KR100871421B1 - 영상 표시 장치 및 영상 표시 방법 - Google Patents

영상 표시 장치 및 영상 표시 방법 Download PDF

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Abstract

(과제) 입력된 영상 신호에 따른 광량(光量) 제어와 광량 제어에 연동한 영상 신호 처리를 행하는 영상 표시 장치를 제공한다.
(해결수단) 영상 표시 장치(10)는, 광원과 광원의 광량을 조정하는 광량 조정부를 가진다. 히스토그램 생성부(21)는, 영상 신호에 기초하여 히스토그램 데이터를 생성한다. 광량 제어부(3)는, 히스토그램 데이터에 기초하여 블랙(黑)에 상당하는 계조의 비율이 커짐에 따라 광원의 광량을 적게 하도록 광량 조정부를 제어한다. 유지부(31)는, 영상 신호의 입력 계조에 대한 출력 계조의 특성을 결정하는 제1 계조 보정 데이터를 유지하고, 부가 데이터 생성부(31)는, 히스토그램 데이터에 기초하여 블랙에 상당하는 계조의 비율이 커짐에 따라 커지는 부가 데이터를 생성하고, 영상 신호에 있어서의 소정의 중간 계조 영역의 계조를 올리기 위해 제1 계조 보정 데이터에 중간 계조 영역에 있어서의 각각의 계조마다 부가한다.
광량 제어, 콘트라스트

Description

영상 표시 장치 및 영상 표시 방법 {VIDEO DISPLAY DEVICE AND VIDEO DISPLAY METHOD}
도1 은 본 발명에 따른 영상 표시 장치의 제1 실시형태를 나타내는 블록도이다.
도2 는 제1 실시형태의 표시부(7)를 나타내는 블록도이다.
도3 은 아이리스(72)의 개폐를 나타내는 도면이다.
도4 는 휘도 신호의 분포의 일 예를 나타내는 도면이다.
도5 는 제1 실시형태의 광량 제어를 나타내는 도면이다.
도6 은 인핸스(enhance) 처리의 일 예를 나타내는 도면이다.
도7 은 다이나믹 감마(gamma) 처리의 일 예를 나타내는 도면이다.
도8 은 차분(差分) 리미터 처리의 일 예를 나타내는 도면이다.
도9 는 감마 커브의 보정예를 나타내는 도면이다.
도10 은 아이리스(72)의 개구율과 R, G, B의 각 광량의 투과율을 나타내는 표이다.
도11 은 R 신호의 드라이브 값의 보정예를 나타내는 도면이다.
도12 는 G 신호의 드라이브 값의 보정예를 나타내는 도면이다.
도13 은 IIR 필터의 구성과 특성을 나타내는 도면이다.
도14 는 본 발명에 따른 영상 표시 장치의 제2 실시형태를 나타내는 블록도이다.
도15 는 본 발명에 따른 영상 표시 장치의 제3 실시형태를 나타내는 블록도이다.
도16 은 제3 실시형태의 광량 제어를 나타내는 도면이다.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
3 : 제어부(광량 제어부, 화이트 밸런스 제어부)
7 : 표시부
8 : 표시부
21 : 히스토그램(histogram) 검출기(히스토그램 생성부)
31 : 감마 처리기(유지부, 부가 데이터 생성부)
41 : 인핸스 처리부
42 : 계조(階調) 보정부
71 : 광원
72 : 아이리스(광량 조정부)
74R, 74G, 74B : 광변조 소자
78 : 소자 구동부(화이트 밸런스 보정부)
79 : 아이리스 구동부(광량 제어부)
82 : 백 라이트 제어부(광량 조정부)
85 : 액정 표시 패널
86 : 백 라이트(광원)
본 발명은, 영상 신호에 따라 광원의 광량을 제어하는 영상 표시 장치 및 영상 표시 방법에 관한 것으로, 특히 광량 제어와 연동하여 영상 신호를 보정하는 영상 표시 장치 및 영상 표시 방법에 관한 것이다.
근년, 영상 표시 장치로서, 종래 주류였던 브라운관 표시 장치(CRT)를 대신하여, 프로젝션 표시 장치, 액정 표시 장치(LCD), 플라즈마 표시 장치(PDP) 등이 주류가 되고 있다. 이 중에서, 프로젝션 표시 장치는 광변조 소자에 광을 입사하기 위한 광원이 필요하고, LCD는 백 라이트가 되는 광원이 필요하다.
일 예로서 일본공개특허공보 2003-36063호(특허문헌1)에는, 광원을 가지는 영상 표시 장치가 기재되어 있다.
[특허문헌1] 일본공개특허공보 2003-36063호
프로젝션 표시 장치나 LCD는, 광원을 가지는 특성상, 어두운 영상에 있어서 광원으로부터의 광(光)이 표시 영상에서 새고, 표시 영상의 블랙(black, 黑)이 떠버려, 블랙을 표현하기 어렵다는 문제점이 있었다.
그래서 본 발명은, 표시 영상의 블랙을 본래의 블랙으로서 나타낼 수 있고, 콘트라스트 감(感)이 있는 영상을 표시할 수 있는 영상 표시 장치 및 영상 표시 방 법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
상기한 과제를 해결하기 위해서 본 발명은, 다음의 (a)∼(h)를 제공하는 것이다.
(a) 입력된 영상 신호를 표시하는 표시부(7, 8)와, 상기 표시부에 상기 영상 신호를 표시하기 위해서 이용하는 광을 발생하는 광원(71, 86)과, 상기 광원의 광량을 조정하는 광량 조정부(72, 82)와, 상기 영상 신호의 휘도 신호 성분에 기초하여 소정의 시간 단위마다 최소 휘도에서 최대 휘도까지를 복수 계조(階調)로 분할하여 각각의 계조의 분포를 나타내는 히스토그램 데이터를 생성하는 히스토그램 생성부(21)와, 상기 영상 신호의 입력 계조에 대한 출력 계조의 특성을 결정하는 제1 계조 보정 데이터를 유지하는 유지부(31)와, 상기 히스토그램 데이터에 기초하여 상기 소정의 시간 단위마다 블랙에 상당하는 계조의 비율이 커짐에 따라, 상기 광원의 광량을 적게 하도록 상기 광량 조정부를 제어하는 광량 제어부(3, 79, 82)와, 상기 영상 신호에 있어서의 소정의 중간 계조 영역의 계조를 올리기 위해 상기 제1 계조 보정 데이터에 상기 중간 계조 영역에 있어서의 각각의 계조마다 부가하기 위한 데이터로서, 상기 히스토그램 데이터에 기초하여 상기 소정의 시간 단위마다 블랙에 상당하는 계조의 비율이 커짐에 따라 커지는 부가 데이터를 생성하는 부가 데이터 생성부(31)와, 상기 제1 계조 보정 데이터 또는 상기 제1 계조 보정 데이터에 대하여 상기 부가 데이터가 부가된 제2 계조 보정 데이터에 기초하여, 상기 영상 신호의 계조를 보정하는 계조 보정부(42)를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치.
(b) 상기 영상 신호의 윤곽 강조를 행하는 인핸스 처리부(41, 410)와, 상기 히스토그램 데이터에 기초하여 상기 소정의 시간 단위마다 블랙에 상당하는 계조의 비율이 커짐에 따라, 상기 영상 신호에 대한 윤곽 강조를 증대시키도록 상기 인핸스 처리부를 제어하는 제어부(3)를 구비하는 것을 특징으로 하는 (a)에 기재된 영상 표시 장치.
(c) 상기 인핸스 처리부(410)는, 윤곽 강조된 영상 신호를 상기 계조 보정부와 상기 히스토그램 생성부에 공급하는 것을 특징으로 하는 (b)에 기재된 영상 표시 장치.
(d) 상기 부가 데이터 생성부는, 상기 중간 계조 영역을 포함하는 계조 영역에 있어서, 상기 부가 데이터에 있어서의 인접하는 계조의 차분이 미리 정해진 값 이하가 되도록 상기 부가 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 (a) 내지 (c) 중 어느 한 항에 기재된 영상 표시 장치.
(e) 상기 영상 신호에 기초하여 입사되는 광을 변조하는 광변조 소자(74R, 74B, 74G)와, 상기 영상 신호의 화이트 밸런스를 보정하여 상기 광변조 소자에 공급하는 화이트 밸런스 보정부(78)를 가지고, 상기 광원은 상기 광변조 소자에 입사하는 상기 광을 발생시키고, 상기 광량 조정부는 상기 광의 양을 조정하는 아이리스(72)이며, 또한, 상기 아이리스를 통과하는 광의 양에 따라 상기 화이트 밸런스 보정부에 있어서의 화이트 밸런스의 보정을 제어하는 화이트 밸런스 제어부(3)를 가지는 것을 특징으로 하는 (a) 내지 (d) 중 어느 한 항에 기재된 영상 표시 장치.
(f) 상기 표시부는 액정 표시 패널(85)을 가지고, 상기 광원은, 상기 액정 표시 패널에 입사하는 광을 발생시키는 백 라이트(86)인 것을 특징으로 하는 (a) 내지 (d) 중 어느 한 항에 기재된 영상 표시 장치.
(g) 표시부에 표시하는 영상 신호의 휘도 신호 성분에 기초하여, 소정의 시간 단위마다 최소 휘도에서 최대 휘도까지를 복수 계조로 분할하여 각각의 계조의 분포를 나타내는 히스토그램 데이터를 생성하고, 상기 히스토그램 데이터에 기초하여 상기 소정의 시간 단위마다 블랙에 상당하는 계조의 비율을 구하고, 상기 블랙에 상당하는 계조의 비율이 커짐에 따라, 상기 표시부에 상기 영상 신호를 표시하기 위해서 이용하는 광을 발생하는 광원으로부터 발생되는 광량을 적게 하고, 상기 광원으로부터 발생되는 광량을 적게 하는 것에 따라, 상기 영상 신호에 있어서의 소정의 중간 계조 영역의 계조를 올리도록 제어하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 방법.
(h) 상기 광원으로부터 발생되는 광량을 적게 하는 것에 따라, 상기 영상 신호에 대하여 시행하는 윤곽 강조의 정도를 증대시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 (g)에 기재된 영상 표시 방법.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
<제1 실시형태>
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다. 도1 은, 본 발명의 제1 실시형태인 영상 표시 장치(10)를 나타내는 블록도이다. 영상 표시 장 치(10)는, 프로젝션 표시 장치이다. 영상 표시 장치(10)는, 영상 특징 검출부(2)와, 제어부(CPU;3)와, 영상 신호 처리부(4)와, 초기값 설정부(5)와, D/A 변환부(6)와, 표시부(7)를 구비한다.
영상 표시 장치(10)에 입력되는 입력 영상 신호(휘도 신호 Y, 색차신호 B-Y 및 R-Y)는, 영상 특징 검출부(2)와 영상 신호 처리부(4)로 공급된다. 입력 영상 신호는, 필드 단위의 인터레이스(interlace) 신호라도 프레임 단위의 프로그레시브(progressive) 신호라도 좋다. 본 실시형태에서는, 프로그레시브 신호가 프레임 단위로 입력된다.
영상 특징 검출부(2)는, 공급된 입력 영상 신호의, 예를 들면 1 화면(1 프레임)마다 영상의 특징을 나타내는 데이터(검출 신호)를 생성하고, 제어부(3)로 출력한다. 또한, 1 프레임 모든 화소에 기초하여 검출 신호를 생성할 필요는 없고, 예를 들면 화면의 중앙 영역을 포함하는 소정의 영역(검출 범위)에 포함되는 화소에 기초하여 검출 신호를 생성해도 좋다.
본 실시형태에서는, 영상 특징 검출부(2)는 히스토그램 검출기(21)를 구비하고, 히스토그램을 나타내는 데이터를 검출 신호로서 출력한다. 히스토그램 검출기(21)는, 입력 영상 신호의 휘도 신호 성분 Y (입력 휘도 신호 Y)의 계조를 소정의 시간 단위마다(1 프레임마다) 최소 휘도에서 최대 휘도까지를 복수 계조로 분할하여, 각 계조에 존재하는 화소의 수를 카운트 하고, 각각의 계조의 분포를 나타내는 히스토그램 데이터를 생성한다.
제어부(3)는, 영상 특징 검출부(2)가 발생한 검출 신호(히스토그램을 나타내 는 데이터)에 기초하여, 후술하는 영상 신호 처리부(4)를 제어하기 위한 제어 데이터를 생성한다. 또한, 검출 신호와 초기값 설정부(5)에서 공급되는 초기 설정값에 기초하여 광원의 광량을 제어하기 위한 광량 제어 데이터를 생성한다. 제어부(3)는 CPU에 의해 구성되고, 영상 표시 장치(10) 전체의 제어도 행한다.
영상 신호 처리부(4)는, 인핸스 처리부(41)와, 계조 보정부(42)와, 매트릭스 변환부(43)를 구비한다. 영상 신호 처리부(4)는 공급된 입력 영상 신호에 대하여 제어부(3)가 생성한 제어 데이터에 기초하여 후술하는 보정을 시행하고, 보정한 영상 신호를 표시부(7)로 공급한다. 영상 신호 처리부(4)에 있어서 입력 영상 신호에 대하여 시행하는 보정은, 후술하는 표시부(7)의 광량 제어에 연동한 것이다.
인핸스 처리부(41)는, 입력 영상 신호에 대하여 후술하는 인핸스 처리를 행하고, 계속되는 계조 보정부(42)는 후술하는 계조 보정을 행한다. 보정된 입력 영상 신호는 매트릭스 변환부(43)로 공급되고, R, G, B의 출력 영상 신호로 변환되어 출력된다.
초기값 설정부(5)는, 표시부(7)가 구비하는 광원의 광량을 설정하기 위한 초기 설정값을 유지하고 있다. 초기 설정값은 광원의 광량을 설정하기 위한 값이며, 예를 들면 전류값이다. 미리 영상 표시 장치(10)의 출하시에, 또는 이용자의 매뉴얼 조작 등에 의해 설정되고 있다.
D/A 변환부(6)는, 제어부(3)로부터 출력된 광량 제어 데이터를 아날로그 신호로 변환하여, 표시부(7)로 출력한다. 표시부(7)는, 광량 제어 데어터에 기초하는 광량 제어와 영상 신호 처리부(4)로부터 출력된 영상 신호의 표시를 연동시킨 다.
도2 에 표시부(7)의 블록도를 나타낸다. 표시부(7)는, 광원(램프;71)과, 색분해부(73)와, 광변조 소자(74R, 74G, 74B)와, 색합성부(75)와, 투사 렌즈(76)와, 스크린(77)과, 소자 구동부(78)와, 기계식의 아이리스(72)와, 아이리스 구동부(79)를 구비한다.
광원(71)은 영상 신호를 스크린(77)에 표시하기 위해 이용하는 광을 발생시킨다. 광원(71)으로부터 발생한 광은, 색분해부(73)로 입력된다. 색분해부(73)는, 광을 R, G, B의 각 광 LR, LG, LB로 분해하고, 각 광 LR, LG, LB를 광변조 소자(74R, 74G, 74B)로 공급한다.
소자 구동부(78)는, 제어부(3)로부터 공급되는 제어 데이터에 기초하여, 매트릭스 변환부(43)로부터 출력된 R, G, B의 출력 영상 신호를 후술하는 바와 같이 보정하여, 보정 영상 신호 SR, SG, SB로서 출력한다. 광변조 소자(74R, 74G, 74B)는 LR, LG, LB의 각 광을, 소자 구동부(78)로부터 공급되는 보정 영상 신호 SR, SG, SB에 따라 LRm, LGm, LBm으로 변조하여, 색합성부(75)로 공급한다.
색합성부(75)에 있어서 LRm, LGm, LBm이 합성된 광은, 아이리스(72)를 통하여, 투사 렌즈(76)에 의해 스크린(77)으로 투사된다. 아이리스(72)는, 투사 렌즈(76)로 입사하는 광을 조정하는 것으로, 도2 에 나타낸 위치에 한정하지 않고 광원(71)으로부터 발생한 광이 투사 렌즈(76)에 입사하기까지의 사이에 위치하면 좋다.
색분해부(73)는, 다이크로익 미러(dichroic mirror)나 반사 거울 등으로 이 루어지고, 색합성부(75)는 반사 거울이나 합성 프리즘 등으로 이루어진다.
영상 특징 검출부(2)나 영상 신호 처리부(4)는, 화소의 단위로, 또한 비교적 처리가 단순한 정보 처리를 행하기 때문에, 일반적으로는 고속 처리가 가능한 하드웨어로 실현된다. 한편, 제어부(3)는, 프레임 단위로, 또한, 복잡한 연산 처리로 영상 분석을 행할 필요가 있기 때문에, 일반적으로는 CPU 등을 이용한 소프트웨어로 실현된다.
<아이리스(72)에 의한 광량 조정>
아이리스(72)는, 투사 렌즈(76)로 입사하는 광의 양을 조정하는 광량조정부이다. 광의 양은 아이리스(72)의 개폐로 조정되고, 아이리스(72)의 개폐는 아이리스 구동부(79)에 의해 제어된다. 아이리스 구동부(79)는 제어부(3)에서 생성된 광량 제어 데이터(아이리스 제어 데이터)에 기초하여, 아이리스(72)를 제어한다.
제1 실시형태의 제어부(3)는, 영상 특징 검출부(2)에 있어서 생성된 검출 신호에 기초하여, 아이리스(72)의 개폐를 제어하기 위한 광량 제어 데이터를 이하에 나타내도록 생성한다.
도3 은, 아이리스(72)의 개폐에 따라 아이리스(72)를 통과하는 광량을 나타내는 도면이다. 광원(71)으로부터 발생한 광량을 파선으로 나타내고, 광원(71)과 아이리스(72)의 사이에 있는 다른 구성은 생략했다.
도3(A) 는, 아이리스(72)를 전개(全開)한 상태를 나타내며, 아이리스(72)는 광원(71)이 발한 광량 모두를 통과시키고 있다. 즉, 투사 렌즈(76)로 입사하는 광량은 광원(71)이 발한 광량과 동일하다. 도3(B) 는, 아이리스(72)를 좁게 한 상태 를 나타내고, 아이리스(72)를 좁게 함으로써, 아이리스(72)를 통과하는 광량은 광원(71)으로부터 발해진 광량보다 적어진다.
도4 는, 영상 특징 검출부(2)로부터 출력되는 검출 신호의 일 예를 나타내는 도면이다. 본 실시형태의 검출 신호는, 상술한 바와 같이 히스토그램을 나타내는 데이터이다. 히스토그램 검출기(21)는, 입력 휘도 신호 Y를 256 계조(8비트)로 하고, 그 상위 4비트를 사용하여, 16 계조(계조 "0"∼"15")의 히스토그램 데이터 H[i](i=0∼15)를 생성한다. 여기에서는, 입력 영상 신호가 별 하늘 아래에 사람이 있는 영상을 나타내는 경우의 히스토그램을 나타내고 있다.
도4 의 횡축은, 계조 i(i=0∼15)를 나타내고, 종축은, 각각의 계조 i에 있어서의 입력 휘도 신호 Y의 히스토그램 데이터 H[i]를 나타낸다. 도4 는, 블랙측의 계조 "0"과 계조 "1"의 히스토그램 데이터 H[0], H[1]이 가장 많고, 이어서 중간 계조 영역에 있어서는 계조 i=10을 피크로 하여 그 전후의 계조의 히스토그램 데이터가 많은 것을 나타낸다.
제어부(3)는 처음에, 영상 특징 검출부(2)로부터의 검출 신호를 바탕으로, 도5 에 따라서 아이리스(72)를 통과하는 광량의 감쇄량 Ldec를 구한다. 도5 는 아이리스(72)를 통과하는 광량의 감쇄량 Ldec를 나타내는 도면이다. 횡축은, 모든 계조의 히스토그램 데이터의 합계에 대한 계조 "0"과 계조 "1"의 히스토그램 데이터의 합계 H[0]+H[1]의 비율(블랙 정보)을 나타내고, 종축은 감쇄량 Ldec를 나타낸다. 본 실시형태에서는, 계조 "0" 및 계조 "1"은 블랙에 상당하는 계조로서 취급한다.
감쇄량 Ldec는, 도3(B) 에 나타낸 바와 같이 아이리스(72)의 개폐를 조정함으로써 아이리스(72)에 의해 차단되는 광량의 비율이며, 광원(71)으로부터 발생된 광량에 대한, 광원(71)으로부터 발생된 광량과 아이리스(72)를 통과한 광량과의 차이로 나타낼 수 있다.
감쇄량 Ldec가 0%인 경우, 아이리스(72)를 통과하는 광량은, 광원(71)으로부터 발생된 광량과 동일하다. 감쇄량 Ldec가 100%인 경우, 아이리스(72)를 통과하는 광량은 0이며, 아이리스(72)는 전폐(全閉)의 상태이다.
본 실시형태에서는, 블랙 정보인 계조 "0"과 계조 "1" (H[0]+H[1])의 비율이 0에서 제1 값 P1(제어 개시 포인트)까지는 감쇄량 Ldec를 0%로 하고, 제1 값 P1에서 제2 값 P2까지는, 감쇄량 Ldec를 0%에서 소정의 값 L1까지 증가시키고, 제2 값 P2에서 제3 값 P3까지는 감쇄량 Ldec를 일정값 L1으로 하고, 제3 값 P3에서 1까지는, 감쇄량 Ldec를 일정값 L1으로부터 100%까지 증가시키고 있다. 즉 블랙에 상당하는 계조의 비율(블랙 정보)이 커짐에 따라, 아이리스(72)를 통과하는 광량이 적게 되도록 된 감쇄량 Ldec로 한다.
제어부(3)는, 영상 특징 검출부(2)로부터 출력되는 검출 신호에 기초하여 소정의 시간 단위(1 프레임)마다 블랙 정보를 구하여, 감쇄량 Ldec를 구한다. 여기에서 블랙 정보가 1이란, 소정의 시간 단위마다의 입력 영상 신호가 모두 블랙인 것을 나타낸다. 또한 제1 값 P1∼제3 값 P3 및 소정 값 L1은, 임의로 설정 가능하다.
제어부(3)는 또한, 후술하는 시간축 처리에서 광량의 감쇄량 Ldec의 변화에 있어서의 불연속을 억압한다.
제어부(3)는 계속해서, 감쇄량 Ldec와 초기값 설정부(5)에 미리 설정되어 있는 초기 설정값으로부터, 아이리스 제어 데이터를 생성한다. 여기에서 초기 설정값은, 아이리스(72)를 통과하는 광량이 최대가 되도록 아이리스(72)의 개구 상태를 제어하기 위한 전류값이다. 따라서, 감쇄량 Ldec가 0일 때의 전류값이다.
아이리스 제어 데이터는, D/A 변환부(6)로 공급되어 D/A 변환되고, 아이리스 구동부(79)로 출력된다. 아이리스 구동부(79)는, 아날로그 신호의 아이리스 제어 데이터에 기초하여 아이리스(72)를 구동한다. 제어부(3) 및 아이리스 구동부(79)는, 아이리스(72)(광량 조정부)를 제어하는 광량 제어부이다.
제어부(3)는, 이미 구한 감쇄량 Ldec에 대응한 아이리스(72)의 개구 상태로 하기 위한 전류값을 초기 설정값에 기초하여 구하고, 전류값을 나타내는 아이리스 제어 데이터를 생성한다. 아이리스 제어 데이터는, 감쇄량 Ldec가 0인 경우 아이리스(72)의 개구 상태가 최대로, 감쇄량 Ldec가 100인 경우 아이리스(72)의 개구 상태가 최소가 되도록 된 값을 나타낸다. 즉 아이리스 제어 데이터는, 감쇄량 Ldec가 커짐에 따라, 아이리스(72)를 통과하는 광량을 적게 하도록 아이리스(72)를 제어하기 위한 데이터이다.
도5 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는 입력 영상 신호가 어두워짐 (블랙에 상당하는 계조의 비율이 커짐)에 따라 아이리스(72)를 통과하는 광량이 적어지도록, 즉 투사 렌즈(76)로 입사하는 광량이 적어지도록 감쇄량 Ldec를 설정하고 있기 때문에, 어두운 영상에 있어서 광원(71)으로부터의 광이 새는 것이 눈에 띄는 것을 방지할 수 있다.
<광량 제어에 연동한 영상 신호 처리>
예를 들면 입력 영상 신호가, 상술한 바와 같은 밤하늘의 별 광경이나, 어두운 곳에 사람이 있는 광경을 나타내는 경우, 상기한 아이리스(72)에 의한 광량 제어만을 행하여 투사 렌즈(76)로 입사하는 영상 신호 전체의 광량을 적게 하면, 별의 반짝임이 잃게 되거나, 사람의 얼굴이 보이지 않게 되는 바와 같은 문제가 일어날 수 있다. 따라서, 별이나 사람의 얼굴에 상당하는 중휘도∼고휘도(중간 계조 영역)의 입력 휘도 신호 Y를 보정하는 처리가, 광량 제어에 따라 필요하게 된다.
그래서, 광량 제어에 연동시키는 중휘도∼고휘도의 입력 휘도 신호 Y를 보정하는 처리로서, 후술하는 <1> 인핸스 처리(윤곽 강조 처리)와, <2> 다이나믹 감마 처리를 행한다. 또한 후술하는 바와 같이, 아이리스(72)를 제어하면 화이트 밸런스가 파괴되기 때문에, <3> 화이트 밸런스를 보정하는 처리도 행한다. 본 실시형태에서는 이어서, 입력 영상 신호가 별 하늘 아래에 사람이 있는 영상을 나타내는 경우를 예로서, <1>∼<3>의 처리를 순서로 설명한다.
<1> 인핸스 처리
인핸스 처리는, 영상 신호에 있어서의 윤곽을 강조하는 처리이다. 인핸스 처리는, 영상 신호에 슈트 성분을 부가하는 방법이 일반적이며, 또한, 슈트 성분의 게인을 조정함으로써 윤곽의 강조 정도를 조정할 수 있다.
본 실시형태에 있어서 인핸스 처리는, 인핸스 처리부(41)가 행한다. 인핸스 처리부(41)의 구성은, 공지의 구성이기 때문에 상세한 설명은 생략한다.
도6 에, 본 실시형태의 인핸스 처리 방법을 나타낸다. 제어부(3)는, 영상 특징 검출부(2)로부터 공급된 검출 신호를 바탕으로, 도6 에 따라 인핸스 데이터를 생성한다. 인핸스 처리부(41)는, 제어부(3)으로부터 입력된 인핸스 데이터에 기초하여, 공급된 입력 영상 신호에 대하여 인핸스 처리를 행한다.
도6 의 횡축은, 모든 계조의 히스토그램 데이터의 합계에 대한 계조 "0"과 계조 "1"의 히스토그램 데이터의 합계 H[0]+H[1]의 비율(블랙 정보)을 나타내고, 종축은 슈트 성분의 수평 게인(GH)과 수직 게인(GV)의 증가량을 나타내고 있다. 본 실시형태의 제어부(3)는, 블랙에 상당하는 계조 "0"과 계조 "1"(H[0]+H[1])의 비율이 커짐에 따라, 즉 영상이 어두울수록, 수평 게인(GH)과 수직 게인(GV)이 커지는 바와 같은 인핸스 데이터를 생성한다.
본 실시형태에서는, 블랙 정보인 계조 "0"과 계조 "1"(H[0]+H[1])의 비율이 0에서 제1 값 P11(제어 개시 포인트)까지는 수평 게인 GH의 증가량을 0으로 하고, 제1 값 P11에서 제2 값 P12까지는, 수평 게인 GH를 0에서 소정의 값 H1(리미트값 H1)까지 증가시키고, 제2 값 P12에서 1까지는 수평 게인 GH를 리미트값 H1으로 한다.
즉 제어부(3)는, 블랙 정보가 0에서 제1 값 P11까지는 수평 게인 GH를 부가하지 않는 것을 나타내고, 제1 값 P11 이상이면 소정의 수평 게인 GH를 부가하는 것을 나타내는 인핸스 데이터를 생성한다. 게다가, 블랙 정보가 제2 값 P12에서 1까지는, 리미트값 H1의 수평 게인 GH를 부가하는 것을 나타내는 인핸스 데이터를 생성한다.
수직 게인 GV에 대해서도 마찬가지로, 블랙 정보가 0에서 제1 값 P11까지는 수직 게인 GV의 증가량을 0으로 하고, 제1 값 P11에서 제2 값 P12까지는, 수직 게인 GV를 0에서 소정의 값 V1(리미트값 V1)까지 증가시키고, 제2 값 P12에서 1까지는 수직 게인 GV를 리미트값 V1으로 한다.
제1 값 P11, 제2 값 P12, 리미트값 H1 및 리미트값 V1은, 임의로 설정 가능하며, 리미트값 V1은, 리미트값 H1보다 작은 값으로 설정하는 것이 바람직하다. 여기에서는, 수평 게인 GH와 수직 게인 GV와의 증가가 변화하는 변화점(제1 값 P11, 제2 값 P12)을 동일하게 했지만, 동일하지 않아도 좋다. 또한, 제어부(3)는, 후술하는 시간축 처리에서 각 게인의 불연속을 억압한다.
여기에서, 수평 게인 GH의 리미트값 H1과 수직 게인 GV의 리미트값 V1을 나누는 것은, 수직 인핸스 처리 쪽이 수평 인핸스 처리보다도 영상에 대한 시각적인 영향이 크기 때문이다. 수직 게인 GV의 리미트값 V1을 수평 게인 GH의 리미트 값 H1보다 작게 설정하고 있음으로써, 광량을 좁아지게 해도, 인핸스 처리에 의해 밤하늘에 점재하는 별의 부분이 강조되고, 밝게 빛나 보이게 된다. 또한, 별 이외의 영상에 대한 영향도 적다.
<2> 다이나믹 감마 처리
도7(A) 는 입력 영상 신호의 히스토그램 데이터이며, 도4 와 동일하다. 입력 영상 신호의 휘도 신호 성분 Y는 어두운 영상에 기초하는 계조 "0"∼계조 "2"와 밝은 영상에 기초하는 계조 "7"∼계조 "11"에 히스토그램 데이터 H[i]가 분포한다. 여기에서는, 별 및 사람의 얼굴이 계조 "7"∼계조 "11"에 상당한다. 입력 휘도 신 호 Y가 도7(A) 에 나타내는 바와 같은 블랙에 상당하는 계조 "0", 계조 "1"의 비율이 큰 영상 특징을 가지는 경우, 광량 제어만을 행하면 상술한 바와 같이 출력 영상 신호 전체에 대한 광량이 적어지기 때문에, 계조 "7"∼계조 "11"에 상당하는 출력 영상 신호도 어두워진다.
그래서, 계조 "7"∼ 계조 "11"의 계조를 올리는 다이나믹 감마 처리를 영상 신호에 대하여 시행한다.
다이나믹 감마 처리는 계조 보정부(42)가 행한다. 계조 보정부(42)는, 제어부(3)의 감마 처리기(31)에 의해 제어된다.
감마 처리기(31)는, 영상 신호의 입력 계조에 대한 출력 계조의 특성을 결정하는 제1 계조 보정 데이터를 미리 유지하고 있다. 감마 처리기(31)는 계조 보정 데이터를 유지하는 유지부이다. 제1 계조 보정 데이터만으로는, 상기한 바와 같이 블랙에 상당하는 계조의 비율이 커짐에 따라, 계조 "7"∼ 계조 "11" (중간 계조 영역)의 계조가 어두워진다. 그래서, 중간 계조 영역의 계조를 올리는 보정이 더욱 필요하게 된다.
감마 처리기(31)는, 중간 계조 영역의 계조를 올리기 위한 오프셋값 Voff를 이하에 나타내는 바와 같이 구하고, 오프셋값 Voff를 나타내는 오프셋 데이터(부가 데이터)를 생성한다. 감마 처리기(31)는 부가 데이터 생성부이다. 오프셋 데이터는, 중간 계조 영역에 있어서의 각각의 계조마다 생성하여, 제1 계조 보정 데이터에 부가하는 데이터이다. 감마 처리기(31)는 계속해서, 제1 계조 보정 데이터에 대하여 오프셋 데이터를 부가한 제2 계조 보정 데이터를 생성하고, 계조 보정 부(42)로 공급한다. 계조 보정부(42)는, 제2 계조 보정 데이터에 기초하여 입력 휘도 신호 Y의 계조를 보정하여 출력 휘도 신호로서 출력한다.
감마 처리기(31)는, 영상 특징 검출부(2)로부터 공급된 검출 신호에 기초하여, 소망하는 계조 i의 오프셋값 Voff를 다음의 (2)식으로 구한다.
Voff=Ldec×Hrat×G … (2)
여기에서, Hrat는 모든 계조의 히스토그램 데이터의 합계에 대한 계조 i의 히스토그램 데이터의 비율을 나타내고, G는 오프셋 게인을 나타낸다. 오프셋 게인 G는 스케일(scale) 맞춤에 사용하는 것으로 하여, 임의로 설정 가능하다. 감쇄량 Ldec은 이미 구한 것을 사용한다.
오프셋값 Voff는 (2)식에 나타낸 바와 같이, 감쇄량 Ldec에 연동한다. 감쇄량 Ldec은 도5 에 나타내는 바와 같이, 블랙에 상당하는 계조의 비율이 큰 입력 영상 신호만큼 커지기 때문에, 이에 따라 오프셋값 Voff도 커진다. 오프셋값 Voff는 또한, 계조 i의 히스토그램 데이터의 비율 Hrat에도 연동하기 때문에, 소망하는 계조 i의 히스토그램 데이터의 비율이 크면, 커진다.
감마 처리기(31)는, 영상 특징 검출부(2)로부터 공급된 히스토그램 데이터에 기초하여, 소정의 시간 단위마다 블랙에 상당하는 계조의 비율이 커짐에 따라 커지는 부가 데이터를 생성하는 부가 데이터 생성부이다.
도7(B) 에, 입력 휘도 신호 Y에 있어서의 계조 "7"∼계조 "11"의 각 오프셋값 Voff를 나타낸다. 횡축은, 입력 휘도 신호 Y를 16 스텝으로 분할한 각각의 계조 i를 표시하고, 종축은 제1 계조 보정 데이터에 있어서의 계조 "7"∼ 계조 "11" 의 계조에 부가하는 오프셋값 Voff를 표시하고 있다.
본 실시형태에서는, 감마 처리기(31)는 계조 "7"∼ 계조"11"에 부가하기 위한 각 오프셋값 Voff를 구했다. 오프셋값 Voff를 부가하는 계조의 영역은, 시각적으로 가장 화질이 향상되는 계조 영역을 임의로 선택하면 좋고, 중간 계조 영역을 선택하는 것이 바람직하다. 선택한 계조 영역은, 감마 처리기(31)에 미리 설정해 두면 좋다.
상기한 (2)식에 기초하는 소정의 계조 영역의 오프셋값 Voff를 구하는 처리에서는, 예를 들면 1개의 계조 i에 히스토그램 데이터가 집중하면 Hrat가 커지기 때문에, 그 계조 i에 부가되는 오프셋값 Voff도 커진다. 따라서, 제2 계조 보정 데이터의 일부분만(계조 i의 부분만) 계조(휘도)가 끌어올려져, 밝기의 단차(段差)가 시각적으로 인식되어져 버릴 우려가 있다.
이 단차의 발생을 피하기 위해서, 감마 처리기(31)는 인접하는 계조(i, i+1) 간(間)에 있어서의 오프셋값 Voff의 차분(差分)이 미리 정한 값 이하가 되는 바와 같은 차분 리미트 처리를 행한다.
차분 리미트 처리는 이하의 (3)식을 이용하여 행한다.
(Pmin+Lim)<Pmax 이면,
Pmax=Pmin+Lim … (3)
여기에서, 서로 인접한 계조 (i, i+1)의 오프셋값 Voff를 비교하여, 작은 오프셋값 Voff를 Pmin, 큰 오프셋값 Voff를 Pmax로 한다. Lim은 미리 정한 차분 리미트값이며, 임의로 설정 가능한 값이다.
도8(A) 는, 도7(B)와 마찬가지로 계조 "7"∼ 계조"11"의 각 오프셋값(Voff)을 나타낸다. 도8(B) 는 도8(A) 에 나타내는 오프셋값(Voff)을 차분 리미트 처리한 후의 오프셋값(Voff)을 나타낸다.
본 실시형태에서는, 계조 "7"∼ 계조 "11"과 최소 계조 "7"의 하나 앞의 계조와 최대 계조 "11"의 하나 뒤의 계조를 포함하는, 계조 "6"∼ 계조 "12" 각각에 대하여 (3)식의 차분 리미트 처리를 행했다. 도8(B) 에서, 본 실시형태에서는 계조 "10"의 오프셋값 Voff가 파선으로 나타내는 바와 같이 차분 리미트 처리된 것을 알 수 있다.
차분 리미트 처리를 행하는 계조는, 본 실시형태와 같이, 오프셋값 Voff를 부가하는 전(全) 계조와, 전 계조에 있어서의 최소 계조의 하나 앞의 계조와 최대 계조의 하나 뒤의 계조를 포함하는 것이 바람직하다.
차분 리미트 처리를 행함으로써, 각 계조(i, i+1) 간의 오프셋값 Voff의 차이를 작게 할 수 있어, 원활한 계조 보정이 가능하게 된다.
감마 처리기(31)는 차분 리미트 처리 후의 각 오프셋값(Voff)에 기초하여 각 오프셋 데이터를 생성하고, 미리 유지하고 있던 제1 계조 보정 데이터에 대하여 오프셋 데이터를 부가한다. 본 실시형태에서는, 제1 계조 보정 데이터에 계조 "7"∼ 계조 "11"에 있어서의 각 계조에 오프셋 데이터를 부가했다.
계조 보정부(42)는, 제어부(3)로부터 제1 계조 보정 데이터에 대하여 오프셋 데이터가 부가된 제2 계조 보정 데이터를 수취하고, 입력 휘도 신호 Y의 계조를 보정하여 출력 휘도 신호로서 출력한다. 또한 도5 에 나타내는 바와 같이 블랙에 상 당하는 계조의 비율이 0에서 제1 값 P1까지인 경우, 감쇄량 Ldec은 0이며, 오프셋값 Voff도 0이 된다. 이 때, 계조 보정부(42)에는 제1 계조 보정 데이터가 공급된다.
도9 에, 제1 계조 보정 데이터에 기초하는 입력 휘도 신호 Y에 대한 출력 휘도 신호의 특성(계조 보정 곡선)을 일점쇄선(一點鎖線)으로 나타내고, 오프셋 데이터가 부가된 제2 계조 보정 데이터에 기초하는 계조 보정 곡선을 실선으로 나타낸다. 도9 의 횡축은 입력 휘도 신호 Y, 종축은 출력 휘도 신호를 나타낸다. 상술한 다이나믹 감마 처리에 의해, 실선으로 나타내는 바와 같이 중간∼ 화이트 측의 휘도(중휘도∼고휘도)를 끌어올리게 할 수 있고, 인간의 피부나 별의 휘도를 유지할 수 있다.
상술한 인핸스 처리부(41)에 의한 인핸스 처리와 계조 보정부(42)에 의한 다이나믹 감마 처리를, 아이리스(72)에 의한 광량 제어에 연동시킴으로써, 별과 같이 면적이 미소하기 때문에 히스토그램 데이터 H[i]의 비율이 작은 경우에도, 영상 신호의 휘도를 충분하게 유지할 수 있다.
<3> 화이트 밸런스 보정 처리
본 실시형태의 색분해부(73)는, 제1 다이크로익 미러와, 제2 다이크로익 미러와, 복수의 반사 거울을 가지며, 광원(71)으로부터 입사된 광을 제1 다이크로익 미러로, 단파장측의 B광(LB)과 장파장측의 R광(LR)+G광(LG)으로 분광한다. 또한, 제2 다이크로익 미러로 R광+G광을 단파장측의 G광(LG)과 장파장측의 R광(LR)으로 분광하고, 복수의 반사 거울로 각 광 LR, LG, LB의 광로를 절곡하여 각각의 광변조 소자(74R, 74G, 74B)에 도달시킨다.
색합성부(75)로부터 사출된 광은, 상술한 바와 같이 아이리스(72)에서 광량이 조정되어, 투사 렌즈(76)에 입사한다. 이 때, 아이리스(72)를 좁아지게 하면 색합성부(75)로부터 사출되는 광에 있어서의 각 변조광 LRm, LGm, LBm의 밸런스와, 투사 렌즈(76)에 입사하는 광에 있어서의 각 변조광 LRm, LGm, LBm의 밸런스가 달라져 버린다. 예를 들면 변조광 LBm이 감소하면, 투사 렌즈(76)에 입력되는 영상 신호는 B 신호가 적어져 녹색처럼 되어 버린다.
도10 에, 아이리스(72)의 개구율과 색분해부(73)에 있어서 분광된 각 광 LR, LG, LB의 광량의 통과율과의 관계를 나타낸다. 광량의 통과율은, 아이리스(72)의 개구율이 100%일 때에 각 광 LR, LG, LB의 통과율을 100%로 하여 구했다. 아이리스(72)의 개구율이 작아짐에 따라, 각 광의 광량의 통과율에 불균일이 생기고, 아이리스(72)의 개구율이 50% 이하이면, 통과율은 LB<LG<LR 의 관계가 되는 것을 알 수 있다. 즉, LB의 통과율이 가장 작아진다.
그래서, 소자 구동부(78)에 있어서 화이트 밸런스 보정 처리를 행한다. 소자 구동부(78)는, 투사 렌즈(76)에 입사하는 광에 있어서의 변조광 LRm, LGm, LBm의 광량이, LRm=LGm=LBm과 동일하게 되도록, 각 영상 신호 R, G, B 에 대하여 화이트 밸런스 보정 처리를 행한다. 화이트 밸런스 보정 처리는, 후술하는 바와 같이 아이리스(72)를 통과하는 광량에 따라 행한다.
소자 구동부(78)는, 제어부(3)로부터 광량 보정 데이터를 수취하고, 각 영상 신호(R, G, B)를 광량 보정 데이터에 기초하여 보정한 각 보정 영상 신호 SR, SG, SB를 광변조 소자(74R, 74G, 74B)로 공급하는 화이트 밸런스 보정부이다.
본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이 아이리스(72)에 의한 광량 제어에 따라 광량이 가장 작아지는 LB의 광량을 기준으로 하여, LR, LG의 광량을 내리도록 보정을 시행한다. 따라서 제어부(3)는, B신호를 기준으로 하여 화이트 밸런스 보정이 행해지도록, R신호, G신호를 작아지게 하는 광량 보정 데이터를 소자 구동부(78)로 공급한다.
도11 에 R 신호에 대한 광량 보정의 일 예를, 동일하게 도12 에 G 신호에 대한 광량 보정의 일 예를 나타낸다. 제어부(3)는, 이미 생성한 감쇄량 Ldec에 기초하여 R신호 및 G신호에 대한 광량 보정값을 도11 및 도12 에서 구한다. B신호에 대한 광량 보정값은, 상술한 바와 같이 LB를 기준 광량으로 하기 때문에 구하지 않는다.
도11 의 횡축은, 아이리스(72)의 개구율(%) (0: 전폐, 100: 전개)을 나타내고 있고, 종축은, R 신호에 오프셋하는 광량 보정값 FR을 나타내고 있다. 상술한 바와 같이 감쇄량 Ldec가 0%인 경우, 아이리스(72)의 개구율은 100%이며, 감쇄량 Ldec가 100%인 경우, 아이리스(72)의 개구율은 0%이다.
도12 도 동일하게 횡축은, 아이리스(72)의 개구율(%) (0: 전폐, 100: 전개)을 나타내고 있고, 종축은, G 신호에 오프셋하는 광량 보정값 FG를 나타내고 있다. 아이리스(72)를 통과하는 광의 양에 따라, 광량 보정값 FR 및 광량 보정값 FG는 변화한다.
제어부(3)에서 생성된 R 신호에 대한 광량 보정값 FR과 G신호에 대한 광량 보정값 FG를 나타내는 광량 보정 데이터는, 소자 구동부(78)로 공급된다. 제어부(3)는, 아이리스(72)를 통과하는 광량에 따라 화이트 밸런스 보정부(78)에 있어서의 화이트 밸런스의 보정을 제어하는 화이트 밸런스 제어부이다.
소자 구동부(78)는 광량 보정 데이터에 기초하여, 각 보정 영상 신호 SR, SG, SB를 생성한다. 보정 영상 신호 SR은, 소자 구동부(78)에 입력되는 R 신호에 광량 보정값 FR을 오프셋 한 것이며, 보정 영상 신호 SG는 소자 구동부(78)에 입력되는 G 신호에 광량 보정값 FG를 오프셋 한 것이다. 보정 영상 신호 SB는, 소정 구동부(78)에 입력된 B 신호와 동일한 신호이다. 또한 제어부(3)는, 후술하는 시간축 처리에서 광량 보정값의 불연속을 억압한다.
각 보정 영상 신호 SR, SG, SB는, 광변조 소자(74R, 74G, 74B)로 각각 입력된다. 각 광변조 소자(74R, 74G, 74B)는, 각 광 LR, LG, LB를 각 보정 영상 신호 SR, SG, SB에 기초하여 각 변조광 LRm, LGm, LBm으로 변조하고, 색합성부(75)로 출력한다.
<4> 시간축 처리
시간축 처리는, 필드마다 또는 프레임마다 다이나믹하게 아이리스(72)를 제어한 경우에, 인간의 눈이 불연속한 밝기의 변화를 지각하지 않도록, 광량의 변화율을 제어하는 처리이다. 아이리스 제어 데이터의 갱신시, 도13 에 나타내는 바와 같은 로우패스 필터(LPF)에 의한 시간축 처리를 행하고, 프레임마다의 광량의 변화율이 소정값 이상이 되지 않도록 제어한다. 또한, 영상 신호의 휘도 성분 및/또는 윤곽의 변화율이 광량 변화와 동일한 시정수가 되도록 제어한다.
도13(A) 는, 시간축 방향에 필터 처리를 행하는 IIR 필터의 구성을 나타내고 있다. IIR 필터는 제어부(3)에 구비되고, 인핸스 처리부(41), 계조 보정부(42), 소자 구동부(78) 및 아이리스 구동부(79)에 대한 각 처리의 불연속을 억압한다. 전달 특성은 이하의 (4)식이며, k는 귀환계수(리크 계수)(k<1)이다.
Y(z)/X(z)=1/(1-k·z-1), k=1-1/2n … (4)
도13(B) 는, IIR 필터의 특성도를 나타내고 있다. 횡축은 필드수, 종축은 파라미터 n=4, 5, 6, 7, 8의 전달 특성을 나타내고 있다. 귀환계수 k를 유도하는 파라미터 n의 값에 의해, 아이리스 제어 데이터의 응답 속도를 용이하게 조정할 수 있다. 파라미터 n의 값은 임의로 설정 가능하며, 본 실시형태에서는 n=2, 3 정도(도시하지 않음)를 이용한다.
상기의 연계처리에 의해, 아이리스(72)를 영상 신호의 밝기에 따라 적응적으로 제어할 수 있고, 또한, 화이트측의 밝기를 유지한 채로, 블랙측이 선명한 영상을 재현할 수 있어, 콘트라스트 감이 증가한 시각상의 화질을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
<제2 실시형태>
도14 는, 본 발명의 제2 실시형태인 영상 표시 장치(20)의 블록도이다. 영상 표시 장치(10)와 동일한 것에는 동일한 신호를 붙이고, 설명을 생략한다.
제1 실시형태의 영상 표시 장치(10)에서는, 입력 영상 신호가 영상 특징 검출부(2)에 입력되고, 입력 영상 신호에 기초한 검출 신호가 생성된다. 한편으로 본 실시형태의 영상 표시 장치(20)에서는, 입력 영상 신호는 인핸스 처리부(410)에 입력된 후, 영상 특징 검출부(210)로 공급된다. 따라서, 영상 특징 검출부(210)는, 상술한 인핸스 처리가 시행되어 소정의 슈트 성분이 부가된 영상 신호에 기초하여 검출 신호를 생성한다. 검출 신호의 생성 방법은, 영상 표시 장치(10)의 영상 특징 검출부(2)와 동일하다.
제어부(3)는 검출 신호를 수취하고, 인핸스 데이터, 감쇄량 Ldec, 아이리스 제어 데이터, 오프셋 데이터 및 광량 보정 데이터를 제1 실시형태와 동일하게 생성한다. 인핸스 처리부(410)는 제어부(3)로부터, 소정의 시간 단위마다 블랙에 상당하는 계조의 비율이 커짐에 따라, 입력된 영상 신호에 대하여 시행하는 윤곽 강조의 정도를 증대시키는 바와 같은 인핸스 데이터를 수취하고, 영상 신호에 대하여 인핸스 처리를 시행한다.
<제3 실시형태>
도15 는, 본 발명의 제3 실시형태인 영상 표시 장치(30)의 블록도이다. 영상 표시 장치(30)는, 액정 표시 장치이다. 영상 표시 장치(10)와 동일한 것에는 동일한 번호를 붙이고, 설명을 생략한다.
영상 표시 장치(30)는 PWM 제어부(60)와 표시부(8)를 구비한다. 표시부(8)는 액정 모듈부로서, 드라이버(81)와, 백 라이트 제어부(82)와, 게이트 신호선 구동부(83)와, 데이터 신호선 구동부(84)와, 액정 표시 패널(85)과, 백 라이트(86)를 가진다.
영상 신호 처리부(4)로부터 출력된 영상 신호는, 드라이버(81)로 공급된다. 액정 표시 패널(85)은 복수의 화소(851)를 구비하고 있고, 화소(851)의 데이터 신호선에는 데이터 신호선 구동부(84)가 접속되고, 게이트 신호선에는 게이트 신호선 구동부(83)가 접속되어 있다. 드라이버(81)로 입력된 영상 신호는, 데이터 신호선 구동부(83)로 공급된다. 드라이버(81)는, 게이트 신호선 구동부(83)와 데이터 신호선 구동부(84)에 의해, 영상 신호를 액정 표시 패널(85)에 기입하는 타이밍을 제어한다.
백 라이트(86)는 액정 표시 패널(85)의 배면측에 배치되어 있다. 백 라이트(86)는 백 라이트 제어부(82)에 의해 구동된다. 백 라이트 제어부(82)에는, PWM 제어부(60)로부터 백 라이트(86)를 발광시키기 위한 구동 펄스가 공급된다. 백 라이트(86)는, 예를 들면 R, G, B의 복수의 발광 다이오드(LED)로 이루어진다. 여기에서는, 백 라이트(86)를 LED로 하고 펄스 폭 변조된 구동 펄스에 의해 LED를 구동하도록 하고 있지만, LED에 흐르는 전류값을 조정함으로써 LED의 발광 휘도를 제어해도 좋다. 또한, 백 라이트(86)는 LED에 한정되는 것은 아니다.
또한 도시하지 않았지만, 입력 영상 신호로부터 분리된 수평 동기 신호 및 수직 동기 신호는 드라이버(81) 및 백 라이트 제어부(82)에 공급되고, 액정 표시 패널(85)의 프레임마다의 영상 표시에 대응하여 백 라이트(86)의 밝기가 조정된다.
제3 실시형태에 있어서의 제어부(3)는, 영상 특징 검출부(2)로부터 출력된 검출 신호에 기초하여 도16 에 따라 광량 제어 데이터를 생성하고, PWM 제어부(60)로 공급한다. 또한 상술한 바와 같이 검출 신호에 기초하여, 인핸스 데이터, 오프셋 데이터를 생성한다.
도16 은, 백 라이트(86)의 광량의 감쇄량을 나타내는 도면이다. 횡축은, 모든 계조의 히스토그램 데이터의 합계에 대한 계조 "0"과 계조 "1"의 히스토그램 데이터의 합계 H[0]+H[1]의 비율(블랙 정보)을 나타내고, 종축은 백 라이트(86)의 감쇄량을 나타낸다. 감쇄량이 100%인 경우, 백 라이트(86)는 오프로 된다.
제어부(3)는, 초기값 설정부(5)로부터 초기 설정값을 수취하고, 초기 설정값과 감쇄량으로부터 광량 제어 데이터를 생성한다. 여기에서 초기 설정값은, 백 라이트(86)의 밝기가 최대가 되는 전류값이다.
PWM 제어부(60)는 광량 제어 데이터를 수취하여, R, G, B 각각의 구동 펄스를 생성한다. 백 라이트 제어부(82)는, PWM 제어부(60)에서 생성된 구동 펄스에 기초하여 백 라이트(86)의 광량을 조정하는 광량 조정부이다.
<제4 실시형태>
도시하지 않았지만, 제3 실시형태의 영상 표시 장치(30)에 있어서 영상 특징 검출부(2) 및 인핸스 처리부(41)를, 제2 실시형태의 영상 표시 장치(20)에 있어서의 영상 특징 검출부(210) 및 인핸스 처리부(410)로 해도 좋다. 입력 영상 신호는 인핸스 처리부(410)로 입력된 후, 영상 특징 검출부(210)로 공급된다.
본 발명의 제1 실시형태∼제4 실시형태의 영상 표시 장치에 의하면, 입력된 영상 신호에 따른 광량 제어와 광량 제어에 연동한 영상 신호 처리를 행할 수 있다. 이 때문에 영상 신호는, 블랙은 본래의 블랙으로서 화이트는 본래의 화이트로서 표현할 수 있기 때문에 콘트라스트가 높아져서 바람직하다.
본 발명에 의하면, 표시 영상의 블랙의 표현을 풍부하게 하여, 콘트라스트 감이 있는 영상을 재현할 수 있다.

Claims (8)

  1. 입력된 영상 신호를 표시하는 표시부와,
    상기 표시부에 상기 영상 신호를 표시하기 위해서 이용하는 광을 발생하는 광원과,
    상기 광원의 광량을 조정하는 광량 조정부와,
    상기 영상 신호의 휘도 신호 성분에 기초하여 소정의 시간 단위마다 최소 휘도에서 최대 휘도까지를 복수 계조(階調)로 분할하여 각각의 계조의 분포를 나타내는 히스토그램(histogram) 데이터를 생성하는 히스토그램 생성부와,
    상기 영상 신호의 입력 계조에 대한 출력 계조의 특성을 결정하는 제1 계조 보정 데이터를 유지하는 유지부와,
    상기 히스토그램 데이터에 기초하여 상기 소정의 시간 단위마다 블랙(黑)에 상당하는 계조의 비율이 커짐에 따라, 상기 광원의 광량을 적게 하도록 상기 광량 조정부를 제어하는 광량 제어부와,
    상기 영상 신호에 있어서의 소정의 중간 계조 영역의 계조를 올리기 위해 상기 제1 계조 보정 데이터에 상기 중간 계조 영역에 있어서의 각각의 계조마다 부가하기 위한 데이터로서, 상기 히스토그램 데이터에 기초하여 상기 소정의 시간 단위마다 블랙에 상당하는 계조의 비율이 커짐에 따라 커지는 부가 데이터를 생성하는 부가 데이터 생성부와,
    상기 제1 계조 보정 데이터 또는 상기 제1 계조 보정 데이터에 대하여 상기 부가 데이터가 부가된 제2 계조 보정 데이터에 기초하여, 상기 영상 신호의 계조를 보정하는 계조 보정부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영상 신호의 윤곽 강조를 행하는 인핸스 처리부와,
    상기 히스토그램 데이터에 기초하여 상기 소정의 시간 단위마다 블랙에 상당하는 계조의 비율이 커짐에 따라, 상기 영상 신호에 대한 윤곽 강조를 증대시키도록 상기 인핸스 처리부를 제어하는 제어부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인핸스 처리부는, 윤곽 강조된 영상 신호를 상기 계조 보정부와 상기 히스토그램 생성부에 공급하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부가 데이터 생성부는, 상기 중간 계조 영역을 포함하는 계조 영역에 있어서, 상기 부가 데이터에 있어서의 인접하는 계조의 차분(差分)이 미리 정해진 값 이하가 되도록 상기 부가 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 영상 신호에 기초하여 입사되는 광을 변조하는 광변조 소자와,
    상기 영상 신호의 화이트 밸런스를 보정하여 상기 광변조 소자에 공급하는 화이트(白) 밸런스 보정부를 가지고,
    상기 광원은 상기 광변조 소자에 입사하는 상기 광을 발생시키고,
    상기 광량조정부는 상기 광의 양을 조정하는 아이리스이며,
    또한, 상기 아이리스를 통과하는 광의 양에 따라 상기 화이트 밸런스 보정부에 있어서의 화이트 밸런스의 보정을 제어하는 화이트 밸런스 제어부를 가지는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표시부는 액정 표시 패널을 가지고,
    상기 광원은, 상기 액정 표시 패널에 입사하는 광을 발생시키는 백 라이트인 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치.
  7. 표시부에 표시하는 영상 신호의 휘도 신호 성분에 기초하여, 소정의 시간 단위마다 최소 휘도에서 최대 휘도까지를 복수 계조로 분할하여 각각의 계조의 분포를 나타내는 히스토그램 데이터를 생성하고,
    상기 히스토그램 데이터에 기초하여 상기 소정의 시간 단위마다 블랙에 상당하는 계조의 비율을 구하고,
    상기 블랙에 상당하는 계조의 비율이 커짐에 따라, 상기 표시부에 상기 영상 신호를 표시하기 위해서 이용하는 광을 발생하는 광원으로부터 발생되는 광량을 적게 하고,
    상기 광원으로부터 발생되는 광량을 적게 하는 것에 따라, 상기 영상 신호에 있어서의 소정 중간 계조 영역의 계조를 올리는
    것을 특징으로 하는 영상 표시 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 광원으로부터 발생되는 광량을 적게 하는 것에 따라, 상기 영상 신호에 대하여 시행하는 윤곽 강조의 정도를 증대시키는 것을 특징으로 하는 영상 표시 방법.
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