JPWO2017126309A1 - 表示装置、表示方法、制御プログラム、記録媒体、およびテレビジョン受像機 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、本実施形態では、表示部として液晶パネルおよびLEDバックライトを備える構成を用いているが、本発明の構成はこれに限定されない。例えば、本発明は、表示部として有機EL(Electro luminescence)を用いる構成であってもよい。
図1は、本発明の実施形態1に係る表示装置1の要部構成を示すブロック図である。表示装置1は、複数のエリアごとに輝度を調整可能な表示部を備えている(換言すると、ローカルディミング機能を備えている)。また、表示装置1は、図1に示すように、画像信号取得部10、表示装置制御部20、表示画像生成部30、および表示部40を備えている。
図2は、本発明の実施形態1に係る表示装置1を含むテレビジョン受像機2、パーソナルコンピュータ3、および携帯型情報端末装置4を示す外観図である。表示装置1は、図2に示すように、テレビジョン受像機(図2の(a))、パーソナルコンピュータ(図2の(b))、または情報端末装置(図2の(c))の一部として実現されるがこれに限定されるものではない。
図3は、本発明の実施形態1に係る表示装置1が実行する処理(表示装置1に画像を表示する表示方法)の流れを示すフローチャートである。表示装置1が実行する処理について、図3を用いて説明する。なお、表示装置1は、図3に示すフローチャートにおける処理を、毎フレーム実行する構成である。
表示装置制御部20は、画像信号取得部10を介して入力画像を取得する。そして、表示装置制御部20は、取得した入力画像を、表示画像生成部30に出力する。表示画像生成部30の画像処理部32は、表示装置制御部20から出力された入力画像を取得する。
画像処理部32は、処理情報生成部34が生成した処理情報を参照し、入力画像の信号レベルを変更する。ただし、画像処理部32が当該処理情報を参照するのは、数フレームに1回でもよい。画像処理部32は、当該処理情報を参照しない場合には、前フレーム値の情報に基づいて入力画像の信号レベルを変更する。なお、処理情報生成部34が処理情報を生成する処理については、後述するステップS12において、参照する図面を替えて詳しく説明する。
表示制御部36は、出力画像を取得すると、出力画像を参照することにより、最大輝度を決定する。ただし、表示制御部36が当該出力画像を参照するのは、数フレームに1回でもよい。表示制御部36は、当該出力画像を参照しない場合には、前フレーム値の情報に基づいて最大輝度を決定する。表示制御部36が最大輝度を決定するために参照するグラフの例を、図5に示す。図5は、本発明の実施形態1における表示制御部36が最大輝度を決定するときに参照するグラフの一例である。
表示制御部36は、各エリアの輝度を決定する。より具体的には、表示制御部36は、出力画像を高コントラスト化するために、出力画像における明るいエリアをより明るくし、出力画像における暗いエリアをより暗くするよう、各エリアの輝度を決定する。
表示制御部36は、ステップS8において決定した各エリアの輝度になるようLEDバックライト44を制御し、ステップS6において取得した出力画像を液晶パネル42に表示する。
処理情報生成部34は、表示制御部36から情報を取得し、処理情報を生成する。ただし、処理情報生成部34が当該情報を取得するのは、数フレームに1回でもよい。処理情報生成部34は、当該情報を取得しない場合には、前フレーム値の情報に基づいて処理情報を生成する。処理情報生成部34が処理情報を生成する処理について、以下に詳しく説明する。
図6は、本発明の実施形態1における処理情報生成部34が処理情報を生成する処理の流れを示すフローチャートである。処理情報生成部が処理情報を生成する処理について、図6を用いて説明する。
処理情報生成部34は、表示部40が表示可能な輝度である表示最大輝度を示す情報であるPeakLumを取得する。PeakLumは、表示部40に応じた値が予め記憶部(不図示)に格納されており、処理情報生成部34は、記憶部からPeakLumを取得する。
処理情報生成部34は、表示制御部36から、MAX_GS_ORIGおよびMAX_GSを取得する。ここで、MAX_GS_ORIGとは、出力可能な輝度を正規化した値である。また、MAX_GSとは、MAX_GS_ORIGに対する、上述したステップS6において決定した最大輝度の割合を示す値である。例えば、図5において、出力画像を表示制御部36が表示した場合に最も高く表示できる輝度が1500cd/m2であり、ステップS6において決定した最大輝度が750cd/m2であった場合、MAX_GS_ORIG=1、MAX_GS=0.5となる。
処理情報生成部34は、以下の式によって、ピーク輝度(PeakW)を算出する。
例えば、PeakLum=1500cd/m2、MAX_GS=0.5、MAX_GS_ORIG=1の場合、PeakWは、1500・0.5/1=750cd/m2となる。ここで、MAX_GS_ORIG=1の場合、処理情報生成部34は、MAX_GSの値のみを参照する構成であってもよい。換言すると、処理情報生成部34は、出力可能な輝度(MAX_GS/MAX_GS_ORIG)を参照し、当該出力可能な輝度と、PeakLumとに応じた処理情報を生成する。
処理情報生成部34は、算出したピーク輝度に応じて、処理情報を生成する。例えば、処理情報生成部34は、算出したピーク輝度が500cd/m2の場合、入力信号と出力信号との関係が図4の(a)に示すグラフになるような処理情報を生成する。また、例えば、処理情報生成部34は、算出したピーク輝度が1000cd/m2の場合、入力信号と出力信号との関係が図4の(b)に示すグラフになるような処理情報を生成する。また、例えば、処理情報生成部34は、算出したピーク輝度が1200cd/m2の場合、入力信号と出力信号との関係が図4の(c)に示すグラフになるような処理情報を生成する。
本発明の他の実施形態について、図7に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。本実施形態では、表示装置1が、フィードバック処理による輝度の発振を抑制する構成について説明する。
処理情報生成部34は、記憶部(不図示)からIIR係数を取得する。ここで、IIR係数とは、IIRフィルタ(無限インパルス応答フィルタ、Infinite Impulse Response Filter)に関する係数であり、ここでは、画像処理部32において入力信号をどの程度変更するか(ゲインをどの程度変更するか)を示す値である。より具体的には、画像処理部32において入力信号を大幅に変更した場合、表示される出力画像の輝度が不自然に変化してしまう。そのため、表示される出力画像の輝度を自然に変化させるために、処理情報生成部34は、目標値をそのまま画像処理部32に出力するのではなく、前回値から徐々に目標値まで変化するような値を、現フレームでは画像処理部32に出力する構成が好ましい。この構成において、前回値から徐々に目標値に変化するような値を処理情報生成部34が算出するために用いるフィルタが、IIRフィルタである。
処理情報生成部34は、表示制御部36が出力した現フレームの出力画像は、前フレームの画像からシーンチェンジした画像か否かを判定する。シーンチェンジした画像か否かの具体的な判定方法として、現フレームの画像のAPLと前フレームの画像のAPLとを比較して、閾値より大きい場合はシーンチェンジしたと判定する方法が挙げられる。また、シーンチェンジした画像か否かの判定方法として、現フレームの画像の輝度ヒストグラム情報と前フレームの画像の輝度ヒストグラム情報とを比較し、ヒストグラムの情報の差異が大きい場合にシーンチェンジしたと判定する方法もある。
ステップS44において、「シーンチェンジした」と判定された場合(ステップS44:YES)、処理情報生成部34は、目標値を処理情報として画像処理部32に出力する。すなわち、処理情報生成部34は、シーンチェンジした場合は、シーンチェンジ後の画像に対応するゲインを画像処理部32に出力する。
ステップS44において、「シーンチェンジしていない」と判定された場合(ステップS44:NO)、処理情報生成部34は、目標値と前回値との差の絶対値が閾値より小さいか否かを判定する。
ステップS48において、「目標値と前回値との差の絶対値は閾値より小さい」と判定された場合(ステップS48:YES)、処理情報生成部34は、前回値を処理情報として画像処理部32に出力する。すなわち、処理情報生成部34は、目標値と前回値との差の絶対値が閾値より小さい(換言すると、現フレームの画像と前フレーム画像との差異が少ない)場合は、現フレームの処理において算出したゲインではなく、前フレームの処理において算出したゲインを画像処理部32に出力する。
ステップS48において、「目標値と前回値との差の絶対値は閾値より小さくない」と判定された場合(ステップS48:NO)、処理情報生成部34は、IIRフィルタ計算を行う。詳細には、処理情報生成部34は、IIRフィルタを用いて、現フレームにおけるゲインの値を算出する。なお、処理情報生成部34は、目標値と前回値との変化量を算出し、当該変化量に応じて、IIR係数を算出してもよい。
表示装置1の制御ブロック(特に表示画像生成部30)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
本発明の態様1に係る表示装置1は、表示部40と、画像処理部32と、表示制御部36と、を備えた表示装置であって、上記表示部が、複数のエリアに分割された表示部であって、表示する画像の輝度を当該複数のエリアごとに調整可能に構成されており、上記画像処理部が、入力画像の信号レベルを変更することにより出力画像を生成し、上記表示制御部が、上記出力画像に応じて、出力可能な最大輝度を決定し、上記出力画像および上記最大輝度に応じて、上記複数のエリアごとの輝度を調整し、調整した輝度になるように上記表示部に上記出力画像を表示する。
10 画像信号取得部
20 表示装置制御部
30 表示画像生成部
32 画像処理部
34 処理情報生成部(輝度発振抑制部)
36 表示制御部
40 表示部
42 液晶パネル
44 LEDバックライト
Claims (7)
- 表示部と、画像処理部と、表示制御部と、処理情報生成部と、を備えた表示装置であって、
上記表示部は、
複数のエリアに分割された表示部であって、表示する画像の輝度を当該複数のエリアごとに調整可能に構成されており、
上記画像処理部は、
入力画像の信号レベルを変更することにより出力画像を生成し、
上記表示制御部は、
上記出力画像に応じて、出力可能な最大輝度を決定し、
上記出力画像および上記最大輝度に応じて、上記複数のエリアごとの輝度を調整し、
調整した輝度になるように上記表示部に上記出力画像を表示し、
上記処理情報生成部は、
上記最大輝度と、上記表示部が表示可能な輝度とに応じた処理情報を生成し、
上記画像処理部は、
現フレームの入力画像の信号レベルを、前フレームにおいて上記処理情報生成部が生成した前フレームに関する処理情報を参照して変更することにより出力画像を生成する、ことを特徴とする表示装置。 - 上記画像処理部が出力画像を生成するときに参照する処理情報として、現フレームに関する処理情報、および前フレームに関する処理情報の何れかを選択する輝度発振抑制部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 上記表示部は、上記複数のエリアごとに輝度を調整可能なバックライトを備え、
上記表示制御部は、上記複数のエリアごとの輝度を、上記バックライトを制御することによって調整する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の表示装置。 - 表示部を備えた表示装置に画像を表示する表示方法であって、
画像処理ステップと、表示制御ステップと、処理情報生成ステップと、を含み、
上記表示部は、
複数のエリアに分割された表示部であって、表示する画像の輝度を当該複数のエリアごとに調整可能に構成されており、
上記画像処理ステップでは、
入力画像の信号レベルを変更することにより出力画像を生成し、
上記表示制御ステップでは、
上記出力画像に応じて、出力可能な最大輝度を決定し、
上記出力画像および上記最大輝度に応じて、上記複数のエリアごとの輝度を調整し、
調整した輝度になるように上記表示部に上記出力画像を表示し、
上記処理情報生成ステップでは、
上記最大輝度と、上記表示部が表示可能な輝度とに応じた処理情報を生成し、
上記画像処理ステップでは、
現フレームの入力画像の信号レベルを、前フレームにおいて上記処理情報生成ステップで生成した前フレームに関する処理情報を参照して変更することにより出力画像を生成する、
ことを特徴とする表示方法。 - 請求項1に記載の表示装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、上記画像処理部、および上記表示制御部としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。
- 請求項5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。
- 請求項1〜3の何れか1項に記載の表示装置を含む、
ことを特徴とするテレビジョン受像機。
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