WO2014141884A1

WO2014141884A1 - 画像処理装置及び液晶表示装置

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Publication number: WO2014141884A1
Application number: PCT/JP2014/054747
Authority: WO
Inventors: 健稲田; 輝九鬼; 大和　朝日
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2014-09-18
Also published as: US20160035289A1

Abstract

　ＣＡＢＣを行う場合と行わない場合とで液晶ディスプレイに表示される画像の色味が変化する現象を低減する。画像処理装置は、ＣＡＢＣを行わない場合には、予め定められた第１輝度をバックライト輝度として設定し、ＣＡＢＣを行う場合には、液晶パネルに表示させる映像信号のフレーム毎に、フレーム内の画素の階調に応じて定めた第２輝度を設定する。画像処理装置は、ＣＡＢＣを行う場合には、映像信号の各フレームにおける画素の原色の各階調値を、フレームに対して設定された第２輝度に応じて、液晶パネルの表示特性に基づき補正する。

Description

画像処理装置及び液晶表示装置

　本発明は、画像処理装置及び液晶表示装置に関し、特に、映像信号に応じてバックライトの発光制御を行う際の画像処理技術に関する。

　映像信号における画素の輝度に応じてバックライトの発光を制御するＣＡＢＣ（Contents adaptive backlight control）と呼ばれる技術が知られている。特開２０１２－５３４１５号公報には、入力された映像信号の画素の輝度値に基づいて照明領域毎に光源輝度値を算出し、光源輝度値で光源を発光させたときの、分割された各表示領域の輝度分布に応じて各画素のサブピクセルの信号を伸張し、輝度分布から推定した階調潰れに応じて各画素の伸張映像信号を補正する技術が開示されている。伸張映像信号の補正には、階調潰れに応じた補正係数が用いられる。特開２０１２－５３４１５号公報では、まず、各照明領域における各画素のサブピクセルの最大信号値をその画素の輝度値とし、その照明領域における最大輝度値をその照明領域の代表輝度値とする。そして、全照明領域の代表輝度値の最大値と平均値との差分値の大きさが小さいほど階調潰れが発生しにくいと推定し、より小さい値の補正係数を設定する。つまり、各画素のサブピクセルに適用される補正係数は、その画素が含まれる照明領域における特定の画素の輝度値に基づいて一様に定められる。

　ＣＡＢＣを行う際、映像信号における各画素のサブピクセルの信号を、バックライトの輝度に応じて同様に伸張させると、液晶ディスプレイの場合、画像が黄色っぽく表示されることがある。これは、液晶ディスプレイの色再現特性が、画素の入力階調が小さくなるほど青色方向にシフトする傾向があり、また、中間階調ほど色温度が高くなり青色方向にシフトする傾向があるからである。従って、特開２０１２－５３４１５号公報のように、ＣＡＢＣを行う際に画素の各サブピクセルの信号をバックライトの輝度に応じて一様に補正すると、ＣＡＢＣを行わない場合に表示される画像の色味と異なる場合があり、違和感を生じさせる。

　本発明は、ＣＡＢＣを行う場合と行わない場合とで液晶ディスプレイに表示される画像の色味が変化する現象を低減する技術を提供することを目的とする。

　第１の発明に係る画像処理装置は、バックライトと液晶パネルとを備える液晶表示装置に表示させる映像信号を処理する画像処理装置であって、前記バックライトを第１制御モードで発光させる場合、予め定められた第１輝度を前記バックライトの輝度として設定し、前記バックライトを第２制御モードで発光させる場合には、前記映像信号のフレーム毎に、フレーム内の画素の階調に応じて定めた前記第１輝度より小さい第２輝度を前記バックライトの輝度として設定する輝度設定部と、前記第２制御モードの場合に、前記映像信号の各フレームにおける画素値を補正する補正部と、を備え、前記画素値は、複数の原色の成分を表す各階調値を含み、前記補正部は、前記液晶パネルの表示特性と、前記輝度設定部で設定される前記第２輝度とに基づいて、前記画素の複数の原色の各階調値を補正する。

　第２の発明は、第１の発明において、前記輝度設定部は、前記フレーム内の画素の階調のヒストグラムにおいて、最大階調からの画素数の積算値が予め定められた値となる階調を前記第２輝度として設定する。

　第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記画素値は、少なくとも赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の各階調値を含み、前記補正部は、青（Ｂ）の階調値に比較して、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）の各階調値が小さい値となるように、前記画素値に含まれる各階調値を補正する。

　第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明において、前記補正部は、前記第２輝度毎に、前記液晶パネルの表示特性に基づいて定められた前記複数の原色の各補正係数を記憶する補正係数テーブルを保持し、前記輝度設定部により設定された前記第２輝度に対応する前記各補正係数を用いて前記画素の複数の原色の各階調値を補正する。

　第５の発明は、第１から第３のいずれかの発明において、前記補正部は、前記各原色について予め定められた階調毎に、前記液晶パネルの表示特性に基づいて定められた前記第２輝度毎の階調値を記憶する階調変換テーブルを保持し、前記画素の各原色の階調値と前記第２輝度とに対応する前記階調変換テーブルにおける階調値を、前記画素の各原色の階調値として補正する。

　第６の発明に係る液晶表示装置は、第１から第５の発明のいずれかの画像処理装置と、入力される画像信号に基づいて画像を表示する液晶パネルと、前記第１制御モードの場合に、前記映像信号における各フレームの画素値に基づく前記画像信号を前記液晶パネルに出力し、前記第２制御モードの場合に、前記画像処理装置で補正された各フレームの画素値に基づく前記画像信号を前記液晶パネルに出力する液晶駆動部と、前記液晶パネルの背面に設けられ、複数の光源を有し、入力される発光制御信号に従って光を照射するバックライトと、前記第１制御モードの場合に、前記画像処理装置において設定された前記第１輝度に応じた前記発光制御信号を前記バックライトに出力し、前記第２制御モードの場合に、前記画像処理装置において設定された前記第２輝度に応じた前記発光制御信号を前記バックライトに出力するバックライト制御部と、を備える。

　本発明の構成によればＣＡＢＣを行う場合と行わない場合とで液晶ディスプレイに表示される画像の色味が変化する現象を低減することができる。

図１は、第１実施形態に係る表示装置の概略構成を示すブロック図である。図２は、１フレームにおける画素の階調のヒストグラムを例示した図である。図３Ａは、第１制御モードと第２制御モードにおける従来の入力階調と表示用階調の関係を示す図である。図３Ｂは、第２制御モードにおける従来の入力階調と表示用階調を例示した色度図である。図４Ａは、第１実施形態における第１制御モードと第２制御モードの入力階調と表示用階調の関係を示す図である。図４Ｂは、第１実施形態の第２制御モードにおける入力階調と表示用階調を例示した色度図である。図５は、第１実施形態における補正係数テーブルを示す図である。図６Ａは、第２実施形態における階調変換テーブルを示す図である。図６Ｂは、第２実施形態における階調変換テーブルを示す図である。図６Ｃは、第２実施形態における階調変換テーブルを示す図である。

　本発明の一実施形態に係る画像処理装置は、バックライトと液晶パネルとを備える液晶表示装置に表示させる映像信号を処理する画像処理装置であって、前記バックライトを第１制御モードで発光させる場合、予め定められた第１輝度を前記バックライトの輝度として設定し、前記バックライトを第２制御モードで発光させる場合には、前記映像信号のフレーム毎に、フレーム内の画素の階調に応じて定めた前記第１輝度より小さい第２輝度を前記バックライトの輝度として設定する輝度設定部と、前記第２制御モードの場合に、前記映像信号の各フレームにおける画素値を補正する補正部と、を備え、前記画素値は、複数の原色の成分を表す各階調値を含み、前記補正部は、前記液晶パネルの表示特性と、前記輝度設定部で設定される前記第２輝度とに基づいて、前記画素の複数の原色の各階調値を補正する（第１の構成）。

　第１の構成によれば、輝度設定部によりフレーム毎に定められる第２輝度でバックライトを発光する第２制御モードにおいて、補正部は、フレーム内の各画素の複数の原色の各階調値を、第２輝度に応じて、液晶パネルの表示特性に基づいて補正する。液晶パネルの表示特性によって、第１制御モードと第２制御モードとでバックライトの輝度が変化し、液晶パネルに表示される画像の色味が変化する現象が生じうる。本構成では、第２制御モードの場合に、画素値に含まれる各階調値は、液晶パネルの表示特性に基づき、第２輝度に応じた値にそれぞれ補正されるため、第１制御モードで液晶パネルに表示される画像の色味に対する変化を軽減することができる。

　第２の構成は、第１の構成において、前記輝度設定部は、前記フレーム内の画素の階調のヒストグラムにおいて、最大階調からの画素数の積算値が予め定められた値となる階調を前記第２輝度として設定することとしてもよい。

　第２の構成によれば、入力される映像信号の各フレームに含まれる画素の階調に応じてフレーム毎に第２輝度を設定することができる。

　第３の構成は、第１又は第２の構成において、前記画素値は、少なくとも赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の各階調値を含み、前記補正部は、青（Ｂ）の階調値に比較して、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）の各階調値が小さい値となるように、前記画素値に含まれる各階調値を補正することとしてもよい。

　第３の構成によれば、第２制御モードにおいて、各画素の原色の各階調値は、赤と緑の成分が青の成分に対して小さくなるように補正される。そのため、青色方向に色再現性がシフトする表示特性を有する液晶パネルの場合、第１制御モードから第２制御モードに切り替えても、画像の色味が黄色っぽく感じられる現象を軽減することができる。

　第４の構成は、第１から第３のいずれかの構成において、前記補正部は、前記第２輝度毎に、前記液晶パネルの表示特性に基づいて定められた前記複数の原色の各補正係数を記憶する補正係数テーブルを保持し、前記輝度設定部により設定された前記第２輝度に対応する前記各補正係数を用いて前記画素の複数の原色の各階調値を補正することとしてもよい。

　第４の構成によれば、液晶パネルの表示特性に基づいて定められた各原色の補正係数を用いて画素の各階調値を補正することができる。そのため、第１制御モードから第２制御モードに切り替えた場合であっても、液晶パネルに表示される画像の色味が第１制御モード時に対して変化する現象を生じにくくすることができる。

　第５の構成は、第１から第３のいずれかの構成において、前記補正部は、前記各原色について予め定められた階調毎に、前記液晶パネルの表示特性に基づいて定められた前記第２輝度毎の階調値を記憶する階調変換テーブルを保持し、前記画素の各原色の階調値と前記第２輝度とに対応する前記階調変換テーブルにおける階調値を、前記画素の各原色の階調値として補正することとしてもよい。

　第５の構成によれば、第２制御モードにおいて、画素の各原色の階調値は、液晶パネルの表示特性に基づき、第２輝度に応じて定められた各原色の階調値に変換される。そのため、第１制御モードから第２制御モードに切り替えた場合であっても、液晶パネルに表示される画像の色味が第１制御モード時に対して変化する現象を生じにくくすることができる。

　本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、第１から第５の構成のいずれかの画像処理装置と、入力される画像信号に基づいて画像を表示する液晶パネルと、前記第１制御モードの場合に、前記映像信号における各フレームの画素値に基づく前記画像信号を前記液晶パネルに出力し、前記第２制御モードの場合に、前記画像処理装置で補正された各フレームの画素値に基づく前記画像信号を前記液晶パネルに出力する液晶駆動部と、前記液晶パネルの背面に設けられ、複数の光源を有し、入力される発光制御信号に従って光を照射するバックライトと、前記第１制御モードの場合に、前記画像処理装置において設定された前記第１輝度に応じた前記発光制御信号を前記バックライトに出力し、前記第２制御モードの場合に、前記画像処理装置において設定された前記第２輝度に応じた前記発光制御信号を前記バックライトに出力するバックライト制御部と、を備える（第６の構成）。

　以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第１実施形態＞
　（構成）
　図１は、本実施形態に係る画像処理装置を含む液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。液晶表示装置１は、制御部１０、画像処理部２０、バックライト制御部３０、バックライト４０、液晶駆動部５０、及び液晶パネル６０を有する。

　制御部１０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）とメモリ（ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ(Random Access Memory)）とを有する制御回路を含む。制御部１０は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されている制御プログラムを実行することにより、制御部１０と接続されている各部を制御する。制御部１０は、ＣＡＢＣを行うか否かを示す制御信号を画像処理部２０へ出力し、バックライト制御部３０と液晶駆動部５０とを駆動する。画像処理部２０へ出力される制御信号は、ＣＡＢＣを行う第２制御モード、又はＣＡＢＣを行わない第１制御モードのいずれかを示す。

　画像処理部２０は、図示しないＣＰＵとメモリ（ＲＯＭ及びＲＡＭ）とを有する。画像処理部２０は、図示しない映像信号入力部から、例えばｓＲＧＢ規格に準拠した映像信号が入力される。映像信号は、例えば各々２５６階調で表されるＲＧＢの信号値を含む画素値を有する複数のフレームで構成されている。

　画像処理部２０は、信号処理部２０１、補正部２０２、及び輝度設定部２０３を有する。画像処理部２０は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されている制御プログラムを実行することにより、制御部１０から入力される制御信号に応じて、バックライト４０の輝度（以下、バックライト輝度と称する）を輝度設定部２０３により設定し、バックライト輝度に応じて映像信号の画素値（階調）を補正する処理を補正部２０２によって行う。バックライト輝度としては、第１制御モードにおける輝度（以下、第１輝度）と、第２制御モードにおける輝度（以下第２輝度）のいずれかが設定される。以下、画像処理部２０の詳細について説明する。

　輝度設定部２０３は、制御部１０から入力される制御信号が第１制御モードを示す場合には、予め定められた第１輝度を設定する。本実施形態において、第１輝度は、バックライト４０を最大の明るさで発光させたときの輝度である。バックライト４０は、第２制御モードにおいて、その輝度を段階的に調整可能である。第２制御モードにおけるバックライト４０の第２輝度を、本実施形態においては、０～２５５の輝度レベルで表現する。なお、第２制御モードにおける第２輝度「２５５」は、第１制御モードにおいてバックライト４０を最大の明るさで発光させたときの輝度に等しい。

　また、輝度設定部２０３は、制御信号が第２制御モードを示す場合には、映像信号のフレーム単位に、フレームに含まれる画素の階調値に基づいて第２輝度を設定する。以下、第２輝度の設定について具体的に説明する。輝度設定部２０３は、第２制御モードの場合、画素に含まれるサブ画素の信号値（階調値）のうち、最大の信号値をその画素の階調値とする。そして、映像信号のフレーム毎に、フレームにおける各画素の階調値についてヒストグラムを生成する。輝度設定部２０３は、ヒストグラムにおいて、最大階調から積算した画素数が予め定めた画素数となる階調値を第２輝度の輝度レベルとする。図２は、映像信号の１フレームに含まれる画素の階調値のヒストグラムの一例を示す図である。図２の例において、階調値Ｃｔｈは第２輝度の輝度レベルを示している。本実施形態では、階調値Ｃｔｈから最大階調「２５５」の間に、1フレームにおける全画素数の５％の画素数が含まれるように、階調Ｃｔｈが第２輝度として設定される。

　輝度設定部２０３は、設定した第２輝度を補正部２０２へ出力する。また、輝度設定部２０３は、第１輝度又は第２輝度を示す輝度制御信号として、例えば、第１輝度及び第２輝度に応じたデューティー比のＰＷＭ（pulse width modulation）信号をバックライト制御部３０へ出力する。

　補正部２０２は、後述する補正係数テーブル（図５参照）を保持している。補正部２０２は、制御信号が第２制御モードを示す場合、輝度設定部２０３で設定された第２輝度に応じて、補正係数テーブルを用いて映像信号の各フレームの画素値を補正する。ここで、従来の方法による補正と本実施形態における補正について説明する。

　図３Ａ及び図３Ｂは、従来の方法による補正を表す図である。図３Ａにおいて、横軸は入力される映像信号のＲＧＢの各階調値（以下、入力階調）を示している。縦軸は、ＲＧＢの各入力階調をあるバックライト輝度で表示する際の表示用の階調値（以下、表示用階調）を示している。この例では、第１制御モードでは、第１輝度として輝度レベル「２５５」が設定され、第２制御モードでは、第２輝度として輝度レベル「１２８」が設定されている。

　第１制御モードの場合には、画素のＲＧＢの各入力階調について補正がなされないため、図３Ａの破線１００で示すように、画素のＲＧＢの各入力階調と表示用階調とは同じ値となっている。第２制御モードの場合、第２輝度の輝度レベルは「１２８」であり、第１輝度の５０％の明るさでバックライト４０は発光する。そのため、図３Ａの実線２００で示すように、ＲＧＢの各表示用階調は、ＲＧＢの各入力階調が各々２倍に補正された値となっている。つまり、従来の補正は、ＲＧＢの各入力階調を、第１輝度に対する第２輝度の割合に応じて一様に補正している。

　図３Ｂは、液晶パネル６０の色域を表す色度図を示している。図３Ｂにおいて、例えば、入力階調がＰ１（１２８，１２８，１２８）である場合、第２制御モードにおいて、Ｐ１は、第１輝度に対する第２輝度の割合に基づき、Ｐ２（２５５，２５５，２５５）に補正される。その結果、Ｐ２は、図３Ｂに示すように、Ｐ１に対して黄色方向へシフトする。第１輝度に対する第２輝度の割合に応じてＲＧＢの各入力階調を一様に補正したことにより、第１制御モードの場合の画像の色味に対して黄色っぽく感じられる。このような現象は、特に、白を基調とする画像や中間階調の画像に生じやすい。

　一方、図４Ａ及び図４Ｂは、本実施形態における補正を表す図である。図４Ａにおいて、横軸は入力階調を示し、縦軸は、入力階調に対する表示用階調を示している。また、第１制御モードにおける第１輝度の輝度レベルは「２５５」であり、第２制御モードにおける第２輝度の輝度レベルは「１２８」が設定されている。

　第１制御モードの場合には、図４Ａの破線１００で示すように、入力階調と表示用階調は同じ値となっている。第２制御モードの場合には、補正部２０２は、第１輝度に対する第２輝度の割合に応じて画素のＲＧＢの各入力階調を補正し、その補正した各階調値を、ＲＧＢ毎に異なる割合でそれぞれ補正する。図４Ａにおいて、実線２００ｒ，２００ｇ，２００ｂは、それぞれ、Ｒ、Ｇ、Ｂの各入力階調について上記の補正を行った表示用階調を表している。実線２００ｒ，２００ｇ，２００ｂで表される各表示用階調は、ＲＧＢの各入力階調が、第１制御モードにおいて液晶パネル６０に表示されたときの色味に対し、第２制御モードにおいて液晶パネル６０に表示されたときの色味の変化が小さくなるように、液晶パネル６０の表示特性に基づいて補正された値である。液晶パネル６０の表示特性には、例えば、液晶パネル６０の第１制御モード時における色再現性や第２制御モード時における色再現性等の表示特性が含まれる。ＲＧＢの各入力階調は、これら表示特性のうち少なくとも１つの表示特性に応じて各々補正される。

　図４Ａの例では、実線２００ｂで表されるＢの表示用階調は、実線２００ｒで表されるＲの表示用階調と、実線２００ｇで表されるＧの表示用階調より大きい。この例では、液晶パネル６０は、例えば第１制御モードにおける色再現性が青色方向にシフトする表示特性を有する。そのため、実線２００ｒ，２００ｇ，２００ｂで示すように、ＲＧＢの各入力階調は、Ｂの表示用階調がＲとＧの表示用階調に対して大きくなるように補正される。

　具体的には、第２輝度の輝度レベルが「１２８」であり、入力階調が、図４Ｂに示すＲＧＢの色度図における色Ｐ１（１２８，１２８，１２８）である場合には、補正部２０２は、第１輝度に対する第２輝度の割合に応じて、Ｐ１をＰ２（２５５，２５５，２５５）に補正する。そして、補正部２０２は、図５に示す補正係数テーブルを用い、Ｐ２について補正を行う。

　ここで、補正係数テーブルについて説明する。図５に示す補正係数テーブルは、液晶パネル６０の表示特性に応じて、第２輝度毎に定められた補正係数の例を示している。図５に示すように、補正係数テーブルは、予め定めた第２輝度毎に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各補正係数が設定されている。これら補正係数は、青（Ｂ）≧赤（Ｒ）≧緑（Ｇ）の関係を満たす。つまり、第１輝度に対する第２輝度の割合に応じて補正された画素の青色の成分に対し、赤及び緑の成分が小さくなるようにＲＧＢの補正係数がそれぞれ設定されていればよい。また、この例において、各補正係数は、補正後の階調値が線形となるようにガンマ補正値を含んだ値となっている。

　図４Ｂの例において、補正部２０２は、補正係数テーブルを参照し、第２輝度「１２８」に対応する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各補正係数（０．９０，０．８８，１.００）を、Ｐ２（２５５，２５５，２５５）に各々乗算することにより、Ｐ２をＰ２’（２２９，２２４，２５５）に補正する。その結果、Ｐ２'のＢの階調値は、ＲとＧの階調値に比べて高くなる。Ｐ２’は、図４Ｂに示すように、Ｐ２より青色方向にシフトしている。そのため、Ｐ２’を液晶パネル６０に表示した際に、図３Ｂの場合と比べて画像が黄色っぽく感じられにくくなる。

　なお、輝度設定部２０３によって設定された第２輝度が補正係数テーブルに記憶されていない場合、補正部２０２は、その第２輝度に対応する補正係数を演算により求めるようにする。例えば、第２輝度が「１７２」である場合、補正係数テーブルにおいて、第２輝度「１６０」と「１９２」とに対応する各補正係数（０．９３，０．９１，１.００）と（０．９５，０．９４，１.００）を、補正係数を補間する所定の演算式に代入することにより第２輝度「１７２」に対応する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各補正係数を求めるようにする。

　図１に戻り、説明を続ける。信号処理部２０１は、制御信号が第１制御モードを示す場合には、入力される映像信号の各フレームにおける画素の階調値についてガンマ補正を行って液晶駆動部５０へ出力する。また、信号処理部２０１は、制御信号が第２制御モードを示す場合には、補正部２０２で補正された画素のＲＧＢの各階調値を液晶駆動部５０へ出力する。

　液晶駆動部５０は、制御部１０の制御の下、液晶パネル６０に走査信号を出力し、信号処理部２０１から出力される各フレームの画素のＲＧＢの各階調値に応じた電圧信号を液晶パネル６０に出力して液晶パネル６０に画像を表示させる。液晶パネル６０は、液晶駆動部５０から出力される走査信号と電圧信号とに応じて、ＲＧＢのサブ画素からなる各画素における液晶を駆動し、後述するバックライト４０からの光を変調して各画素に画像を表示する。

　バックライト制御部３０は、制御部１０の制御の下、輝度設定部２０３から出力されるバックライト輝度（第１輝度又は第２輝度）を示すＰＷＭ信号に従って、バックライト４０の発光を制御する発光制御信号をバックライト４０へ出力する。バックライト４０は、液晶パネル６０の背面に設けられ、例えば複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなる光源を有する。バックライト４０は、バックライト制御部３０からの発光制御信号に応じて光源を点灯する。

　上述した第１実施形態では、第２制御モードの場合、映像信号の各フレームにおける画素の階調が青色方向にシフトするように、フレーム毎に、そのフレームの画素の階調に基づく第２輝度に応じたＲＧＢの各補正係数によって、各画素のＲＧＢの階調値がそれぞれ補正される。つまり、第２制御モードにおいて液晶パネル６０に画像を表示した場合に、第１制御モードにおいて液晶パネル６０に表示される画像の色味に対する変化が小さくなるように、画素のＲＧＢの各階調値が、液晶パネル６０の表示特性に基づいてそれぞれ補正される。そのため、第１制御モードから第２制御モードに切り替えた場合であっても、液晶パネル６０に表示される画像の色味が黄色っぽく感じられる現象が低減される。

＜第２実施形態＞
　上述した第１実施形態では、第２制御モードの場合、第１輝度に対する第２輝度の割合に応じて補正した各画素のＲＧＢの階調値に、液晶パネル６０の表示特性に基づいて定められた第２輝度毎の補正係数を各々乗算することにより画素の階調を補正する例を説明した。本実施形態では、第１実施形態とは異なる方法により画素の階調を補正する例を説明する。

　本実施形態では、補正部２０２は、補正係数テーブルに替えて、図６Ａ、６Ｂ、６Ｃに示す階調変換テーブル６１０，６２０，６３０を保持する。図６Ａに示す階調変換テーブル６１０は、Ｒ、Ｇ、Ｂの階調値が各々「６４」である場合の第２輝度毎の補正値が記憶されている。図６Ｂに示す階調変換テーブル６２０は、Ｒ、Ｇ、Ｂの階調値が各々「１２８」である場合の第２輝度毎の補正値が記憶されている。図６Ｃに示す階調変換テーブル６３０は、Ｒ、Ｇ、Ｂの階調値が各々「１９２」である場合の第２輝度毎の補正値が記憶されている。階調変換テーブル６１０，６２０，６３０に記憶されている第２輝度毎のＲＧＢの各補正値は、液晶パネル６０の表示特性に基づいて定められている。液晶パネル６０の表示特性は、第１実施形態と同様、青色方向にシフトする色再現性を有する。そのため、階調変換テーブル６１０，６２０，６３０に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂの階調値がそれぞれ同じ値である場合には、補正後の青（Ｂ）の階調が補正後の赤（Ｒ）と緑（Ｇ）の階調より大きくなるようにＲＧＢの各補正値が設定されている。

　各画素におけるＲ、Ｇ、Ｂの各階調値は、補正部２０２により、階調変換テーブル６１０，６２０，６３０における、第２輝度に応じた補正値に各々変換される。例えば、輝度設定部２０３において設定されたフレームの第２輝度の輝度レベルが「１９２」であり、そのフレーム内のある画素のＲＧＢの階調値（Ｃｒ，Ｃｇ，Ｃｂ）が、Ｃｒ＝１２８，Ｃｇ＝１９２，Ｃｂ＝６４である場合、階調値（Ｃｒ，Ｃｇ，Ｃｂ）は、補正部２０２によって以下のように変換される。Ｃｒ「１２８」は、階調値「１２８」に対応する階調変換テーブル６２０（図６Ｂ）において、第２輝度「１９２」に対応する赤（Ｒ）の補正値「１５０」に変換される。また、Ｃｇ「１９２」は、階調値「１９２」に対応する階調変換テーブル６３０（図６Ｃ）において、第２輝度「１９２」に対応する緑（Ｇ）の補正値「１９９」に変換される。Ｃｂ「６４」は、階調値「６４」に対応する階調変換テーブル６１０（図６Ａ）において、第２輝度「１９２」に対応する青（Ｂ）の補正値「１１１」に変換される。つまり、ＲＧＢの各階調値（１２８，１９２，６４）は、（１５０，１９９，１１１）に補正される。

　なお、Ｒ、Ｇ、Ｂの階調値が階調変換テーブルに含まれていない場合、その階調値に対応する補正値を演算によって求めるようにしてもよい。例えば、ある画素の赤（Ｒ）の階調値が７２である場合、補正部２０２は、階調変換テーブル６１０，６２０における赤（Ｒ）の補正値を用い、演算によってその赤（Ｒ）の階調値「７２」に対応する補正値を求めるようにしてもよい。

　また、輝度設定部２０３において設定された第２輝度が階調変換テーブルに含まれていない場合には、階調変換テーブル６１０，６２０，６３０のいずれかを用い、第１実施形態と同様、その第２輝度に対応する補正値を演算により補間するようにしてもよい。

　また、ＲＧＢの階調値と第２輝度のいずれも階調変換テーブル６１０，６２０，６３０に規定されていない場合には、その階調値と第２輝度とに対応する補正値を演算により補間するようにしてもよい。例えば、ある画素の赤（Ｒ）の階調値が７２であり、第２輝度の輝度レベルが１５０である場合、補正部２０２は、階調変換テーブル６１０（図６Ａ）において、第２輝度「１２８」及び「１６０」とに対応する赤（Ｒ）の補正値「１５４」と「１２９」とを読み出す。また、補正部２０２は、階調変換テーブル６２０（図６Ｂ）において、第２輝度「１２８」及び「１６０」とに対応する赤（Ｒ）の補正値「１８５」と「１６７」とを読み出す。そして、補正部２０２は、読み出したこれら各補正値を用いて、赤（Ｒ）の階調値「７２」、第２輝度「１５０」に対応する補正値を演算により補間する。

　この例において、階調変換テーブル６１０～６３０における各階調値は、ガンマ補正がなされていない。そのため、本実施形態では、信号処理部２０１は、制御信号が第２制御モードを示す場合には、補正部２０２で補正された画素のＲＧＢの各階調値にガンマ補正を行って液晶駆動部５０へ出力する。

　上述した第２実施形態では、映像信号における各フレーム内の画素のＲＧＢの各階調値は、液晶パネル６０の表示特性に基づき、階調値とバックライト輝度に応じて定められたＲＧＢの各補正値に変換される。第１実施形態のようにバックライト輝度に応じた補正係数を用いた演算を行う必要がないため、第２実施形態の場合には、第１実施形態と比べて各画素のＲＧＢの各階調値を補正する処理を高速化することができる。また、第２実施形態では、第２輝度及びＲ，Ｇ，Ｂの階調ごとに異なる補正係数を設定することができるので、第１実施形態に比べて補正の精度を高めることができる。

　以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。以下、本発明の変形例について説明する。

＜変形例＞
　（１）上述した第１実施形態及び第２実施形態の液晶表示装置１において、液晶パネル６０における画像の色味を計測する照度センサを備え、照度センサの検出結果とバックライト輝度とに応じて各画素のＲＧＢの階調値を補正するようにしてもよい。この場合には、第１実施形態の図５に示した補正係数テーブルにおいて、照度とバックライト輝度とに応じたＲＧＢの各補正係数を予め記憶するように構成すればよい。また、第２実施形態の図６Ａ～６Ｃに示した階調補正テーブルにおいて、画素階調と照度とバックライト輝度とに応じたＲＧＢの各階調値を予め記憶するように構成すればよい。

　また、液晶表示装置１の設置場所の明るさによって、液晶パネル６０に表示された画像の色味が違って見えることがある。そのため、周囲の明るさを計測するセンサを備え、周囲の明るさに応じた補正を行うように構成してもよい。この場合も、第１実施形態の図５に示した補正係数テーブルにおいて、センサの出力値とバックライト輝度とに応じたＲＧＢの各補正係数を予め記憶するように構成すればよい。周囲の明るさとバックライト輝度とに応じてＲＧＢの各階調値を補正することにより、表示環境に適した表示を行うことができる。

　（２）上述した第１実施形態及び第２実施形態では、ヒストグラムを用いて第２輝度を設定する際、画素に含まれるサブ画素の階調値のうち最大値をその画素の階調とする例を説明したが、以下のようにして画素の階調を求めてもよい。例えば、サブ画素の各階調値の平均値をその画素の階調としてもよいし、サブ画素の各信号値をＹＵＶ信号に変換して得られるＹ値をその画素の階調としてもよい。

　（３）上述した第１実施形態及び第２実施形態では、ＲＧＢの３原色のサブ画素からなる画素群を備える液晶パネル６０を例に説明したが、例えば、ＲＧＢに黄（Ｙ）やシアン（Ｃ）等の原色を加えた４原色や５原色等のサブ画素からなる画素群を備える構成でもよい。この場合には、第１制御モードにおいて、液晶パネル６０の色再現性がシフトする原色が、他の原色より大きくなるように画素の各階調値を補正すればよい。このような構成により、４原色以上の多原色ディスプレイに適した表示を行うことができる。

　（４）上述した第１実施形態及び第２実施形態では、第１制御モードにおいて、液晶パネル６０は、入力階調に対して表示階調が青色方向にシフトする表示特性を有し、第２制御モードにおける各画素のＲＧＢの階調値が青色方向にシフトするように補正する例を説明したがこれに限らない。要は、第１制御モードにおいて液晶パネル６０に表示される画像の色味に対し、第２制御モードにおいて液晶パネル６０に表示される画像の色味の変化が小さくなるように、液晶パネル６０の表示特性に応じて、画素を構成する各原色の階調値が補正されればよい。

　（５）上述した第２実施形態の補正係数テーブルは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号値に対し個々に補正を行うように構成されていたが、Ｒ，Ｇ，Ｂの信号値の組み合わせに応じて補正係数を指定できるようにしてもよい。例えば、補正係数テーブルを、画素値に含まれるＲ，Ｇ，Ｂの信号値の組み合わせに対してＲ，Ｇ，Ｂの各補正値が求められる３次元のルックアップテーブルとして構成してもよい。このように構成することにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの信号値の組み合わせによる色の領域に応じて、補正する度合を調整することができる。

　（６）上述した第１実施形態及び第２実施形態では、第２制御モードの場合に、画素の色に関わらず、第２輝度に応じて画素のＲＧＢの各階調値を補正する例を説明したが、予め定められた色に対応する画素値以外は補正を行わないようにしてもよい。白色を基調とする画像や中間階調の画像は黄色っぽく表示されやすいが、赤色や緑色等の色の濃い画像の場合にはこのような現象は生じにくい。そのため、このような現象が生じやすい画素の色に対してその画素の各階調値について補正し、それ以外の色の画素の各階調値に対しては階調の補正を行わないようにしてもよい。

　具体的には、例えば、入力される画素値に含まれるＲ，Ｇ，Ｂの各信号値の差分をそれぞれ算出し、算出結果の最大値が予め定められた閾値範囲内である場合に、その画素値が示す色が灰色に類似すると判断し、その画素値に対しては補正を行うようにする。なお、補正を行う際、算出結果の最大値に応じて補正係数を変動させるように構成してもよい。

　また、例えば、入力される画素値に含まれるＲ，Ｇ，Ｂの各信号を、ｘｙＹ、又は、ＨＳＶの表色系等に変換する。そして、変換した表色系において、白及び灰色に相当する予め定められた範囲内に、変換された画素値が含まれる場合には、その画素値に対して補正を行うようにする。ｘｙＹ表色系においては、例えば、変換されたｘ，ｙ値が、０．２５≦ｘ≦０．３５、０．３≦ｙ≦０．３５の範囲であれば補正を行うようにしてもよい。また、ＨＳＶ表色系においては、例えば、変換されたＳ値が、Ｓ＜２０％であれば補正を行うようにしてもよい。

　また、例えば、上述した変形例（５）の補正係数テーブルを用い、補正対象となる色の領域を示すＲ，Ｇ，Ｂの信号値の組み合わせを予め定義するようにしてもよい。そして、入力された画素値に含まれるＲ，Ｇ，Ｂの信号値の組み合わせが、補正係数テーブルにおいて定義された補正対象の色の領域に含まれている場合には、入力されたＲ，Ｇ，Ｂの各信号値を、補正係数テーブルにおいて規定されたＲ，Ｇ，Ｂの各信号値に変換すればよい。

　（７）上述した第１実施形態の補正係数テーブルは、予め定められた一部のバックライト輝度毎の補正係数が記憶されている例であったが、画像処理部における記憶容量に応じて、設定可能な全てのバックライト輝度毎の補正係数が記憶されていてもよい。また、第２実施形態の階調変換テーブル６１０～６３０は、予め定められた一部の階調毎に各バックライト輝度に応じた階調値（階調変換値）が記憶されている例であったが、画像処理部における記憶容量に応じて、全ての画素階調に対応するバックライト輝度毎の階調値が記憶されていてもよい。

　本発明は、液晶表示装置に搭載される画像処理装置として産業上の利用が可能である。

Claims

　バックライトと液晶パネルとを備える液晶表示装置に表示させる映像信号を処理する画像処理装置であって、
　前記バックライトを第１制御モードで発光させる場合、予め定められた第１輝度を前記バックライトの輝度として設定し、前記バックライトを第２制御モードで発光させる場合には、前記映像信号のフレーム毎に、フレーム内の画素の階調に応じて定めた前記第１輝度より小さい第２輝度を前記バックライトの輝度として設定する輝度設定部と、
　前記第２制御モードの場合に、前記映像信号の各フレームにおける画素値を補正する補正部と、を備え、
　前記画素値は、複数の原色の成分を表す各階調値を含み、
　前記補正部は、前記液晶パネルの表示特性と、前記輝度設定部で設定される前記第２輝度とに基づいて、前記画素の複数の原色の各階調値を補正する、画像処理装置。
　前記輝度設定部は、前記フレーム内の画素の階調のヒストグラムにおいて、最大階調からの画素数の積算値が予め定められた値となる階調を前記第２輝度として設定する、請求項１に記載の画像処理装置。
　前記画素値は、少なくとも赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の各階調値を含み、
　前記補正部は、青（Ｂ）の階調値に比較して、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）の各階調値が小さい値となるように、前記画素値に含まれる各階調値を補正する、請求項１又は２に記載の画像処理装置。
　前記補正部は、前記第２輝度毎に、前記液晶パネルの表示特性に基づいて定められた前記複数の原色の各補正係数を記憶する補正係数テーブルを保持し、前記輝度設定部により設定された前記第２輝度に対応する前記各補正係数を用いて前記画素の複数の原色の各階調値を補正する、請求項１から３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
　前記補正部は、前記各原色について予め定められた階調毎に、前記液晶パネルの表示特性に基づいて定められた前記第２輝度毎の階調値を記憶する階調変換テーブルを保持し、前記画素の各原色の階調値と前記第２輝度とに対応する前記階調変換テーブルにおける階調値を、前記画素の各原色の階調値として補正する、請求項１から３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
　入力される画像信号に基づいて画像を表示する液晶パネルと、
　前記第１制御モードの場合に、前記映像信号における各フレームの画素値に基づく前記画像信号を前記液晶パネルに出力し、前記第２制御モードの場合に、前記画像処理装置で補正された各フレームの画素値に基づく前記画像信号を前記液晶パネルに出力する液晶駆動部と、
　前記液晶パネルの背面に設けられ、複数の光源を有し、入力される発光制御信号に従って光を照射するバックライトと、
　前記第１制御モードの場合に、前記画像処理装置において設定された前記第１輝度に応じた前記発光制御信号を前記バックライトに出力し、前記第２制御モードの場合に、前記画像処理装置において設定された前記第２輝度に応じた前記発光制御信号を前記バックライトに出力するバックライト制御部と、
　を備える液晶表示装置。