(57)【要約】【課題】映像データの階調のオーバーフローを防止し、画質の向上を図る。【解決手段】液晶表示装置１００は、映像取得部１２４と、液晶パネル１２０と、映像データを区画した複数のブロックそれぞれに対応した複数の光源により液晶パネルを照射するバックライト１２２と、ブロックそれぞれにおける最大階調を取得する最大階調取得部１２８と、最大階調と上限階調とに基づいて、ゲイン値を導出する調整導出部１３０と、映像データのブロック毎にゲイン値を乗ずる乗算部１４２と、発光量を導出する発光量導出部１５２と、ゲイン値乗算後の最大階調を取得する乗算階調取得部１７０と、乗算後の最大階調に基づいて補正値を導出する補正値導出部１７４と、乗算後の最大階調が所定値を超過するか否かに応じて、調整導出部が参照する値を、最大階調取得部が取得した最大階調と補正値とで切り替える選択部１７６と、を備える。【選択図】図１
2011221079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像データを取得する映像取得部と、
取得された前記映像データを表示する液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面側に配置され、前記映像データを区画した複数のブロックそれぞれに対応した複数の光源により前記液晶パネルを照射するバックライトと、
取得された前記映像データの前記複数のブロックそれぞれにおける最大階調を取得する最大階調取得部と、
前記映像データのブロック毎に、前記最大階調取得部が取得した最大階調と、前記映像データにおける階調の上限値である上限階調とに基づいて、前記映像データに乗じるゲイン値と前記光源の上限発光量を除する除算値とを導出する調整導出部と、
前記映像データのブロック毎に、導出された前記ゲイン値を乗ずる乗算部と、
前記上限発光量を、導出された前記除算値で除した発光量を前記光源毎に導出する発光量導出部と、
前記乗算部が乗算した映像データの複数のブロックそれぞれにおける最大階調を取得する乗算階調取得部と、
前記乗算階調取得部が取得した最大階調に基づいて補正値を導出する補正値導出部と、
前記乗算階調取得部が取得した最大階調が所定値を超過するか否かに応じて、前記調整導出部が参照する値を、前記最大階調取得部が取得した最大階調と前記補正値とで切り替える選択部と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記乗算部が乗算した映像データの複数のブロックそれぞれにおける、前記上限階調を超過した画素数を取得する超過画素取得部をさらに備え、
前記補正値導出部は、前記乗算階調取得部が取得した最大階調に加え、前記超過画素取得部が取得した画素数に基づいて前記補正値を導出することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記選択部は、前記乗算階調取得部が取得した最大階調が所定値を超過し、かつ、前記超過画素取得部が取得した画素数が閾値を超過しているか否かに応じて、前記調整導出部が参照する値を、前記最大階調取得部が取得した最大階調と前記補正値とで切り替えることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
映像データを取得する映像取得部と、
取得された前記映像データを表示する液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面側に配置され、前記映像データを区画した複数のブロックそれぞれに対応した複数の光源により前記液晶パネルを照射するバックライトと、
取得された前記映像データの前記複数のブロックそれぞれにおける最大階調を取得する最大階調取得部と、
前記映像データのブロック毎に、前記最大階調取得部が取得した最大階調と、前記映像データにおける階調の上限値である上限階調とに基づいて、前記映像データに乗じるゲイン値と前記光源の上限発光量を除する除算値とを導出する調整導出部と、
前記映像データのブロック毎に、導出された前記ゲイン値を乗ずる乗算部と、
前記上限発光量を、導出された前記除算値で除した発光量を前記光源毎に導出する発光量導出部と、
前記乗算部が乗算した映像データの複数のブロックそれぞれにおける、前記上限階調を超過した画素数を取得する超過画素取得部と、
前記超過画素取得部が取得した画素数に基づいて補正値を導出する補正値導出部と、
前記超過画素取得部が取得した画素数が閾値を超過したか否かに応じて、前記調整導出部が参照する値を、前記最大階調取得部が取得した最大階調と前記補正値とで切り替える選択部と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
前記調整導出部が導出したゲイン値および前記光源の上限発光量を除する除算値の変化を平滑化するゲインフィルタ部と、
前記乗算階調取得部が取得した最大階調または前記超過画素取得部が取得した画素数に応じて、前記ゲインフィルタ部のフィルタ特性を調整するフィルタ調整部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記補正値導出部は、前記ブロックにおいて各画素が前記上限階調を超過しない方向に補正する補正値を導出することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
映像データを取得し、
取得した前記映像データを区画した複数のブロックそれぞれにおける最大階調を取得し、
前記映像データのブロック毎に、予め導出したゲイン値を乗じ、
前記映像データの複数のブロックそれぞれに対応した複数の光源の上限発光量を、予め導出した除算値で除した発光量を前記光源毎に導出し、
前記ゲイン値を乗じた映像データの複数のブロックそれぞれにおける最大階調を取得し、
取得した前記ゲイン値を乗じた映像データの複数のブロックそれぞれにおける前記最大階調に基づいて補正値を導出し、
前記映像データのブロック毎に、前記ゲイン値を乗じた映像データの最大階調が所定値を超過するか否かに応じて選択した前記最大階調または前記補正値のいずれか一方と、前記映像データにおける階調の上限値である上限階調とに基づいて、前記映像データに乗じるゲイン値と、前記上限発光量を除する除算値とを導出することを特徴とする映像表示方法。
【請求項８】
映像データを取得し、
取得した前記映像データを区画した複数のブロックそれぞれにおける最大階調を取得し、
前記映像データのブロック毎に、予め導出したゲイン値を乗じ、
前記映像データの複数のブロックそれぞれに対応した複数の光源の上限発光量を、予め導出した除算値で除した発光量を前記光源毎に導出し、
前記ゲイン値を乗じた映像データの複数のブロックそれぞれにおける、前記映像データにおける階調の上限値である上限階調を超過した画素数を取得し、
取得した画素数に基づいて補正値を導出し、
前記映像データのブロック毎に、前記上限階調を超過した画素数が閾値を超過するか否かに応じて選択した前記最大階調または前記補正値のいずれか一方と、前記上限階調とに基づいて、前記映像データに乗じるゲイン値と、前記上限発光量を除する除算値とを導出することを特徴とする映像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像データの階調およびバックライトの発光量を制御する液晶表示装置およびこれに用いる映像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、液晶パネルの背面からバックライトを照射すると共に、液晶パネルの透過率を映像データの階調に応じて調整し、映像データを映像（画像）化する。通常の液晶表示装置では、バックライトの発光量は固定されている。
【０００３】
しかし、映像データの階調が低い場合においてまで、固定された最大の発光量（上限発光量）でバックライトを発光させると、せっかく発光しても結局液晶パネルで遮光される結果となり、光量が無駄に浪費されてしまう。
【０００４】
そこで、バックライトの発光量を、映像データの階調に応じて低減する技術が提案されている。具体的には、液晶パネルの表示領域を複数のブロック（エリア）に分割し、それぞれのブロック毎に、映像データの階調に応じてバックライトの発光量を制御するローカルディミング方式がある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３０４９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した技術では、映像データに階調に応じたゲイン値を乗算し、映像データの階調を意図的に高めた分、バックライトの発光量を低減することができる。したがって、映像データにはその上限階調を越えない範囲でゲイン値が乗算され、バックライトの発光量は上限発光量をゲイン値で除算した値に低減される。
【０００７】
しかし、従来の技術では、ゲイン値の導出処理に費やす時間やフリッカー低減のためのローパスフィルタの影響でゲイン値の推移が映像データの推移に対して遅延してしまい、現在の高い階調と、過去の階調に基づいて導出された高いゲイン値が乗算されることがあり、その乗算された階調が上限階調を超えてしまう（オーバーフローする）場合がある。オーバーフローすると、上限階調を超えた映像データの階調は上限階調に制限されるため、例えば、上限階調を超えた隣接する画素同士で階調が同一（平坦）となり、本来であれば差異があるべき画像の影や輪郭等が曖昧となって、画質が損なわれてしまう。
【０００８】
そこで本発明は、このような課題に鑑み、映像データの階調のオーバーフローを防止し、画質の向上を図ることが可能な、液晶表示装置およびこれに用いる映像表示方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の液晶表示装置は、映像データを取得する映像取得部と、取得された映像データを表示する液晶パネルと、液晶パネルの背面側に配置され、映像データを区画した複数のブロックそれぞれに対応した複数の光源により液晶パネルを照射するバックライトと、取得された映像データの複数のブロックそれぞれにおける最大階調を取得する最大階調取得部と、映像データのブロック毎に、最大階調取得部が取得した最大階調と、映像データにおける階調の上限値である上限階調とに基づいて、映像データに乗じるゲイン値と光源の上限発光量を除する除算値とを導出する調整導出部と、映像データのブロック毎に、導出されたゲイン値を乗ずる乗算部と、上限発光量を、導出された除算値で除した発光量を光源毎に導出する発光量導出部と、乗算部が乗算した映像データの複数のブロックそれぞれにおける最大階調を取得する乗算階調取得部と、乗算階調取得部が取得した最大階調に基づいて補正値を導出する補正値導出部と、乗算階調取得部が取得した最大階調が所定値を超過するか否かに応じて、調整導出部が参照する値を、最大階調取得部が取得した最大階調と補正値とで切り替える選択部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
上記液晶表示装置は、乗算部が乗算した映像データの複数のブロックそれぞれにおける、上限階調を超過した画素数を取得する超過画素取得部をさらに備え、補正値導出部は、乗算階調取得部が取得した最大階調に加え、超過画素取得部が取得した画素数に基づいて補正値を導出してもよい。
【００１１】
上記選択部は、乗算階調取得部が取得した最大階調が所定値を超過し、かつ、超過画素取得部が取得した画素数が閾値を超過しているか否かに応じて、調整導出部が参照する値を、最大階調取得部が取得した最大階調と補正値とで切り替えてもよい。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の他の液晶表示装置は、映像データを取得する映像取得部と、取得された映像データを表示する液晶パネルと、液晶パネルの背面側に配置され、映像データを区画した複数のブロックそれぞれに対応した複数の光源により液晶パネルを照射するバックライトと、取得された映像データの複数のブロックそれぞれにおける最大階調を取得する最大階調取得部と、映像データのブロック毎に、最大階調取得部が取得した最大階調と、映像データにおける階調の上限値である上限階調とに基づいて、映像データに乗じるゲイン値と光源の上限発光量を除する除算値とを導出する調整導出部と、映像データのブロック毎に、導出されたゲイン値を乗ずる乗算部と、上限発光量を、導出された除算値で除した発光量を光源毎に導出する発光量導出部と、乗算部が乗算した映像データの複数のブロックそれぞれにおける、上限階調を超過した画素数を取得する超過画素取得部と、超過画素取得部が取得した画素数に基づいて補正値を導出する補正値導出部と、超過画素取得部が取得した画素数が閾値を超過したか否かに応じて、調整導出部が参照する値を、最大階調取得部が取得した最大階調と補正値とで切り替える選択部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
上記液晶表示装置は、調整導出部が導出したゲイン値および光源の上限発光量を除する除算値の変化を平滑化するゲインフィルタ部と、乗算階調取得部が取得した最大階調または超過画素取得部が取得した画素数に応じて、ゲインフィルタ部のフィルタ特性を調整するフィルタ調整部と、をさらに備えてもよい。
【００１４】
上記補正値導出部は、ブロックにおいて各画素が上限階調を超過しない方向に補正する補正値を導出してもよい。
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の映像表示方法は、映像データを取得し、取得した映像データを区画した複数のブロックそれぞれにおける最大階調を取得し、映像データのブロック毎に、予め導出したゲイン値を乗じ、映像データの複数のブロックそれぞれに対応した複数の光源の上限発光量を、予め導出した除算値で除した発光量を光源毎に導出し、ゲイン値を乗じた映像データの複数のブロックそれぞれにおける最大階調を取得し、取得したゲイン値を乗じた映像データの複数のブロックそれぞれにおける最大階調に基づいて補正値を導出し、映像データのブロック毎に、ゲイン値を乗じた映像データの最大階調が所定値を超過するか否かに応じて選択した最大階調または補正値のいずれか一方と、映像データにおける階調の上限値である上限階調とに基づいて、映像データに乗じるゲイン値と、上限発光量を除する除算値とを導出することを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の他の映像表示方法は、映像データを取得し、取得した映像データを区画した複数のブロックそれぞれにおける最大階調を取得し、映像データのブロック毎に、予め導出したゲイン値を乗じ、映像データの複数のブロックそれぞれに対応した複数の光源の上限発光量を、予め導出した除算値で除した発光量を光源毎に導出し、ゲイン値を乗じた映像データの複数のブロックそれぞれにおける、映像データにおける階調の上限値である上限階調を超過した画素数を取得し、取得した画素数に基づいて補正値を導出し、映像データのブロック毎に、上限階調を超過した画素数が閾値を超過するか否かに応じて選択した最大階調または補正値のいずれか一方と、上限階調とに基づいて、映像データに乗じるゲイン値と、上限発光量を除する除算値とを導出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明では、映像データの階調のオーバーフローを防止し、画質の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】液晶表示装置の概略的な構成を示した機能ブロック図である。
【図２】液晶パネルの表示領域を分割した複数のブロックを説明するための説明図である。
【図３】ブロック内におけるバックライトによる光量の分布を説明するための説明図である。
【図４】映像データの階調と実際の表示輝度との関係を説明するための説明図である。
【図５】ゲイン値の導出に伴う遅延と映像データの遅延との相違を説明するための説明図である。
【図６】ゲインフィルタ部におけるゲイン値の遅延によるオーバーフローを説明するための説明図である。
【図７】補正値導出部、選択部および補正フィルタ部の処理を説明するための説明図である。
【図８】乗算部がゲイン値を乗じた後の映像データのブロックにおける画素毎の上限階調の超過を説明するための説明図である。
【図９】補正値導出部、選択部および補正フィルタ部の他の処理を説明するための説明図である。
【図１０】上限階調を超過した画素数と映像データの乗算後最大階調それぞれに基づく補正値の導出を説明するための説明図である。
【図１１】補正フィルタ部の概略的な構成を示した機能ブロック図である。
【図１２】映像表示方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００２０】
（液晶表示装置１００）
図１は、液晶表示装置１００の概略的な構成を示した機能ブロック図である。液晶表示装置１００は、液晶パネル１２０と、バックライト１２２と、映像取得部１２４と、逆ガンマ補正部１２６と、最大階調取得部１２８と、調整導出部１３０と、特性保持部１３２と、ゲインフィルタ部１３４と、フィルタ調整部１３６と、ガンマ補正部１３８と、フレームメモリ１４０と、乗算部１４２と、タイミング制御部１４４と、データ信号線駆動部１４６と、ゲート信号線駆動部１４８と、発光量導出部１５２と、ホワイトバランス調整部１５４と、ＰＷＭ（Pulse-Width Modulation ）タイミング発生部１５６と、バックライト駆動部１６０と、電源部１６２と、乗算階調取得部１７０と、超過画素取得部１７２と、補正値導出部１７４と、選択部１７６と、を含んで構成される。
【００２１】
液晶パネル１２０は、２枚のガラス基板を張り合わせてその間に液晶材料を封入し、ガラス基板の外側に偏光板を張り付けたものである。液晶パネル１２０に電圧が印加されるとその電圧に応じて液晶パネル１２０の液晶材料の分子の向きが変更され、入射光が一部遮光される。すなわち、液晶パネル１２０に印加する電圧を調整することでその液晶パネル１２０を透過する光の透過率を変更することができる。液晶パネル１２０は、このような透過率の変更によって後述する映像取得部１２４で取得された映像データを表示する。
【００２２】
液晶パネル１２０には、透過したバックライトの光を用いて画像の表示を行う透過型液晶パネル（transmissive liquid crystal panel）、外光の反射とバックライトの両方を使い分ける半透過型液晶パネル（semi-transmissive liquid crystal panel）等があり、本実施形態では、説明の便宜上、透過型液晶パネルを用いている。
【００２３】
バックライト１２２は、映像データを区画（分割）した１または複数のブロックそれぞれに対応した複数の光源（本実施形態においてはＬＥＤ（Light Emitting Diode））で構成され、液晶パネル１２０の背面側に配置されている。そして、バックライト１２２は、後述する発光量導出部１５２で調整されたブロック毎の発光量に応じて、各ブロックに対応した光源を発光し、液晶パネル１２０を照射する。
【００２４】
図２は、映像データを区画した複数のブロック２０２を説明するための説明図である。液晶パネル１２０の表示領域の画素数が、水平画素数１９２０×垂直画素数１０８０の場合、映像データも液晶パネル１２０の表示領域に合わせ水平画素数１９２０×垂直画素数１０８０で形成される。ここで、映像データ（表示領域）は、例えば、水平方向に１６分割、垂直方向に８分割した１２８個のブロックに区画される。したがって、映像データの各ブロックは、１６２００画素（水平画素数１２０×垂直画素数１３５）で構成される。
【００２５】
本実施形態では、理解を容易にするため、図２（ａ）に示すように、液晶パネル１２０の表示領域２００を水平画素数４０×垂直画素数４０とし、表示領域２００に合わせて形成される映像データを水平方向に４分割、垂直方向に４分割した１６個のブロック２０２に区画する例を挙げて説明する。したがって、ブロック２０２は、それぞれ１００画素（水平画素数１０×垂直画素数１０）で構成される。
【００２６】
そして、図２（ａ）に示す例では、バックライト１２２は、ブロック２０２それぞれに対応した１６の光源を含んで構成されることになる。
【００２７】
映像取得部１２４は、ＤＶＤプレーヤ等のＡＶ（Audio and Visual）機器、放送チューナ、パーソナルコンピュータ等の外部機器２２０から既にガンマ補正が施されている映像データを取得する。
【００２８】
逆ガンマ補正部１２６は、映像取得部１２４が取得した既にガンマ補正が施されている映像データに対して、ガンマ補正前の階調となるように逆ガンマ補正を施す。
【００２９】
最大階調取得部１２８は、逆ガンマ補正部１２６が逆ガンマ補正を施した映像データの複数のブロック２０２（映像データをブロック２０２で区画したもの（部分映像データ））それぞれにおける最大階調を取得する。最大階調は、各ブロック２０２に対応する部分映像データにおける、画素毎の階調（輝度値）のうち、最大値となるものをいい、図２（ｂ）に例示したように、複数のブロック２０２それぞれにおいて１つの値が取得される。
【００３０】
本実施形態において、最大階調取得部１２８は、映像データの各ブロック２０２の最大階調を毎フレーム検出しているが、かかる場合に限られず、その検出タイミングを所定数のフレーム毎や所定時間毎としてもよい。
【００３１】
調整導出部１３０は、映像データのブロック２０２毎に、後述する選択部１７６によって選択された、最大階調取得部１２８が取得した最大階調または補正値のいずれか一方と、上限階調とに基づいて、映像データに乗じるゲイン値と光源の上限発光量（定格発光量）を除する除算値とを導出する。ここで、上限階調は、映像データのフォーマットによって特定される階調が取りうる範囲の上限値であり、上限発光量は光源の最も高い発光量である。ただし、最大階調は、計算上一時的に上限階調を上回る値をとる場合がある。そして、調整導出部１３０は、導出したゲイン値をゲインフィルタ部１３４に出力する。選択部１７６および補正値については、後に詳述する。
【００３２】
ところで、液晶パネル１２０に映像データを表示するとき、大きく分けて２つの手段が用いられる。一方は、バックライト１２２の光源の発光量を上限発光量で固定する手段であり、他方は、映像データにゲイン値を乗算して階調を高く補正し、その分バックライト１２２の光源の発光量を下げる手段である。両手段とも液晶パネル１２０の前面から発せられる光量は等しくなるが、前者の手段では、光源が上限発光量で発光し続けるので消費電力が比較的高くなる。そこで、本実施形態では後者の手段を用いて消費電力の低減を図る。
【００３３】
そこで、例えば、上限階調の設定が２５５である場合に、最大階調が５１である映像データのブロック２０２を取得したとする。調整導出部１３０は、上限階調／最大階調（ここでは５）をゲイン値および除算値として導出する。そして、乗算部１４２は、調整導出部１３０が導出したゲイン値を、映像データのブロック２０２中の全画素の階調に乗算して（例えば映像データのブロック２０２のうち最大階調（ここでは５１）を有する画素の階調を２５５とする）、発光量導出部１５２は、そのブロック２０２に対応する光源の上限発光量を除算値で除した発光量を導出する。そして、液晶パネル１２０は、ゲイン値が乗算された映像データの階調に基づいて液晶パネル１２０の透過率を調整し、バックライト１２２は、除算値で除算された発光量で光源を発光する。この処理はブロック２０２毎に行われる。ただし、ここでは理解を容易にするため、逆ガンマ補正およびガンマ補正の影響がないゲイン値および除算値を例に挙げているが、具体的には、調整導出部１３０は、逆ガンマ補正が施された映像データに基づいてゲイン値および除算値を導出し、ゲイン値は、後述するようにガンマ補正が施された後、映像データに乗算される。
【００３４】
このように、映像データの階調を高く補正すれば、バックライト１２２の光源の発光量を上限発光量より低くしたとしても、視聴者は、映像データに予め設定された階調に対応した光量で映像データを視認することができる。したがって、映像データの本来の階調を維持したまま、バックライト１２２の消費電力を低減することが可能となる。
【００３５】
また、調整導出部１３０は、ブロック２０２における最大階調に基づいてゲイン値を導出し、そのブロック２０２のゲイン値を基準値とした上で、ブロック２０２内の画素毎に個別のゲイン値を導出する。
【００３６】
図３は、ブロック２０２ａ内におけるバックライト１２２による光量の分布を説明するための説明図である。図３（ｂ）では、図３（ａ）で示されたブロック２０２ａの中心部２０４を通る直線２０６上の画素の位置を横軸に、その画素の位置で実際に得られる光量を縦軸にとっている。図３（ｃ）では、上述した直線２０６上の画素の位置を横軸に、その画素に表示される映像データに乗算するゲイン値を縦軸にとっている。ここでは、説明の便宜上、１つのブロック２０２ａに配置される光源は１つであり、映像データのブロック２０２ａ内のすべての画素の階調は等しいとする。
【００３７】
上述したように、調整導出部１３０は、ブロック毎に除算値を導出する、すなわち光源毎に１つの除算値を導出する。しかし、図３（ｂ）に示すように、１つのブロック２０２ａ内において、そのブロック２０２ａの各画素で実際に得ることができる光量は均等ではなく、光源に対応する位置（ここでは中心部２０４）で光量が最も高くなり、ブロック２０２ａの端部に推移するに連れて光量が減少する。上述したように、ブロック２０２ａの中心部２０４におけるゲイン値は除算値と同じ値となる。したがって、液晶パネル１２０の前面から発せられる光量を均等にするためには、図３（ｃ）に示すように、中心部２０４から端部に推移するに連れて、光量が減少する分だけゲイン値を高く設定しなければならない。そのため、調整導出部１３０は、図３（ｃ）のゲイン値の分布に基づいて、ブロック２０２ａの端部の画素のゲイン値を中心部２０４の画素のゲイン値よりも大きく設定する。
【００３８】
また、本実施形態の液晶表示装置１００は、任意のブロック２０２の光源から発せられた光が他のブロック２０２に漏れ出ることを許容する構造を有する。こうすることで、それぞれのブロック２０２間の明るさや色味のばらつきを抑えることができる。ただし、他のブロック２０２に漏れ出ることを許容しているので、各画素のゲイン値は、ブロック２０２ａ自体に対応した光源のみならず他の光源から漏れ出た光量も考慮して設定しなければならない。そこで、調整導出部１３０は、特性保持部１３２を利用して、以下のようにゲイン値を設定する。
【００３９】
特性保持部１３２は、各ブロック２０２の輝度分布特性を示す輝度ビットマップを保持する。例えば、任意のブロック２０２の任意の画素において、光量は、ブロック２０２自体に対応した光源で発せられた光量と、その周囲のブロック２０２の光源から漏れ出た光量との和となる。輝度分布特性は、このような光量の分布特性（輝度分布特性）を示す。調整導出部１３０は、特性保持部１３２に保持された輝度ビットマップに基づいて、ブロック２０２毎の映像データに乗じるゲイン値を、画素毎に設定する。
【００４０】
ゲインフィルタ部１３４は、ローパスフィルタであり、調整導出部１３０が導出したゲイン値および光源の上限発光量を除する除算値の変化を平滑化する。そのため、ゲインフィルタ部１３４は、ゲイン値を乗じた映像データの階調や光源の発光量の急激な変化を抑え、フリッカーを抑制することができる。
【００４１】
フィルタ調整部１３６は、最大階調取得部１２８から出力された最大階調の変化に応じて、ゲインフィルタ部１３４の特性を調整する。具体的に、例えば、ゲインフィルタ部１３４が積分回路で構成されている場合、フィルタ調整部１３６は、その積分回路の時定数τ（または積分定数ａ）を変更し、映像のシーンチェンジ等による最大階調の変化に、ゲインフィルタ部１３４を通過したゲイン値が適切に追従するように調整する。
【００４２】
また、本実施形態のフィルタ調整部１３６は、乗算階調取得部１７０が取得した乗算後最大階調または超過画素取得部１７２が取得した超過画素数に応じて、ゲインフィルタ部１３４のフィルタ特性を調整する。乗算階調取得部１７０、超過画素取得部１７２、および乗算後最大階調または超過画素数に基づくゲインフィルタ部１３４のフィルタ特性の調整については、後に詳述する。
【００４３】
ガンマ補正部１３８は、実際の表示輝度と映像データの階調とが比例するように、ゲインフィルタ部１３４を通過したゲイン値に対してガンマ補正を行う。
【００４４】
図４は、映像データの階調と実際の表示輝度との関係を説明するための説明図である。図４に示すように、液晶パネル１２０に表示される映像の表示輝度は、映像データの階調に対して比例関係ではなく、液晶パネル１２０によって異なる特性を示し、例えば、ガンマ値２．２〜２．４のガンマ曲線で示される関係となる。そのため、映像データの階調が１２８であっても、実際の表示輝度は１２８より小さい値となり暗くなってしまう。ガンマ補正は、このように実際の表示輝度が映像データの階調よりも暗くなってしまう事態を回避するため、映像データの階調を高く補正する処理である。
【００４５】
例えば、ガンマ値が２．２であり、最大階調取得部１２８が取得した最大階調が１２８（上限階調は２５５）である場合、仮に最大階調である１２８をガンマ補正するとガンマ補正後の最大階調は１８６となる。
【００４６】
このように最大階調取得部１２８が取得した最大階調を直接、補正できれば理解が容易であるが、本実施形態においては、調整導出部１３０が出力した（正確にはゲインフィルタ部１３４が出力した）ゲイン値がガンマ補正の対象となる。
【００４７】
ガンマ補正部１３８は、液晶パネル１２０の特性（ガンマ曲線）に基づいて、最大階調取得部１２８が取得した最大階調と、その最大階調に対応する画素の最終的な表示輝度が比例するように（リニアに変化するように）ゲイン値を補正する。したがって、ガンマ補正部１３８によるゲイン値の補正は、最大階調のガンマ補正に相当する。そして、ガンマ補正部１３８は、そのように計算されたゲイン値を乗算部１４２に出力する。
【００４８】
例えば、上述したガンマ値が２．２、上限階調が２５５である場合、ガンマ補正前の最大階調である１２８に基づくゲイン値は２であり、ガンマ補正後の最大階調である１８６に基づくゲイン値は１．３７である。調整導出部１３０は、ガンマ補正前の最大階調１２８に基づくゲイン値である２をガンマ補正部１３８に出力する。そして、ガンマ補正部１３８は、調整導出部１３０から出力されたゲイン値（ここでは２）を、ガンマ補正後の最大階調（ここでは１８６）に基づくゲイン値（ここでは１．３７）に補正する。本実施形態において、かかるガンマ補正部１３８によるゲイン値の補正処理もガンマ補正に相当する。
【００４９】
フレームメモリ１４０は、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で構成され、映像取得部１２４が取得した映像データをフレーム毎に一時的に保持する。
【００５０】
乗算部１４２は、フレームメモリ１４０から出力された映像データのブロック単位で、ブロック中の全画素の階調にガンマ補正部１３８から出力されたゲイン値を乗じ、乗算された映像データをタイミング調整部１４４に出力する。
【００５１】
タイミング制御部１４４は、データ信号線駆動部１４６とゲート信号線駆動部１４８とを制御して、乗算部１４２から出力された映像データを液晶パネル１２０に書き込む。液晶パネル１２０の各画素の垂直方向のラインに対応して配置されたデータ信号線にはデータ信号線駆動部１４６が接続され、水平方向のラインに対応して配置されたゲート信号線にはゲート信号線駆動部１４８が接続されている。そして、データ信号線駆動部１４６とゲート信号線駆動部１４８とによって特定される画素毎に、映像データの階調に合わせて透過率が調整されることで、映像データが書き込まれる。こうして、液晶パネル１２０に映像データが表示される。
【００５２】
発光量導出部１５２は、発光量の上限値である発光上限値を、ゲインフィルタ部１３４を通過した除算値で除した発光量を光源毎に導出する。後述するバックライト駆動部１６０は、発光量導出部１５２が導出した発光量に基づき、電源部１６２から取得した電力を用いてバックライト１２２の光源を発光させる。
【００５３】
例えば、最大階調取得部１２８が取得した最大階調が１２８（上限階調は２５５）である場合、発光量導出部１５２は、最大階調である１２８を上限階調の２５５で除算した値０．５を発光量としてホワイトバランス調整部１５４に出力する。
【００５４】
この発光に伴いバックライト１２２の光源が発熱し温度変化が生じる。バックライト１２２の温度が変化すると光源から発せられる光の輝度が変化することがある。そこで、ホワイトバランス調整部１５４は、バックライト１２２の温度と調整量との関係を示す温度データを用い、温度センサを通じて取得したバックライト１２２の温度に基づいて、発光量を調整する。また、ホワイトバランス調整部１５４は、カラーセンサが検出した光の色温度を示す色温度データも参照し、最適なホワイトバランスとなるよう発光量を調整する。
【００５５】
ＰＷＭタイミング発生部１５６は、ホワイトバランス調整部１５４より出力された、ブロック２０２毎のバックライト１２２の光源の発光量に基づいて、パルス幅変調信号を発生させるタイミングと、発光量（発光時間）を調整するためのパルス幅とを含むＰＷＭタイミングデータを生成し、バックライト駆動部１６０に出力する。バックライト駆動部１６０はＰＷＭタイミングデータに基づいてパルス幅変調信号である駆動信号を生成し、その駆動信号によってバックライト１２２の光源を発光させる。
【００５６】
本実施形態において、ＰＷＭタイミング発生部１５６がパルス幅変調信号によって光源の発光量を制御することとしたが、かかる場合に限定されず、光源に流す電流を調整することで発光量を制御してもよい。
【００５７】
上述したように、液晶表示装置１００は、映像データの最大階調および上限階調に基づいてゲイン値や除算値を導出して、映像データの階調や光源の発光量を調整して映像データを映像化する。
【００５８】
しかし、ゲイン値の導出処理に費やす時間やフリッカー低減のためのゲインフィルタ部１３４の影響でゲイン値が映像データに対して遅延する場合、現在の高い階調と、過去の階調に基づいて導出された高いゲイン値が乗算されて、その乗算された映像データの階調がオーバーフローしてしまうことがある。
【００５９】
図５は、ゲイン値の導出に伴う遅延と映像データの遅延との相違を説明するための説明図である。特に、図５（ａ）は、ゲイン値の導出に伴う遅延を、図５（ｂ）は、映像データの遅延を表している。
【００６０】
ここでは、図１における映像取得部１２４、最大階調取得部１２８、選択部１７６、調整導出部１３０、ゲインフィルタ部１３４およびガンマ補正部１３８を経由して乗算部１４２に入力されるゲイン値と、映像取得部１２４とフレームメモリ１４０を経由して乗算部１４２に入力される映像データとの入力タイミングについて説明する。ただし、理解を容易にするため、ゲインフィルタ部１３４によるゲイン値の遅延はないものとする。
【００６１】
図５（ａ）に示すように、映像データからゲイン値を導出する場合、最大階調取得部１２８は、映像データの１フレーム分のうち、有効映像領域の部分Ｗから、最大階調を取得する。そして、調整導出部１３０は、その最大階調に基づいてゲイン値を導出する。ゲイン値が導出されるまでの時間が、本来であれば、フレームＡの有効映像領域ＷからフレームＢの有効映像領域Ｗまでのブランキング期間（例えば２ｍｓｅｃ）内であればよいが、実際にはブランキング期間を超える時間分、例えば１０ｍｓｅｃかかってしまうため、検出時間を含めゲイン値の導出において約２フレーム分の遅れが生じてしまう。
【００６２】
一方、映像データは、図５（ｂ）に示すように、フレームメモリ１４０によって１フレーム分遅延することとなる。これでは、ゲイン値を導出する際に参照した映像データと、実際に乗算部１４２でそのゲイン値と乗算する映像データとが異なることとなる。
【００６３】
さらに、フレームレート変換を行う場合、フレームレート変換に伴う遅延が生じる。例えば、２倍のフレームレートに変換する場合、変換前のフレームで換算するところの１フレーム分の遅延が生じたり、４倍のフレームレートに変換する場合、変換前のフレームで換算するところの１．７５フレーム分の遅延が生じたりしてしまう。このように、映像データとゲイン値とを同期させるのは困難である。
【００６４】
また、フレームレート変換で生成された補間フレーム（例えば、２倍のフレームレートにおいて、図５（ｂ）に示すように、フレームＡとフレームＢの補間フレームであるフレームＡＢ、４倍のフレームレートにおいて、フレームＡ１とフレームＢ１の補間フレームであるフレームＡ２〜Ａ４）の映像データと、補間元のフレーム（例えば、２倍のフレームレートにおけるフレームＡ、４倍のフレームレートにおけるフレームＡ１）に基づいて導出されたゲイン値とが乗算されると、オーバーフローが生じることがある。また、実際には、ゲイン値を生成するためにゲインフィルタ部１３４を経由するので、ゲイン値の遅延はさらに大きくなり、オーバーフローする可能性が高まる。
【００６５】
図６は、ゲインフィルタ部１３４におけるゲイン値の遅延によるオーバーフローを説明するための説明図である。図６（ａ）は、ゲインフィルタ部１３４による影響がない場合の乗算処理を表し、図６（ｂ）は、ゲインフィルタ部１３４による影響がある従来の乗算処理を表している。図６（ａ）、（ｂ）において、最大階調、ゲイン値、乗算後最大階調（ゲイン値を乗算した後の最大階調）は、フレームＡ〜Ｆそれぞれにおける、任意の１つのブロック２０２の値を示している。ここでは、理解を容易にするため、図５を用いて説明した、ゲイン値の導出に伴う遅延と映像データの遅延との時間の相違は無く完全に同期されているものとする。また、乗算後最大階調は、小数点以下を切り捨てて示す。
【００６６】
ゲインフィルタ部１３４による遅延がないと仮定すると、図６（ａ）に示すように、映像データのフレームＡ〜Ｆにそれぞれ対応する最大階調が、１２８、１２０、１１０、２００、２２０、２５５であった場合、調整導出部１３０は、上限階調と最大階調とから、図６（ａ）に示すようにゲイン値を導出する。導出されたゲイン値を対応する映像データの最大階調に乗算すると、乗算後の映像データの乗算後最大階調はほとんど上限階調（ここでは２５５）と等しくなる。
【００６７】
一方、ゲインフィルタ部１３４による遅れがある場合、フレームＡ〜Ｆの映像データのゲイン値には、最大階調の影響が遅延して生じる。例えば、フレームＣからフレームＤへの変化において、最大階調は１１０から２００に急増し、図６（ａ）においては、ゲイン値も２．３１から１．２７に急減するが、図６（ｂ）においては、ゲインフィルタ部１３４による遅延の影響から、ゲイン値は２．０２から１．９７に僅かにしか減少しない。その後、フレームＥ、Ｆのように最大階調が大きな値となっても、ゲインフィルタ部１３４による遅延から、ゲイン値は１．９２、１．８６といった具合に緩慢にしか減少しない。
【００６８】
したがって、図６（ｂ）に示すように、ゲイン値を乗算した後の映像データの乗算後最大階調は、フレームＤ〜Ｆにかけて３９４、４２２、４７４と、上限階調を超え（オーバーフローし）、その状態が継続する。上限階調を超えた階調は、上限階調に制限されるので、例えば、上限階調を超えた隣接する画素同士で階調が同一となり、本来であれば差異があるべき画像の影や輪郭等が曖昧となってしまう。また、本来であれば時系列で変化すべき、任意の画素の階調が継続的に上限階調となり、変化のない映像となってしまう。
【００６９】
本実施形態の液晶表示装置１００は、乗算階調取得部１７０、超過画素取得部１７２、補正値導出部１７４、選択部１７６が有効に機能し、このようなオーバーフローの発生を抑制することができる。以下、乗算階調取得部１７０を用いる場合、超過画素取得部１７２を用いる場合、乗算階調取得部１７０と超過画素取得部１７２とを併せて用いる場合について、順に説明する。
【００７０】
（乗算階調取得部１７０を用いる場合）
乗算階調取得部１７０は、乗算部１４２が乗算した映像データの複数のブロック２０２それぞれにおける乗算後最大階調を取得する。
【００７１】
補正値導出部１７４は、乗算階調取得部１７０が取得した乗算後の最大階調に基づいて、最大階調を補正した補正値を導出する。
【００７２】
選択部１７６は、乗算階調取得部１７０が取得した最大階調が所定値を超過するか否かに応じて、調整導出部１３０が参照する値を、最大階調取得部１２８が取得した最大階調と、補正値導出部１７４が導出した補正値とで切り替える。選択部１７６は、乗算階調取得部１７０が取得した乗算後最大階調が、所定値を超過している間、補正値導出部１７４が導出した補正値を調整導出部１３０に参照させ、それ以外では最大階調取得部１２８が取得した最大階調を調整導出部１３０に参照させる。
【００７３】
図７は、補正値導出部１７４、選択部１７６およびフィルタ調整部１３６の処理を説明するための説明図である。図７（ａ）は、補正値導出部１７４と選択部１７６の処理を、図７（ｂ）は、フィルタ調整部１３６の処理を表している。フィルタ調整部１３６の処理については、図７（ｂ）を用いて後に詳述する。
【００７４】
補正値導出部１７４は、乗算階調取得部１７０が取得した乗算後最大階調に比例して補正値を導出する。例えば、図７（ａ）に示すように、補正値導出部１７４は、乗算階調取得部１７０が取得した乗算後最大階調Ｇが所定値Ｇ０を超過している場合、所定の一次関数である第１関数に、乗算後最大階調Ｇを代入して補正値Ｙを導出する。所定値Ｇ０における補正値Ｙを制御開始補正値Ｙ０、上限階調Ｙｍａｘにおける乗算後最大階調Ｇを切換値Ｇｍａｘとすると、第１関数は以下の数式で表される。
Ｙ＝（Ｇ−Ｇ０）×（Ｙｍａｘ−Ｙ０）／（Ｇｍａｘ−Ｇ０）＋Ｙ０  …（式１）
（ただし、所定値Ｇ０から切換値Ｇｍａｘまでの区間に限る）
【００７５】
また、例えば、所定値Ｇとして上限階調Ｙｍａｘを設定することで、選択部１７６は、オーバーフローが少しでも生じていれば、液晶表示装置１００は、即座にゲイン値の補正を行うこともできる。
【００７６】
このように、補正値導出部１７４が、乗算後最大階調Ｇが所定値Ｇ０を超過した量（Ｇ−Ｇ０）に応じて補正値Ｙを導出し、調整導出部１３０が、補正値Ｙに基づくゲイン値を設定することで、オーバーフローの発生量を抑制し、画質の向上を図ることができる。
【００７７】
また、式１に示すように、所定値Ｇ０から切換値Ｇｍａｘまでの区間における補正値を一次関数（比例式）で導出する構成により、乗算後最大階調Ｇの変化に対して補正値Ｙを滑らかに推移させることができ、ゲイン値を適切に補正することが可能となる。
【００７８】
さらに、補正値導出部１７４は、ブロック２０２において各画素が上限階調を超過しない方向に補正する補正値を導出する。ここで、上限階調を超過しない方向は、補正値が大きくなり、ゲイン値が小さくなる方向である。
【００７９】
常に上限階調を超過しない方向に補正を制限する構成により、オーバーフローの発生頻度を抑制し、画質の向上を図ることができる。
【００８０】
（超過画素取得部１７２を用いる場合）
超過画素取得部１７２は、乗算部１４２が乗算した映像データの複数のブロック２０２それぞれにおける上限階調を超過した画素数を取得する。
【００８１】
図８は、乗算部１４２がゲイン値を乗じた後の映像データの任意のブロック２０２ｂにおける画素毎の上限階調の超過を説明するための説明図である。図８に示すように、映像データのブロック２０２ｂでは、画素によって階調が上限階調を超えているもの（ハッチングで示す）と上限階調以下のものがある。この場合、超過画素取得部１７２は、ブロック２０２ｂにおける超過画素数（上限階調を超過した画素の数）を計数し、例えば図８の例では１６を取得する。
【００８２】
超過画素取得部１７２が超過画素数を取得することで、補正値導出部１７４は、例えば、超過画素数が１であれば、オーバーフローしている画素は僅かであるため、映像全体の品質に大きな影響はないとして、補正値なしとしたり、超過画素数が多ければ多い程、オーバーフローが多発しているとして、大きな補正値を設定したりすることができる。
【００８３】
具体的に、補正値導出部１７４は、超過画素取得部１７２が取得した上限階調を超過した画素数に基づいて補正値を導出する。この場合、補正値導出部１７４は、所定の一次関数である第２関数に、超過画素取得部１７２が取得した上限階調を超過した画素数を代入して補正値を導出する。また、選択部１７６は、超過画素取得部１７２が取得した画素数が閾値を超過したか否かに応じて、調整導出部１３０が参照する値を、最大階調取得部１２８が取得した最大階調と、補正値導出部１７４が導出した補正値とで切り替える。選択部１７６は、超過画素取得部１７２が取得した画素数が閾値を超過している間、補正値導出部１７４が導出した補正値を調整導出部１３０に参照させ、それ以外では最大階調取得部１２８が取得した最大階調を調整導出部１３０に参照させる。
【００８４】
図９は、補正値導出部１７４、選択部１７６およびフィルタ調整部１３６の他の処理を説明するための説明図である。図７と同様、図９（ａ）は、補正値導出部１７４と選択部１７６の処理を、図９（ｂ）は、フィルタ調整部１３６の処理を表している。フィルタ調整部１３６の処理については、図９（ｂ）を用いて後に詳述する。
【００８５】
補正値導出部１７４は、超過画素取得部１７２が取得した上限階調を超過した画素数に比例して補正値を導出する。例えば、図９（ａ）に示すように、補正値導出部１７４は、超過画素取得部１７２が取得した超過画素数Ｐが閾値Ｐ０を超過している場合、所定の一次関数である第２関数に、超過画素数Ｐを代入して補正値Ｙを導出する。閾値Ｐ０における補正値Ｙを制御開始補正値Ｙ０、上限階調Ｙｍａｘにおける超過画素数Ｐを切換数Ｐｍａｘとすると、第２関数は以下の数式で表される。
Ｙ＝（Ｐ−Ｐ０）×（Ｙｍａｘ−Ｙ０）／（Ｐｍａｘ−Ｐ０）＋Ｙ０  …（式２）
（ただし、所定値Ｐ０から切換数Ｐｍａｘまでの区間に限る）
【００８６】
このように、補正値導出部１７４が、超過画素数Ｐが閾値Ｐを超過した量（Ｐ−Ｐ０）に応じて補正値Ｙを導出し、調整導出部１３０が、補正値Ｙに基づくゲイン値を設定することで、オーバーフローの発生頻度を抑制し、画質の向上を図ることができる。
【００８７】
また、上述した閾値Ｐ０を、１からブロックに含まれる全画素数までの範囲で調整して、補正値導出部１７４の補正量を適切な量に調整することもできる。
【００８８】
乗算階調取得部１７０を用いる場合と同様、式２に示すように、所定値Ｐ０から切換数Ｐｍａｘまでの区間における補正値を一次関数（比例式）で導出する構成により、乗算後最大階調Ｇの変化に対して補正値Ｙを滑らかに推移させることができ、ゲイン値を適切に補正することが可能となる。
【００８９】
（乗算階調取得部１７０と超過画素取得部１７２とを併せて用いる場合）
補正値導出部１７４は、乗算階調取得部１７０が取得した乗算後最大階調に加え、超過画素取得部１７２が取得した上限階調を超過した画素数に基づいて補正値を導出する。
【００９０】
図１０は、上限階調を超過した画素数と映像データの乗算後最大階調それぞれに基づく補正値の導出を説明するための説明図である。
【００９１】
図１０に示すように、上限階調を超過した超過画素数Ｐが閾値Ｐ０を超え、かつ、乗算後最大階調Ｇが所定値Ｇ０を超えると、補正値導出部１７４は、映像データが補正の制御範囲にあると判断し、上限階調を超過した超過画素数Ｐおよび乗算後最大階調Ｇそれぞれに基づいて、補正値を導出する。
【００９２】
例えば、ブロック２０２における、ごく一部の画素の階調だけが極端に上限階調を超えてオーバーフローとなっている場合に、その一部の画素に基づいてブロック２０２全体を補正してしまうと却って適切なゲイン値を損ねてしまうおそれがある。そこで、本実施形態の液晶表示装置１００は、乗算後最大階調Ｇに加え上限階調を超過した超過画素数Ｐにも基づいて補正値を導出する。この場合、選択部１７６は、乗算階調取得部１７０が取得した乗算後最大階調Ｇが所定値Ｇ０を超過し、かつ、超過画素取得部１７２が取得した超過画素数Ｐが閾値Ｐ０を超過しているという両方の条件を同時に満たしているか否かに応じて、調整導出部１３０が参照する値を、最大階調取得部１２８が取得した最大階調と補正値とで切り替える。
【００９３】
調整導出部１３０が参照する値の切り替えを行う際、そのトリガとして、乗算階調取得部１７０が取得した乗算後最大階調Ｇと、超過画素取得部１７２が取得した超過画素数Ｐの両方を用いることで、例えば、ブロック２０２における一部の画素の乗算後最大階調のみが極端に大きかったり、複数の画素が上限階調を上回ったがその超過量が微量であったりする場合に、液晶表示装置１００が過敏に反応することもなく、映像データの本来の階調に即した適切な補正を行うことが可能となる。
【００９４】
続いて、フィルタ調整部１３６が、乗算後最大階調または超過画素数に応じて、ゲインフィルタ部１３４のフィルタ特性を調整する処理について説明する。
【００９５】
図１１は、ゲインフィルタ部１３４の概略的な構成を示した機能ブロック図である。ゲインフィルタ部１３４は、ローパスフィルタであり、第１乗算部２５０と、レジスタ２５２と、第２乗算部２５４と、加算部２５６と、を含んで構成される。
【００９６】
積分定数をａ、調整導出部１３０から入力されたゲイン値の入力値をＸ、当該ゲインフィルタ部１３４が出力するゲイン値の出力値をＵ、レジスタ２５２に保持された１フレーム前の出力値をＵ−１とする。ゲインフィルタ部１３４は、一般的なローパスフィルタであり、ローパスフィルタの処理を示す一般的な式（３）を変形した、式（４）で表現できる。
Ｕ＝Ｕ−１＋ａ（Ｘ−Ｕ−１）  …（式３）
Ｕ＝ａＸ＋（１−ａ）Ｕ−１  …（式４）
【００９７】
かかる式（４）を実現したゲインフィルタ部１３４では、まず、第１乗算部２５０が入力値Ｘに積分定数ａを乗算し、第２乗算部２５４は、レジスタ２５２に保持された１フレーム前の出力値Ｖ−１と係数（１−ａ）を乗算し、加算部２５６は、第１乗算部２５０の出力と第２乗算部２５４の出力を加算する。
【００９８】
ゲイン値を平滑化するゲインフィルタ部１３４を備えることで、ゲイン値の変化が激しい場合にもその変化を吸収することができ、フリッカーが生じてしまったり、ゲイン値が過渡に低くなったりする事態を回避することが可能となる。
【００９９】
フィルタ調整部１３６は、このゲインフィルタ部１３４の積分定数ａを調整する。図７および図９に戻って説明すると、例えば、乗算階調取得部１７０を用いる場合、乗算階調取得部１７０が取得した乗算後最大階調に応じて、図７（ｂ）に示すように、積分定数を１／１６から１／２まで段階的（１／１６→１／８→１／４→１／２）に変更する。また、例えば、超過画素取得部１７２を用いる場合、超過画素取得部１７２が取得した画素数に応じて、図９（ｂ）に示すように、積分定数を１／１６から１／２まで段階的（１／１６→１／８→１／４→１／２）に変更する。
【０１００】
かかる構成により、フィルタ調整部１３６は、乗算階調取得部１７０が取得した乗算後最大階調や超過画素取得部１７２が取得した画素数が極端に大きい場合、積分定数ａを例えば１／２と大きく設定し、フリッカー等を多少許容することになるが、ゲインフィルタ部１３４の遅延を抑制することで、ゲイン値を迅速に適切な値に推移させる。また、フィルタ調整部１３６は、乗算階調取得部１７０が取得した乗算後最大階調や超過画素取得部１７２が取得した画素数が大きくない場合、積分定数ａを例えば１／１６と小さく設定し、フリッカー等を抑制する。
【０１０１】
また、上述した実施形態では、映像データのブロックとバックライト１２２における光源とは１対１に対応した例を挙げたが、かかる場合に限定されず、光源は、ブロックそれぞれに複数で対応させることもできる。
【０１０２】
このように１つのブロックを複数の光源に対応させることで、補正値を導出する対象のブロックの数が少なくなり、乗算後最大階調や上限階調超過画素数の取得にかかる処理負荷を低減し、安価な回路を用いることができ製造コストを削減することが可能となる。さらに、例えば、映像データ全体を１つのブロックとし、所定値Ｇ０や閾値Ｐ０を適切に設定することで、オーバーフローを回避しつつ、大幅に製造コストを削減することが可能となる。
【０１０３】
上述したように、本実施形態の液晶表示装置１００は、ゲイン値を乗じた後の映像データの乗算後最大階調や超過画素数に基づいて補正を行うことで、オーバーフローの発生頻度を抑制し、画質の向上を図ることができる。
【０１０４】
（映像表示方法）
さらに、上述した液晶表示装置１００を用いた映像表示方法も提供される。図１２は、映像表示方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【０１０５】
図１２において、映像取得部１２４が映像データを１フレーム分取得すると（Ｓ３００のＹＥＳ）、最大階調取得部１２８は、取得した映像データの複数のブロック２０２のうちの１つを選択し（Ｓ３０２）、そのブロック２０２における最大階調を取得する（Ｓ３０４）。そして、乗算部１４２は、そのブロック２０２に、前回のフレームの同じブロック２０２において導出されたゲイン値を乗算し（Ｓ３０６）、データ信号線駆動部１４６とゲート信号線駆動部１４８とは、ゲイン値が乗算された後の画素毎の階調に応じて、液晶パネル１２０の透過率を画素毎に調整する（Ｓ３０８）。バックライト駆動部１６０は、前回のフレームの同じブロック２０２において導出された発光量でバックライト１２２の光源を発光させる（Ｓ３１０）。
【０１０６】
そして、乗算階調取得部１７０は、そのブロック２０２における乗算後最大階調を取得する（Ｓ３１２）。超過画素取得部１７２は、そのブロック２０２における超過画素数を取得する（Ｓ３１４）。補正値導出部１７４は、乗算階調取得部１７０が取得した乗算後最大階調と、超過画素取得部１７２が取得した上限階調を超過した超過画素数に基づいて補正値を導出する（Ｓ３１６）。
【０１０７】
選択部１７６は、乗算後最大階調が所定値を超過しているか否かを判断する（Ｓ３１８）。乗算後最大階調が所定値を超過している場合（Ｓ３１８のＹＥＳ）、選択部１７６は、超過画素数が閾値を超過しているか否かを判断する（Ｓ３２０）。
【０１０８】
超過画素数が閾値を超過している場合（Ｓ３２０のＹＥＳ）、調整導出部１３０は、補正値導出部１７４が導出した補正値と、上限階調とに基づいてゲイン値および除算値を導出する（Ｓ３２２）。乗算後最大階調が所定値を超過していない場合（Ｓ３１８のＮＯ）、および超過画素数が閾値を超過していない場合（Ｓ３２０のＮＯ）、調整導出部１３０は、最大階調取得ステップ（Ｓ３０４）において最大階調取得部１２８が取得した、そのブロック２０２における最大階調と、上限階調とに基づいてゲイン値および除算値を導出する（Ｓ３２４）。
【０１０９】
続いて、発光量導出部１５２は、調整導出部１３０が導出した除算値に基づいて発光量を導出する（Ｓ３２６）。そして、映像データ取得ステップ（Ｓ３００）において取得したフレームについて、すべてのブロックの処理が終わっていない場合（Ｓ３２８のＮＯ）、ブロック選択ステップ（Ｓ３０２）に戻る。すべてのブロックの処理が終わっている場合（Ｓ３２８のＹＥＳ）、映像データ取得ステップ（Ｓ３００）に戻り、次のフレームの映像データの待機状態となる。
【０１１０】
上述したように、液晶表示装置１００を用いた映像表示方法によれば、映像データの階調のオーバーフローを防止し、画質の向上を図ることができる。
【０１１１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１１２】
なお、本明細書の映像表示方法における各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明は、映像データの階調およびバックライトの発光量を制御する液晶表示装置およびこれに用いる映像表示方法に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１００  …液晶表示装置
１２０  …液晶パネル
１２２  …バックライト
１２４  …映像取得部
１２８  …最大階調取得部
１３０  …調整導出部
１３４  …ゲインフィルタ部
１３６  …フィルタ調整部
１４２  …乗算部
１５２  …発光量導出部
１５４  …ホワイトバランス調整部
１７０  …乗算階調取得部
１７２  …超過画素取得部
１７４  …補正値導出部
１７６  …選択部
２０２  …ブロック
【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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