演算部９６は、図１２に示したように、マップＭＡＰ３を構成する明度Ｖのそれぞれに基づいてパラメータＧareaを算出する。パラメータＧareaは、この例では、明度Ｖが閾値Ｖth2以下では一定値であり、閾値Ｖth2以上では明度Ｖが増加するにつれて減少するものである。

演算部９６は、このように、マップＭＡＰ３を構成する明度Ｖのそれぞれに基づいてパラメータＧareaを算出し、マップＭＡＰ４（図１１（Ｃ））を生成する。このマップＭＡＰ４（図１１（Ｃ））では、フレーム画像Ｆ（図１１（Ａ））において、明るい領域の面積が大きいほどパラメータＧareaは小さくなり（黒色で表示）、明るい領域の面積が小さいほどパラメータＧareaが大きくなる（白色で表示）。

Ｇup算出部９８は、このようにして得られた３つのパラメータＧｖ，Ｇbase，Ｇareaに基づいて、以下の式（１）を用いて、画素情報ＰごとにゲインＧupを算出する。
Ｇup＝（１＋Ｇｖ×Ｇarea）×Ｇbase ・・・（１）

図１３は、ゲインＧupの特性を表すものである。この図１３では、平均輝度レベルＡＰＬが一定（パラメータＧbaseが一定）の条件において、その平均輝度レベルＡＰＬが大きい場合と小さい場合の２つの特性を示している。なお、この例では、説明の便宜上、パラメータＧareaは一定としている。ゲインＧupは、図１３に示したように、明度Ｖが閾値Ｖth1よりも低い場合には一定値となり、明度Ｖが閾値Ｖth1よりも高い場合には、明度Ｖが高いほど大きくなる。すなわち、ゲインＧupは、その輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢが示す色が白色に近いほど高くなる。また、平均輝度レベルＡＰＬが小さい場合には、パラメータＧbaseが大きくなるため、ゲインＧupは大きくなり、反対に、平均輝度レベルＡＰＬが大きい場合には、パラメータＧbaseが小さくなるため、ゲインＧupは小さくなる。

図１４は、ピーク輝度伸長部２２の一動作例を表すものである。この図１４は、図１３において、平均輝度レベルＡＰＬが小さい場合の明度Ｖ１〜Ｖ３における動作を示しており、図１４（Ａ）は明度Ｖ１の場合を示し、図１４（Ｂ）は明度Ｖ２の場合を示し、図１４（Ｃ）は明度Ｖ３の場合を示す。図１３に示したように、明度Ｖが閾値Ｖth1以下である場合には、ゲインＧupはゲインＧ１で一定であるため、図１４（Ａ），（Ｂ）に示したように、ピーク輝度伸長部２２は、輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢに同じゲインＧ１で乗算する。一方、図１３に示したように、明度Ｖが閾値Ｖth1以上である場合には、ゲインＧupが高くなるため、図１４（Ｃ）に示したように、ピーク輝度伸長部２２は、輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢに、ゲインＧ１よりも大きいゲインＧ２を乗算する。

このように、ピーク輝度伸長部２２は、明度Ｖが高いほどゲインＧupを高くすることにより、輝度を伸長する。これにより、画像信号のダイナミックレンジを高くすることができる。よって、表示装置１は、例えば、夜空に星がまたたくような画像を表示する際には、星をより明るく表示することができ、また、コインなどの金属を表示する場合には、その金属の光沢を表現できるなど、コントラストが高い画像を表示することができる。

また、図１３に示したように、表示装置１では、明度Ｖがしきい値Ｖth1以下である場合にはゲインＧupを一定値とし、明度Ｖがしきい値Ｖth1以上である場合にゲインＧupを高くしたので、表示画像が暗くなるおそれを低減することができる。すなわち、例えば特許文献１に開示された表示装置では、ピーク輝度を伸長するとともに、低階調の輝度を下げるようにガンマ特性を変化させるため、表示画像のうち、ピーク輝度の伸長に係る部分以外の部分において、画像が暗くなり、画質が低下するおそれがある。一方、表示装置１では、明度Ｖがしきい値Ｖth1以下である場合にはゲインＧupを一定値としたので、ピーク輝度の伸長に係る部分以外の部分について画像が暗くなることがないため、画質の低下を抑えることができる。

また、表示装置１では、平均輝度レベルＡＰＬに基づいてゲインＧupが変化するようにしたので、画質を高めることができる。すなわち、例えば、表示画面が暗い場合には、観察者の眼の順応輝度が低いため、観察者は、表示画面内の輝度レベルが高い部分における輝度レベルの階調の違いを感じにくくなっている。一方、表示画面が明るい場合には、観察者の眼の順応輝度が高いため、観察者は、表示画面内の輝度レベルが高い部分における輝度レベルの階調の違いを感じやすい。表示装置１では、平均輝度レベルＡＰＬに基づいてゲインＧupが変化するようにしたので、例えば、表示画面が暗い場合（平均輝度レベルＡＰＬが低い場合）には、ゲインＧupを大きくすることにより、輝度レベルの階調の違いを感じやすくし、表示画面が明るい場合（平均輝度レベルＡＰＬが大きい場合）には、ゲインＧupを小さくすることにより、輝度レベルの階調の違いを過度に感じないようにしている。

また、表示装置１では、パラメータＧareaに基づいてゲインＧupが変化するようにしたので、以下に示すように、画質を高めることができる。

図１５は、表示画面の一例を表すものである。この例では、夜空に満月Ｙ１、および複数の星Ｙ２がある画像を表示している。仮に、ゲイン算出部４３が、パラメータＧareaを用いずにゲインＧupを算出する場合には、ピーク輝度伸長部２２は、この例では、この満月Ｙ１を構成する輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢと、星Ｙ２を構成する輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢの両方に対してピーク輝度を伸長する。しかしながら、観察者は、表示面積の大きい満月Ｙ１についてはより輝きを増したと感じる一方、星Ｙ２については、それらの面積が小さいため、その効果を感じにくいおそれがある。

また、例えば特許文献１に開示された表示装置において、図１５に示したような画像を表示させる場合には、明るい領域の面積が大きい満月Ｙ１により、画面全体としてピーク輝度の伸長が抑制されてしまうおそれがある。

一方、表示装置１では、パラメータＧareaに基づいてゲインＧupが変化するようにしている。具体的には、フレーム画像において、明るい領域の面積が大きいほどパラメータＧareaは小さくなり、式（１）によりゲインＧupが小さくなる。同様に、明るい領域の面積が小さいほどパラメータＧareaが大きくなり、式（１）によりゲインＧupが大きくなる。これにより、図１５の例では、満月Ｙ１では、明るい領域の面積が大きいため、パラメータＧareaが小さくなることによりピーク輝度の伸長が抑制され、星Ｙ２では、明るい領域の面積が小さいため、ピーク輝度が伸長される。よって、星Ｙ２の部分での輝度が相対的に高くなるため、画質を高めることができる。

次に、画像処理部２０における処理順序について説明する。

表示装置１では、ピーク輝度伸長部２２の後段に色域変換部２３を設け、ピーク輝度を伸長した画像信号Ｓｐ２２の色域および色温度を、ＥＬ表示部１３の色域および色温度に変換するようにしたので、画質の低下を抑えることができる。すなわち、仮に、色域変換部２３の後段にピーク輝度伸長部２２を設けた場合には、ピーク輝度伸長部２２は、色域変換後の輝度情報の明度Ｖに基づいてゲインＧupを算出することになるため、例えばピーク輝度を伸長する対象（色度の範囲）が変化してしまい、画質が低下するおそれがある。一方、表示装置１では、ピーク輝度伸長部２２の後段に色域変換部２３を設けるようにしたので、このようにピーク輝度を伸長する対象（色度の範囲）が変化することがないため、画質の低下を抑えることができる。

また、表示装置１では、ピーク輝度伸長部２２の後段にＲＧＢＷ変換部２４を設け、ピーク輝度を伸長した輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢを含むＲＧＢ信号を、ＲＧＢＷ変換するようにしたので、画質の低下を抑えることができる。すなわち、一般に、ＥＬ表示部１３の各サブ画素ＳＰixは、信号レベルに依存して色度が変化するおそれがある。よって、仮に、ＲＧＢＷ変換部２４の後段にピーク輝度伸長部２２を設けた場合には、表示画像の色度がずれるおそれがあり、これを避けるために画像処理を行う場合には、非線形性を考慮した複雑な処理を行う必要がある。一方、表示装置１では、ピーク輝度伸長部２２の後段にＲＧＢＷ変換部２４を設けるようにしたので、表示画像の色度がずれるおそれを低減することができる。

また、表示装置１では、Ｇarea算出部９２（図７）において、フィルタ部９４の後段にスケーリング部９４を設け、平滑化したマップＭＡＰ２に基づいて拡大スケーリングすることによりマップＭＡＰ４を生成するようにしたので、マップＭＡＰ４におけるデータをより滑らかにすることができ、画質の低下を抑えることができる。

また、表示装置１では、スケーリング部９５の後段に演算部９６を設け、拡大スケーリング後のマップＭＡＰ３に基づいて、演算部９６がパラメータＧareaを求めるようにしたので、以下に示すように、画質の低下を抑えることができる。

図１６は、図１１（Ｃ）の線分Ｗ１におけるパラメータＧareaを表すものであり、（Ａ）はスケーリング部９５の後段に演算部９６を設けた場合を示し、（Ｂ）は一例としてスケーリング部９５の前段に演算部９６を設けた場合を示す。スケーリング部９５の後段に演算部９６を設けた場合（図１６（Ａ））には、スケーリング部９５の前段に演算部９６を設けた場合（図１６（Ｂ））に比べ、例えば部分Ｗ２などにおいて、パラメータＧareaをより滑らかにすることができる。

これは、以下の理由によると考えられる。すなわち、演算部９６が、図１２に示したように、明度Ｖに基づいてパラメータＧareaを求める際には、図１２の特性線の勾配が高い部分において、変換後のパラメータＧareaが粗くなるおそれがある。よって、スケーリング部９５の前段に演算部９６を設けた場合には、このように粗くなったパラメータＧareaに基づいて拡大スケーリングが行われるため、誤差が伝搬し、図１６（Ｂ）に示したように、例えば部分Ｗ３などにおいて滑らかさが低下するおそれがある。一方、表示装置１では、スケーリング部９５の後段に演算部９６を設けたので、誤差が伝搬するおそれを低減することができるため、図１６（Ａ）に示したように、パラメータＧareaをより滑らかにすることができる。これにより、表示装置１では、画質の低下を抑えることができる。

（オーバーフロー補正部２５）
次に、オーバーフロー補正部２５におけるオーバーフロー補正について詳細に説明する。オーバーフロー補正部２５では、ゲイン算出部５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂは、輝度情報ＩＲ２，ＩＧ２，ＩＢ２が所定の最大輝度レベルを超えないようなゲインＧＲof，ＧＧof，ＧＢofをそれぞれ求め、増幅部５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂは、輝度情報ＩＲ２，ＩＧ２，ＩＢ２にこのゲインＧＲof，ＧＧof，ＧＢofをそれぞれ乗算する。

図１７は、オーバーフロー補正部２５の一動作例を表すものであり、（Ａ）はゲイン算出部５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂの動作を示し、（Ｂ）は増幅部５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂの動作を示す。以下、説明の便宜上、輝度情報ＩＲ２に対する処理を例に説明する。なお、輝度情報ＩＧ２，ＩＢ２に対する処理も全く同様である。

図１７（Ａ）に示したように、ゲイン算出部５１Ｒは、輝度情報ＩＲ２に基づいて、ゲインＧＲofを算出する。その際、ゲイン算出部５１Ｒは、輝度情報ＩＲ２が所定の輝度値Ｉthよりも低い場合にはゲインＧＲofを“１”に設定し、輝度情報ＩＲ２がこの輝度値Ｉthよりも高い場合には、輝度情報ＩＲ２が大きいほど低いゲインＧＲofを設定する。

増幅部５２Ｒが、輝度情報ＩＲ２にこのゲインＧＲofを乗算すると、図１７（Ｂ）に示したように、増幅部５２Ｒから出力される輝度情報ＩＲ２（補正後の輝度情報ＩＲ２）は、輝度値Ｉthより大きくなると、徐々に所定の輝度レベルＩmax（この例では１０２４）に飽和する。

このように、オーバーフロー補正部２５は、輝度情報ＩＲ２，ＩＧ２，ＩＢ２が所定の輝度レベルＩmaxを超えないように補正を行っている。これにより、画像が乱れるおそれを低減することができる。すなわち、表示装置１では、ＲＧＢＷ変換部２４がＲＧＢＷ変換を行うことにより輝度情報ＩＲ２，ＩＧ２，ＩＢ２，ＩＷ２を生成し、ＥＬ表示部１３はこれらに基づいて表示を行う。その際、ＲＧＢＷ変換部２４が、ＥＬ表示部１３が表示出来ないような過大な輝度情報ＩＲ２，ＩＧ２，ＩＢ２を生成するおそれがある。このような過大な輝度情報ＩＲ２，ＩＧ２，ＩＢ２に基づいてＥＬ表示部１３が表示を行った場合には、輝度が高い部分を適切に表示することができないため、画像が乱れるおそれがある。一方、表示装置１では、オーバーフロー補正部２５を設け、輝度情報ＩＲ２，ＩＧ２，ＩＢ２が、輝度レベルＩmaxを超えないように補正を行うようにしたので、このように画像が乱れるおそれを低減することができる。

［効果］
以上のように本実施の形態では、ピーク輝度伸長部は、輝度情報の明度が高いほどゲインＧupが高くなるように設定したので、コントラストを高めることができるため、画質を高めることができる。

また、本実施の形態では、平均輝度レベルに基づいてゲインＧupが変化するようにしたので、観察者の眼の順応輝度に応じてピーク輝度の伸長を調整することができるため、画質を高めることができる。

また、本実施の形態では、明るい領域の面積に応じてゲインＧupが変化するようにしたので、明るい領域の面積が大きい部分に対してはピーク輝度の伸長を抑制し、明るい領域の面積が小さい部分の輝度を相対的に上昇することができるため、画質を高めることができる。

また、本実施の形態では、ピーク輝度伸長部の後段に色域変換部やＲＧＢＷ変換部を設けたので、画質の低下を抑えることができる。

また、本実施の形態では、オーバーフロー補正部を設け、輝度情報が所定の輝度レベルを超えないように補正を行うようにしたので、画質の低下を抑えることができる。

また、本実施の形態では、Ｇarea算出部において、フィルタ部の後段にスケーリング部を設け、平滑化したマップＭＡＰ２に基づいて拡大スケーリングするようにしたので、画質の低下を抑えることができる。

また、本実施の形態では、Ｇarea算出部において、スケーリング部の後段に演算部を設け、を設け、拡大スケーリング後のマップＭＡＰ３に基づいてパラメータＧareaを求めるようにしたので、画質の低下を抑えることができる。

［変形例１−１］
上記実施の形態では、オーバーフロー補正部２５は、輝度情報ＩＲ２，ＩＧ２，ＩＢ２ごとにゲインＧＲof，ＧＧof，ＧＢofを算出したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図１８に示したように、輝度情報ＩＲ２，ＩＧ２，ＩＢ２に基づいて、共通のゲインＧofを算出してもよい。以下に、本変形例に係るオーバーフロー補正部２５Ｂについて、詳細に説明する。

オーバーフロー補正部２５Ｂは、図１８に示したように、最大輝度検出部５３と、ゲイン算出部５４と、増幅部５２Ｗを有している。最大輝度検出部５３は、各輝度情報ＩＲ２，ＩＧ２，ＩＢ２のうちの最大のものを検出するものである。ゲイン算出部５４は、最大輝度検出部５３が検出した最大の輝度情報に基づいて、オーバーフロー補正部２５の場合（図１７）と同様にゲインＧofを算出するものである。増幅部５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂ，５２Ｗは、輝度情報ＩＲ２，ＩＧ２，ＩＢ２，ＩＷ２に、このゲインＧofを乗算するものである。

本変形例に係るオーバーフロー補正部２５Ｂは、輝度情報ＩＲ２，ＩＧ２，ＩＢ２，ＩＷ２に対して共通のゲインＧofを乗算する。これにより、色度ずれが生じるおそれを低減することができる。一方、上記実施の形態に係るオーバーフロー補正部２５は、輝度情報ＩＲ２，ＩＧ２，ＩＢ２ごとにゲインＧＲof，ＧＧof，ＧＢofを算出したので、表示画像を明るくすることができる。

［変形例１−２］
上記実施の形態では、ピーク輝度伸長部２２は、パラメータＧｖを、明度Ｖを用いて関数により得るようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、明度Ｖを用いてルックアップテーブルにより得てもよい。この場合には、パラメータＧｖと明度Ｖとの関係を、例えば図１９に示したように、より自由に設定することができる。

［変形例１−３］
上記実施の形態では、ピーク輝度伸長部２２は、明度Ｖに基づいてパラメータＧｖを算出する際のしきい値Ｖth1を固定値としたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図２０に示したように、平均輝度レベルＡＰＬが低い場合にはしきい値Ｖth1を下げ、平均輝度レベルＡＰＬが高い場合にはしきい値Ｖth1を上げるようにしてもよい。これにより、図２１に示したように、平均輝度レベルＡＰＬが低い場合には、明度Ｖが低いところからゲインＧupを増加させることができ、一方、平均輝度レベルＡＰＬが高い場合には、明度Ｖが高いところからゲインＧupを増加させることができ、観察者の眼の順応輝度の変化による感度の変化を補うことができる。

＜２．第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態に係る表示装置２について説明する。本実施の形態は、ピーク輝度を伸長する際に、オーバーフロー補正をも行うものである。なお、上記第１の実施の形態に係る表示装置１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図２２は、本実施の形態に係る表示装置２の一構成例を表すものである。表示装置２は、ピーク輝度伸長部６２を有する画像処理部６０を備えている。ピーク輝度伸長部６２は、ピーク輝度の伸長処理を行うとともに、オーバーフロー補正をも行い、画像信号Ｓｐ６２を生成するものである。すなわち、このピーク輝度伸長部６２は、上記第１の実施の形態に係る表示装置１において、オーバーフロー補正部２５が行っていたオーバーフロー補正を、ＲＧＢＷ変換前にあらかじめ行うものである。

図２３は、ピーク輝度伸長部６２の一構成例を表すものである。ピーク輝度伸長部６２は、彩度取得部６４と、ゲイン算出部６３とを有している。彩度取得部６４は、画像信号Ｓｐ２１に含まれる輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢから、ＨＳＶ色空間における彩度Ｓを画素情報Ｐごとに取得するものである。ゲイン算出部６３は、この彩度取得部６４が取得した彩度Ｓ、明度取得部４１が取得した明度Ｖ、および平均輝度レベル取得部４２が取得した平均輝度レベルＡＰＬに基づいてゲインＧupを算出するものである。

図２４は、ゲイン算出部６３の一構成例を表すものである。ゲイン算出部６３は、Ｇｓ算出部６７と、Ｇup算出部６８とを備えている。

Ｇｓ算出部６７は、彩度Ｓに基づいてパラメータＧｓを算出するものである。Ｇｓ算出部６７は、例えばルックアップテーブルを有しており、このルックアップテーブルを用いて、彩度Ｓに基づいて、パラメータＧｓを算出するようになっている。

図２５は、Ｇｓ算出部６７の動作を表すものである。Ｇｓ算出部６７は、図２５に示したように、彩度Ｓに基づいてパラメータＧｓを算出する。パラメータＧｓは、この例では、彩度Ｓが大きくなるほど減少するものである。

Ｇup算出部６８は、パラメータＧｖ，Ｇbase，Ｇarea，Ｇｓに基づいて、以下の式（２）を用いて、ゲインＧupを算出する。
Ｇup＝（１＋Ｇｖ×Ｇarea×Ｇｓ）×Ｇbase ・・・（２）

このように、表示装置２では、彩度Ｓが大きいほどパラメータＧｓが小さくなり、その結果、ゲインＧupが小さくなるため、上述したオーバーフロー補正と同等の効果を得ることができる。

以上のように本実施の形態では、パラメータＧｓを設け、彩度によりゲインＧupが変化するようにしたので、ピーク輝度伸長部が、ピーク輝度の伸長を行うとともにオーバーフロー補正をも行うことができる。その他の効果は、上記第１の実施の形態の場合と同様である。

［変形例２−１］
上記実施の形態に係る表示装置２に、上記第１の実施の形態の変形例１−１〜１−３を適用してもよい。

＜３．第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態に係る表示装置３について説明する。本実施の形態は、表示素子として液晶表示素子を用い、液晶表示装置として構成したものである。なお、上記第１の実施の形態に係る表示装置１等と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図２６は、表示装置３の一構成例を表すものである。表示装置３は、画像処理部７０と、表示制御部１４と、液晶表示部１５と、バックライト制御部１６と、バックライト１７とを備えている。

画像処理部７０は、バックライトレベル算出部７１と、輝度情報変換部７２とを有している。バックライトレベル算出部７１および輝度情報変換部７２は、以下に説明するように、表示装置３の消費電力を低減することができる、いわゆるディミング機能を実現するために設けられたものである。ディミング機能については、例えば、特開２０１２−２７４０５に記載がある。

バックライトレベル算出部７１は、画像信号Ｓｐ２２に基づいて、バックライト１７の発光輝度を示すバックライトレベルＢＬを算出するものである。具体的には、バックライトレベル算出部７１は、例えば、各フレーム画像における輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢのピーク値を求め、そのピーク値が大きいほどバックライト１７の発光輝度が高くなるようにバックライトレベルＢＬを算出する。

輝度情報変換部７２は、画像信号Ｓｐ２２に含まれる輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢを、バックライトレベルＢＬで除算することにより変換し、画像信号Ｓｐ７２を生成するものである。

表示制御部１４は、画像信号Ｓｐ１に基づいて、液晶表示部１５での表示動作を制御するものである。液晶表示部１５は、表示素子として液晶表示素子を用いた表示部であり、表示制御部１４による制御に基づいて表示動作を行うものである。

バックライト制御部１６は、バックライトレベルＢＬに基づいて、バックライト１７における発光を制御するものである。バックライト１７は、バックライト制御部１６による制御に基づいて発光し、液晶表示部１５に対してその光を射出するものである。バックライト１７は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いて構成されるものである。

この構成により、表示装置３では、バックライトレベル算出部７１および輝度情報変換部７２が、輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢに応じてバックライト１７の発光輝度を調整する。これにより、表示装置３では、消費電力を低減することができる。

また、表示装置３では、ピーク輝度伸長部２２の後段に、バックライトレベル算出部７１および輝度情報変換部７２を設け、ピーク輝度を伸長した画像信号Ｓｐ２２に基づいてバックライトレベルＢＬを算出するとともに輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢを変換している。これにより、画面全体を暗くすることなく、ピーク輝度のみ伸長することができる。

以上のように、本技術を液晶表示装置に適用しても、上記第１の実施の形態の場合などと同様の効果を実現することができる。

［変形例３−１］
上記実施の形態に係る表示装置３に、上記第１の実施の形態の変形例１−１〜１−３、上記第２の実施の形態、およびその変形例２−１を適用してもよい。

＜４．第４の実施の形態＞
次に、第４の実施の形態に係る表示装置４について説明する。本実施の形態は、赤色、緑色、青色の３色のサブ画素ＳＰixからなる画素Ｐixを用いてＥＬ表示部を構成したものである。なお、上記第１の実施の形態に係る表示装置１等と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図２７は、表示装置４の一構成例を表すものである。表示装置４は、ＥＬ表示部１３Ａと、表示制御部１２Ａと、画像処理部８０とを備えている。

図２８は、ＥＬ表示部１３Ａの一構成例を表すものである。ＥＬ表示部１３Ａは、画素アレイ部３３Ａと、垂直駆動部３１Ａと、水平駆動部３２Ａとを有している。画素アレイ部３３Ａは、画素Ｐixがマトリックス状に配置されたものである。この例では、各画素は、垂直方向Ｙに延伸する、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）の３つのサブ画素ＳＰixにより構成されている。この例では、画素Ｐixにおいて、左から、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のサブ画素ＳＰixを順に配置している。垂直駆動部３１Ａおよび水平駆動部３２Ａは、表示制御部１２Ａによるタイミング制御に基づいて、画素アレイ部３３Ａを駆動するものである。

表示制御部１２Ａは、このようなＥＬ表示部１３Ａでの表示動作を制御するものである。

画像処理部８０は、図２７に示したように、ガンマ変換部２１と、ピーク輝度伸長部８２と、色域変換部２３と、ガンマ変換部２６を有するものである。すなわち、画像処理部８０は、上記第１の実施の形態に係る画像処理部２０（図１）において、ピーク輝度伸長部２２をピーク輝度伸長部８２に置き換えるとともに、ＲＧＢＷ変換部２４およびオーバーフロー補正部２５を省いたものである。

図２９は、ピーク輝度伸長部８２の一構成例を表すものである。ピーク輝度伸長部８２は、乗算部８１を有している。乗算部８１は、画像信号Ｓｐ２１に含まれる輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢに対して、共通の１以下のゲインＧpre（例えば０．８など）を乗算し、画像信号Ｓｐ８１を生成するものである。明度取得部４１、平均輝度レベル４２、ゲイン算出部４３、および乗算部４４は、上記第１の実施の形態の場合と同様に、この画像信号Ｓｐ８１に含まれる輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢのピーク輝度を伸長するようになっている。

表示装置４では、このように、あらかじめ輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢを小さくした後、上記第１の実施の形態の場合と同様に、そのピーク輝度を伸長する。その際、輝度情報ＩＲ，ＩＧ，ＩＢを小さくした分だけ、ピーク輝度を伸長することができるため、ダイナミックレンジを維持しつつピーク輝度を伸長することができる。

また、表示装置４では、上記第１の実施の形態の場合と同様に、明るい領域の面積に応じてゲインＧupが変化するため、明るい領域の面積が大きい部分に対してはピーク輝度の伸長を抑制し、明るい領域の面積が小さい部分の輝度を相対的に上昇することができるため、画質を高めることができる。

以上のように、本技術を、３色のサブ画素を有するＥＬ表示装置に適用しても、上記第１の実施の形態の場合などと同様の効果を実現することができる。

［変形例４−１］
上記実施の形態に係る表示装置４に、上記第１の実施の形態の変形例１−１〜１−３、上記第２の実施の形態、およびその変形例２−１を適用してもよい。

＜５．適用例＞
次に、上記実施の形態および変形例で説明した表示装置の適用例について説明する。

図３０は、上記実施の形態等の表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を表すものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル５１１およびフィルターガラス５１２を含む映像表示画面部５１０を有している。このテレビジョン装置は、上記実施の形態等に係る表示装置を含んで構成されている。

上記実施の形態等の表示装置は、このようなテレビジョン装置の他、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、携帯型ゲーム機、あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、上記実施の形態等の表示装置は、映像を表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。

以上、いくつかの実施の形態および変形例、ならびに電子機器への適用例を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、上記の第１〜第３の各実施の形態等では、ＥＬ表示部１３の画素アレイ部３３において、４つのサブ画素ＳＰixを２行２列で配置して画素Ｐixを構成したが、これに限定されるものではなく、図３１に示したように、垂直方向Ｙに延伸する４つのサブ画素ＳＰixを水平方向Ｘに並設することにより画素Ｐixを構成してもよい。この例では、画素Ｐixにおいて、左から、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、白色（Ｗ）のサブ画素ＳＰixを順に配置している。

なお、本技術は以下のような構成とすることができる。

（１）フレーム画像における高輝度領域の面積に応じて、その領域における画素ごとの第１のゲインを求めるゲイン算出部と、
前記高輝度領域における画素ごとの第１の輝度情報と、前記第１のゲインとに基づいて、その高輝度領域における画素ごとの第２の輝度情報を決定する決定部と、
前記第２の輝度情報に基づいて表示を行う表示部と
を備えた表示装置。

（２）前記第１のゲインは、前記高輝度領域の面積がより小さいほどより大きい
前記（１）に記載の表示装置。

（３）前記ゲイン算出部は、前記フレーム画像の画像領域を分割した分割領域のそれぞれにおける高輝度領域の面積に応じて、前記第１のゲインを求める
前記（１）または（２）に記載の表示装置。

（４）前記ゲイン算出部は、各分割領域における前記第１の輝度情報から導かれる画素輝度値の平均値に基づいて前記第１のゲインを求める
前記（３）に記載の表示装置。

（５）前記ゲイン算出部は、各分割領域における前記第１の輝度情報から導かれる画素輝度値が所定のしきい値以上となる画素の数に基づいて、前記第１のゲインを求める
前記（３）に記載の表示装置。

（６）前記画素輝度値は、ＨＳＶ色空間におけるＶ情報の値である
前記（４）または（５）に記載の表示装置。

（７）前記ゲイン算出部は、前記分割領域のそれぞれにおける高輝度領域の面積に基づいて第１のマップを生成し、その第１のマップに基づいて、前記表示部と同じ画素数のマップにスケーリングすることにより、画素ごとのマップ情報を含む第２のマップを生成し、前記第２のマップに基づいて前記第１のゲインを求める
前記（３）から（６）のいずれかに記載の表示装置。

（８）前記ゲイン算出部は、
前記第１のゲインと前記マップ情報との関係を示すルックアップテーブルを有し、
前記第２のマップおよび前記ルックアップデーブルを用いて前記第１のゲインを求める
前記（７）に記載の表示装置。

（９）前記第１のゲインは、前記マップ情報がより大きいほどより小さい
前記（７）または（８）に記載の表示装置。

（１０）前記ゲイン算出部は、前記第１のマップに対して平滑化処理を行い、その平滑化された第１のマップに基づいて前記第２のマップを生成する
前記（７）から（９）のいずれかに記載の表示装置。

（１１）前記ゲイン算出部は、第１の輝度情報に基づいて画素ごとの第２のゲインをさらに求め、
前記決定部は、前記第１の輝度情報と、前記第１のゲインと、前記第２のゲインとに基づいて、前記第２の輝度情報を決定し、
前記第２のゲインは、前記第１の輝度情報から導かれる画素輝度値が所定の輝度値以上の領域において、前記画素輝度値がより大きいほどより大きい
前記（１）から（１０）のいずれかに記載の表示装置。

（１２）前記表示部は、複数の表示画素を有し、
前記表示画素のそれぞれは、それぞれ異なる波長に対応づけられた第１のサブ画素、第２のサブ画素、および第３のサブ画素を有する
前記（１）から（１１）のいずれかに記載の表示装置。

（１３）前記第１の輝度情報をより低い輝度レベルに圧縮する圧縮部をさらに備え、
前記ゲイン算出部は、圧縮された第１の輝度情報に基づいて、前記第１のゲインを求める
前記（１２）に記載の表示装置。

（１４）前記表示画素のそれぞれは、前記第１のサブ画素、前記第２のサブ画素、および前記第３のサブ画素とは異なる色光を発する第４のサブ画素をさらに有する
前記（１２）に記載の表示装置。

（１５）前記第１のサブ画素、前記第２のサブ画素、および前記第３のサブ画素は、それぞれ赤色、緑色、および青色の色光を発し、
前記第４のサブ画素が発する色光に対する視感度は、前記第２のサブ画素が発する緑色の色光に対する視感度と同程度またはそれ以上である
前記（１４）に記載の表示装置。

（１６）前記第４のサブ画素は白色の色光を発する
前記（１５）に記載の表示装置。

（１７）フレーム画像における高輝度領域の面積に応じて、その領域における画素ごとの第１のゲインを求めるゲイン算出部と、
前記高輝度領域における画素ごとの第１の輝度情報と、前記第１のゲインとに基づいて、その高輝度領域における画素ごとの第２の輝度情報を決定する決定部と
を備えた画像処理装置。

（１８）フレーム画像における高輝度領域の面積に応じて、その領域における画素ごとの第１のゲインを求め、
前記高輝度領域における画素ごとの第１の輝度情報と、前記第１のゲインとに基づいて、その高輝度領域における画素ごとの第２の輝度情報を決定し、
前記第２の輝度情報に基づいて表示を行う
表示方法。

１，２，３，４…表示装置、１１…入力部、１２，１２Ａ，１４…表示制御部、１３，１３Ａ，１３Ｂ…ＥＬ表示部、１５…液晶表示部、１６…バックライト制御部、１７…バックライト、２０，６０，７０，８０…画像処理部、２１…ガンマ変換部、２２，６２，８２…ピーク輝度伸長部、２３…色域変換部、２４…ＲＧＢＷ変換部、２５，２５Ｂ…オーバーフロー補正部、２６…ガンマ変換部、３１，３１Ａ，３１Ｂ…垂直駆動部、３２，３２Ａ，３２Ｂ…水平駆動部、３３，３３Ａ，３３Ｂ…画素アレイ部、４１…明度取得部、４２…平均輝度レベル取得部、４３，６３…ゲイン算出部、４４…乗算部、５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ，５４…ゲイン算出部、５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂ，５２Ｗ…増幅部、５３…最大輝度検出部、６４…彩度取得部、６７…Ｇｓ算出部、７１…バックライトレベル算出部、７２…輝度情報変換部、８１…乗算部、９１…Ｇｖ算出部、９２…Ｇarea算出部、９３…マップ生成部、９４…フィルタ部、９５…スケーリング部、９６…演算部、９７…Ｇbase算出部、６８，９８…Ｇup算出部、ＡＰＬ…平均輝度レベル、Ｂ…ブロック領域、ＢＬ…バックライトレベル、ＧＣＬ…ゲート線、Ｇpre，Ｇup，Ｇof，ＧＲof，ＧＧof，ＧＢof…ゲイン、Ｇarea，Ｇbase，Ｇｓ，Ｇｖ…パラメータ、ＩＲ，ＩＧ，ＩＢ，ＩＲ２，ＩＧ２，ＩＢ２，ＩＷ２…輝度情報、ＭＡＰ１〜ＭＡＰ４…マップ、Ｐ…画素情報、Ｐix…画素、Ｓ…彩度、ＳＧＬ…データ線、ＳＰix…サブ画素、Ｓｐ０，Ｓｐ１，Ｓｐ２１〜Ｓｐ２５，Ｓｐ６２，Ｓｐ７２，Ｓｐ８１，Ｓｐ８２…画像信号、Ｖ…明度、Ｖｓ…傾き、Ｖth1，Ｖth2…しきい値。

Claims (15)

1. フレーム画像における高輝度領域の面積に応じて、その領域における画素ごとの第１のゲインを求めるとともに、画素ごとの第１の輝度情報に基づいて画素ごとの第２のゲインを求めるゲイン算出部と、
   前記高輝度領域における前記第１の輝度情報と、前記第１のゲインと、前記第２のゲインとに基づいて、その高輝度領域における画素ごとの第２の輝度情報を決定する決定部と、
   前記第２の輝度情報に基づいて表示を行う表示部と
   を備え、
   前記ゲイン算出部は、前記フレーム画像の画像領域を分割した分割領域のそれぞれにおける高輝度領域の面積に基づいて第１のマップを生成し、その第１のマップに基づいて、前記表示部と同じ画素数のマップにスケーリングすることにより、画素ごとのマップ情報を含む第２のマップを生成し、前記第２のマップに基づいて前記第１のゲインを求め、
   前記第２のゲインは、前記第１の輝度情報から導かれる画素輝度値が所定の輝度値以上の領域において、前記画素輝度値がより大きいほどより大きい
   表示装置。
2. 前記第１のゲインは、前記高輝度領域の面積がより小さいほどより大きい
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記ゲイン算出部は、各分割領域における前記第１の輝度情報から導かれる画素輝度値の平均値に基づいて前記第１のゲインを求める
   請求項１または請求項２に記載の表示装置。
4. 前記ゲイン算出部は、各分割領域における前記第１の輝度情報から導かれる画素輝度値が所定のしきい値以上となる画素の数に基づいて、前記第１のゲインを求める
   請求項１または請求項２に記載の表示装置。
5. 前記画素輝度値は、ＨＳＶ色空間におけるＶ情報の値である
   請求項３または請求項４に記載の表示装置。
6. 前記ゲイン算出部は、
   前記第１のゲインと前記マップ情報との関係を示すルックアップテーブルを有し、
   前記第２のマップおよび前記ルックアップテーブルを用いて前記第１のゲインを求める
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の表示装置。
7. 前記第１のゲインは、前記マップ情報がより大きいほどより小さい
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の表示装置。
8. 前記ゲイン算出部は、前記第１のマップに対して平滑化処理を行い、その平滑化された第１のマップに基づいて前記第２のマップを生成する
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の表示装置。
9. 前記表示部は、複数の表示画素を有し、
   前記表示画素のそれぞれは、それぞれ異なる波長に対応づけられた第１のサブ画素、第２のサブ画素、および第３のサブ画素を有する
   請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の表示装置。
10. 前記第１の輝度情報をより低い輝度レベルに圧縮する圧縮部をさらに備え、
    前記ゲイン算出部は、圧縮された第１の輝度情報に基づいて、前記第１のゲインを求める
    請求項９に記載の表示装置。
11. 前記表示画素のそれぞれは、前記第１のサブ画素、前記第２のサブ画素、および前記第３のサブ画素とは異なる色光を発する第４のサブ画素をさらに有する
    請求項９に記載の表示装置。
12. 前記第１のサブ画素、前記第２のサブ画素、および前記第３のサブ画素は、それぞれ赤色、緑色、および青色の色光を発し、
    前記第４のサブ画素が発する色光に対する視感度は、前記第２のサブ画素が発する緑色の色光に対する視感度と同程度である
    請求項１１に記載の表示装置。
13. 前記第４のサブ画素は白色の色光を発する
    請求項１２に記載の表示装置。
14. フレーム画像における高輝度領域の面積に応じて、その領域における画素ごとの第１のゲインを求めるとともに、画素ごとの第１の輝度情報に基づいて画素ごとの第２のゲインを求めるゲイン算出部と、
    前記高輝度領域における前記第１の輝度情報と、前記第１のゲインと、前記第２のゲインとに基づいて、その高輝度領域における画素ごとの第２の輝度情報を決定する決定部と
    を備え、
    前記ゲイン算出部は、前記フレーム画像の画像領域を分割した分割領域のそれぞれにおける高輝度領域の面積に基づいて第１のマップを生成し、その第１のマップに基づいて、前記第２の輝度情報に基づいて表示を行う表示部と同じ画素数のマップにスケーリングすることにより、画素ごとのマップ情報を含む第２のマップを生成し、前記第２のマップに基づいて前記第１のゲインを求め、
    前記第２のゲインは、前記第１の輝度情報から導かれる画素輝度値が所定の輝度値以上の領域において、前記画素輝度値がより大きいほどより大きい
    画像処理装置。
15. フレーム画像における高輝度領域の面積に応じて、その領域における画素ごとの第１のゲインを求め、
    画素ごとの第１の輝度情報に基づいて画素ごとの第２のゲインを求め、
    前記高輝度領域における前記第１の輝度情報と、前記第１のゲインと、前記第２のゲインとに基づいて、その高輝度領域における画素ごとの第２の輝度情報を決定し、
    前記第２の輝度情報に基づいて表示を行い、
    前記第１のゲインを求める際、前記フレーム画像の画像領域を分割した分割領域のそれぞれにおける高輝度領域の面積に基づいて第１のマップを生成し、その第１のマップに基づいて、前記第２の輝度情報に基づいて表示を行う表示部と同じ画素数のマップにスケーリングすることにより、画素ごとのマップ情報を含む第２のマップを生成し、前記第２のマップに基づいて前記第１のゲインを求め、
    前記第２のゲインは、前記第１の輝度情報から導かれる画素輝度値が所定の輝度値以上の領域において、前記画素輝度値がより大きいほどより大きい
    表示方法。

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