WO2013153905A1 - 表示装置、表示装置の制御方法、テレビジョン受像機、制御プログラム、および記録媒体 - Google Patents

表示装置、表示装置の制御方法、テレビジョン受像機、制御プログラム、および記録媒体 Download PDF

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茂樹 谷口
晃 小池
嘉憲 河野
哲夫 池山
昌彦 瀧口
渡辺　美保子
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シャープ株式会社
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    • G09G2360/00—Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/16—Calculation or use of calculated indices related to luminance levels in display data

Definitions

  • the present invention relates to a display device capable of correcting the luminance of an image displayed on a display surface by local dimming control.
  • a display device equipped with a backlight (LED backlight) using a light emitting diode (hereinafter simply referred to as “LED” after the acronym of “Light Emitting Diode”) is widely spread. is doing. This is because the display device has an advantage that local deming control can be performed.
  • FIG. 4 shows an example of conventional local dimming control
  • (a) is a schematic diagram showing an example of dividing the backlight
  • (b) is a bar graph showing luminance values of LEDs corresponding to the regions A to H. It is.
  • the backlight is divided into a plurality of areas, and the light emission of the LED is performed for each area according to the maximum gradation value of the video signal corresponding to each area.
  • HDR High-Dynamic Range
  • the display device divides the backlight into eight regions A to H (numerical values indicate maximum gradation values in each region).
  • the display device capable of local dimming control performs HDR according to each divided area, such as suppressing LED light emission in a dark area on the screen and increasing LED light emission in a bright area on the screen. Can do. Thereby, the display device can reduce the power consumption of the backlight and improve the contrast of the display screen.
  • the display device since the image is dark in a region where the maximum gradation value of the signal is low (for example, region A or region D), the display device reduces the luminance of the LED. On the contrary, since the image is bright in the region where the maximum gradation value of the signal is high (for example, the region B or the region E), the display device increases the luminance of the LED.
  • Patent Document 1 describes an adjustment method for measuring the noise amount of a display image and keeping the noise amount of the display image constant from the measured noise amount.
  • noise may be conspicuously displayed in an image after applying HDR. That is, the higher the coding strength (the higher the image compression rate), the greater the noise included in the image. Therefore, if the brightness of the image is increased to improve contrast, the coding strength is increased. There is a problem in that noise included in a high-intensity region is particularly emphasized and displayed.
  • the adjustment method described in Patent Document 1 calculates the amount of noise included in the image from the image displayed on the display surface, and adjusts contrast and brightness from the calculation result, thereby adjusting the noise. Keep the amount constant. That is, the adjustment method described above is merely a technique for suppressing image fluctuation due to fluctuations in noise, and thus the above problem cannot be solved.
  • the portion other than the noise is also calculated as noise. For example, there is a new problem that a calculation error may increase.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to improve the contrast of an image while suppressing the occurrence of noise by performing local deming control in consideration of the strength of encoding. It is to provide a display device or the like that can be used.
  • a display device includes a backlight using a light-emitting diode as a light source for illuminating a display surface, which is divided into a plurality of regions, and the light-emitting diodes are divided into the divided regions.
  • a display device capable of correcting the luminance of an image to be displayed on the display surface by controlling the output of the image acquisition means, and acquiring means for acquiring a quantization code assigned to each of a plurality of blocks constituting the image;
  • a setting means for setting a correction coefficient for correcting the luminance of the image by comparing each quantization code acquired by the acquisition means with a predetermined threshold, and a correction coefficient set by the setting means.
  • a display device control method includes dividing a backlight using a light-emitting diode as a light source for illuminating a display surface into a plurality of regions.
  • a method of controlling a display device capable of correcting the luminance of an image displayed on the display surface by controlling the output of the light emitting diode for each of the plurality of blocks allocated to each of a plurality of blocks constituting the image An acquisition step of acquiring a quantization code, a setting step of setting a correction coefficient for correcting the luminance of the image by comparing each quantization code acquired in the acquisition step with a predetermined threshold, and the setting step And a display step of displaying the image in HDR correction using the correction coefficient set in.
  • the display device and the method for controlling the device have an effect of improving the contrast of an image while suppressing the occurrence of noise.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a main configuration of the television receiver 100.
  • the television receiver (display device) 100 divides a backlight 31 using a light emitting diode (LED) as a light source for illuminating the display surface 32 into a plurality of regions, and controls the output of the LED for each of the divided regions.
  • the display device can correct the luminance of the image displayed on the display surface 32. That is, the television receiver 100 is a display device capable of local dimming control.
  • the television receiver 100 is different from the conventional local deming control in the following points. That is, the television receiver 100 acquires (1) a quantization code 1 assigned to each of a plurality of blocks constituting an image. (2) By comparing each quantization code with a predetermined threshold value, a correction coefficient 2 for correcting the luminance of the image is set, and (3) the image is displayed in HDR correction using the correction coefficient. .
  • the image is encoded according to a predetermined method. For example, the image is divided into a plurality of blocks, and each divided block is encoded.
  • Quantization code 1 is a parameter indicating the intensity of encoding (roughness of quantization).
  • the quantization code 1 is determined for each block, for example, and is assigned to each pixel included in each block.
  • the television receiver 100 can estimate the amount of noise by acquiring the quantization code 1.
  • the television receiver 100 can display not only a still image but also an image encoded according to an encoding standard such as MPEG-2 (Moving Picture Experts Group Phase 2). That is, when the television receiver 100 displays an image, it should be noted that the “image” represents each frame constituting the image.
  • MPEG-2 Motion Picture Experts Group Phase 2
  • FIG. 2 is a table and a graph showing the basic operation of the television receiver 100.
  • FIG. 2A is a table showing the correspondence between the ratio of the number of pixels having the quantization code 1 exceeding the threshold value and the correction coefficient 2 to the number of all pixels of the image.
  • 2B is a graph showing an example of the distribution of the quantized code 1 when the ratio is 18%, and
  • FIG. 2C is a graph when the ratio is 70%.
  • 5 is a graph showing an example of a distribution of quantization code 1.
  • the television receiver 100 calculates the ratio of the number of pixels having a quantization code 1 exceeding the threshold to the number of all pixels of the image, and the correction coefficient 2. It is associated. Note that the larger the ratio (the larger the quantization code 1 is as a whole), the smaller the correction coefficient 2 (the ratio and the correction coefficient 2 are inversely proportional).
  • the above ratio is divided in 20% increments, and the ratio included in each divided section is associated with the correction coefficient 2.
  • the above association is an example, and the present invention is not limited to this.
  • the ratio may be divided in 5% increments, and the ratio included in each divided section may be associated with the correction coefficient 2, or both may be associated with each other by a function of the correction coefficient 2 for the ratio.
  • the television receiver 100 sets the correction coefficient 2 to 1.8 (in FIG. 2A). (See the second column, “0 to less than 20”).
  • the television receiver 100 sets the correction coefficient 2 to 1.2 (in FIG. 2 (a)). (Refer to the second column “60 to less than 80”).
  • the television receiver 100 performs local deming control using the set correction coefficient 2. That is, the television receiver 100 calculates the corrected luminance for each divided region by multiplying the luminance of the image by the correction coefficient 2, and displays the image. Therefore, the larger the noise included in the image (the larger the quantization code 1 is as a whole), the smaller the effect of HDR with correction according to the correction coefficient 2.
  • the television receiver 100 can suppress the effect of HDR when the image contains a lot of noise, the problem that the noise is conspicuously displayed can be avoided.
  • the configuration of the television receiver 100 will be described with reference to FIG. Note that, from the viewpoint of ensuring the simplicity of the description, portions not directly related to the present embodiment are omitted from the description of the configuration and the block diagram. However, the television receiver 100 may include the omitted configuration in accordance with the actual situation.
  • the decoding unit 20 decodes the input video stream 4 and outputs the video signal 5 and the decoding information 3 included in the decoded video stream 4 to the display control unit 13 and the quantization code acquisition unit 11, respectively.
  • the video stream 4 is video data encoded in accordance with an encoding standard typified by MPEG-2 or the like.
  • the video stream 4 is separated from a broadcast signal received from a broadcast station or an external device (for example, a DVD player). Etc.) can be obtained by inputting a signal from the above.
  • the decode information 3 is information obtained by decoding the video stream 4 and includes at least the quantization code 1.
  • the control unit 10 controls the various functions of the television receiver 100 in an integrated manner. Each function of the control unit 10 may be realized by a CPU (Central Processing Unit) executing a program stored in a storage element such as a RAM (Random Access Memory) or a flash memory.
  • the control unit 10 includes a quantization code acquisition unit 11, a correction coefficient setting unit 12, and a display control unit 13.
  • the quantization code acquisition unit (acquisition means) 11 acquires the quantization code 1 assigned to each of a plurality of blocks constituting the image. Specifically, the quantization code acquisition unit 11 extracts the quantization code 1 from the decoding information 3 input from the decoding unit 20 and outputs this to the correction coefficient setting unit 12.
  • the correction coefficient setting unit (setting unit) 12 sets the correction coefficient 2 for correcting the luminance of the image by comparing each quantization code acquired by the quantization code acquisition unit 11 with a predetermined threshold value.
  • the correction coefficient setting unit 12 when the quantization code 1 is input from the quantization code acquisition unit 11, the correction coefficient setting unit 12 has a quantization code 1 that exceeds a predetermined threshold with respect to the number of all pixels of the image.
  • a correction coefficient 2 is set according to the ratio of the number of pixels (see (a) of FIG. 2).
  • the correction coefficient setting unit 12 outputs the set correction coefficient 2 to the display control unit 13.
  • the display control unit (display unit) 13 performs HDR correction display of the image using the correction coefficient 2. Specifically, the display control unit 13 divides the video signal 5 input from the decoding unit 20 into predetermined areas, and extracts the maximum gradation value of the video signal 5 for each divided area. However, instead of the maximum gradation value, the display control unit 13 may extract another statistic such as, for example, the gradation average value of the video signal 5 in the divided area.
  • the display control unit 13 performs power limit control on the extracted data of the maximum gradation value, and generates control information 6 for controlling lighting of each LED of the backlight 31. Then, the display control unit 13 outputs the control information 6 and the display data 7 to the display unit 30.
  • the display data 7 is data representing the image according to a format that can be displayed on the display unit 30.
  • the display unit 30 is a device that adjusts the output of the backlight 31 according to the control information 6 input from the display control unit 13 and displays the display data 7 on the display surface 32.
  • a liquid crystal display LCD
  • the type of hardware is sufficient. Is not limited.
  • a driver that drives a display element such as a plasma display (PDP) or EL (Electroluminescence) display and the control information 6 and display data 7 input from the display control unit 13
  • the display unit 30 can be configured with a device including a circuit.
  • the backlight 31 is an illumination device that uses an LED as a light source for illuminating the display surface 32.
  • the brightness of the LED of the backlight 31 is controlled according to the control information 6 by PWM (Pulse Width Modulation) control, current control, or a combination thereof.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the display surface 32 is a panel that displays an image.
  • the display unit 30 is configured by a liquid crystal display
  • the display surface 32 is configured by a liquid crystal panel.
  • the power limit control performed by the display control unit 13 is a range in which the total amount of drive current of the LEDs that are lit in each region (power for lighting the LEDs) does not exceed the total amount of drive current when all the LEDs are lit.
  • the television receiver 100 sets the correction coefficient 2 to be smaller as it is estimated that the amount of noise included in the image is larger, the luminance of the backlight 31 is decreased with respect to a region with a large amount of noise. Can be corrected as follows. Therefore, the television receiver 100 can improve the contrast while suppressing the expression of noise.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of processing executed by the television receiver 100.
  • parenthesized “ ⁇ step” represents each step of the control method.
  • the decoding unit 20 decodes the image (step 1: abbreviated as S1).
  • the quantization code acquisition unit 11 acquires the quantization code 1 of the image (S2, acquisition step), and the correction coefficient setting unit 12 sets the correction coefficient 2 according to the quantization code (S3, Setting step).
  • the display control unit 13 calculates the corrected luminance (S4), and displays the image based on the calculated corrected luminance (S5, a display step in which the image is displayed in HDR correction using the correction coefficient 2).
  • the television receiver 100 can improve the contrast of an image while suppressing the occurrence of noise.
  • a display device (television receiver 100) according to aspect 1 of the present invention includes: (1) The brightness of an image displayed on the display surface by dividing a backlight using a light-emitting diode as a light source for illuminating the display surface into a plurality of regions and controlling the output of the light-emitting diode for each of the divided regions.
  • a display device capable of correcting (2) An acquisition unit that acquires a quantization code assigned to each of a plurality of blocks constituting the image; (3) setting means for setting a correction coefficient for correcting the luminance of the image by comparing each quantization code acquired by the acquisition means with a predetermined threshold; (4) display means for performing HDR correction display of the image using the correction coefficient set by the setting means;
  • control method of the display device includes: (1) The brightness of an image displayed on the display surface by dividing a backlight using a light-emitting diode as a light source for illuminating the display surface into a plurality of regions and controlling the output of the light-emitting diode for each of the divided regions.
  • a display device control method capable of correcting (2) An acquisition step (S2) for acquiring a quantization code assigned to each of a plurality of blocks constituting the image; (3) a setting step (S3) for setting a correction coefficient for correcting the luminance of the image by comparing each quantization code acquired in the acquisition step with a predetermined threshold; (4) A display step (S5) of displaying the image in HDR correction using the correction coefficient set in the setting step is included.
  • the display device and the control method of the device according to the present invention acquire a quantization code assigned to each of a plurality of blocks constituting an image. Then, the display device or the like sets a correction coefficient for correcting the luminance of the image by comparing each acquired quantization code with a predetermined threshold value, and displays the image in HDR correction using the correction coefficient.
  • the above quantization code is a parameter indicating the strength of encoding. Since the coding intensity is higher as the value of the quantization code is larger, the noise included in the image tends to increase. That is, the display device and the control method of the device of the present invention estimate the amount of noise included in the image by acquiring the quantization code.
  • the display device and the like do not calculate the amount of noise from the difference before and after the noise is removed, so the amount of noise estimated as the actual amount of noise. And error can be reduced.
  • the correction coefficient can be set according to the amount of noise calculated as described above. For example, the correction coefficient can be set so that the effect of HDR becomes smaller as the amount of noise increases, and the correction coefficient can be set so that the effect of HDR increases as the amount of noise decreases.
  • the display device of the present invention and the control method for the device can improve the contrast of the image while suppressing the occurrence of noise.
  • the setting unit may set the correction coefficient in accordance with a ratio of the number of pixels having a quantization code exceeding the predetermined threshold to the number of all pixels of the image.
  • the display device sets the correction coefficient according to the ratio of the number of pixels having a quantization code exceeding the threshold to the total number of pixels of the image. For example, the display device sets the correction coefficient so that the ratio and the correction coefficient are inversely proportional.
  • the display device of the present invention can set the correction coefficient so that the effect of HDR becomes smaller as the amount of noise increases, and can set the correction coefficient so that the effect of HDR becomes larger as the amount of noise becomes smaller. Therefore, the display device can improve the contrast of an image while suppressing the occurrence of noise.
  • the display unit may calculate the corrected luminance by multiplying the luminance of the image by the correction coefficient set by the setting unit, and display the image.
  • the display device calculates the corrected luminance by multiplying the luminance of the image by the correction coefficient, and displays the image.
  • the display device of the present invention reduces the HDR effect as the noise amount of the image increases, and decreases as the noise amount decreases.
  • the effect of HDR can be increased.
  • a television receiver includes: (1) The display device according to any one of the first to third aspects may be provided.
  • the television receiver can improve the contrast of the image while suppressing the occurrence of noise in the video of the television program.
  • the display device may be realized by a computer.
  • a control program that causes the display device to be realized by the computer by operating the computer as each unit of the display device and a computer-readable recording medium that records the control program also fall within the scope of the present invention.
  • each block (especially the control unit 10) of the television receiver 100 may be realized by hardware by a logic circuit formed on an integrated circuit (IC chip), or may be realized by software using a CPU. It may be realized.
  • the television receiver 100 stores a CPU that executes instructions of a program that realizes each function, a ROM (Read Memory) that stores the program, a RAM that expands the program, the program, and various data. And a storage device (recording medium) such as a memory.
  • An object of the present invention is a recording medium in which program codes (execution format program, intermediate code program, source program) of a control program for the television receiver 100, which is software for realizing the functions described above, are recorded so as to be readable by a computer. Can also be achieved by reading the program code recorded on the recording medium and executing it by the computer (or CPU or MPU).
  • Examples of the recording medium include tapes such as magnetic tapes and cassette tapes, magnetic disks such as floppy (registered trademark) disks / hard disks, and disks including optical disks such as CD-ROM / MO / MD / DVD / CD-R.
  • IC cards including memory cards) / optical cards, semiconductor memories such as mask ROM / EPROM / EEPROM (registered trademark) / flash ROM, or PLD (Programmable logic device) and FPGA (Field Programmable Gate Logic circuits such as (Array) can be used.
  • the television receiver 100 may be configured to be connectable to a communication network, and the program code may be supplied via the communication network.
  • the communication network is not particularly limited as long as it can transmit the program code.
  • the Internet intranet, extranet, LAN, ISDN, VAN, CATV communication network, virtual private network (Virtual Private Network), telephone line network, mobile communication network, satellite communication network, etc. can be used.
  • the transmission medium constituting the communication network may be any medium that can transmit the program code, and is not limited to a specific configuration or type.
  • wired lines such as IEEE 1394, USB, power line carrier, cable TV line, telephone line, ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) line, infrared rays such as IrDA and remote control, Bluetooth (registered trademark), IEEE 802.11 wireless, HDR ( It can also be used by wireless such as High Data Rate, NFC (Near Field Communication), DLNA (Digital Living Network Alliance), mobile phone network, satellite line, terrestrial digital network.
  • the present invention can also be realized in the form of a computer data signal embedded in a carrier wave in which the program code is embodied by electronic transmission.
  • the means does not necessarily mean a physical means, and includes the case where the function of each means is realized by software. Further, the function of one means may be realized by two or more physical means, and the function of two or more means may be realized by one physical means.
  • the present invention can be applied to a television receiver, a personal computer, a tablet terminal, a smartphone, or other electronic devices.
  • Quantization code Quantization code
  • Correction coefficient Correction coefficient
  • Quantization code acquisition unit acquisition means
  • Correction coefficient setting unit setting means
  • Display control unit display means
  • Backlight Backlight
  • Display surface Display surface
  • Television receiver display device

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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)

Abstract

　テレビジョン受像機（１００）は、画像を構成する複数のブロックの各々に割り付けられた量子化コード（１）を取得する量子化コード取得部（１１）と、各量子化コードと閾値とを比較することにより、画像の輝度を補正する補正係数（２）を設定する補正係数設定部（１２）と、当該補正係数を用いて、画像をＨＤＲ補正表示する表示制御部（１３）とを備えた。

Description

表示装置、表示装置の制御方法、テレビジョン受像機、制御プログラム、および記録媒体
　本発明は、ローカルデミング制御によって、表示面に表示させる画像の輝度を補正可能な表示装置等に関するものである。
　表示面を照明する光源として、発光ダイオード（以下「Light Emitting Diode」の頭文字をとって、単に「ＬＥＤ」と称する）を用いたバックライト（ＬＥＤバックライト）を備えた表示装置が、広く普及している。当該表示装置は、ローカルデミング制御を行うことができるという利点を有するからである。
　図４に基づいて、従来のローカルデミング制御を説明する。図４は、従来のローカルデミング制御の一例を示し、（ａ）はバックライトを分割する一例を示した模式図であり、（ｂ）は領域Ａ～Ｈに対応するＬＥＤの輝度値を示す棒グラフである。
　図４の（ａ）に示すように、ローカルデミング制御は、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信号の最大階調値に応じて、当該領域ごとにＬＥＤの発光を制御する（ハイダイナミックレンジ（High Dynamic Range；ＨＤＲ）合成を行う）技術である。図４の（ａ）に示す例では、表示装置はバックライトを８つの領域Ａ～Ｈに分割している（数値は各領域における最大階調値を示す）。
　すなわち、上記ローカルデミング制御が可能な表示装置は、画面内の暗い領域ではＬＥＤの発光を抑え、画面内の明るい領域ではＬＥＤの発光を強めるなど、分割したそれぞれの領域に応じてＨＤＲを行うことができる。これにより、当該表示装置は、バックライトの消費電力を低減するとともに、表示画面のコントラストを向上させることができる。
　例えば、図４の（ｂ）に示すように、信号の最大階調値が低い領域（例えば、領域Ａや領域Ｄ）では画像が暗いため、表示装置はＬＥＤの輝度を低下させる。逆に、信号の最大階調値が高い領域（例えば、領域Ｂや領域Ｅ）では画像が明るいため、表示装置はＬＥＤの輝度を高くする。
　一方で、コントラストを調整する際に画像のノイズを低減する技術が開発されている。例えば、下記の特許文献１には、表示画像のノイズ量を計測するとともに、その計測したノイズ量から表示画像のノイズ量を一定に保つ調整方法が記載されている。
日本国公開特許公報「特開２００９－１８１８６３号公報（２００９年８月１３日公開）」
　従来のローカルデミング制御は、各領域における符号化の強度（量子化の粗さ）を考慮していないため、ＨＤＲを適用した後の画像において、ノイズが目立って表示される場合がある。すなわち、符号化の強度が高い（画像の圧縮率が大きい）ほど、当該画像に含まれるノイズが大きくなる傾向があるため、コントラストを向上させるために当該画像の輝度を高くすると、符号化の強度が高い領域に含まれるノイズが、特に強調されて表示されるという問題がある。
　ここで、上記の特許文献１に記載の調整方法は、表示面に表示する画像から当該画像に含まれるノイズの量を算出し、その算出結果からコントラストとブライトネスとを調整することで、当該ノイズ量を一定にする。すなわち、上記調整方法は、ノイズが変動することよる画像のふらつきを抑える技術に過ぎないため、上記問題を解決できない。
　また、上記調整方法は、ノイズを除去するためのフィルタによってノイズが除去される前後の画像の差分から、当該画像に含まれるノイズの量を算出しているため、ノイズ以外の部分もノイズと算出されるなど、算出の誤差が大きくなるおそれがあるという新たな問題も発生する。
　本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、符号化の強度を考慮してローカルデミング制御を行うことにより、ノイズの発現を抑制しながら画像のコントラストを向上させることが可能な表示装置等を提供することである。
　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る表示装置は、表示面を照明する光源として発光ダイオードを用いたバックライトを複数の領域に分割し、分割した領域ごとに前記発光ダイオードの出力を制御することによって、前記表示面に表示させる画像の輝度を補正可能な表示装置であって、前記画像を構成する複数のブロックの各々に割り付けられた量子化コードを取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された各量子化コードと所定の閾値とを比較することにより、前記画像の輝度を補正する補正係数を設定する設定手段と、前記設定手段によって設定された補正係数を用いて、前記画像をＨＤＲ補正表示する表示手段とを備えている。
　また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る表示装置の制御方法は、表示面を照明する光源として発光ダイオードを用いたバックライトを複数の領域に分割し、分割した領域ごとに前記発光ダイオードの出力を制御することによって、前記表示面に表示させる画像の輝度を補正可能な表示装置の制御方法であって、前記画像を構成する複数のブロックの各々に割り付けられた量子化コードを取得する取得ステップと、前記取得ステップにおいて取得された各量子化コードと所定の閾値とを比較することにより、前記画像の輝度を補正する補正係数を設定する設定ステップと、前記設定ステップにおいて設定された補正係数を用いて、前記画像をＨＤＲ補正表示する表示ステップとを含んでいる。
　本発明の一態様によれば、表示装置および当該装置の制御方法は、ノイズの発現を抑制しながら画像のコントラストを向上させることができるという効果を奏する。
本発明の一実施の形態に係るテレビジョン受像機の要部構成を示すブロック図である。 上記テレビジョン受像機の基本的な動作を示した表およびグラフであり、（ａ）は、画像のすべてのピクセルの数に対する、上記閾値を上回った量子化コードを持つピクセルの数の割合と、補正係数の対応を示す表であり、（ｂ）は、当該割合が１８％の場合に、量子化コードの分布の一例を表すグラフであり、（ｃ）は、当該割合が７０％の場合に、量子化コードの分布の一例を表すグラフである。 上記テレビジョン受像機が実行する処理の一例を示すフローチャートである。 従来のローカルデミング制御の一例を示し、（ａ）はバックライトを分割する一例を示した模式図であり、（ｂ）は領域Ａ～Ｈに対応するＬＥＤの輝度値を示す棒グラフである。
　図１～図３に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
　〔テレビジョン受像機１００の概要〕
　図１に基づいて、テレビジョン受像機１００の概略を説明する。図１は、テレビジョン受像機１００の要部構成を示すブロック図である。
　テレビジョン受像機（表示装置）１００は、表示面３２を照明する光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いたバックライト３１を複数の領域に分割し、分割した領域ごとにＬＥＤの出力を制御することによって、表示面３２に表示させる画像の輝度を補正可能な表示装置である。すなわち、テレビジョン受像機１００は、ローカルデミング制御が可能な表示装置である。
　ただし、テレビジョン受像機１００は、以下の点で従来のローカルデミング制御とは異なる。すなわち、テレビジョン受像機１００は、（１）画像を構成する複数のブロックの各々に割り付けられた量子化コード１を取得する。そして、（２）各量子化コードと所定の閾値とを比較することにより、前記画像の輝度を補正する補正係数２を設定し、（３）当該補正係数を用いて当該画像をＨＤＲ補正表示する。
　上記画像は、所定の方式にしたがって符号化されている。例えば、画像は複数のブロックに分割され、分割されたブロックごとに符号化されている。
　量子化コード１は、上記符号化の強度（量子化の粗さ）を示すパラメータである。量子化コード１は、例えばブロックごとに決定され、各ブロックに含まれる各ピクセルに割り付けられる。量子化コード１の値が大きいほど符号化の強度が高い（画像の圧縮率が大きい）ため、当該画像に含まれるノイズが大きくなる（画質が劣化する）傾向がある。言い換えれば、量子化コード１とノイズの量とには相関があるため、テレビジョン受像機１００は、量子化コード１を取得することによってノイズの量を推定できる。
　なお、テレビジョン受像機１００は、静止画だけでなく、例えばＭＰＥＧ－２（Moving Picture Experts Group phase 2）などの符号化規格にしたがって符号化された映像も表示可能である。すなわち、テレビジョン受像機１００が映像を表示する場合、上記「画像」は、映像を構成する各フレームを表すことに注意する。
　図２に基づいて、テレビジョン受像機１００の基本的な動作を説明する。図２は、テレビジョン受像機１００の基本的な動作を示した表およびグラフである。図２の（ａ）は、画像のすべてのピクセルの数に対する、上記閾値を上回った量子化コード１を持つピクセルの数の割合と、補正係数２の対応を示す表である。また、図２の（ｂ）は、上記割合が１８％の場合に、量子化コード１の分布の一例を表すグラフであり、図２の（ｃ）は、上記割合が７０％の場合に、量子化コード１の分布の一例を表すグラフである。
　図２の（ａ）に示すように、テレビジョン受像機１００は、画像のすべてのピクセルの数に対する、上記閾値を上回った量子化コード１を持つピクセルの数の割合と、補正係数２とを対応づけている。上記割合が大きいほど（量子化コード１が全体的に大きいほど）、補正係数２は小さくなる（上記割合と補正係数２とが反比例する）ことに注意する。
　図２の（ａ）に示すように、本実施の形態では、上記割合を２０％刻みで区切り、区切られた各区間に含まれる割合と補正係数２とを対応付けている。しかし、上記対応付けは一例であって、これに限定されない。例えば、上記割合を５％刻みで区切り、区切られた各区間に含まれる割合と補正係数２とを対応付けてもよいし、上記割合に対する補正係数２の関数によって両者を対応付けてもよい。
　図２の（ｂ）に示すように、例えば上記割合が０％以上～２０％未満である場合、テレビジョン受像機１００は補正係数２を１．８と設定する（図２の（ａ）の２列目「０～２０未満」の列を参照）。
　図２の（ｃ）に示すように、例えば上記割合が６０％以上～８０％未満である場合、テレビジョン受像機１００は補正係数２を１．２と設定する（図２の（ａ）の２列目「６０～８０未満」の列を参照）。
　そして、テレビジョン受像機１００は、設定した補正係数２を用いてローカルデミング制御を行う。すなわち、テレビジョン受像機１００は、補正係数２を画像の輝度に乗じることによって分割した領域ごとに補正後の輝度を算出し、当該画像を表示する。したがって、画像に含まれるノイズが大きいほど（量子化コード１が全体的に大きいほど）、補正係数２にしたがう補正を伴ったＨＤＲの効果は小さくなる。
　すなわち、テレビジョン受像機１００は、画像にノイズが多く含まれる場合はＨＤＲの効果を抑制できるため、ノイズが目立って表示される問題を回避できる。
　〔テレビジョン受像機１００の構成〕
　図１に基づいて、テレビジョン受像機１００の構成を説明する。なお、記載の簡潔性を担保する観点から、本実施の形態に直接関係のない部分は構成の説明およびブロック図から省略した。ただし、実施の実情に則して、テレビジョン受像機１００は当該省略した構成を含んでもよい。
　以下、復号部２０、制御部１０（量子化コード取得部１１、補正係数設定部１２、表示制御部１３）、表示部３０（バックライト３１、表示面３２）の順序で各構成が担う機能を説明する。
　復号部２０は、入力された映像ストリーム４を復号し、復号後の映像ストリーム４に含まれる映像信号５およびデコード情報３を、表示制御部１３および量子化コード取得部１１にそれぞれ出力する。
　なお、映像ストリーム４は、ＭＰＥＧ－２などに代表される符号化規格にしたがって符号化された映像データであり、例えば放送局から受信した放送信号から分離することによって、あるいは外部機器（例えばＤＶＤプレイヤーなど）から信号が入力されることによって取得できる。また、デコード情報３は、映像ストリーム４を復号することによって得られる情報であり、量子化コード１を少なくとも含む。
　制御部１０は、テレビジョン受像機１００の各種機能を統括的に制御するものである。なお、制御部１０の各機能は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やフラッシュメモリなどの記憶素子に記憶されたプログラムを、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が実行することによって実現されてもよい。制御部１０は、量子化コード取得部１１、補正係数設定部１２、および表示制御部１３を含む。
　量子化コード取得部（取得手段）１１は、画像を構成する複数のブロックの各々に割り付けられた量子化コード１を取得する。具体的には、量子化コード取得部１１は復号部２０から入力されたデコード情報３から量子化コード１を抽出し、これを補正係数設定部１２に出力する。
　補正係数設定部（設定手段）１２は、量子化コード取得部１１によって取得された各量子化コードと所定の閾値とを比較することにより、画像の輝度を補正する補正係数２を設定する。
　具体的には、補正係数設定部１２は、量子化コード取得部１１から量子化コード１が入力されると、画像のすべてのピクセルの数に対する、所定の閾値を上回った量子化コード１を持つピクセルの数の割合に応じて、補正係数２を設定する（図２の（ａ）参照）。補正係数設定部１２は、設定した補正係数２を表示制御部１３に出力する。
　表示制御部（表示手段）１３は、補正係数２を用いて、画像をＨＤＲ補正表示する。具体的には、表示制御部１３は、復号部２０から入力された映像信号５を所定の領域に分割し、分割した領域ごとに映像信号５の最大階調値を抽出する。ただし、表示制御部１３は最大階調値に代えて、例えば分割した領域内の映像信号５の階調平均値などの他の統計量を抽出してもよい。
　次に、表示制御部１３は、抽出した最大階調値のデータに対して電力リミット制御を行い、バックライト３１の各ＬＥＤの点灯を制御する制御情報６を生成する。そして、表示制御部１３は、制御情報６および表示用データ７を、表示部３０に出力する。なお、表示用データ７は、表示部３０で表示可能な形式にしたがう、上記画像を表すデータである。
　表示部３０は、表示制御部１３から入力される制御情報６にしたがってバックライト３１の出力を調整し、表示用データ７を表示面３２に表示する装置である。本実施の形態では主に液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display；ＬＣＤ）を想定しているが、ローカルデミング制御が可能な表示機能を有する装置（特に、フラットパネルディスプレイ）でありさえすればハードウェアの種類は限定されない。
　例えば、プラズマディスプレイ（Plasma Display Panel；ＰＤＰ）やＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイなどの表示素子と、表示制御部１３から入力された制御情報６および表示用データ７に基づいて、当該表示素子を駆動するドライバ回路とを備える装置等で、表示部３０を構成できる。
　バックライト３１は、表示面３２を照明する光源としてＬＥＤを用いた照明用の機器である。バックライト３１のＬＥＤの輝度は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御、電流制御、またはこれらの組み合わせにより、制御情報６にしたがって制御される。
　表示面３２は、画像を表示するパネルである。表示部３０が液晶ディスプレイで構成される場合、表示面３２は液晶パネルで構成される。
　〔輝度を補正する処理〕
　表示制御部１３が行う電力リミット制御は、各領域で点灯するＬＥＤの駆動電流の総量（ＬＥＤを点灯するための電力）がすべてのＬＥＤを点灯したときの駆動電流の総量を超えない範囲で、ＬＥＤの発光輝度を一定倍率で補正する制御をいう。すなわち、表示制御部１３は、領域ごとに定めたＬＥＤの発光輝度に補正係数２（一定倍率）を乗じて輝度を補正する。
　前述したように、テレビジョン受像機１００は、画像に含まれるノイズの量が多いと推定するほど補正係数２を小さく設定するため、ノイズ量の多い領域に対してバックライト３１の輝度を小さくするように補正できる。したがって、テレビジョン受像機１００は、ノイズの発現を抑制しながらコントラストを向上させることができる。
　〔テレビジョン受像機１００が実行する処理〕
　図３に基づいて、テレビジョン受像機１００が実行する処理の流れを説明する。図３は、テレビジョン受像機１００が実行する処理の一例を示すフローチャートである。なお、以下の説明において、カッコ書きの「～ステップ」は制御方法の各ステップを表す。
　復号部２０が画像を復号する（ステップ１：Ｓ１のように略記する）。次に、量子化コード取得部１１が、当該画像の量子化コード１を取得し（Ｓ２、取得ステップ）、補正係数設定部１２が当該量子化コードにしたがって、補正係数２を設定する（Ｓ３、設定ステップ）。そして、表示制御部１３が補正後の輝度を算出し（Ｓ４）、算出した補正後の輝度によって画像を表示する（Ｓ５、補正係数２を用いて画像をＨＤＲ補正表示する、表示ステップ）。
　〔テレビジョン受像機１００が奏する効果〕
　テレビジョン受像機１００は、ノイズの発現を抑制しながら画像のコントラストを向上させることができる。
　〔まとめ〕
　本発明の態様１に係る表示装置（テレビジョン受像機１００）は、
（１）表示面を照明する光源として発光ダイオードを用いたバックライトを複数の領域に分割し、分割した領域ごとに前記発光ダイオードの出力を制御することによって、前記表示面に表示させる画像の輝度を補正可能な表示装置であって、
（２）前記画像を構成する複数のブロックの各々に割り付けられた量子化コードを取得する取得手段と、
（３）前記取得手段によって取得された各量子化コードと所定の閾値とを比較することにより、前記画像の輝度を補正する補正係数を設定する設定手段と、
（４）前記設定手段によって設定された補正係数を用いて、前記画像をＨＤＲ補正表示する表示手段とを備えている。
　また、本発明の態様１に係る表示装置の制御方法は、
（１）表示面を照明する光源として発光ダイオードを用いたバックライトを複数の領域に分割し、分割した領域ごとに前記発光ダイオードの出力を制御することによって、前記表示面に表示させる画像の輝度を補正可能な表示装置の制御方法であって、
（２）前記画像を構成する複数のブロックの各々に割り付けられた量子化コードを取得する取得ステップ（Ｓ２）と、
（３）前記取得ステップにおいて取得された各量子化コードと所定の閾値とを比較することにより、前記画像の輝度を補正する補正係数を設定する設定ステップ（Ｓ３）と、
（４）前記設定ステップにおいて設定された補正係数を用いて、前記画像をＨＤＲ補正表示する表示ステップ（Ｓ５）とを含んでいる。
　上記の構成によれば、本発明の表示装置および当該装置の制御方法は、画像を構成する複数のブロックの各々に割り付けられた量子化コードを取得する。そして、上記表示装置等は、取得した各量子化コードと所定の閾値とを比較することにより、画像の輝度を補正する補正係数を設定し、当該補正係数を用いて画像をＨＤＲ補正表示する。
　上記量子化コードは符号化の強度を示すパラメータである。量子化コードの値が大きいほど符号化の強度が高いため、当該画像に含まれるノイズが大きくなる傾向がある。すなわち、本発明の表示装置および当該装置の制御方法は、量子化コードを取得することにより画像に含まれるノイズの量を推定する。
　ここで、上記表示装置等は、上記の特許文献１に記載の従来方法と異なり、ノイズが除去される前後の差分からノイズの量を算出しないため、実際のノイズの量と推定したノイズの量との誤差を小さくできる。
　また、上記補正係数は、上記のように計算したノイズの量にしたがって設定できる。例えば、当該ノイズの量が大きいほどＨＤＲの効果が小さくなるように補正係数を設定し、当該ノイズの量が小さいほどＨＤＲの効果が大きくなるように補正係数を設定できる。
　したがって、本発明の表示装置および当該装置の制御方法は、ノイズの発現を抑制しながら画像のコントラストを向上させることができる。
　また、本発明の態様２に係る表示装置では、上記態様１において、
（１）前記設定手段は、前記画像のすべてのピクセルの数に対する前記所定の閾値を上回った量子化コードを持つピクセルの数の割合に応じて、前記補正係数を設定してよい。
　上記の構成によれば、上記表示装置は、画像の全ピクセル数に対する、閾値を上回った量子化コードを持つピクセル数の割合に応じて、補正係数を設定する。例えば、上記表示装置は、上記割合と補正係数とが反比例するように、当該補正係数を設定する。
　これにより、本発明の表示装置は、例えばノイズ量が大きいほどＨＤＲの効果が小さくなるように補正係数を設定し、ノイズ量が小さいほどＨＤＲの効果が大きくなるように補正係数を設定できる。したがって、上記表示装置は、ノイズの発現を抑制しながら画像のコントラストを向上させることができる。
　また、本発明の態様３に係る表示装置では、上記態様１または態様２において、
（１）前記表示手段は、前記設定手段によって設定された補正係数を、前記画像の輝度に乗じることによって前記補正後の輝度を算出し、当該画像を表示してよい。
　上記の構成によれば、上記表示装置は、補正係数を画像の輝度に乗じることによって補正後の輝度を算出し、当該画像を表示する。
　したがって、本発明の表示装置は、例えば上記割合と補正係数とが反比例するように当該補正係数が設定されていた場合、画像のノイズ量が大きいほどＨＤＲの効果を小さくし、ノイズ量が小さいほどＨＤＲの効果を大きくすることができる。
　また、本発明の一態様に係るテレビジョン受像機は、
（１）上記態様１から態様３のいずれか１つの態様における表示装置を備えてよい。
　したがって、上記テレビジョン受像機は、テレビジョン番組の映像において、ノイズの発現を抑制しながら画像のコントラストを向上させることができる。
　なお、上記表示装置はコンピュータによって実現してもよい。この場合には、コンピュータを上記表示装置の各手段として動作させることにより、上記表示装置をコンピュータで実現させる制御プログラム、およびこれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明の範疇に入る。
　〔各実施の形態に含まれる構成（技術的手段）の組み合わせについて〕
　上述した実施の形態に含まれる構成は、適宜組み合わせられることに注意する。すなわち、上記の実施の形態で説明したすべての構成は、当該説明に係る実施の形態のみならず、他の実施の形態においても当該構成の全部または一部を組み合わせて利用でき、それによって得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　〔ソフトウェアによる実現例〕
　最後に、テレビジョン受像機１００の各ブロック（特に制御部１０）は、集積回路（ＩＣチップ）上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよいし、ＣＰＵを用いてソフトウェア的に実現してもよい。
　後者の場合、テレビジョン受像機１００は、各機能を実現するプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアであるテレビジョン受像機１００の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、テレビジョン受像機１００に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
　上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ類、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ－ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ－Ｒ等の光ディスクを含むディスク類、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード類、マスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ類、あるいはＰＬＤ（Programmable logic device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の論理回路類などを用いることができる。
　また、テレビジョン受像機１００を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークは、プログラムコードを伝送可能であればよく、特に限定されない。例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（Virtual Private Network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Bluetooth（登録商標）、IEEE802.11無線、ＨＤＲ（High Data Rate）、ＮＦＣ（Near Field Communication）、ＤＬＮＡ（Digital Living Network Alliance）、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
　このように、本明細書においては、手段とは必ずしも物理的手段を意味せず、各手段の機能がソフトウェアによって実現される場合も含む。また、１つの手段の機能が２つ以上の物理的手段により実現されてもよいし、２つ以上の手段の機能が１つの物理的手段により実現されてもよい。
　本発明は、テレビジョン受像機、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、スマートフォン、またはその他の電子機器などに適用できる。
　　１　　量子化コード（量子化コード）
　　２　　補正係数（補正係数）
　１１　　量子化コード取得部（取得手段）
　１２　　補正係数設定部（設定手段）
　１３　　表示制御部（表示手段）
　３１　　バックライト（バックライト）
　３２　　表示面（表示面）
１００　　テレビジョン受像機（表示装置）

Claims (7)

  1. 　表示面を照明する光源として発光ダイオードを用いたバックライトを複数の領域に分割し、分割した領域ごとに前記発光ダイオードの出力を制御することによって、前記表示面に表示させる画像の輝度を補正可能な表示装置であって、
    　前記画像を構成する複数のブロックの各々に割り付けられた量子化コードを取得する取得手段と、
    　前記取得手段によって取得された各量子化コードと所定の閾値とを比較することにより、前記画像の輝度を補正する補正係数を設定する設定手段と、
    　前記設定手段によって設定された補正係数を用いて、前記画像をＨＤＲ補正表示する表示手段とを備えたことを特徴とする表示装置。
  2. 　前記設定手段は、前記画像のすべてのピクセルの数に対する前記所定の閾値を上回った量子化コードを持つピクセルの数の割合に応じて、前記補正係数を設定することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  3. 　前記表示手段は、前記設定手段によって設定された補正係数を、前記画像の輝度に乗じることによって前記補正後の輝度を算出し、当該画像を表示することを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
  4. 　請求項１から３のいずれか１項に記載の表示装置を備えたことを特徴とするテレビジョン受像機。
  5. 　表示面を照明する光源として発光ダイオードを用いたバックライトを複数の領域に分割し、分割した領域ごとに前記発光ダイオードの出力を制御することによって、前記表示面に表示させる画像の輝度を補正可能な表示装置の制御方法であって、
    　前記画像を構成する複数のブロックの各々に割り付けられた量子化コードを取得する取得ステップと、
    　前記取得ステップにおいて取得された各量子化コードと所定の閾値とを比較することにより、前記画像の輝度を補正する補正係数を設定する設定ステップと、
    　前記設定ステップにおいて設定された補正係数を用いて、前記画像をＨＤＲ補正表示する表示ステップとを含むことを特徴とする表示装置の制御方法。
  6. 　請求項１から３のいずれか１項に記載の表示装置を動作させるための制御プログラムであって、コンピュータを前記各手段として機能させるための制御プログラム。
  7. 　請求項６に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
     
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