(57)【要約】【課題】人間の目の明るさ感、時間に対する暗順応に基づき、表示輝度の制御をしても、画質または視認性が悪化しない画像表示装置を提供する。【解決手段】映像信号を受ける映像信号入力部と、映像信号を表示する表示輝度レベルを制御する表示輝度制御部と、表示輝度制御部で制御された表示輝度レベルに応じた画質補正量を算出する表示画質制御部と、表示輝度制御部で制御された前記表示輝度レベルおよび前記表示画質制御部で算出された前記画質補正量によって前記映像信号を表示する表示部とを備えた。【選択図】図１
2011022447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号を受ける映像信号入力部と、
前記映像信号の映像表示開始からの経過時間に応じて前記映像信号を表示する表示輝度レベルを制御する表示輝度制御部と、
前記表示輝度制御部で制御された前記表示輝度レベルに応じて画質補正量を算出する表示画質制御部と、
前記表示輝度制御部で制御された前記表示輝度レベルおよび前記表示画質制御部で算出された前記画質補正量によって前記映像信号を表示する表示部とを備えた画像表示装置。
【請求項２】
表示画質制御部は、表示輝度制御部で制御された表示輝度レベルが低くなるほど補正量が大きくなるように画質補正量を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
表示画質制御部は、予め定められた表示輝度レベルと補正量との関係から画質補正量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
表示輝度制御部は、経過時間に応じた表示輝度レベルの変化量である時間的変化量を求め、前記時間的変化量に基づき前記表示輝度を求めることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
映像信号から映像信号の特徴をあらわす映像特徴量を演算する映像特徴量演算部と、
前記映像特徴量の変化が所定値より大きい場合には、特徴変化信号を出力する特徴変化検出部を備え、
表示輝度制御部は、前記特徴変化信号が出力された場合に、表示輝度レベルを変更し、
表示画質制御部は、前記特徴変化信号が出力された場合に、画質補正量を算出することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
表示輝度制御部は、映像表示開始からの経過時間に応じて表示輝度レベルの時間的変化量を変化させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
表示輝度制御部は、映像表示開始からの経過時間が長いほど表示輝度レベルの時間的変化量を少なくすることを特徴とする請求項６項に記載の画像表示装置。
【請求項８】
表示輝度制御部は、所定時間の間に特徴変化信号が出力されない場合には、前記特徴変化信号が出力された場合に表示輝度を制御する量より少ない量表示輝度レベルを制御することを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項９】
映像特徴量は、映像信号の平均輝度レベル、輝度ヒストグラムまたは空間周波数特徴であることを特徴とする請求項５または８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
画質補正量の補正対象は、コントラスト感、色の濃さ、色味、鮮鋭度および解像度のなかで１または２以上のものであることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
表示輝度制御部は、表示輝度レベルの最大値を決定するピーク輝度演算部を有し、特徴変化信号が出力された場合に、変化後の映像特徴量に応じた値を前記表示輝度レベルの最大値に積算した値を表示輝度レベルとして求めることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
表示輝度制御部は、特徴変化信号が出力された場合に、変化後の映像特徴量に応じて表示輝度レベルの時間的変化量を求めることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
本体周囲の照度を計測する照明環境検出部を備え、
表示輝度制御部は、前記照度に基づいて制御することを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
観視者に関する情報である観視者情報を入力する観視者情報入力部を備え、
表示輝度制御部は、前記観視者情報に基づいて制御を行うことを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１５】
映像信号を別の映像信号に切替え、切替えたことを示す映像信号切替信号を出力する映像信号切替部を備え、
表示輝度制御部は、初期表示輝度を記憶し、前記映像信号切替信号が出力された場合に、表示輝度レベルを前記初期表示輝度へ変更することを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１６】
表示輝度制御部は、本体電源投入直後から表示輝度が安定するまでの期間、表示輝度レベルを一定とすることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、デジタルテレビ放送受信機、映像表示装置などの画像表示装置、および画像表示装置に画質調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、一般家庭で使用されるテレビ受像機等の画像表示装置は、液晶画像表示装置やプラズマ画像表示装置等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）が普及し、ＦＰＤはデバイス性能の向上により高輝度化が進んでいる。
【０００３】
しかし、画像表示装置が高輝度化することによって視認性は高まるものの、まぶしさ感による疲労や目の疲れを生じさせる要因となっている。また、消費電力を削減するという観点からも、発光量を必要以上に上げることのないように表示輝度を制御する必要があった。
【０００４】
そのため、明るさを測定する受光素子を画像表示装置に搭載し、周辺の明るさ環境に合わせて画面の表示輝度を調整する方法が一般的に行われている。すなわち、周辺が暗い場合は表示輝度を低く調整し、明るい場合は表示輝度を高く調整する。これにより、明るい環境では視認性を確保し、暗い環境ではまぶしさ感を抑えている。
【０００５】
ところで、まぶしさ感は表示輝度だけに起因するのではない。同一の表示輝度であっても、表示面積と表示輝度から求められる発光量によっては、まぶしさを感じる場合もあれば、暗さを感じる場合もある。そのため、周辺の明るさ環境だけではなく、映像の表示面積を変える等、映像信号によって表示輝度を調整する機能が製品化されている。
【０００６】
さらに、ユーザが画像表示装置を適切な明るさであると感じるためには、部屋の照度や画像表示装置からの発光量等といった観視条件に順応する必要がある。ただし、順応は時間的な変化をするため、一定の環境においても観視者がディスプレイから受ける光の量によって変化する。
【０００７】
従来の画像表示装置においては、観視者が画像表示装置に対して年齢を入力し、あるいはカメラ画像等により観視者条件設定を行うことにより、見る人の年齢や周辺の環境、表示面積、画像の平均輝度レベルに合わせて表示輝度の調整を行い、明るさ感に対する視覚機能の差を自動で補償することが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
また、従来の画像表示装置においては、予め決められた一定時間ごとに、表示装置の輝
度を段階的に下げる手段を設けている。この減灯手段は、例えば、人間の目の時間に対する暗順応の応答特性を示す関数またはその近似関数に従って、予め決められた一定時間ごとに、表示装置の輝度を下げるようにする。ユーザにとって、画面が暗く感じたり、見づらく感じたりすることなく、表示装置の消費電力を削減できることが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−２７９４０５号公報
【００１０】
【特許文献２】特開平６−１９４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の画像表示装置では、人間の目の明るさ感、時間に対する暗順応に基づき、単に表示輝度の制御をするから、観視者が、画質の悪化または視認性の悪化を感じやすいという問題があった。
【００１２】
この発明は、上述のような問題を解消するためになされたもので、人間の目の明るさ感、時間に対する暗順応に基づき、表示輝度の制御をした場合に、画質または視認性の悪化を抑えることができる画像表示装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る画像表示装置においては、映像信号を受ける映像信号入力部と、前記映像信号を表示する表示輝度レベルを制御する表示輝度制御部と、前記表示輝度制御部で制御された前記表示輝度レベルに応じた画質補正量を逐次算出する表示画質制御部と、前記表示輝度制御部で制御された前記表示輝度レベルおよび前記表示画質制御部で算出された前記画質補正量によって前記映像信号を表示する表示部とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明は、人間の目の明るさ感、時間に対する暗順応に基づき、表示輝度を制御しても、観視者が画質または視認性を悪化したと感じない効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１の画像表示装置の構成図である。
【図２】実施の形態１の平均輝度レベルから面内最大輝度表示値を決定するテーブルの説明図である。
【図３】実施の形態１の照度から最大表示輝度比を決定するテーブルの説明図である。
【図４】実施の形態１の省エネを選択したときの時間輝度制御の説明図である。
【図５】実施の形態１の高輝度を選択したときの時間輝度制御の説明図である。
【図６】実施の形態１の高輝度および省エネを選択したときの時間輝度制御の説明図である。
【図７】実施の形態１の観視者情報によって輝度変化係数を変化させる説明図である。
【図８】実施の形態１の観視者が認識しないように表示輝度を変化させる方法の説明図である。
【図９】実施の形態１の映像特徴変化が無い場合に勾配変化を小さくする説明図である。
【図１０】実施の形態１の表示輝度レベルの制御方法の説明図である。
【図１１】実施の形態１のパラメータ補正の説明図である。
【図１２】実施の形態２の画像表示装置の構成図である。
【図１３】実施の形態２の輝度ヒストグラムの説明図である。
【図１４】実施の形態２の輝度ヒストグラムのノーマル特徴の説明図である。
【図１５】実施の形態２の輝度ヒストグラムのフラット特徴の説明図である。
【図１６】実施の形態２の映像特徴が変化した場合に勾配変化を小さくする説明図である。
【図１７】実施の形態２の平均輝度レベルと表示輝度との関係における許容できる明るさ感の説明図である。
【図１８】観視者が許容できる表示輝度を観視者自身が調整した場合の輝度変化特性を示した図である。
【図１９】観視者が見やすいと感じる表示輝度を観視者自身が調整した場合の輝度変化特性を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１における画像表示装置の構成を表すブロック図である。図において、画像表示装置は、映像信号を受信して映像信号Ｄを出力する映像信号入力部１０、映像信号Ｄに対して画像処理を施す映像処理部１１、映像信号Ｄから映像特徴量Ｙおよび映像特徴の変化Ｙｄｅｆを検出する映像特徴量演算部２０、映像特徴量Ｙおよび映像特徴の変化Ｙｄｅｆから表示輝度を決定する表示輝度制御部３０、前記表示輝度を元に画質補正量を求める表示画質制御部４０、ならびに映像処理部１１で画像処理された映像信号に表示画質制御部４０から得られる表示輝度および画質補正量により画質を補正して映像を表示する表示部７０を備える。
【００１７】
また、上記に加え本体周辺の照度を計測して表示輝度制御部３０へ出力する観視照明環境検出部５０を設けても良い。観視照明環境検出部５０を設けた場合、表示輝度制御部３０は、観視照明環境検出部５０からの出力値の影響を補正して表示輝度を決定する。
【００１８】
また、観視者に関する観視者情報を取得して表示輝度制御部３０へ出力する観視者情報入力部６０を設けても良い。観視者情報入力部６０を設けた場合、表示輝度制御部３０は、観視者情報入力部６０からの出力値の影響を補正して表示輝度を決定する。
【００１９】
上記観視照明環境検出部５０および観視者情報入力部６０は、いずれか１方を設けても良いし、両方設けても良い。両方設けた場合は、表示輝度制御部３０は、観視照明環境検出部５０および観視者情報入力部６０からの出力値の影響を補正して表示輝度を決定する。以下、各構成部について説明する。
【００２０】
映像信号入力部１０は、外部からの映像信号を受信して映像処理部１１および映像特徴量演算部２０へ出力するものであり、例えばチューナやデコーダ等である。また、映像メディアを再生する場合においては、ＤＶＤ、ブルーレイディスク等の再生装置でもよく、そのほかパソコン等、様々な形態を取り得る。
【００２１】
映像処理部１１は、映像信号入力部１０から入力された映像信号に対し画像処理を施して、表示部へ出力する。なお、映像処理部１１は、映像特徴量演算部２０により算出された映像特徴量や、映像特徴の変化を用いて画像処理を行うこともできる。この手法により、映像信号の特徴を解析し、特徴に適した画像処理を行う等の処理が可能となる。
【００２２】
映像特徴量演算部２０は、映像信号入力部１０より得られた映像信号Ｄから、平均輝度レベル、ヒストグラム、空間周波数、動きベクトル等の映像特徴量を算出する。また、これらの映像特徴量が閾値以上の変化を検出して、特徴変化信号を生成しても良い。映像特徴量演算部２０は、算出した映像特徴量および映像特徴変化信号を表示輝度制御部３０へ出力する。また、上述のように、算出した映像特徴量および映像特徴変化信号を映像処理部１１へ出力しても良い。すると、特徴に適した画像処理を行う等の処理が可能となる。なお、演算を行う機能部（特徴算出部２１、特徴変化検出部２２）については、後に詳述する。
【００２３】
本実施の形態では、映像特徴量演算部２０で算出する映像特徴量の例として、映像信号の平均輝度レベルＹａｖｅを用いて説明する。なお、輝度ヒストグラム、色相ヒストグラム、空間周波数、動きベクトル等の映像特徴量を用いた場合も、同様の処理となる。
【００２４】
表示輝度制御部３０は、映像特徴量演算部２０より得られた映像特徴（平均輝度レベルＹａｖｅ）を元に、観視照明環境検出部５０から入力される照明環境値Ｅｌｘ、および観視者情報入力部６０から入力される観視者情報Ｅｕによる影響を補正し、映像特徴に対応する面内最大輝度表示値Ｌｍａｘを決定する。
【００２５】
なお、本実施の形態における面内最大輝度表示値Ｌｍａｘは、「明るさ」や「バックライト」等、視聴者に設定可能なメニュー内のパラメータから算出される、当該パラメータ設定において画像表示装置に表示される最大の表示輝度値である。例えば、視聴者が設定する「バックライト」のパラメータをＰｂｌとし、Ｐｂｌを１０段階（０〜１０）で制御できる場合を例に挙げると、「バックライト」のパラメータＰｂｌが０である場合、面内最大輝度表示値Ｌｍａｘは、設定可能な最小のバックライト値ＬＰｍｉｎとなり、逆に１０である場合は、設定可能な最大のバックライト値ＬＰｍａｘとなる。それ以外の値である場合、最大値と最小値の差（ＬＰｍａｘ−ＬＰｍｉｎ）を、本例では１０段階に均等に分割し算出する。すなわち、ＬＰｍｉｎ＋（ＬＰｍａｘ−ＬＰｍｉｎ）／１０×Ｐｂｌとなる。なお、本例では、パラメータから均等に分割したが、不均等に分割してもかまわないし、あらかじめ用意されたテーブルにより、それぞれのパラメータの面内最大輝度表示値Ｌｍａｘを規定してもよい。こうして決定した面内最大輝度表示値Ｌｍａｘを表示画質制御部４０に出力する。
【００２６】
また、上記映像特徴に対応する面内最大輝度表示値Ｌｍａｘを決定すると同時に、表示輝度の時間的変化を制御し、表示輝度の時間的変化値Ｌｔと、最大輝度表示値Ｌｍａｘ、時間的変化により制御された表示輝度レベルＬを表示画質制御部４０に出力しても良い。したがって、表示輝度レベルＬ、表示輝度の時間的変化値Ｌｔ、および最大輝度表示値Ｌｍａｘの関係は、表示輝度レベルＬ＝ｆ（Ｌｍａｘ、Ｌｔ）の関係となる。ここで、関数ｆとして、例えば、ｆ（Ｌｍａｘ、Ｌｔ）＝Ｌｍａｘ×Ｌｔ、またはｆ（Ｌｍａｘ、Ｌｔ）＝Ｌｍａｘ＋Ｌｔとしても良い。
【００２７】
ここで、表示輝度の時間的変化値Ｌｔとは、時間ｔおよびｔ＋αにおける表示輝度をＬ（ｔ）、Ｌ（ｔ＋α）として、Ｌ（ｔ）とＬ（ｔ＋α）の間の関係を表す値とする（ｔは、映像信号の映像表示開始から、または本体電源投入時からの経過時間）。また、表示輝度レベルＬの時間経過による変化値と考えることができる。
【００２８】
なお、時間ｔではなく、フレームｎを利用して、Ｌ（ｎ）、Ｌ（ｎ＋α）で規定しても良い。例えば、Ｌ（ｎ＋α）＝Ｌ（ｎ）×Ｌｔ（α）、Ｌ（ｎ＋α）＝Ｌ（ｎ）＋Ｌｔ（α）等の式により表すことができる。なお、演算を行う機能部（ピーク輝度演算部３１、時間変化輝度演算部３２）については後に詳述する。また、時間ｔ、ｔ＋α等は、映像信号の映像表示開始から、または本体電源投入時からの経過時間とすることができる。
【００２９】
表示画質制御部４０は、表示輝度制御部３０より得られた面内最大輝度表示値Ｌｍａｘを元に、画質補正量Ｐｍｏｄを都度算出し、表示輝度制御部３０より得られた制御された表示輝度レベルＬとともに、映像を表示する表示部７０に出力する。また、表示輝度の時間的変化値Ｌｔを求めた場合には、表示輝度制御部３０より得られた面内最大輝度表示値Ｌｍａｘと、表示輝度の時間的変化値Ｌｔを元に、画質補正量Ｐｍｏｄを都度算出し、表示輝度制御部３０より得られた制御された表示輝度レベルＬとともに、映像を表示する表示部７０に出力する。
【００３０】
画質補正量Ｐｍｏｄは、面内最大輝度表示値Ｌｍａｘを元に算出されるため、面内最大輝度表示値Ｌｍａｘが変化した際に算出するという方式をとってもよい。面内最大輝度表示値Ｌｍａｘは、フレーム毎に算出してもかまわないが、後述する照明環境値Ｅｌｘ、観視者情報Ｅｕにより変化するため、演算量削減を削減するため、これらの値の更新に合わせて算出するのが望ましい。
【００３１】
観視照明環境検出部５０は、本体の周囲または表示部７０近傍に設けられた照度センサなどの明るさを測定するデバイスを用いて、外部の照度を測定し、これを照明環境値Ｅｌｘとして、表示輝度制御部３０へ出力する。
【００３２】
観視者情報入力部６０は、観視者に関する所定の情報である観視者情報を取得し、これを観視者情報Ｅｕとして表示輝度制御部３０に入力する。
【００３３】
ここで、観視者情報とは、観視者の視力に関する情報（視力情報）や、観視者の人数または観視者の有無増減を示す情報や、観視者の所望する表示画面の明るさに関する画質の情報等を含んでも良い。観視者の視力に関する情報は、例えば観視者の年齢や観視距離などから推定しても良いし、あるいは視力そのものを直接入力しても良い。
【００３４】
これら観視者情報を得るために必要な種々の情報は、例えば外部より観視者によるリモコン操作によって取得する。あるいは、カメラ等を用いて観視者を撮影し、撮影画像から取得することとしても良い。
【００３５】
表示部７０は、映像処理部１１で画像処理された映像信号を受け、表示画質制御部４０から得られる表示輝度レベルＬに、同じく表示画質制御部４０から得られる画質補正量Ｐｍｏｄを加味して、表示輝度レベルＬ、画質補正量Ｐｍｏｄが反映された、画質パラメータＰｃａｌを用いて映像を表示する。画質補正量Ｐｍｏｄは、表示輝度レベルＬに応じて算出される。具体的には、表示輝度レベルが低くなるほど補正量が大きくなるような補正を行う。また、予め定められた表示輝度レベルと補正量との関係を関数またはテーブルで規定しておき、予め定められた表示輝度レベルと補正量との関係によって、画質補正量Ｐｍｏｄを算出することもできる。
【００３６】
画像表示装置における映像特徴量演算部２０の構成について、以下に説明する。
【００３７】
映像特徴量演算部２０は、特徴算出部２１と、特徴変化検出部２２とを備えている。なお、映像特徴量演算部２０で算出される値は、同様に映像処理部１１に出力することができる。また、映像特徴量演算部２０は、特徴変化検出部２２を備えなくても良い。
【００３８】
特徴算出部２１は、映像信号入力部１０から映像信号Ｄを受けとり、映像信号Ｄから、平均輝度レベル、ヒストグラム、空間周波数、動きベクトル等の映像特徴量を算出する。本実施の形態では、映像特徴量として、映像信号の平均輝度レベルＹａｖｅを算出し、表示輝度制御部３０へと出力する。また、特徴変化を検出する場合には、特徴変化検出部２２へ映像信号の平均輝度レベルＹａｖｅを出力しても良い。
【００３９】
特徴変化検出部２２は、特徴算出部２１から映像特徴として、平均輝度レベルＹａｖｅを受け、平均輝度レベルＹａｖｅの予め定めた閾値以上の変化および変化の度合いを検出し、特徴変化信号Ｙｄｅｆとして表示輝度制御部３０へと出力する。
【００４０】
画像表示装置における表示輝度制御部３０の構成について、以下説明する。
【００４１】
表示輝度制御部３０は、ピーク輝度演算部３１と、時間変化輝度演算部３２を備えている。なお、表示輝度制御部３０は、時間変化輝度演算部３２が無くても良い。
【００４２】
ピーク輝度演算部３１は、映像特徴量演算部２０より得られた映像特徴（平均輝度レベルＹａｖｅ）を元に、観視照明環境検出部５０から入力される照明環境値Ｅｌｘ、および観視者情報入力部６０から入力される観視者の視力情報（観視者情報Ｅｕ）による影響を補正し、映像特徴に対応する面内最大輝度表示値Ｌｍａｘを決定し、表示画質制御部４０または時間変化輝度演算部３２に出力する。
【００４３】
なお、本実施の形態では、映像特徴量として平均輝度レベルＹａｖｅを利用しているが、映像特徴量は、輝度ヒストグラムや平均輝度レベルに限らず、映像信号の特徴を表すものであればどのような形式でもかまわない。その他の例として、空間周波数や、色相ヒストグラム等の情報が挙げられる。また、映像信号の特徴を、たとえば映像信号に埋め込まれたメタデータや、ＥＰＧ等のデジタルデータから受け取ってもかまわない。
【００４４】
時間変化輝度演算部３２は、平均輝度レベルＹａｖｅ、特徴変化信号Ｙｄｅｆ、映像特徴に対応する面内最大輝度表示値Ｌｍａｘより、表示輝度の時間的変化を制御し、表示輝度の時間的変化値Ｌｔと、最大輝度表示値Ｌｍａｘとから、時間的変化により制御された表示輝度レベルＬを上記の表示輝度レベルＬ、表示輝度の時間的変化値Ｌｔ、および最大輝度表示値Ｌｍａｘの関係を用いて算出し、表示画質制御部４０へ出力する。
【００４５】
なお、時間的変化値Ｌｔと表示輝度レベルＬを算出するにあたり、照明環境値Ｅｌｘ、観視者情報Ｅｕによる補正を再度行ってもよい。補正は、例えば、表示輝度レベルＬを算出する場合、最大表示輝度値Ｌｍａｘを元にして、視聴者情報Ｅｕ毎に、最大表示輝度値Ｌｍａｘから表示輝度の時間的変化量Ｌｔ、および最大表示輝度値Ｌｍａｘから表示輝度レベルＬへの変換テーブルを用意し変換する方法等が考えられる。
【００４６】
また、映像特徴量演算部２０で算出され、表示輝度制御部３０へと入力された映像特徴量(平均輝度レベルＹａｖｅ)および映像特徴の変化（特徴変化信号、特徴変化量）は、表示画質制御部４０における動作において利用してもよい。そのため、表示輝度制御部３０から表示画質制御部４０へと、引き続き出力する。
【００４７】
次に、画像表示装置の動作について、構成要素ごとに以下説明する。
【００４８】
まず、映像特徴量演算部２０の動作について以下説明する。
【００４９】
特徴算出部２１は、映像信号入力部１０から映像信号を受け、映像信号の平均輝度レベル、輝度ヒストグラム、空間周波数、動きベクトル等の映像特徴を算出する。本例では、映像特徴として、映像信号の平均輝度レベルＹａｖｅを算出し、特徴変化検出部２２および表示輝度制御部３０へと出力する。
【００５０】
なお、本例では映像特徴として平均輝度レベルＹａｖｅを利用しているが、映像特徴は、平均輝度レベルや実施の形態２で説明する輝度ヒストグラムに限らず、映像信号の特徴を現すものであればどのような形式でも良い。その他の例として、空間周波数や、色相ヒストグラム等の情報が挙げられる。また、映像信号の特徴を、たとえば映像信号に埋め込まれたメタデータや、ＥＰＧ等のデジタルデータから受け取っても良い。なお、特徴算出部２１における輝度ヒストグラムＨｙの算出については、実施の形態２で後述する。
【００５１】
平均輝度レベルＹａｖｅは映像信号の輝度レベルの平均値を表すものである。各画素の輝度レベルを読み取り算出する。そのため、輝度ヒストグラムＨｙから算出することもできる。輝度レベルＹｌ（ｉ）の画素数をＤ(ｉ)と表記すると、平均輝度レベルＹａｖｅ＝Σ（Ｙｌ（ｉ）×Ｄ(ｉ)）／ΣＤ（ｉ）となる。
【００５２】
特徴変化検出部２２は、特徴算出部２１により算出された平均輝度レベルＹａｖｅを、時系列方向に複数フレーム分を解析し、平均輝度レベルＹａｖｅの閾値以上の変化および変化の度合いを表す、特徴変化信号Ｙｄｅｆを算出する。
【００５３】
ここで、ｎフレーム目の映像信号における平均輝度レベルＹａｖｅを、Ｙａｖｅ(ｎ)と表記する。また、平均輝度レベルＹａｖｅの変化に関わる閾値をＴｈｙとする。平均輝度レベルＹａｖｅの変化の度合いは、｜Ｙａｖｅ（ｎ＋1）-Ｙａｖｅ（ｎ）｜と表すことができる。この｜Ｙａｖｅ（ｎ＋1）-Ｙａｖｅ（ｎ）｜の値が、閾値Ｔｈｙより大きければ、閾値以上の変化があったことを示す特徴変化信号Ｙｄｅｆを出力する。なお、本実施の形態では、特徴変化信号Ｙｄｅｆとして、｜Ｙａｖｅ（ｎ＋1）-Ｙａｖｅ（ｎ）｜の値をそのまま出力する。
【００５４】
ハードウェアの特性等の条件により、1フレームごとの平均輝度レベルＹａｖｅを得られない場合には、変化の度合いとして、ｍフレーム後の差分値｜Ｙａｖｅ（ｎ＋ｍ）−Ｙａｖｅ（ｎ）｜を代わりに利用してもよい。ただし、ｍの値が大きくなりすぎると、映像信号の変化を表す情報としての精度が低くなるため、1フレームごとの平均輝度レベルを利用するのが最も良く、ｍ＝３程度までが望ましい。
【００５５】
平均輝度レベルＹａｖｅの変化が検出される場合の例として、入力信号の切り替えや、シーンチェンジ、または画面内部に写る物体（特に画面に占める面積が大きい物体）の急激な動きが挙げられる。このような場合には、多くの観視者はシーンの切り替えや、急激な動きを注視しており、輝度や画質を変化させても目立たないという特性がある。
【００５６】
次に、表示輝度制御部３０の動作について以下説明する。
【００５７】
ピーク輝度演算部３１は、観視者情報入力部６０から入力された観視者の視力情報（観視者情報Ｅｕ）に基づき、平均輝度レベルＹａｖｅから面内最大輝度表示値Ｌｍａｘを求める。
【００５８】
具体的には、図２に示すような、特徴算出部２１から入力される平均輝度レベルＹａｖｅに対する面内最大輝度表示値Ｌｍａｘを決定するテーブル（図２ではグラフとして図示）から、観視者の視力情報を基にテーブルを選択する。図２では視力情報（観視者情報Ｅｕ）に応じて、Ｔａｂｌｅ１〜Ｔａｂｌｅ３の３種類のテーブルを示している。具体的には、視力情報（観視者情報Ｅｕの一つ）と対応するテーブルとの関係を記述した情報が予め用意され、この視力情報テーブル輝度関係情報を元にＴａｂｌｅ１〜Ｔａｂｌｅ３の中の１つのテーブルが選択される。なお、ここで、テーブル数は例示であり、いくつあっても良い。また、観視者情報Ｅｕの視力情報と対応するテーブルの関係とは、例えば、視力情報が、「良い」、「普通」および「悪い」の値を採るとすると、それぞれＴａｂｌｅ１，Ｔａｂｌｅ２，Ｔａｂｌｅ３と対応すると関係付けるものである。
【００５９】
そして、選択した１つのテーブルを用いて、特徴算出部２１で求めた平均輝度レベルＹａｖｅに対応する面内最大輝度表示値Ｌｍａｘを決定する。なお、テーブルの代わりに、平均輝度レベルＹａｖｅと面内最大表示輝度レベルＬｍａｘの関係式を用いて面内最大表示輝度レベルＬｍａｘを演算しても良い。
【００６０】
次に、演算された面内最大輝度表示値Ｌｍａｘは、観視照明環境検出部５０から得られる外部の照度を示す照明環境値Ｅｌｘを受けとり、図３に示すようなテーブル（グラフとして図示）を用いて、照度に対応する補正係数として最大表示輝度比ＣＬＩを求める。
【００６１】
図３は、外部の照度（照明環境値Ｅｌｘ）から最大表示輝度比ＣＬＩを求めるテーブルの説明図である。図３では、視力情報に応じて、Ｔａｂｌｅ４〜Ｔａｂｌｅ６までの３種類のテーブルを示している。観視者情報入力部６０から受けとる、観視者の視力情報（観視者情報Ｅｕ）に基づいてテーブルを選択する。具体的には、視力情報（観視者情報Ｅｕの一つ）と対応する上記テーブルとの関係を記述した情報が予め用意され、この視力情報テーブル照度関係情報を元にＴａｂｌｅ４〜Ｔａｂｌｅ６の中の１つのテーブルが選択される。ここで、テーブル数は例示でありいくつあっても良い。また、テーブルの代わりに、照度と最大表示輝度比ＣＬＩの関係式を用いて最大表示輝度比ＣＬＩを演算しても良い。求めた最大表示輝度比ＣＬＩを、例えば、上記で求めた面内最大輝度表示値Ｌｍａｘに積算することによって、面内最大輝度表示値Ｌｍａｘを補正する。
【００６２】
以上のように、ピーク輝度演算部３１は、観視者情報Ｅｕおよび平均輝度レベルＹａｖｅを基に表示輝度レベルの最大値としての面内最大輝度表示値Ｌｍａｘを決定する。その後、照度（照明環境値Ｅｌｘの一つ）および視力情報（観視者情報Ｅｕの一つ）を基に表示輝度レベルの最大値としての面内最大輝度表示値Ｌｍａｘを補正する。これにより、観視者に応じた輝度制御が可能となる。
【００６３】
次に、時間変化輝度演算部３２は、時間変化を考慮した表示輝度を算出する。時間変化輝度演算部３２で、輝度変化係数ＣＬＴが、演算される。輝度変化係数ＣＬＴが、上記補正された面内最大輝度表示値Ｌｍａｘに積算されて、時間的変化により制御された表示輝度レベルＬが求められる。ここで、時間変化輝度演算部３２は、観視者情報Ｅｕを観視者情報入力部６０から受け、これに基づいてＣＬＴを決定する。
【００６４】
観視者情報Ｅｕは、たとえば、観視者の視力情報、または好みの明るさの程度等、観視者が、選択する画質設定である。
【００６５】
すなわち、時間変化輝度演算部３２は、観視者情報Ｅｕとして観視者が所望する画質設定に応じて、表示輝度レベルの時間的変化を制御する。これにより、観視者の要求する画質に沿った輝度制御が可能となる。
【００６６】
図４は、輝度変化係数ＣＬＴの時間変化を示す図である。特に、図４は、消費電力をなるべく抑えた場合の輝度変化係数ＣＬＴを示した図である。この輝度変化係数ＣＬＴを面内最大輝度表示値Ｌｍａｘに積算したものを時間的変化により制御された表示輝度レベルＬとして演算する。すると、表示輝度Ｌは、一定値から始まり（図中、ｔ１で示す時間の間）、時間経過後に輝度が低下し始める（図中、ｔ２で示す時間の間）。そして、経過時間と共に、所定の輝度値まで下がって、再び一定になる（図中、ｔ３で示す時間の間）。ここで、所定の輝度値として、観視者が暗さを感じないものとして、予め定められた最低表示輝度まで、下がることとしても良い。
【００６７】
時間変化輝度演算部３２は、前記表示輝度レベルが、表示開始から一定期間下降した後、所定の輝度値を保持するように制御を行う。これにより、画像表示装置を省エネルギーで駆動させながら、順応特性を考慮した最適な表示品質を保つことが出来る。
【００６８】
また、所定の輝度値は、観視者が暗さを感じないものとして予め定められた表示輝度レベルの最小値とすることにより、画像表示装置を省エネルギーで駆動させながら、順応特性を考慮した最適な表示品質を保つことが出来る。
【００６９】
上記において、表示輝度を下げる勾配は、観視者が輝度変化に気づかない勾配とする。例えば、人間が暗い環境下で暗さに慣れる特性を示す暗順応曲線に従って制御すれば、輝度変化を目立たなくすることが出来る。暗順応曲線は錐体の順応と杆体の順応の２段変化からなるが、初期に順応する錐体の順応カーブに近づける。もちろん、杆体の順応カーブに近づけることもできる。例えば、順応する時間を暗順応より明順応の方が早くなるように設定でき、明順応は、１０分で定常になるような順応カーブとし、暗順応は、３０分で定常となるような順応カーブとすることができる。
【００７０】
なお、暗順応曲線よりも大きく輝度変化させることにより、観視者が輝度変化を認識するように輝度を制御しても良い。消費電力を低下させる制御を行っていることが観視者に認識されるため、低消費電力機能の効果を見せる使い方として利用することが可能である。
【００７１】
図５は、高輝度になるように輝度を制御する場合の輝度変化係数ＣＬＴを示した図である。この輝度変化係数ＣＬＴを面内最大輝度表示値Ｌｍａｘに積算したものを表示輝度Ｌとすれる。すると、表示輝度Ｌは、一定値（設定された初期値）から始まり（図中、ｔ１に示す時間の間） 、時間経過後に輝度が上昇し始める（図中、ｔ２に示す時間の間）。そして、所定の最大表示輝度まで上昇した後、再び一定になる（図中、ｔ３に示す時間の間）。
【００７２】
上記のように、時間変化輝度演算部３２は、表示開始から一定期間、表示輝度レベルを上昇させた後、表示輝度レベルの最大値を保持するように制御を行う。これにより、観視者が高画質な映像を楽しみたい場合に、観視者の順応特性を考慮した最適な表示品質が実現できる。
【００７３】
上記において、表示輝度Ｌが上昇する勾配は、観視者が輝度変化に気づかない勾配とする。例えば、人間が暗い環境下から明るい環境下に移動したときに、明るさに慣れる特性を示す明順応曲線に従って制御すれば、輝度変化を目立たなくすることが出来る。
【００７４】
なお、明順応曲線よりも急激に輝度変化させることにより、高輝度になったことを観視者に認識させても良い。
【００７５】
図６は、高輝度で且つ消費電力を抑えた場合の輝度変化係数ＣＬＴの時間変化を示した図である。ここで、輝度変化係数ＣＬＴは、時間による面内最大輝度表示値Ｌｍａｘの変換割合であり、面内最大輝度表示値Ｌｍａｘから時間的変化により制御された表示輝度レベルＬを算出するための係数である。この輝度変化係数ＣＬＴを面内最大輝度表示値Ｌｍａｘに積算したものを表示輝度Ｌとする。すると、電源を入れたときや、機能を入れた初期の段階では、一定値（設定初期値）から始まり（図中、ｔ１で示す時間の間）、その後、表示輝度Ｌを上昇させる（図中、ｔ２で示す時間の間）。このため、観視者は、明るさ感の向上を感じる。その後、予め設定した所定期間、最大表示輝度である面内最大輝度表示値Ｌｍａｘを保つ（図中、ｔ３で示す時間の間）。このため、観視者は、明るさに順応する。その後、所定の輝度値まで、観視者が気づかないように表示輝度Ｌを下げる（図中、ｔ４で示す時間の間）。表示輝度を下げるので、消費電力が抑えられる。最後に経過時間と共に、所定の輝度値まで下がって一定の表示輝度になる（図中、ｔ５で示す時間の間）。ここで、所定の表示輝度を観視者が暗さを感じないものとして、予め定められた最低輝度としても良い。
【００７６】
以上のように、時間変化輝度演算部３２は、表示輝度レベルが、表示開始から一定期間上昇し、その後一定期間、最大表示輝度である面内最大輝度表示値Ｌｍａｘを保持し、その後一定期間下降し、予め設定された所定の輝度値を保持するように制御を行う。これにより、画像表示装置を省エネルギーで駆動させ、且つ高画質を楽しみたい場合に、順応特性を考慮した最適な表示品質が実現できる。
【００７７】
また、観視者が、暗さを感じないものとして予め定められた表示輝度レベルの最小値に所定の輝度値を設定することによって、画像表示装置を省エネルギーで駆動させ、且つ高画質を楽しみたい場合に、順応特性を考慮した最適な表示品質が実現できる。
【００７８】
上述の省エネルギー、且つ高画質を志向した制御では、たとえば、輝度を上げるときは、観視者に認識できる表示輝度の勾配で輝度変化を行い、輝度を下げるときは、観視者に認識できない表示輝度の勾配で輝度変化させることにより、観視者に効果的に明るさ感を感じさせながら消費電力を下げることができる。
【００７９】
上記図４〜図６に示した例では、表示輝度Ｌが一定値から減少を開始するまでに一定時間ｔ１を取っている。これは、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ)等のバックライトの特性によっては、バックライト点灯直後に輝度が不安定となることがあるためである。不安定な輝度状態でバックライトを調整すると、予期せぬ輝度調整に繋がる可能性があるため、輝度が安定するまでの制御開始時間ｔｘを用意している。このような手法は、電源投入直後の際などに有効であるが、制御開始時間ｔｘは省略してもかまわない。
【００８０】
次に、観視者が、認識しないように表示輝度を変化させる方法として、映像信号の輝度レベルの大きい変化に合わせて、表示輝度Ｌを変化させることが出来る。時間変化輝度演算部３２は、特徴変化検出部２２を通して、映像特徴として映像信号の平均輝度レベルＹａｖｅの変化を知る。そして、平均輝度レベルＹａｖｅの変化が大きい場合には、その変化に合わせて、表示輝度Ｌが、増加または減少するように、輝度変化係数ＣＬＴを設定する。
【００８１】
なお、輝度変化係数ＣＬＴは、年齢や観視距離等、視力に関する観視者情報Ｅｕに合わせて変化させても良い。図７は、高輝度と省エネを選択したときの時間輝度制御（図６）において、年齢により輝度変化係数ＣＬＴを変化させる説明図である。図７の縦軸は、輝度変化係数ＣＬＴであり、横軸は時間である。図において、観視者が高齢者か若齢者かによって輝度変化係数ＣＬＴの勾配、最大値、最小値、制御開始時間を変化させている。図中、実線が、高齢者の、点線が、若齢者の、輝度変化係数ＣＬＴの変化である。なお、本実施の形態では、高齢者の設定として、より視認性を重視した観視者に違和感を与えない制御、また若齢者の設定として、より省エネを考慮した制御を設定しているが、制御方法として、若齢者の制御と、高齢者の制御を入れ替えてもかまわない。その場合、若齢者の設定として、より視認性を重視した観視者に違和感を与えない制御、高齢者の設定として、より省エネを考慮した制御となる。
【００８２】
この例では、輝度を上げる場合の勾配は、高齢者の方が大きく、輝度を下げる場合の勾配は、高齢者の方が小さい。また、最大表示輝度は、若齢者の最大表示輝度Ｌｍａｘ２より、高齢者の最大表示輝度方が低く、最低表示輝度は、高齢者の方が高い。また、制御開始時間は、高齢者の方が早く設定している。輝度を下げる場合の勾配（単位時間当たりの変化量）が、高齢者の方が小さいため、輝度の変化により、若齢者の設定と比較して違和感を与えにくい。一方、若齢者では、高齢者と比較して早く輝度が低下する。さらに、最小表示輝度Ｌｍｉｎ２は高齢者のＬｍｉｎ１より小さく設定されている。そのため、より省エネを考慮した制御となる。以上のことから、ユーザに表示画像の制御する上で、「省エネ」、「画質」、「疲れにくさ」などテーマのいずれを重視するかを選択（入力）させて、ユーザの重視するテーマにより、制御方法を変えるように構成することもできる。
【００８３】
図８は、上記の観視者が認識しないように表示輝度を変化させる方法の説明図である。例えば、図４や図６のように表示輝度Ｌを下げる場合は、図８に示すような、輝度制御を行う。具体的には、映像特徴として映像信号の平均輝度レベルＹａｖｅの変化が生じるまでは、輝度変化係数ＣＬＴを一定にし、平均輝度レベルＹａｖｅが、大きく変化した時（図中のｔ７１、ｔ７２，ｔ７３，ｔ７４、ｔ７５の時）に、その変化に合わせて階段状に輝度変化係数ＣＬＴを減少させる（図中の実線）。この際、表示輝度の減少量は暗順応曲線（図中の点線）に合わせる。同様に、図５のように、表示輝度を増加させる場合は、明順応曲線に合わせて輝度変化係数ＣＬＴを増加させる。
【００８４】
上述のように、映像特徴量演算部２０は、映像特徴として映像信号の平均輝度レベルＹａｖｅを算出する特徴算出部２１と、平均輝度レベルＹａｖｅの変化を検出する特徴変化検出部２２と、を備える。時間変化輝度演算部３２は、映像特徴の変化が所定値より大きい場合（特徴変化検出部２２が平均輝度レベルＹａｖｅの変化を検出したとき）に、当該変化に合わせて表示輝度レベルを変化させる。上記のように構成することによって、映像特徴が大きく変化するときに表示輝度レベルを変化させるので、観視者に認識されないように輝度制御を行う事が出来る。表示輝度の減少量は暗順応曲線（図中の点線）に合わせるのが、順応に即した補正を行う上で望ましいが、ハードウェアの特性等の条件によっては、減少量を一定としてもよい。
【００８５】
しかしながら、図８に例示したように、映像特徴の変化に合わせて階段状に輝度変化係数ＣＬＴを変化させる場合で、静止画または静止画に近いような映像を表示させた場合などにおいては、所定値より大きい映像特徴変化が得られないことがある。このようなケースにおいても順応曲線に合わせて輝度を調整したい場合、映像特徴（平均輝度レベルＹａｖｅ）に変化がなくとも、輝度を調整してもかまわない。例えは、所定時間、映像特徴変化信号がない場合には、表示輝度を調整することができるようにしても良い。また、図８の暗順応のカーブと現在の輝度変化係数ＣＬＴの乖離が閾値より大きくなっても映像特徴変化信号がない場合には、表示輝度を調整することができるようにしても良い。
【００８６】
映像特徴に変化がなくとも輝度を調整する場合に、一度に変化させる輝度変化係数ＣＬＴは、映像特徴が変化した場合と比較して、小さい値であることが望ましい。というのも、変化係数ＣＬＴを大きく調整する場合、視聴者に違和感を与える可能性があるからである。
【００８７】
図９は、所定値より大きい映像特徴変化が得られない場合に、小さく勾配を変化させる説明図である。所定値より大きい映像特徴変化が得られない場合に、小さい勾配を変化させる方法について、図９を利用して説明する。このような場合において、輝度を調整するには、一定時間（静止許容時間ｔｓ）以上、輝度変化が起こらないことを条件として、輝度変化係数ＣＬＴの勾配を小さい値へと変化させる。
【００８８】
図９の例では、輝度変化係数ＣＬＴは、勾配ｎ１で、輝度の減少を続けている。具体的には、時間ｔ９１、ｔ９２、ｔ９３、ｔ９４、ｔ９５、ｔ９６にて、映像信号の輝度変化が大きいと判断され、各時間で、輝度変化係数ＣＬＴを変化させている。しかし、時間ｔ９６以降、静止許容時間ｔｓの間、映像信号の特徴変化が得られない時間があった（図中、ｔ６に示す時間の間）。そのため、勾配ｎ１より緩やかな勾配ｎ２に切り替えている。こうすることで、特徴変化が得られない際にも、一定時間間隔毎に、輝度を減少させるという手段をとることができる。勾配ｎ２による一定時間毎の減少が続き（図中、ｔ７に示す時間の間)、最終的に下限値に到達する。
【００８９】
このように、輝度変化係数ＣＬＴは、映像特徴等に合わせて、勾配を変更しても良い。映像特徴に適応して、表示輝度の勾配を変更する手法は、実施の形態２にて後述する。
【００９０】
表示輝度制御部３０は、映像特徴に対応する面内最大輝度表示値Ｌｍａｘとともに、輝度変化係数ＣＬＴを、表示輝度の時間的変化値Ｌｔとして、表示画質制御部４０に出力する。ここで、時間的変化により制御された表示輝度レベルＬは、面内最大輝度表示値Ｌｍａｘに表示輝度の時間的変化値Ｌｔを掛け合わせた値となる。
【００９１】
図１０は、表示輝度レベルの制御方法の説明図である。図１０を例として、表示輝度制御部３０による表示輝度レベルの制御方法について、具体的に説明する。明るさセンサ等、観視環境情報Ｅｌｘ取得する画像表示装置では、まぶしさ感を低減するために、センサより得られた周辺照度、および画像の平均輝度レベルに合わせて、表示輝度Ｌの調整を行う。平均輝度レベルに対する表示輝度レベルが、図１０のように算出される。図において、実線は、順応制御なしの場合のカーブで、破線は、順応制御がある場合のカーブである。
【００９２】
図１０において、平均輝度レベルＹａｖｅの高い映像信号に関しては、まぶしさ感を抑えるために表示輝度レベルを下げている。また、平均輝度レベルＹａｖｅの低い映像信号に関しては、暗部の黒浮きを押さえるために表示輝度レベルを抑える等の処理が行われるよう設定される。一方、多くのオンエア映像で視聴されるような、中間の平均輝度レベルの映像信号に関しては、暗さを感じさせないよう、表示輝度レベルを最大値に設定する（Ｌｍａｘ１）。
【００９３】
観視者情報Ｅｕまたは観視環境情報Ｅｌｘを取得できる場合は、平均輝度レベルに対する表示輝度レベルの設定詳細を、観視者情報Ｅｕまたは観視環境情報Ｅｌｘに適応させて変化させることが望ましい（Ｌｍａｘ１，Ｌｍａｘ２）。
【００９４】
順応に合わせた表示輝度制御を行う際、最大表示輝度レベルＬｍａｘに、輝度変化係数ＣＬＴを掛け合わせて制御を行うため、経時変化によって表示輝度レベルは、図中の順応制御なしの場合のカーブと、順応制御ありの場合のカーブとの２曲線間を変化することになる。これにより、表示輝度レベルの最大値（Ｌｍａｘ１，Ｌｍａｘ２）と時間的変化を制御することにより、観視者の順応を考慮した最適な輝度調整が可能である。また、同時に表示輝度レベルの最小値（Ｌｍｉｎ１，Ｌｍｉｎ２）も、同時に図のように調整される。
【００９５】
なお、表示輝度制御部３０で行われる、これらの時間的変化は、視聴者が視聴していないと判断できる場合には、元の設定値（初期設定）に戻すことが望ましい。視聴していない場合の例として、待機モード時、消画モード時等が挙げられる。また、例えばカメラやセンサ等の機器により視聴者の有無を確認し、視聴者が戻ってきた際に、元の設定値に戻す構成をとってもかまわない。もちろん、電源を一度切った後、再度投入した場合には、元の設定値に戻す構成をとる。
【００９６】
次に、表示画質制御部４０の動作について、以下に説明する。
【００９７】
表示画質制御部４０は、表示輝度制御部３０より得られた面内最大輝度表示値Ｌｍａｘと、表示輝度の時間的変化値Ｌｔを元に、画質補正量Ｐｍｏｄを都度算出する。
【００９８】
画質補正量Ｐｍｏｄを算出するにあたり、時間的変化値Ｌｔと面内最大表示輝度レベルＬｍａｘと画質補正量Ｐｍｏｄとの関係式を用いて、画質補正量Ｐｍｏｄを演算することができる。なお、面内最大輝度表示値Ｌｍａｘを決定したのと同様に、時間的変化値Ｌｔや面内最大表示輝度レベルＬｍａｘ等を元にして、テーブルから選択する手法をとっても良い。
【００９９】
図１１は、画質補正量Ｐｍｏｄの簡単な一例である。図において、縦軸は、各パラメータの設定値、横軸は、時間である。また、Ｌは、表示輝度のカーブであり、Ｐｓは、シャープネスの制御カーブ、Ｐｃは、色の濃さの制御カーブである。
【０１００】
この例では、時間区間ｔ２において、特徴量の変化があったときに、表示輝度レベルを減少させている。このようなケースにおいて、輝度の削減に伴い設定値の一部であるシャープネスＰｓ、および色の濃さＰｃを調整する。表示輝度レベルＬは、特徴変化毎に一定値ａ（＜０）変化するものとする。同様に、シャープネス（Ｐｓ）は、初期値Ｐｓ＿ｓから一定値ｓ（＞０）、色の濃さ（Ｐｃ）は、初期値Ｐｃ＿ｓから一定値ｃ（＞０）変化するものとする。
【０１０１】
図１１では、時間区間ｔ２において、表示輝度レベルがａ変化し、表示輝度が減少する。それに伴い、視認性を保つためシャープネスをｓ、色の濃さをｃ、変化させている。ここでは、各パラメータは、ａ＝−ｓ，ｃ＝ｓ／２＝−ａ／２と関係式で表すことができる。
【０１０２】
本例のように、輝度の減少に伴い、色の濃さｃを上昇させることにより、輝度が低くなるために、もたらされる色の変化を補填する効果を見込むことができる。また、シャープネス等の輪郭に関する画質補正量を上昇させることにより、物体の視認性の向上に繋がる。
【０１０３】
図１１の例は、画質補正量Ｐｍｏｄの一例であり、補正を行うパラメータは、シャープネス、色の濃さに限ったものではなく、どのような画質補正量でもかまわない。他の画質補正量の例としては、コントラスト感、色味、鮮鋭度、解像度等が考えられる。
【０１０４】
なお、これらの画質調整は、極力、画質の変化が少なくなるように行うのが望ましい。たとえば、主観的な画質（ＩＱ）を、輝度（Ｌ）や色域（Ｇ）、またはコントラスト（Ｃ)の関係から、予測した式が、画像ごとに算出されている。すなわち、輝度を変化させた場合、色域(Ｇ)やコントラスト（Ｃ）を調整することによって、主観的な画質（ＩＱ）を保ったまま、輝度を調整することができる（例えば、「嶋田  淳，窪田  悟：”モバイルディスプレイの画質評価−実機１５機種の一対比較実験−”，映像情報メディア学会  ２００６年度年次大会，２００６ ，Ａｕｇ．」参照）。すなわち、輝度（Ｌ）を変化させた画像について、色域（Ｇ）やコントラスト（Ｃ）を調整することにより、観視者に、近しい視認性を与えることができる。
【０１０５】
従来の画像表示装置である特許文献１の画像表示装置は、入力される映像信号の平均輝度レベル（ＡＰＬ：Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ）に対して、人の視覚特性（順応特性）を基にして、平均の表示輝度を制御するものである。なお、液晶画像表示装置の場合は、バックライトを制御するものである。平均輝度レベルに対する表示輝度特性としては、平均輝度レベルが高くなるとまぶしさをやわらげるために表示輝度を下げる輝度制御を行う。
【０１０６】
しかしながら、特許文献１に記載されている画像表示装置における輝度制御は、周辺の明るさ環境と映像信号の平均輝度レベルにより表示輝度を制御するものであり、観視者が画像表示装置から受ける光の時間的な影響が考慮されていない。
【０１０７】
例えば、ある一定の明るさの映像をしばらく見ていると、その明るさに目が順応して、まぶしさが軽減されたり、見えなかった部分が見え始めたりする。図１８は、映像を見るときに、観視者が許容できる表示輝度を観視者自身が調整した場合の輝度変化特性を示した図である。横軸が時間、縦軸は許容下限輝度を表している。観視者が画像を見ながら「省エネを考慮した場合に、許容できる明るさ」を許容下限輝度として調整を経時的に行うと、時間の経過と共に表示輝度の許容限界値は初期の表示輝度から低下していき、観視開始から数分後には安定する。
【０１０８】
一方、図１９は、観視者が見やすいと感じる表示輝度を観視者自身が調整した場合の輝度変化特性を示した図である。横軸が時間、縦軸は見やすい輝度を表している。観視者が画像を見ながら、最も見やすいと感じる輝度を経時的に調整していくと、時間の経過と共に最適な表示輝度は増加していき、観視開始から数分後に安定する。
【０１０９】
すなわち、観視者に最適な表示輝度（明るさ）は、観視者が高画質で観視したい映像なのか画質よりも省エネを考慮するのか等、観視する目的によって時間とともに異なるといえる。
【０１１０】
さらには、観視する対象によっても最適な表示輝度は異なっており、アニメのような同系色の占める面積が多い映像と、バラエティのような様々な色合いが含まれる映像等、映像の特徴の違いによっても、観視者に最適な表示輝度は異なる。また、これらの映像特徴の違いは、観視者の目の順応速度にも影響を与える。
【０１１１】
従来における表示輝度設定は、観視者が眩しくならない輝度であることを目的に、照度、画像の平均輝度レベルなどから調整されてきたが、前述の通り観視者の要求目的により要求輝度は経時的に変化するために、要求輝度からずれが生じるといった問題があった。
【０１１２】
また、表示輝度の減少は、色の鮮やかさや、鮮鋭感等、細部にわたる画質低下の要因にもなりうる。すなわち輝度を単純に下げるだけでは、画質を保ちつつ消費電力を削減するのは難しいという点についても問題となっていた。
【０１１３】
本発明は上述の問題点に鑑み考案されたものであり、観視者の順応特性に基づいて視認性を極力変化させずに輝度制御を行うものである。
【０１１４】
本実施の形態の画像表示装置は、映像特徴量に基づいて、表示輝度レベルの最大値及び時間的変化を制御する表示輝度制御部３０を備えることにより、観視者の順応特性に基づいて輝度制御を行う事ができる。一方、表示輝度を制御することにより生じた視認性の変化を、明るさ以外のパラメータを調整することにより補填することができる。
【０１１５】
また、本実施の形態の画像表示装置は、平均輝度や輝度ヒストグラム等の映像特徴を元に、表示輝度レベルの最大値、表示輝度レベルの時間的変化を制御するため、映像特徴により好ましい明るさの変化を、適宜調節することができる。これにより、観視者に順応特性に基づいた変化を迅速に反映させることも可能となる。
【０１１６】
さらに、本実施の形態の画像表示装置は、得られた映像特徴量に基づいて、表示輝度レベルの最大値、表示輝度レベルの時間的変化の値を変更することで、映像特徴に合わせた順応速度により、最適な表示輝度へと変化させることができる。
【０１１７】
本実施の形態の画像表示装置によれば、表示輝度制御部３０で制御された前記表示輝度レベルに応じた画質補正量を逐次算出する表示画質制御部４０を設けたので、人間の目の明るさ感、時間に対する暗順応に基づき、表示輝度を制御しても、観視者が画質または視認性を悪化したと感じない効果がある。
【０１１８】
また、本実施の形態の画像表示装置によれば、映像特徴量として映像信号の平均輝度レベルＹａｖｅを検出し、観視者情報Ｅｕ、観視環境情報Ｅｌｘをもとに、表示輝度レベルの最大値と時間的変化を制御することで、観視者の順応特性に基づいた輝度制御が可能となる。
【０１１９】
また、本実施の形態の画像表示装置によれば、入力される映像信号の平均輝度や輝度ヒストグラム等の映像特徴を元に、表示輝度の時間的変化値Ｌｔを人間の順応特定に合わせ調整し、表示輝度レベルの最大値、表示輝度レベルＬの時間的変化を制御するため、映像特徴により好ましい明るさの変化を、適宜調節することができる。これにより、観視者に順応特性に基づいた変化を迅速に反映させることも可能となる。
【０１２０】
また、本実施の形態の画像表示装置によれば、時間変化輝度演算部３２は、表示輝度レベルが表示開始から一定期間下降した後、所定の輝度値を保持するように制御を行う。このように構成したので、画像表示装置を省エネルギーで駆動させながら、人間の順応特性を考慮した（好適な）表示品質を保つことが出来る。
【０１２１】
また、本実施の形態の画像表示装置によれば、時間変化輝度演算部３２の別の制御方法として、表示輝度レベルが表示開始から一定期間上昇した後、表示輝度レベルの最大値を保持するように制御を行う。このように構成したので、観視者が高画質な映像を楽しみたい場合に、観視者の順応特性を考慮した好適な表示品質が実現できる。
【０１２２】
また、本実施の形態の画像表示装置によれば、時間変化輝度演算部３２は、表示輝度レベルが表示開始から一定期間上昇し、その後一定期間表示輝度レベルの最大値を保持し、その後一定期間下降し、所定の輝度値を保持するように制御を行う。このように構成したので、画像表示装置を省エネルギーで駆動させ、且つ高画質を楽しみたい場合に、順応特性を考慮した好適な表示品質が実現できる。
【０１２３】
また、本実施の形態の画像表示装置によれば、表示輝度を制御することにより生じた視認性の変化を、コントラスト感、色の濃さ・色味、鮮鋭度・解像度等、明るさ以外の映像を補正するパラメータを調整することにより補填することができる。
【０１２４】
また、本実施の形態の画像表示装置によれば、表示輝度レベル、画質補正量の反映は、映像特徴量演算部２０により判断される、映像特徴の所定値以上の変化に合わせて行われる。このように構成したので、観視者に違和感を与えにくい補正を行うことができる。なお、静止画のように映像特徴の変化のない、または長時間映像特徴の変化がない映像に関しては、表示輝度レベル、画質補正量の変化値を小さく設定することで、同様に違和感を与えにくい補正を行うことができる。
【０１２５】
実施の形態２．
本実施の形態の画像表示装置は、表示輝度制御部３０が、表示輝度を変化させる勾配を順次変更するように構成することによって、観視者の順応特性に好適に合わせることができるようにしたものである。
【０１２６】
図１２は、本実施の形態の画像表示装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の画像表示装置は、実施の形態１における表示輝度制御部３０の代わりに、表示輝度制御部１３０を備える。
【０１２７】
本実施の形態の画像表示装置の動作は、表示輝度制御部１３０が実施の形態１と異なる。そのため、上記以外の動作の説明は省略または簡略化する。
【０１２８】
画像表示装置における映像特徴量演算部２０の構成について、以下説明する。映像特徴量演算部２０は、特徴算出部２１と、特徴変化検出部２２を備えている。なお、映像特徴量演算部２０で算出される値は、同様に映像処理部１１に出力することができる。
【０１２９】
特徴算出部２１は、映像信号入力部１０から映像信号を受け、映像信号の平均輝度レベル、輝度ヒストグラム、空間周波数、動きベクトル等の映像特徴を算出する。本例では、映像特徴として、映像信号の平均輝度レベルＹａｖｅに加えて、輝度ヒストグラムＨｙを算出し、特徴変化検出部２２および表示輝度制御部１３０へと出力する。
【０１３０】
なお、本例では映像特徴として輝度ヒストグラムＨｙを利用しているが、映像特徴は、輝度ヒストグラムや平均輝度レベルに限らず、映像信号の特徴を現すものであればどのような形式でも良い。その他の例として、空間周波数や、色相ヒストグラム等の情報が挙げられる。また、映像信号の特徴を、たとえば映像信号に埋め込まれたメタデータや、ＥＰＧ等のデジタルデータから受け取っても良い。
【０１３１】
特徴変化検出部２２は、特徴算出部２１から映像特徴として、平均輝度レベルＹａｖｅおよび輝度ヒストグラムＨｙを受け、ヒストグラムの特徴の変化を検出し、特徴変化信号Ｙｄｅｆとして、表示輝度制御部１３０へと出力する。
【０１３２】
次に、本実施の形態の画像表示装置における表示輝度制御部１３０の構成について、以下説明する。
【０１３３】
表示輝度制御部１３０は、ピーク輝度演算部３１と、可変速時間変化輝度演算部１３２を備える。ピーク輝度演算部３１は、映像特徴量演算部２０より得られた映像特徴（平均輝度レベルＹａｖｅおよび輝度ヒストグラムＨｙ）を元に、観視照明環境検出部５０から入力される照明環境値Ｅｌｘ、および観視者情報入力部６０から入力される観視者の視力情報（観視者情報Ｅｕ）による影響を補正し、映像特徴に対応する面内最大輝度表示値Ｌｍａｘを決定し、可変速時間変化輝度演算部１３２に出力する。
【０１３４】
可変速時間変化輝度演算部１３２は、映像特徴（平均輝度レベルＹａｖｅ、輝度ヒストグラムＨｙ）、特徴変化信号Ｙｄｅｆ、映像特徴に対応する面内最大輝度表示値Ｌｍａｘより、表示輝度の時間的変化を制御し、表示輝度の時間的変化値Ｌｔと、面内最大輝度表示値Ｌｍａｘから、時間的変化により制御された表示輝度レベルＬを算出し、表示画質制御部４０へと出力する。
【０１３５】
なお、時間的変化値Ｌｔと表示輝度レベルＬを算出するにあたり、照明環境値Ｅｌｘ、観視者情報Ｅｕによる補正を再度行ってもよい。
【０１３６】
また、映像特徴量演算部２０で算出され、表示輝度制御部１３０へと入力された映像特徴（平均輝度レベルＹａｖｅ、輝度ヒストグラムＨｙ）および映像特徴の変化は、表示画質制御部４０における動作において利用してもよい。そのため、表示輝度制御部１３０から表示画質制御部４０へと、引き続き出力する。
【０１３７】
本実施の形態の画像表示装置の動作について、構成要素ごとに以下説明する。
【０１３８】
映像特徴量演算部２０の動作について以下説明する。
【０１３９】
図１３は、特徴算出部２１で抽出される輝度ヒストグラムＨｙの一例である。図中の横軸は、階調値（階級）を示し、縦軸は度数、つまり１フレーム分の映像信号の輝度に対する画素数を示している。なお、以下の説明では、映像信号の輝度値は、例えば８ビットのデータで構成されており、その階調値が“０”から“２５５”までの値を採り、その階調数は“２５６”とする。また、映像信号Ｄｂは、本例では８ビットで表しているが、例えば１０ビット、６ビットのような他の階調数で表しても良い。
【０１４０】
図において、特徴算出部２１は、例えば２５６の階調数を３２階調ごとに８の領域に分割し、当該８の領域をヒストグラムの階級としている。そして、各階級での中心値付近の値、本例では、当該中心値に最も近くそれよりも大きい整数値を当該階級の代表値としている。例えば、階調値“０”から“３１”までで構成される階級では、中心値は“１５．５”となるため、当該階級の代表値は“１６”となる。図１３の横軸の数字は各階級の代表値を示している。
【０１４１】
このように、特徴算出部２１では、３２個の連続する階調値からなる領域を一つの階級としているため、図１３に示されるヒストグラムの各度数は、３２階調分の信号の総和となる。例えば、横軸の数値１６に示された度数は、１フレーム分の映像信号に含まれる、階調値０から階調値３１までの輝度値の総和に相当する。
【０１４２】
なお、図１３の輝度ヒストグラムＨｙとは異なり、各階調値ごとに度数を計数してヒストグラムを生成してもよい。つまり、各階級を一つの階調値で構成するようにしても良い。この場合には、各階級の代表値は当該階級を構成する階調値そのものとなる。
【０１４３】
また、階調数を分割する場合には、その分割数はいくつに設定しても良く、ヒストグラムの分割数や範囲を自由に設定しても良い。例えば、階調数が“２５６”の場合、階調値“０”から“３２”と“２００”から“２５５”の範囲を４階調刻み、その他を２４刻みとすることもできる。このように当該分割数を変化させることによって、ヒストグラムの精度を調節することができる。ヒストグラムの精度を低下させる一方で、演算量を低減することができるため、このような手法は、演算速度や記憶容量等、ハードウェアの特性等の条件がある場合に有効である。
【０１４４】
特徴算出部２１は、映像特徴として、映像信号の平均輝度レベルＹａｖｅ、輝度ヒストグラムＨｙを算出し、特徴変化検出部２２および表示輝度制御部１３０へと出力する。
【０１４５】
なお、従来の手法を利用して、輝度ヒストグラムＨｙを複数の特徴に大別し、その特徴のみを出力する方法をとっても良い。輝度ヒストグラムから映像特徴を大別する従来の手法として、例えば映像信号の輝度ヒストグラムから基準値を算出し、各々の基準値の組み合わせより輝度ヒストグラムの特徴を分類する手法が提示されている（例えば、「特開２００７−１２４４５３号広報」参照）。
【０１４６】
図１４、１５は、輝度ヒストグラムＨｙの特徴を説明するための図である。以下、輝度ヒストグラムＨｙの特徴について、特徴算出の一例を説明する。輝度ヒストグラムＨｙの度数に関する閾値ｔｄ＿ｄｆを規定し、図１３に追記したものが図１４である。図１４のヒストグラムには、閾値ｔｈ＿ｄｆを超える画素数を持つ、階調が存在しない。図１４（あるいは図１３）のような形をしたヒストグラムは、全体的明るさの偏りがない映像となり、１フレームの映像信号に様々な明るさや色を含んでいる。逆に言えば同じ階調の占める領域が少ないということになる。
【０１４７】
一方、図１５のようなヒストグラムは、２０８、２４０階調（代表値）の画素数が、閾値ｔｈ＿ｄｆを超えており、これらの画素が他の画素とくらべて極めて多い。すなわち、全体的に明るく、同じ階調の画素が占める領域が多い。
【０１４８】
上記のように、閾値ｔｈ＿ｄｆを利用して、閾値ｔｈ＿ｄｆを超える階調を１階調以上持つ映像を“フラット”とし、１階調も持たない映像を“ノーマル”として特徴づけることができる。
【０１４９】
なお、本例は１階調以上として例示しているが、閾値ｔｈ＿ｄｆを超える階調数は、１階調に限らず、２階調以上、あるいは３階調以上等、いくつに決めてもかまわない。
【０１５０】
なお、これらの映像特徴は、フレーム毎に計算した結果を蓄積し、複数フレーム相当量解析して、最終的な特徴として出力することもできる。
【０１５１】
上記の“フラット”な特徴を持つ映像を例示すると、ニュースで見られるような、背景は明るい色でまとめられ、中央に一部人物が写っているような映像が挙げられる。また、“ノーマル”な特徴を持つ映像を例示すると、バラエティ番組で見られるような、背景が様々な色の壁で構成される映像で、なおかつ多くの人物が写っている映像が挙げられる。
【０１５２】
“フラット”な特徴を持つ映像は、同じ階調の画素数が多く、大部分の領域が同じ程度の明るさであり、そのため、同じ明るさの領域がまとまって存在していることが多い。このような特徴の映像に対して、一度に大幅に明るさ変更する場合、観視者に違和感を与える可能性が高い。
【０１５３】
一般的に、映像の特徴により観視者の順応の早さは異なっており、映像特徴演算部２０で算出した特徴に合わせて、表示輝度制御部１３０における可変速時間変化輝度演算部１３２で調整する表示輝度Ｌの時間変化を調整する。
【０１５４】
なお、本実施の形態では、輝度ヒストグラムＨｙを利用して、大部分の領域が同じ程度の明るさである特徴を持つ“フラット”である映像を判断したが、例えば、空間周波数を算出して、同様な特徴を持つ映像を判断することも可能である。例えば、１フレームの映像を１ライン毎に走査し、近い輝度、色度特徴、あるいはそれらの一時微分を算出することで、“フラット”と同一の特徴を持つ映像を検出することができる。
【０１５５】
特徴変化検出部２２は、特徴算出部２１により算出された平均輝度レベルＹａｖｅ、輝度ヒストグラムＨｙを、時系列方向に複数フレーム分解析し、平均輝度レベルＹａｖｅまたは輝度ヒストグラムＨｙの閾値以上の変化、および変化の度合いを表す、映像変化信号Ｙｄｅｆを算出する。
【０１５６】
次に、平均輝度レベルＹａｖｅの特徴変化を求める場合について説明する。ｎフレーム目の映像信号における平均輝度レベルＹａｖｅを、Ｙａｖｅ(ｎ)と表記する。また、平均輝度レベルＹａｖｅの変化に関わる閾値をＴｈｙとする。平均輝度レベルＹａｖｅの変化の度合いは、｜Ｙａｖｅ(ｎ＋１)−Ｙａｖｅ(ｎ)｜と表すことができ、本値が閾値Ｔｈｙより大きければ、閾値以上の変化があったことを示す映像変化信号Ｙｄｅｆを出力する。なお、本例では映像変化信号Ｙｄｅｆとして、｜Ｙａｖｅ(ｎ＋１)−Ｙａｖｅ(ｎ)｜をそのまま出力する。
【０１５７】
次に、輝度ヒストグラムＨｙの特徴変化を求める場合について説明する。ｎフレーム目の映像信号における輝度ヒストグラムＨｙをＨ（ｎ）とし、階調ｉ（代表値）の度数をＨ(ｎ)(ｉ)と表記する。すると、各階調Ｈ(ｎ)(ｉ)において、各階調における変化の度合いは｜Ｈ(ｎ＋１)(ｉ)−Ｈ(ｎ)(ｉ)｜で表される。まず、本値（各階調における変化の度合い）が各階調における変化に関わる閾値Ｔｈｄより大きいかを判断する。次に、｜Ｈ(ｎ＋１)(ｉ)−Ｈ(ｎ)(ｉ)｜>Ｔｈｄを満たす階調の個数Ａｄが、変化した階調数に関する別の閾値Ｔｈｉ（Ｔｈｄとは、別の独立した閾値）以上であれば、閾値以上の変化があったことを示す映像変化信号Ｙｄｅｆを出力する。すなわち、Ａｄ≧Ｔｈｉの際に、映像変化信号Ｙｄｅｆを出力する。
【０１５８】
なお、特徴変化検出部２２に、映像信号の特徴が、映像信号に含まれるメタデータやＥＰＧ等、または前述の“フラット”、“ノーマル”等の予め規定された特徴情報により入力された場合には、単純にそれらの変化を元にして、映像変化信号Ｙｄｅｆを算出しても良い。すなわち、映像変化信号Ｙｄｅｆは、映像特徴に変化があった旨を表す信号と、必要に応じてその遷移過程である“フラット”から“ノーマル”へと遷移したことを表す信号とから構成される。
【０１５９】
具体的には、例えば、既存手法により輝度ヒストグラムＨｙを、映像特徴をもとにして３種類（暗い映像、通常の映像、明るい映像）に分類した場合を想定する。すると、映像特徴が“暗い映像”から“明るい映像”へと変化したことをもって、映像特徴の変化があったとし、映像変化信号Ｙｄｅｆを出力することが可能である。
【０１６０】
なお、映像特徴の変化は、これらの要素（上記の場合は、輝度ヒストグラムＨｙ）のみで判断しても良いし、複数の要素を組み合わせて判断しても良い。例えば、平均輝度レベルＹａｖｅの変化と、輝度ヒストグラムＨｙから求められる特徴の変化との両方をもって、映像変化信号Ｙｄｅｆを出力しても良い。原則、両方変化した場合に映像変化信号Ｙｄｅｆを出力し、所定期間映像変化信号Ｙｄｅｆが無ければ、一方でも変化した場合に映像変化信号Ｙｄｅｆを出力するようにしても良い。
【０１６１】
ハードウェアの特性等の条件により、1フレームごとの映像特徴（平均輝度レベルＹａｖｅ、輝度ヒストグラムＨｙ）を得られない場合には、変化の度合いとして、ｍフレーム後の値を代わりに利用してもよい。ただし、ｍの値が大きくなりすぎると、映像信号の変化を表す情報としての精度が低くなるため、1フレームごとの映像特徴を利用するのが最も良く、ｍ＝３程度までが望ましい。
【０１６２】
平均輝度レベルＹａｖｅ、輝度ヒストグラムＨｙの変化が検出される場合の例として、入力信号の切り替えや、シーンチェンジ、または画面内部に写る物体（特に画面に占める面積が大きい物体）の急激な動きが挙げられる。このような場合には、多くの観視者はシーンの切り替えや、急激な動きを注視しており、輝度や画質を変化させても目立たないという特性がある。
【０１６３】
次に、表示輝度制御部１３０の動作について、以下、説明する。
【０１６４】
ピーク輝度演算部３１は、観視者情報入力部６０から入力された観視者の視力情報（観視者情報Ｅｕ）に基づき、平均輝度レベルＹａｖｅ、または輝度ヒストグラムＨｙから面内最大輝度表示値Ｌｍａｘを求める。なお、平均輝度レベルＹａｖｅは、輝度ヒストグラムＨｙから概算することもできる。
【０１６５】
ピーク輝度演算部３１は、実施の形態１におけるピーク輝度演算部３１と同様の動作を行うため、その詳細な動作説明は省略する。
【０１６６】
なお、実施の形態１では、平均輝度レベルＹａｖｅに対して面内最大輝度表示値Ｌｍａｘを決定するテーブルを用意したが、輝度のようなヒストグラム特徴に対して、面内最大輝度表示値Ｌｍａｘを決定するテーブル（あるいは関係式）を用意しても良い。
【０１６７】
すなわち、ピーク輝度演算部３１は、観視者情報Ｅｕおよび平均輝度レベルＹａｖｅを基に表示輝度レベルの最大値としての面内最大輝度表示値Ｌｍａｘを決定する。その後、照度（照明環境値Ｅｌｘの一つ）および視力情報（観視者情報Ｅｕの一つ）を基に表示輝度レベルの最大値としての面内最大輝度表示値Ｌｍａｘを補正する。これにより、観視者に応じた輝度制御が可能となる。
【０１６８】
次に、可変速時間変化輝度演算部１３２で輝度変化係数ＣＬＴが演算され、これが上記補正された面内最大輝度表示値Ｌｍａｘに積算されて、表示輝度Ｌの時間変化制御がなされる。可変速時間変化輝度演算部１３２は、観視者情報Ｅｕを観視者情報入力部６０から受けとり、これに基づいて輝度変化係数ＣＬＴを決定する。
【０１６９】
観視者情報Ｅｕは、例えば、観視者の視力情報、または好みの明るさの程度等、観視者が選択する画質設定である。
【０１７０】
すなわち、可変速時間変化輝度演算部１３２は、観視者情報Ｅｕとして観視者が所望する画質設定に応じて、表示輝度レベルの時間的変化を制御する。これにより、観視者の要求する画質に沿った輝度制御が可能となる。
【０１７１】
輝度変化係数ＣＬＴの時間変化例を示す説明は、実施の形態１で図４〜９により説明した内容と同様であるため、説明を省略する。
【０１７２】
また、実施の形態１において、映像特徴に変化がない場合を例に説明したように、輝度変化係数ＣＬＴの勾配は変更することができる。特に、映像特徴に合わせて勾配を調整することで、より順応を考慮した制御を行うことができる。以下、映像特徴量演算部２０で算出される映像特徴に合わせて、輝度変化係数ＣＬＴの勾配を変更する手法について説明する。
【０１７３】
図１６は、映像特徴により勾配を変更させた場合の輝度変化係数ＣＬＴの時間変化を示した図である。図１４および図１５において前述した“ノーマル”と“フラット”とで、輝度変化係数ＣＬＴの勾配を変更している。
【０１７４】
この輝度変化係数ＣＬＴを面内最大輝度表示値Ｌｍａｘに積算したものを表示輝度Ｌとすれば、電源を入れたときや機能を入れた初期の段階では、一定値（初期設定値）から始まる（図中、ｔ８に示す時間の間）。その後、観視者が気づかないように表示輝度を下げるように制御される（図中、ｔ９，ｔ１０に示す時間の間）。このため、観視者が気づかれずに、消費電力が抑えることができる。最後に経過時間と共に所定の輝度値まで下がって一定の表示輝度になる（図中、ｔ１１に示す時間の間）。
【０１７５】
ここで、表示輝度を減少させる時間区間ｔ９，ｔ１０について詳細を説明する。時間区間ｔ９では、映像特徴量演算部２０より得られた映像特徴は、“ノーマル”であり、勾配ｎｎで輝度変化係数ＣＬＴを変化させている。
【０１７６】
映像特徴が“ノーマル”から“フラット”に変化した場合（図の時間ｔ１６１）、“フラット”の特徴の映像においては、明るさの変化が目立ちやすく、観視者の順応速度にも違いが生じる。そのため、時間区間ｔ１０では、ｔ９までにおける輝度変化係数ＣＬＴの勾配より、ゆるやかな勾配として勾配ｎｆを利用し、輝度変化係数ＣＬＴを変化させている。
【０１７７】
なお、輝度変化係数ＣＬＴの勾配を変更するのは、映像特徴が変化した直後が望ましいが、それに限らず、さらに新しい映像特徴に変化しない限り、どのタイミングで反映させてもかまわない。例えば、複数のフレームを利用して、結果を積算し、同一シーンの目立たないタイミングで反映させる等の手法が可能である。
【０１７８】
また、上記の例では、簡単のため２種類の特徴値により、勾配の変化を説明したが、特徴値はいくつでもよく、いくつかの特徴値の傾きを同一としてもかまわない。例えば“バラエティ”、“シネマ”、“スポーツ”、“ノーマル”の４種類の映像特徴があった場合に、“バラエティ”、“スポーツ”、“ノーマル”の輝度変化係数ＣＬＴの勾配ｎｎとして、“シネマ”の輝度変化係数ＣＬＴの勾配を勾配ｎｆとする、という処理も可能である。
【０１７９】
また、平均輝度レベルＹａｖｅのみを利用して、勾配を変更してもかまわない。例えば、平均輝度レベルＹａｖｅが、０〜８０の映像を“暗い映像”、８０〜１４０の映像を“通常の映像”、１４０以上の映像を“明るい映像”として、映像信号の特徴を算出するとする。このとき、“暗い映像”、“通常の映像”、“明るい映像”の輝度変化係数ＣＬＴの勾配を、それぞれ、勾配ｎ１、ｎ２、ｎ３とする方法等が、考えられる。
【０１８０】
図１７は、観視者の許容できる明るさ感を表した図である。横軸に平均輝度レベルＬｍａｘ、縦軸に表示輝度Ｌをとっている。観視者の映像に対する明るさ感を、「まぶしい」、「明るい」、「適度」、「暗い」、「かなり暗い」で表している。
【０１８１】
平均輝度レベルの高い映像において、「まぶしい」領域が広く、「明るい」〜「かなり暗い」領域は狭くなっているように、「適度」と感じられる表示輝度の範囲は、平均輝度レベルの低い映像と比べて狭くなっている。しかしながら、とくに、表示輝度の高い領域に関して、輝度変化は目立ちにくい。
【０１８２】
逆に、平均輝度レベルの低い映像においては、「適度」と感じられる表示輝度の範囲が広くなっており、許容できる輝度範囲が広くなっている。しかしながら、輝度変化は目立ち易くなる。
【０１８３】
図１７に示すような人間の感じ方の特性から、前述のように平均輝度レベルで輝度変化係数ＣＬＴの勾配（単位時間当たりの変化量）を、“暗い映像”、“通常の映像”、“明るい映像”でそれぞれ、勾配ｎ１、ｎ２、ｎ３とした場合、例えば、ｎ１≦ｎ２≦ｎ３という設定が考えられる。
【０１８４】
なお、輝度変化係数ＣＬＴの勾配は、平均輝度レベルＹａｖｅのほかに、表示輝度レベルに合わせて調整してもよい。たとえば、表示輝度レベルが低いほど輝度変化係数ＣＬＴの勾配を低く設定するように制御しても良い。表示輝度の低い領域においては、「暗い」、「かなり暗い」と感じる領域は狭くなっており、表示輝度の小さな変化でも観視者に違和感を与えやすい。このような構成によって、ＣＬＴの勾配を低く設定し、時間を掛けて変化させることで、観視者に与える違和感を抑えることができる。
【０１８５】
また、平均輝度レベルと表示輝度から構成される領域毎に輝度変化係数ＣＬＴの勾配を設定しても良い。たとえば、「まぶしい」、「明るい」、「適度」、「暗い」、「かなり暗い」のような、許容できる明るさ感の領域毎に輝度変化係数ＣＬＴの勾配を設定する方法が考えられる。そのような構成の場合、「まぶしい」の領域の勾配を高く設定し、「かなり暗い」に向かって、低くなるように構成するのが望ましい。
【０１８６】
表示輝度制御部１３０は、映像特徴に対応する面内最大輝度表示値Ｌｍａｘとともに、輝度変化係数ＣＬＴを、表示輝度の時間的変化値Ｌｔとして、表示画質制御部４０に出力する。ここで、時間的変化により制御された表示輝度レベルＬは、面内最大輝度表示値Ｌｍａｘに表示輝度の時間的変化値Ｌｔを掛け合わせた値となる。
【０１８７】
表示輝度制御部１３０による表示輝度レベルＬの制御方法については、実施の形態１の表示輝度制御部３０を利用して説明したのと同様である。
【０１８８】
本実施の形態の画像表示装置によれば、映像特徴量として映像信号の平均輝度レベルＹａｖｅ、輝度ヒストグラムＨｙを検出し、観視者情報Ｅｕ、観視環境情報Ｅｌｘを元に、観視者および環境に応じて明るさに対する順応特性を調整して、表示輝度レベルＬの最大値と時間的変化を制御することで、観視者の順応特性に基づいた輝度制御が可能となる。
【０１８９】
また、本実施の形態の画像表示装置によれば、平均輝度や輝度ヒストグラム等の映像特徴を元に、映像特徴に応じて明るさに対する順応特性を調整して、表示輝度レベルＬの最大値、表示輝度レベルＬの時間的変化を制御するため、映像特徴により好ましい明るさの変化を、適宜調節することができる。映像特徴に応じて明るさを順応曲線に合わせて変化させるので、観視者に順応特性に基づいた変化を迅速に反映させることが可能となる。
【０１９０】
また、本実施の形態の画像表示装置によれば、可変速時間変化輝度演算部１３２は、前記表示輝度レベルが表示開始から一定期間下降した後、所定の輝度値を保持するように制御を行う。このような構成にしたので、画像表示装置を省エネルギーで駆動させながら、順応特性を考慮した最適な表示品質を保つことが出来る。
【０１９１】
また、本実施の形態の画像表示装置によれば、可変速時間変化輝度演算部１３２の別の制御方法として、表示輝度レベルが表示開始から一定期間上昇した後、表示輝度レベルの最大値を保持するように制御を行う。このような構成にしたので、観視者が高画質な映像を楽しみたい場合に、観視者の順応特性を考慮した最適な表示品質が実現できる。
【０１９２】
また、本実施の形態の画像表示装置によれば、可変速時間変化輝度演算部１３２は、表示輝度レベルが表示開始から一定期間上昇し、その後一定期間表示輝度レベルの最大値を保持し、その後一定期間下降し、所定の輝度値を保持するように制御を行う。このような構成にしたので、画像表示装置を省エネルギーで駆動させ、且つ高画質を楽しみたい場合に、順応特性を考慮した最適な表示品質が実現できる。
【０１９３】
また、本実施の形態の画像表示装置によれば、可変速時間変化輝度演算部１３２は、映像信号の特徴に適応して、表示輝度の調整速度を適応的に変更している。このような構成にしたので、観視者の順応に合わせた最適な画質補正を行うことができる。
【０１９４】
また、本実施の形態の画像表示装置によれば、表示輝度を制御することにより生じた視認性の変化を、コントラスト感、色の濃さ・色味、鮮鋭度・解像度等、明るさ以外の明るさ以外の映像を補正するパラメータを調整することにより補填することができる。
【０１９５】
また、本実施の形態の画像表示装置によれば、表示輝度レベル、画質補正量の反映は、映像特徴量演算部２０により判断される、映像特徴の所定値以上の変化があった場合に行われる。このような構成にしたので、観視者に違和感を与えにくい補正を行うことができる。なお、静止画のように映像特徴の変化のない映像に関しては、表示輝度レベル、画質補正量の変化値を小さく設定することで、同様に違和感を与えにくい補正を行うことができる。
【符号の説明】
【０１９６】
１０  映像信号入力部、１１  映像処理部、２０  映像特徴量演算部、２１  特徴算出部、２２  特徴変化検出部、３０  表示輝度制御部、３１  ピーク輝度演算部、３２  時間変化輝度演算部、４０  表示画質制御部、５０  観視照明環境検出部、６０  観視者情報入力部、７０  表示部１３０  表示輝度制御部、１３２  可変速時間変化輝度演算部。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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