WO2012090358A1 - 映像信号処理装置 - Google Patents

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進一 冨岡
真幸 福山
敦久 影山
陽一郎 三木
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パナソニック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a video signal processing device that performs local dimming of a backlight such as a liquid crystal display device.
  • the backlight panel is composed of a plurality of blocks and the luminance of each block is controlled independently of each other in accordance with the video signal.
  • the backlight of the dark area of the screen is controlled to be dark
  • the backlight of the bright area is controlled to be bright.
  • the brightness of the block corresponding to the image area is lowered when the image area is entirely or averagely dark, as shown in FIG. 4A, there are enough dots to be displayed brightly in the image area. There is a risk that the backlight cannot be obtained and cannot be seen. Further, as shown in FIG. 15B, the light of a bright block may leak not only to adjacent blocks but also to a plurality of peripheral blocks. Unevenness may appear.
  • the main object of the present invention is to realize local dimming in which bright pixels scattered on a dark background are displayed brightly. Furthermore, an object of the present invention is to reduce luminance unevenness caused by light leakage beyond the block.
  • An exemplary video signal processing device calculates a brightness control value of each block of a backlight of a video display device according to an input original video signal, and controls the brightness of each block with the brightness control value And a video signal correction unit that receives the brightness control value of each block from the local dimming unit, generates a brightness correction signal based on the brightness control value and the original video signal, and corrects the brightness of the original video signal And.
  • the local dimming unit determines an average brightness value and a maximum brightness value of pixels in each image region of the original video signal corresponding to each block according to a difference between the maximum brightness value and the average brightness value.
  • the luminance control value of each block is calculated by weighted addition with the mixture ratio. Here, the weight of the maximum brightness value is increased as the difference between the maximum brightness value and the average brightness value increases.
  • the brightness control value of the block corresponding to that area is increased. Therefore, the backlight of the image area in which bright pixels are scattered on a dark background is controlled to be brighter, and pixels to be displayed brightly are displayed brightly.
  • the video signal correction unit performs spatial filtering on the luminance control value of each block received from the local dimming unit, and light leakage between blocks in which light of a central block leaks to a plurality of surrounding blocks. And the brightness of the original video signal is corrected based on the prediction result.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a video signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a top view of the backlight panel of control object. It is a graph of mixcoef which provided the upper limit. It is a figure which shows the difference in the display image of the case where BL is calculated without considering the difference of MAX and ABL, and the case where it calculates considering it. It is a graph of fgain which provided the lower limit and the upper limit. It is a figure which shows the difference in the display image between the case where BL is calculated without considering APL, and the case where it calculates in consideration. It is a figure which shows the effect by spatial filtering. It is a figure explaining spatial filtering. It is a figure which shows the effect by time filtering.
  • the video signal processing apparatus 100 includes a local dimming unit 1 and a video signal correction unit 2.
  • the local dimming unit 1 performs local dimming of a backlight of a video display device (not shown) according to the input original video signal in the RGB color space.
  • the video signal correction unit 2 receives the original video signal input to the local dimming unit 1, performs brightness adjustment and saturation adjustment of the input original video signal in conjunction with local dimming by the local dimming unit 1, and performs RGB Output color space video signal.
  • the local dimming unit 1 includes a calculation unit 11 that calculates a luminance control value that is a value for controlling the brightness of each block of the backlight, a filter unit 12 that performs filtering to suppress luminance unevenness and flicker of the backlight, and luminance
  • the correction unit 13 corrects the control value and the control unit 14 controls the luminance of each block of the backlight.
  • the calculating unit 11 calculates the lightness average value ABL and the lightness maximum value MAX of the pixels in each image area corresponding to each block from the input original video signal.
  • the brightness of the pixel is given as a value obtained by adding the RGB values together and dividing them by 3.
  • a value obtained by adding a predetermined weight to each RGB value may be used as the brightness of the pixel.
  • the calculation unit 11 performs offset adjustment and gain adjustment for each of the calculated ABL and MAX, and then calculates a luminance control value for each block from the adjusted value and the average brightness APL of the entire screen.
  • APL can be calculated as an average value of ABL.
  • the calculation unit 11 does not have to calculate the brightness of the pixel.
  • the calculation unit 11 mixes ABL and MAX at a mixing ratio corresponding to the difference between MAX and ABL, that is, performs weighted addition. Furthermore, it is preferable to consider APL when determining the brightness control value of each block. Preferably, the calculation unit 11 calculates a luminance control value by multiplying the weighted value by a gain corresponding to APL.
  • the calculation unit 11 calculates the luminance control value of each block according to the following equation.
  • BL represents a luminance control value.
  • BL ((1-mixcoef (MAX-ABL)) * ABL + mixcoef (MAX-ABL) * MAX) * fgain (APL)
  • Mixcoef which is the mixing ratio of ABL and MAX, takes a value from 0 to 1 according to MAX-ABL.
  • the mixcoef is smaller as MAX-ABL is smaller, and larger as MAX-ABL is larger. That is, if there is even one bright pixel in the overall dark block, mixcoef is increased to increase the luminance control value.
  • FIG. 4 shows the difference in display video between the case where the luminance control value is calculated without considering the difference between MAX and ABL and the case where the luminance control value is calculated in consideration.
  • the difference between MAX and ABL is relatively large.
  • ABL becomes dominant unless the difference between MAX and ABL is taken into consideration, and the brightness control value becomes a small value.
  • the backlight is darkened by local dimming, and dots to be displayed brightly cannot be obtained in a display image without obtaining a sufficient backlight.
  • the gain corresponding to the APL is smaller as the APL is smaller and larger as the APL is larger. That is, the brightness control value of each block is lowered when the entire screen is dark, and the brightness control value of each block is raised when the entire screen is bright.
  • FIG. 5 is a graph showing an example of fgain.
  • fgain changes from a lower limit value to 1 in a region where the APL is smaller than the lower threshold value, changes from 1 to an upper limit value in a region where the APL is larger than the upper threshold value, and in a region where the APL is between the lower threshold value and the upper threshold value.
  • fgain does not need to change linearly with respect to APL, and may change in a non-linear or stepwise manner. Further, fgain may be realized as a lookup table using APL as a key.
  • FIG. 6 shows the difference in the display image between the case where the luminance control value is calculated without considering APL and the case where the luminance control value is calculated in consideration.
  • the dark portion of the overall dark image is displayed darker by performing gain adjustment in consideration of APL.
  • the bright portion of the overall bright image is displayed brighter by performing gain adjustment in consideration of APL. In this way, the contrast ratio can be improved by performing gain adjustment in consideration of APL.
  • the filter unit 12 performs spatial and temporal filtering on the luminance control value of each block calculated by the calculation unit 11.
  • spatial filtering will be described. For example, as shown in FIG. 7, when the gradation boundary of the original video and the block boundary of the backlight are deviated, if the spatial filtering of the brightness control value is not performed, it corresponds to a bright image area by local dimming The luminance control value of the block to be increased is increased, and the luminance control value of the block corresponding to the dark image area is decreased. For this reason, at the block boundary, a step becomes conspicuous in the video portion that should originally have the same brightness. On the other hand, by performing spatial filtering of the luminance control value, it is possible to reduce a sudden change in the luminance control value between adjacent blocks and make the gradation level difference of the video less noticeable.
  • the filter unit 12 performs spatial filtering in the vertical direction after performing spatial filtering in the horizontal direction of the backlight panel on the input luminance control value of each block.
  • the center block is formed by horizontally arranging the coefficients a i (i is an integer from 1 to 5) of each block for a total of 5 blocks each including 2 blocks on the left and right sides of the block to be spatially filtered.
  • the convolution operation is performed on the brightness control value of.
  • the execution order of the horizontal spatial filtering and the vertical spatial filtering may be reversed.
  • the coefficients may be calculated in the form of a matrix of vertical and horizontal M ⁇ N in advance, and two-dimensional spatial filtering may be performed using the coefficient matrix.
  • time filtering will be described. For example, in the case of a video in which a bright object moves on a dark background, if local dimming is performed without performing time filtering, as shown in FIG. It becomes a factor that the image flickers. On the other hand, by performing time filtering of the backlight, as shown in FIG. 9B, the time change of the luminance control value is reduced, and flickering of the display image can be suppressed.
  • the filter unit 12 uses BL (n) as the luminance control value of the block related to the nth (for example, nth frame) video signal, and sets BL (n ⁇ 1) and BL (n) as luminance control values. Mixing is performed at a mixing ratio corresponding to the amount of time change, that is, weighted addition is performed.
  • the time change amount of the brightness control value is given, for example, as a difference ⁇ BL between BL (n ⁇ 1) and BL (n).
  • the correction unit 13 further adaptively adjusts the gain of the luminance control value based on the APL. For example, as illustrated in FIG. 13, the correction unit 13 sets all luminance control values with a gain smaller than 1 in a region where the APL is smaller than the threshold and with a gain larger than 1 in a region where the APL is larger than the threshold. Correct uniformly. As a result, the backlight is brightened when the image is generally bright, and the backlight is darkened when the image is dark, so that the display image is sharpened. Note that a lower limit value may be provided for the gain.
  • control unit 14 receives the luminance control value corrected by the correction unit 13, and controls the luminance of each block of the backlight with the corrected luminance control value.
  • the control unit 14 outputs four signals SPI0 to SPI3 conforming to the SPI (Serial Peripheral Interface) standard to control the luminance of each block.
  • SPI Serial Peripheral Interface
  • block light leakage in the backlight when light of a bright block leaks from a block boundary into an adjacent dark block (hereinafter referred to as intra-block light leakage), light of the bright block leaks to a peripheral block several blocks ahead. In some cases (hereinafter referred to as light leakage between blocks). For example, in the example of the in-block light leakage shown in FIG. 15A, the light of the left bright block leaks from the block boundary into the right dark block. Moreover, in the example of the light leakage between blocks shown in FIG.15 (b), the light of the bright block of the center has leaked to several surrounding blocks.
  • the video signal correction unit 2 corrects the video signal in consideration of the above two types of block light leakage.
  • the brightness of the original video signal is low in the leftmost block A and the rightmost block D in the four consecutive blocks in the vertical or horizontal direction of the backlight panel, and is adjacent to the block A.
  • block B the brightness of the original video signal is high, and the brightness of the original video signal changes in block C between block B and block D.
  • the local dimming unit 1 controls the blocks A and D to have low luminance, the block B has high luminance, and the block C has luminance between them. .
  • the video signal correction unit 2 curves from a bright block to a dark block at the block boundary as shown in FIG. 16 (c). To predict light leakage in the block. Then, the video signal correction unit 2 calculates the difference between the brightness of the original video signal and the brightness of the backlight that predicted the light leakage in the block to obtain the brightness correction signal shown in FIG. The brightness of the original video signal is corrected with the signal to obtain the video signal after the brightness correction shown in FIG. By displaying the video signal after the brightness correction, it is possible to cancel luminance unevenness caused by light leakage in the block in the display video.
  • the local dimming unit 1 controls the luminance of a plurality of blocks that are continuous in the vertical or horizontal direction of the backlight panel.
  • the video signal correction unit 2 predicts the light leakage between blocks with respect to the backlight control by the local dimming unit 1 as shown in FIG.
  • the video signal correction unit 2 draws a curve from the bright block to the dark block at the block boundary as shown in FIG. 17C with respect to the inter-block light leakage prediction result shown in FIG. Predict light leakage in the block.
  • the video signal correction unit 2 calculates the difference between the brightness of the original video signal and the brightness of the backlight that predicted the light leakage in the block to obtain the brightness correction signal shown in FIG.
  • the original video signal is corrected with the signal to obtain the video signal after the brightness correction shown in FIG.
  • the video signal correction unit 2 includes a light leakage prediction unit 22 that predicts block light leakage in the backlight, a light leakage reduction processing unit 23 that performs processing for reducing the predicted block light leakage, and the brightness of the original video signal.
  • a lightness correction unit 24 that performs correction
  • a saturation correction unit 25 that performs saturation correction of the original video signal
  • a dithering processing unit 27 that performs dithering processing of the video signal after lightness and saturation correction are provided.
  • the color space of the video signal is easier to process in the case of HSV than RGB. Therefore, preferably, the color space conversion unit 21 that converts the color space of the input original video signal from RGB to HSV, and the color space conversion that converts the color space of the video signal after lightness and saturation correction from HSV to RGB A portion 26 is provided.
  • the light leakage prediction unit 22 receives the luminance control value of each block input to the control unit 14 of the local dimming unit 1 and predicts light leakage between blocks, and further predicts light leakage within the block.
  • the light leakage prediction between blocks can be predicted by performing spatial filtering on the input luminance control value of each block.
  • the brightness control value of each block is BLij (where 0 ⁇ i ⁇ 4, 0 ⁇ i ⁇ 4) and the coefficient of convolution operation is Kij
  • the light leakage prediction unit 22 The central block luminance control value BL22 is evaluated according to the following equation. That is, the brightness of the central block is evaluated by spatial filtering in consideration of the influence of light leakage from the surrounding blocks.
  • NewBL22 K00 * BL00 + K01 * BL01 +... * (1-K00-K01-... -K44) * BL22 +... + K44 * BL44
  • Kij 0. This is based on the premise that light does not leak from a dark block to a bright block.
  • the spatial filtering may be performed in the vertical direction after being performed in the horizontal direction of the backlight panel, or in the reverse order.
  • the coefficients may be calculated in advance in the form of a matrix of vertical and horizontal M ⁇ N, and two-dimensional spatial filtering may be performed using the coefficient matrix.
  • the light leakage prediction unit 22 further performs intra-block light leakage prediction for each of the vertical direction and the horizontal direction of the backlight panel with respect to the inter-block light leakage prediction result obtained by the spatial filtering. Specifically, the light leakage prediction unit 22 generates a light leakage curve at each of the block boundaries as shown in FIG. 19B with respect to the inter-block light leakage prediction result shown in FIG. To do.
  • the luminance difference between block A and block B is relatively large, and the luminance difference between block B and block C is relatively small.
  • the brightness difference varies. Therefore, for example, a standard light leakage curve may be prepared, and individual light leakage curves may be generated by multiplying the standard curve by a luminance difference between adjacent blocks. Moreover, the speed of each curve can be set arbitrarily.
  • the light leakage prediction unit 22 predicts the light leakage in the block related to the block B by combining both curves as shown in FIG.
  • curve synthesis for example, adding two curves can be mentioned.
  • the light leakage prediction unit 22 may perform additional filtering after the light leakage prediction in the block.
  • the light leakage prediction unit 22 may perform the LPF process after combining the light leakage curves as shown in FIG. Thereby, the edge of the luminance control value at the block boundary is removed, and smoother light leakage in the block can be predicted.
  • the light leakage reduction processing unit 23 receives the brightness of the original video signal from the color space conversion unit 21 and the block light leakage prediction result from the light leakage prediction unit 22, and based on these signals, FIG. d) or a brightness correction signal as shown in FIG. 17 (d) is generated.
  • the light leakage reduction processing unit 23 performs offset adjustment on the block light leakage prediction result.
  • the light leakage reduction processing unit 23 performs offset adjustment and gain adjustment on the brightness of the original video signal, and further performs gamma correction.
  • the gamma correction is performed using the same gamma curve as the gamma correction in the correction unit 13 of the local dimming unit 1. This is because the video signal needs to be corrected in consideration of the gamma correction for the backlight. Therefore, when the local dimming unit 1 does not perform gamma correction, the light leakage reduction processing unit 23 does not need to perform gamma correction.
  • the light leakage reduction processing unit 23 calculates a difference between the two signals after the adjustment and generates a brightness correction signal.
  • the positive value of the brightness correction signal works to display the pixel brighter, and the negative value works to display the pixel darker. For this reason, when the positive value of the brightness correction signal is too large or the negative value is too small, so-called overexposure or underexposure occurs in the display image. Therefore, in order to suppress overcorrection by the lightness correction signal, it is desirable that the light leakage reduction processing unit 23 adjusts the gain of the lightness correction signal.
  • the light leakage reduction processing unit 23 has two gain curves for determining gains related to gain adjustment of the brightness correction signal.
  • the gain curve I generates a gain that increases as the brightness of the original video signal before gamma correction increases. In particular, a gain smaller than 1 is generated in a region where the brightness of the original video signal is low.
  • the gain curve II generates a gain that decreases as the brightness of the original video signal before gamma correction increases. In particular, a gain smaller than 1 is generated in a region where the brightness of the original video signal is high.
  • the light leakage reduction processing unit 23 selects the gain output from these two gain curves according to the positive / negative polarity of the difference value between the lightness of the original video signal and the block light leakage prediction result, and the lightness with the selected gain. Adjust the gain of the correction signal. That is, the light leakage reduction processing unit 23 has a large gain when the lightness of the video signal is low and a small gain (a gain smaller than 1 in some cases) with respect to the positive value of the lightness correction signal. Adjust the gain with. On the other hand, the light leakage reduction processing unit 23 has a small gain (a gain smaller than 1 in some cases) when the brightness of the video signal is low and a large gain when the brightness of the video signal is high, with respect to the negative value of the brightness correction signal. Adjust the gain with.
  • the brightness correction unit 24 corrects the brightness of the original video signal with the brightness correction signal output from the light leakage reduction processing unit 23. Specifically, the lightness correction unit 24 adds the lightness correction signal to the lightness of the original video signal and outputs the result.
  • the saturation correction unit 25 corrects the saturation of the video signal after the brightness correction. This is because if only the brightness of the video signal is changed, the ratio between the brightness and the saturation of the video signal changes, and the color appears darker or darker in the display video. Therefore, the saturation correction unit 25 corrects the saturation of the video signal according to the lightness correction amount by the lightness correction unit 24.
  • an upper limit value and / or a lower limit value may be provided in Soffset so that saturation correction does not become excessive.
  • the color space of the video signal after lightness and saturation correction is reconverted from HSV to RGB by the color space conversion unit 26.
  • the dithering unit 27 performs random dithering on the video signal output from the color space conversion unit 26.
  • the dithering unit 27 performs random dithering on an 8-bit gradation RGB video signal to generate an RGB video signal corresponding to a 10-bit gradation. Thereby, it is possible to make the gradation step inconspicuous in the display image.
  • the video signal processing apparatus is useful for a video display apparatus adopting a backlight system.

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Abstract

　映像信号処理装置は、入力された元映像信号に応じて映像表示装置のバックライトの各ブロックの輝度制御値を算出し、当該輝度制御値で各ブロックの輝度を制御するローカルディミング部（１）と、ローカルディミング部から各ブロックの輝度制御値を受け、当該輝度制御値および元映像信号に基づいて明度補正信号を生成して元映像信号の明度を補正する映像信号補正部（２）とを備えている。ローカルディミング部（１）は、各ブロックに対応する元映像信号の各画像領域中の画素の明度平均値と明度最大値とを、明度最大値と明度平均値との差分に応じて決まる混合比率で重み付け加算して、各ブロックの輝度制御値を算出する。ここで、明度最大値と明度平均値との差分が大きいほど明度最大値の重みを大きくする。

Description

映像信号処理装置
　本発明は、液晶表示装置などのバックライトのローカルディミングを行う映像信号処理装置に関する。
　液晶表示装置などの非発光型の映像表示装置は、映像信号に応じて各画素ごとにバックライトの透過量を制御することで映像を表示する。すなわち、バックライトの透過量を多くするほど画素は明るく表示される。したがって、バックライトは映像信号にかかわらず常に最大輝度にしておけばよいはずである。しかし、バックライトが常に最大輝度だと消費電力が大きくなるという問題が生じる。また、バックライトの透過量を完全にゼロにすることは不可能なため、黒表示でも実際にはバックライトが若干漏れて映像のコントラストが低下するという問題が生じる。
　そこで、バックライトパネルを複数のブロックで構成して、映像信号に応じて各ブロックの輝度を互いに独立に制御するといったローカルディミングが行われている。ローカルディミングによると、画面の暗い領域のバックライトは暗く制御され、明るい領域のバックライトは明るく制御される。このように、バックライトを局所的に減光することで、バックライトの消費電力が抑えられ、さらに映像のコントラストが向上する。
　ローカルディミングを行うと各ブロックの輝度の違いにより表示映像に輝度むらが現れてしまう。そこで、ローカルディミングを行う場合には、各ブロックの輝度に応じて各ブロックに対応する画像領域の明度を補正する必要がある。従来、ローカルディミングを行う際に互いに隣接するブロック間の光漏れまでをも考慮して映像信号の階調（明度）を補正している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５－２５８４０３号公報
　ある画像領域が全体的にまたは平均的に暗い場合にその画像領域に対応するブロックの輝度を下げると、図４（ａ）に示したように、その画像領域において明るく表示すべきドットが十分なバックライトを得られずに見えなくなるおそれがある。また、図１５（ｂ）に示したように、明るいブロックの光は隣接するブロックだけではなく周辺の複数のブロックにまで漏れることもあり、そのようなブロックを超えた光漏れによって表示映像に輝度むらが現れるおそれがある。
　上記問題に鑑み、本発明は、暗い背景に点在する明るい画素が明るく表示されるローカルディミングを実現することを主たる課題とする。さらに、本発明は、ブロックを超えた光漏れに起因する輝度むらを低減することを従たる課題とする。
　例示的な映像信号処理装置は、入力された元映像信号に応じて映像表示装置のバックライトの各ブロックの輝度制御値を算出し、当該輝度制御値で前記各ブロックの輝度を制御するローカルディミング部と、前記ローカルディミング部から前記各ブロックの輝度制御値を受け、当該輝度制御値および前記元映像信号に基づいて明度補正信号を生成して前記元映像信号の明度を補正する映像信号補正部とを備えている。前記ローカルディミング部は、前記各ブロックに対応する前記元映像信号の各画像領域中の画素の明度平均値と明度最大値とを、前記明度最大値と前記明度平均値との差分に応じて決まる混合比率で重み付け加算して、前記各ブロックの輝度制御値を算出する。ここで、前記明度最大値と前記明度平均値との差分が大きいほど前記明度最大値の重みを大きくする。
　これによると、各画像領域において明度最大値と明度平均値との差が大きいほどその領域に対応するブロックの輝度制御値が引き上げられる。したがって、暗い背景に明るい画素が点在するような画像領域のバックライトは明るめに制御され、明るく表示すべき画素が明るく表示されるようになる。
　好ましくは、前記映像信号補正部は、前記ローカルディミング部から受けた前記各ブロックの輝度制御値に対して空間フィルタリングを行って、中心のブロックの光が周辺の複数のブロックに漏れるブロック間光漏れを予測し、当該予測結果に基づいて前記元映像信号の明度を補正する。
　これによると、ブロック間光漏れが予測され、当該予測結果に基づいて元映像信号の明度が補正される。これにより、ブロックを超えた光漏れに起因する輝度むらを低減することができる。
　本発明によると、暗い背景に点在する明るい画素が明るく表示されるローカルディミングを実現し、さらに、ブロックを超えた光漏れに起因する輝度むらを低減することができる。したがって、バックライト方式を採用した映像表示装置に高品質な映像を表示することができる。
本発明の一実施形態に係る映像信号処理装置の概略構成図である。 制御対象のバックライトパネルの平面図である。 上限値を設けたｍｉｘｃｏｅｆのグラフである。 ＭＡＸとＡＢＬとの差分を考慮せずにＢＬを算出した場合と考慮して算出した場合との表示映像の違いを示す図である。 下限値および上限値を設けたｆｇａｉｎのグラフである。 ＡＰＬを考慮せずにＢＬを算出した場合と考慮して算出した場合との表示映像の違いを示す図である。 空間フィルタリングによる効果を示す図である。 空間フィルタリングを説明する図である。 時間フィルタリングによる効果を示す図である。 上限値を設けたｔｆｃｏｅｆのグラフである。 ガンマカーブの一例を示す図である。 ガンマ補正の効果を示す図である。 ＡＰＬに基づく適応的補正のゲイン調整のグラフである。 映像信号補正の概要を説明する図である。 ブロック光漏れの２つのモデルの例を示す模式図である。 ブロック内光漏れを考慮した映像信号補正を説明する図である。 ブロック間光漏れおよびブロック内光漏れを考慮した映像信号補正を説明する図である。 ブロック間光漏れ予測を説明する図である。 ブロック内光漏れ予測および追加のフィルタリングを説明する図である。 明度補正信号のゲイン調整を説明する図である。
　図１は、本発明の一実施形態に係る映像信号処理装置の概略構成を示す。本実施形態に係る映像信号処理装置１００は、液晶表示装置などバックライト方式を採用した映像表示装置のバックライトのローカルディミングおよびそれに連動した映像信号処理を行うものであり、例えば１個の半導体チップとして実現することができる。
　図２に示すように、映像信号処理装置１００によってローカルディミングされるバックライトパネル１０１はマトリックス状に数十から数百のブロック１０２に分割されている。各ブロック１０２は、ブロック全体に均等に白色光を放射するようになっている。具体的には、各ブロック１０２は点光源としてのＬＥＤおよびその上部に配置される光拡散シートで構成される。あるいは、各ブロック１０２は面光源としての有機ＥＬで構成される。
　図１に戻り、映像信号処理装置１００は、ローカルディミング部１と映像信号補正部２とを備えている。ローカルディミング部１は、入力されたＲＧＢ色空間の元映像信号に応じて図示しない映像表示装置のバックライトのローカルディミングを行う。映像信号補正部２は、ローカルディミング部１に入力される元映像信号を受け、ローカルディミング部１によるローカルディミングと連動して、入力された元映像信号の明度調整および彩度調整を行ってＲＧＢ色空間の映像信号を出力する。
　以下、ローカルディミング部１および映像信号補正部２の詳細構成について説明する。
　≪ローカルディミング部１の詳細構成≫
　ローカルディミング部１は、バックライトの各ブロックの明るさを制御する値である輝度制御値を算出する算出部１１、バックライトの輝度むらやフリッカを抑制するためのフィルタリングを行うフィルタ部１２、輝度制御値を補正する補正部１３、およびバックライトの各ブロックの輝度を制御する制御部１４から構成される。
　算出部１１は、入力された元映像信号から各ブロックに対応する各画像領域中の画素の明度平均値ＡＢＬおよび明度最大値ＭＡＸを算出する。例えば、画素の明度はＲＧＢの各値を合計して３で割った値として与えられる。あるいは、ＲＧＢの各値に所定の重み付けをして加算した値を画素の明度としてもよい。算出部１１は、算出したＡＢＬおよびＭＡＸのそれぞれについてオフセット調整およびゲイン調整をした後、これら調整後の値および画面全体の平均明度ＡＰＬから各ブロックの輝度制御値を算出する。ＡＰＬはＡＢＬの平均値として算出可能である。
　なお、後述する色空間変換部２１から出力されるＨＳＶ色空間の映像信号を算出部１１に入力するようにしてもよい。この場合、算出部１１において画素の明度を算出しなくてもよくなる。
　各ブロックの輝度制御値を決定する際にはＭＡＸとＡＢＬとの差分を考慮する。すなわち、算出部１１は、ＡＢＬとＭＡＸとを、ＭＡＸとＡＢＬとの差分に応じた混合比率で混合、すなわち、重み付け加算する。さらに、各ブロックの輝度制御値を決定する際にＡＰＬを考慮することが好ましい。好ましくは、算出部１１は、重み付け加算した値にさらにＡＰＬに応じたゲインを乗じて輝度制御値を算出する。
　具体的には、算出部１１は、次式に従って各ブロックの輝度制御値を算出する。ＢＬは輝度制御値を表す。
BL = ((1-mixcoef(MAX-ABL)) * ABL + mixcoef(MAX-ABL) * MAX) * fgain(APL)
　ＡＢＬとＭＡＸとの混合比率であるｍｉｘｃｏｅｆは、ＭＡＸ－ＡＢＬに応じて０から１までの値を取る。ｍｉｘｃｏｅｆは、ＭＡＸ－ＡＢＬが小さいほど小さく、ＭＡＸ－ＡＢＬが大きいほど大きい。すなわち、全体的に暗いブロック内に明るい画素が１つでも存在すれば、ｍｉｘｃｏｅｆを大きくして輝度制御値を引き上げる。
　ｍｉｘｃｏｅｆに上限値および／または下限値を設けてもよい。例えば、図３に示したように、ｍｉｘｃｏｅｆに上限値を設けて、ＭＡＸ－ＡＢＬが閾値よりも大きければｍｉｘｃｏｅｆを上限値に固定してもよい。
　なお、ｍｉｘｃｏｅｆは、ＭＡＸ－ＡＢＬに対して線形に変化する必要はなく、非線形あるいはステップ状に変化してもよい。また、ｍｉｘｃｏｅｆは、ＭＡＸ－ＡＢＬをキーとするルックアップテーブルとして実現してもよい。
　図４は、ＭＡＸとＡＢＬとの差分を考慮せずに輝度制御値を算出した場合と考慮して算出した場合との表示映像の違いを示す。夜の星空のように全体的に暗い中に所々明るいドットが存在するような映像の場合、ＭＡＸとＡＢＬとの差分は比較的大きい。このような映像について輝度制御値を算出する場合、ＭＡＸとＡＢＬとの差分を考慮しなければＡＢＬが支配的となり、輝度制御値は小さな値となる。この結果、図４（ａ）に示したように、ローカルディミングによってバックライトが暗くされ、明るく表示されるべきドットは十分なバックライトを得られずに表示映像において見えづらくなる。一方、本実施形態のようにＭＡＸとＡＢＬとの差分を考慮して輝度制御値を算出することで、ＭＡＸとＡＢＬとの差分が大きい場合には輝度制御値がより大きく引き上げられる。この結果、図４（ｂ）に示したように、ローカルディミングによってバックライトの明るさが十分に保たれ、明るく表示されるべきドットは十分なバックライトを得て表示映像においてくっきりと見えるようになる。
　一方、ＡＰＬに応じたゲインであるｆｇａｉｎは、ＡＰＬが小さいほど小さく、ＡＰＬが大きいほど大きい。すなわち、画面全体が暗いときは各ブロックの輝度制御値を引き下げ、画面全体が明るいときは各ブロックの輝度制御値を引き上げる。
　図５は、ｆｇａｉｎの一例を表すグラフである。ｆｇａｉｎは、ＡＰＬが下閾値よりも小さい領域では下限値から１まで変化し、ＡＰＬが上閾値よりも大きい領域では１から上限値まで変化し、ＡＰＬが下閾値と上閾値との間の領域では１となる。
　なお、ｆｇａｉｎは、ＡＰＬに対して線形に変化する必要はなく、非線形あるいはステップ状に変化してもよい。また、ｆｇａｉｎは、ＡＰＬをキーとするルックアップテーブルとして実現してもよい。
　図６は、ＡＰＬを考慮せずに輝度制御値を算出した場合と考慮して算出した場合との表示映像の違いを示す。図６（ａ）に示したように、全体的に暗い画像は、ＡＰＬを考慮したゲイン調整を行うことで暗い部分がより暗く表示される。また、図６（ｂ）に示したように、全体的に明るい画像は、ＡＰＬを考慮したゲイン調整を行うことで明るい部分がより明るく表示される。このように、ＡＰＬを考慮したゲイン調整を行うことでコントラスト比を向上することができる。
　図１に戻り、フィルタ部１２は、算出部１１によって算出された各ブロックの輝度制御値について空間方向および時間方向のフィルタリングを行う。
　まず、空間フィルタリングについて説明する。例えば、図７に示したように、元映像の階調境界とバックライトのブロック境界とがずれている場合、輝度制御値の空間フィルタリングを行わなければ、ローカルディミングによって、明るめの画像領域に対応するブロックの輝度制御値は大きくなり、暗めの画像領域に対応するブロックの輝度制御値は小さくなる。このため、ブロック境界において、本来同じ明るさであるはずの映像部分に段差が目立つようになる。これに対して、輝度制御値の空間フィルタリングを行うことで、隣接するブロック間での輝度制御値の急激な変化を緩和して、映像の階調段差を目立ちにくくすることができる。
　具体的には、フィルタ部１２は、入力された各ブロックの輝度制御値についてバックライトパネルの横方向の空間フィルタリングを行った後、縦方向に空間フィルタリングを行う。例えば、図８に示したように、空間フィルタリング対象のブロックを中心にして左右２ブロックずつの計５ブロックについて各ブロックの係数ａｉ（ｉは１から５までの整数）を横に並べて中心ブロックの輝度制御値について畳み込み演算を行う。
　ａｉは例えば０から２５５までの値を取る。中心ブロックの重みを大きくする場合には、図８中の係数グラフの実線で示したように、中心ブロックの係数が突出するように周辺ブロックの係数を設定する。一方、中心ブロックの重みを小さくする場合には、図８中の係数グラフの破線で示したように各係数がなだらかに変化するように周辺ブロックの係数を設定する。
　横方向の空間フィルタリングが完了すると、空間フィルタリング対象のブロックを中心にして上下２ブロックずつの計５ブロックについて先ほどの係数ａｉを縦に並べ替えて中心ブロックの輝度制御値について畳み込み演算を行う。これにより、中心ブロックについて２次元畳み込みフィルタリング、すなわち、空間フィルタリングが行われる。
　なお、横方向の空間フィルタリングと縦方向の空間フィルタリングの実施順序を逆にしてもよい。また、あらかじめ縦横Ｍ×Ｎのマトリックス状に係数を算出しておいて、当該係数マトリックスを用いて２次元の空間フィルタリングを行ってもよい。
　次に、時間フィルタリングについて説明する。例えば、暗い背景を明るいオブジェクトが移動するような映像の場合、時間フィルタリングを行わずにローカルディミングを行うと、図９（ａ）に示したように、輝度制御値の時間変化が大きくなり、表示映像がちらつく要因となる。これに対して、バックライトの時間フィルタリングを行うことで、図９（ｂ）に示したように、輝度制御値の時間変化が小さくなり、表示映像のちらつきを抑制することができる。
　各ブロックの輝度制御値について時間フィルタリングを行う際には輝度制御値の時間変化量を考慮する。すなわち、フィルタ部１２は、ＢＬ（ｎ）をｎ番目（例えば、ｎフレーム目）の映像信号に係るブロックの輝度制御値として、ＢＬ（ｎ－１）とＢＬ（ｎ）とを輝度制御値の時間変化量に応じた混合比率で混合、すなわち、重み付け加算する。輝度制御値の時間変化量は、例えば、ＢＬ（ｎ－１）とＢＬ（ｎ）との差分ΔＢＬとして与えられる。
　具体的には、フィルタ部１２は、次式に従って各ブロックの輝度制御値の時間フィルタリングを行う。
NewBL = (1-tfcoef(ΔBL)) * BL(n-1) + tfcoef(ΔBL) * BL(n)
　ＢＬ（ｎ－１）とＢＬ（ｎ）との混合比率であるｔｆｃｏｅｆは、ΔＢＬに応じて０から１までの値を取る。ｔｆｃｏｅｆは、ΔＢＬが小さいほど小さくなり、ΔＢＬが大きいほど大きくなる。すなわち、輝度制御値の時間変化量が大きいほどｔｆｃｏｅｆを大きくして、輝度制御値の変動を抑制する。
　ｔｆｃｏｅｆに上限値および／または下限値を設けてもよい。例えば、図１０に示したように、ｔｆｃｏｅｆに上限値を設けて、ΔＢＬが閾値よりも大きければｔｆｃｏｅｆを上限値に固定してもよい。
　なお、ｔｆｃｏｅｆは、ΔＢＬに対して線形に変化する必要はなく、非線形あるいはステップ状に変化してもよい。また、ｔｆｃｏｅｆは、ΔＢＬをキーとするルックアップテーブルとして実現してもよい。
　図１に戻り、補正部１３は、フィルタリング後の輝度制御値についてガンマ補正を行う。例えば、補正部１３は、図１１に示したようなガンマカーブで入力された輝度制御値のガンマ補正を行う。図１１の例では、入力された輝度制御値が閾値よりも大きければ出力される輝度制御値は最大値に設定される。このガンマカーブに従うと、図１２に示したように、各ブロックで輝度制御値にばらつきがあっても、ガンマ補正によって輝度制御値が均一化される。これにより、各ブロックの輝度のばらつきによる表示映像の違和感を抑制することができる。
　図１に戻り、補正部１３は、ガンマ補正を行った後に、さらにＡＰＬに基づいて適応的に輝度制御値のゲイン調整を行う。例えば、図１３に示したように、補正部１３は、ＡＰＬが閾値よりも小さい領域では１よりも小さいゲインで、ＡＰＬが閾値よりも大きい領域では１よりも大きなゲインですべての輝度制御値を一律に補正する。これにより、映像が全体的に明るい場合にはバックライトをより明るくし、暗い場合にはバックライトをより暗くして表示映像にメリハリを付ける。なお、ゲインに下限値を設けてもよい。
　図１に戻り、制御部１４は、補正部１３によって補正された輝度制御値を受け、当該補正後の輝度制御値でバックライトの各ブロックの輝度を制御する。例えば、制御部１４は、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）規格に準拠した４つの信号ＳＰＩ０～ＳＰＩ３を出力して各ブロックの輝度を制御する。
　≪映像信号補正部２の詳細構成≫
　上述したように、元映像の階調境界とバックライトのブロック境界とが一致しない場合、ローカルディミングを行うことで表示映像に輝度むらが現れてしまう。そこで、映像信号補正部２は、ローカルディミングにより生じる表示映像の輝度むらを打ち消すように映像信号を補正する。
　映像信号補正の基本的な考え方は次の通りである。図１４（ａ）に示したように、連続する３つのブロックにおいて左端のブロックＡでは元映像は明るく、右端のブロックＣでは元映像は暗く、そして、真ん中のブロックＢにおいて元映像の階調境界が存在するとする。図１４（ｃ）は、元映像信号の明度を示す。この場合、ローカルディミングによって、図１４（ｄ）に示したように、ブロックＡの輝度は高く、ブロックＣの輝度は低く、ブロックＢの輝度はその間になるように制御される。この結果、図１４（ｂ）に示したように、表示映像に輝度むらが現れる。そこで、図１４（ｅ）に示したような明度補正信号を元映像信号に加算することで、図１４（ａ）に示したように輝度むらのない映像が表示される。
　ここで、考慮すべきはバックライトにおけるブロック光漏れである。ブロック光漏れには、明るいブロックの光がブロック境界から隣接する暗いブロック内に漏れ込む場合（以下、ブロック内光漏れと称する。）と、明るいブロックの光が数ブロック先の周辺ブロックにまで漏れる場合（以下、ブロック間光漏れと称する。）とがある。例えば、図１５（ａ）に示したブロック内光漏れの例では、左側の明るいブロックの光がブロック境界から右側の暗いブロック内に漏れ込んでいる。また、図１５（ｂ）に示したブロック間光漏れの例では、中央の明るいブロックの光が周辺の複数のブロックに漏れている。
　そこで、映像信号補正部２は、上記の２つのタイプのブロック光漏れを考慮して映像信号を補正する。
　例えば、図１６（ａ）に示したように、バックライトパネルの縦方向または横方向に連続する４ブロックにおいて左端のブロックＡおよび右端のブロックＤでは元映像信号の明度は低く、ブロックＡに隣接するブロックＢでは元映像信号の明度は高く、そして、ブロックＢとブロックＤとの間のブロックＣにおいて元映像信号の明度が変化するとする。この場合、図１６（ｂ）に示したように、ローカルディミング部１によって、ブロックＡおよびブロックＤの輝度は低く、ブロックＢの輝度は高く、ブロックＣの輝度はその間になるように制御される。
　映像信号補正部２は、図１６（ｂ）に示したようなローカルディミング部１によるバックライト制御に対して、図１６（ｃ）に示したように、ブロック境界において明るいブロックから暗いブロックにカーブを描いてブロック内光漏れを予測する。そして、映像信号補正部２は、元映像信号の明度とブロック内光漏れを予測したバックライトの輝度との差分を算出して図１６（ｄ）に示した明度補正信号を得、その明度補正信号で元映像信号の明度を補正して図１６（ｅ）に示した明度補正後の映像信号を得る。当該明度補正後の映像信号を表示することで、表示映像においてブロック内光漏れに起因する輝度むらを打ち消すことができる。
　また、例えば、図１７（ａ）に示したように、ローカルディミング部１によって、バックライトパネルの縦方向または横方向に連続する複数のブロックの輝度が制御されるとする。映像信号補正部２は、図１７（ａ）に示したようなローカルディミング部１によるバックライト制御に対して、図１７（ｂ）に示したように、ブロック間光漏れを予測する。さらに、映像信号補正部２は、図１７（ｂ）に示したブロック間光漏れ予測結果に対して、図１７（ｃ）に示したように、ブロック境界において明るいブロックから暗いブロックにカーブを描いてブロック内光漏れを予測する。そして、映像信号補正部２は、元映像信号の明度とブロック内光漏れを予測したバックライトの輝度との差分を算出して図１７（ｄ）に示した明度補正信号を得、その明度補正信号で元映像信号を補正して図１７（ｅ）に示した明度補正後の映像信号を得る。当該明度補正後の映像信号を表示することで、表示映像においてブロック間光漏れおよびブロック内光漏れに起因する輝度むらを打ち消すことができる。
　図１に戻り、映像信号補正部２は、バックライトにおけるブロック光漏れを予測する光漏れ予測部２２、予測されたブロック光漏れの低減処理を行う光漏れ低減処理部２３、元映像信号の明度補正を行う明度補正部２４、元映像信号の彩度補正を行う彩度補正部２５、および明度および彩度補正後の映像信号のディザリング処理を行うディザリング処理部２７を備えている。
　なお、映像信号補正部２は主に映像信号の明度および彩度を補正するため、映像信号の色空間はＲＧＢではなくＨＳＶの方が処理しやすい。したがって、好ましくは、入力された元映像信号の色空間をＲＧＢからＨＳＶに変換する色空間変換部２１、および明度および彩度補正後の映像信号の色空間をＨＳＶからＲＧＢに変換する色空間変換部２６を設ける。
　光漏れ予測部２２は、ローカルディミング部１の制御部１４に入力される各ブロックの輝度制御値を受けてブロック間光漏れを予測し、さらにブロック内光漏れを予測する。
　まず、ブロック間光漏れ予測について説明する。図１８に示したように、ブロック間光漏れは、入力された各ブロックの輝度制御値に対して空間フィルタリングを行うことで予測することができる。例えば、５×５のブロックからなる空間において各ブロックの輝度制御値をＢＬｉｊ（ただし、０≦ｉ≦４、０≦ｉ≦４）、畳み込み演算の係数をＫｉｊとすると、光漏れ予測部２２は、次式に従って中心ブロックの輝度制御値ＢＬ２２を評価する。すなわち、空間フィルタリングによって中心ブロックの輝度を周辺ブロックからの光漏れの影響を考慮して評価する。
NewBL22 = K00*BL00 + K01*BL01 + … *(1-K00-K01-…-K44)*BL22 + … + K44*BL44
ただし、ＢＬｉｊ≦ＢＬ２２の場合にはＫｉｊ＝０とする。これは、暗いブロックから明るいブロックに光が漏れることはないという前提に基づくものである。
　なお、当該空間フィルタリングは、バックライトパネルの横方向に行った後、縦方向に行ってもよいし、その逆順で行ってもよい。あるいは、あらかじめ縦横Ｍ×Ｎのマトリックス状に係数を算出しておいて、当該係数マトリックスを用いて２次元の空間フィルタリングを行ってもよい。
　次に、ブロック内光漏れ予測および付加的なフィルタリングについて説明する。光漏れ予測部２２は、空間フィルタリングによって得られたブロック間光漏れ予測結果に対して、さらにバックライトパネルの縦方向および横方向のそれぞれについてブロック内光漏れ予測を行う。具体的には、光漏れ予測部２２は、図１９（ａ）に示したブロック間光漏れ予測結果に対して、図１９（ｂ）に示したようにブロック境界のそれぞれに光漏れカーブを生成する。
　なお、図１９（ａ）に示したように、ブロックＡとブロックＢとの輝度差は比較的大きく、ブロックＢとブロックＣとの輝度差は比較的小さいといったように、互いに隣接するブロック間の輝度差はさまざまである。したがって、例えば、標準的な光漏れカーブを用意しておき、当該標準カーブに隣接ブロック間の輝度差を乗じて個々の光漏れカーブを生成すればよい。また、各カーブの緩急は任意に設定可能である。
　さらに、図１９の例ではブロックＢにおいてブロックＡから漏れる光のカーブおよびブロックＣから漏れる光のカーブが重なる。そこで、光漏れ予測部２２は、図１９（ｃ）に示したように、両カーブを合成してブロックＢに係るブロック内光漏れを予測する。カーブの合成例として、例えば、２つのカーブを加算することが挙げられる。
　光漏れ予測部２２は、ブロック内光漏れ予測後にさらに付加的なフィルタリングを行ってもよい。例えば、光漏れ予測部２２は、図１９（ｄ）に示したように、光漏れカーブの合成後にＬＰＦ処理を行ってもよい。これにより、ブロック境界における輝度制御値のエッジが除去され、より滑らかなブロック内光漏れを予測することができる。
　図１に戻り、光漏れ低減処理部２３は、色空間変換部２１から元映像信号の明度を、光漏れ予測部２２からブロック光漏れ予測結果をそれぞれ受け、これら信号に基づいて、図１６（ｄ）や図１７（ｄ）に示したような明度補正信号を生成する。
　具体的には、光漏れ低減処理部２３は、ブロック光漏れ予測結果に対してオフセット調整をする。また、光漏れ低減処理部２３は、元映像信号の明度に対してオフセット調整およびゲイン調整をし、さらにガンマ補正をする。当該ガンマ補正は、ローカルディミング部１の補正部１３におけるガンマ補正と同じガンマカーブを用いて行う。これは、バックライトに対するガンマ補正を考慮して映像信号の補正を行う必要があるからである。したがって、ローカルディミング部１でガンマ補正を行わない場合には、光漏れ低減処理部２３においてもガンマ補正する必要はない。
　光漏れ低減処理部２３は、上記調整後の２つの信号の差分を算出して明度補正信号を生成する。明度補正信号の正値は画素をより明るく表示しようと働き、負値は画素をより暗く表示しようと働く。このため、明度補正信号の正値が大き過ぎる、または負値が小さ過ぎると、表示映像にいわゆる白とびや黒つぶれが生じてしまう。したがって、明度補正信号による過剰補正を抑制するために、光漏れ低減処理部２３は、明度補正信号のゲイン調整を行うことが望ましい。
　図２０を参照して、光漏れ低減処理部２３による明度補正信号のゲイン調整を詳細に説明する。光漏れ低減処理部２３は、明度補正信号のゲイン調整に係るゲインを決定する２つのゲインカーブを有する。ゲインカーブＩは、ガンマ補正前の元映像信号の明度が増大するにつれ増大するゲインを生成する。特に、元映像信号の明度が低い領域では１よりも小さなゲインを生成する。一方、ゲインカーブＩＩは、ガンマ補正前の元映像信号の明度が増大するにつれ減少するゲインを生成する。特に、元映像信号の明度が高い領域では１よりも小さなゲインを生成する。
　光漏れ低減処理部２３は、これら２つのゲインカーブから出力されるゲインを、元映像信号の明度とブロック光漏れ予測結果との差分値の正負極性に応じて選択し、当該選択したゲインで明度補正信号のゲイン調整をする。すなわち、光漏れ低減処理部２３は、明度補正信号の正値に対して、映像信号の明度が低ければ大きなゲインで、映像信号の明度が高ければ小さなゲイン（場合によっては１よりも小さなゲイン）でゲイン調整をする。一方、光漏れ低減処理部２３は、明度補正信号の負値に対して、映像信号の明度が低ければ小さなゲイン（場合によっては１よりも小さなゲイン）で、映像信号の明度が高ければ大きなゲインでゲイン調整をする。
　図１に戻り、明度補正部２４は、光漏れ低減処理部２３から出力された明度補正信号で元映像信号の明度を補正する。具体的には、明度補正部２４は、元映像信号の明度に明度補正信号を加算して出力する。
　彩度補正部２５は、明度補正後の映像信号の彩度を補正する。これは、映像信号の明度のみを変更すると映像信号の明度と彩度との比率が変わってしまい、表示映像において色が薄くまたは濃く見えてしまうからである。したがって、彩度補正部２５は、明度補正部２４による明度補正量に応じて映像信号の彩度を補正する。
　例えば、彩度補正部２５は、次のようにして映像信号の彩度を補正する。まず、彩度補正部２５は、色空間変換部２１から元映像信号の明度を、明度補正部２４から明度補正後の映像信号の明度をそれぞれ受け、これら明度から明度変化率ｖｇａｉｎを算出する。ｖｇａｉｎは、元映像信号の明度に対する明度補正後の映像信号の明度の比率で与えられる。そして、彩度補正部２５は、ｖｇａｉｎから彩度補正量Ｓｏｆｆｓｅｔを算出し、それを明度補正後の映像信号の彩度に加算することで彩度補正を行う。彩度補正前の彩度をＳ、彩度補正後の彩度をＮｅｗＳとすると、ＳｏｆｆｓｅｔおよびＮｅｗＳはそれぞれ次式で与えられる。
Soffset = (vgain-1) * S
NewS = S + Soffset
　なお、Ｓｏｆｆｓｅｔの絶対値が大き過ぎると彩度補正が過剰になり、表示映像の画質が劣化するおそれがある。そこで、彩度補正が過剰とならないように、Ｓｏｆｆｓｅｔに上限値および／または下限値を設けてもよい。
　明度および彩度補正後の映像信号は色空間変換部２６によって色空間がＨＳＶからＲＧＢに再変換される。ディザリング部２７は、色空間変換部２６から出力された映像信号に対してランダムディザリングを行う。例えば、ディザリング部２７は、８ビット階調のＲＧＢ映像信号に対してランダムディザリングを行って１０ビット階調相当のＲＧＢ映像信号を生成する。これにより、表示映像において階調の段差を目立たなくすることができる。
　本発明に係る映像信号処理装置は、バックライト方式を採用した映像表示装置に有用である。
　１　　ローカルディミング部
　２　　映像信号補正部

Claims (8)

  1. 　入力された元映像信号に応じて映像表示装置のバックライトの各ブロックの輝度制御値を算出し、当該輝度制御値で前記各ブロックの輝度を制御するローカルディミング部と、
    　前記ローカルディミング部から前記各ブロックの輝度制御値を受け、当該輝度制御値および前記元映像信号に基づいて明度補正信号を生成して前記元映像信号の明度を補正する映像信号補正部とを備え、
    　前記ローカルディミング部は、前記各ブロックに対応する前記元映像信号の各画像領域中の画素の明度平均値と明度最大値とを、前記明度最大値と前記明度平均値との差分に応じて決まる混合比率で重み付け加算して、前記各ブロックの輝度制御値を算出するものであり、
    　前記明度最大値と前記明度平均値との差分が大きいほど前記明度最大値の重みが大きい
    ことを特徴とする映像信号処理装置。
  2. 請求項１の映像信号処理装置において、
    　前記ローカルディミング部は、前記重み付け加算した値に、さらに、前記元映像信号の画面全体の明度平均値によって決まるゲインを乗じて、前記各ブロックの輝度制御値を算出するものであり、
    　前記元映像信号の画像全体の明度平均値が大きいほど前記ゲインが大きい
    ことを特徴とする映像信号処理装置。
  3. 請求項１の映像信号処理装置において、
    　前記ローカルディミング部は、前回算出した輝度制御値と今回算出した輝度制御値とを、当該輝度制御値の時間変化量に応じた混合比率で重み付け加算して、前記今回算出した輝度制御値を補正するものであり、
    　前記輝度制御値の時間変化量が大きいほど前記今回算出した輝度制御値の重みが大きい
    ことを特徴とする映像信号処理装置。
  4. 請求項１から３のいずれか一つの映像信号処理装置において、
    　前記映像信号補正部は、前記ローカルディミング部から受けた前記各ブロックの輝度制御値に対して空間フィルタリングを行って、中心のブロックの光が周辺の複数のブロックに漏れるブロック間光漏れを予測し、当該予測結果に基づいて前記元映像信号の明度を補正する
    ことを特徴とする映像信号処理装置。
  5. 請求項４の映像信号処理装置において、
    　前記映像信号補正部は、前記ブロック間光漏れ予測後の前記各ブロックの輝度制御値に対して隣接ブロック間の輝度差に応じた光漏れカーブを描いて、明るいブロックの光がブロック境界から隣接する暗いブロック内に漏れ込むブロック内光漏れを予測し、当該予測結果に基づいて前記元映像信号の明度を補正する
    ことを特徴とする映像信号処理装置。
  6. 請求項５の映像信号処理装置において、
    　前記映像信号補正部は、あるブロックにおいて複数の光漏れカーブが重なる場合、これら複数の光漏れカーブを合成して新たな光漏れカーブを生成する
    ことを特徴とする映像信号処理装置。
  7. 請求項１から６のいずれか一つの映像信号処理装置において、
    　前記映像信号補正部は、負値の前記明度補正信号を前記元映像信号の明度が増大するにつれ増大する第１のゲインで、正値の前記明度補正信号を前記元映像信号の明度が増大するにつれ減少する第２のゲインで、それぞれゲイン調整し、当該ゲイン調整後の明度補正信号を前記元映像信号に加算して前記元映像信号の明度を補正する
    ことを特徴とする映像信号処理装置。
  8. 請求項１から７のいずれか一つの映像信号処理装置において、
    　前記映像信号補正部は、前記元映像信号の明度補正による前記元映像信号の明度変化率に応じて前記元映像信号の彩度補正を行う
    ことを特徴とする映像信号処理装置。
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