WO2013018472A1 - 映像表示装置 - Google Patents

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    • G09G2360/16—Calculation or use of calculated indices related to luminance levels in display data

Definitions

  • the present invention includes a display panel that displays an image according to a video signal, and a backlight that uses an LED as a light source for illuminating the display panel, and each area obtained by dividing the backlight into a plurality of areas is provided.
  • the present invention relates to a video display device that controls the light emission luminance of an LED based on a predetermined relationship between the gradation value of the video region corresponding to each region obtained by dividing and the light emission luminance of the LED.
  • the LED backlight has an advantage that a local dimming technique can be used. Local dimming is a technique in which the backlight is divided into a plurality of areas, and the light emission of the LEDs is controlled for each area according to the luminance value of the video area corresponding to each area.
  • halos may occur depending on the image. For example, when an image including a pattern with high luminance in a pattern with substantially uniform luminance is viewed from an oblique direction, halo is generated around the pattern with high luminance due to light leakage.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a video in which a halo has occurred.
  • FIG. 15A shows an image in which a white pattern 2 is included in a substantially uniform gray pattern 1.
  • the divided area 3 of the backlight is shown superimposed on the video.
  • FIG. 15B shows the emission luminances 4 and 5 of the LED along the line AA ′ in FIG. 15A, the luminance distribution 6 of the backlight obtained by the LED emission, and the output of the liquid crystal panel.
  • a gradation value of 7 is shown.
  • the light emission luminances 4 and 5 of the LEDs in the respective divided areas 3 are determined according to the gradation values of the respective video areas corresponding to the respective divided areas 3.
  • the maximum value of the gradation values of the pixels included in each video area is used as the gradation value of each video area.
  • the light emission luminance 4 of the LED in the divided region 3 that is completely included in the gray pattern 1 is smaller than the light emission luminance 5 of the LED in the divided region 3 that is completely included in the white pattern 2 or part thereof.
  • the luminance is determined.
  • the output gradation value 7 of the liquid crystal panel is determined based on the luminance distribution 6 of the backlight obtained by light emission from the LED so that the image quality of the finally displayed image is equivalent to the image quality of the original image.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining this conventional technique.
  • FIG. 16A is the same as FIG. In this prior art, as shown in FIG. 16B, by increasing the emission luminance 4 of the LED corresponding to the gray pattern 1, the emission luminance 4 and the emission luminance of the LED corresponding to the white pattern 2 are increased. The difference of 5 is reduced. As a result, as shown in FIG. 16C, the generation of halo around the white pattern 2 is suppressed.
  • Patent Document 1 if the prior art of Patent Document 1 is applied to an image including a black pattern, the LED light emission luminance increases in a divided region corresponding to the image region of the black pattern, so that black floating occurs. There was a possibility.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an example of an image including a black pattern. As shown in FIG. 17A, this video includes a white pattern 2 in a substantially uniform gray pattern 1 and also includes a black pattern 8.
  • the light emission luminance 4 of the LED in the divided region 3 that is completely included in the gray pattern 1 is completely equal to the white pattern 2 as shown in FIG.
  • the light emission luminance is determined to be smaller than the light emission luminance 5 of the LED in the partial region 3 included in part.
  • the light emission luminance of the LED in the divided region 3 that is completely included in the black pattern 8 is substantially zero.
  • the black float in the black pattern 8 is extremely small.
  • FIG. 15 when the difference between the light emission luminance 4 of the LED corresponding to the gray pattern 1 and the light emission luminance 5 of the LED corresponding to the white pattern 2 is large, when the image is viewed obliquely, FIG. As shown in FIG. 17C, halo may occur around the white pattern 2.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining the application of the prior art of Patent Document 1 to an image including a black pattern.
  • FIG. 18A is the same view as FIG. In the prior art of Patent Document 1, as shown in FIG. 18B, not only the light emission luminance 4 of the LED corresponding to the gray pattern 1 but also the light emission luminance 9 of the LED corresponding to the black pattern 8 is increased uniformly. Therefore, the generation of halo around the white pattern 2 can be suppressed, but the black floating in the black pattern 8 may become remarkable.
  • an object of the present invention is to provide a video display device that can effectively suppress not only the generation of halo but also black floating.
  • the first technical means of the present invention includes a display panel that displays an image according to a video signal, and a backlight that uses an LED as a light source for illuminating the display panel, For each region obtained by dividing the backlight into a plurality of regions, the light emission luminance of the LED is determined by the gradation value of the video region corresponding to each region obtained by the division and the light emission luminance of the LED.
  • a video display device that controls based on a predetermined relationship between the video image, and when the video gradation value satisfies a predetermined condition, is determined based on the predetermined condition of the gradation value of the video area
  • the LED emission luminance is adjusted so that the LED emission luminance fluctuation range in the first range is smaller than the LED emission luminance fluctuation range determined based on the predetermined relationship.
  • a brightness adjusting unit In the second range having a value smaller than the first range, the light emission luminance of the LED is adjusted so that the light emission luminance is smaller than the lower limit value of the light emission luminance of the LED adjusted by the first luminance adjustment unit. 2 brightness adjustment units.
  • the predetermined condition generates a frequency distribution of gradation values of the video, and the gradation value of the video is higher than the predetermined gradation value.
  • the ratio of the total frequency of the upper two gradation values to the total frequency of the gradation values in the gradation range is a predetermined value.
  • the condition is that the condition is larger than the ratio.
  • the predetermined ratio is such that the gradation value of the video does not satisfy the predetermined condition, and the gradation value of the video is the predetermined value.
  • the first luminance adjusting unit is configured such that the gradation values of the video of a plurality of frames are continuously equal to or greater than a predetermined number of frames. When the predetermined condition is satisfied, the light emission luminance of the LED is adjusted.
  • the first luminance adjusting unit determines the light emission luminance of the LED within the first range. In the upper limit value of the range, the light emission luminance is adjusted to be smaller than the light emission luminance of the LED determined based on the predetermined relationship.
  • the first luminance adjusting unit determines the light emission luminance of the LED within the first range.
  • the upper limit value of the range is adjusted to the light emission luminance of the LED determined based on the predetermined relationship.
  • the second luminance adjusting unit is a pixel having a gradation value smaller than a predetermined gradation value in the video signal.
  • an illuminance detection unit that detects ambient illuminance of the video display device
  • the second luminance adjustment unit includes: When it is detected that the ambient illuminance is smaller than a predetermined value, the light emission luminance of the LED is adjusted to be lower than the light emission luminance before the detection in the second range.
  • the first brightness adjusting unit receives the gradation value of the video area when the designation of the video display mode is received.
  • the variation range of the light emission luminance of the LED in the first range is previously smaller than the variation range of the light emission luminance of the LED determined based on the predetermined relationship.
  • the light emission luminance of the LED is adjusted using a predetermined relationship, and the second luminance adjustment unit has a lower limit of the light emission luminance of the LED adjusted by the first luminance adjustment unit in the second range.
  • the light emission luminance of the LED is adjusted using a predetermined relationship according to the type of the video display mode so that the light emission luminance is smaller than the value.
  • the first luminance adjustment unit and / or the second luminance adjustment unit adjusts the light emission luminance of the LED.
  • the light emission luminance before the adjustment is changed stepwise to the light emission luminance after the adjustment.
  • the first brightness adjusting unit is configured to adjust the LED in the third range having a value larger than the first range.
  • the light emission luminance is adjusted to be lower than the light emission luminance of the LED determined based on the predetermined relationship.
  • the adjustment amount of the light emission luminance of the LED in the third range is an adjustment amount of the light emission luminance of the LED in the lower limit value of the first range.
  • the frequency of the gradation value of the image corresponding to the lower limit value of the first range, and the frequency of the gradation value of the image corresponding to the upper limit value of the first range are to do.
  • the video display device of the present invention has a display panel that displays video according to a video signal, and a backlight that uses LEDs as a light source for illuminating the display panel, and is obtained by dividing the backlight into a plurality of regions. For each region, the light emission luminance of the LED is controlled based on a predetermined relationship between the gradation value of the video region corresponding to each region obtained by the division and the light emission luminance of the LED. Then, when the gradation value of the video satisfies a predetermined condition, the LED emission luminance fluctuation range in the first range of the gradation value of the video area is determined based on the predetermined relationship.
  • the light emission luminance of the LED is adjusted so as to be smaller than the luminance fluctuation range, and the light emission luminance is smaller than the lower limit value of the adjusted LED light emission luminance in the second range where the value is smaller than the first range. Since the light emission luminance of the LED is adjusted as described above, not only the generation of halo but also the black floating in the low gradation display portion can be effectively suppressed.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a main part of a video display device according to the present invention.
  • This video display device is configured to display an image by performing image processing on an input video signal, and can be applied to a television device or the like.
  • the halo determination unit 10 determines whether or not the input video is a video in which halo is likely to occur.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an example of this determination method.
  • FIG. 2 shows a case where the input image includes a substantially uniform gray pattern 1, white pattern 2, and black pattern 3.
  • the halo determination unit 10 generates a frequency distribution of the gradation values of the input video signal, and in the range where the gradation value of the input video signal is larger than the predetermined gradation value 20, the upper two gradations having a large frequency Values 21 and 22 are extracted. Then, the halo determination unit 10 calculates the sum of the frequencies of the gradation values in the above range, and inputs when the ratio of the sum of the frequencies of the two gradation values 21 and 22 to the total is equal to or greater than a predetermined ratio. It is determined that the video is a video that is prone to halo. The halo determination unit 10 determines that the input video is not a video in which halo is likely to occur when the total ratio is less than a predetermined ratio.
  • the halo determination unit 10 determines that the video is likely to generate halo when the frequency distribution is bipolar except in the low gradation region.
  • the substantially uniform gray pattern 1 includes a white pattern 2 having a luminance significantly different from that of the gray pattern 1. The video can be detected, and it can be easily and effectively determined whether or not the video is likely to generate halo.
  • the halo determination unit 10 may perform the above determination for each frame, or may detect a scene change and perform it at the timing when the scene change is detected.
  • the correction level calculation unit 11 calculates the correction level of the light emission luminance of the LED when the halo determination unit 10 determines that the input image is an image in which halo is likely to occur.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a method for calculating the correction level of the light emission luminance of the LED.
  • the vertical axis in FIG. 3 is the light emission luminance value of the LED
  • the horizontal axis is the gradation value of the input video.
  • the vertical axis and the horizontal axis are normalized using the maximum light emission luminance value of the LED and the maximum gradation value of the input video, respectively.
  • the halo determination unit 10 determines that the input video is not an image in which halo is likely to occur, local dimming is performed based on the one-dot chain line graph of FIG. Specifically, in local dimming, the backlight is divided into a plurality of areas, and the gradation value of the video area corresponding to each divided area is detected.
  • the gradation value of the video area the maximum value or the average value of the gradation values of each pixel included in the video area is used. Then, the luminance value of the LED in each divided region is determined from the relationship indicated by the one-dot chain line graph of FIG. 3 using the gradation value of the image region as the input image gradation value.
  • the graph used to determine the light emission luminance of the LED is a one-dot chain line graph of FIG. 3 as described below. Is switched to a solid line graph, and the light emission luminance of the LED in each divided region is determined using the solid line graph.
  • the dashed-dotted curve graph is set based on the gamma characteristic of 2.2, but the relationship between the light emission luminance value of the LED and the input video tone value is a linear graph.
  • the correction level calculation unit 11 sets the correction level obtained by correcting the one-dot chain line in FIG. 3 as shown by the solid line graph in FIG.
  • the variation range of the light emission luminance of the LED determined based on the straight line C′D ′ in the example of FIG. 3, The variation range is 0), but the variation range of the emission luminance of the LED determined based on the dashed line curve (the LED emission luminance value corresponding to the input image gradation value B ′ and the LED corresponding to the input image gradation value A) It is set to be smaller than (difference in emission luminance value). Thereby, it can suppress effectively that halo generate
  • the LED emission luminance value determined based on the straight line OC is the lower limit value of the LED emission luminance determined based on the straight line C′D ′ ( In the example of FIG. 3, the light emission luminance is set to be smaller than the LED light emission luminance value corresponding to the input video gradation value A).
  • the light emission luminance value of the LED between the input video gradation values 0 and A is smaller than the level of the light emission luminance value in the prior art of Patent Document 1 (the level shown as the conventional method in FIG. 3). Therefore, it is possible to effectively suppress the black float in the low gradation region of the input video.
  • the range between the input video tone values A and B ′ corresponds to the first range in the claims
  • the range between the input video tone values 0 and A is the second range in the claims.
  • the input video gradation value B may be used instead of the input video gradation value B ′ as an upper limit for adjusting the light emission luminance value of the LED.
  • the range between the gradation values A and B corresponds to the first range in the claims.
  • the correction level calculation unit 11 determines the input video gradation values A and B ′ as follows, for example.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a method of determining the input video gradation values A and B ′ in FIG.
  • the relationship between the light emission luminance value of the LED and the input video gradation value is represented by a straight line graph.
  • the curved line graph represented by the alternate long and short dash line in FIG. Image gradation values A and B ′ can be determined.
  • the halo determination unit 10 generates the frequency distribution of the gradation values of the input video when determining whether the input video is a video in which halo is likely to occur. In the range where the gradation value of the video is larger than the predetermined gradation value 20, the upper two gradation values 21 and 22 having the highest frequency are extracted.
  • the correction level calculation unit 11 sets the input video gradation values A and B to the two gradation values 21 and 22. Set to value. Further, the correction level calculation unit 11 corrects the input video gradation value B to the input video gradation value B ′ in order to reduce the power consumption due to the light emission of the LED.
  • how much the input video gradation value B is reduced is determined by conducting an experiment or the like in advance.
  • the backlight luminance adjusting unit 12 adjusts the light emission luminance of the LED. Specifically, the backlight luminance adjusting unit 12 divides the backlight into a plurality of areas, and detects the gradation value of the video area of the input video corresponding to each divided area. For example, the backlight luminance adjusting unit 12 detects the maximum value or the average value of the gradation values of each pixel included in the video area as the gradation value of the video area.
  • the backlight luminance adjustment unit 12 acquires information of the input video gradation values A and B ′ from the correction level calculation unit 11.
  • the input video gradation values A and B ′ are calculated by the correction level calculation unit 11 for each frame or at the timing when a scene change is detected, for example.
  • the backlight luminance adjustment unit 12 uses the one-dot chain line graph of FIG. In accordance with the relationship shown, the light emission luminance value of the LED in the divided area corresponding to the gradation value of each video area is determined for each frame.
  • the backlight luminance adjustment unit 12 is indicated by a solid line graph in FIG. According to the relationship, the light emission luminance value of the LED in the divided region corresponding to the gradation value of each video region is determined for each frame.
  • the first luminance adjustment unit 12a of the backlight luminance adjustment unit 12 emits the luminance value of the LEDs in the divided region corresponding to the video region having the gradation value between the input video gradation values A and B ′. Is determined to be a constant value (light emission luminance value of the LED corresponding to the input video gradation value B ′) according to the relationship indicated by the straight line C′D ′.
  • the second luminance adjustment unit 12b determines the emission luminance value of the LED in the divided area corresponding to the video area having the gradation value between the input video gradation values 0 and A according to the relationship of the straight line OC ′.
  • the light emission luminance value of the LED corresponding to the gradation value B ′ and a value between 0 are determined.
  • the backlight luminance adjusting unit 12 holds a formula representing a one-dot chain line graph and a solid line graph in FIG. 3, and uses the formula of the luminance luminance value of the LED corresponding to the input video gradation value. To calculate.
  • the backlight luminance adjustment unit 12 holds a table representing numerical values of the one-dot chain line graph and the solid line graph in FIG. 3, and refers to the table to emit light from the LED corresponding to the input video gradation value. The luminance value may be determined.
  • the backlight control unit 13 controls the LED of the backlight 14 and causes the LED to emit light with the light emission luminance value of the LED in each divided region determined by the backlight luminance adjusting unit 12.
  • the backlight 14 is a backlight that uses LEDs as a light source for illuminating the liquid crystal panel 17.
  • the liquid crystal gradation adjustment unit 15 acquires information on the light emission luminance value of the LED in each divided area determined by the backlight luminance adjustment unit 12, acquires an input video signal, and finally obtains the image quality of the video
  • the output gradation value of the liquid crystal panel is determined so that is equivalent to the image quality of the input video.
  • the liquid crystal control unit 16 controls the liquid crystal panel 17 to cause the liquid crystal panel 17 to perform liquid crystal display with the output gradation value determined by the liquid crystal gradation adjustment unit 15.
  • the liquid crystal panel 17 is a liquid crystal panel that displays an image corresponding to an input video signal.
  • the backlight control unit 13 and the liquid crystal control unit 16 control the backlight 14 and the liquid crystal panel 17 so that the light emission of the backlight 14 and the display of the liquid crystal panel 17 are synchronized.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining application of the present invention to an image including a black pattern.
  • FIG. 5A is the same view as FIG. In the present invention, as shown in FIG. 5B, the emission luminance 4 of the LED corresponding to the gray pattern 1 is increased as compared with the case of FIG. 17B, but the LED corresponding to the black pattern 8 is increased. Luminance is not increased.
  • the LED light emission luminance value is determined using the relationship shown by the solid line graph in FIG.
  • the graph for determining the LED emission luminance value is not limited to that shown in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing various graphs used for determining the LED light emission luminance value.
  • the input image gradation values A and B described in FIG. 4 are used, and the LEDs of the divided areas corresponding to the image area having the gradation values between the input image gradation values A and B are emitted.
  • the luminance value is determined to be a constant value (the emission luminance value of the LED corresponding to the input video gradation value B) according to the relationship of the straight line CD.
  • the light emission luminance value of the LED in the divided area corresponding to the video area having the gradation value between the input video gradation values 0 and A is the light emission of the LED corresponding to the input video gradation value B according to the relationship of the straight line OC. It is determined to be a value between the luminance value and 0.
  • the straight line CD in FIG. 6A is changed to a straight line C′D having a positive slope
  • the straight line OC in FIG. 6A is changed to a straight line OC ′.
  • the straight line OC ′ in FIG. 6D is changed to a downwardly convex curve
  • the straight line OC ′ in FIG. It has been changed to 'E' and a straight line OE when no halo measures are taken.
  • the straight line CD in FIG. 6 (A) is changed to a straight line C′D ′ having an inclination of 0 as in the straight line CD, and the straight line OC in FIG. It has been changed to OC '.
  • the straight line OC ′ in FIG. 6G is changed to a downwardly convex curve
  • the straight line OC ′ in FIG. It has been changed to 'E' and a straight line OE when no halo measures are taken.
  • the solid line graph in the upper left indicates that the difference in the LED emission luminance value between the input video gradation values A and B becomes smaller, so that the generation of halo can be further suppressed. Moreover, since the LED light emission luminance value becomes smaller as the lower right solid line graph, the power consumption can be further reduced.
  • the LED light emission luminance value determined by the straight line CD in the solid line graph of FIG. 6A is larger than the LED light emission luminance value determined by the straight line C′D ′ in the solid line graph of FIG. Therefore, when the solid line graph of FIG. 6 (A) is used, the generation of halo can be further suppressed, while when the solid line graph of FIG. 6 (I) is used, the power consumption is reduced. It can be reduced more.
  • any one of the graphs shown in FIG. 6 may be selected and the selected graph may be used in a fixed manner, or the graph to be used may be switchable.
  • the input video gradation value is Switching the graph to a graph (for example, FIGS. 6C, 6F, 6I, etc.) in which the LED emission luminance value is smaller than the graph used before the detection in an area smaller than the predetermined value. It is good. Thereby, when there are many black patterns in the input image, the LED light emission luminance value of the divided region corresponding to the low gradation image region can be lowered, and the occurrence of black floating can be suppressed.
  • the image display device includes an optical sensor
  • the ambient illuminance is measured by the optical sensor, and it is detected that the ambient illuminance is smaller than a predetermined value
  • the backlight luminance adjustment unit 12 In a region where the value is smaller than the predetermined value, the graph is shown in a graph (for example, FIGS. 6C, 6F, and I) in which the LED light emission luminance value is smaller than the graph used before the detection. It is good also as switching.
  • the ambient illuminance is low, the LED light emission luminance value of the divided area corresponding to the low gradation image area can be lowered, and the occurrence of black floating can be suppressed.
  • the video display modes such as the halo countermeasure emphasis mode and the power consumption reduction mode are associated with the respective graphs represented by the solid lines in FIG. 6, and each graph in FIG. It is good also as switching.
  • the halo countermeasure emphasis mode is associated with a graph represented by a solid line in FIG. 6A
  • the power consumption reduction mode is associated with a graph represented by a solid line in FIG. 6G. Also good.
  • the light emission luminance of the LED can be appropriately controlled depending on whether the user attaches importance to halo countermeasures or to reduce power consumption.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the change in the graph shape when the video display mode is switched or when the correction level changes due to a change in the video.
  • FIG. 7 shows an example in which the graph shape is changed between the graph represented by the solid line in FIG. 7A and the graph represented by the solid line in FIG.
  • the graph represented by the solid line in FIG. 7B is that the input video tone value B ′ is used instead of the input video tone value B as the upper limit for adjusting the light emission luminance value of the LED. It is different from the graph represented by the solid line in (A).
  • FIG. 7A is a graph focusing on halo countermeasures
  • FIG. 7B is a graph focusing on power consumption reduction
  • FIG. A) indicates an image in which halo is likely to occur
  • FIG. 7B indicates an image in which halo is less likely to occur than in FIG. 7A.
  • the coordinate value of C is (A1x, A1y)
  • the coordinate value of D is (B1x, B1y)
  • the coordinate value of C ′ is (A2x, A2y)
  • the coordinate value of D ′ is (B2x, B2y).
  • the backlight luminance adjustment unit 12 displays the graph by the input video gradation value B.
  • the graph shape used for the graph represented by the solid line in FIG. 7B in which the graph shape is determined by the input video gradation value B ′ from the graph represented by the solid line in FIG. are changed stepwise over a predetermined number of frames. As a result, the LED light emission luminance value at a certain input video gradation value is changed stepwise.
  • the backlight brightness adjustment unit 12 changes the C coordinate values (A1x, A1y) to C ′ coordinate values (A2x, A2y) step by step. Further, the backlight luminance adjusting unit 12 changes the D coordinate values (B1x, B1y) to the D ′ coordinate values (B2x, B2y) step by step.
  • the backlight luminance adjustment unit 12 changes the C ′ coordinate values (A2x, A2y) to C coordinate values (A1x, A1y) step by step. Further, the backlight luminance adjusting unit 12 changes the D ′ coordinate values (B2x, B2y) to the D coordinate values (B1x, B1y) step by step.
  • the graph shape may be changed step by step in order to reduce the uncomfortable appearance of the video due to the sudden change of the graph shape.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the change of the graph shape performed in accordance with the determination as to whether or not the video is likely to generate halos.
  • FIG. 8 shows an example in which the graph shape is changed between the graph represented by the solid line in FIG. 8A and the graph represented by the solid line in FIG. 8B.
  • the graph represented by the solid line in FIG. 8A is a graph when the halo countermeasure is not performed, and the graph represented by the solid line in FIG. 8B is a graph when the halo countermeasure is performed.
  • the coordinate value of C ′ is (A2x, A2y)
  • the coordinate value of D ′ is (B2x, B2y)
  • the coordinate of E is (A2x, A3y).
  • the backlight brightness adjustment unit 12 changes the graph shape to be used in a stepwise manner over a predetermined number of frames from the graph represented by the solid line in FIG. 8A to the graph represented by the solid line in FIG. Change to As a result, the LED light emission luminance value at a certain input video gradation value is changed stepwise. Specifically, the backlight brightness adjusting unit 12 changes the coordinate value (A2x, A3y) of E to the coordinate value (A2x, A2y) of C ′ in a stepwise manner.
  • the backlight luminance adjusting unit 12 changes the graph shape to be used in a stepwise manner over a predetermined number of frames from the graph represented by the solid line in FIG. 8B to the graph represented by the solid line in FIG. Change to As a result, the LED light emission luminance value at a certain input video gradation value is changed stepwise. Specifically, the backlight brightness adjusting unit 12 changes the C ′ coordinate values (A2x, A2y) to E coordinate values (A2x, A3y) step by step.
  • whether or not the input video is a video that is likely to generate halo is determined by generating the frequency distribution of the gradation values of the input video, but is not limited thereto, It is good also as determining by another method.
  • the halo determination unit 10 detects a plurality of areas by connecting pixels whose luminance values are within a predetermined range in the input video, and represents representative luminance values (for example, maximum luminance values and average values) representing each area. (Luminance value) may be detected.
  • the halo determination unit 10 determines that the input video is halo. It is determined that the video is likely to occur, and when the difference is less than a predetermined value, it is determined that the input video is not a video that is likely to generate halo.
  • the predetermined gradation value corresponds to the gradation value 20 in FIG.
  • the halo determination unit 10 sets the input video gradation values A and B described in FIG. 4 to the above-described minimum gradation value and maximum gradation value, respectively.
  • the halo determination unit 10 has the upper two floors with the highest frequency in the range where the gradation value of the input video signal is larger than the predetermined gradation value 20.
  • the predetermined ratio may have a hysteresis characteristic.
  • the predetermined ratio determines whether or not the input video signal has a gradation value that is likely to cause halo when it is determined that the input video is not likely to cause halo. And when the input video signal has been determined to be a halo-prone image and the tone value of the input video signal is determined to be a halo-prone image. Is done. For example, for the former, the predetermined ratio is set to 0.98, and for the latter, the predetermined ratio is set to 0.95.
  • the halo determination unit 10 determines whether or not the input video is a video in which halo is likely to occur in units of frames or when a scene change is detected.
  • the backlight luminance adjustment unit 12 uses the solid line graph in FIG. 3 to adjust the light emission luminance of the LED. May be adjusted by the backlight luminance adjusting unit 12 when the halo determining unit 10 determines that the images are likely to generate halo continuously.
  • the backlight luminance adjustment unit 12 displays the one-dot chain line graph of FIG. It is good also as adjusting the light emission luminance of LED.
  • a graph used to determine the light emission luminance of the LED is determined by determining whether or not the input video is a video in which halo is likely to occur using continuous input video of a predetermined number of frames or more. 3 can be prevented from being frequently switched between the one-dot chain line graph and the solid line graph, and the discomfort of the appearance of the video caused by suddenly switching the graph shape can be reduced.
  • the light emission luminance 4 of the LED corresponding to the gray pattern 1 is increased without increasing the light emission luminance of the LED corresponding to the black pattern 8.
  • the emission luminance 5 of the LED corresponding to the white pattern 2 may be reduced in order to further suppress the generation of halo. This process will be described in detail below.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the display luminance when no halo countermeasure is taken.
  • FIG. 9A is an example in the case where the light leakage in the oblique view is small
  • FIG. 9B is an example in the case where the light leakage in the oblique view is large.
  • the degree of light leakage varies depending on panel characteristics such as gamma characteristics.
  • FIG. 9 shows the LED emission luminances 4 and 5 determined by local dimming, the backlight luminance distribution 6 obtained by the LED emission, and the transmittance 31 of the liquid crystal panel 17 when the liquid crystal panel 17 is viewed from the front. It is shown.
  • the LED emission luminance 4 is the LED emission luminance corresponding to the gray pattern 1 in FIGS. 15 to 18, and the LED emission luminance 5 is the LED corresponding to the white pattern 2 in FIGS. 15 to 18. Is the emission luminance.
  • FIG. 9 shows an expected display luminance value 30 for an input image of the liquid crystal panel 17, a transmittance 32 of the liquid crystal panel 17 when the liquid crystal panel 17 is viewed obliquely, and a liquid crystal panel 17 when the liquid crystal panel 17 is viewed obliquely.
  • the display brightness 33 is shown.
  • the display luminance 33 of the liquid crystal panel 17 when the liquid crystal panel 17 is viewed obliquely depends on the luminance distribution 6 of the backlight and the transmittance 32 of the liquid crystal panel 17 when the liquid crystal panel 17 is viewed obliquely.
  • the display luminance 33 of the liquid crystal panel 17 in the region of the gray pattern 1 is equal to that of the white pattern 2 as shown in the portion surrounded by the ellipses 41 and 43. The closer it is to the region, the larger it becomes, and halo occurs.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the display luminance when the halo countermeasure is taken.
  • FIG. 10A is an example in the case where the light leakage in the oblique view is small
  • FIG. 10B is an example in the case where the light leakage in the oblique view is large.
  • the light emission luminance 4 of the LED in the region of the gray pattern 1 is made larger than in the example of FIG. 9B.
  • the liquid crystal panel 17 is viewed obliquely as shown in the part surrounded by the ellipse 46 in FIG. 10B.
  • the transmittance 32 of the liquid crystal panel 17 is further increased.
  • the display luminance 33 of the liquid crystal panel 17 in the gray pattern 1 region increases rapidly as it approaches the white pattern 2 region. And the halo will stand out.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining suppression of halo when halo is prominently generated.
  • the light emission luminance 4 of the LED corresponding to the gray pattern 1 is larger than that in the case of FIG. 10B.
  • the difference between the LED emission luminance 4 in the gray pattern 1 region and the LED emission luminance 5 in the white pattern 2 region is small, the generation of halo is suppressed, but the gray pattern 1 There is a problem in that the light emission luminance 4 of the LED in the region is too large.
  • the LED emission luminance 5 in the white pattern 2 region is decreased.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a halo suppression method according to the present invention.
  • this method as shown in the portion surrounded by the ellipse 50 in FIG. 12, the emission luminance 4 of the LED corresponding to the gray pattern 1 is increased, while as shown in the portion surrounded by the ellipse 51. The emission luminance 5 of the LED corresponding to the white pattern 2 is reduced.
  • the difference between the light emission luminance 4 and the light emission luminance 5 can be reduced without increasing the light emission luminance 4 of the LED in the gray pattern 1 region, an excessive increase in the luminance in the gray pattern 1 region is suppressed. be able to.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a method for calculating the correction level of the LED emission luminance in the halo suppression method shown in FIG.
  • the graph shown by the solid line in FIG. 3 is shown for comparison.
  • the vertical axis in FIG. 13 is the LED emission luminance value
  • the horizontal axis is the input video gradation value.
  • the vertical axis and the horizontal axis are normalized using the maximum value of the LED light emission luminance value and the maximum value of the input video gradation value, respectively.
  • the backlight is divided into a plurality of areas, and the gradation value of the video area corresponding to each divided area is detected.
  • the gradation value of the video area the maximum value or the average value of the gradation values of each pixel included in the video area is used. Then, the light emission luminance of the LED in each divided region is determined from the relationship indicated by the one-dot chain line graph of FIG. 13 using the gradation value of the video region as the input video gradation value.
  • the graph used for determining the light emission luminance of the LED is switched from the one-dot chain line graph of FIG. 3 to the two-dot chain line graph,
  • the light emission luminance of the LED in each divided region is determined using a two-dot chain line graph.
  • the dashed-dotted curve graph is set based on the gamma characteristic of 2.2, but the relationship between the light emission luminance value of the LED and the input video tone value is a linear graph.
  • the emission luminance value of the LED increases in the case of the two-dot chain graph as in the case of the solid line graph.
  • the light emission luminance value of the LED is smaller in the case of the two-dot chain line graph than in the case of the solid line graph or the one-dot chain line graph.
  • the LED light emission luminance 4 in the gray pattern 1 region and the LED light emission luminance 5 in the white pattern 2 region By determining the light emission luminance of the LED using such a graph, as described in FIG. 12, the LED light emission luminance 4 in the gray pattern 1 region and the LED light emission luminance 5 in the white pattern 2 region. The difference from the above can be prevented from becoming large, and the generation of halo can be suppressed.
  • the range between the input video tone values A and B corresponds to the first range in the claims
  • the range between the input video tone values 0 and A is the second range in the claims.
  • the range between the input video gradation values B and 1 corresponds to the third range in the claims.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining a method of determining the input video gradation values A and B in FIG.
  • the relationship between the LED light emission luminance value and the input video gradation value is represented by a straight line graph.
  • Video gradation values A and B can be determined.
  • the halo determination unit 10 of the video display device shown in FIG. 1 determines whether or not the input video is a video in which halo is likely to occur, the frequency distribution of the gradation values of the input video is determined.
  • the gradation value of the input video is larger than the predetermined gradation value 20
  • the upper two gradation values 21 and 22 having the highest frequency are extracted.
  • the predetermined gradation value 20 corresponds to the gradation value 20 described in FIG.
  • the correction level calculation unit 11 converts the input image gradation values A and B into two gradation values 21, A value of 22 is set.
  • the correction level calculation unit 11 does not calculate the correction level of the light emission luminance of the LED.
  • the method of setting the input video gradation values A and B is not limited to this, and other methods may be used.
  • the halo determination unit 10 detects a plurality of areas by connecting pixels whose luminance values are within a predetermined range in the input video, and represents representative luminance values (for example, (Maximum luminance value or average luminance value) may be detected.
  • the halo determination unit 10 determines that the input video is halo. It is determined that the video is likely to occur, and when the difference is less than a predetermined value, it is determined that the input video is not a video that is likely to generate halo.
  • the predetermined gradation value corresponds to the gradation value 20 in FIG.
  • the halo determination unit 10 sets the input video gradation values A and B described in FIG. 14 to the above-described minimum gradation value and maximum gradation value, respectively.
  • the graph for determining the LED emission luminance is switched from the one-dot chain line graph to the two-dot chain line graph in FIG. 11 shows the decrease width Y of the LED light emission luminance value corresponding to the input video gradation value B, for example, the increase width X of the LED light emission luminance value corresponding to the input video gradation value A, and the frequency distribution shown in FIG. From the frequency of the input video gradation values A and B, it is determined using the following formula 1.
  • the two-dot chain line in FIG. When the LED light emission luminance value corresponding to the input video gradation value B is smaller than the LED light emission luminance value corresponding to the input video gradation value A, the LED light emission luminance value corresponding to the input video gradation value A is
  • the raising width X is adjusted so as to be equal to or less than the LED light emission luminance value corresponding to the input video gradation value B.
  • the input video tone value A corresponds to, for example, the input video tone value of the gray pattern 1 in FIG. 2, and the input video tone value B is the input video tone value of the white pattern 2 in FIG. Corresponds to the value.
  • the emission luminance of the LED in the region corresponding to the gray pattern 1 is increased, but the region corresponding to the white pattern 2 is affected by the light leaked from the region. Since the display brightness also increases, the light emission brightness of the LED in the region corresponding to the white pattern 2 can be reduced. That is, as shown in FIG. 13, the light emission luminance of the LED at the input video gradation value B can be made smaller than the value of the dashed line graph.
  • the distribution of the frequency shown in FIG. 14 is considered and the input video gradation value is in the range of A ⁇ ⁇ ( ⁇ is an integer). It is good also as using the frequency contained.
  • a frequency whose input video gradation value is included in a range of B ⁇ ⁇ ( ⁇ is an integer) may be used.
  • the influence of the increase in the light emission luminance of the LED in the region corresponding to the input video gradation value A on the luminance in the region corresponding to the input video gradation value B is that It depends on the distance to the area corresponding to the gradation value B. Therefore, when information about the distance is obtained, instead of calculating the reduction width Y using Equation 1, the increase amount of the luminance of the area corresponding to the input video gradation value B may be set as the reduction width Y. it can.
  • the adjustment coefficient in expression 1 is the input video gradation value. This is used to prevent the luminance from being excessively lowered in the region corresponding to the value B.
  • the shape of the two-dot chain line graph shown in FIG. 13 is changed according to the change of the frequency distribution shown in FIG. 14, but the graph shape is changed step by step as described in FIG. It is good as well.
  • the graph is switched from the one-dot chain line graph to the two-dot chain line graph shown in FIG.
  • the graph is switched from the two-dot chain line graph shown in FIG. 13 to the one-dot chain line graph.
  • the graph shape may be changed step by step. Thereby, the uncomfortable feeling which arises by the rapid change of a graph shape can be reduced.

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Abstract

　ハロの発生だけでなく、黒浮きも効果的に抑制すること。映像信号に応じた映像を表示する液晶パネル（１７）と、ＬＥＤを使用したバックライト（１４）とを有し、バックライト（１４）を複数の領域に分割して得られる分割領域ごとに、ＬＥＤの発光輝度を、各分割領域に対応する映像領域の階調値とＬＥＤ発光輝度との間の所定の関係に基づいて制御する映像表示装置であって、第１の輝度調整部（１２ａ）が、映像の階調値が所定の条件を満たす場合に、映像領域の階調値の、上記所定の条件に基づいて決定される第１の範囲におけるＬＥＤ発光輝度の変動範囲が、上記所定の関係に基づいて決定されるＬＥＤ発光輝度の変動範囲よりも小さくなるようＬＥＤ発光輝度を調整し、第２の輝度調整部（１２ｂ）が、第１の範囲よりも値が小さい第２の範囲において、上記調整されたＬＥＤ発光輝度の下限値よりも小さい発光輝度になるようＬＥＤ発光輝度を調整する。

Description

映像表示装置
　本発明は、映像信号に応じた映像を表示する表示パネルと、表示パネルを照明する光源としてＬＥＤを使用したバックライトとを有し、バックライトを複数の領域に分割して得られる領域ごとに、ＬＥＤの発光輝度を、分割して得られた各領域に対応する映像領域の階調値とＬＥＤの発光輝度との間の所定の関係に基づいて制御する映像表示装置に関する。
　近年、表示パネルの照明用としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）バックライトを用いた映像表示装置が普及している。ＬＥＤバックライトでは、ローカルディミングの技術を利用できるという利点がある。ローカルディミングとは、バックライトを複数の領域に分割し、それぞれの領域に対応する映像領域の輝度値に応じて領域ごとにＬＥＤの発光を制御する技術である。
　ローカルディミングの技術を用いて表示された映像を斜めから見た場合、映像によってはハロが発生することがある。例えば、輝度がほぼ一様なパターンの中に輝度が大きいパターンを含む映像を斜めから見ると、輝度が大きいパターンの周りに光漏れによりハロが発生する。
　図１５は、ハロが発生した映像の一例を示す図である。図１５（Ａ）には、ほぼ一様なグレーのパターン１の中に、白のパターン２が含まれる映像が示されている。また、図１５（Ａ）には、バックライトの分割領域３が、映像に重ねて示されている。
　図１５（Ｂ）には、図１５（Ａ）の線Ａ－Ａ’に沿ったＬＥＤの発光輝度４、５と、そのＬＥＤの発光により得られるバックライトの輝度分布６と、液晶パネルの出力階調値７が示されている。ローカルディミングでは、各分割領域３のＬＥＤの発光輝度４、５は、各分割領域３に対応する各映像領域の階調値に応じて決定される。図１５（Ｂ）では、各映像領域の階調値として、各映像領域に含まれる画素の階調値の最大値が用いられている。
　この例では、グレーのパターン１に完全に含まれる分割領域３のＬＥＤの発光輝度４は、白のパターン２に完全に、あるいは、一部含まれる分割領域３のＬＥＤの発光輝度５よりも小さい発光輝度に決定される。液晶パネルの出力階調値７は、ＬＥＤの発光により得られるバックライトの輝度分布６に基づいて、最終的に表示される映像の画質がもとの映像の画質と等価になるように決定される。
　しかし、グレーのパターン１に対応するＬＥＤの発光輝度４と、白のパターン２に対応するＬＥＤの発光輝度５の差が大きい場合、映像を斜めから見ると、図１５（Ｃ）に示すように、白のパターン２の周りに光漏れによりハロが発生することがある。このようなハロの発生を抑制するため、映像の暗部を照明するＬＥＤの輝度を上昇させる技術がある（特許文献１を参照）。
　図１６は、この従来技術について説明する図である。図１６（Ａ）は、図１５（Ａ）と同じ図である。この従来技術では、図１６（Ｂ）に示すように、グレーのパターン１に対応するＬＥＤの発光輝度４を大きくすることにより、その発光輝度４と、白のパターン２に対応するＬＥＤの発光輝度５の差を小さくする。これにより、図１６（Ｃ）に示すように、白のパターン２の周りにハロが発生することを抑制する。
特開２０１０－７９２３６号公報
　しかしながら、黒のパターンを含む映像に対して特許文献１の従来技術を適用することとすると、黒のパターンの映像領域に対応する分割領域において、ＬＥＤの発光輝度が大きくなるため、黒浮きが発生する可能性があった。
　図１７は、黒のパターンを含む映像の一例を示す図である。図１７（Ａ）に示すように、この映像には、ほぼ一様なグレーのパターン１の中に、白のパターン２が含まれており、また、黒のパターン８も含まれている。
　特許文献１の従来技術を用いないローカルディミングでは、図１７（Ｂ）に示すように、グレーのパターン１に完全に含まれる分割領域３のＬＥＤの発光輝度４は、白のパターン２に完全に、あるいは、一部含まれる分割領域３のＬＥＤの発光輝度５よりも小さい発光輝度に決定される。また、黒のパターン８に完全に含まれる分割領域３のＬＥＤの発光輝度は、ほぼ０となる。
　この場合、黒のパターン８における黒浮きは極めて少ない。しかし、図１５の例と同様に、グレーのパターン１に対応するＬＥＤの発光輝度４と、白のパターン２に対応するＬＥＤの発光輝度５の差が大きい場合、映像を斜めから見ると、図１７（Ｃ）に示すように、白のパターン２の周りにハロが発生することがある。
　図１８は、黒のパターンを含む映像に対する特許文献１の従来技術の適用について説明する図である。図１８（Ａ）は、図１７（Ａ）と同じ図である。特許文献１の従来技術では、図１８（Ｂ）に示すように、グレーのパターン１に対応するＬＥＤの発光輝度４だけでなく、黒のパターン８に対応するＬＥＤの発光輝度９も一律に増加させるため、白のパターン２の周りにおけるハロの発生は抑制できるが、黒のパターン８における黒浮きが顕著になる可能性がある。
　本発明は、上記課題に鑑み、ハロの発生だけでなく、黒浮きも効果的に抑制することができる映像表示装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決する為に、本発明の第１の技術手段は、映像信号に応じた映像を表示する表示パネルと、該表示パネルを照明する光源としてＬＥＤを使用したバックライトとを有し、該バックライトを複数の領域に分割して得られる領域ごとに、前記ＬＥＤの発光輝度を、前記分割して得られた各領域に対応する映像領域の階調値と前記ＬＥＤの発光輝度との間の所定の関係に基づいて制御する映像表示装置であって、前記映像の階調値が所定の条件を満たす場合に、前記映像領域の階調値の、前記所定の条件に基づいて決定される第１の範囲における前記ＬＥＤの発光輝度の変動範囲が、前記所定の関係に基づいて決定される該ＬＥＤの発光輝度の変動範囲よりも小さくなるよう該ＬＥＤの発光輝度を調整する第１の輝度調整部と、前記第１の範囲よりも値が小さい第２の範囲において、前記第１の輝度調整部により調整された前記ＬＥＤの発光輝度の下限値よりも小さい発光輝度になるよう該ＬＥＤの発光輝度を調整する第２の輝度調整部と、を備えることを特徴とする。
　本発明の第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記所定の条件は、前記映像の階調値の度数分布を生成し、該映像の階調値が所定の階調値よりも大きい階調範囲において度数が大きい上位２つの階調値を抽出した場合に、前記階調範囲における階調値の度数の合計に対する前記上位２つの階調値の度数の合計の割合が、所定の割合よりも大きい条件であることを特徴とする。
　本発明の第３の技術手段は、第２の技術手段において、前記所定の割合は、前記映像の階調値が前記所定の条件を満たしていない状態で、該映像の階調値が該所定の条件を満たすか否かを判定する場合と、前記映像の階調値が前記所定の条件を満たしている状態で、該映像の階調値が該所定の条件を満たすか否かを判定する場合とで、異なる割合に設定されることを特徴とする。
　本発明の第４の技術手段は、第１～第３のいずれかの技術手段において、前記第１の輝度調整部は、複数のフレームの前記映像の階調値が、所定のフレーム数以上連続して前記所定の条件を満たす場合に、前記ＬＥＤの発光輝度を調整することを特徴とする。
　本発明の第５の技術手段は、第１～第４のいずれかの技術手段において、前記第１の輝度調整部は、前記第１の範囲内における前記ＬＥＤの発光輝度を、該第１の範囲の上限値において前記所定の関係に基づいて決定される該ＬＥＤの発光輝度よりも小さい発光輝度に調整することを特徴とする。
　本発明の第６の技術手段は、第１～第４のいずれかの技術手段において、前記第１の輝度調整部は、前記第１の範囲内における前記ＬＥＤの発光輝度を、該第１の範囲の上限値において前記所定の関係に基づいて決定される該ＬＥＤの発光輝度に調整することを特徴とする。
　本発明の第７の技術手段は、第１～第６のいずれかの技術手段において、前記第２の輝度調整部は、前記映像信号において所定の階調値よりも小さい階調値となる画素数の全画素数に対する割合が所定の割合よりも大きいことを検出した場合に、前記第２の範囲において、前記ＬＥＤの発光輝度を該検出前の発光輝度よりも小さくなるよう調整することを特徴とする。
　本発明の第８の技術手段は、第１～第７のいずれかの技術手段において、前記映像表示装置の周囲照度を検出する照度検出部をさらに備え、前記第２の輝度調整部は、前記周囲照度が所定の値よりも小さいことが検出された場合に、前記第２の範囲において、前記ＬＥＤの発光輝度を該検出前の発光輝度よりも小さくなるよう調整することを特徴とする。
　本発明の第９の技術手段は、第１～第８のいずれかの技術手段において、前記第１の輝度調整部は、映像表示モードの指定を受け付けた場合に、前記映像領域の階調値の第１の範囲における前記ＬＥＤの発光輝度の変動範囲が、前記所定の関係に基づいて決定される該ＬＥＤの発光輝度の変動範囲よりも小さくなるよう、前記映像表示モードの種類に応じて予め定められた関係を用いて該ＬＥＤの発光輝度を調整し、前記第２の輝度調整部は、前記第２の範囲において、前記第１の輝度調整部により調整された前記ＬＥＤの発光輝度の下限値よりも小さい発光輝度になるよう、前記映像表示モードの種類に応じて予め定められた関係を用いて該ＬＥＤの発光輝度を調整することを特徴とする。
　本発明の第１０の技術手段は、第１～第９のいずれかの技術手段において、前記第１の輝度調整部および／または前記第２の輝度調整部は、前記ＬＥＤの発光輝度を調整する場合に、該調整前の発光輝度から該調整後の発光輝度への変更を段階的に行うことを特徴とする。
　本発明の第１１の技術手段は、第１～第１０のいずれかの技術手段において、前記第１の輝度調整部は、第１の範囲よりも値が大きい第３の範囲において、前記ＬＥＤの発光輝度を、前記所定の関係に基づいて決定される該ＬＥＤの発光輝度よりも小さい発光輝度となるよう調整することを特徴とする。
　本発明の第１２の技術手段は、第１１の技術手段において、前記第３の範囲における前記ＬＥＤの発光輝度の調整量は、前記第１の範囲の下限値における前記ＬＥＤの発光輝度の調整量、前記第１の範囲の下限値に対応する前記映像の階調値の度数、前記第１の範囲の上限値に対応する前記映像の階調値の度数に基づいて決定されることを特徴とする。
　本発明の映像表示装置は、映像信号に応じた映像を表示する表示パネルと、表示パネルを照明する光源としてＬＥＤを使用したバックライトとを有し、バックライトを複数の領域に分割して得られる領域ごとに、ＬＥＤの発光輝度を、分割して得られた各領域に対応する映像領域の階調値とＬＥＤの発光輝度との間の所定の関係に基づいて制御する。そして、映像の階調値が所定の条件を満たす場合に、映像領域の階調値の第１の範囲におけるＬＥＤの発光輝度の変動範囲が、上記所定の関係に基づいて決定されるＬＥＤの発光輝度の変動範囲よりも小さくなるようＬＥＤの発光輝度を調整し、第１の範囲よりも値が小さい第２の範囲において、上記調整されたＬＥＤの発光輝度の下限値よりも小さい発光輝度になるようＬＥＤの発光輝度を調整することとしたので、ハロの発生だけでなく、低階調表示部における黒浮きも効果的に抑制することができる。
本発明に係る映像表示装置の要部の構成例について説明する図である。 入力映像がハロの発生しやすい映像であるか否かを判定する方法の一例について説明する図である。 ＬＥＤの発光輝度の補正レベル算出方法について説明する図である。 図３における入力映像階調値Ａ、Ｂ’の決定方法について説明する図である。 黒のパターンを含む映像に対する本発明の適用について説明する図である。 ＬＥＤ発光輝度値の決定に用いられる各種のグラフを示す図である。 映像表示モード切り替え時、若しくは映像の変化により補正レベルが変化する時のグラフ形状の変更について説明する図である。 ハロの発生しやすい映像か否かの判定に応じて行われるグラフ形状の変更について説明する図である。 ハロ対策をしない場合の表示輝度について説明する図である。 ハロ対策をする場合の表示輝度について説明する図である。 ハロが顕著に発生する場合のハロの抑制について説明する図である。 本発明に係るハロの抑制方法について説明する図である。 図１２に示したハロの抑制方法におけるＬＥＤ発光輝度の補正レベル算出方法について説明する図である。 図１３における入力映像階調値Ａ、Ｂの決定方法について説明する図である。 ハロが発生した映像の一例を示す図である。 従来技術について説明する図である。 黒のパターンを含む映像の一例を示す図である。 黒のパターンを含む映像に対する従来技術の適用について説明する図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る映像表示装置の要部の構成例について説明する図である。この映像表示装置は、入力映像信号に画像処理を行って、映像表示する構成を有するものであり、テレビジョン装置等に適用可能なものである。
　ハロ判定部１０は、入力映像がハロの発生しやすい映像であるか否かを判定する。図２は、この判定方法の一例について説明する図である。図２には、入力映像にほぼ一様なグレーのパターン１と、白のパターン２と、黒のパターン３が含まれている場合が示されている。
　例えば、ハロ判定部１０は、入力映像信号の階調値の度数分布を生成し、入力映像信号の階調値が所定の階調値２０よりも大きい範囲において、度数が大きい上位２つの階調値２１、２２を抽出する。そして、ハロ判定部１０は、上記範囲における階調値の度数の合計を算出し、その合計に対する２つの階調値２１、２２の度数の合計の割合が所定の割合以上である場合に、入力映像がハロの発生しやすい映像であると判定する。また、ハロ判定部１０は、上記合計の割合が所定の割合未満である場合に、入力映像がハロの発生しやすい映像ではないと判定する。
　このように、図２の例では、ハロ判定部１０は、度数分布が低階調領域以外で２極化していることをもって、ハロが発生しやすい映像であるとの判定を行っている。これにより、図２に示すような、黒のパターン３以外の部分で、ほぼ一様なグレーのパターン１の中に、グレーのパターン１とは輝度が大きく異なる白のパターン２が含まれている映像を検出でき、映像がハロの発生しやすいものか否かを容易かつ効果的に判定できる。
　ここで、入力映像がハロの発生しやすい映像であるか否かの判定を行うタイミングは、さまざまなものが考えられる。例えば、ハロ判定部１０は、上記判定をフレーム毎に行ってもよいし、シーンチェンジを検出し、シーンチェンジを検出したタイミングで行うこととしてもよい。
　補正レベル算出部１１は、ハロ判定部１０により入力映像がハロの発生しやすい映像であると判定された場合に、ＬＥＤの発光輝度の補正レベルを算出する。図３は、ＬＥＤの発光輝度の補正レベル算出方法について説明する図である。
　図３の縦軸は、ＬＥＤの発光輝度値であり、横軸は入力映像の階調値である。なお、縦軸、および、横軸はそれぞれ、ＬＥＤの最大発光輝度値、および、入力映像の最大階調値を用いて正規化されている。
　ハロ判定部１０により入力映像がハロの発生しやすい映像ではないと判定された場合、図３の一点鎖線のグラフに基づいてローカルディミングが行われる。具体的には、ローカルディミングでは、バックライトが複数の領域に分割され、各分割領域に対応する映像領域の階調値が検出される。ここで、映像領域の階調値としては、その映像領域に含まれる各画素の階調値の最大値や平均値が用いられる。そして、その映像領域の階調値を入力映像階調値として、図３の一点鎖線のグラフにより示される関係から、各分割領域におけるＬＥＤの発光輝度が決定される。
　ハロ判定部１０により入力映像がハロの発生しやすい映像であると判定された場合、以下に説明するように、ＬＥＤの発光輝度を決定するために用いられるグラフが、図３の一点鎖線のグラフから実線のグラフに切り替えられ、実線のグラフを用いて各分割領域におけるＬＥＤの発光輝度が決定される。なお、図３の例では、一点鎖線の曲線グラフは、２．２のガンマ特性に基づいて設定されているが、ＬＥＤの発光輝度値と入力映像階調値との間の関係は直線グラフであってもよく、入力映像階調の定義にしたがって、つまり入力映像階調が表現する輝度が算出されるように一点鎖線のグラフを定める。
　補正レベル算出部１１は、図３の一点鎖線を補正した補正レベルを、図３の実線のグラフのように設定する。ここで、図３の実線のグラフでは、入力映像階調値Ａ、Ｂ’間の範囲において、直線Ｃ’Ｄ’に基づいて決定されるＬＥＤの発光輝度の変動範囲（図３の例では、変動範囲は０）が、一点鎖線の曲線に基づいて決定されるＬＥＤの発光輝度の変動範囲（入力映像階調値Ｂ’に対応するＬＥＤ発光輝度値と入力映像階調値Ａに対応するＬＥＤ発光輝度値の差）よりも小さくなるよう設定されている。これにより、入力映像にハロが発生することを効果的に抑制することができる。
　また、入力映像階調値０、Ａ間の範囲においては、直線ＯＣに基づいて決定されるＬＥＤの発光輝度値は、直線Ｃ’Ｄ’に基づいて決定されるＬＥＤの発光輝度の下限値（図３の例では、入力映像階調値Ａに対応するＬＥＤ発光輝度値）よりも小さい発光輝度になるよう設定されている。
　すなわち、入力映像階調値０、Ａ間におけるＬＥＤの発光輝度値は、特許文献１の従来技術における発光輝度値のレベル（図３において従来手法として示されているレベル）よりも小さくなっているので、入力映像の低階調領域において、黒浮きを効果的に抑制することができる。
　ここで、入力映像階調値Ａ、Ｂ’間の範囲が、特許請求の範囲における第１の範囲に対応し、入力映像階調値０、Ａ間の範囲が、特許請求の範囲における第２の範囲に対応する。なお、後に説明するように、ＬＥＤの発光輝度値を調整する上限として、入力映像階調値Ｂ’の代わりに、入力映像階調値Ｂを用いることとしてもよいが、この場合、入力映像階調値Ａ、Ｂ間の範囲が、特許請求の範囲における第１の範囲に対応することになる。
　補正レベル算出部１１は、この入力映像階調値Ａ、Ｂ’を、例えば、以下のようにして決定する。図４は、図３における入力映像階調値Ａ、Ｂ’の決定方法について説明する図である。なお、図４では、ＬＥＤの発光輝度値と入力映像階調値との間の関係が直線グラフで表されているが、図３の一点鎖線で表される曲線グラフの場合も同様にして入力映像階調値Ａ、Ｂ’を決定することができる。
　図２を用いて説明したように、ハロ判定部１０は、入力映像がハロの発生しやすい映像であるか否かを判定する場合に、入力映像の階調値の度数分布を生成し、入力映像の階調値が所定の階調値２０よりも大きい範囲において、度数が大きい上位２つの階調値２１、２２を抽出する。
　補正レベル算出部１１は、ハロ判定部１０により、入力映像がハロの発生しやすい映像であると判定された場合に、入力映像階調値Ａ、Ｂを、２つの階調値２１、２２の値に設定する。さらに、補正レベル算出部１１は、ＬＥＤの発光による電力消費量を低減させるため、入力映像階調値Ｂを入力映像階調値Ｂ’に修正する。ここで、入力映像階調値Ｂをどの程度減少させるかは、予め実験等を行うことにより決定される。
　なお、ハロ判定部１０により、入力映像がハロの発生しやすい映像ではないと判定された場合、補正レベル算出部１１は、ＬＥＤの発光輝度の補正レベルの算出を行わないようにするため、例えば、入力映像階調値Ａ、Ｂ’として負の値を設定したり、Ｂ’＝Ａとしたり、若しくは、検出／未検出という情報をつぎに説明するバックライト輝度調整部１２に出力したりする。
　図１の説明に戻ると、バックライト輝度調整部１２は、ＬＥＤの発光輝度を調整する。具体的には、バックライト輝度調整部１２は、バックライトを複数の領域に分割し、各分割領域に対応する入力映像の映像領域の階調値を検出する。例えば、バックライト輝度調整部１２は、その映像領域に含まれる各画素の階調値の最大値や平均値を、その映像領域の階調値として検出する。
　そして、バックライト輝度調整部１２は、補正レベル算出部１１から入力映像階調値Ａ、Ｂ’の情報を取得する。この入力映像階調値Ａ、Ｂ’は、補正レベル算出部１１により、例えば、フレーム毎に、あるいは、シーンチェンジが検出されたタイミングで算出されるものである。
　入力映像階調値Ａ、Ｂ’が負の値であるなど、入力映像がハロの発生しやすい映像ではないと判定された場合、バックライト輝度調整部１２は、図３の一点鎖線のグラフにより示される関係に従って、フレーム毎に、各映像領域の階調値に対応する分割領域におけるＬＥＤの発光輝度値を決定する。
　入力映像階調値Ａ、Ｂ’が負の値でないなど、入力映像がハロの発生しやすい映像であると判定された場合、バックライト輝度調整部１２は、図３の実線のグラフにより示される関係に従って、フレーム毎に、各映像領域の階調値に対応する分割領域におけるＬＥＤの発光輝度値を決定する。
　具体的には、バックライト輝度調整部１２の第１の輝度調整部１２ａは、入力映像階調値Ａ、Ｂ’間の階調値を有する映像領域に対応する分割領域のＬＥＤの発光輝度値を、直線Ｃ’Ｄ’により示される関係に従い、一定値（入力映像階調値Ｂ’に対応するＬＥＤの発光輝度値）に決定する。
　また、第２の輝度調整部１２ｂは、入力映像階調値０、Ａ間の階調値を有する映像領域に対応する分割領域のＬＥＤの発光輝度値を、直線ＯＣ’の関係に従い、入力映像階調値Ｂ’に対応するＬＥＤの発光輝度値と０の間の値に決定する。
　ここで、バックライト輝度調整部１２は、図３の一点鎖線のグラフ、および、実線のグラフを表す式を保持し、入力映像階調値に対応するＬＥＤの発光輝度値を、その式を用いて算出する。あるいは、バックライト輝度調整部１２は、図３の一点鎖線のグラフ、および、実線のグラフを数値で表すテーブルを保持し、そのテーブルを参照して、入力映像階調値に対応するＬＥＤの発光輝度値を決定することとしてもよい。
　図１の説明に戻ると、バックライト制御部１３は、バックライト１４のＬＥＤを制御し、バックライト輝度調整部１２により決定された各分割領域のＬＥＤの発光輝度値でＬＥＤを発光させる。バックライト１４は、液晶パネル１７を照明する光源としてＬＥＤを使用するバックライトである。
　液晶階調調整部１５は、バックライト輝度調整部１２により決定された各分割領域のＬＥＤの発光輝度値の情報を取得し、また、入力映像信号を取得し、最終的に得られる映像の画質が入力映像の画質と等価になるように液晶パネルの出力階調値を決定する。
　液晶制御部１６は、液晶パネル１７を制御し、液晶階調調整部１５により決定された出力階調値で液晶パネル１７に液晶表示を行わせる。液晶パネル１７は、入力映像信号に応じた映像を表示する液晶パネルである。なお、バックライト制御部１３と液晶制御部１６はそれぞれ、バックライト１４の発光と液晶パネル１７の表示が同期するようにバックライト１４と液晶パネル１７を制御する。
　図５は、黒のパターンを含む映像に対する本発明の適用について説明する図である。図５（Ａ）は、図１７（Ａ）と同じ図である。本発明では、図５（Ｂ）に示すように、グレーのパターン１に対応するＬＥＤの発光輝度４を、図１７（Ｂ）の場合よりも増加させるが、黒のパターン８に対応するＬＥＤの発光輝度は増加させない。
　図１８（Ｂ）の場合、黒のパターン８に対応するＬＥＤの発光輝度も増加させるため、黒浮きが顕著となる可能性があったが、本発明では、黒のパターン８に対応するＬＥＤの発光輝度を増加させないため、黒浮きを抑制できるとともに、図５（Ｃ）に示すように、白のパターン２の周りのハロの発生も抑制することができる。
　さて、これまで映像表示装置の実施形態の説明を行ったが、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で各種の変形、修正が可能である。
　例えば、上記実施形態では、入力映像がハロの発生しやすい映像であると判定された場合、図３の実線のグラフで示される関係を用いて、ＬＥＤ発光輝度値を決定することとしたが、ＬＥＤ発光輝度値を決定するためのグラフは図３に示されるものに限定されるものではない。図６は、ＬＥＤ発光輝度値の決定に用いられる各種のグラフを示す図である。
　図６（Ａ）では、図４で説明した入力映像階調値Ａ、Ｂが用いられ、入力映像階調値Ａ、Ｂ間の階調値を有する映像領域に対応する分割領域のＬＥＤの発光輝度値が、直線ＣＤの関係に従い、一定値（入力映像階調値Ｂに対応するＬＥＤの発光輝度値）に決定される。
　また、入力映像階調値０、Ａ間の階調値を有する映像領域に対応する分割領域のＬＥＤの発光輝度値は、直線ＯＣの関係に従い、入力映像階調値Ｂに対応するＬＥＤの発光輝度値と０の間の値に決定される。
　図６（Ｂ）では、図６（Ａ）の直線ＯＣが、下に凸の曲線に変更されており、さらに図６（Ｃ）では、図６（Ａ）の直線ＯＣが、直線ＣＥと、ハロ対策を行わない場合の直線ＯＥに変更されている。
　また、図６（Ｄ）では、図６（Ａ）の直線ＣＤが、傾きが正である直線Ｃ’Ｄに変更されており、図６（Ａ）の直線ＯＣが、直線ＯＣ’に変更されている。図６（Ｅ）では、図６（Ｄ）の直線ＯＣ’が、下に凸の曲線に変更されており、さらに図６（Ｆ）では、図６（Ｄ）の直線ＯＣ’が、直線Ｃ’Ｅと、ハロ対策を行わない場合の直線ＯＥに変更されている。
　さらに、図６（Ｇ）では、図６（Ａ）の直線ＣＤが、直線ＣＤと同じく傾きが０である直線Ｃ’Ｄ’に変更されており、図６（Ａ）の直線ＯＣが、直線ＯＣ’に変更されている。図６（Ｈ）では、図６（Ｇ）の直線ＯＣ’が、下に凸の曲線に変更されており、さらに図６（Ｉ）では、図６（Ｇ）の直線ＯＣ’が、直線Ｃ’Ｅと、ハロ対策を行わない場合の直線ＯＥに変更されている。
　図６において、左上の実線のグラフほど、入力映像階調値Ａ、Ｂ間で、ＬＥＤ発光輝度値の差が小さくなるので、ハロの発生をより抑制することができる。また、右下の実線のグラフほど、ＬＥＤ発光輝度値が小さくなるので、より電力消費量を削減することができる。
　例えば、図６（Ａ）の実線のグラフにおける直線ＣＤにより決定されるＬＥＤ発光輝度値は、図６（Ｉ）の実線のグラフにおける直線Ｃ’Ｄ’により決定されるＬＥＤ発光輝度値よりも大きな値となるので、図６（Ａ）の実線のグラフを用いた場合、ハロの発生をより抑制することができ、一方、図６（Ｉ）の実線のグラフを用いた場合、電力消費量をより削減することができる。
　なお、図６に示したグラフのうち、いずれかを選択し、選択されたグラフを固定的に用いることとしてもよいし、用いるグラフを切り替え可能にすることとしてもよい。例えば、バックライト輝度調整部１２は、輝度値が所定の値よりも小さい画素数の全画素数に対する割合が、所定の割合よりも大きくなったことを検出した場合に、入力映像階調値が所定値よりも小さい領域において、ＬＥＤ発光輝度値が、上記検出前に用いていたグラフよりも小さくなるグラフ（例えば、図６（Ｃ）、（Ｆ）、（Ｉ）など）にグラフを切り替えることとしてもよい。これにより、入力映像に黒のパターンが多い場合に、低階調の映像領域に対応する分割領域のＬＥＤ発光輝度値を低くすることができ、黒浮きの発生を抑制することができる。
　また、映像表示装置に光センサを備え、その光センサで周囲照度を測定し、周囲照度が所定値よりも小さくなったことを検出した場合に、バックライト輝度調整部１２は、入力映像階調値が所定値よりも小さい領域において、ＬＥＤ発光輝度値が、上記検出前に用いていたグラフよりも小さくなるグラフ（例えば、図６（Ｃ）、（Ｆ）、（Ｉ）など）にグラフを切り替えることとしてもよい。これにより、周囲照度が低い場合に、低階調の映像領域に対応する分割領域のＬＥＤ発光輝度値を低くすることができ、黒浮きの発生を抑制することができる。
　また、ハロ対策重視モード、電力消費量削減モードなどの映像表示モードを図６の実線で表される各グラフに対応付け、ユーザから映像表示モードの切り替え指示を受け付けることにより図６の各グラフを切り替えることとしてもよい。例えば、ハロ対策重視モードには図６（Ａ）の実線で表されるグラフが対応付けられ、電力消費量削減モードには図６（Ｇ）の実線で表されるグラフが対応付けられることとしてもよい。これにより、ユーザがハロ対策を重視するのか、電力消費量削減を重視するかに応じてＬＥＤの発光輝度を適切に制御することができる。
　また、ユーザによる映像表示モードの切り替えや映像の変化による補正レベルの変化に伴ってグラフ形状の変更を行う場合に、急にＬＥＤ点灯状態が切り替えられることによる映像の見た目の違和感を低減させるため、グラフ形状の変更を段階的に行うこととしてもよい。
　図７は、映像表示モード切り替え時、若しくは映像の変化により補正レベルが変化する時のグラフ形状の変更について説明する図である。図７では、図７（Ａ）の実線で表されるグラフと図７（Ｂ）の実線で表されるグラフとの間でグラフ形状を変更する例について示している。図７（Ｂ）の実線で表されるグラフは、ＬＥＤの発光輝度値を調整する上限として、入力映像階調値Ｂの代わりに、入力映像階調値Ｂ’が用いられる点で、図７（Ａ）の実線で表されるグラフとは異なっている。
　ユーザによる映像表示モードの切り替えの場合には、図７（Ａ）はハロ対策重視、図７（Ｂ）は電力消費量削減重視のグラフであり、入力映像の変化の場合には、図７（Ａ）はハロが発生しやすい映像、図７（Ｂ）は図７（Ａ）に比べてハロが発生しにくい映像を意味する。
　例えば、Ｃの座標値を（Ａ１ｘ，Ａ１ｙ）、Ｄの座標値を（Ｂ１ｘ，Ｂ１ｙ）、Ｃ’の座標値を（Ａ２ｘ，Ａ２ｙ）、Ｄ’の座標値を（Ｂ２ｘ，Ｂ２ｙ）とする。例えば、ユーザが、ハロ対策重視モードから電力削減量重視モードに切り替えた場合、もしくは入力映像がハロ発生しにくい映像に変化した場合、バックライト輝度調整部１２は、入力映像階調値Ｂによりグラフ形状が決定される図７（Ａ）の実線で表されるグラフから、入力映像階調値Ｂ’によりグラフ形状が決定される図７（Ｂ）の実線で表されるグラフに、用いるグラフ形状を、所定数のフレームにわたって段階的に変更する。これにより、ある入力映像階調値におけるＬＥＤ発光輝度値が段階的に変更されることになる。
　具体的には、バックライト輝度調整部１２は、Ｃの座標値（Ａ１ｘ，Ａ１ｙ）をＣ’の座標値（Ａ２ｘ，Ａ２ｙ）に段階的に変化させる。また、バックライト輝度調整部１２は、Ｄの座標値（Ｂ１ｘ，Ｂ１ｙ）をＤ’の座標値（Ｂ２ｘ，Ｂ２ｙ）に段階的に変化させる。
　図７（Ｂ）の実線で表されるグラフから、図７（Ａ）の実線で表されるグラフにグラフ形状を変更する場合も同様に、バックライト輝度調整部１２は、図７（Ｂ）の実線で表されるグラフから図７（Ａ）の実線で表されるグラフに、用いるグラフ形状を、所定数のフレームにわたって段階的に変更する。これにより、ある入力映像階調値におけるＬＥＤ発光輝度値が段階的に変更されることになる。
　具体的には、バックライト輝度調整部１２は、Ｃ’の座標値（Ａ２ｘ，Ａ２ｙ）をＣの座標値（Ａ１ｘ，Ａ１ｙ）に段階的に変化させる。また、バックライト輝度調整部１２は、Ｄ’の座標値（Ｂ２ｘ，Ｂ２ｙ）をＤの座標値（Ｂ１ｘ，Ｂ１ｙ）に段階的に変化させる。
　また、シーンチェンジが検出されたタイミングで入力映像がハロの発生しやすい映像であるか否かの判定を行い、ハロ対策を行う場合のグラフとハロ対策を行わない場合のグラフとの間でグラフ形状が変更される場合に、急にグラフ形状が切り替えられることによる映像の見た目の違和感を低減させるため、グラフ形状を段階的に変更することとしてもよい。
　図８は、ハロの発生しやすい映像か否かの判定に応じて行われるグラフ形状の変更について説明する図である。図８では、図８（Ａ）の実線で表されるグラフと図８（Ｂ）の実線で表されるグラフとの間でグラフ形状を変更する例について示している。図８（Ａ）の実線で表されるグラフは、ハロ対策を行わない場合のグラフであり、図８（Ｂ）の実線で表されるグラフは、ハロ対策を行う場合のグラフである。
　例えば、Ｃ’の座標値を（Ａ２ｘ，Ａ２ｙ）、Ｄ’の座標値を（Ｂ２ｘ，Ｂ２ｙ）、Ｅの座標を（Ａ２ｘ，Ａ３ｙ）とする。上述した実施形態では、シーンチェンジ等により、入力映像がハロの発生しやすい映像でないものからハロの発生しやすい映像に切り替わったと判定された場合、つぎのシーンチェンジが検出されるまで、図８（Ａ）の実線で表されるグラフから図８（Ｂ）の実線で表されるグラフへとグラフの切り替えが発生する。
　このとき、バックライト輝度調整部１２は、図８（Ａ）の実線で表されるグラフから図８（Ｂ）の実線で表されるグラフに、用いるグラフ形状を、所定数のフレームにわたって段階的に変更する。これにより、ある入力映像階調値におけるＬＥＤ発光輝度値が段階的に変更されることになる。具体的には、バックライト輝度調整部１２は、Ｅの座標値（Ａ２ｘ，Ａ３ｙ）をＣ’の座標値（Ａ２ｘ，Ａ２ｙ）に段階的に変化させる。
　また、上述した実施形態では、入力映像がハロの発生しやすい映像からハロの発生しやすい映像でないものに切り替わったと判定された場合、図８（Ｂ）の実線で表されるグラフから図８（Ａ）の実線で表されるグラフへとグラフの切り替えが発生する。
　このとき、バックライト輝度調整部１２は、図８（Ｂ）の実線で表されるグラフから図８（Ａ）の実線で表されるグラフに、用いるグラフ形状を、所定数のフレームにわたって段階的に変更する。これにより、ある入力映像階調値におけるＬＥＤ発光輝度値が段階的に変更されることになる。具体的には、バックライト輝度調整部１２は、Ｃ’の座標値（Ａ２ｘ，Ａ２ｙ）をＥの座標値（Ａ２ｘ，Ａ３ｙ）に段階的に変化させる。
　また、上記実施形態では、入力映像がハロの発生しやすい映像であるか否かを、入力映像の階調値の度数分布を生成することにより判定することとしたが、これに限定されず、他の方法で判定することとしてもよい。
　また、ハロ判定部１０は、入力映像において、輝度値が所定の範囲内にある画素を連結することにより複数の領域を検出し、各領域を代表する代表輝度値（例えば、最大輝度値や平均輝度値）を検出することとしてもよい。
　例えば、ハロ判定部１０は、所定の階調値よりも大きい代表階調値のうち、最大の階調値と最小の階調値の差が所定値以上である場合に、入力映像がハロの発生しやすい映像であると判定し、その差が所定値未満である場合に、入力映像がハロの発生しやすい映像ではないと判定する。上記所定の階調値は、図４における階調値２０に相当するものである。そして、ハロ判定部１０は、図４で説明した入力映像階調値Ａ、Ｂをそれぞれ、上述した最小の階調値、最大の階調値に設定する。
　また、上記実施形態では、ハロ判定部１０は、図２を用いて説明したように、入力映像信号の階調値が所定の階調値２０よりも大きい範囲において、度数が大きい上位２つの階調値２１、２２を抽出し、上記範囲における階調値の度数の合計に対する２つの階調値２１、２２の度数の合計の割合が所定の割合以上であるか否かを検出することにより、入力映像がハロの発生しやすい映像であるか否かを判定することとしているが、上記所定の割合にヒステリシス特性を持たせることとしてもよい。
　具体的には、上記所定の割合は、入力映像がハロの発生しやすい映像ではないと判定されている状態で、入力映像信号の階調値がハロの発生しやすい映像か否かを判定する場合と、入力映像がハロの発生しやすい映像であると判定されている状態で、入力映像信号の階調値がハロの発生しやすい映像か否かを判定する場合とで、異なる割合に設定される。例えば、前者に対しては、所定の割合は０．９８に設定され、後者に対しては、所定の割合は０．９５に設定される。
　このように、上記所定の割合にヒステリシス特性を持たせることにより、ＬＥＤの発光輝度の決定に用いられるグラフが図３の一点鎖線のグラフと実線のグラフとの間で頻繁に切り換わることを抑制し、急にグラフ形状が切り替えられることにより生じる映像の見た目の違和感を低減させることができる。
　また、上記実施形態では、ハロ判定部１０が、入力映像がハロの発生しやすい映像であるか否かの判定をフレーム単位、あるいは、シーンチェンジが検出されたタイミングで行い、入力映像がハロの発生しやすい映像であると判定された場合に、バックライト輝度調整部１２が、図３の実線のグラフを用いてＬＥＤの発光輝度を調整することとしたが、所定のフレーム数以上の入力映像が連続してハロの発生しやすい映像であるとハロ判定部１０により判定された場合に、バックライト輝度調整部１２が、上記ＬＥＤの発光輝度の調整を行うこととしてもよい。
　また、所定のフレーム数以上の入力映像が連続してハロの発生しやすい映像ではないとハロ判定部１０により判定された場合に、バックライト輝度調整部１２が、図３の一点鎖線のグラフを用いてＬＥＤの発光輝度の調整を行うこととしてもよい。
　このように、所定のフレーム数以上の連続する入力映像を用いて、入力映像がハロの発生しやすい映像であるか否かを判定することにより、ＬＥＤの発光輝度の決定に用いられるグラフが図３の一点鎖線のグラフと実線のグラフとの間で頻繁に切り換わることを抑制し、急にグラフ形状が切り替えられることにより生じる映像の見た目の違和感を低減させることができる。
　さらに、上記実施形態では、図５で説明したように、黒のパターン８に対応するＬＥＤの発光輝度を増加させずに、グレーのパターン１に対応するＬＥＤの発光輝度４を増加させることとしたが、よりハロの発生を抑制するため、白のパターン２に対応するＬＥＤの発光輝度５を小さくすることとしてもよい。以下に、この処理について詳しく説明する。
　図９は、ハロ対策をしない場合の表示輝度について説明する図である。図９（Ａ）は、斜め視における光漏れが小さい場合の例であり、図９（Ｂ）は、斜め視における光漏れが大きい場合の例である。このような光漏れの程度は、ガンマ特性などのパネル特性により変化する。
　図９には、ローカルディミングにより決定されたＬＥＤの発光輝度４、５と、そのＬＥＤの発光により得られるバックライトの輝度分布６、液晶パネル１７を正面からみた場合の液晶パネル１７の透過率３１が示されている。例えば、ＬＥＤの発光輝度４は、図１５～図１８におけるグレーのパターン１に対応するＬＥＤの発光輝度であり、ＬＥＤの発光輝度５は、図１５～図１８における白のパターン２に対応するＬＥＤの発光輝度である。
　また、図９には、液晶パネル１７の入力映像に対する表示輝度の期待値３０、液晶パネル１７を斜めからみた場合の液晶パネル１７の透過率３２、液晶パネル１７を斜めからみた場合の液晶パネル１７の表示輝度３３が示されている。
　図９（Ａ）の楕円４０で囲まれた部分に示されるように、白のパターン２に近いグレーのパターン１の領域では光漏れが発生するため、液晶パネル１７を斜めからみた場合の液晶パネル１７の透過率３２は、液晶パネル１７を正面からみた場合の液晶パネル１７の透過率３１よりも大きくなる。
　また、図９（Ｂ）の場合は、図９（Ａ）の場合よりも光漏れが大きいため、図９（Ｂ）の楕円４２で囲まれた部分に示されるように、液晶パネル１７を斜めからみた場合の液晶パネル１７の透過率３２はさらに大きくなっている。
　液晶パネル１７を斜めからみた場合の液晶パネル１７の表示輝度３３は、バックライトの輝度分布６と、液晶パネル１７を斜めからみた場合の液晶パネル１７の透過率３２に依存する。
　そのため、図９（Ａ）、（Ｂ）では、楕円４１、４３で囲まれた部分に示されるように、グレーのパターン１の領域において、液晶パネル１７の表示輝度３３が、白のパターン２の領域に近くなるほど大きくなり、ハロが発生する。
　また、図１０は、ハロ対策をする場合の表示輝度について説明する図である。図１０（Ａ）は、斜め視における光漏れが小さい場合の例であり、図１０（Ｂ）は、斜め視における光漏れが大きい場合の例である。
　図１０（Ａ）の例では、図９（Ａ）の例よりも、図１０（Ａ）の楕円４４で囲まれた部分に示されるように、グレーのパターン１の領域におけるＬＥＤの発光輝度４を大きくしている。これにより、グレーのパターン１の領域におけるＬＥＤの発光輝度４と、白のパターン２の領域におけるＬＥＤの発光輝度５との差が小さくなり、図１０（Ａ）の楕円４５で囲まれた部分に示されるように、ハロの発生が抑制される。
　同様に、図１０（Ｂ）の例では、図９（Ｂ）の例よりも、グレーのパターン１の領域におけるＬＥＤの発光輝度４を大きくしている。しかし、図１０（Ｂ）の場合は、図１０（Ａ）よりも光漏れが大きいため、図１０（Ｂ）の楕円４６で囲まれる部分に示されるように、液晶パネル１７を斜めからみた場合の液晶パネル１７の透過率３２はさらに大きくなっている。
　その結果、図１０（Ｂ）の楕円４７で囲まれる部分に示されるように、グレーのパターン１の領域において、液晶パネル１７の表示輝度３３が、白のパターン２の領域に近くなるほど急激に大きくなり、ハロが目立つようになる。
　これを抑制するため、グレーのパターン１に対応するＬＥＤの発光輝度４をさらに大きくすることも考えられる。図１１は、ハロが顕著に発生する場合のハロの抑制について説明する図である。
　図１１では、楕円４８で囲まれる部分に示されるように、グレーのパターン１に対応するＬＥＤの発光輝度４が図１０（Ｂ）の場合よりもさらに大きくなっている。この場合、グレーのパターン１の領域におけるＬＥＤの発光輝度４と、白のパターン２の領域におけるＬＥＤの発光輝度５との差が小さくなるため、ハロの発生が抑制されるが、グレーのパターン１の領域におけるＬＥＤの発光輝度４が大きくなりすぎるという問題がある。
　そこで、本実施形態では、図１１のようにグレーのパターン１の領域におけるＬＥＤの発光輝度４をさらに大きくする代わりに、白のパターン２の領域におけるＬＥＤの発光輝度５を小さくする。
　図１２は、本発明に係るハロの抑制方法について説明する図である。この方法では、図１２の楕円５０で囲まれた部分に示されるように、グレーのパターン１に対応するＬＥＤの発光輝度４を大きくする一方で、楕円５１で囲まれた部分に示されるように、白のパターン２に対応するＬＥＤの発光輝度５を小さくする。
　これにより、グレーのパターン１の領域におけるＬＥＤの発光輝度４と、白のパターン２の領域におけるＬＥＤの発光輝度５との差が小さくなるため、ハロの発生が抑制される。
　また、グレーのパターン１の領域におけるＬＥＤの発光輝度４をそれほど大きくしなくとも、発光輝度４と発光輝度５の差を小さくできるため、グレーのパターン１の領域における輝度の過度な上昇を抑制することができる。
　図１３は、図１２に示したハロの抑制方法におけるＬＥＤ発光輝度の補正レベル算出方法について説明する図である。図１３には、図３に実線で示したグラフが比較のために示されている。図１３の縦軸は、ＬＥＤ発光輝度値であり、横軸は入力映像階調値である。なお、縦軸、および、横軸はそれぞれ、ＬＥＤ発光輝度値の最大値、および、入力映像階調値の最大値を用いて正規化されている。
　図３の場合と同様に、入力映像がハロの発生しやすい映像ではないと判定された場合、図１３の一点鎖線のグラフに基づいてローカルディミングが行われる。具体的には、ローカルディミングでは、バックライトが複数の領域に分割され、各分割領域に対応する映像領域の階調値が検出される。ここで、映像領域の階調値としては、その映像領域に含まれる各画素の階調値の最大値や平均値が用いられる。そして、その映像領域の階調値を入力映像階調値として、図１３の一点鎖線のグラフにより示される関係から、各分割領域におけるＬＥＤの発光輝度が決定される。
　一方、入力映像がハロの発生しやすい映像であると判定された場合、ＬＥＤの発光輝度を決定するために用いられるグラフが、図３の一点鎖線のグラフから二点鎖線のグラフに切り替えられ、二点鎖線のグラフを用いて各分割領域におけるＬＥＤの発光輝度が決定される。なお、図１３の例では、一点鎖線の曲線グラフは、２．２のガンマ特性に基づいて設定されているが、ＬＥＤの発光輝度値と入力映像階調値との間の関係は直線グラフであってもよく、入力映像階調の定義にしたがって、つまり入力映像階調が表現する輝度が算出されるように一点鎖線のグラフが定められる。
　ここで、入力映像階調値が図１３のＡとＦの間の値である場合、実線のグラフの場合と同様に二点鎖線のグラフの場合においてもＬＥＤの発光輝度値が大きくなるが、入力映像階調値がＦよりも大きい値である場合、実線のグラフや一点鎖線のグラフの場合よりも二点鎖線のグラフの場合の方がＬＥＤの発光輝度値が小さくなる。
　このようなグラフを用いてＬＥＤの発光輝度を決定することにより、図１２で説明したように、グレーのパターン１の領域におけるＬＥＤの発光輝度４と白のパターン２の領域におけるＬＥＤの発光輝度５との差が大きくならないようにすることができ、ハロの発生を抑制することができる。
　ここで、入力映像階調値Ａ、Ｂ間の範囲が、特許請求の範囲における第１の範囲に対応し、入力映像階調値０、Ａ間の範囲が、特許請求の範囲における第２の範囲に対応し、入力映像階調値Ｂ、１間の範囲が、特許請求の範囲における第３の範囲に対応する。
　また、図１３における入力映像階調Ａ、Ｂは、例えば、図４で説明したのと同様の方法で決定される。図１４は、図１３における入力映像階調値Ａ、Ｂの決定方法について説明する図である。なお、図１４では、ＬＥＤ発光輝度値と入力映像階調値との間の関係が直線グラフで表されているが、図１３の二点鎖線で表される曲線グラフの場合も同様にして入力映像階調値Ａ、Ｂを決定することができる。
　具体的には、図１に示した映像表示装置のハロ判定部１０は、入力映像がハロの発生しやすい映像であるか否かを判定する場合に、入力映像の階調値の度数分布を生成し、入力映像の階調値が所定の階調値２０よりも大きい範囲において、度数が大きい上位２つの階調値２１、２２を抽出する。ここで、所定の階調値２０は、図２で説明した階調値２０に相当するものである。
　そして、補正レベル算出部１１は、ハロ判定部１０により、入力映像がハロの発生しやすい映像であると判定された場合に、入力映像階調値Ａ、Ｂを、２つの階調値２１、２２の値に設定する。
　また、ハロ判定部１０により、入力映像がハロの発生しやすい映像ではないと判定された場合、補正レベル算出部１１は、ＬＥＤの発光輝度の補正レベルの算出を行わないようにするため、例えば、入力映像階調値Ａ、Ｂとして負の値を設定したり、Ｂ＝Ａとしたり、若しくは、検出／未検出という情報をバックライト輝度調整部１２に出力する。
　なお、入力映像階調値Ａ、Ｂの設定方法はこれに限定されず、他の方法を用いることとしてもよい。例えば、前述のように、ハロ判定部１０は、入力映像において、輝度値が所定の範囲内にある画素を連結することにより複数の領域を検出し、各領域を代表する代表輝度値（例えば、最大輝度値や平均輝度値）を検出することとしてもよい。
　そして、ハロ判定部１０は、所定の階調値よりも大きい代表階調値のうち、最大の階調値と最小の階調値の差が所定値以上である場合に、入力映像がハロの発生しやすい映像であると判定し、その差が所定値未満である場合に、入力映像がハロの発生しやすい映像ではないと判定する。上記所定の階調値は、図１４における階調値２０に相当するものである。そして、ハロ判定部１０は、図１４で説明した入力映像階調値Ａ、Ｂをそれぞれ、上述した最小の階調値、最大の階調値に設定する。
　また、入力映像がハロの発生しやすい映像であると判定された場合、図１３の一点鎖線のグラフから二点鎖線のグラフにＬＥＤ発光輝度の決定用のグラフが切り替えられるが、補正レベル算出部１１は、入力映像階調値Ｂに対応するＬＥＤ発光輝度値の下げ幅Ｙを、例えば、入力映像階調値Ａに対応するＬＥＤ発光輝度値の上げ幅Ｘと、図１４に示した度数分布における入力映像階調値Ａ、Ｂの度数とから、以下の式１を用いて決定する。
　Ｙ＝Ｘ×（入力映像階調値Ａの度数）／（入力映像階調値Ｂの度数）×（調整係数）
・・・（式１）
　ただし、入力映像階調値Ａに対応するＬＥＤ発光輝度値が上げ幅Ｘだけ増加し、入力映像階調値Ｂに対応するＬＥＤ発光輝度値が下げ幅Ｙだけ減少した結果、図１３の二点鎖線において、入力映像階調値Ｂに対応するＬＥＤ発光輝度値が入力映像階調値Ａに対応するＬＥＤ発光輝度値よりも小さくなった場合は、入力映像階調値Ａに対応するＬＥＤ発光輝度値が、入力映像階調値Ｂに対応するＬＥＤ発光輝度値以下となるよう上げ幅Ｘが調整される。
　ここで、入力映像階調値Ａは、例えば、図２のグレーのパターン１の入力映像階調値に対応し、入力映像階調値Ｂは、図２の白のパターン２の入力映像階調値に対応する。ローカルディミングを行う際、図１２で説明したように、グレーのパターン１に対応する領域のＬＥＤの発光輝度を大きくするが、その領域から漏れた光の影響により白のパターン２に対応する領域の表示輝度も増加することになるため、白のパターン２に対応する領域のＬＥＤの発光輝度を小さくすることができる。すなわち、図１３に示したように、入力映像階調値ＢにおけるＬＥＤの発光輝度を一点鎖線のグラフの値よりも小さくすることができる。
　なお、上記式１において、入力映像階調値Ａの度数の代わりに、図１４に示した度数の分布を考慮して、入力映像階調値がＡ±α（αは、整数）の範囲に含まれる度数を用いることとしてもよい。また、入力映像階調値Ｂの度数の代わりに、入力映像階調値がＢ±β（βは、整数）の範囲に含まれる度数を用いることとしてもよい。
　また、入力映像階調値Ａに対応する領域におけるＬＥＤの発光輝度の増加が入力映像階調値Ｂに対応する領域の輝度に与える影響は、入力映像階調値Ａに対応する領域と入力映像階調値Ｂに対応する領域との間の距離に依存する。そのため、その距離の情報が得られる場合には、式１を用いて下げ幅Ｙを算出する代わりに、入力映像階調値Ｂに対応する領域の輝度の増加量を下げ幅Ｙとすることができる。
　上述した式１では、入力映像階調値Ａに対応する領域と入力映像階調値Ｂに対応する領域との間の距離について考慮していないため、式１における調整係数は、入力映像階調値Ｂに対応する領域において輝度が下がり過ぎることを防止するために用いられる。
　また、図１３に示す二点鎖線のグラフの形状は、図１４に示した度数分布が変化するのに応じて変更されるが、図７で説明したように、グラフ形状を段階的に変更することとしてもよい。
　同様に、入力映像がハロの発生しやすい映像でないものからハロの発生しやすい映像に切り替わったと判定された場合に、図１３に示す一点鎖線のグラフから二点鎖線のグラフにグラフの切り替えが発生し、入力映像がハロの発生しやすい映像からハロの発生しやすい映像でないものに切り替わったと判定された場合に、図１３に示す二点鎖線のグラフから一点鎖線のグラフにグラフの切り替えが発生するが、図８で説明したように、グラフ形状を段階的に変更することとしてもよい。これにより、グラフ形状の急激な変化によって生じる違和感を低減させることができる。
１…グレーのパターン、２…白のパターン、３…分割領域、４，５，９…ＬＥＤの発光輝度、６…バックライトの輝度分布、７…液晶パネルの出力階調値、８…黒のパターン、１０…ハロ判定部、１１…補正レベル算出部、１２…バックライト輝度調整部、１２ａ…第１の輝度調整部、１２ｂ…第２の輝度調整部、１３…バックライト制御部、１４…バックライト、１５…液晶階調調整部、１６…液晶制御部、１７…液晶パネル、２０～２２…階調値、３０…表示輝度（期待値）、３１…ＬＣＤ透過率（正面視）、３２…ＬＣＤ透過率（斜め視）、３３…表示輝度（斜め視）。

Claims (12)

  1. 　映像信号に応じた映像を表示する表示パネルと、該表示パネルを照明する光源としてＬＥＤを使用したバックライトとを有し、該バックライトを複数の領域に分割して得られる領域ごとに、前記ＬＥＤの発光輝度を、前記分割して得られた各領域に対応する映像領域の階調値と前記ＬＥＤの発光輝度との間の所定の関係に基づいて制御する映像表示装置であって、
    　前記映像の階調値が所定の条件を満たす場合に、前記映像領域の階調値の、前記所定の条件に基づいて決定される第１の範囲における前記ＬＥＤの発光輝度の変動範囲が、前記所定の関係に基づいて決定される該ＬＥＤの発光輝度の変動範囲よりも小さくなるよう該ＬＥＤの発光輝度を調整する第１の輝度調整部と、
    　前記第１の範囲よりも値が小さい第２の範囲において、前記第１の輝度調整部により調整された前記ＬＥＤの発光輝度の下限値よりも小さい発光輝度になるよう該ＬＥＤの発光輝度を調整する第２の輝度調整部と、
    　を備えることを特徴とする映像表示装置。
  2. 　前記所定の条件は、前記映像の階調値の度数分布を生成し、該映像の階調値が所定の階調値よりも大きい階調範囲において度数が大きい上位２つの階調値を抽出した場合に、前記階調範囲における階調値の度数の合計に対する前記上位２つの階調値の度数の合計の割合が、所定の割合よりも大きい条件であることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
  3. 　前記所定の割合は、前記映像の階調値が前記所定の条件を満たしていない状態で、該映像の階調値が該所定の条件を満たすか否かを判定する場合と、前記映像の階調値が前記所定の条件を満たしている状態で、該映像の階調値が該所定の条件を満たすか否かを判定する場合とで、異なる割合に設定されることを特徴とする請求項２に記載の映像表示装置。
  4. 　前記第１の輝度調整部は、複数のフレームの前記映像の階調値が、所定のフレーム数以上連続して前記所定の条件を満たす場合に、前記ＬＥＤの発光輝度を調整することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
  5. 　前記第１の輝度調整部は、前記第１の範囲内における前記ＬＥＤの発光輝度を、該第１の範囲の上限値において前記所定の関係に基づいて決定される該ＬＥＤの発光輝度よりも小さい発光輝度に調整することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の映像表示装置。
  6. 　前記第１の輝度調整部は、前記第１の範囲内における前記ＬＥＤの発光輝度を、該第１の範囲の上限値において前記所定の関係に基づいて決定される該ＬＥＤの発光輝度に調整することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の映像表示装置。
  7. 　前記第２の輝度調整部は、前記映像信号において所定の階調値よりも小さい階調値となる画素数の全画素数に対する割合が所定の割合よりも大きいことを検出した場合に、前記第２の範囲において、前記ＬＥＤの発光輝度を該検出前の発光輝度よりも小さくなるよう調整することを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の映像表示装置。
  8. 　前記映像表示装置の周囲照度を検出する照度検出部をさらに備え、前記第２の輝度調整部は、前記周囲照度が所定の値よりも小さいことが検出された場合に、前記第２の範囲において、前記ＬＥＤの発光輝度を該検出前の発光輝度よりも小さくなるよう調整することを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の映像表示装置。
  9. 　前記第１の輝度調整部は、映像表示モードの指定を受け付けた場合に、前記映像領域の階調値の第１の範囲における前記ＬＥＤの発光輝度の変動範囲が、前記所定の関係に基づいて決定される該ＬＥＤの発光輝度の変動範囲よりも小さくなるよう、前記映像表示モードの種類に応じて予め定められた関係を用いて該ＬＥＤの発光輝度を調整し、前記第２の輝度調整部は、前記第２の範囲において、前記第１の輝度調整部により調整された前記ＬＥＤの発光輝度の下限値よりも小さい発光輝度になるよう、前記映像表示モードの種類に応じて予め定められた関係を用いて該ＬＥＤの発光輝度を調整することを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の映像表示装置。
  10. 　前記第１の輝度調整部および／または前記第２の輝度調整部は、前記ＬＥＤの発光輝度を調整する場合に、該調整前の発光輝度から該調整後の発光輝度への変更を段階的に行うことを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載の映像表示装置。
  11. 　前記第１の輝度調整部は、第１の範囲よりも値が大きい第３の範囲において、前記ＬＥＤの発光輝度を、前記所定の関係に基づいて決定される該ＬＥＤの発光輝度よりも小さい発光輝度となるよう調整することを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の映像表示装置。
  12. 　前記第３の範囲における前記ＬＥＤの発光輝度の調整量は、前記第１の範囲の下限値における前記ＬＥＤの発光輝度の調整量、前記第１の範囲の下限値に対応する前記映像の階調値の度数、前記第１の範囲の上限値に対応する前記映像の階調値の度数に基づいて決定されることを特徴とする請求項１１に記載の映像表示装置。
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