(57)【要約】【課題】コントラストの改善と黒輝度の変化による画質劣化の軽減を両立できる画像表示装置を提供する。【解決手段】画面を構成する複数の分割領域のそれぞれに対応する発光領域ごとに発光量及び発光の拡散の度合いを制御可能な発光手段と、発光手段の光を画像データに応じた透過率で透過することで画面に画像を表示する表示手段と、画像の輝度の特徴量を検出する検出手段と、前記特徴量に基づいて各発光領域の目標輝度を算出する第１の算出手段と、各発光領域の目標輝度と画像内の輝度分布の態様とに基づき各発光領域の発光量及び拡散の度合の制御値を算出する第２の算出手段と、発光量及び拡散の度合に基づいて各発光領域を発光させる制御手段と、各発光領域の目標輝度に基づいて画像データの画素値の伸長率を算出する第３の算出手段と、伸長率に基づいて各画素値を伸長した画像データを生成し表示手段へ出力する変換手段と、を有する画像表示装置。【選択図】図１
2014174334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画面を構成する複数の分割領域を有する画像表示装置であって、
前記複数の分割領域のそれぞれに対応する発光領域ごとに、個別に発光量及び発光の拡散の度合いを制御可能な発光手段と、
前記発光手段が発した光を画像データに応じた透過率で透過することにより、前記画面に画像を表示する表示手段と、
画像データに基づく画像の輝度の特徴量を検出する検出手段と、
前記特徴量に基づいて各発光領域の目標輝度を算出する第１の算出手段と、
各発光領域の目標輝度と、画像内の輝度分布の態様と、に基づき、各発光領域の発光量及び拡散の度合の制御値を算出する第２の算出手段と、
前記第２の算出手段により算出される発光量及び拡散の度合に基づいて前記発光手段の各発光領域を発光させる制御手段と、
各発光領域の目標輝度に基づいて、画像データの画素値の伸長率を算出する第３の算出手段と、
伸長率に基づいて各画素値を伸長した画像データを生成し、前記表示手段へ出力する変換手段と、
を有する画像表示装置。
【請求項２】
前記各発光領域は、個別に発光量を制御可能な、光の拡散の狭い光源と、光の拡散の広い光源と、を含んで構成されており、光の拡散の狭い光源の発光量と光の拡散の広い光源の発光量を制御することにより発光の拡散の度合を制御することができる請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
光の拡散の狭い光源は、離散的に複数個配置された発光素子からなり、
光の拡散の広い光源は、光拡散部材を有する発光素子からなる請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
光の拡散の狭い光源は、光の拡散の広い光源よりも前記発光手段の光拡散板までの距離が短い位置に配置された発光素子からなる請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記複数の発光領域の各々に対応する複数の画像領域によって画像を分割し、画像領域毎に輝度の特徴量の検出を行い、
前記第１の算出手段は、各発光領域に対応する画像領域の前記特徴量に基づいて各発光領域の目標輝度を算出する請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記第２の算出手段は、画像内の輝度分布の態様として、画像内の所定の低輝度領域が連続する広域暗部領域を検出し、広域暗部領域の面積に応じて各発光領域の拡散の度合を調節する請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記各発光領域は、個別に発光量を制御可能な、光の拡散の狭い光源と、光の拡散の広い光源と、を含んで構成されており、
前記第２の算出手段は、広域暗部領域の面積に応じて光の拡散の狭い光源の発光量と光の拡散の広い光源の発光量の比率を調節する請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記各発光領域は、個別に発光量を制御可能な、光の拡散の狭い光源と、光の拡散の広い光源と、を含んで構成されており、
前記第２の算出手段は、広域暗部領域の面積が閾値以上の場合に光の拡散の狭い光源及び光の拡散の広い光源を発光させ、広域暗部領域の面積が閾値より小さい場合には光の拡散の狭い光源のみを発光させる請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記第２の算出手段は、画像内の輝度分布の態様として、画像内の所定のハイライト画像領域を検出し、ハイライト画像領域に対応する発光領域に隣接する発光領域の拡散の度合を大きくする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記第２の算出手段は、画像内の輝度分布の態様として、画像内に含まれる黒帯領域を検出し、黒帯領域に対応する発光領域に隣接する発光領域の拡散の度合を大きくする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
画面を構成する複数の分割領域を有し、
前記複数の分割領域のそれぞれに対応する発光領域ごとに、個別に発光量及び発光の拡散の度合いを制御可能な発光手段と、
前記発光手段が発した光を画像データに応じた透過率で透過することにより、前記画面に画像を表示する表示手段と、を有する画像表示装置の制御方法であって、
画像データに基づく画像の輝度の特徴量を検出する検出工程と、
前記特徴量に基づいて各発光領域の目標輝度を算出する第１の算出工程と、
各発光領域の目標輝度と、画像内の輝度分布の態様と、に基づき、各発光領域の発光量及び拡散の度合の制御値を算出する第２の算出工程と、
前記第２の算出工程により算出される発光量及び拡散の度合に基づいて前記発光手段の各発光領域を発光させる制御工程と、
各発光領域の目標輝度に基づいて、画像データの画素値の伸長率を算出する第３の算出工程と、
伸長率に基づいて各画素値を伸長した画像データを生成し、前記表示手段へ出力する変換工程と、
を有する画像表示装置の制御方法。
【請求項１２】
前記各発光領域は、個別に発光量を制御可能な、光の拡散の狭い光源と、光の拡散の広い光源と、を含んで構成されており、光の拡散の狭い光源の発光量と光の拡散の広い光源の発光量を制御することにより発光の拡散の度合を制御することができる請求項１１に記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項１３】
光の拡散の狭い光源は、離散的に複数個配置された発光素子からなり、
光の拡散の広い光源は、光拡散部材を有する発光素子からなる請求項１２に記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項１４】
光の拡散の狭い光源は、光の拡散の広い光源よりも前記発光手段の光拡散板までの距離が短い位置に配置された発光素子からなる請求項１２に記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項１５】
前記検出工程では、前記複数の発光領域の各々に対応する複数の画像領域によって画像を分割し、画像領域毎に輝度の特徴量の検出を行い、
前記第１の算出工程では、各発光領域に対応する画像領域の前記特徴量に基づいて各発光領域の目標輝度を算出する請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項１６】
前記第２の算出工程では、画像内の輝度分布の態様として、画像内の所定の低輝度領域が連続する広域暗部領域を検出し、広域暗部領域の面積に応じて各発光領域の拡散の度合を調節する請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項１７】
前記各発光領域は、個別に発光量を制御可能な、光の拡散の狭い光源と、光の拡散の広い光源と、を含んで構成されており、
前記第２の算出工程では、広域暗部領域の面積に応じて光の拡散の狭い光源の発光量と光の拡散の広い光源の発光量の比率を調節する請求項１６に記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項１８】
前記各発光領域は、個別に発光量を制御可能な、光の拡散の狭い光源と、光の拡散の広い光源と、を含んで構成されており、
前記第２の算出工程では、広域暗部領域の面積が閾値以上の場合に光の拡散の狭い光源及び光の拡散の広い光源を発光させ、広域暗部領域の面積が閾値より小さい場合には光の拡散の狭い光源のみを発光させる請求項１６に記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項１９】
前記第２の算出工程では、画像内の輝度分布の態様として、画像内の所定のハイライト画像領域を検出し、ハイライト画像領域に対応する発光領域に隣接する発光領域の拡散の度合を大きくする請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項２０】
前記第２の算出工程では、画像内の輝度分布の態様として、画像内に含まれる黒帯領域を検出し、黒帯領域に対応する発光領域に隣接する発光領域の拡散の度合を大きくする請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の画像表示装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置では、バックライトを複数の発光領域に分割し、画像データに基づいてバックライトの輝度を発光領域毎に制御すると共に各発光領域に対応する液晶の表示領域の透過率を対応する発光領域の輝度に応じて制御する技術がある。これにより、コントラストの改善や消費電力を低減することができる。このバックライト制御では、バックライトの各発光領域から発せられる光の拡散が狭い方が、バックライトの発光輝度を局所的に制御することができるので、コントラストの改善が容易である。一方で、バックライトの光の拡散が狭いと、各発光領域の境界で輝度の変化が急激になるため、輝度の変化が画質劣化として視認されることがある。
【０００３】
従来、バックライトに直進性の高い光源と、指向角が大きい光源を備え、直進性の高い光源の輝度を高めたときに生じる局所的な高輝度点を、指向角が大きい光源を点灯させることにより緩和する技術があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、光源から発せられた光の拡散度が可変である拡散手段を備え、局所的にバックライトを拡散状態から透過状態に切り替えるとこにより、局所的に輝度を増加させる技術があった（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１４６３８３号公報
【特許文献２】特開２００９−１９９８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の技術では、高いコントラストの改善効果と、黒輝度の変化による画質劣化の軽減を両立することが困難だった。
【０００７】
図１０に、バックライトの光の拡散とバックライトの輝度分布の関係の一例を説明する図を示す。図１０（ａ）、図１０（ｃ）、図１０（ｅ）は光源の光の拡散が狭い場合の輝度分布の例を、図１０（ｂ）、図１０（ｄ）、図１０（ｆ）は光源の光の拡散が広い場合の輝度分布の例を示している。図１０（ｃ）と図１０（ｄ）に示されるように、光源の光の拡散が狭い場合の方が、他の発光領域からの影響が少ないので、局所的に発光輝度を低くすることができる。一方で、図１０（ｅ）と図１０（ｆ）に示されるように、光源の光の拡散が広い場合に比べ、光源の光の拡散が狭い場合では、発光領域の境界で発光輝度が急激に変化することになる。この発光領域の境界における発光輝度の急激な変化は、黒輝度の変化として視認され画質劣化となることがある。
【０００８】
上述した特許文献１の技術は、局所的な高輝度点を軽減する効果はあるが、画像のシーンに応じて黒輝度の変化を制御することはできなかった。
【０００９】
上述した特許文献２の技術は、局所的にバックライトの輝度を増加させる効果はあるが、画像のシーンに応じて黒輝度の変化を制御することはできなかった。また、通常は拡散状態でバックライトの輝度を制御するため、コントラストの改善効果が低かった。
【００１０】
そこで、本発明は、コントラストの改善と黒輝度の変化による画質劣化の軽減を両立できる画像表示装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、画面を構成する複数の分割領域を有する画像表示装置であって、
前記複数の分割領域のそれぞれに対応する発光領域ごとに、個別に発光量及び発光の拡散の度合いを制御可能な発光手段と、
前記発光手段が発した光を画像データに応じた透過率で透過することにより、前記画面に画像を表示する表示手段と、
画像データに基づく画像の輝度の特徴量を検出する検出手段と、
前記特徴量に基づいて各発光領域の目標輝度を算出する第１の算出手段と、
各発光領域の目標輝度と、画像内の輝度分布の態様と、に基づき、各発光領域の発光量及び拡散の度合の制御値を算出する第２の算出手段と、
前記第２の算出手段により算出される発光量及び拡散の度合に基づいて前記発光手段の各発光領域を発光させる制御手段と、
各発光領域の目標輝度に基づいて、画像データの画素値の伸長率を算出する第３の算出手段と、
伸長率に基づいて各画素値を伸長した画像データを生成し、前記表示手段へ出力する変換手段と、
を有する画像表示装置である。
【００１２】
本発明は、画面を構成する複数の分割領域を有し、
前記複数の分割領域のそれぞれに対応する発光領域ごとに、個別に発光量及び発光の拡散の度合いを制御可能な発光手段と、
前記発光手段が発した光を画像データに応じた透過率で透過することにより、前記画面に画像を表示する表示手段と、を有する画像表示装置の制御方法であって、
画像データに基づく画像の輝度の特徴量を検出する検出工程と、
前記特徴量に基づいて各発光領域の目標輝度を算出する第１の算出工程と、
各発光領域の目標輝度と、画像内の輝度分布の態様と、に基づき、各発光領域の発光量及び拡散の度合の制御値を算出する第２の算出工程と、
前記第２の算出工程により算出される発光量及び拡散の度合に基づいて前記発光手段の各発光領域を発光させる制御工程と、
各発光領域の目標輝度に基づいて、画像データの画素値の伸長率を算出する第３の算出工程と、
伸長率に基づいて各画素値を伸長した画像データを生成し、前記表示手段へ出力する変換工程と、
を有する画像表示装置の制御方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、コントラストの改善と黒輝度の変化による画質劣化の軽減を両立できる画像表示装置及びその制御方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１、３に係る画像表示装置の機能構成の一例を示す図
【図２】各発光領域の光源の構成の一例を示す図
【図３】実施例１に係る画像処理装置の処理の流れの一例を示す図
【図４】実施例1の効果の一例を説明する図
【図５】各発光領域の光源の構成の一例を示す図
【図６】各発光領域の光源の構成の一例を示す図
【図７】実施例２に係る画像表示装置の機能構成の一例を示す図
【図８】実施例２の効果の一例を説明する図
【図９】実施例３の黒帯領域と発光輝度の制御を説明する図
【図１０】バックライトの光の拡散とバックライトの輝度分布の関係の一例
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（実施例１）
以下、本発明の実施例１に係る画像表示装置及びその制御方法について図面を参照して説明する。
本実施例では、画像のシーン（画像内の輝度分布の態様）として、画像内に大面積の暗部（所定の低輝度領域が連続する領域、広域暗部領域）が存在するシーンを検出し、暗部で黒輝度が変化することにより生じる画質劣化を軽減する制御方法について説明する。
【００１６】
図１は、実施例１に係る画像表示装置の機能構成の一例を示す図である。
画像表示装置は、液晶パネル部１０１、バックライト部１０２、特徴量検出部１０３、目標輝度算出部１０４、シーン検出部１０５、発光輝度算出部１０６、第１光源制御部１０７、第２光源制御部１０８、伸長率算出部１０９、変換部１１０で構成される。
【００１７】
液晶パネル部１０１は、液晶パネル部１０１に入力された画像信号（画像データ）に基づいて液晶を制御し、後述のバックライト部１０２が発した光を、画像データに応じた透過率で透過することにより、画面に画像を表示する透過型液晶パネル（表示手段）である。
【００１８】
バックライト部１０２は、画像表示装置の画面を構成する複数の分割領域のそれぞれに対応する発光領域ごとに、個別に発光量を制御可能な発光装置（発光手段）である。各発光領域は、光の拡散が狭い光源と、光の拡散が広い光源で構成されており、それぞれの光源の発光量は、第１光源制御部１０７及び第２光源制御部１０８から入力される発光輝度制御値に基づいて制御される。
【００１９】
図２に各発光領域の光源の構成の一例を示す。図に示すように、例えば、発光領域の光源は、個別に発光を制御可能な５つのＬＥＤ（発光素子）と光拡散板で構成される。中心のＬＥＤには光拡散部材であるＬＥＤ光拡散キャップが装着され、光の拡散が広い光源として働く。その他の４つのＬＥＤは等間隔に離散的に複数個配置され、それぞれ拡散が狭い光源として働く。拡散板の拡散度合いは、拡散の狭い光源の拡散に最適化されている。本実施例では、拡散の狭い光源で発光領域内を広く照明するために、拡散の狭い光源として機能するＬＥＤを１つの発光領域内に複数（４つ）配置しているが、必ずしもこの構成である必要はない。例えば、中央にＬＥＤ光拡散キャップを装着したＬＥＤと装着しないＬＥＤを配置する構成でも良い。
【００２０】
本発明のバックライト輝度制御は、画像の明るさに応じて、必要とされる輝度が得られる範囲でバックライトの発光輝度を低下させ、それに応じて、液晶パネルに与える画像信号の画素値を伸長する。このバックライトの発光輝度の抑制と画素値の伸長により、輝度を低下させることなく、暗い画像領域において、バックライトの漏れ光に起因する黒浮量を低下させる。
【００２１】
特徴量検出部１０３は、入力された画像信号に対し、画像を複数の画像領域に分割し画像領域毎に輝度の特徴量（輝度の統計量）を検出する処理を行う（検出手段）。入力画像の分割の単位であり特徴量の検出の単位ともなるこの複数の画像領域の各々は、バックライト部１０２を分割する複数の発光領域の各々と対応付けられていることが望ましい。本実施例では、特徴量として、画像領域内の画素値の最大値（最大画素値）を検出する。
【００２２】
目標輝度算出部１０４は、特徴量検出部１０３で検出された最大画素値に基づいて、目標発光輝度を算出する。各発光領域の発光輝度は、その発光領域に対応する画像領域の最大画素値の画素を表示可能な範囲で抑制することができる。したがって、各発光領域の目標発光輝度は、画像信号の階調範囲の最大値（最大階調値）に対する最大画素値の比率を抑制率として、標準発光輝度に抑制率を乗算した値とすればよい。ここで、標準発光輝度とは、バックライトの発光輝度の抑制と画素値の伸長の制御（いわゆるローカルディミング制御）を行わない場合の発光輝度である。例えば、最大階調値が２５５、ある画像領域の最大画素値が６４であった場合には、抑制率は６４／２５５となり、この画像領域に対応する発光領域の目標発光輝度は標準発光輝度のおよそ２５％の値となる。
【００２３】
シーン検出部１０５は、特徴量検出部１０３で検出された複数の画像領域の最大画素値に基づいて、画像内の輝度分布の態様を検出する。ここでは、シーン検出部１０５は、画像内に面積の広い暗部が存在するか否かを検出する。具体的には、シーン検出部１０５は、最大画素値が閾値以下の画像領域（暗部画像領域）を検出し、隣接する画像領域が暗部画像領域であるような画像領域の数を広域暗部面積として検出する。黒浮が認識される可能性が高い画像領域を暗部画像領域として検出することが好ましい。よって、暗部画像領域か否かを判別するための閾値は、例えば、最大階調値の１％とすればよい。すなわち、この場合、最大画素値が最大階調値の１％以下であるような画像領域が暗部画像領域として検出される。シーン検出部１０５は、広域暗部面積が閾値以上の場合に画像内に広域暗部が存在すると判定する。この場合の閾値は、例えば画像領域の総数の２０％等とすることができる。上記の各閾値の具体値は例示であって発明の実施はこれに限られない。
【００２４】
発光輝度算出部１０６は、目標輝度算出部１０４で算出した目標発光輝度と、シーン検出部１０５の広域暗部の検出結果に基づいて、各発光領域の発光量及び各発光領域の拡散の度合の制御値を算出する。ここでは、発光輝度算出部１０６は、バックライト部１０２の各発光領域の拡散の狭い光源と、拡散の広い光源の発光量算出を行う（第１の算出手段、第２の算出手段）。すなわち、シーン検出部１０５で広域暗部がない画像と判定された場合には、拡散の狭い光源の発光量を目標発光輝度に対応する値とし、拡散の広い光源の発光量はゼロとする。一方、広域暗部がある画像と判定された場合には、目標発光輝度の一定割合を拡散の広い光源の発光輝度として発光させ、残りの割合を拡散の狭い光源の発光輝度として発光させる。こうして、拡散の広い光源と拡散の狭い光源の両方の発光により目標発光輝度が得られるように制御する。
【００２５】
第１光源制御部１０７は、発光輝度算出部１０６で算出された拡散の狭い光源の発光量に基づいて、拡散の狭い光源の発光を制御する。
【００２６】
第２光源制御部１０８は、発光輝度算出部１０６で算出された拡散の広い光源の発光量に基づいて、拡散の広い光源の発光を制御する。
【００２７】
伸長率算出部１０９は、拡散の狭い光源と拡散の広い光源による発光輝度の標準発光輝度に対する比率から画素値の伸長率を算出し出力する（第３の算出手段）。発光輝度を抑制した割合に応じて画素値を伸長すればよいので、画素値の伸長率は標準発光輝度に対する発光輝度の比率の逆数とすればよい。伸長率は画像領域毎に算出される。
【００２８】
変換部１１０は、入力された画像信号の画素値に、伸長率算出部１０９で算出された画素値の伸長率を乗算して伸長した画像信号を生成し、液晶パネル部１０１へ出力する。伸長率の乗算は画像領域毎に行われる。
【００２９】
次に、図３のフローチャートを参照して、本実施例に係る画像表示装置の処理の流れに
ついて説明する。
【００３０】
まず、ステップＳ１において、特徴量検出部１０３が、画像の特徴量として画像領域毎の最大画素値を検出し出力する。
【００３１】
次に、ステップＳ２において、目標輝度算出部１０４が、最大画素値に基づき、発光領域毎の目標発光輝度を算出し出力する。
【００３２】
次に、ステップＳ３において、シーン検出部１０５が、最大画素値が閾値以下となる暗部画像領域を検出する。
【００３３】
次に、ステップＳ４において、シーン検出部１０５が、暗部画像領域に隣接する暗部画像領域の数を広域暗部面積として検出する。
【００３４】
次に、ステップＳ５において、シーン検出部１０５が、広域暗部面積が閾値以上であるかを判別する。広域暗部面積が閾値より小さい場合には、ステップＳ６に進み、広域暗部面積が閾値以上の場合には、ステップＳ７に進む。
【００３５】
ステップ６では、発光輝度算出部１０６が、拡散の狭い光源のみで目標発光輝度が得られるように拡散の狭い光源の発光量を制御する。
【００３６】
ステップ７では、発光輝度算出部１０６が、拡散の狭い光源と拡散の広い光源の両方により目標発光輝度が得られるように拡散の狭い光源の発光量と拡散の広い光源の発光量を制御する。
【００３７】
ステップ８では、伸長率算出部１０９、変換部１１０が、発光輝度に応じて画像領域毎に画像信号の画素値を伸長して出力する。
【００３８】
図４に、実施例1の効果の一例を説明する図を示す。図４の例は、左側から中央付近ま
での画像領域が暗部画像領域として検出され、広域暗部面積が閾値以上になる場合の例を示している。なお、ここでは説明を容易にするため、２次元の画像領域を水平方向に切りだした断面を用いて説明する。図４（ａ）は、画像領域毎の画像信号レベル（画素値）を示しており、左側から中央付近にかけての画像領域が暗部、それより右側の画像領域が明部である。図４（ｂ）は、画像信号に基づいて、拡散の狭い光源が発光した場合の輝度分布を示しており、図４（ｃ）は、拡散の広い光源が発光した場合の輝度分布を示している。図４（ｄ）は図４（ｂ）に示す発光をした場合の表示画像の様子を示しており、図４（ｅ）は図４（ｃ）に示す発光をした場合の表示画像の様子を示している。拡散が狭い光源が発光した場合には、図４（ｄ）に示すように、黒輝度が急激に変化するため、黒輝度の変化が目立ち画質劣化として視認されやすい。拡散が狭い光源が発光した場合には、図４（ｅ）に示すように、黒輝度の変化が緩やかなので画質劣化として視認されにくい。つまり、図４（ａ）に示すような広域暗部が存在する画像を表示する場合、拡散の広い光源が発光することで黒輝度の変化を目立たなくすることができる。
【００３９】
以上のように、本実施例によれば、画像内に広い面積の暗部が存在するか否かを検出し、広い面積の暗部がある場合には、拡散の広い光源を発光させる。こうすることにより、画像内に広い面積の暗部が存在する画像において、画質劣化として視認されやすい黒浮量の変化を軽減できる。
【００４０】
なお、本実施例では、広域暗部面積を閾値と比較することにより、画像に広域暗部が存在するか否かを判別し、判別結果によって拡散の広い光源の発光を行うか否かを切り替え
る例を示した。しかし、広域暗部面積に応じて、拡散の狭い光源と広い光源の混合比率を調節しても良い。
【００４１】
なお、バックライト部１０２の説明で、各発光領域の光源の構成の一例を示したが、ＬＥＤ光拡散キャップではなく、ＬＥＤ用集光レンズを用いた構成としても良い。図５に各発光領域の光源の構成の一例を示す。この例では、発光領域の光源は、５つのＬＥＤと拡散板で構成されている。中央以外の４つのＬＥＤにはＬＥＤ集光レンズが装着され、光の拡散が狭い光源として働く。中央のＬＥＤは、拡散が広い光源として働く。拡散板の拡散度合いは、拡散の狭い光源の拡散に最適化されている。
【００４２】
また、ＬＥＤ光拡散キャップ、ＬＥＤ用集光レンズを用いずに、拡散板とＬＥＤとの距離を変えることにより、拡散度合いを変えることもできる。図６に各発光領域の光源の構成の一例を示す。この例では、発光領域の光源は、５つのＬＥＤと拡散板で構成されている。中央のＬＥＤは拡散板から離れた位置に配置されており、拡散が広い光源として働く。中央以外の４つのＬＥＤは拡散板に近い位置に配置されており、光の拡散が狭い光源として働く。
【００４３】
（実施例２）
以下、本発明の実施例２に係る画像表示装置及びその制御方法について図面を参照して説明する。
実施例１では、画像のシーンとして、画像内に大面積の暗部が存在するシーンを検出し、暗部での黒輝度の変化を抑制することにより画質劣化を軽減する制御方法について説明した。本実施例では、画像処理などで画素値が局所的に大きくなったハイライト画像領域を含むシーンを表示する場合の例を示す。ハイライト画像領域において、画素値が液晶パネルの階調範囲を超えるような場合には、局所的にバックライトの発光輝度を増加させることにより、目的とする画素値に基づいた画像を表示可能である。しかし、局所的に発光輝度を増加させるために、ハイライト画像領域の直下の発光領域の発光量を増加させると、電流の集中や局所的な温度上昇が生じるため、それらを考慮して、バックライトの設計に余裕を持たせる必要が生じる。そこで、本実施例では、局所的に発光量を増加させずにハイライト画像領域を表示するためのバックライトの制御方法について説明する。
【００４４】
図７は、実施例２に係る画像表示装置の機能構成の一例を示す図である。
【００４５】
画像表示装置は、液晶パネル部１０１、バックライト部１０２、特徴量検出部１０３、目標輝度算出部１０４、シーン検出部１０５、発光輝度算出部１０６、第１光源制御部１０７、第２光源制御部１０８、伸長率算出部１０９、変換部１１０、画像処理部２１１で構成される。
【００４６】
液晶パネル部１０１、バックライト部１０２、特徴量検出部１０３、目標輝度算出部１０４、第１光源制御部１０７、第２光源制御部１０８、伸長率算出部１０９、変換部１１０の動作は実施例1と同じである。
【００４７】
画像処理部２１１は、例えば、輪郭強調処理やコントラスト補正等の、画像信号の画素値を変換する処理を行い、出力される画像信号は液晶パネルに表示可能な階調範囲を超える画素値が含まれるものとする。
【００４８】
シーン検出部１０５は、特徴量検出部１０３で検出された画像領域毎の最大画素値に基づいて、画像領域毎に画像信号に最大階調値を超える画素値が含まれる画像か否かを検出する。そして、最大階調値を超える画素値を含む画像領域をハイライト画像領域として検出する。
【００４９】
発光輝度算出部１０６は、シーン検出部１０５でハイライト画像領域であると判定された画像領域に対応する発光領域（ハイライト発光領域）について、不足する発光輝度を、ハイライト発光領域を囲む発光領域の光の拡散が広い光源に割り当てる。すなわち、ハイライト発光領域では、光の拡散が狭い光源を標準発光輝度に制御しつつ、不足する発光輝度を、ハイライト発光領域の周囲の発光領域の光の拡散の広い光源を発光させることで補う。
【００５０】
図８に、実施例２の効果の一例を説明する図を示す。図８の例は、中央付近の画像領域がハイライト画像領域として検出される場合の例を示している。なお、ここでは説明を容易にするため、２次元の画像領域を水平方向に切りだした断面を用いて説明する。図８（ａ）は、画像信号を示しており、画像の中央において画素値が最大階調値を超えるハイライト画像領域が存在する。図８（ｂ）は、拡散の狭い光源による発光の輝度分布を示しており、ハイライト発光領域を標準発光輝度の発光量で発光させた場合の輝度分布を示している。図８（ｃ）は、拡散の広い光源による発光の輝度分布を示しており、ハイライト発光領域に隣接する発光領域を発光させた場合の輝度分布を示している。図８（ｄ）は、拡散の狭い光源と広い光源の発光を重ね合わせた発光輝度の分布を示している。図に示すように、ハイライト発光領域の発光量を標準発光輝度の発光量以上に制御することなく、ハイライト発光領域の発光輝度を増加させることができる。
【００５１】
以上のように、本実施例によれば、液晶パネルに表示可能な階調範囲を超える画像信号が入力された場合においても、その画像を表示できる。
【００５２】
（実施例３）
以下、本発明の実施例３に係る画像表示装置及びその制御方法について図面を参照して説明する。
本実施例では、画像のシーンとして、画像内に黒帯を含むシーンを検出し、画像によって黒帯領域の黒輝度が時間的、空間的に変化することによる画質劣化を軽減する制御方法について説明する。
【００５３】
実施例３に係る画像表示装置の機能構成の一例は実施例１と同じで図１に示す通りである。シーン検出部１０５、発光輝度算出部１０６以外の動作は、実施例１と同じである。
【００５４】
シーン検出部１０５は、特徴量検出部１０３による画像領域毎の最大画素値の検出結果から、黒帯領域を検出する。黒帯としては水平方向の黒帯と垂直方向の黒帯が想定されるが、ここでは垂直方向の黒帯の検出方法の一例を説明する。まず、検出された各画像領域の最大画素値について、垂直方向の列ごとに最大値を検出する。列ごとの最大値と閾値（黒レベル）を比較し、列内の画像領域の最大画素値の最大値が閾値以下であるような列を暗部領域として検出する。ここで、閾値（黒レベル）は、黒帯か否かを判別するための画素値の閾値であり、例えば最大階調値の０．３％程度とすればよい。そして、画像の右端から連続する暗部領域と、左端から連続する暗部領域を、それぞれ黒帯領域として検出する。
【００５５】
発光輝度算出部１０６は、黒帯領域が検出されていない場合には、拡散の狭い光源の発光量を目標発光輝度に基づいて制御し、拡散の広い光源の発光量はゼロとする。一方、黒帯領域が検出されている場合には、発光輝度算出部１０６は、黒帯領域に接する発光領域において、拡散の広い光源の発光量を一定に制御し、拡散の狭い光源の発光量を制御して目標発光輝度が得られるようにする。
【００５６】
図９に、実施例３の効果の一例を説明する図を示す。図９の例は、左側と右側の画像領
域が黒帯領域として検出される場合の例を示している。なお、ここでは説明を容易にするため、２次元の画像領域を水平方向に切りだした断面を用いて説明する。図９（ａ）は、画像信号を示しており、左側と右側の画像領域が黒帯領域となっている。図９（ｂ）は、拡散の広い光源の発光による各発光領域の輝度分布を示しており、黒帯領域に隣接する発光領域を一定の光量で発光させている様子を示している。図９（ｃ）は、拡散の狭い光源の発光による各発光領域の輝度分布を示しており、拡散の広い光源による発光量を差し引いて、拡散の狭い光源を発光させている様子を示している。図９（ｄ）は、拡散の広い光源と狭い光源の両方の発光を重ね合わせた場合の輝度分布を示している。図に示すように、黒帯領域に接する発光領域の拡散の広い光源を常に一定の光量で発光させているため、輝度分布の変化が緩やかになり、黒帯領域の黒輝度の変化を抑制できるので、画質劣化として視認されにくくなる。また、黒帯領域に接する発光領域の拡散の広い光源を常に一定の光量で発光させているため、黒帯領域以外の画像の影響による黒輝度の変化が軽減される。
【００５７】
以上のように、本発明によれば、画像内に黒帯を含むシーンを検出し、その検出結果に基づいて拡散の広い光源の発光量を制御するので、画像によって黒帯領域の黒輝度が時間的、空間的に変化することによる画質劣化を軽減する。
【符号の説明】
【００５８】
１０１  液晶パネル部  １０２  バックライト部  １０３  特徴量検出部  
１０４  目標輝度算出部  １０５  シーン検出部  １０６  発光輝度算出部
１０７  第１光源制御部  １０８  第２光源制御部  １０９  伸長率算出部
１１０  変換部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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