JP6188298B2 - 画像表示装置、画像表示装置の制御方法、制御プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、バックライトの輝度を制御する機能（バックライト調光機能）を有する画像表示装置、画像表示装置の制御方法、制御プログラムおよび記録媒体に関するものである。

液晶表示装置など、バックライトを備えた画像表示装置では、入力画像に基づきバックライトの輝度を制御することにより、バックライトの消費電力を抑制したり、表示画像の画質を改善したりすることができる。特に、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、当該エリアに対応したバックライト光源の輝度を制御することにより、さらなる低消費電力化と高画質化が可能となる。以下、このように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、表示パネルを駆動する方法を「エリアアクティブ駆動」と称する。

エリアアクティブ駆動を行う画像表示装置では、バックライト光源として、例えば、ＲＧＢ３色のＬＥＤ（Light Emitting Diode）または白色ＬＥＤ等が使用される。各エリアに対応したＬＥＤの輝度（発光時の輝度）は、当該各エリア内の画素の輝度の最大値または平均値などに基づいて求められ、ＬＥＤデータとしてバックライト用の駆動回路に与えられる。また、そのＬＥＤデータと入力画像とに基づいて表示用データ（液晶表示装置であれば、液晶の光透過率を制御するためのデータ）が生成され、当該表示用データは表示パネル用の駆動回路に与えられる。画面上における各画素の輝度は、液晶表示装置の場合には、バックライトからの光の輝度と表示用データに基づく光透過率との積となる。

ところで、或るエリアのＬＥＤから出射された光は、当該エリアを照射するだけではなく、周囲のエリアも照射する。換言すると、或るエリアには、当該エリアのＬＥＤから出射された光だけではなく、周囲のエリアのＬＥＤから出射された光も照射される。そのため、各エリアに表示される輝度は、各ＬＥＤから出射される光の拡散（広がり）を考慮して算出されなければならない。

そのため、従来、実際の輝度分布を実測して、補正テーブルを生成し、表示用データを補正することにより、出力画像の破綻を回避する手法がある。例えば、特許文献１には、エリアごとに、入力画像と、ＬＥＤデータから拡散を考慮して補正した表示輝度とに基づいて表示素子の光透過率を算出することが記載されている。また、特許文献２には、エリアアクティブ駆動において、隣接するエリアの輝度の不均一を解消するために、入力画像を補正して光透過率を算出することが記載されている。

特開２００９−１９２９６３号公報（２００９年８月２７日公開） 特開２０１０−２５６９１２号公報（２０１０年１１月１１日公開）

しかしながら、上述のような従来技術において、実際に測定することにより得られる実測輝度分布を完全に数値化することは困難である。そのため、補正後の表示輝度と、実測輝度との不一致が生じ、適切な光透過率を算出することが出来ない場合がある。それゆえ、出力画像に破綻が生じることがある。

具体的に図１０、２１〜２６に基づいて従来技術の問題点を説明する。

図１０に示す入力画像６１が入力された場合、従来技術では、図２１に示すＬＥＤデータを生成する。なお、図１０において、点Ａは白丸の中心点であり、点Ｂは入力画像６１の右端点であり、点ＣはＡ−Ｂ線上の白丸（８０％）と背景（２０％）との境界点であり、点ＤはＡ−Ｂ線上のバックライト制御エリアの境界点である。

このとき、入力画像６１と図２１に示すＬＥＤデータとに基づいて、入力画像からＬＥＤデータを除算して求めた液晶透過率を図２２に示す。ところが、上述のように、この図２１に示すＬＥＤデータに基づいてＬＥＤを駆動した場合、実際には、図２４に示すような輝度分布となる。そのため、この場合、出力画像の輝度分布は図２３に示すように、Ｄ点付近において、映像の破綻が生じる。

そこで、上述の従来技術は、図２４に示す実際の輝度分布を実測して、補正テーブルを生成し、補正テーブルで液晶透過率を補正して、出力画像の輝度分布の破綻を回避するものである。このときの液晶透過率を図２５に示す。しかしながら、図２４に示す輝度分布を完全に数値化することは困難である。そのため、液晶透過率を適切に補正することができず、出力画像の輝度分布が図２６に示すように破綻する場合がある。特に、従来技術では、各エリアのＬＥＤデータおよび液晶透過率を独立して制御しているため、図２６に示すようにＣ−Ｄ間にＨａｌｏが生じる等、表示映像の破綻が局所的に生じることがある。

また、この問題を回避するために実測輝度分布を高精度に再現する場合、計算処理を実行する回路規模が増大し、コストが増大するという問題が生じる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、局所的な表示映像の破綻を抑制する画像表示装置、画像表示装置の制御方法、制御プログラムおよび記録媒体を実現することにある。

本発明に係る画像表示装置は、上記課題を解決するために、表示パネルの１辺または２辺に沿って複数の光源が配列された画像表示装置であって、直線で構成され、変化量が所定値以下である近似パターンの中から、入力画像の光源配列方向成分の輝度分布を近似した近似パターンを特定するパターン特定手段と、上記パターン特定手段が特定した近似パターンに基づいて、上記複数の光源の出力を制御するための光源データを算出する光源データ算出手段と、上記入力画像および上記パターン特定手段が特定した近似パターンに基づいて、上記表示パネルの光透過率を制御するための光透過率を算出する光透過率算出手段と、上記光源データ算出手段が算出した光源データに基づいて、上記複数の光源を駆動する光源駆動手段と、上記光透過率算出手段が算出した光透過率に基づいて、上記表示パネルを駆動する表示パネル駆動手段とを備えることを特徴としている。

また、本発明に係る画像表示装置の制御方法は、上記課題を解決するために、表示パネルの１辺または２辺に沿って複数の光源が配列された画像表示装置の制御方法であって、直線で構成され、変化量が所定値以下である近似パターンの中から、入力画像の光源配列方向成分の輝度分布を近似した近似パターンを特定するパターン特定ステップと、上記パターン特定ステップにおいて特定された近似パターンに基づいて、上記複数の光源の出力を制御するための光源データを算出する光源データ算出ステップと、上記入力画像および上記パターン特定ステップにおいて特定された近似パターンに基づいて、上記表示パネルの光透過率を制御するための光透過率を算出する光透過率算出ステップと、上記光源データ算出ステップにおいて算出された光源データに基づいて、上記複数の光源を駆動する光源駆動ステップと、上記光透過率算出ステップにおいて算出された光透過率に基づいて、上記表示パネルを駆動する表示パネル駆動ステップとを含むことを特徴としている。

上記の構成によれば、上記光源データ算出手段は、直線で構成され、変化量が所定値以下である近似パターンであって、入力画像の光源配列方向成分の輝度分布を近似した近似パターンに基づいて、光源データを算出する。また、上記光透過率算出手段は、同じ近似パターンに基づいて、光透過率を算出する。互いに隣接する光源との変化量が所定値以下であるため、光源データの示す輝度分布と、当該光源データに基づいて上記複数の光源を駆動したときの実際の輝度分布とが局所的に大きく異なることを防ぐことができる。よって、従来に比べて、局所的に発生する表示映像の破綻を防ぐことができるという効果を奏する。

また、本発明に係る画像表示装置は、上記入力画像を複数のエリアに分割し、各エリアの輝度の大きさを示す評価値をそれぞれ特定し、各エリアの評価値を順に並べた評価値列を生成する画像評価手段をさらに備え、上記パターン特定手段は、上記評価値列と、上記評価値列と最も近似する上記近似パターンとの対応関係が予め定められたパターン特定情報を参照して、上記画像評価手段が生成した評価値列に対応する近似パターンを特定することが好ましい。

上記の構成によれば、上記パターン特定手段は、予め定められた近似パターンの中から入力画像と最も近似するパターンを選択する。このように、入力画像を、種別数が制限された近似パターンに近似することにより、光源データおよび液晶透過率の算出処理を簡略化することができ、回路規模を縮小することができる。

また、本発明に係る画像表示装置は、上記画像評価手段は、上記エリアに含まれる画素または絵素の最大値を、当該エリアの評価値として特定することが好ましい。

また、本発明に係る画像表示装置は、上記画像評価手段は、上記エリアに含まれる画素または絵素の平均値を、当該エリアの評価値として特定することが好ましい。

また、本発明に係る画像表示装置は、上記画像評価手段は、上記エリアに含まれる画素値または絵素値のヒストグラムを取り、最も個数の多い画素値または絵素値を、当該エリアの評価値として特定することが好ましい。

また、本発明に係る画像表示装置は、上記光源データ算出手段は、上記パターン特定情報において、上記パターン特定手段が特定した近似パターンに反転フラグが付加されている場合、上記パターン特定手段が特定した近似パターンを反転したパターンに基づいて、上記光源データを算出することが好ましい。

上記の構成によれば、或る近似パターンを反転した近似パターンは、上記反転フラグにより選択することができるため、適用可能な近似パターンの種別数を減らすことなく、予め設定すべき近似パターンの種別数を減らすことができる。よって、適用の自由度を維持しながら、回路規模の増大を抑制することができる。

また、本発明に係る画像表示装置は、上記画像評価手段は、さらに、上記入力画像全体の輝度の大きさを示す全体評価値を特定するものであり、上記光源データ算出手段は、上記パターン特定手段が特定した近似パターンを上記全体評価値に基づいてオフセット補正して、上記光源データを算出することが好ましい。

上記の構成によれば、或る近似パターンの全体の値を増減した近似パターンは、上記オフセット補正により導出することができるため、適用可能な近似パターンの種別数を減らすことなく、予め設定すべき近似パターンの種別数を減らすことができる。よって、適用の自由度を維持しながら、回路規模の増大を抑制することができる。

上記光透過率算出手段は、下記の式に基づいて、光透過率を算出することが好ましい。

LCD_rate(i,j) = Offset + Pat_Max - LCD_Pat_#j if(revers = '0')
= Offset + LED_Pat_#n if(revers = '1')
Assist(i,j,c) = (1 - Cin(i,j,c)) * LCD_rate(i,j) * K
Cout(i,j,c) = Cin(i,j,c) + (Cin(i,j,c) * Assist(i,j,c))
Cin(i,j,c)：入力画像のｉ行ｊ列の画素の絵素値
Cout(i,j,c)：ｉ行ｊ列の画素の絵素の光透過率
K：任意の値
Offset：入力画像全体の輝度の大きさを示す全体評価値
Pat_Max：近似パターンの最大値
LCD_Pat_#j：近似パターンにおけるｊ列の画素の出力値
revers：反転フラグ
また、本発明に係る画像表示装置は、上記課題を解決するために、表示パネルの背面に複数の光源がマトリクス状に配列された画像表示装置であって、それぞれ直線で構成され、変化量が所定値以下である水平成分近似パターンおよび垂直成分近似パターンの中から、入力画像の水平成分の輝度分布を近似した水平成分近似パターンおよび入力画像の垂直成分の輝度分布を近似した垂直成分近似パターンをそれぞれ特定するパターン特定手段と、上記パターン特定手段が特定した水平成分近似パターンおよび垂直成分近似パターンに基づいて、上記複数の光源の出力を制御するための光源データを算出する光源データ算出手段と、上記入力画像および上記パターン特定手段が特定した水平成分近似パターンおよび垂直成分近似パターンに基づいて、上記表示パネルの光透過率を制御するための光透過率を算出する光透過率算出手段と、上記光源データ算出手段が算出した光源データに基づいて、上記複数の光源を駆動する光源駆動手段と、上記光透過率算出手段が算出した光透過率に基づいて、上記表示パネルを駆動する表示パネル駆動手段とを備えることを特徴としている。

なお、上記画像表示装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記画像表示装置の各手段として動作させることにより、上記画像表示装置をコンピュータにて実現させる制御プログラム、及びそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明の範疇に入る。

以上のように、本発明に係る画像表示装置は、直線で構成され、変化量が所定値以下である近似パターンの中から、入力画像の光源配列方向成分の輝度分布を近似した近似パターンを特定するパターン特定手段と、上記パターン特定手段が特定した近似パターンに基づいて、上記複数の光源の出力を制御するための光源データを算出する光源データ算出手段と、上記入力画像および上記パターン特定手段が特定した近似パターンに基づいて、上記表示パネルの光透過率を制御するための光透過率を算出する光透過率算出手段と、上記光源データ算出手段が算出した光源データに基づいて、上記複数の光源を駆動する光源駆動手段と、上記光透過率算出手段が算出した光透過率に基づいて、上記表示パネルを駆動する表示パネル駆動手段とを備えている構成である。

また、本発明に係る画像表示装置の制御方法は、直線で構成され、変化量が所定値以下である近似パターンの中から、入力画像の光源配列方向成分の輝度分布を近似した近似パターンを特定するパターン特定ステップと、上記パターン特定ステップにおいて特定された近似パターンに基づいて、上記複数の光源の出力を制御するための光源データを算出する光源データ算出ステップと、上記入力画像および上記パターン特定ステップにおいて特定された近似パターンに基づいて、上記表示パネルの光透過率を制御するための光透過率を算出する光透過率算出ステップと、上記光源データ算出ステップにおいて算出された光源データに基づいて、上記複数の光源を駆動する光源駆動ステップと、上記光透過率算出ステップにおいて算出された光透過率に基づいて、上記表示パネルを駆動する表示パネル駆動ステップとを含む。

よって、従来に比べて、局所的に発生する表示映像の破綻を防ぐことができるという効果を奏する。

本発明の実施形態を示すものであり、液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。 上記液晶表示装置が実行する表示処理の一例を示すフローチャートである。 上記液晶表示装置の画像評価部の処理例の概要を示す図である。 近似パターンの一例を示す図である。 評価値列（Index）と近似パターンとの対応関係を示すパターン特定情報の一例を示す図である。 近似パターンにおける各ＬＥＤの出力値を示す図である。 或る近似パターンと、当該近似パターンを反転した近似パターンとを示す図である。 或る近似パターンと、当該近似パターンをオフセット補正した近似パターンとを示す図である。 入力画像の絵素値と、液晶透過率との関係を示す図である。 入力画像の一例を示す図である。 図１０に示す入力画像が入力された場合に、ＬＥＤデータ算出部が算出したＬＥＤデータの一例を示す図である。 図１１に示すＬＥＤデータに基づいてＬＥＤドライバがＬＥＤを駆動した場合の実際の輝度分布を示す図である。 図１０に示す入力画像が入力された場合に、液晶透過率算出部が算出した液晶透過率を示す図である。 図１１に示すＬＥＤデータに基づいてＬＥＤドライバがＬＥＤを駆動し、図１３に示す液晶透過率に基づいて液晶ドライバが液晶パネルを駆動した場合の表示輝度分布を示す図である。 液晶パネルの２辺に配列されたＬＥＤを示す図である。 ２種類の評価エリア（水平成分評価エリア、垂直成分評価エリア）を示す図である。 入力画像の一例を示す図である。 図１７に示す入力画像から特定した水平成分の近似パターンおよび垂直成分の近似パターンの一例を示す図である。 液晶パネルの背面にマトリクス状に配列されたＬＥＤを示す図である。 連続して入力される複数の入力画像に対する各ＬＥＤデータの時間的な変化を示す図である。 従来技術を示すものであり、図１０に示す入力画像が入力された場合のＬＥＤデータの一例を示す図である。 従来技術を示すものであり、図１０に示す入力画像が入力された場合の液晶透過率を示す図である。 従来技術を示すものであり、図２１に示すＬＥＤデータに基づいてＬＥＤドライバがＬＥＤを駆動し、図２２に示す液晶透過率に基づいて液晶ドライバが液晶パネルを駆動した場合の表示輝度分布を示す図である。 従来技術を示すものであり、図２１に示すＬＥＤデータに基づいてＬＥＤドライバがＬＥＤを駆動した場合の実際の輝度分布を示す図である。 従来技術を示すものであり、図１０に示す入力画像が入力された場合に、実際の輝度分布を考慮して補正した液晶透過率を示す図である。 従来技術を示すものであり、図２１に示すＬＥＤデータに基づいてＬＥＤドライバがＬＥＤを駆動し、図２５に示す液晶透過率に基づいて液晶ドライバが液晶パネルを駆動した場合の表示輝度分布を示す図である。 近似パターンと各ＬＥＤに対応する出力値を算出するための要素情報とが対応付けられたＬＥＤ要素情報の一例を示す図である。 近似パターンと各画素に対応する出力値を算出するための要素情報とが対応付けられたＬＣＤ要素情報の一例を示す図である。

本発明の一実施形態について図１から図１５に基づいて説明すると以下の通りである。

〔液晶表示装置の構成〕
図１は、液晶表示装置（画像表示装置）１の要部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１は、制御部１１、液晶パネル（表示パネル）１２、ＬＥＤ（光源）１３、液晶ドライバ（表示パネル駆動手段）１４およびＬＥＤドライバ（光源駆動手段）１５を備えている。

液晶パネル１２は、画素がマトリクス状に配置されている液晶表示素子である。各画素は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）色光を透過する色フィルタが配されたサブピクセル（副画素）を含む。また、液晶パネル１２は、画像の表示が可能な表示面を有する。

なお、サブピクセルに配される色フィルタの色の個数は、上述した３色に限定されるものではなく、例えば、２色や４色であってもよい。また、本実施形態では、液晶パネル１２の画素数は、１９２０×１０８０（フルＨＤ）であるとする。ただし、これに限るものではなく、液晶パネル１２の画素数は任意でよい。

ＬＥＤ１３は、導光板を介して、液晶パネル１２の背面（画像の表示面とは反対側の面）側から光を照射するものである。すなわち、ＬＥＤ１３は、バックライトとして機能するものである。ＬＥＤ１３は、図１に示すように、液晶パネル１２の一方の長辺側に沿って配置される。本実施形態では、４８個のＬＥＤが配置されているものとする。

なお、液晶表示装置１のバックライトとして使用する光源はＬＥＤに限るものではなく、任意の光源でよい。また、本実施形態では、エッジライト方式を採用し、液晶パネル１２の一方の長辺側にのみＬＥＤ１３を配置しているがこれに限るものではない。例えば、液晶パネル１２の長辺側および短辺側の２辺に沿ってＬＥＤ１３を配置してもよい。また、直下型方式を採用して、液晶パネル１２の背面側にＬＥＤ１３を配置してもよい。また、本実施形態では、４８個のＬＥＤ１３を配置しているが、使用するＬＥＤ１３の個数は任意でよい。

液晶ドライバ１４は、制御部１１からの指示に基づいて、液晶パネル１２を駆動する駆動回路である。具体的には、液晶ドライバ１４は、液晶パネル１２の各画素（各サブピクセル）に電圧を印加し、各画素（各サブピクセル）の液晶透過率を制御するものである。

ＬＥＤドライバ１５は、制御部１１からの指示（ＬＥＤデータ）に基づいて、各ＬＥＤ１３を駆動する駆動回路である。すなわち、ＬＥＤドライバ１５は、各ＬＥＤ１３が照射する光の強度をそれぞれ制御するものである。より具体的には、ＬＥＤドライバ１５は、制御部１１からＬＥＤデータ列を取得し、取得したＬＥＤデータ列に基づいて各ＬＥＤ１３の出力を制御する。ここで、ＬＥＤデータ列とは、各ＬＥＤ１３の出力を示すＬＥＤデータを、ＬＥＤ１３が配列されている順に並べたものである。つまり、本実施形態では、ＬＥＤデータ列とは、４８個のＬＥＤデータが並べられたものである。

制御部１１は、マイコンなどからなり、液晶表示装置１が備えている各部それぞれを制御することで、液晶表示装置１全体を制御するものである。本実施形態では、制御部１１は、機能ブロックとして、画像評価部（画像評価手段）２１、ＬＥＤデータ算出部（パターン特定手段、光源データ算出手段）２２および液晶透過率算出部（光透過率算出手段）２３を備える構成である。これらの制御部１１の各機能ブロック（２１〜２３）は、ＣＰＵ（central processing unit）が、ＲＯＭ（read only memory）等で実現された記憶装置に記憶されているプログラムをＲＡＭ（random access memory）等で実現された一時記憶部に読み出して実行することで実現してもよい。また、各機能ブロック（２１〜２３）は、ソフトウェアで実現するのではなく、ハードウェアで実現してもよい。

画像評価部２１は、液晶表示装置１の外部から入力画像を取得し、取得した入力画像を解析するものである。具体的には、画像評価部２１は、入力画像を複数のエリアに分割し、各エリアの評価値をそれぞれ特定し、各エリアの評価値を順に並べた評価値列を生成する。それと共に、画像評価部２１は、入力画像全体の評価値を特定する。ここで、評価値とは、或る領域の輝度の大きさを示す指標である。画像評価部２１は、評価値列をＬＥＤデータ算出部２２に出力し、入力画像全体の評価値を液晶透過率算出部２３に出力する。また、画像評価部２１は、さらに入力画像全体の評価値をＬＥＤデータ算出部２２に出力してもよい。なお、以下では、入力画像全体の評価値を全体評価値と称する。

ＬＥＤデータ算出部２２は、画像評価部２１の解析結果に基づいて、ＬＥＤデータ（光源データ）を算出するものである。具体的には、ＬＥＤデータ算出部２２は、画像評価部２１から評価値列を取得し、評価値列に対応する近似パターン（詳細は後述する）を特定し、特定した近似パターンからＬＥＤデータを算出する。ＬＥＤデータ算出部２２は、算出したＬＥＤデータをＬＥＤドライバ１５に出力する。また、ＬＥＤデータ算出部２２は、特定した近似パターンを液晶透過率算出部２３に出力する。

なお、ＬＥＤデータ算出部２２は、画像評価部２１から評価値列および全体評価値を取得する場合、評価値列に対応する近似パターンを特定し、全体評価値に基づいて近似パターンをオフセット補正してＬＥＤデータを算出する。

液晶透過率算出部２３は、液晶表示装置１の外部から入力画像を取得すると共に、画像評価部２１から全体評価値を取得し、ＬＥＤデータ算出部２２から近似パターンを取得する。そして、液晶透過率算出部２３は、取得した入力画像、近似パターンおよび全体評価値から補正係数を算出し、取得した入力画像と算出した補正係数とに基づいて、液晶透過率（光透過率）を算出するものである。液晶透過率算出部２３は、算出した液量透過率を液晶ドライバ１４に出力する。

なお、画像評価部２１および液晶透過率算出部２３は、液晶表示装置１の外部から入力画像を取得しているがこれに限るものではない。液晶表示装置１が記憶部（不図示）を備えている場合、画像評価部２１および液晶透過率算出部２３は、記憶部から画像を読み出して入力画像を取得してもよい。

〔液晶表示装置の表示処理〕
次に液晶表示装置１が実行する表示処理の一例について図２に基づいて説明する。図２は、液晶表示装置１が実行する表示処理の一例を示すフローチャートである。

図２に示すように、まず、画像評価部２１および液晶透過率算出部２３は、液晶表示装置１の外部から入力画像を取得する（Ｓ１）。次に、画像評価部２１は、取得した入力画像を複数のエリアに分割する（Ｓ２）。そして、画像評価部２１は、各エリアの評価値をそれぞれ特定し、各エリアの評価値を順に並べた評価値列を生成する（Ｓ３）。さらに、画像評価部２１は、入力画像から全体評価値を特定する（Ｓ４）。

次に、ＬＥＤデータ算出部２２は、画像評価部２１が生成した評価値列に対応する近似パターンを特定し（Ｓ５）、特定した近似パターンからＬＥＤデータを算出する（Ｓ６）。

また、液晶透過率算出部２３は、取得した入力画像、ＬＥＤデータ算出部２２が特定した近似パターンおよび画像評価部２１が特定した全体評価値から補正係数を算出し、取得した入力画像と算出した補正係数とに基づいて、液晶透過率を算出する（Ｓ７）。

そして、ＬＥＤドライバ１５は、ＬＥＤデータ算出部２２が算出したＬＥＤデータに基づいてＬＥＤ１３を駆動すると共に、液晶ドライバ１４は、液晶透過率算出部２３が算出した液晶透過率に基づいて液晶パネル１２を駆動する（Ｓ８）。

次の入力画像があれば（Ｓ９でＹＥＳ）、上記のＳ１〜Ｓ８を繰り返し、次の入力画像が無ければ（Ｓ９でＮＯ）、表示処理を終了する。

〔実施例〕
次に、画像評価部２１、ＬＥＤデータ算出部２２および液晶透過率算出部２３のより具体的な処理例について図３〜図１４に基づいて説明する。

なお、ここでは、入力画像は０〜２５５（８ｂｉｔ）階調であり、画素はＲＧＢを含む１ピクセル、絵素はＲ，Ｇ，Ｂのサブピクセルであるとする。また、ＬＥＤデータの値は、０〜１０２３の１０ｂｉｔであるとする。

（画像評価部の処理例）
まず、画像評価部２１の処理例について図３に基づいて説明する。図３は、画像評価部２１の処理例の概要を示す図である。

画像評価部２１は、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）に示す入力画像４１を長辺方向に対して垂直に５つのエリア４１ａ〜４１ｅに分割する。ただし、入力画像の分割方法はこれに限るものではない。本実施形態では、ＬＥＤ１３が液晶パネル１２の長辺方向に沿って配置されているため、入力画像４１を長辺方向に対して垂直に分割している。例えば、ＬＥＤ１３が液晶パネル１２の短辺方向に沿って配置されている場合、入力画像４１を短辺方向に対して垂直に分割する。

また、ＬＥＤ１３が配列されている方向に対して垂直に入力画像を分割していれば、エリアの個数、面積等は任意でよい。例えば、図３（ｂ）に示す例では、５つのエリア４１ａ〜４１ｅに分割しているが、複数のエリアであればよい。また、図３（ｂ）に示す例では、入力画像４１を５等分しているが、５つのエリア４１ａ〜４１ｅが互いに異なっていてもよい。なお、エリアの個数は、入力画像中心の評価値を得るために、奇数であることが望ましい。また、エリアの個数が多くなると、評価の精度が高くなる。ただし、エリアの個数がＬＥＤ１３の個数を超えると、評価の精度は向上しないため、ＬＥＤ１３の個数以下とすることが望ましい。

次に評価値の特定方法について説明する。本実施例では、まず、画像評価部２１は、エリア４１ａ〜４１ｅ毎に、エリア内の絵素値の最大値を抽出して代表値とする。例えば、エリア４１ａにｎ個の画素があり、Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１＝（１０，２０，３０）、・・・、Ｒｎ，Ｇｎ、Ｂｎ＝（１００，１５０，１００）の場合、最大値である１５０をこのエリア４１ａの代表値とする。

ここで、代表値の抽出方法は上述の例に限るものではない。例えば、エリア内の絵素値ではなく、エリア内の画素値を参照してもよい。また、エリア内の画素値または絵素値の平均値を代表値としてもよい。また、エリア内の画素値または絵素値のヒストグラムを取り、最も個数の多い画素値または絵素値を代表値としてもよい。また、エリア内の任意の画素または絵素の値を代表値としてもよい。

次に、画像評価部２１は、抽出した代表値をそのままを評価値とするのではなく、０〜２５５を複数のレベルに分けて、代表値が該当するレベルの値を評価値とする。具体的には、０〜２５５を４等分し、０〜６３を「レベル０」、６４〜１２７を「レベル１」、１２８〜１９１を「レベル２」、１９２〜２５５を「レベル３」とする。例えば、エリア４１ａの代表値が１５０であるため、エリア４１ａの評価値は「２」となる。

このようにして、画像評価部２１は、各エリア４１ａ〜４１ｅの評価値を特定し、特定した評価値を順に並べて評価値列（Index）を生成する。ここでは、図３（ｃ）に示すように、評価値列が「２，３，３，３，２」であったとする。

なお、上記のレベルの区分の仕方は任意でよい。本実施例では、０〜２５５を４等分しているが、レベルの個数、レベルの範囲等は任意でよい。また、レベルに区分することなく、代表値をそのまま評価値としてもよい。

最後に、画像評価部２１は、入力画像４１に含まれる絵素の最大値を全体評価値（Frame Level）として特定する。ここでは、全体評価値が「２００」であったとする。なお、全体評価値の特定方法は、上記の代表値の抽出方法と同じであればよい。

このように、画像評価部２１は、入力画像４１に対して、所定のエリアに分割して評価し、評価値列という形で数値化する。入力画像４１の輝度分布を、ＬＥＤ１３が配列している方向に関して、右上がり、左上がり、部分的、均一などの大きな傾向としてつかみ、数値として扱うことができる。すなわち、画像評価部２１は、入力画像４１の輝度分布を、ＬＥＤ１３が配列している方向に関して、近似して数値化する。なお、入力画像４１の輝度分布とは、入力画像４１を表示した際の輝度の大きさの分布であり、入力画像４１の画素値または絵素値の分布に相当するものである。

（ＬＥＤデータ算出部の処理例）
まず、近似パターンについて図４に基づいて説明する。図４は、近似パターンの一例を示す図である。近似パターンとは、直線で構成され、変化量が所定値以下であるものである。また、近似パターンは、図４に示すように、予め複数種類設定される。本実施例では、近似パターンは、４つの直線から成り、各直線の傾きは所定値以下である。

また、図５に示すように、評価値列（Index）と近似パターンとの対応関係を予め設定しておく。図５に示す評価値列（Index）と近似パターンとの対応関係を示すＬＵＴ（Look Up Table）をパターン特定情報と称する。なお、図５では、評価値列と近似パターンの種別を示す識別番号（種別番号）とが対応付けられている。また、図５に示す「Revers」は近似パターンの上下反転を意味し、これに関して詳細は後述する。

ここで、評価値列（「０００００」〜「３３３３３」）毎に、評価値列の各値を直線で結んだ形状と最も近似する近似パターンをそれぞれ対応付けて、パターン特定情報を設定する。換言すると、各評価値列（「０００００」〜「３３３３３」）と最もグラフ形状が近似する近似パターンをそれぞれ対応付けて、パターン特定情報を設定する。

すなわち、ＬＥＤデータ算出部２２は、直線で構成され、変化量が所定値以下である近似パターンの中から、入力画像の光源配列方向成分の輝度分布を近似した近似パターンを特定する。なお、光源配列方向成分とは、本実施例の場合、長辺方向（水平方向）である。

なお、近似パターンの種別数、および、近似パターンを構成する直線の本数は任意でよい。本実施例では、近似パターンが４つの直線からなり、各直線が「傾き０の直線」、「右上がりの直線」、「右上がりの直線」である。この場合、近似パターンは、８１種類用意することができ、そのうち全部または一部を近似パターンとして採用する。近似パターンの種別数を多くすることにより、より入力画像（映像）に適したディミングが可能になる。

しかしながら、近似パターンの種別数を多くすると、評価値列（Index）とのマッチングが難しくなることによって回路規模が増大する。また、近似パターンを構成する直線の本数が多くなると、より複雑なパターンが用いられることにより、狭い範囲で複雑かつ大きな輝度変化が生じやすくなり、バックライトの光に輝度ムラがあるように見えることがある。さらに、近似パターンの種別数を多くすると、液晶補正との不適合の発生によって、映像が破綻するリスクが高くなる。これらの理由により、近似パターンを構成する直線の本数は３〜５本にすることが妥当である。

このように、ＬＥＤデータ算出部２２は、近似パターンと、評価値列と近似パターンとの対応関係を示すパターン特定情報とを予め定めておく。そして、ＬＥＤデータ算出部２２は、パターン特定情報を参照して、画像評価部２１から取得した評価値列に対応する近似パターンを特定する。なお、パターン特定情報において、近似パターンに反転フラグが付加されている場合（「Revers」が「１」となっている場合）、ＬＥＤデータ算出部２２は、評価値列に対応する近似パターンの形状を上下反転した近似パターンを特定したものとする。

ＬＥＤデータ算出部２２が、特定した近似パターンからＬＥＤデータ（ＬＥＤデータ列）を算出する具体例を以下に説明する。

ＬＥＤデータ算出部２２は、近似パターンと各ＬＥＤ１３に対応する出力値を算出するための要素情報とが対応付けられたＬＥＤ要素情報を参照して、特定した近似パターンに対応する要素情報から、近似パターンにおける各ＬＥＤ１３の出力値を算出する。

ＬＥＤデータ算出部２２は、予めＬＥＤ要素情報を設定する。ここで、各ＬＥＤ１３の出力値を算出するための要素情報とは、横軸がＬＥＤ番号、縦軸が各ＬＥＤ１３の出力値とするグラフに、近似パターンの形状を当てはめた場合における、近似パターンを構成する各直線の始点および傾き、並びに、近似パターンの最大値である。例えば、ＬＥＤ要素情報は、図２７に示すようなＬＵＴであってよい。

本実施例では、近似パターンが４つの直線（Ｌｉｎｅ＿Ａ〜Ｌｉｎｅ＿Ｄ）で構成されているため、図２７に示すように、４つの直線の始点（Ｓｔａｒｔ＿Ａ〜Ｓｔａｒｔ＿Ｄ）および傾き（Ｓｔｅｐ＿Ａ〜Ｓｔｅｐ＿Ｄ）、並びに、最大値（Ｐａｔ＿Ｍａｘ）が要素情報として記述されている。

なお、上記のＬＥＤ番号とは、ＬＥＤ１３が配列されている、端（本実施形態では、図１の左端）からの順番を示す。また、近似パターンを構成する直線と、ＬＥＤ番号との対応関係は予め設定されているものとする。本実施例では、近似パターンが４つの直線から構成されているため、各ＬＥＤ１３を配列順に４つのグループＡ〜Ｄに均等に分類する。すなわち、ＬＥＤ＃０〜＃１１、ＬＥＤ＃１２〜＃２３、ＬＥＤ＃２４〜＃３５、ＬＥＤ＃３６〜＃４７の４つに分類する。なお、ＬＥＤ＃ｎは、ＬＥＤ番号を示し、本実施例では、先頭を「０」とする。

また、本実施例では、ＬＥＤ１３を均等に分類しているがこれに限るものではなく、グループに含まれるＬＥＤ１３の個数は任意でよい。

ＬＥＤデータ算出部２２は、図６に示すように、特定した近似パターンに対応付けられた要素情報（始点５１〜５４、傾き５５〜５８）に基づいて、近似パターンにおける各ＬＥＤ１３の出力値を算出する。

具体的には、近似パターンにおいて各ＬＥＤ１３に対応する出力値をグループ毎に以下のように算出する。

LED_Pat_#n = Start ＋ Step × LED_Group_#m
ここで、「LED_Pat_#n」は、近似パターンにおけるｎ番目のＬＥＤ１３の出力値を示す。LED_Group_#mは、グループ内でのＬＥＤの端からの順序を示し、先頭を０番目とする。

例えば、図６に示すように、グループＡの始点５１の値が「０」であり、傾きが「512/12」とすると、ＬＥＤ番号＃６のＬＥＤ１３の出力値は、
LED_Pat_#6 = 0 ＋ 512/12 × 6 = 256
となる。また、グループＢの始点５２の値が「５１２」であり、傾きが「０」とすると、ＬＥＤ番号＃１４のＬＥＤ１３の出力値は、グループＢにおいて３番目であるため、
LED_Pat_#14 = 512 ＋ 0 × 3 = 512
となる。

ＬＥＤデータ算出部２２は、近似パターンに反転フラグが付加されていない場合、近似パターンにおける各ＬＥＤ１３の出力値を、そのままＬＥＤデータとする。すなわち、LED_Data_#n = LED_Pat_#nとする。ここで、「LED_Data_#n」は、ｎ番目のＬＥＤ１３のＬＥＤデータを示す。

また、パターン特定情報において、近似パターンに反転フラグが付加されている場合、ＬＥＤデータ算出部２２は、次のように、各ＬＥＤ１３のＬＥＤデータを算出する（図７参照）。具体的には、LED_Data_#n = Pat_Max - LED_Pat_#nとする。

また、ＬＥＤデータ算出部２２は、画像評価部２１から評価値列および全体評価値を取得する場合、次のように、近似パターンにおける各ＬＥＤ１３の出力値をオフセット補正してＬＥＤデータを算出する（図８参照）。具体的には、LED_Data_#n = LED_Pat_#n + (Offset - Pat_Max)とする。ここで、「Offset」は、８ｂｉｔの全体評価値（Frame Level）を１０ｂｉｔに変換した値である。

このように、近似パターンに対応する各ＬＥＤ１３の出力値を上記のＬＥＤ要素情報で設定することにより、個々の値をＬＵＴに保持する場合に比べて回路規模を小さくすることができる。また、ＬＥＤ１３の個数が増加した場合であっても、要素情報の規模が増加しない。

また、或る近似パターンを上下反転した近似パターン、および、或る近似パターンの全体の値を増減した近似パターンは、計算によって求める。これにより、近似パターンの種別数を減らすことができ、ＬＥＤ要素情報の規模を縮小することができる。

近似パターンを使用する本発明では、従来の方法と比較して、バックライト制御の自由度が低下する。しかしながら、上記の工夫によって、回路規模の増大を抑制しながら、自由度を向上させることができる。

このように、入力画像の輝度分布に最も近似し、変化量が所定値以下である近似パターンに基づいてＬＥＤデータを算出することにより、局所的に発生する表示映像の破綻を防ぐことができる。また、入力画像の輝度分布が有する大きな傾向に合わせて近似パターンを選択し、ＬＥＤデータの自由度を下げる、つまり、ＬＥＤデータに制限をかける。これにより、実際に出力されるＬＥＤの出力（ＬＥＤデータ）の計算を簡略化することができ、回路規模を縮小することができる。

さらに、液晶表示装置１の機種等に応じて、設定する近似パターンを変えることにより、多様な要望に柔軟に対応することができる。一般に、従来技術で使用されている輝度拡散フィルタは光学系が異なれば、作成しなおす必要があるが、本発明を用いることにより、液晶表示装置毎の光学的シミュレーションおよび光学系毎の輝度拡散フィルタが不要となる。

ＬＥＤデータ算出部２２は、換言すると、直線で構成され、変化量が所定値以下である近似パターンの中から、入力画像の光源配列方向成分の輝度分布を近似した近似パターンを特定し、特定した近似パターンに基づいて、複数のＬＥＤ１３の出力を制御するためのＬＥＤデータを算出するものであると言える。

（液晶透過率算出部の処理例）
次に、液晶透過率算出部２３の処理例について説明する。液晶透過率算出部２３は、入力画像、全体評価値および近似パターンに基づいて、以下のように液晶透過率を算出する。

まず、近似パターンにおいて、各画素に対応する出力値を算出する。具体的には、液晶透過率算出部２３は、近似パターンと各画素に対応する出力値を算出するための要素情報とが対応付けられたＬＣＤ要素情報を参照して、特定した近似パターンに対応する要素情報から、近似パターンにおける各画素の出力値を算出する。

液晶透過率算出部２３は、予めＬＣＤ要素情報を設定する。ここで、各画素に対応する出力値を算出するための要素情報とは、横軸が画素番号、縦軸が各画素の出力値とするグラフに、近似パターンの形状を当てはめた場合における、近似パターンを構成する各直線の始点および傾き、並びに、近似パターンの最大値である。例えば、ＬＣＤ要素情報は、図２８に示すようなＬＵＴであってよい。

本実施例では、近似パターンが４つの直線（Ｌｉｎｅ＿Ａ〜Ｌｉｎｅ＿Ｄ）で構成されているため、図２８に示すように、４つの直線の始点（Ｓｔａｒｔ＿Ａ〜Ｓｔａｒｔ＿Ｄ）および傾き（Ｓｔｅｐ＿Ａ〜Ｓｔｅｐ＿Ｄ）、並びに、最大値（Ｐａｔ＿Ｍａｘ）が要素情報として記述されている。

なお、上記の画素番号とは、画素が配列されている、端からの順番を示す。本実施形態では、近似パターンが入力画像の水平方向成分で近似されたものであるため、画素番号は、図１の左端を先頭とする列番号である。また、近似パターンを構成する直線と、画素番号との対応関係は予め設定されているものとする。本実施例では、近似パターンが４つの直線から構成されているため、水平成分の各画素（１９２０個）を配列順に４つのグループＡ〜Ｄに均等に分類する。

また、本実施例では、各画素を均等に分類しているがこれに限るものではなく、グループに含まれる画素の個数は任意でよい。

具体的には、近似パターンにおいて各画素に対応する出力値をグループ毎に以下のように算出する。

LCD_Pat_#j = Start ＋ Step × LCD_Group_#m
ここで、「LCD_Pat_#j」は、近似パターンにおいてｊ列の画素に対応する出力値を示す。LCD_Group_#mは、グループ内での画素の端からの順序を示す。

このようにして、液晶透過率算出部２３は、近似パターンにおける各画素の出力値を算出し、算出した出力値、並びに、入力画像および全体評価値に基づいて、以下のように、液晶透過率を算出する。

LCD_rate(i,j) = Offset + Pat_Max - LCD_Pat_#j if(revers = '0')
= Offset + LCD_Pat_#j if(revers = '1')
Assist(i,j,c) = (1 - Cin(i,j,c)) * LCD_rate(i,j) * K
Cout(i,j,c) = Cin(i,j,c) + (Cin(i,j,c) * Assist(i,j,c))
ここで、「Cin(i,j,c)」は、入力画像のｉ行ｊ列の画素の絵素値（c = R or G or B）である。また、「Cout(i,j,c)」は、ｉ行ｊ列の画素の絵素（c = R or G or B）の液晶透過率である。また、「Assist(i,j,c)」は、補正係数である。「K」は、補正強度である。「LCD_rate(i,j)」は、補正係数を導出するための中間値となるものである。

また、「Cout(i,j,c)」が０〜１の値をとるようにするために、「Cin(i,j,c)」および「LCD_rate(i,j)」を規格化し、「K」は０〜１の任意の値とする。本実施例における「Cout(i,j,c)」と「Cin(i,j,c)」との関係を図９に示す。図９は、入力画像の絵素値と、液晶透過率との関係を示す図である。図９では、横軸が「Cin(i,j,c)」であり、縦軸が「Cout(i,j,c)」である。また、「if(revers = '0')」は、パターン特定情報において、近似パターンに反転フラグが付加されていない場合であり、「if(revers = '1')」は、パターン特定情報において、近似パターンに反転フラグが付加されている場合を示す。

後述の図１１に示すように入力画像の輝度分布に合わせてＬＥＤデータを小さくするため、液晶透過率を補正しない場合、表示輝度が低下する。そのため、液晶透過率を補正することで、輝度の低下を防ぐことができる。図９に示すように、中間調の補正を大きくし、低階調・高階調での補正を小さくすることにより、階調潰れを防ぐことができる。

（本発明の効果）
最後に、図１０に示す入力画像６１が入力された場合に、各部の出力結果を以下に示す。

まず、図１０に示す入力画像６１が入力された場合に、ＬＥＤデータ算出部２２が算出したＬＥＤデータを図１１に示す。図１１は、横軸が図１０における点Ａから点Ｂの位置に対応するＬＥＤであり、縦軸がＬＥＤデータの値である。また、図１２に、図１１に示すＬＥＤデータに基づいてＬＥＤドライバ１５がＬＥＤ１３を駆動した場合の実際の輝度分布を示す。

次に、図１３に、図１０に示す入力画像６１が入力された場合に、液晶透過率算出部２３が算出した液晶透過率を示す。図１３は、横軸が図１０における点Ａから点Ｂに位置する絵素（画素）であり、縦軸が液晶透過率の値である。

そして、図１４に、図１１に示すＬＥＤデータに基づいてＬＥＤドライバ１５がＬＥＤ１３を駆動し、図１３に示す液晶透過率に基づいて液晶ドライバ１４が液晶パネル１２を駆動した場合の表示輝度分布を示す。

このように、本発明では、入力画像の輝度分布を近似した近似パターンであって、変化量が所定値以下の近似パターンに基づいて、ＬＥＤデータおよび液晶透過率を算出しているため、図２１〜図２６に示す従来のディミング方法と比較して、局所的な映像の破綻が生じることを防ぐことができる。なお、正確には、図１４に示すように、表示輝度分布は、Ｄ点付近において、入力画像の輝度分布と比較してずれている。しかしながら、局所的な急激な変化ではなく緩やかな変化であるため、この差異は視覚的に認知されない。

また、入力画像に最も近似する何れかの近似パターンを選択することにより、表示品質の低下を抑制しながら、回路規模を縮小することができる。

〔変形例１〕
本実施形態では、液晶パネル１２の長辺側にのみＬＥＤ１３を配列しているがこれに限るものではない。例えば、図１５に示すように、ＬＥＤ１３を液晶パネル１２の長辺側および短辺側に沿って配置してもよい。すなわち、液晶パネル１２に対して２辺入光としてもよい。

この場合、画像評価部２１は、図１６に示すように、２種類の評価エリア（水平成分評価エリア、垂直成分評価エリア）を設定する。具体的には、画像評価部２１は、図１６（ａ）に示すように、入力画像を長辺方向（水平方向）に対して垂直に５つの評価エリア（水平成分評価エリア）に分割する。それと共に、画像評価部２１は、図１６（ｂ）に示すように、入力画像を短辺方向（垂直方向）に対して垂直に３つの評価エリア（垂直成分評価エリア）に分割する。

そして、画像評価部２１は、各水平成分評価エリアに対する評価値をそれぞれ特定し、水平成分の評価値列を生成する。それと共に、画像評価部２１は、各垂直成分評価エリアに対する評価値をそれぞれ特定し、垂直成分の評価値列を生成する。また、画像評価部２１は、全体評価値を特定する。

次に、ＬＥＤデータ算出部２２は、水平成分の評価値列に対応する水平成分の近似パターン（水平成分近似パターン）を特定し、水平成分の近似パターンから水平成分のＬＥＤデータを算出する。それと共に、ＬＥＤデータ算出部２２は、垂直成分の評価値列に対応する垂直成分の近似パターン（垂直成分近似パターン）を特定し、垂直成分の近似パターンから垂直成分のＬＥＤデータを算出する。ここで、水平成分のＬＥＤデータは長辺側のＬＥＤ１３のＬＥＤデータであり、垂直成分のＬＥＤデータは短辺側のＬＥＤ１３のＬＥＤデータである。

例えば、図１７に示す入力画像が入力された場合、ＬＥＤデータ算出部２２は、図１８に示す水平成分の近似パターンおよび垂直成分の近似パターンを特定する。

次に、液晶透過率算出部２３は、入力画像、全体評価値、並びに、水平成分の近似パターンおよび垂直成分の近似パターンに基づいて、以下のように液晶透過率を算出する。

LCD_rate_h(j) = Offset + Pat_Max - LCD_Pat_h_#j if(revers = '0')
= Offset + LED_Pat_h_#n if(revers = '1')
LCD_rate_v(i) = Offset + Pat_Max - LCD_Pat_v_#i if(revers = '0')
= Offset + LED_Pat_v_#n if(revers = '1')
LCD_rate_f(i,j) = (LCD_rate_h(j) + LCD_rate_v(i))/2
Assist(i,j,c) = (1 - Cin(i,j,c)) * LCD_rate_f(i,j) * K
Cout(i,j,c) = Cin(i,j,c) + (Cin(i,j,c) * Assist(i,j,c))
ここで、「LCD_Pat_h_#j」は、水平成分の近似パターンにおいてｊ列の画素に対応する出力値を示し、「LCD_Pat_v_#i」は、垂直成分の近似パターンにおいてｉ列の画素に対応する出力値を示す。各出力値は、水平成分の近似パターンとｊ列の各画素に対応する出力値を算出するための要素情報とが対応付けられたＬＣＤ水平成分要素情報、または、垂直成分の近似パターンとｉ列の各画素に対応する出力値を算出するための要素情報とが対応付けられたＬＣＤ垂直成分要素情報を参照して算出される。

また、「LCD_rate_f(i,j)」、「LCD_rate_h(j)」および「LCD_rate_v(i)」は、補正係数を導出するための中間値となるものである。

また、「Cout(i,j,c)」が０〜１の値をとるようにするために、「Cin(i,j,c)」、「LCD_rate_f(i,j)」、「LCD_rate_h(j)」および「LCD_rate_v(i)」を規格化し、「K」は０〜１の任意の値とする。

なお、上記「LCD_rate_f(i,j)」は、
LCD_rate_f(i,j) = LCD_rate_h(j) * LCD_rate_v(i)
として算出してもよい。

〔変形例２〕
本実施形態では、液晶パネル１２の長辺側にＬＥＤ１３を配列しているがこれに限るものではない。例えば、図１９に示すように、ＬＥＤ１３を液晶パネル１２の背面にマトリクス状に配置してもよい。ここでは、２７行４８列のＬＥＤ１３を配置するものとする。

この場合、画像評価部２１は、上述の変形例１と同様に、２種類の評価エリア（水平成分評価エリア、垂直成分評価エリア）を設定し、水平成分の評価値列および垂直成分の評価値列を生成する。また、画像評価部２１は、全体評価値を特定する。

次に、ＬＥＤデータ算出部２２は、水平成分の評価値列および垂直成分の評価値列にそれぞれ対応する水平成分の近似パターン（水平成分近似パターン）および垂直成分の近似パターン（垂直成分近似パターン）を特定する。そして、水平成分の近似パターンおよび垂直成分の近似パターンから水平成分のＬＥＤデータおよび垂直成分のＬＥＤデータをそれぞれ算出する。

ここで、水平成分のＬＥＤデータおよび垂直成分のＬＥＤデータをそれぞれ「LED_data_h_#n」、「LED_data_v_#m」とすると、ｍ行ｎ列のＬＥＤ１３のＬＥＤデータを、
LED_data_f(m,n) = (LED_data_h_#n + LED_data_v_#m)/2
もしくは、
LED_data_f(m,n) = LED_data_h_#n * LED_data_v_#m
として算出する。

次に、液晶透過率算出部２３は、入力画像、全体評価値、並びに、水平成分の近似パターンおよび垂直成分の近似パターンに基づいて、上記変形例１と同様に液晶透過率を算出する。

〔変形例３〕
本実施形態では、パターン特定情報において、評価値列と近似パターンとを予め対応付けているが、評価エリア、レベル、近似パターン等の数が多くなると、ＬＵＴで両者を対応付けることが困難となる。例えば、評価エリアが９個で、レベルが０〜２４とした場合などである。

そこで、このような場合、評価値列と各近似パターンとの差分を算出し、最も差分の小さい近似パターンを選択するようにしてもよい。ただし、輝度不足が生じないように、評価値列の方が小さい値となる近似パターンを選択するようにする。

〔変形例４〕
本実施形態では、近似パターンは、各グループの始点、各グループの直線の傾きおよび最大出力値で定義されているが、これに限るものではない。例えば、近似パターンにおける各ＬＥＤ１３の出力値を全て数値として規定してもよい。

〔変形例５〕
本実施形態では、物理的な次元において、ＬＥＤデータにおける変化量を所定値以下としているが、さらに、時間的な次元において、ＬＥＤデータにおける変化量を所定値以下としてもよい。

具体的には、図２０に示すように、動画を表示する場合、或る入力画像に対するＬＥＤデータと、次の入力画像に対するＬＥＤデータとの差分が所定値以下になるように、ＬＥＤデータを決定してもよい。例えば、或る入力画像に対するＬＥＤデータ（LED_out）は、
LED_out = Pre_LED + (New_LED- Pre_LED) * T
として求めてもよい。ここで、「Pre_LED」は、上記或る入力画像の１つ前の入力画像に対するＬＥＤデータである（１つ前の入力画像に対する「LED_out」である）。また、「New_LED」は、或る入力画像から生成した評価値列に対応する近似パターンから算出したＬＥＤデータである。「T」は、補正係数であり、０〜１の任意の値とする。

これにより、ＬＥＤ１３の輝度は徐々に変化するため、シーンチェンジ等、急激な映像変化の際に、フリッカ等が発生することを防止することができる。

本実施形態では、物理的な次元において、液晶の補正係数を導出するための中間値における変化量を所定値以下としているが、さらに、時間的な次元において、液晶の補正係数を導出するための中間値における変化量を所定値以下としてもよい。

具体的には、上記ＬＥＤデータと同様に、動画を表示する場合、或る入力画像に対する液晶の補正係数を導出するための中間値と、次の入力画像に対する液晶の補正係数を導出するための中間値との差分が所定値以下になるように、中間値を決定してもよい。例えば、或る入力画像に対する液晶の補正係数を導出するための中間値（LCD_rate）は、
LCD_rate = Pre_LCD_rate + (New_LCD_rate - Pre_LCD_rate) * T
として求めてもよい。ここで、「Pre_LCD_rate」は、上記或る入力画像の１つ前の入力画像に対する液晶の補正係数を導出するための中間値（１つ前の入力画像に対する「LCD_rate」である）。また、「New_ LCD_rate」は、或る入力画像から生成した評価値列に対応する近似パターンから算出した液晶の補正係数を導出するための中間値である。「T」は、補正係数であり、０〜１の任意の値とする。

これにより、液晶の補正係数を導出するための中間値の輝度は徐々に変化するため、シーンチェンジ等、急激な映像変化の際に、フリッカ等が発生することを防止することができる。

〔変形例６〕
本実施形態では、表示装置として液晶パネルを搭載した液晶表示装置を例示しているが、これに限るものではない。表示装置は、バックライトを有し、表示パネルの光透過率を設定可能なものであればよく、例えば、カラーコルトンのような看板等であってもよい。

〔補足〕
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

最後に、液晶表示装置１の各ブロック、特に制御部１１は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。

すなわち、液晶表示装置１は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである液晶表示装置１の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記液晶表示装置１に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。

上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。

また、液晶表示装置１を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は、入力画像に基づいて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に利用することができる。

１ 液晶表示装置（画像表示装置）
１１ 制御部
１２ 液晶パネル（表示パネル）
１３ ＬＥＤ（光源）
１４ 液晶ドライバ（表示パネル駆動手段）
１５ ＬＥＤドライバ（光源駆動手段）
２１ 画像評価部（画像評価手段）
２２ ＬＥＤデータ算出部（パターン特定手段、光源データ算出手段）
２３ 液晶透過率算出部（光透過率算出手段）

Claims (11)

1. 表示パネルの１辺または２辺に沿って複数の光源が配列された画像表示装置であって、
   上記表示パネルに表示される入力画像を、上記光源が上記表示パネルの１辺に沿って配置された方向に対して垂直に複数のエリアに分割し、各エリアの輝度の大きさを示す評価値をそれぞれ特定し、各エリアの評価値を上記光源が上記表示パネルの１辺に沿って配置された方向における一端からの上記各エリア順に並べた評価値列を生成する画像評価手段と、
   予め複数種類設定された、直線で構成され、上記直線の傾きが所定値である近似パターンの中から、上記評価値列の各値を直線で結んだ形状と最も近似する上記近似パターンの何れかを選択するパターン特定手段と、
   上記パターン特定手段が特定した近似パターンに基づいて、上記複数の光源の出力を制御するための光源データを算出する光源データ算出手段と、
   上記入力画像および上記パターン特定手段が特定した近似パターンに基づいて、上記表示パネルの光透過率を制御するための光透過率を算出する光透過率算出手段と、
   上記光源データ算出手段が算出した光源データに基づいて、上記複数の光源を駆動する光源駆動手段と、
   上記光透過率算出手段が算出した光透過率に基づいて、上記表示パネルを駆動する表示パネル駆動手段とを備えることを特徴とする画像表示装置。
2. 上記パターン特定手段は、上記評価値列と、上記評価値列と最も近似する上記近似パターンとの対応関係が予め定められたパターン特定情報を参照して、上記画像評価手段が生成した評価値列に対応する近似パターンを特定することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 上記画像評価手段は、上記各エリアに含まれる各々のサブピクセルである絵素の輝度の大きさを示す複数の絵素値中の最大値または、上記各エリアに含まれる上記絵素を複数含む各々のピクセルである画素の輝度の大きさを示す複数の画素値の最大値を、当該エリアの評価値として特定することを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
4. 上記画像評価手段は、上記各エリアに含まれる各々のサブピクセルである絵素の輝度の大きさを示す複数の絵素値の平均値または、上記各エリアに含まれる上記絵素を複数含む各々のピクセルである画素の輝度の大きさを示す複数の画素値の平均値を、当該エリアの評価値として特定することを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
5. 上記画像評価手段は、上記各エリアに含まれる各々のサブピクセルである絵素の輝度の大きさを示す複数の絵素値または、上記各エリアに含まれる上記絵素を複数含む各々のピクセルである画素の輝度の大きさを示す複数の画素値のヒストグラムを取り、最も個数の多い絵素値または画素値を、当該エリアの評価値として特定することを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
6. 上記光源データ算出手段は、上記パターン特定情報において、上記パターン特定手段が特定した近似パターンに反転フラグが付加されている場合、上記パターン特定手段が特定した近似パターンを上下反転したパターンに基づいて、上記光源データを算出することを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
7. 上記画像評価手段は、さらに、上記入力画像全体の輝度の大きさを示す全体評価値を特定するものであり、
   上記光源データ算出手段は、上記パターン特定手段が特定した近似パターンを上記全体評価値に基づいてオフセット補正して、導出した上記近似パターンの全体の値を増減した近似パターンから上記光源データを算出することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の画像表示装置。
8. 表示パネルの背面に複数の光源がマトリクス状に配列された画像表示装置であって、
   上記表示パネルに表示される入力画像を、水平方向に対して垂直に複数の水平成分評価エリアに分割し、各水平成分評価エリアの輝度の大きさを示す評価値をそれぞれ特定し、各水平成分評価エリアの評価値を上記水平方向における一端からの各水平成分評価エリア順に並べた水平成分の評価値列と、上記入力画像を、垂直方向に対して垂直に複数の垂直成分評価エリアに分割し、各垂直成分評価エリアの輝度の大きさを示す評価値をそれぞれ特定し、各垂直成分評価エリアの評価値を上記垂直方向における一端からの各垂直成分評価エリア順に並べた垂直成分の評価値列と、を生成する画像評価手段と、
   予め複数種類設定された、それぞれ直線で構成され、上記直線の傾きが所定値である水平成分近似パターンの中から、上記水平成分の評価値列の各値を直線で結んだ形状と最も近似する上記水平成分近似パターンの何れかを選択するとともに、予め複数種類設定された、それぞれ直線で構成され、上記直線の傾きが所定値である垂直成分近似パターンの中から、上記垂直成分の評価値列の各値を直線で結んだ形状と最も近似する上記垂直成分近似パターンの何れかを選択するパターン特定手段と、
   上記パターン特定手段が特定した水平成分近似パターンおよび垂直成分近似パターンに基づいて、上記複数の光源の出力を制御するための光源データを算出する光源データ算出手段と、
   上記入力画像、並びに、上記パターン特定手段が特定した水平成分近似パターンおよび垂直成分近似パターンに基づいて、上記表示パネルの光透過率を制御するための光透過率を算出する光透過率算出手段と、
   上記光源データ算出手段が算出した光源データに基づいて、上記複数の光源を駆動する光源駆動手段と、
   上記光透過率算出手段が算出した光透過率に基づいて、上記表示パネルを駆動する表示パネル駆動手段とを備えることを特徴とする画像表示装置。
9. 表示パネルの１辺または２辺に沿って複数の光源が配列された画像表示装置の制御方法であって、
   上記表示パネルに表示される入力画像を、上記光源が上記表示パネルの１辺に沿って配置された方向に対して垂直に複数のエリアに分割し、各エリアの輝度の大きさを示す評価値をそれぞれ特定し、各エリアの評価値を上記光源が上記表示パネルの１辺に沿って配置された方向における一端からの上記各エリア順に並べた評価値列を生成する画像評価ステップと、
   予め複数種類設定された、直線で構成され、上記直線の傾きが所定値である近似パターンの中から、上記評価値列の各値を直線で結んだ形状と最も近似する上記近似パターンの何れかを選択するパターン特定ステップと、
   上記パターン特定ステップにおいて特定された近似パターンに基づいて、上記複数の光源の出力を制御するための光源データを算出する光源データ算出ステップと、
   上記入力画像および上記パターン特定ステップにおいて特定された近似パターンに基づいて、上記表示パネルの光透過率を制御するための光透過率を算出する光透過率算出ステップと、
   上記光源データ算出ステップにおいて算出された光源データに基づいて、上記複数の光源を駆動する光源駆動ステップと、
   上記光透過率算出ステップにおいて算出された光透過率に基づいて、上記表示パネルを駆動する表示パネル駆動ステップとを含むことを特徴とする画像表示装置の制御方法。
10. 請求項１〜８の何れか１項に記載の画像表示装置を動作させるための制御プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための制御プログラム。
11. 請求項１０に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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