JP6942447B2 - 表示装置及びその制御方法、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、照明装置を有する表示装置およびその制御方法、プログラムに関する。

透過型の表示パネルと、バックライトとを備える表示装置は、バックライトから表示パネルに照射した光を表示パネルが透過して画像を表示する。また、バックライトが個別に発光輝度を制御可能な複数の発光部を備え、各発光部に対応する表示パネルの領域に表示される画像の明るさに応じて、発光部が発する光の輝度（発光輝度）を制御する技術がある。

上述の表示装置において、発光部から照射された光の一部は、当該発光部に対応する表示パネルの領域の周辺の領域へ拡散する。したがって、周辺の画像よりも局所的に明るい画像を有する画像を上述の表示装置が表示する場合に、明るい画像が表示される領域に対応する発光部から発せられた光の一部が拡散し、明るい画像を表現するために必要な輝度に対して不足してしまうことがある。

特許文献１には、バックライトの複数の発光部のうちのある発光部に対応する入力画像が高い階調値を有する画素を含む場合、当該発光部の周囲の発光部の発光輝度を高める技術が開示されている。これにより、局所的に明るい画像を有する画像を表示する場合に、明るい画像が表示される表示パネルの領域に照射される光の輝度を、周囲の発光部の発光により補うことが可能となる。

国際公開２０１１／０１３４０２号

しかしながら、上述した従来の技術では、暗い画像のなかに、局所的に明るい画像（部分的高輝度領域）が含まれる画像を表示する場合、漏れ光により明るい画像の周辺の暗い画像の表現性が低下する黒浮き現象が発生してしまう場合があった。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、部分的高輝度領域を含む画像を表示する場合に、好適にバックライトの発光輝度を制御することが可能な表示装置と、その制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明における表示装置は、マトリクス状に配置され、光を照射する複数の発光手段と、前記複数の発光手段から照射された光を、入力画像に基づく透過率で透過して画面に画像を表示する表示手段と、各発光手段に対応する前記入力画像の領域の輝度に基づいて、各発光手段の輝度に対応する第１設定値を取得する第１取得手段と、前記複数の発光手段のうち第１の発光手段を中心とした５×５のマトリクス状に配置された複数の発光手段の前記第１設定値に対して所定の高周波成分を強調するフィルタ演算を適用して、前記第１の発光手段の第２設定値を取得する処理を、各発光手段を順に前記第１の発光手段として適用して、前記複数の発光手段の第２設定値を取得する第１処理手段と、前記複数の発光手段のうち第２の発光手段の前記第２設定値が、前記第２の発光手段に隣接する隣接発光手段の前記第２設定値よりも小さい場合に、前記第２の発光手段の前記第２設定値に、前記第２の発光手段の前記第２設定値と前記隣接発光手段の前記第２設定値との差分に係数を乗算した値を、加算して、前記第２の発光手段の第３設定値を取得する処理を、各発光手段を順に前記第２の発光手段として適用して、前記複数の発光手段の第３設定値を取得する第２処理手段と、各発光手段の前記第３設定値を用いて、各発光手段の発光を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明における表示装置によれば、部分的高輝度領域を含む画像を表示する場合などにおいて、好適にバックライトの点灯輝度を制御することが可能となる。

第１の実施例における表示装置の装置構成図である。 第１の実施例におけるバックライトを示す模式図である。 第１の実施例における表示装置の機能ブロックを示す第１のブロック図である。 代表輝度値と発光輝度値とを関連付けた輝度参照情報を示した図である。 入力画像を示す模式図である。 バックライトの各発光部に対して、対応する入力画像の領域の代表輝度値を示した模式図である。 バックライトの各発光部に対して、輝度値取得部が取得した発光輝度値を示した模式図である。 バックライトの各発光部に対して、ＨＰＦ処理部が取得したＨＰＦ発光輝度値を示した模式図である。 バックライトの各発光部に対して、平滑化処理部が取得した補正発光輝度値を示した模式図である。 発光部Ａ４〜Ｊ４に対応する液晶パネルの表示領域に照射される光の輝度を示した模式図である。 第２の実施例における表示装置の機能ブロックを示す第２のブロック図である。 推測輝度と必要輝度とを表示領域Ａ４〜Ｊ４に対して示した模式図である。 発光部Ａ４〜Ｊ４に対応する液晶パネルの表示領域に照射される光の輝度を示した模式図である。 第３の実施例における表示装置の機能ブロックを示す第３のブロック図である。 図５に示した入力画像であるの場合の発光部Ａ４〜Ｊ４に対応する液晶パネルの表示領域に照射される光の輝度を示した模式図である。 入力画像が全白の場合の発光部Ａ４〜Ｊ４に対応する液晶パネルの表示領域に照射される光の輝度を示した模式図である。 第４の実施例における表示装置の機能ブロックを示す第４のブロック図である。 補正係数決定部のＡＰＬと輝度補正係数との関係を示す模式図である。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。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、以下に例示する実施例によって限定されるものではない。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。本明細書および図面に記載の内容は例示であって、本発明を制限するものと見なすべきではない。本発明の趣旨に基づき種々の変形（各実施例の有機的な組合せを含む）が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。

（第１の実施例）
図１は、第１の実施例における表示装置１００の装置構成図である。表示装置１００は、入力インターフェース１、プロセッサ２、メモリ３、内部ストレージ４、表示制御部５、バックライト制御部６、液晶パネル７、バックライト８、およびバスライン９を備える。

入力インターフェース１は、表示装置１００と外部出力機器５００とを接続するインターフェースである。入力インターフェース１は、外部出力機器５００から入力された画像を、バスライン９を介して、プロセッサ２およびメモリ３に出力する。

入力インターフェース１は、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｓｕａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＤＶＩ）や、Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＨＤＭＩ（登録商標））等の規格に対応した入力ポートである。また、入力インターフェース１は、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ（Ｗｉ−Ｆｉ）や、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信規格に準じた信号を受信可能な受信インターフェースであってもよい。また、入力インターフェース１は、入力された、もしくは受信した信号を、プロセッサ２、表示制御部５、バックライト制御部６が処理可能な信号形式に変換する機能を有していてもよい。

ここで、外部出力機器５００は、表示装置１００の入力インターフェース１と接続し、画像を出力可能な装置である。具体的には、外部出力機器５００は、撮像した画像を出力可能なカメラ等の撮像装置、画像を記憶可能な記憶媒体を有し記憶された画像を出力可能なレコーダー、もしくはＰｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ（ＰＣ）等である。

プロセッサ２は、表示装置１００の動作を制御する処理装置である。プロセッサ２は、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）やＭｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ（ＭＰＵ）等の、演算処理装置である。このとき、プロセッサ２は、メモリ３から読み出したプログラムを実行し、表示制御部５およびバックライト制御部６の動作を制御する。

なお、プロセッサ２は、メモリ３から読み出したプログラムを実行することにより、後述する表示制御部５およびバックライト制御部６の機能の一部もしくは全てと同様の処理を行うことも可能である。さらにプロセッサ２は、メモリ３から読み出したプログラムを実行することにより、内部ストレージ４から画像を読み出して、表示制御部５およびバックライト制御部６に出力することも可能である。プロセッサ２は、複数配置されていてもよい。

メモリ３は、データの読み出しおよび書き込みが可能な記憶媒体である。メモリ３は、プロセッサ２が表示装置１００の制御に用いるプロセッサ２が実行可能なプログラムやパラメータ等を記憶する。メモリ３は、ハードディスクのような不揮発性の記憶媒体や、半導体メモリのような揮発性の記憶媒体である。

内部ストレージ４は、ハードディスクドライブ等の記憶媒体である。内部ストレージ４は、表示装置１００に表示される画像を記憶し、バスライン９を介して、プロセッサ２およびメモリ３に出力する。内部ストレージ４は、プロセッサ２が表示装置１００の制御に用いるプログラム等を記憶していてもよい。

表示制御部５は、入力された画像に基づいて、液晶パネル７を制御する制御回路基板である。表示制御部５は、入力された画像の少なくとも一部に画像処理を施して、表示画像を生成し、表示画像に基づいて、液晶パネル７が有する複数の液晶素子を制御する。また、表示制御部５は、上述の処理を実行するために、後述する各機能ブロックの機能を発揮する複数の回路モジュールを備える。各回路モジュールはそれぞれの機能を発揮する。なお、表示制御部５は、後述する各機能ブロックの少なくとも１つの機能を発揮するためのプログラムを実行することが可能な演算処理装置（コンピュータ）を含むものであってもよい。

バックライト制御部６は、入力された画像に基づいて、バックライト８を制御する制御回路基板である。具体的には、バックライト制御部６は、入力された画像の輝度に応じてバックライト８の発光量を示す輝度設定値を決定し、決定された発光輝度に基づいてバックライト８の制御信号を決定する。また、バックライト制御部６は、上述の処理を実行するために、後述するように複数の回路モジュールを備える。各回路モジュールはそれぞれの機能を発揮する。

液晶パネル７は、個別に光の透過率を制御可能な液晶素子を複数有する透過型の表示パネルである。液晶パネル７は、入力された画像に応じて、各液晶素子の透過率を制御して、バックライト８から照射された光を透過して、液晶パネル７の前面側の画面に画像を表示するように、表示制御部５に制御される。

液晶パネル７の各液晶素子は、入力された画像のうち対応する画素の階調値に応じて透過率が変化する。第１の実施例において、液晶素子の透過率は、階調値の増加に対して線形に増加する。液晶パネル７は、透過型の表示パネルであればよく、Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＭＥＭＳ）を用いたシャッター素子を複数有する表示パネルであってもよい。

バックライト８は、複数の発光部を有する照明装置である。バックライト８は、液晶パネル７の背面側に配置され、複数の発光部から液晶パネルに７に光を照射する。発光部はそれぞれ光源８ａを備えており、発光部ごとに点灯を制御することが可能である。言い換えると、バックライト８は、個別に発光輝度を制御可能な複数の発光部で構成された照明装置であるとも言える。バックライト８の各発光部は、入力された画像に基づいて決定された輝度設定値を用いて、バックライト制御部６によって制御される。

図２は、第１の実施例におけるバックライト８を示す模式図である。バックライト８は、表示装置１００の画面に対して鉛直方向に７（１〜７）、水平方向に１０（Ａ〜Ｊ）のマトリックス状にそれぞれ配置された発光部を備える。それぞれの発光部は、水平方向における位置（Ａ〜Ｊ）と鉛直方向における位置（１〜７）とを用いて、区別して表記する。例えば、図２の右上の発光部は、発光部Ｊ７と示される。なお、バックライト８の備える発光部の数、および配置は、上述の構成に限られず、表示装置１００の大きさや、機能等により、設計者が任意に設定することが可能である。

バスライン９は、入力インターフェース１、プロセッサ２、メモリ３、内部ストレージ４、表示制御部５、およびバックライト制御部６の間の接続に用いる共用の通信線である。バスライン９を通して、入力された画像や、プロセッサ２が用いるプログラム等の情報がやり取りされる。

図３は、第１の実施例における表示装置１００の機能ブロックを示すブロック図である。図３は、表示装置１００の表示制御部５およびバックライト制御部６がそれぞれ備える回路モジュールを示す。

表示制御部５は、照射輝度推測部５１および画像補正部５２を備える。バックライト制御部６は、代表輝度取得部６１、輝度値取得部６２、輝度補正部６３、輝度決定部６４、および発光制御部６５を備える。また、輝度補正部６３は、Ｈｉｇｈ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ（ＨＰＦ）処理部６３ａ、および平滑化処理部６３ｂを備える。

それぞれの回路モジュールは、電子回路および演算処理回路のうち少なくとも１つを備える。それぞれの回路モジュールは、バスライン９を介してプロセッサ２およびメモリ３と情報を送受信することが可能である。プロセッサ２は、メモリ３から読み出したプログラムを実行し、各回路モジュールの動作を制御してもよい。また、それぞれ回路モジュールが発揮する機能は、表示制御部５もしくはバックライト制御部６に設けられた回路モジュールでなく、プロセッサ２がメモリ３から読み出したプログラムを実行することにより実現されてもよい。

入力インターフェース１は、入力された画像を、代表輝度取得部６１および画像補正部５２に出力する。入力された画像は、マトリクス状に配置された各画素に対して、それぞれ階調値を指定したデータである。第１の実施例において、入力された画像の各画素の階調値は、０〜２５５の８ビットデータで記述される。なお、入力された画像の符号化方式や表示ビット数等は、上述の例に限られない。

また、入力インターフェース１は、入力された画像に所定の階調変換等の処理を施した画像を代表輝度取得部６１および画像補正部５２に出力してもよい。以降、入力インターフェース１に入力された画像、および入力インターフェース１に入力され所定の階調変換等の処理を施された画像を総称して、入力画像とする。なお、入力画像は内部ストレージ４から入力されてもよい。

代表輝度取得部６１は、各発光部の発光輝度値を決定するために用いる代表輝度値を、各発光部に対応する入力画像の領域毎に取得する。代表輝度取得部６１は、バックライト８の各発光部に対応する入力画像の領域毎に代表輝度値を取得し、各領域の位置および代表輝度値を発光輝度値取得部１０３に出力する。第１の実施例において、代表輝度値は、画像の最大階調値である。代表輝度値は、画像の明るさ（輝度）を示すパラメータ（特徴量）である。代表輝度値は、画像の平均階調値であってもよい。また、画像が各画素に対して表示輝度を指定している場合は、代表輝度値は最大輝度、もしくは平均輝度であってもよい。

輝度値取得部６２は、各発光部に対応する入力画像の領域の代表輝度値に応じて、対応する発光部の発光輝度値を取得する。また、輝度値取得部６２は、取得した発光輝度値を輝度補正部６３に出力する。輝度値取得部６２は、代表輝度値と発光輝度値とを関連付けた輝度参照情報に基づいて、代表輝度値から発光輝度値を取得する。第１の実施例において、輝度参照情報は、輝度特性と発光輝度値とを関連付けたルックアップテーブル（ＬＵＴ）である。

図４は、第１の実施例における代表輝度値と発光輝度値とを関連付けた輝度参照情報を示した図である。図４の横軸は、代表輝度値を示している。したがって、横軸の範囲は、０から２５５となる。図４の縦軸は、発光輝度値を示している。発光輝度値は、バックライト８の各発光部が点灯可能な最大の発光輝度に対する、発光輝度の割合として示される。第１の実施例において、バックライト８の発光部を全て最大の発光輝度で点灯した場合、２０００ｃｄ／ｍ２の輝度の光が液晶パネル７に照射される。

輝度参照情報において、代表輝度値の取り得る最小値（０）に対して、発光輝度値１０％が関連付けられ、かつ、代表輝度値の取り得る最大値（２５５）に対して、発光輝度値５０％が関連付けられている。また、輝度参照情報において、発光輝度値は、代表輝度値の増加に伴い線形に増加するように互いに関連付けられている。

この場合、入力画像が全黒画像であった場合、バックライト８の全ての発光部は１０％の発光輝度値で点灯し、液晶パネル７に照射される光の輝度（照射輝度）は、２００ｃｄ／ｍ２である。また、入力画像が全白画像であった場合、バックライト８の全ての発光部は５０％の発光輝度値で点灯し、液晶パネル７の照射輝度は、１０００ｃｄ／ｍ２である。

代表輝度値の取り得る最大値に対する発光輝度値は、表示装置１００の最大の表示輝度を表示するために必要とされる照射輝度から求められる。最大階調値における液晶素子の光の透過率が１０％であり、表示装置１００の最大の表示輝度の設定値が１００ｃｄ／ｍ２である場合、代表輝度値の取り得る最大値に対する発光輝度値は、１０００ｃｄ／ｍ２とされる。表示装置１００の最大の表示輝度は、ユーザーや設計者が任意に設定することが可能である。

また、輝度参照情報は、上述の形態に限られず、代表輝度値から発光輝度値を算出する変換式であってもよい。輝度値取得部６２は、各発光部に対応する領域の代表輝度値と、輝度参照情報とから対応する発光部の発光輝度値を取得する。

輝度補正部６３は、各発光部の発光輝度値を補正し、輝度決定部６４に補正発光輝度値を出力する。輝度補正部６３は、複数の発光部のうち注目発光部の発光輝度値と、注目発光部の周辺に配置される周辺発光部の発光輝度値との差に応じて、注目発光部の発光輝度値を補正して、注目発光部の補正発光輝度値とする。注目発光部の発光輝度値が少なくとも１つの周辺発光部の発光輝度値よりも大きく、かつ、注目発光部の発光輝度値と周辺発光部の発光輝度値との差が所定の値以上である場合、輝度補正部６３は、注目発光部の補正発光輝度値をそうでない場合に比べて高くする。輝度補正部６３は、バックライト８の各発光部に対して、補正発光輝度値を取得する。

上述に示すように取得した補正発光輝度値を用いて、バックライト８の各発光部から液晶パネル７に光を照射することによって、注目発光部に対応する液晶パネル７の領域に照射される輝度が不足することを抑制することが可能となる。また、周辺発光部の発光輝度を、過剰に高めることが抑制されるため、周辺発光部に対応する領域に暗い画像が表示される場合に、黒浮きが発生することを抑制することが可能となる。

ＨＰＦ処理部６３ａは、複数の発光部のうちある注目発光部の発光輝度値と、周辺発光部の発光輝度値との差に応じて、注目発光部の発光輝度値を相対的に高める処理を施す。具体的には、ＨＰＦ処理部６３ａは、各発光部の発光輝度値のうち、取得した発光輝度値の分布に対して、空間的に高周波成分が強調されるＨＰＦ処理を施し、ＨＰＦ発光輝度値を取得する。注目発光部の発光輝度値と、周辺発光部の発光輝度値との差が大きいということは、注目発光部の発光輝度値の空間的な高周波成分が存在することを意味する。

ＨＰＦ処理部６３ａは、ＨＰＦ発光輝度値を平滑化処理部６３ｂに出力する。ＨＰＦ処理は、複数の発光部のうち、１つの注目発光部を中心にしたａ×ｂ（ａ、ｂは整数）のマトリクス状に配置された発光部の発光輝度値に対して、ａ×ｂのフィルタ演算により高周波成分を強調する処理である。

なお、ＨＰＦ処理は、上述した方法には限られない。発光輝度値に対して微分検出処理を施して、検出されたエッジ成分を用いて、発光輝度値を強調する処理であってもよい。ＨＰＦ処理は、一般的に画像処理の分野で用いられる高周波成分の強調処理を用いることが可能である。また、ＨＰＦ処理は、空間的に高周波成分が強調される処理であれば、他の処理方法を用いてもよい。

また、ＨＰＦ処理は、複数の発光部のうちある注目発光部の発光輝度値が、周辺発光部の発光輝度値よりも所定のレベル以上大きい場合に、注目発光部の発光輝度値を相対的に高める処理で代用可能である。ＨＰＦ処理部６３ａは、各発光部に対してＨＰＦ処理を施して得られたＨＰＦ発光輝度値を平滑化処理部６３ｂに出力する。

平滑化処理部６３ｂは、ＨＰＦ処理部６３ｂにより、ＨＰＦ発光輝度値が対応する発光輝度値よりも小さくなった発光部のＨＰＦ発光輝度値を増加させる処理を施す。平滑化処理部６３ｂは、取得したＨＰＦ発光輝度値に対して平滑化処理を施し、補正発光輝度値を取得する。平滑化処理部６３ｂは、複数の発光部のうち１つの注目発光部のＨＰＦ発光輝度値と、注目発光部に隣接する隣接発光部のＨＰＦ発光輝度値とを比較する。（尚、実施例において、「隣接」とは接していなくてもよく、隙間をもって隣り合っているものを含む。）注目発光部のＨＰＦ発光輝度値よりも高いＨＰＦ発光輝度値を有する隣接発光部がある場合、平滑化処理部６３ｂは、注目発光部のＨＰＦ発光輝度値を増加させる。

なお、平滑化処理は、上述の方法に限られず、ＨＰＦ発光輝度値の不足を補う処理であればよい。例えば、平滑化処理は、空間的に低周波成分を強調するＬｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ（ＬＰＦ）処理を、フィルタ演算を用いて行うものであってもよい。平滑化処理部６３は、各発光部のＨＰＦ発光輝度値に対して平滑化処理を施し、取得した補正発光輝度値を、輝度決定部６４に出力する。

なお、輝度補正部６３が各発光部の発光輝度値を補正発光輝度値に補正する方法は、上述の方法に限られない。輝度補正部６３は、注目発光部の発光輝度値と、周辺発光部の発光輝度値との差に基づいて、注目発光部の発光輝度値を補正して、注目発光部の補正発光輝度値とすることも可能である。すなわち、輝度補正部６３は、注目発光部の発光輝度値と、周辺発光部の発光輝度値との差に応じて、注目発光部の発光輝度値を高めて、注目発光部の補正発光輝度値となる。

輝度補正部６３は、各発光部を注目発光部とし、注目発光部の発光輝度値が、周辺発光部の発光輝度値よりも所定の値以上高い場合に、注目発光部の発光輝度値をそうでない場合よりも高める処理を施してもよい。所定の値は、ユーザーや設計者が任意に設定されることが可能である。

輝度補正部６３は、注目発光部に上下左右方向、および斜め方向に隣接する８つの周辺発光部のそれぞれの発光輝度値との差の二乗平均を算出し、注目発光部の発光輝度値に加算する補正を行ってもよい。これにより、輝度補正部６３は、注目発光部の発光輝度値よりも周辺発光部の発光輝度値が小さいほど、注目発光部の発光輝度値を増加させて補正発光輝度値とする。二乗平均の算出に用いる周辺発光部は、注目発光部を中心にした５×５のマトリクス状に配置された注目発光部を除く発光部としてもよい。このとき、注目発光部との距離に応じて、発光輝度値に重み付けをして補正発光輝度値を算出してもよい。

また、輝度補正部６３は、注目発光部の発光輝度値と周辺発光部の発光輝度値とを比較して、これらの差が所定レベル以上である場合に、注目発光部の発光輝度値を高める補正を施して、補正発光輝度値を算出してもよい。

すなわち、輝度補正部６３が実行する補正処理によれば、注目発光部の発光輝度値よりも周辺発光部の発光輝度値が大きい場合、注目発光部の補正発光輝度値は、注目発光部と周辺発光部との発光輝度値の差に応じて、注目発光部の発光輝度値を高めた値となる。また、輝度補正部６３が実行する補正処理によれば、注目発光部の発光輝度値よりも周辺発光部の発光輝度値が小さい場合、注目発光部の補正発光輝度値は、注目発光部と周辺発光部との発光輝度値の差に応じて、注目発光部の発光輝度値を高めた値となる。

輝度決定部６４は、取得した補正発光輝度値に基づいて、バックライト８の各発光部の輝度設定値を決定する。輝度設定値は、各発光輝度値と同様に、バックライト８の各発光部が点灯可能な最大の発光輝度に対する、発光輝度の割合として示される。輝度決定部６４は、補正発光輝度値を輝度設定値として決定する。なお、輝度決定部６４は、補正発光輝度値に対して、外光の影響を低減する補正等を施して、輝度設定値を決定することも可能である。輝度決定部６４は、輝度設定値を、照射輝度推測部５１と、発光制御部６５とに出力する。

発光制御部６５は、輝度設定値に基づいて、バックライト８の各発光部の発光輝度を制御する。パルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）により、発光部の発光量を制御される場合、発光制御部６５は、輝度設定値に基づいてパルス幅変調のデューティ比（点灯期間と消灯期間の比）を制御情報として決定する。また、発光制御部６５は、各発光部の駆動電圧値または駆動電流値を設定することで、各発光部の発光量を制御してもよい。その場合、輝度設定値に基づいて、駆動電圧値または駆動電流値を制御情報として決定される。

また、発光制御部６５は、パルス幅変調と、発光部の駆動電圧値または駆動電流値の制御とにより、発光部の発光輝度を制御してもよい。その場合、輝度設定値に基づいて、パルス幅変調のデューティ比（点灯期間と消灯期間の比）と、駆動電圧値または駆動電流値とが決定される。発光制御部６５は、決定した制御情報をバックライト８に出力して、バックライト８の各発光部の発光輝度を制御する。

照射輝度推測部５１は、輝度決定部６４から取得した輝度設定値を用いて、画像補正部５２が、入力画像を補正するために用いる照射輝度を取得する。照射輝度は、輝度設定値を用いてバックライト８の各発光部が点灯した場合の液晶パネル７に照射される光の輝度である。

照射輝度推測部５１は、各発光部に対応する液晶パネル７の表示領域の中央における照射輝度を推測する。照射輝度推測部５１は、１つの発光部から光を照射した場合に、周囲の発光部に対応する表示領域へ光が拡散する割合を示す拡散情報をメモリ３から取得する。

照射輝度推測部５１は、各発光部の輝度設定値と拡散情報とを用いて取得した液晶パネル７の各表示領域の中央における照射輝度を推測する。また、照射輝度推測部５１は、各表示領域の中央における照射輝度を補間して、照射輝度の分布を推測することも可能である。照射輝度推測部５１は、取得した照射輝度を画像補正部５２に出力する。

画像補正部５２は、取得した照射輝度を用いて、入力画像を補正して表示画像を生成し、パネル制御部５３に出力する。画像補正部５２は、ある発光部に対応する表示領域の照射輝度がＬｐｎである場合、当該発光部の基準輝度Ｌｔを用いて補正係数Ｇｐｎを決定する。基準輝度Ｌｔは、階調値２５５に関連付けられた発光輝度値で、全ての発光部を制御した場合の照射輝度とする。すなわち、第１の実施例における基準輝度Ｌｔは１０００ｃｄ／ｍ２である。式１は、補正係数Ｇｐｎを決定する式である。
Ｇｐｎ＝Ｌｔ／Ｌｐｎ （式１）

画像補正部５２は、各表示領域に対して決定した補正係数Ｇｐｎを用いて、対応する表示領域に表示される入力画像の階調値を補正して表示画像の階調値とする。画像補正部５２は、同一の表示領域に表示される入力画像の階調値に対して、対応する表示領域の補正係数Ｇｐｎを乗算する。また、画像補正部５２は、隣接する表示領域の補正係数Ｇｐｎを用いて表示領域間の補正係数を補間した値を、入力画像の階調値に乗算してもよい。

パネル制御部５３は、画像補正部５２から取得した表示画像に基づいて、液晶パネル７の各液晶素子の透過率を制御する。具体的には、パネル制御部５３は、表示画像の階調値に応じて各液晶素子に印加する電圧を制御する。バックライト８から照射された光が、各液晶素子を透過することにより、液晶パネル７に画像が表示される。

以下で、表示装置１００におけるバックライト制御処理について具体的に説明する。図５は、入力インターフェース１から画像補正部５２、および代表輝度取得部６１に出力された入力画像１０を示す模式図である。図５の点線で示された領域は、図２に示したバックライト８の各発光部に対応する入力画像の領域を示している。以下、入力画像の各領域は、発光部と同様に、位置によって領域Ａ１〜Ｊ７と表記する。

第１の実施例において、入力画像１０は、領域Ｂ４に明るい画像を有している。また、入力画像１０は、領域Ｇ２〜Ｇ６、Ｈ１〜Ｈ７、Ｉ１〜Ｉ７、およびＪ１〜Ｊ７に明るい画像を有する。明るい画像の階調値は、２５５である。その他の領域は、暗い画像が表示されている。暗い画像の階調値は、１６である。明るい画像を有する領域Ｂ４の周囲の領域Ａ３〜５、Ｂ３、Ｂ５、Ｃ３〜５は、暗い画像である。このように、周囲の領域に対して局所的に明るい画像を有する領域を、部分的高輝度領域と呼ぶ。

部分的高輝度領域は、領域Ｂ４のように周囲の領域に表示される画像よりも、明るい画像を表示する領域には限られない。ある領域に表示される画像の輝度が、当該領域の周辺の少なくとも１つの領域に表示される画像の輝度よりも高い場合に、当該領域は、部分的高輝度領域であると言える。入力画像１０において、領域Ｇ２〜Ｇ６、Ｈ１、およびＨ７も部分的高輝度領域である。

代表輝度取得部６１は、各発光部に対応する入力画像の領域毎に、代表輝度値を取得する。第１の実施例において、代表輝度値は、入力画像の各領域の画素の階調値の最大値である。

図６は、第１の実施例において、バックライト８の各発光部に対して、代表輝度取得部６１が取得した対応する入力画像の領域の代表輝度値を示した模式図である。第１の実施例において、輝度特性は各領域に含まれる階調値の最大値であることから、明るい画像を含む領域Ｂ４、Ｇ２〜Ｇ６、Ｈ１〜Ｈ７、Ｉ１〜Ｉ７、およびＪ１〜Ｊ７の輝度特性は、２５５である。同様にして、暗い画像のみを有する領域Ａ１〜Ａ７、Ｂ１〜Ｂ３、Ｂ５〜Ｂ７、Ｃ１〜Ｆ７、Ｇ１、およびＧ７の輝度特性は、１６である。代表輝度取得部６１は、取得した各発光部に対応する入力画像の領域の代表輝度値を輝度値取得部６２に出力する。

輝度値取得部６２は、各発光部に対応する入力画像の領域の代表輝度値を用いて、対応する発光部の発光輝度値を取得する。輝度値取得部６２は、メモリ３から代表輝度値と発光部とを関連付けた輝度参照情報を取得する。輝度参照情報は、図４に示したＬＵＴである。輝度値取得部６２は、各発光部に対応する入力画像の領域の代表輝度値と、輝度参照情報とを用いて、対応する発光部の発光輝度値を取得する。

図７は、第１の実施例において、バックライト８の各発光部に対して、輝度値取得部６２が取得した発光輝度値を示した模式図である。対応する入力画像の領域の代表輝度値が２５５である発光部Ｂ４、Ｇ２〜Ｇ６、Ｈ１〜Ｈ７、Ｉ１〜Ｉ７、およびＪ１〜Ｊ７の発光輝度値は、５０％とされる。また、対応する入力画像の領域の代表輝度値が１６である発光部Ａ１〜Ａ７、Ｂ１〜Ｂ３、Ｂ５〜Ｂ７、Ｃ１〜Ｆ７、Ｇ１、およびＧ７の発光輝度値は、１３％とされる。輝度値取得部６２は、取得した各発光部に対する発光輝度値をＨＰＦ処理部６３ａに出力する。

ＨＰＦ処理部６３ａは、発光輝度値に対して高周波成分を強調するＨＰＦ処理を実行して、ＨＰＦ発光輝度値を平滑化処理部６３ｂに出力する。第１の実施例において、ＨＰＦ処理部６３ａは、注目発光部を中心に５×５のマトリクス状に配置された発光部の発光輝度値に対してフィルタ演算を施して、注目発光部のＨＰＦ発光輝度値を取得する。式２は、発光部Ｃ３のＨＰＦ発光輝度値を求めるフィルタ演算を示した式である。

ＢＬ＿Ａ１〜ＢＬ＿Ｅ５は、発光部Ｃ３を中心とした発光部Ａ１〜発光部Ｅ５の発光輝度値である。Ｆｈ０〜Ｆｈ２は、水平方向のフィルタ係数である。Ｆｖ０〜Ｆｖ２は、鉛直方向のフィルタ係数である。第１の実施例において、Ｆｈ０＝Ｆｖ０＝１．２、Ｆｈ１＝Ｆｖ１＝−０．０６、Ｆｈ２＝Ｆｖ２＝−０．０４とする。フィルタ演算の計算結果は、後述する各回路モジュールでの処理能力に応じて、四捨五入や切り捨て処理により桁数を調整することも可能である。

なお、フィルタ演算に用いる注目発光部に隣接する発光部の数や範囲、および各係数は、ユーザや設計者により任意に設定可能である。なお、フィルタ演算の計算結果が負の値になる場合は、ＨＰＦ発光輝度値を０とする。

図８は、第１の実施例において、バックライト８の各発光部に対して、ＨＰＦ処理部６３ａが取得したＨＰＦ発光輝度値を示した模式図である。ＨＰＦ処理部６３ａは、図７に示した発光輝度値の分布のうち、発光輝度値が急激に変化する発光部の発光輝度値を増加させる。発光部Ｂ４に注目すると、発光部Ｂ４の発光輝度値５０は、隣接する発光部の発光輝度値１３に対して、急激に増加している。したがって、発光部Ｂ４のＨＰＦ発光輝度値は、フィルタ演算によって、６６に増加する。ＨＰＦ処理部６３ａは、各発光部に対するＨＰＦ発光輝度値を、平滑化処理部６３ｂに出力する。

平滑化処理部６３ｂは、複数の発光部のうち、注目発光部のＨＰＦ発光輝度値が、注目発光部に隣接する隣接発光部のＨＰＦ発光輝度値よりも小さい場合に、注目発光部のＨＰＦ発光輝度値を増加させる。平滑化処理部６３ｂは、注目発光部のＨＰＦ発光輝度値と隣接発光部のＨＰＦ発光輝度値との差分のうち、最も大きい値に、平滑化係数を乗算した値を、注目発光部のＨＰＦ発光輝度値に加算する。第１の実施例において、平滑化係数は０．３であるとする。平滑化処理部６３ｂは、各発光部を順に注目発光部として処理を行い、各発光部の補正発光輝度値を取得する。

また、平滑化処理部６３ｂは、上記の平滑化処理を複数回施す。第１の実施例では、平滑化処理部６３ｂは、各発光部に対して平滑化処理を３回施す。平滑化処理を複数回施すことによって、ＨＰＦ発光輝度値の発光部間の段差がより滑らかになる。発光部間のＨＰＦ発光輝度値の段差が滑らかになることで、表示装置１００に表示される画像の輝度の段差が目立たなくなる効果がある。

図９は、第１の実施例において、バックライト８の各発光部に対して、平滑化処理部６３ｂがＨＰＦ発光輝度値に対して平滑化処理を３回実行して取得した補正発光輝度値を示した模式図である。平滑化処理の結果、発光部Ｂ１〜Ｂ７の補正発光輝度値は、発光部Ｂ１〜Ｂ７のＨＰＦ発光輝度値よりも、なめらかに発光部間で変化する。また、ＨＰＦ処理によって、発光輝度値以下となっていたＨＰＦ発光輝度値が、発光輝度値と同等以上の値となる。

なお、部分的高輝度領域である領域Ｂ４に対応する発光部Ｂ４のＨＰＦ発光輝度値は、平滑化処理によって大きく減少されない。したがって、領域Ｂ４に対応する発光部Ｂ４の発光輝度値を高めた効果は維持される。平滑化処理部補正は、各発光部に対する補正発光輝度値を、輝度決定部６４に出力する。

輝度決定部６４は、各発光部の補正発光輝度値を輝度設定値と決定し、照射輝度推測部５１と発光制御部６５とに出力する。発光制御部６５は、取得した輝度設定値に基づいて、バックライト８の各発光部の点灯を制御する。

以上が、表示装置１００におけるバックライト制御処理である。なお、上述の各回路モジュールにおける処理の一部もしくは全ては、プロセッサ２がメモリ３から読み出したプログラムを実行することにより、実現されることが可能である。この場合、プロセッサ２は、それぞれの処理を対応する工程ごとに上述の順番で実行する。

以下、第１の実施例における効果について説明する。図１０は、第１の実施例において、発光部Ａ４、Ｂ４、Ｃ４、Ｄ４、Ｅ４、Ｆ４、Ｇ４、Ｈ４、Ｉ４、およびＪ４（以下Ａ４〜Ｊ４）に対応する液晶パネル７の表示領域に照射される光の輝度分布を示した模式図である。図１０中、黒実線は、第１の実施例において輝度決定部６４が決定した輝度設定値に基づいて、各発光部が点灯した場合に、各発光部に対応する表示領域の照射輝度分布である。

図１０中、黒破線は、図７に示した代表輝度値から決定した発光輝度値に基づいて各発光部が点灯した場合に、各発光部に対応する表示領域の照射輝度分布を示した比較例である。図１０中、太線は、各表示領域に表示される入力画像が好適に表示されるために必要な照射輝度である。第１の実施例において、階調値２５５を含む画像を表示する場合には、照射輝度が１０００ｃｄ／ｍ２が必要であるとする。したがって、階調値が２５５の明るい画像を含む入力画像が表示される表示領域Ｂ４、Ｇ４、Ｈ４、Ｉ４、およびＪ４には、１０００ｃｄ／ｍ２の照射輝度が必要となる。

一方、表示領域Ａ４、Ｃ４、Ｄ４、Ｅ４、およびＦ４には、階調値が１６の暗い画像が表示される。このとき、表示領域Ａ４、Ｃ４、Ｄ４、Ｅ４、およびＦ４に表示される画像の階調値は、１６倍（２５５／１６）まで拡大することが可能である。したがって、必要とされる照射輝度は、１０００ｃｄ／ｍ２の１／１６（６２．５ｃｄ／ｍ２）である。

はじめに図１０中の黒点線で示した比較例について説明する。発光部Ｇ４、Ｈ４、Ｉ４、およびＪ４では、発光輝度値５０％に対応した輝度設定値で点灯する。発光部Ｈ４、Ｉ４、およびＪ４は、それぞれ隣接する発光部から拡散する光が入射することから、拡散による表示領域への照射輝度の低減が小さい。したがって、表示領域Ｈ４、Ｉ４、およびＪ４の照射輝度は、１０００ｃｄ／ｍ２となる。また、隣接する表示領域Ｆ４等への拡散の影響により、表示領域Ｇ４の照射輝度は、１０００ｃｄ／ｍ２以下となる。

また、発光部Ｂ４は、発光部Ｇ４、Ｈ４、Ｉ４、およびＪ４と同様に発光輝度値５０％に対応した輝度設定値で点灯する。しかし、発光部Ｂ４の周囲の発光部の発光輝度値が低いため、周囲の発光部からの拡散光の寄与を受けることができない。したがって、表示領域Ｂ４の照射輝度は、必要な１０００ｃｄ／ｍ２よりも大幅に小さくなってしまう。

図１０中の黒実線で示した第１の実施例によれば、発光部Ｇ４、Ｈ４、Ｉ４、およびＪ４では、補正発光輝度値５０〜５４％に対応した輝度設定値で点灯する。発光部Ｈ４、Ｉ４、およびＪ４はそれぞれ隣接する発光部から拡散する光が入射することから、対応する表示領域への照射輝度は、１０００ｃｄ／ｍ２以上となる。また、発光部Ｇ４、および隣接する発光部Ｆ４等の輝度設定値が、ＨＰＦ処理、および平滑化処理により高められていることから、表示領域Ｇ４の照射輝度も、１０００ｃｄ／ｍ２以上となる。したがって、表示領域Ｇ４、Ｈ４、Ｉ４、およびＪ４は、明るい画像を表示するために必要な照射輝度で光が照射される。

また、表示領域Ｂ２に対向する発光部Ｂ２は、補正発光輝度値６６％に対応した輝度設定値で点灯する。さらに、発光部Ｂ２に隣接する発光部の補正発光輝度値は、代表輝度値から取得された発光輝度値よりも大きくなっている。したがって、発光部Ｂ２から周囲に拡散する光を考慮しても、表示領域Ｂ２の照射輝度は、１０００ｃｄ／ｍ２以上となる。さらに、平滑化処理によって、発光部Ｂ２に隣接する発光部の補正発光輝度値が、なだらかに落ちることにより、暗い画像を表示する表示領域における輝度の段差が表示ムラと視認されることを抑制する。

以上のように、第１の実施例によれば、複数の発光部の発光輝度を個別に制御して画像を表示する表示装置において、注目発光部の発光輝度値と周辺発光部の発光輝度値との差に応じて注目発光部の発光輝度を更に高めるように処理を行う。発光輝度値は、発光部に対応する表示領域に表示される画像の明るさに対応する。言い換えると、第１の実施例における表示装置は、入力画像の部分的高輝度領域の輝度と部分高輝度領域の周辺の領域に表示される画像の輝度との差に応じて、部分的高輝度領域が表示される領域に対応する発光部の発光輝度が高くなる処理を施すとも言える。

また、第１の実施例の表示装置は、注目発光部の発光輝度値が、周辺発光部の発光輝度値よりも所定の値以上高い場合に、そうでない場合よりも当該発光部の発光輝度が高くなるように、発光輝度を制御してもよい。言い換えると、入力画像の部分的高輝度領域の輝度が、部分高輝度領域の周辺の領域に表示される画像の輝度よりも所定の値以上高い場合に、そうでない場合よりも部分的高輝度領域が表示される領域に対応する発光部の発光輝度が高くなるとも言える。ここで、所定の値は、ユーザーや設計者により任意に指定することも可能である。

すなわち、第１の実施例の表示装置は、注目発光部の発光輝度値と注目発光部に隣接する発光部の発光輝度値との差に応じて注目発光部の発光輝度値を高めて、注目発光部の補正発光輝度値を取得する処理を実行して、各発光部の補正発光輝度値を得る。具体的には、第１の実施例の表示装置は、注目発光部の発光輝度値が、注目発光部に隣接する発光部の発光輝度値よりも大きい場合、注目発光部と隣接する発光部との発光輝度値の差に応じて、注目発光部の発光輝度値を高めて、注目発光部の補正発光輝度とする。さらに、第１の実施例の表示装置は、注目発光部の発光輝度値が、注目発光部に隣接する発光部の発光輝度値よりも小さい場合、注目発光部と、隣接する発光部との発光輝度値との差に応じて、注目発光部の発光輝度値を高めて、注目発光部の補正発光輝度とする。

したがって、第１の実施例に記載の表示装置によれば、局所的に明るい画像を含む画像を表示する場合においても、必要な照射輝度を提供し、表示を好適に行うことが可能となる。

また、発光部の輝度の段差を平滑化処理によって、発光輝度の変化を滑らかにすることによって、局所的に明るい画像領域の周囲の暗い画像領域における表示ムラを抑制することが可能となる。

なお、第１の実施例では、各発光部に対応する入力画像の領域の代表輝度値に応じて決定された各発光部の発光輝度値に対して補正処理を行い、各発光部の発光輝度を制御したが、各発光部の発光輝度の制御方法はこれに限らない。各発光部に対応する入力画像の領域の代表輝度値に対して上述の補正処理を行い、補正後の代表輝度値に基づいて各発光部の発光輝度値を決定することも可能である。この場合、図３に示したブロック図において、輝度補正部６３は、代表輝度取得部６１と輝度値取得部６２との間に設けられることとなる。また、補正後の代表輝度値と、発光輝度値とを関連付ける参照輝度情報は、上述のものとは異なり、補正された代表輝度値が取り得る範囲に対して発光輝度値が対応するように決定された参照輝度情報を用いることが望ましい。

具体的には、ＨＰＦ処理部６３ａは、入力画像の複数の領域のうち、注目領域の特徴量が、注目領域に隣接する隣接領域の特徴量よりも大きい場合、注目領域の特徴量を、注目領域の特徴量と隣接領域の特徴量との差に応じて高める処理を施す。さらに、平滑化処理部６３ｂは、ＨＰＦ処理部６３ａが取得した特徴量に対して、注目領域の特徴量が、隣接領域の特徴量よりも小さい場合、注目領域の特徴量を、注目領域の特徴量と隣接領域の特徴量との差に応じて高める処理を施す。輝度値取得部６２は、平滑化処理部６３ｂが処理した各発光手段に対応する領域の特徴量に基づいて、各発光手段の輝度値を取得する。

上述の処理を行うことによって、画像に含まれる部分的高輝度領域の輝度に対して、部分的高輝度領域の周辺の輝度が所定レベルより低い場合に、そうでない場合よりも部分的高輝度領域が表示される領域に対応する発光部の発光輝度が高められる。第１の実施例に係る表示装置によれば、局所的に明るい画像（部分的高輝度領域）を含む画像を表示する場合に、必要な照射輝度を提供し、画像の表示を好適に行うことが可能となる。

（第２の実施例）
第２の実施例について表示装置２００を用いて説明する。表示装置２００の装置構成は、表示装置１００と同様であるので、説明を省略する。

図１１は、第２の実施例における表示装置２００の機能ブロックを示すブロック図である。図１１は、表示装置２００の表示制御部５およびバックライト制御部６がそれぞれ備える回路モジュールを示す。表示装置２００は、表示装置１００に対して、バックライト制御部６に、必要輝度取得部６６と輝度推測部６７とを備える点が異なる。

第１の実施例と同様の名前の機能ブロックのうち、第１の実施例と同様の機能を発揮する回路モジュールについては、説明を省略する。

必要輝度取得部６６は、入力画像の各領域の代表輝度値に基づいて、各領域で画像を表示するために必要な照射輝度（必要輝度）を取得する。必要輝度取得部６６は、メモリ３から、代表輝度値と必要輝度を関連付けた必要輝度情報を取得する。必要輝度取得部６６は、各領域の代表輝度値と必要輝度情報とを用いて、対応する表示領域の必要輝度を取得する。必要輝度取得部６６は、各表示領域の必要輝度を輝度決定部６４に出力する。

輝度推測部６７は、輝度補正部６３から取得した補正発光輝度値に基づいて各発光部の発光輝度を制御した場合に、各表示領域に照射されると推測される光の輝度（推測輝度）を取得する。輝度推測部６７は、メモリ３から拡散情報を取得する。輝度推測部６７は、拡散情報と補正発光輝度値とを用いて、推測輝度を取得する。輝度推測部６７は、推測輝度を輝度決定部６４に出力する。

輝度決定部６４は、各表示領域の必要輝度と推測輝度とを比較し、補正発光輝度値を補正して、各発光部に対する輝度設定値を決定する。輝度決定部６４は、推測輝度と必要輝度とを用いて補正係数を決定する。補正係数は、推測輝度よりも必要輝度が小さい表示領域のうち、もっとも必要輝度と推測輝度との差が大きい表示領域における必要輝度と推測輝度との比とする。輝度決定部６４は、補正係数を各発光部の補正発光輝度値に乗算して、輝度設定値を決定する。輝度決定部６４は、発光制御部６５に輝度設定値を出力する。

以下で、第２の実施例における表示装置２００のバックライト制御処理について具体的に説明する。代表輝度取得部６１は、入力インターフェース１から入力された入力画像に基づいて、各発光部に対応する入力画像の各領域の代表輝度値を取得する。代表輝度値の取得方法は、第１の実施例と同様であるため説明を省略する。代表輝度取得部６１は、各発光部の代表輝度値を、輝度値取得部６２と必要輝度取得部６６とに出力する。

必要輝度取得部６６は、メモリ３から必要輝度情報を取得する。必要輝度情報には、代表輝度値の取り得る最大値（２５５）に対して、必要輝度１０００ｃｄ／ｍ２が関連付けられている。また、代表輝度値Ｘ（０≦Ｘ＜２５５）に対して、必要輝度は、Ｘ／２５５×１０００ｃｄ／ｍ２である。必要輝度取得部６６は、入力画像の各領域の代表輝度値を用いて、必要輝度情報から対応する表示領域の必要輝度を取得する。必要輝度取得部６６は、必要輝度を発光輝度決定部２６に出力する。

輝度値取得部６２が取得した代表輝度値に基づいて発光輝度値を取得する処理と、ＨＰＦ処理部６３ａがＨＰＦ発光輝度値を取得する処理は、第１の実施例と同様であるため、説明を省略する。

平滑化処理部６３ｂは、ＨＰＦ発光輝度値に対して、平滑化処理を施す。第２の実施例において、平滑化処理部６３は、平滑化係数を０．１として、平滑化処理を実行する。平滑化処理は、発光部間の発光輝度をなめらかにすることで、表示ムラの視認性を抑制する効果があるが、一方で、明るい画像を含む領域から離れた暗い画像を表示する領域に対応する発光部の発光輝度を、必要以上に上げてしまう場合がある。平滑化係数を小さくすることにより、明るい画像を含む領域から離れた暗い画像に対応する発光部の発光輝度値の増加を抑制することが可能となる。平滑化処理部６３ｂは、補正発光輝度値を、輝度決定部６４と輝度推測部６７とに出力する。

輝度推測部６７は、メモリ３から拡散情報を取得し、補正発光輝度値に基づいて各発光部が光を照射した場合の、各表示領域の推測輝度を取得する。輝度推測部６７は、推測輝度を輝度決定部６４に出力する。

輝度決定部６４は、各表示領域の推測輝度と必要輝度とを用いて、対応する発光部の補正発光輝度値をさらに補正して、輝度値設定値を取得する。輝度決定部６４は、推測輝度と必要輝度との差が最も大きい表示領域の推測輝度と必要輝度との比を用いて、各発光部の補正発光輝度値を一律に補正して輝度値設定値とする。

図１２は、第２の実施例において輝度推測部６７が取得した推測輝度と、必要輝度取得部６６が取得した必要輝度とを表示領域Ａ４〜Ｊ４に対して示した模式図である。図１２中、黒実線は、第２の実施例において輝度推測部６７が各表示領域の推測輝度の分布である。図１２中、太線は、各表示領域の必要輝度である。

図１２において、表示領域Ｂ４および表示領域Ｇ４の推測輝度は、それぞれ必要輝度よりも小さい。表示領域Ｂ４および表示領域Ｇ４の必要輝度は、ともに１０００ｃｄ／ｍ２である。表示領域Ｂ４の推定輝度は、８７２ｃｄ／ｍ２である。また、表示領域Ｇ４の推定輝度は、９６１ｃｄ／ｍ２である。したがって、推定輝度と必要輝度との差が最も大きい表示領域は表示領域Ｂ４である。表示領域Ｂ４の推定輝度と必要輝度との比は、１．１５（＝１０００／８７２）となる。したがって、輝度決定部６４は、補正係数を１．１５と決定する。輝度決定部６４は、補正係数を各発光部の補正発光輝度値に一律に乗算して、輝度設定値を取得する。輝度決定部６４は、各発光部の輝度設定値を、発光制御部６５に出力する。

発光制御部６５は、第１の実施例と同様に、輝度設定値に基づいて、バックライト８の発光輝度を制御する。

以下で、第２の実施例の効果を説明する。図１３は、第２の実施例において発光部Ａ４〜Ｊ４に対応する液晶パネル７の表示領域に照射される光の輝度を示した模式図である。図１３中、黒実線は、第２の実施例において輝度決定部６４が決定した輝度設定値に基づいて各発光部が点灯した場合に、各発光部に対応する表示領域の照射輝度の分布である。

図１３中、黒点線は、第１の実施例において輝度決定部６４が決定した輝度設定値に基づいて各発光部が点灯した場合に、各発光部に対応する表示領域の照射輝度の分布を比較のために示している。

第２の実施例によれば、第１の実施例と同様に局所的に明るい画像を表示する表示領域Ｂ４に対して必要輝度を満たす照射輝度で、光を照射することが可能となる。さらに、表示領域Ｂ４の周囲で暗い画像を表示する表示領域Ａ４、Ｃ４、およびＤ４において、必要輝度に対して照射輝度が増加することを抑制する。

表示領域Ａ４、Ｃ４、およびＤ４は、暗い画像が表示される。液晶パネル７の液晶素子に印加する電圧の増加に伴い透過率が上がる液晶素子を用いる場合、暗い画像を表示するために低い電圧を印加して液晶素子の透過率を落とす。低い電圧で液晶素子を駆動する場合に、液晶素子の特性により充分に液晶素子の透過率を低減することができないことがある。バックライトから照射される光の輝度が高い場合、液晶パネル７の前面に意図しない量の光が透過することがある。これは、表示装置において、所謂、表示ムラや黒浮きとして視認される。また、この現象は、暗い画像を表示する領域で目立ちやすい。

第２の実施例によれば、表示領域Ｂ４の周囲で暗い画像を表示する表示領域Ａ４、Ｃ４、およびＤ４において、必要輝度に対する照射輝度の増加を抑制することが可能となる。したがって、局所的に明るい画像に対応する発光部からの照射輝度が必要輝度を満たすように制御される一方で、当該明るい画像の周辺の暗い画像に対応する発光部からの照射輝度が、必要輝度よりも大きくなりすぎることが抑制される。

第２の実施例によれば、複数の発光部の発光輝度を個別に制御して画像を表示する表示装置において、周囲の発光部の発光輝度値よりも発光輝度値が大きい発光部において、発光輝度を高める処理を行う。したがって、局所的に明るい部分的高輝度領域を含む画像を表示する場合において、必要な照射輝度を提供し、表示を好適に行うことが可能となる。

また、発光部の輝度の段差を平滑化処理によって、発光輝度の変化を滑らかにすることによって、部分的高輝度領域の周囲の暗い画像領域における表示ムラを抑制することが可能となる。

さらに、部分的高輝度領域を含む画像が表示される場合において、明るい領域以外の暗い領域に対応する表示領域の照射輝度を抑制することで、黒浮きを抑制することが可能となる。

（第３の実施例）
第３の実施例について表示装置３００を用いて説明する。表示装置３００の装置構成は、図１に示した表示装置１００と同様であるので、説明を省略する。図１４は、第３の実施例における表示装置３００の機能ブロックを示すブロック図である。図１４は、表示装置３００の表示制御部５およびバックライト制御部６がそれぞれ備える回路モジュールを示す。表示装置３００は、第２の実施例における図１１に示した表示装置２００と比べて、バックライト制御部６に、分布特性取得部６０１と補正係数決定部６０２とを備える点が異なる。

第２の実施例と同様の名前の機能ブロックのうち、第２の実施例と同様の機能を発揮する回路モジュールについては、説明を省略する。

分布特性取得部６０１は、輝度補正部６３から取得した補正発光輝度値に基づいて輝度分布特性を取得する。本実施例の輝度分布特性とは、補正発光輝度値の平均値、最大値、最小値を意味する。分布特性取得部６０１は、輝度分布特性を補正係数決定部６０２に出力する。

補正係数決定部６０２は、分布特性取得部６０１から取得した輝度分布特性に基づいて輝度設定値の大きさを補正する輝度補正係数を決定する。補正係数決定部６０２は輝度分布特性に基づいて、各発光部の補正発光輝度値のばらつきが閾値（ｔｈ１）以上であるか否かに基づいて、ばらつきの大きさを判定する。具体的には、補正係数決定部６０２は、補正発光輝度値の最大値と平均値の差と、最小値と平均値の差との何れかが閾値ｔｈ１より大きい場合、補正発光輝度値のばらつきが大きいと判定する。補正係数決定部６０２は、補正発光輝度値の最大値と平均値の差と、最小値と平均値の差とのどちらも閾値ｔｈ１以下の場合、補正発光輝度値のばらつきが小さいと判定するとも言える。例えば、閾値ｔｈ１は、５であるとする。

補正係数決定部６０２は、補正発光輝度値のばらつきが大きいと判断した場合には、輝度補正係数の値をｍｄ１とし、補正発光輝度値のばらつきが小さいと判断した場合には、ｍｄ１よりも小さいｍｄ２とする。ｍｄ１とｍｄ２の大小関係はｍｄ１＞ｍｄ２とする。例えば、ｍｄ１は、１．２であり、ｍｄ２は、２．０であるとする。

輝度決定部６４は、必要輝度、推測輝度、輝度補正係数に基づいて、各発光部に対する輝度設定値を決定する。輝度決定部６４は第２の実施例と同様に、必要輝度と推測輝度を比較して補正係数を決定する。輝度決定部６４は、各発光部の補正発光輝度値に補正係数と輝度補正係数を乗算して、輝度設定値を決定する。輝度決定部６４は、輝度設定値を、照射輝度推測部５１と、発光制御部６５とに出力する。

以下で、第３の実施例における表示装置３００のバックライト制御処理について具体的に説明する。なお実施例２と同様の動作を行う機能ブロックについては説明を省略する。

分布特性取得部６０１は、補正発光輝度値に基づいて輝度分布特性を取得する。第２の実施例と同様に入力画像が図５に示した画像に基づいて、補正発光輝度値を取得した場合、輝度分布特性は、平均値３６、最大値６６、最小値１２である。入力画像がすべての画素値が２５５である画像（全白画像）の場合、本実施例の輝度分布特性は平均値５０、最大値５０、最小値５０である。

補正係数決定部６０２は、輝度分布特性に基づいてばらつきの有無を判定し、輝度補正係数値を決定する。閾値ｔｈ１が５である場合、図５に示した入力画像に基づいて決定された補正発光輝度値の輝度分布特性において、補正発光輝度値の最大値と平均値の差、及び補正発光輝度値の最小値と平均値の差は、それぞれ閾値ｔｈ１以上になる。従って補正係数決定部６０２は、図５に示した入力画像に基づいて決定された補正発光輝度値のばらつきが大きいと判定する。この場合、補正係数決定部６０２は、輝度補正係数値を、ｍｄ１（１．２）とする。

なお、入力画像が全白画像である場合、補正発光輝度値の最大値と平均値の差、及び補正発光輝度値の最小値と平均値の差は、ｔｈ１未満になるため、補正係数決定部６０２は、入力画像に基づいて決定された補正発光輝度値のばらつきが小さいと判定する。この場合、補正係数決定部６０２は、輝度補正係数値をｍｄ２（１．０）とする。

輝度決定部６４は、各発光部の補正発光輝度値に、各発光部の必要輝度と推測輝度とから求められた補正係数を乗算し、さらに輝度補正係数値を各発光部に対して一律に乗算して、各発光部の輝度設定値を取得する。

以下で、第３の実施例の効果を説明する。図１５及び図１６は、第３の実施例において発光部Ａ４〜Ｊ４に対応する液晶パネル７の表示領域に照射される光の輝度を示した模式図である。図１５は、入力画像が図５に示す部分的高輝度領域を含む画像である場合に、液晶パネル７の表示領域に照射される光の輝度を示した模式図である。 図１５の実線は、第３の実施例において輝度決定部６４が決定した輝度設定値に基づいて各発光部が点灯した場合に、各発光部に対応する表示領域の照射輝度の分布を示す。図１５の点線は、第２の実施例において輝度決定部６４が決定した輝度設定値に基づいて各発光部が点灯した場合に、各発光部に対応する表示領域の照射輝度の分布を示す。

図１５に示すように第３の実施例によれば、第１、第２の実施例と同様に局所的に明るい画像を表示する表示領域Ｂ４に対して必要輝度を満たす照射輝度で、光を照射することが可能となる。さらに、輝度補正係数によって照射輝度がさらに高められることにより、表示領域Ｂ４の端に当たる領域ＡＰ１及び領域ＡＰ２の照射輝度が、必要輝度を満たす。したがって、部分的高輝度領域に対して、領域の端部も含めて比較して余裕をもった照射輝度で、光を照射することが可能となる。

図１６は入力画像が全白画像である場合に、液晶パネル７の表示領域に照射される光の輝度を示した模式図である。図１６の実線は、第３の実施例において輝度決定部６４が決定した輝度設定値に基づいて各発光部が点灯した場合に、各発光部に対応する表示領域の照射輝度の分布である。図１６の点線は、第２の実施例において輝度決定部６４が決定した輝度設定値に基づいて各発光部が点灯した場合に、各発光部に対応する表示領域の照射輝度の分布を示している。部分的高輝度領域を含まない画像を表示する場合は、補正発光輝度のばらつきが小さくなる。

第３の実施例における表示装置によれば、部分的高輝度領域を含まない画像を表示する場合は、輝度補正係数を小さくするため、各発光部から照射される光が、必要以上に強められることを軽減することが可能となる。

また、補正輝度値のばらつきに応じて、補正輝度値をさらに補正する係数を決定することにより、部分的高輝度領域を含まない入力画像に基づいて決定され補正輝度値に対して、係数を低減することが可能となる。したがって、発光部の消費電力が補正により、増加することを抑制することが可能となる。

なお、第３の実施例では、輝度補正係数を各発光部に対して一律同じ値にしたが、部分的に変更しても良い。例えば隣接する発光部が少ない外周の表示領域Ａ１〜Ｊ１、Ｊ１〜Ｊ７、Ａ７〜Ｊ７、Ａ１〜Ａ７に対応する発光部の輝度補正値が、液晶パネル７の内側の領域に対応するそのほかの発光部の輝度補正値よりも大きくなるように設定することも可能である。隣接する発光部が少ない外周部（外側）の発光部の輝度補正値を、内側の発光部よりも大きくすることで、常に余裕をもった照射輝度で、光を照射しても良い。

また、第３の実施例の分布特性取得部６０１は、補正発光輝度の平均値、最大値、最小値を輝度分布特性としたが、他の値を用いても良い。例えば補正発光輝度値の合計値や分散値を輝度分布特性としても良い。例えば、輝度分布特性を合計値するとする。この場合、補正係数決定部６０２は、合計値が所定値以上の場合、ばらつきが小さいと判定し、所定値未満の場合はばらつきが大きいと判定するとする。

また、輝度分布特性を分散値としてもよい。この場合、補正係数決定部６０２は、分散値が所定値以下の場合、ばらつきが小さいと判定し、所定値より大きい場合、ばらつきが大きいと判定する。

また、第３の実施例の分布特性取得部６０１は、補正発光輝度値に基づいて輝度分布特性を取得したが、輝度分布のばらつきが判定できる他の値を用いても良い。例えば、代表輝度取得部６１で取得した代表輝度値（特徴量）、必要輝度取得部６６の必要輝度、輝度推測部６７の推測輝度、および輝度決定部６４の輝度設定値のいずれかを用いても良い。

また、入力画像が６０Ｈｚや１２０Ｈｚ等の映像信号の場合には、補正係数決定部６０２に時間方向の巡回フィルタを設けて、輝度補正係数の変動を抑制してもよい。これにより照射輝度の変動を抑制することが可能となる。

（第４の実施例）
第４の実施例について表示装置４００を用いて説明する。表示装置４００の装置構成は、表示装置１００と同様であるので、説明を省略する。図１７は、第４の実施例における表示装置４００の機能ブロックを示すブロック図である。図１７は、表示装置１００の表示制御部５およびバックライト制御部６がそれぞれ備える回路モジュールを示す。

表示装置４００は、図１４に示した第３の実施例の表示装置３００と比べて、バックライト制御部６に、分布特性取得部６０１ではなくＡＰＬ取得部６０３を備える点が異なる。

第３の実施例と同様の名前の機能ブロックのうち、第３の実施例と同様の機能を発揮する回路モジュールについては、説明を省略する。

ＡＰＬ取得部６０３は、入力画像のＡｖｅｒａｇｅ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ（ＡＰＬ）を取得し、ＡＰＬを補正係数決定部６０２に出力する。本実施例において、ＡＰＬは、画像の平均階調値とする。また、画像が各画素に対して表示輝度を指定している場合は、ＡＰＬは平均輝度値であっても良い。

補正係数決定部６０２は、ＡＰＬ取得部６０３から取得したＡＰＬに基づいて輝度設定値を補正する輝度補正係数を決定する。ＡＰＬと輝度補正係数の関係を図１８に示す。図１８のように、ＡＰＬが閾値ｔｈ２以下の場合は輝度補正係数をｍｄ１とし、判定閾値ｔｈ２より大きい場合は徐々にｍｄ１から１に向かって減少する。例えば、閾値ｔｈ２は、２５０であるとする。

以下で、第４の実施例における表示装置４００のバックライト制御処理について具体的に説明する。実施例３と同様の動作を行う機能ブロックについては説明を省略する。

ＡＰＬ取得部６０３の動作について説明する。入力画像が図５に示した画像である場合、ＡＰＬ取得部６０３が取得するＡＰＬは、１０８である。入力画像が全白画像である場合は、ＡＰＬは、２５５である。

補正係数決定部６０２の動作について説明する。図５に示した画像が入力された場合、ＡＰＬは１０８なのでｔｈ２（２５０）未満である。従って、補正係数決定部６０２は、輝度補正係数値をｍｄ１とする。全白画像が入力された場合、ＡＰＬは２５５なので判定閾値ｔｈ２＝２５０以上である。この場合、図１８に示す通り輝度補正係数値は１．０になる。

輝度決定部６４は、実施例３と同様に、必要輝度、推測輝度、輝度補正係数に基づいて、各発光部に対する輝度設定値を決定する。以下の動作は実施例３と同じため説明は省略する。

以上のように第４の実施例によれば、第１〜３の実施例と同様に局所的に明るい画像を表示する表示領域に対して必要輝度を満たす照射輝度で、光を照射することが可能となる。さらに輝度補正係数によって照射輝度をさらに高めることにより局所的に明るい画像を表示する表示領域の端の部分を必要輝度に対して余裕をもった照射輝度で、光を照射することが可能となる。

また、部分的高輝度領域を含まない画像を表示する場合は、輝度補正係数を小さくするため過度に光を照射することを軽減することが可能となる。

なお、第４の実施例も第３の実施例と同様に、隣接する発光部が少ない外側の表示領域に対応する発光部の輝度補正値をｍｄ２＝１．２とすることで、常に余裕をもった照射輝度で、光を照射しても良い。

（他の実施形態）
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアをネットワーク又は各種記録媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータがプログラムコードを読み出して実行する処理である。ここで、ソフトウェアは、プログラムを含む。また、コンピュータは、ＣＰＵやＭＰＵ等の演算処理装置であってもよい。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶したシステム或いは装置のコンピュータが読取可能な記録媒体は本発明を構成することになる。

１００ 表示装置
７ 液晶パネル
８ バックライト
６１ 代表輝度取得部
６２ 輝度値取得部
６３ 輝度補正部
６３ａ ＨＰＦ処理部
６３ｂ 平滑化処理部
６５ 発光制御部

Claims (8)

1. マトリクス状に配置され、光を照射する複数の発光手段と、
   前記複数の発光手段から照射された光を、入力画像に基づく透過率で透過して画面に画像を表示する表示手段と、
   各発光手段に対応する前記入力画像の領域の輝度に基づいて、各発光手段の輝度に対応する第１設定値を取得する第１取得手段と、
   前記複数の発光手段のうち第１の発光手段を中心とした５×５のマトリクス状に配置された複数の発光手段の前記第１設定値に対して所定の高周波成分を強調するフィルタ演算を適用して、前記第１の発光手段の第２設定値を取得する処理を、各発光手段を順に前記第１の発光手段として適用して、前記複数の発光手段の第２設定値を取得する第１処理手段と、
   前記複数の発光手段のうち第２の発光手段の前記第２設定値が、前記第２の発光手段に隣接する隣接発光手段の前記第２設定値よりも小さい場合に、前記第２の発光手段の前記第２設定値に、前記第２の発光手段の前記第２設定値と前記隣接発光手段の前記第２設定値との差分に係数を乗算した値を、加算して、前記第２の発光手段の第３設定値を取得する処理を、各発光手段を順に前記第２の発光手段として適用して、前記複数の発光手段の第３設定値を取得する第２処理手段と、
   各発光手段の前記第３設定値を用いて、各発光手段の発光を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする表示装置。
2. 前記第２処理手段は、前記複数の発光手段のうち前記第２の発光手段に隣接する複数の前記隣接発光手段の前記第２設定値のうち最も高い値と、前記第２の発光手段の前記第２設定値との差分に前記係数を乗算した値を、前記第２の発光手段の前記第２設定値に加算して前記第２の発光手段の前記第３設定値を取得することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記入力画像を表示するために必要とされる必要輝度を取得する第３取得手段と、
   前記制御手段が前記第３設定値に基づいて前記複数の発光手段の光量を制御した場合に、前記表示手段に照射される推測輝度を取得する第１推測手段と、
   前記推測輝度と前記必要輝度とを比較し、前記推測輝度が前記必要輝度に対して小さい領域に対応する前記発光手段の前記第３設定値を増加させる補正を施す第１補正手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記第１取得手段は、前記複数の発光手段それぞれに対応する前記画面の領域に表示される前記入力画像の最大階調値、平均階調値、最大輝度、および平均輝度の少なくともいずれかに基づいて、各発光手段の前記第１設定値を取得することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
5. 前記入力画像のＡＰＬを取得する第３取得手段と、
   前記ＡＰＬが第４閾値よりも低い場合に、そうでない場合よりも、前記第３設定値を相対的に高める第３補正手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示装置。
6. 前記表示手段は、液晶パネルであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の表示装置。
7. マトリクス状に配置され、光を照射する複数の発光手段と、前記複数の発光手段から照射された光を、入力画像に基づく透過率で透過して画面に画像を表示する表示手段と、を備える表示装置の制御方法であって、
   各発光手段に対応する前記入力画像の領域の輝度に基づいて各発光手段の輝度に対応する第１設定値を取得する第１取得工程と、
   前記複数の発光手段のうち第１の発光手段を中心とした５×５のマトリクス状に配置された複数の発光手段の前記第１設定値に対して所定の高周波成分を強調するフィルタ演算を適用して、前記第１の発光手段の第２設定値を取得する処理を、各発光手段を順に前記第１の発光手段として適用して、前記複数の発光手段の第２設定値を取得する第１処理工程と、
   前記複数の発光手段のうち第２の発光手段の前記第２設定値が、前記第２の発光手段に隣接する隣接発光手段の前記第２設定値よりも小さい場合に、前記第２の発光手段の前記第２設定値に、前記第２の発光手段の前記第２設定値と前記隣接発光手段の前記第２設定値との差分に係数を乗算した値を、加算して、前記第２の発光手段の第３設定値を取得する処理を、各発光手段を順に前記第２の発光手段として適用して、前記複数の発光手段の第３設定値を取得する第２処理工程と、
   各発光手段の前記第３設定値を用いて、各発光手段の発光を制御する制御工程と、
   を備えることを特徴とする表示装置の制御方法。
8. 請求項７に記載の表示装置の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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