(57)【要約】【課題】表示装置において、フリッカやちらつきを防止しつつ、残像による妨害感を低減する。【解決手段】表示装置は、発光部と前記発光部から発せられた光を、画像信号に基づく透過率で透過することで画像を表示する表示パネルと、前記画像信号から特徴量を取得する取得手段と、前記特徴量に基づいて前記発光部の暫定制御値を決定する設定手段と、フレーム間での前記発光部の輝度の変化を抑制するように、前記暫定制御値から制御値を決定する決定手段と、前記制御値に基づく輝度で発光するように前記発光部を制御する制御手段と、を備え、前記決定手段は、前フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値または前記制御値が第１閾値より大きく、かつ、現フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値が前記第１閾値以下である場合に、前記発光部の輝度の変化速度が所定の変化速度よりも速くなるように前記制御値を決定する。【選択図】図１
2019168603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部と
前記発光部から発せられた光を、画像信号に基づく透過率で透過することで画像を表示する表示パネルと、
前記画像信号から特徴量を取得する取得手段と、
前記特徴量に基づいて前記発光部の暫定制御値を設定する設定手段と、
フレーム間での前記発光部の輝度の変化を抑制するように、前記暫定制御値から制御値を決定する決定手段と、
前記制御値に基づく輝度で発光するように前記発光部を制御する制御手段と、
を備え、
前記決定手段は、前フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値または前記制御値が第１閾値より大きく、かつ、現フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値が前記第１閾値以下である場合に、前記発光部の輝度の変化速度が所定の変化速度よりも速くなるように前記制御値を決定する、
表示装置。
【請求項２】
前記決定手段は、前フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値または前記制御値が前記第１閾値以下であるか、または、現フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値が前記第１閾値より大きい場合に、前記発光部の輝度の変化速度が前記所定の変化速度になるように前記制御値を決定する、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記決定手段は、前フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値または前記制御値が前記第１閾値より大きく、かつ、現フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値が前記第１閾値以下である場合に、前記発光部の輝度の変化速度の緩和を行わず、前記暫定制御値を前記制御値とする、
請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記決定手段は、
現フレームの制御値を、前フレームの前記制御値と現フレームの前記暫定制御値の差分に所定の係数を乗じた値と、前フレームの前記制御値とに応じて決定し、
前フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値または前記制御値が第１閾値より大きく、かつ、現フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値が前記第１閾値以下である場合に、そうでない場合と比較して、前記所定の係数を大きく決定する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記決定手段は、
現フレームの制御値を、前フレームの前記制御値と現フレームの前記暫定制御値の差分に所定の係数を乗じた値と、前フレームの前記制御値とに応じて決定し、
前フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値または前記制御値に基づく第１係数と、現フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値に基づく第２係数との平均値に基づいて、前記所定の係数を決定し、
前記第１係数を、前フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値または前記制御値が前記第１閾値より大きい場合に、そうでない場合よりも大きい値として決定し、
前記第２係数を、現フレームにおける前記発光部の暫定制御値が前記第１閾値以下の場合に、そうでない場合よりも大きい値として決定する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記決定手段は、
前フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値または前記制御値が第１閾値よりも大きな第２閾値より大きく、かつ、現フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値が前記第１閾値以下である場合に、前記発光部の輝度の変化速度が第１速度となるように前記制御値を決定し、
前フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値または前記制御値が前記第１閾値より大きく前記第２閾値以下であり、かつ、現フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値が前記第１閾値以下である場合、または、前フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値または前記制御値が前記第２閾値より大きく、かつ、現フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値が前記第１閾値より大きく前記第２閾値以下である場合に、前記発光部の輝度の変化速度が第２速度となるように前記制御値を決定し、
上記以外の場合に、前記発光部の輝度の変化速度を前記所定の変化速度とし、
前記第１速度は前記第２速度よりも速く、前記第２速度は前記所定の変化速度よりも速い、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記決定手段は、前フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値または前記制御値が前記第２閾値より大きく、かつ、現フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値が前記第１閾値以下である場合に、前記発光部の輝度の変化速度の緩和を行わず、前記暫定制御値を前記制御値とする、
請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記決定手段は、
現フレームの制御値を、前フレームの前記制御値と現フレームの前記暫定制御値の差分に所定の係数を乗じた値と、前フレームの前記制御値とに応じて決定し、
前フレームにおける前記発光部の輝度が第１閾値よりも大きな第２閾値より大きく、かつ、現フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値が前記第１閾値以下である場合に、前記所定の係数を第１の値とし、
前フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値または前記制御値が前記第１閾値より大きく前記第２閾値以下であり、かつ、現フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値が前記第１閾値以下である場合、または、前フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値または前記制御値が前記第２閾値より大きく、かつ、現フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値が前記第１閾値より大きく前記第２閾値以下である場合に、前記所定の係数を第２の値とし、
上記以外の場合に、前記所定の係数を第３の値とし、
前記第１の値は前記第２の値よりも大きく、前記第２の値は前記第３の値よりも大きい、
請求項６または７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記決定手段は、
現フレームの制御値を、前フレームの前記制御値と現フレームの前記暫定制御値の差分に所定の係数を乗じた値と、前フレームの前記制御値とに応じて決定し、
前フレームにおける前記発光部の輝度に基づく第１係数と、現フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値に基づく第２係数との平均値に基づいて、前記所定の係数を決定し、
前記第１係数を、前フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値または前記制御値が前記第２閾値より大きい場合に最も大きく、前フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値または前記制御値が前記第１閾値以下の場合に最も小さく決定し、
前記第２係数を、現フレームにおける前記発光部の暫定制御値が前記第１閾値以下の場合に最も大きく、現フレームにおける前記発光部の暫定制御値が前記第２閾値より大きい場合に最も小さく決定する、
請求項６から８のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記発光部は複数の光源を有し、各光源の輝度が、当該光源に対応する領域の画像信号に基づいて決定される、
請求項１から９のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記第１閾値は、前記発光部が前記第１閾値以下の輝度から下限の輝度に変化しても人間の目に残像が視認できない値として決定される、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記決定手段は、前フレームと比較して階調値が変化した画素の数が、所定量以下である場合、前記発光部の輝度の変化速度が前記所定の変化速度以下となるように前記制御値を決定する、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１３】
複数のフレームを含む画像信号に基づいて画像を表示する表示装置であって、
発光部と、
前記発光部から照射された光を透過して画面に前記画像を表示する表示パネルと、
第１フレームの輝度に関連する情報に基づいて、前記第１フレームの輝度が高いほど前記発光部から照射される光の輝度が高くなるように、前記発光部の発光を制御する制御手段と、
を備え、
前記第１フレームの前の第２フレームに対応する前記発光部の輝度が第１閾値より高い場合に、前記制御手段は、前記第１フレームが第２閾値より高い輝度の領域を含まない場合に前記第２フレームに対応する前記発光部の輝度から前記第１フレームに対応する前記発光部の輝度への変化率が、前記第１フレームが前記第２閾値より高い輝度の領域を含む場合よりも大きくすることを特徴とする表示装置。
【請求項１４】
前記第２フレームに対応する前記発光部の輝度が第１閾値より低い場合に、前記制御手段は、前記第１フレームが前記第２閾値より高い輝度の領域を含む場合に前記第２フレームに対応する前記発光部の輝度から前記第１フレームに対応する前記発光部の輝度への変化率を、前記第１フレームが前記第２閾値より高い輝度の領域を含まない場合よりも大きくすることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１５】
発光部と、前記発光部から発せられた光を画像信号に基づく透過率で透過することで画像を表示する表示パネルと、を備える表示装置の制御方法であって、
画像信号から特徴量を取得する取得ステップと、
前記特徴量に基づいて前記発光部の暫定制御値を設定する設定ステップと、
フレーム間での前記発光部の輝度の変化速度を緩和するように、前記暫定制御値から制御値を決定する決定ステップと、
前記制御値に基づく輝度で発光するように前記発光部を制御する制御ステップと、
を含み、
前記決定ステップでは、前フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値または前記制御値が第１閾値より大きく、かつ、現フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値が前記第１閾値以下である場合に、前記発光部の輝度の変化速度が所定の変化速度よりも速くなるように前記制御値を決定する、
表示装置の制御方法。
【請求項１６】
コンピュータを請求項１から１４のいずれか１項に記載の表示装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、映画撮影や放送分野で使用されるディスプレイで、従来よりも高輝度・高コントラスト化が望まれている。そして液晶デバイスを用いたディスプレイでは、例えば特許文献１に記載されるローカルディミング処理技術を併用することで、高輝度化・高ダイナミックレンジに対応して、高コントラスト化に対応している。ローカルディミング処理では、バックライト輝度を領域毎に変化させるが、特に暗い画像領域のバックライトの輝度を低くすることで、液晶デバイスの漏れ光の影響を低減し、暗部画像の輝度を通常より暗くすることが可能となる。
【０００３】
また、ローカルディミング処理において、フリッカやちらつきを防止するために、バックライト輝度の時間的な変化を緩和するローパスフィルタ（以降、本開示ではＬＰＦと記述する）の技術がある。しかしながら、バックライト輝度の時間方向のローパスフィルタ処理によって、明るい物体が消失し暗い背景に切り替わった際に、バックライト輝度がゆっくり消えていく、残像に似た現象が視認できる場合がある。
【０００４】
そこで、特許文献２に記載のように、明るい物体の消失を検出し、該当領域のローパスフィルタ処理の変化速度を、周囲に比べて速くする技術が提案されている。これにより、明るい物体が消えた時の残像現象による妨害感を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−９９２５０号公報
【特許文献２】特開２０１２−２２６２３０号公報
【特許文献３】特開２０１４−４４３０２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、上述した技術によって、明るい物体が消える場合の残像を改善できても、暗めの中間階調から暗部階調へ変化する場合の時間的な変化はそのままであるため、残像が視認され課題があった。
【０００７】
このような問題を鑑み、本発明は、表示装置において、フリッカやちらつきを防止しつつ、残像による妨害感を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の態様は、
発光部と
前記発光部から発せられた光を、画像信号に基づく透過率で透過することで画像を表示する表示パネルと、
前記画像信号から特徴量を取得する取得手段と、
前記特徴量に基づいて前記発光部の暫定制御値を設定する設定手段と、
フレーム間での前記発光部の輝度の変化を抑制するように、前記暫定制御値から制御値を決定する決定手段と、
前記制御値に基づく輝度で発光するように前記発光部を制御する制御手段と、
を備え、
前記決定手段は、前フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値または前記制御値が第１閾値より大きく、かつ、現フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値が前記第１閾値以下である場合に、前記発光部の輝度の変化速度が所定の変化速度よりも速くなるように前記制御値を決定する、
表示装置である。
【０００９】
本発明の第二の態様は、
複数のフレームを含む画像信号に基づいて画像を表示する表示装置であって、
発光部と、
前記発光部から照射された光を透過して画面に前記画像を表示する表示パネルと、
第１フレームの輝度に関連する情報に基づいて、前記第１フレームの輝度が高いほど前記発光部から照射される光の輝度が高くなるように、前記発光部の発光を制御する制御手段と、
を備え、
前記第１フレームの前の第２フレームに対応する前記発光部の輝度が第１閾値より高い場合に、前記制御手段は、前記第１フレームが第１閾値より高い輝度の領域を含まない場合に前記第２フレームに対応する前記発光部の輝度から前記第１フレームに対応する前記発光部の輝度への変化率が、前記第１フレームが前記第１閾値より高い輝度の領域を含む場合よりも大きくする
ことを特徴とする表示装置である。
【００１０】
本発明の第三の態様は、
発光部と、前記発光部から発せられた光を画像信号に基づく透過率で透過することで画像を表示する表示パネルと、を備える表示装置の制御方法であって、
画像信号から特徴量を取得する取得ステップと、
前記特徴量に基づいて前記発光部の暫定制御値を設定する設定ステップと、
フレーム間での前記発光部の輝度の変化速度を緩和するように、前記暫定制御値から制御値を決定する決定ステップと、
前記制御値に基づく輝度で発光するように前記発光部を制御する制御ステップと、
を含み、
前記決定ステップでは、前フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値または前記制御値が第１閾値より大きく、かつ、現フレームにおける前記発光部の前記暫定制御値が前記第１閾値以下である場合に、前記発光部の輝度の変化速度が所定の変化速度よりも速くなるように前記制御値を決定する、
表示装置の制御方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、表示装置において、フリッカやちらつきを防止しつつ、残像による妨害感を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１に係る表示装置の機能ブロック図である。
【図２】入力画像とその特徴量の分布の例を示す図。
【図３】特徴量とバックライト目標輝度を説明する図。
【図４】仮のバックライト輝度値の分布の例を示す図。
【図５】実施形態１に係るＬＰＦ係数決定処理のフローチャート。
【図６】実施形態１に係る領域毎のＬＰＦ係数の分布の例を示す図。
【図７】実施形態１に係るＬＰＦ処理後のバックライト輝度値の分布の例を示す図。
【図８】実施形態１のＬＰＦ係数決定処理に用いるテーブルの例を示す図。
【図９】実施形態２に係るＬＰＦ係数決定処理のフローチャートを示す図。
【図１０】実施形態２のＬＰＦ係数決定処理に用いるテーブルの例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
第１の実施形態では、ローカルディミング処理において、フレーム間で、領域毎の時間方向のローパスフィルタ処理前のバックライト輝度が閾値より大きい状態から閾値以下に遷移する領域を検出する。そして検出した領域のバックライト輝度の時間ＬＰＦ処理を無効にすることで、中間調より暗い物体や背景が暗部画像に切り替わった際の残像による妨害感を低減することが可能となる。
【００１４】
＜構成＞
図１は第１の実施形態における表示装置の機能ブロック図を示す。図１の表示装置１は、液晶パネル部２、バックライトモジュール部３、特徴量検出部４、ＢＬ目標輝度設定部５、仮ＢＬ輝度値保存部６、ＢＬ輝度値設定部７、ＬＰＦ係数決定部８、ＢＬ輝度値保存部９、ＬＰＦ処理部１０を有する。表示装置１は、さらに、輝度推測計算部１１、補正係数決定部１２、補正係数保存部１３、画像信号補正部１４を有する。以下、表示装置１の各機能について説明する。
【００１５】
［液晶パネル部２］
表示装置１の液晶パネル部２は、液晶ドライバ、及び入力映像信号をうけて液晶ドライバをコントロールするコントロール基板、液晶表示パネルで構成される。液晶パネル部２は、入力される画像信号に基づく透過率で、バックライトモジュール部３から発せられる光を透過することで、画像を表示する。
【００１６】
［バックライトモジュール部３］
バックライトモジュール部（発光部）３は、バックライト用の光源、バックライトの光源を制御する制御回路、バックライトを拡散させるための光学ユニットで構成される。ここでバックライトの光源として、例えば白色の発光ダイオード（本開示ではＬＥＤと呼ぶ）を用いる。バックライトの光源は複数の領域に表示分割され、分割された単位で光源の明るさが制御される。横方向の分割数をｍ、縦方向の分割数をｎとし（ｍ、ｎは整数）、本実施形態の説明では１０×６に分割された例を用いて説明する。バックライトモジュール部３は、ＬＰＦ処理部１０から送られるバックライト輝度値（制御値）ＢＬＣに基づく輝度で発光するように各分割領域のＬＥＤを点灯する。
【００１７】
［特徴量検出部４］
特徴量検出部４では、映像信号をバックライトの分割領域に対応する領域に分割し、分割した領域の特徴量（統計量）を検出する。特徴量検出部４は、検出した特徴量を後段のＢＬ目標輝度設定部５へ転送する。本実施形態では、領域毎のＲＧＢ信号の最大値を特徴量として検出する。このようにして求められる特徴量は、画像の輝度（階調値）に関連する情報の一例である。
【００１８】
図２Ａ〜図２Ｄを参照して入力画像データ（入力画像信号）と特徴量の関係を説明する。図２Ａおよび図２Ｃは入力画像データの例を示し、図２Ｂおよび図２Ｄは、それぞれ図２Ａおよび図２Ｃの画像データが入力された時の特徴量検出部４で検出する領域毎のそれぞれのＲＧＢ信号の最大値（特徴量）を示す。図２Ｂおよび図２Ｄの水平方向の１から１０、及び垂直方向の１から６の値は水平方向、垂直方向の領域の座標を示す。入力画像は１０ｂｉｔであり、最小階調値は０、最大階調は１０２３である。従って図２Ａの場合、領域（２、３）の最大値は１０２３であるが、それより暗い中間階調の領域（７、２）の領域の最大値は５１２である。このように検出した領域毎の最大値を図２Ｂおよび図２Ｄ
に示す。特徴量検出部４は、最低限２フレーム分の統計値を保存できるメモリ（１面で１フレーム分の特徴量を保存できるとすると２面のメモリを持つ）を保持し、Ｖｓｙｎｃ信号を受信すると、保存するメモリの面を切り替える。同時に、後述するＢＬ目標輝度設定部５へ出力する際には、保存する面とは異なる別の面に保存された統計値を出力する。
【００１９】
なお、特徴量検出部４が検出する特徴量は、ＲＧＢ信号階調値の最大値以外であってもよい。例えば、階調値の他の代表値（最小値、平均値、最頻値、中間値、等）が特徴量として取得されてもよい。階調値のヒストグラムが特徴量として取得されてもよい。閾値よりも大きい階調値を有する画素（明部画素）の数が、特徴量として取得されてもよい。閾値よりも小さい階調値を有する画素（暗部画素）の数が、特徴量として取得されてもよい。階調値として輝度値（Ｙ値）を用いて、特徴量が取得されてもよい。
【００２０】
［ＢＬ目標輝度設定部５］
ＢＬ目標輝度設定部５では、特徴量検出部４で検出した領域毎の最大値から、領域毎のバックライトの目標輝度を設定する。本実施形態では、ルック・アップ・テーブルに保存した最大値とバックライト目標輝度の関係のテーブルを参照して、バックライトの目標輝度を設定する。最大値とバックライト目標輝度の関係を示すルック・アップ・テーブルを図３Ａに示す。図３Ａは横軸に特徴量検出部４で検出した最大値、縦軸にルック・アップ・テーブルから出力されるバックライトの目標輝度値を示す。バックライトの目標輝度が０％の時は光源が点灯しない状態を示し、バックライトの目標輝度が１００％とは、設定された表示輝度の最大で光源が点灯する状態を示す。本実施形態では下限の輝度は０．０１％である。本実施形態において、特徴量検出部４で検出した領域毎の最大値（特徴量、画像の輝度に関連する情報）が大きいほど、ＢＬ目標輝度は高く設定され、バックライトから照射される光の輝度が高くなる。
【００２１】
図２Ａに示す画像が入力された時の特徴量（最大値）は、１０２３、５１２、１２８、６４なので、図３Ａのグラフから、図２Ｂに示すように１００％、５０．５％、１３．４％、７．２％が目標輝度として設定される。図２Ｃに示す画像が入力されたときの目標輝度も同様に設定される。このようにして求められる、図２Ａおよび図２Ｃの画像が入力されたときのバックライト目標輝度は、図３Ｂおよび図３Ｃに示すようになる。なお、ＢＬ目標輝度設定部５はＶｓｙｎｃ信号を受信すると処理を開始し、特徴量検出部４から特徴量を読みだして計算を開始する。ＢＬ目標輝度設定部５は、このように設定したバックライトの目標輝度を、後段のＢＬ目標輝度保存部６、ＢＬ輝度値仮設定部７、及びＬＰＦ係数決定部８に出力する。
【００２２】
なお、ＢＬ目標輝度設定部５は、特徴量と目標輝度との関係を示すルック・アップ・テーブル（ＬＵＴ）と、分割領域間の光の拡散分布を示す情報とに基づいて、各分割領域の目標輝度を設定してもよい。バックライトのある分割領域から発せられた光は、近傍の分割領域に対応する領域にも到達する。各分割領域の発光輝度を同等程度で制御する場合は、このような拡散の影響は分割領域間で打ち消し合い、影響は小さい。しかし、特徴量の大きい領域の周りに特徴量の小さい領域が存在する場合、特徴量の大きい領域に対応する分割領域から発せられた光が周囲の分割領域へ拡散するが、周囲の分割領域からの光の入り込みは少ない。したがって、特徴量の大きい領域に対応する分割領域では発光輝度が不足する場合がある。このような発光輝度の不足の発生を抑制するため、ＢＬ目標輝度設定部５は、特徴量と目標輝度との関係を示すＬＵＴから設定した各分割領域の目標輝度と、分割領域間の光の拡散分布を示す情報とに基づいて、液晶パネル２に照射される光の照射輝度分布を推測する。ＢＬ目標輝度設定部５は、画像を表示するために必要な照射輝度が不足する領域がある場合、少なくともその領域に対応する分割領域の目標輝度を高めて、全体の目標輝度を設定する。
【００２３】
また、ＢＬ目標輝度設定部５は、画像を表示するために必要な照射輝度が不足しないように、特徴量と目標輝度との関係を示すＬＵＴから仮に設定した各分割領域の目標輝度に、一律にオフセットを加えて目標輝度を設定してもよい。また、ＢＬ目標輝度設定部５は、特徴量と目標輝度との関係を示すＬＵＴから仮に設定した各分割領域の目標輝度に対して、所定のフィルタ処理を行って目標輝度を設定することも可能である。
【００２４】
［ＢＬ目標輝度保存部６］
ＢＬ目標輝度保存部６は、ＢＬ輝度値設定部７で設定した分割領域毎のバックライトの目標輝度を少なくとも１フレーム分保存し、要求に応じてＬＰＦ係数決定部８に出力する。
【００２５】
［ＢＬ輝度値設定部７］
ＢＬ輝度値設定部７では、ＢＬ目標輝度設定部５で設定したバックライトの目標輝度と、実際のユーザが設定した表示輝度から、バックライトモジュール部３で点灯する際の仮のバックライトの輝度の制御値（暫定制御値）を設定する。バックライトの発光輝度は、バックライト輝度の制御値に対応する。以下の説明では、簡略化のために、バックライト輝度の制御値と発光輝度とを同一視して、バックライト輝度の制御値のことを単にバックライト輝度あるいはバックライト輝度値と称することもある。
【００２６】
本実施形態では、液晶パネル部２の液晶デバイスの透過率が２０％とする。例えば、ユーザ設定輝度が２００カンデラ（cd/m2）の場合、バックライトの目標輝度が１００％の
領域での実際に必要なバックライト輝度は、ユーザ設定輝度を液晶の透過率で割ることで求められる。従って、バックライトの目標輝度が１００％の領域は以下の式１で求めた輝度で点灯する必要がある。
２００（cd/m2）÷（２０/１００）＝１０００（cd/m2）  ・・・（１）
【００２７】
同様に、ユーザ設定輝度が１０００（cd/m2）の場合は、バックライトの目標輝度が１
００％の領域は、以下の式２で求めた輝度で点灯する必要がある。
１０００（cd/m2）÷（２０/１００）＝５０００（cd/m2）  ・・・（２）
【００２８】
液晶パネルに対し対向する面にバックライトが正対する直下型のバックライトの場合、分割領域を仕切り板などで覆わない限り、周囲の領域へバックライトの光が拡散していく。そのため、周囲から拡散してくる光の影響を考慮して領域毎のバックライト輝度値を設定する必要がある。そこで、例えば特許文献３（特開２０１４−４４３０２号公報）に記載の方法で各領域の仮のバックライトの輝度値を設定する。
【００２９】
特許文献３に記載の手法は、例えばバックライト目標輝度が１００％のところのバックライト輝度を１０００（cd/m2）とし、バックライトの目標輝度と比例するようにバック
ライト輝度を仮決めする。そして、全てのバックライトの輝度を仮決めした後に、周囲から拡散してくる光も考慮した領域毎に液晶に入射される輝度を求める。輝度を求めるためには、予め各領域のバックライト点灯時に周辺の領域に拡散して明るさが減衰していく時の、各推測点毎の係数を減衰係数としてメモリに保存する。そしてメモリから読み出した減衰係数と、仮決めしたバックライトの輝度を乗算し、乗算した結果を全て加算することで輝度推測計算する。なお、ここで輝度を推測する点は、分割領域の中央とする。そして、求めた推測輝度が、領域毎に必要な輝度に対し不足している場合は、全ての領域の必要な輝度が満たされるように、仮決めした全ての領域のバックライト輝度に対し、一律に同じ係数を乗算して大きくする。このようにして設定した領域毎の仮のバックライト輝度を図４Ａおよび図４Ｂに示す。
【００３０】
図４Ａ及び図４Ｂは、ユーザ設定した表示輝度が１０００（cd/m2）の場合を示す。図
４Ａは図２Ａの画像が入力されたときの仮のバックライト輝度を示し、図４Ｂは図２Ｃの画像が入力されたときの仮のバックライト輝度を示す。本実施形態では、表示輝度の設定が１０００（cd/m2）とすると、バックライトの目標輝度が１００％の領域は、５０００
（cd/m2）のバックライト輝度が必要である。一方、１領域で出力できる最大の輝度が５
０００（cd/m2）とすると、1領域の点灯で必要なバックライト輝度５０００（cd/m2）を
確保できる。しかし、実際には、周囲の領域のバックライトから漏れてくる光が加算されるので、周囲光からの漏れ光を考慮して仮のバックライトの輝度値を設定する。このようにして計算した仮のバックライト輝度値を、後段のＬＰＦ係数決定部８、ＬＰＦ処理部１０へ出力する。
【００３１】
なお、ユーザ設定輝度の設定方法は、図示はしないが、例えば、ディスプレイの画面に設定画面を表示することでユーザが選択できる。そしてユーザが選択した輝度をＢＬ輝度値設定部７に通知する。
【００３２】
［ＬＰＦ係数決定部８］
ＬＰＦ係数決定部８は、後段のＬＰＦ処理部１０で使用するＬＰＦ係数ｋを決定する。ＬＰＦ係数ｋは０％より大きく１００％以下の値を取り、１００％に近いほどＢＬ輝度の変化速度（変化率）が速く、０％に近いほど変化速度が遅い。ＬＰＦ係数ｋが１００％の時はＢＬ輝度値設定部７で設定した仮のバックライト輝度へすぐに（１フレームで）変化する。ＬＰＦ係数ｋはバックライト輝度の変化速度を決定するパラメータ（所定の係数）であるため、ＬＰＦ係数決定部８はバックライド輝度の変化速度を決定する手段と捉えられる。
【００３３】
ＬＰＦ係数決定部８は、本実施形態では、前後フレームの領域毎の仮のバックライト輝度値（暫定制御値）の状態に基づいて決定する。本実施形態では、ＬＰＦ係数決定部８は、領域毎に、フレーム前後で次の条件を満たすか否かを判断する。
（条件１）仮のバックライトの輝度値が暗くなる。
（条件２）前フレームの仮のバックライト輝度値が閾値ＴＨより大きく、且つ現在のフレームの仮のバックライト輝度値が閾値ＴＨ未満に遷移する。
【００３４】
ＬＰＦ係数決定部８は、条件１と条件２の両方を満たす領域のバックライト輝度の変化速度を、残像が視認できなくなるまで速くする係数を設定する。
【００３５】
また、ＬＰＦ係数決定部８は、条件２に代わって、下記の条件２’を満たすか否かを判定するものであってもよい。
（条件２’）前フレームのバックライトの発光輝度が閾値ＴＨより高く、かつ、現フレームが閾値ＴＨ’よりも高い輝度の領域を含まない。
【００３６】
以下、ＬＰＦ係数ｋの決定方法を図５に示すフローチャートを用いて説明し、その後、閾値ＴＨの決定方法について説明する。
【００３７】
≪ＬＰＦ係数決定処理≫
図５のフローチャートで、ステップＳ１０１で、対象領域のＬＰＦ係数ｋを決定するための必要な値を読みだす。具体的には、現在のＢＬ輝度値設定部７で設定した仮のバックライト輝度値（ＰｒｅＢＬＣ（ｎ））と、１フレーム前の仮のバックライト輝度値（ＰｒｅＢＬＣ（ｎ−１））、１フレーム前の実際のバックライト輝度値（ＢＬＣ（ｎ−１））を読みだす。ここで、ｎ、及びｎ−１はフレームを示しており、ｎが現在、ｎ−１が１フレーム前を示す。１フレーム前の仮のバックライト輝度値ＰｒｅＢＬＣ（ｎ−１）および実際のバックライト輝度値ＢＬＣ（ｎ−１）は、それぞれ、前フレームにおいてＢＬ輝度値設定部７およびＬＰＦ処理部１０において求められたものである。読み出し後、後段の
ステップＳ１０２へ遷移する。
【００３８】
ステップＳ１０２では、対象領域の１フレーム前の実際のバックライト輝度値ＢＬＣ（ｎ−１）と、現在のフレームの仮のバックライト輝度値ＰｒｅＢＬＣ（ｎ）を比較し、対象領域のバックライト輝度の変化傾向を判断する。対象領域のバックライト輝度が下降（減少）する場合をＹＥＳと判断して、処理はステップＳ１０３へ遷移する。対象領域のバックライト輝度が上昇（増加）する場合はＮＯと判断して、処理はステップＳ１０６へ遷移する。本実施形態ではバックライト輝度が暗くなる場合の時間応答性を改善するのが目的であるので、本ステップでバックライト輝度が下降する領域を抽出する。
【００３９】
ステップＳ１０３では、現在のフレームの仮のバックライト輝度値ＰｒｅＢＬＣ（ｎ）が閾値ＴＨ以下であるかどうかを判断する。ＰｒｅＢＬＣ（ｎ）が閾値ＴＨ以下である場合をＹＥＳであり、処理はステップＳ１０４へ遷移する。ＰｒｅＢＬＣ（ｎ）が閾値ＴＨより大きい場合はＮＯであるとし、処理はステップＳ１０５へ遷移する。
【００４０】
ステップＳ１０４では、過去のフレームの仮のバックライト輝度値ＰｒｅＢＬＣ（ｎ−１）が、閾値ＴＨより大きいかどうかを判断する。ＰｒｅＢＬＣ（ｎ−１）が閾値ＴＨより大きい場合はＹＥＳであるとして、処理はステップＳ１０５へ遷移する。ＰｒｅＢＬＣ（ｎ−１）が閾値ＴＨ以下である場合はＮＯであるとし、処理はステップＳ１０６へ遷移する。
【００４１】
なお、本実施形態では過去のフレーム仮のバックライト輝度値ＰｒｅＢＬＣ（ｎ−１）を用いたが、過去のフレームの時間ＬＰＦ処理後のバックライト輝度値ＢＬＣ（ｎ−１）を用いて判断してもよい。また、ステップＳ１０２において条件１の成否を判定しているが、条件２（ステップＳ１０３およびＳ１０４）を満たせば条件１も満たすので、条件１の判定（ステップＳ１０２）は省略してもよい。
【００４２】
ステップＳ１０５が行われるのは、ステップＳ１０２〜ステップＳ１０４の判断において、バックライトの輝度値が暗くなる時で、バックライト輝度値が閾値ＴＨより大きい値から閾値ＴＨ以下の値に遷移すると判定されているときである。したがって、ＬＰＦ係数決定部８は、ＬＰＦ係数ｋを１００％にする。これにより対象領域は時間ＬＰＦ処理を無効にしたのと同じとなり、すぐに目標のバックライト輝度まで低下し、残像が視認されなくなる。その後、ステップＳ１０７へ遷移する。
【００４３】
ステップＳ１０６が行われるのは、上記条件のいずれかを満たさない場合であり、処理対象領域は、残像が視認されにくい領域であると言える。ＬＰＦ係数決定部８は、このような領域の全てに同じＬＰＦ係数ｋを設定する。例えば本実施形態では係数を５％に設定する。これにより、ステップＳ１０５で設定した領域を除く、他の領域のバックライト輝度はすべてゆっくり変化することになり、フリッカやふらつきの発生を低減することが可能となる。その後ステップＳ１０７へ遷移する。なお、ＬＰＦ係数ｋ＝５％に対応する輝度の変化速度が、本発明における所定の変化速度の一例である。
【００４４】
ステップＳ１０７では、すべての領域でＬＰＦ係数ｋの設定を完了したかを確認し、全ての領域でＬＰＦ係数ｋを決定した場合はＹＥＳとして、ＬＰＦ係数決定部８の処理を完了する。
【００４５】
≪閾値ＴＨ≫
次に閾値ＴＨの決定方法について説明する。本実施形態では、閾値ＴＨは、暗部の下限輝度と弁別できない輝度として定義する。そのため閾値ＴＨより大きい輝度値から暗部の下限の輝度値に変化した場合は、輝度が変化したことを弁別できる。反対に閾値ＴＨ以下
の輝度値から下限の輝度値にゆっくり変化しても、人間の眼には残像が視認できない。
【００４６】
本実施形態では、弁別できる輝度値の閾値ＴＨを決めるため、ＣＩＥ（国際照明委員会）で定義されたＣＩＥ２０００の色空間での、色差ΔＥ＊００の考え方から閾値を決定する。
【００４７】
色差を計算するためには、下の式３で示されるように、明度（Ｌ）、彩度（Ｃ）、色相（Ｈ）の項が存在する。本実施形態ではバックライト輝度の残像の有無を決定するための閾値であるので、白輝度の変化を基準について考えるとし、色については変化しない条件で定義する。その場合は、ΔＥ＊００を求める式３は、色についての差分が０（ΔＣ’＝０、ΔＨ’＝０）であり、式４のようになる。
【数１】
2019168603.tif 000003
【００４８】
ここで重み係数ＳＬ≒１、ＫＬ＝１とすると、
【数２】
2019168603.tif 000004
となる。
【００４９】
暗部輝度の場合、おおよそΔＥ＊００で２以下は同一に視認されることから、ΔＬ’＝２が閾値となる。ここで、輝度１００nitsの時に明度Ｌ’＝１００とすると、例えば表示装置の暗部の下限輝度が０．０１nitsの場合、０．２３nitsでΔＬ’≒２となる。そのため液晶パネルを透過後の輝度で０．２３nitsが閾値となる。０．２３nitsは下限の表示輝度０．０１nitsの２３倍なので、本実施形態ではバックライト輝度の下限値を２３倍したバックライト輝度値を閾値ＴＨとする。本実施形態のバックライト輝度の下限値は、図４より５とすると、５nits×２３＝１１５nitsとなる。従って本実施形態では閾値ＴＨ＝１１５nitsと決定できる。
【００５０】
≪ＬＰＦ係数ｋの算出例≫
このようにして決定した各領域のＬＰＦ係数ｋを図６に示す。図２Ａから図２Ｃへの変化において、５列目〜１０列目は暗い中間調または明るい物体が暗い階調に変化する領域であり、ＬＰＦ係数ｋは１００％に設定される。そのためバックライト輝度は直ぐに目標の輝度へと変化することから、残像による妨害感は低減される。一方、明るい物体が中間調の物体に変化する２列目から４列目は５％のＬＰＦ係数が設定される。そのためバックライト輝度はゆっくり変化することから、フリッカやふらつきは気になることはない。このようにして決定したＬＰＦ係数をＬＰＦ処理部１０へ出力する。
【００５１】
［ＢＬ輝度値保存部９］
ＢＬ輝度値保存部９は、ＬＰＦ処理部１０で決定した現在のフレームの、各領域の最終的なバックライト輝度値を１フレーム分保存する。保存したバックライト輝度値を、次のフレームでＬＰＦ係数決定部８、ＬＰＦ処理部１０からの要求に応じて出力する。
【００５２】
［ＬＰＦ処理部１０］
ＬＰＦ処理部１０は、ＢＬ輝度値設定部７で設定した仮のバックライト輝度値に対し、
ＬＰＦ係数決定部８で決定したＬＰＦ係数ｋを元に時間的な変化を抑制する平滑化処理（ローパスフィルタ処理）を行う。ＬＰＦ処理部１０によって決定されるバックライト輝度値にしたがって、バックライトモジュール部３の発光が制御される。したがって、ＬＰＦ処理部１０によって決定されるバックライト輝度値は、バックライト（光源）を制御するための制御値である。ＬＰＦ処理部１０は、バックライト制御値の決定部と捉えられる。
【００５３】
ＬＰＦ処理部１０は、本実施形態では以下のようにバックライト輝度値を決定する。すなわち、ＬＰＦ処理部１０は、領域毎の前フレームのバックライト輝度ＢＬＣ（ｎ−１）をＢＬ輝度値保存部９から読みだして、仮のバックライト輝度値ＰｒｅＢＬＣ（ｎ）との差分ΔＢＬを求める。そして、ＬＰＦ処理部１０は、求めた差分ΔＢＬに対しＬＰＦ係数ｋを乗算した値を前フレームのバックライト輝度に対し、加減算することで、現フレームの最終的なバックライト輝度値ＢＬＣ（ｎ）を求める。まとめると、最終的なバックライト輝度値ＢＬＣ（ｎ）は下記の式６で求められる。
ＢＬＣ（ｎ） ＝ ＢＬＣ（ｎ−１）−ｋ×ΔＢＬ  ・・・（６）
ΔＢＬ ＝ ＢＬＣ（ｎ−１）−ＰｒｅＢＬＣ（ｎ）
【００５４】
例えば、ＢＬ輝度値保存部９に保存した前フレームのバックライト輝度値ＢＬＣ（ｎ−１）を図４Ａ、現在のフレームの仮のバックライト輝度値ＰｒｅＢＬＣ（ｎ）を図４Ｂとする。領域（３、２）は４０００から８００へ変化することから、差分ΔＢＬは
ΔＢＬ＝４０００―８００＝３２００
となる。
【００５５】
図６のＬＰＦ係数の分布図から領域（３，２）のＬＰＦ係数は５％なので、差分ΔＢＬに係数を乗算した値をΔｃＢＬとすると、ΔｃＢＬは、
ΔｃＢＬ＝０．０５×３２００＝１６０
となる。
【００５６】
領域（３，２）は、輝度が下がる方向なので、計算したΔｃＢＬを前のフレームのバックライト輝度値４０００から引くことで、領域のバックライト輝度ＢＬＣ（ｎ）は決定される。
ＢＬＣ（ｎ）＝ＢＬＣ（ｎ−１）−ΔｃＢＬ＝４０００−１６０＝３８４０
【００５７】
一方、領域（５，２）は４０００から５へ変化する。領域は（５，２）のＬＰＦ係数は１００％なので、４０００から５へ現在のフレームで変化する。このようにして決定した現フレームでの各領域のバックライト輝度ＢＬＣ（ｎ）を図７に示す。ＬＰＦ処理部１０は決定したバックライト輝度を後段のバックライトモジュール部３、ＢＬ輝度値保存部９、輝度推測計算部１１へ出力する。
【００５８】
このように本実施形態では、現フレーム（第１フレーム）の輝度（階調値）の大きさと、前フレーム（第２フレーム）に対応するバックライトの制御輝度との大きさの関係に基づいて、バックライトの輝度変化の制御を行っている。具体的には、前フレームに対応するバックライト輝度が閾値ＴＨ’より大きい場合に、現フレームが閾値ＴＨ’より高い輝度の領域を含まない場合に、そうでない場合よりもバックライト輝度の変化率を大きくする。ここで、バックライト輝度の変化率は、前フレームに対応するバックライトの輝度から、現フレームに対応するバックライトの輝度への変化の速さを表す。なお、現フレームの輝度（階調値）は、仮のバックライト輝度値（暫定制御値）とほぼ同等である。
【００５９】
［輝度推測計算部１１］
輝度推測計算部１１は、ＢＬ輝度値設定部７の輝度計算と同様に、バックライトモジュール部３のバックライトの点灯によって液晶パネル部２に入射される輝度を推測する。推
測する点は、本実施形態では分割された領域の中央の点とする。そして、推測した各点の推測計算結果を補正係数決定部１２へ出力する。
【００６０】
［補正係数決定部１２］
補正係数決定部１２は、輝度推測計算部１１で計算した各点の推測輝度の結果を受信し、画像信号の補正係数を求める。業務用モニタでは、入力された画像信号に応じた輝度を正確に表示することが求められる。補正係数は、バックライトの輝度低下に伴う表示輝度を補償するために、後段の画像信号補正部１４で入力画像信号に乗算するための係数である。ある点の推測輝度をＬｐｎ、補正係数で伸長/調整する際の目標となる輝度値をＬｔ
、対象点の補正係数をＧｐｎとすると、補正係数Ｇｐｎは、
Ｇｐｎ＝Ｌｔ/Ｌｐｎ      ・・・（７）
で求めることができる。目標の輝度値Ｌｔは、ユーザが設定する表示輝度に比例して変化する。こうして求めた補正係数を後段の補正係数保存部１３へ出力する。
【００６１】
［補正係数保存部１３］
補正係数保存部１３では、補正係数決定部１２で決定した補正係数を受信し、一度保存する。そして、Ｖｓｙｎｃ信号を受信すると画像信号補正部１４へ出力する。なお、本実施形態では、特徴量検出部４で検出した統計値を読みだしてから、ＬＰＦ処理部１０でのＢＬ輝度の決定、及び補正係数決定部１２での補正係数の決定と補正係数保存部１３での保存までの処理を同じフレーム内で処理をする。
【００６２】
［画像信号補正部１４］
画像信号補正部１４では、補正係数決定部１２で決定した補正係数を対応する画像データに乗算し、画像データを補正する。なお、とびとびの画素で輝度推測および補正係数決定をしていることから、画像信号補正部１４は、推測した点と点の間の画素の補正係数は、周囲の推測した点の補正係数を基に補間演算して求めてもよい。
【００６３】
＜本実施形態の有利な効果＞
以上が実施形態１の詳細である。以上の構成によって、高階調だけでなく、中間調より暗い物体や背景が暗部画像に切り替わった際の残像による妨害感を低減することが可能となる。
【００６４】
＜変形例＞
上記の条件１，２を満たすときにＬＰＦ係数ｋ＝１００％、それ以外の時にｋ＝５％としているが、これはあくまでも一例に過ぎない。条件１，２を満たすときのＬＰＦ係数ｋは、それ以外の時のＬＰＦ係数ｋよりも大きければ１００％より小さくても構わない。条件１，２を満たすときのバックライト輝度変化を、条件１，２を満たさないときのバックライト輝度変化よりも速くすれば、残像による妨害感低減の効果が得られる。バックライト輝度変化速度は、たとえば、目標輝度が変化したときに、実際のバックライト輝度が目標輝度に達するまでの時間（整定時間）によって評価できる。
【００６５】
また、上記の説明ではＬＰＦ係数ｋは１００％か５％の２つの値を取るものとしたが、３つ以上の値を取るようにしてもよい。この場合、条件１，２を満たすときのバックライト輝度変化が、そうでないときのバックライト輝度変化よりも速ければ、具体的なＬＰＦ係数ｋの値はどのように決定してもよい。
【００６６】
本実施形態では、前後フレームのバックライト輝度の値を閾値ＴＨと比較し、その結果から変化速度を速くする領域を検出し、対象領域のＬＰＦ係数ｋを決定したが、例えば以下に示す方法で決定してもよい。
【００６７】
前フレームと現在のフレームのバックライト輝度値から時間ＬＰＦの係数を求めて、その値の和を２で割った数を計算することでＬＰＦ係数ｋを決定してもよい。図８Ａおよび図８Ｂに前後フレームのバックライト輝度値から求める時間ＬＰＦの係数（ｋｆ、ｋｎ）のテーブルの一例をグラフで示す。ここでｋｆ、ｋｎは、前フレームのバックライト輝度値ＢＬＣ（ｎ）から求めた暫定ＬＰＦ係数、及び現在のフレームの仮のバックライト輝度値ＰｒｅＢＬＣ（ｎ−１）から求めた暫定ＬＰＦ係数を示す。ＬＰＦ係数決定部８は、ＬＰＦ係数ｋを、ｋｆとｋｎの平均値として決定する。
【００６８】
図８Ａに示すように、ｋｆは、前フレームの仮のバックライト輝度値ＰｒｅＢＬＣ（ｎ−１）が閾値ＴＨよりも大きいときに１００％を取り、閾値ＴＨ以下のときに５％を取るよう。また、図８Ｂに示すように、ｋｎは、現フレームの仮のバックライト輝度値ＰｒｅＢＬＣ（ｎ）が閾値ＴＨ以下のときに１００％を取り、閾値ＴＨ以下のときに５％を取る。したがって、前のフレームが閾値ＴＨより大きいバックライト輝度で、且つ現在のフレームのバックライト輝度が閾値ＴＨ以下の場合のみ、ｋｆ、ｋｎの和を求めて２で割った係数は１００％となる。これにより、上記と同じく、残像を低減する事が可能となる。
【００６９】
なお、本例では、バックライト輝度の変化に応じて、ＬＰＦフィルタ係数ｋは、１００％、５２．５％、５％の３通りの値を取ることになる。
【００７０】
ここでは、ｋｆとｋｎの単純な算術平均（相加平均）をＬＰＦ係数ｋとして決定したが、ｋｆとｋｎの加重平均（加重相加平均）、相乗平均、加重相乗平均など、その他の平均値、あるいはこれらの平均値に基づく値をＬＰＦ係数ｋとしてもよい。
【００７１】
なお、閾値ＴＨは、実際の液晶パネルの性能や、周囲の光、また表示装置の大きさによって視認しやすい条件は変わることから、事前の実験によって閾値を、弁別可能な輝度変化に基づいて決定した閾値から調整してもよい。たとえば、事前の実験によって環境に応じた閾値ＴＨの調整パラメータあるいは調整後の閾値ＴＨ’を記憶しておき、実際の動作環境に応じた調整後の閾値ＴＨ’を用いてもよい。
【００７２】
また、ＬＰＦ処理部１０は式６以外のフィルタ処理によって、バックライト輝度の時間的な変化を緩和させてもよい。たとえば、直前の１つのフレームだけでなく複数のフレームのバックライト輝度値を考慮して、現在のバックライト輝度値を決定してもよい。
【００７３】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、１つの閾値ＴＨを用いて、前後フレームのバックライト輝度が閾値より大きい値から閾値以下の値に遷移する領域を検出し、該当領域のバックライト輝度を速く低減することで残像の妨害感を低減させた。しかしながら、人によって暗部輝度が弁別できる明るさには多少のばらつきがある。そのためユーザによっては、高〜暗部輝度の閾値ＴＨより少し明るいぎりぎりのバックライト輝度へ変化する際に、バックライト輝度が急峻に変化することによるフリッカが視認され、妨害感を感じる場合がある。
【００７４】
そこで本実施形態では、暗部の下限輝度と弁別できない暗部輝度の閾値ＴＨ１に加えて、暗い中間輝度を判別する閾値ＴＨ２を別に定義する。そして、高輝度から暗部階調ＴＨ１以下への変化は速く変化させ、閾値ＴＨ２から閾値ＴＨ１の間の輝度への変化はそれよりゆっくり変化させる。これにより、人によっては妨害感として視認されるフリッカを低減できる。以下に本実施形態におけるＬＰＦ係数ｋの決定方法について詳細に説明する。
【００７５】
本実施形態における閾値ＴＨ１は、実施形態１における閾値ＴＨと同じ値とする。また、本実施形態では、図１のＬＰＦ係数決定部８でＬＰＦ係数を決定する際に、暗部下限輝度との差が認識はでき、且つ気になる輝度を閾値ＴＨ２として利用する。
【００７６】
閾値ＴＨ２の決定方法は、実施形態１と同様にＣＩＥ２０００の色差の考え方から決定する。色差ΔＥ＊００で、おおよそ３以上の色差は弁別でき、且つ差がとても気になる差である。そのため実施形態１と同様に閾値を求めると、暗部の下限輝度の設定は０．０１nitsなので、輝度差が弁別でき且つ気になる暗い中間輝度は０．３４nitsとなる。これを、実施形態１と同様にバックライト輝度に変換すると、表示輝度の下限輝度に対し３４倍であり、下限のバックライト輝度は５nitsであることから、バックライト輝度の閾値ＴＨ２は、５nits×３４＝１７０nitsとなる。暗部輝度の閾値は実施形態１と同じＴＨ＝１１５nitsとすると、ＬＰＦ係数ｋの処理決定フローは、図９に示すようになる。
【００７７】
図９で、実施形態１と同じ処理は説明を省略する。
【００７８】
ステップＳ３０１は、ステップ１０３と同様に、現在のフレームの仮のバックライト輝度値ＰｒｅＢＬＣ（ｎ）が閾値ＴＨ以下であるかどうかを判断し、閾値以下である場合をＹＥＳとし、処理はステップＳ３０２へ遷移する。閾値ＴＨより大きい場合はＮＯであるとし、処理はステップＳ３０３へ遷移する。
【００７９】
ステップＳ３０２は、ステップＳ１０４と同様に、過去のフレームの仮のバックライト輝度値ＰｒｅＢＬＣ（ｎ−１）が、閾値ＴＨ２より大きいかどうかを判断し、ＴＨ２より大きい場合はＹＥＳであるとして、処理はステップＳ１０５へ遷移する。ここでＹＥＳと判定される領域は残像が明確に視認され、且つフリッカも目立たない領域である。そこで、フィルタ係数ｋは１００％として、フィルタ処理を無効とする。また過去のフレームの仮のバックライト輝度値ＰｒｅＢＬＣ（ｎ−１）が閾値ＴＨ２以下である場合はステップＳ３０２でＮＯと判定される。この場合、ステップＳ３０３に遷移し、過去のフレームの仮のバックライト輝度値ＰｒｅＢＬＣ（ｎ−１）が閾値ＴＨ１より大きいかどうかを判断し、ＴＨ１より大きい場合にはステップＳ３０６に遷移し、そうでない場合にはステップＳ１０６に遷移する。ステップＳ３０３でＹＥＳと判定される領域は、バックライト輝度値が閾値ＴＨ１より大きくかつ閾値ＴＨ２以下の値から閾値ＴＨ１以下の値へ変化する領域である。一方、ステップＳ３０３でＮＯと判定される領域は、閾値ＴＨ１以下の範囲内でバックライト輝度が低下する領域である。
【００８０】
ステップＳ３０４では、現在のフレームの仮のバックライト輝度値ＰｒｅＢＬＣ（ｎ）は閾値ＴＨより大きいが、閾値ＴＨ２以下であるかを判断する。閾値ＴＨ２以下の場合はＹＥＳとして処理はステップＳ３０４へ遷移する。一方、閾値ＴＨ２より大きい場合は、処理はステップＳ１０６へ遷移する。
【００８１】
ステップＳ３０５では、過去のフレームの仮の輝度値ＰｒｅＢＬＣ（ｎ−１）が閾値ＴＨ２より大きいかを判断する。閾値ＴＨ２より大きい場合、ＹＥＳとして処理はステップＳ３０６へ遷移する。閾値ＴＨ２以下である場合、ＮＯとして処理はステップＳ１０６へ遷移する。ステップＳ３０５でＹＥＳと判定される領域は、バックライト輝度値が閾値ＴＨ２より大きい値から閾値ＴＨ１より大きく閾値ＴＨ２以下の値へ変化する領域である。
【００８２】
ステップＳ３０６では、閾値ＴＨ２より大きい値から閾値ＴＨ１より大きく・閾値ＴＨ２以下の値へバックライト輝度が遷移する領域、或いは閾値ＴＨ１より大きく・閾値ＴＨ２以下の値から閾値ＴＨ以下の値へ遷移する領域に対してＬＰＦ係数ｋが設定される。本実施形態では、ステップＳ１０６に比べて大きく、Ｓ１０５に比べて小さいＬＰＦ係数４２％が設定される。なお、本実施形態ではステップＳ３０５において決定されるＬＰＦ係数ｋを４２％と固定値にしているが、閾値ＴＨ１と閾値ＴＨ２でのＬＰＦ係数が５％、１００％なので、バックライト輝度値に応じて直線補間計算で算出してもよい。
【００８３】
以上の構成により、領域を３つの領域に分けて、速く変化させる領域は最も速く、ゆっくりで良い領域はゆっくり変化させる。その間の領域は暗部より少し明るい領域で、暗部との差は明確に認識できる領域であることから、速く変化させすぎるとフリッカが認識される領域でもある。そのため、ＬＰＦ係数が１００％ではないが、半分程度の速度で低減させる。これにより、中間調より暗い物体や背景が暗部画像に切り替わった際に、残像を低減しつつ、人によってフリッカが気になる暗めの中間階調への遷移においても、フリッカが低減される。
【００８４】
このように本実施形態では、現フレーム（第１フレーム）の輝度（階調値）の大きさと、前フレーム（第２フレーム）に対応するバックライトの制御輝度との大きさの関係に基づいて、バックライトの輝度変化の制御を行っている。具体的には、前フレームに対応するバックライトの発光輝度が閾値ＴＨより高く、且つ、現フレームが閾値ＴＨ２’より高い輝度の領域を含まない場合に、そうでない場合よりもバックライト輝度の変化率を大きくする。
【００８５】
また本実施形態では領域を検出する方法で説明を行ったが、図１０に示すように、図８の暫定ＬＰＦ係数ｋｆ、ｋｎと同様のテーブル用いてＬＰＦ係数ｋを決定してもよい。本実施形態では、暫定ＬＰＦ係数ｋｆは、前フレームの仮のバックライト輝度値ＰｒｅＢＬＣ（ｎ−１）が閾値ＴＨ２より大きければ１００％、閾値ＴＨ１以下であれば５％とし、その中間は線形に変化するように定義される。また、暫定ＬＰＦ係数ｋｎは、現フレームの仮のバックライト輝度値ＰｒｅＢＬＣ（ｎ）が閾値ＴＨ１以下であれば１００％、閾値ＴＨ２以下であれば５％とし、その中間は線形に変化するように定義される。ＬＰＦ係数決定部８は、実施形態１と同様に、暫定ＬＰＦ係数ｋｆ、ｋｎの平均値に基づいてＬＰＦ係数ｋを決定する。これにより、実施形態２の領域を３つに分けるのと同じ効果を得ることができる。
【００８６】
（第３の実施形態）
上記第１および第２の実施形態では、現フレームと前フレームの仮のバックライト輝度値の差（ＰｒｅＢＬＣ（ｎ−１）−ＰｒｅＢＬＣ（ｎ））と閾値の比較によって、フィルタ係数ｋを求めている。本実施形態では、ＬＰＦ係数決定部８は、まず、閾値との比較によって、現フレームの仮のバックライト輝度値の輝度レベルと、前フレームの仮のバックライト輝度値の輝度レベルを求める。ＬＰＦ係数決定部８は、そして、輝度レベルがどのように変化するかによって、ＬＰＦフィルタ係数ｋを求める。
【００８７】
第１の実施形態のように閾値ＴＨのみを用いる場合は、仮のバックライト輝度値の輝度レベルは高レベルと低レベルの２つのレベルに分けられる。そして、ＬＰＦ係数決定部８は、仮のバックライト輝度値の輝度レベルが、高レベルから低レベルに変化する場合に、ＬＰＦフィルタ係数ｋを１００％とし、それ以外の場合を５％とする。
【００８８】
第２の実施形態のように閾値ＴＨ１，ＴＨ２の２つの閾値を用いる場合は、仮のバックライト輝度値の輝度レベルは高レベル、中レベル、低レベルの３つのレベルに分けられる。そして、ＬＰＦ係数決定部８は、仮のバックライト輝度値の輝度レベルが、高レベルから低レベルに変化する場合に、ＬＰＦフィルタ係数ｋを１００％に決定する。また、ＬＰＦ係数決定部８は、高レベルから中レベルまたは中レベルから低レベルに変化する場合に、ＬＰＦフィルタ係数ｋを４２％に決定する。ＬＰＦ係数決定部８は、それ以外の場合にＬＰＦフィルタ係数ｋを５％に決定する。
【００８９】
このような処理によっても、第１及び第２の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００９０】
（第４の実施形態）
上記第１から第３の実施形態において、画面が暗くなる（輝度が低下する）場合にバックライトの輝度変化速度を制御している。しかしながら、画面が明るくなる（輝度が増加する）場合にも同様の制御を行ってもよい。
【００９１】
たとえば第１の実施形態において、前フレームの輝度が閾値ＴＨ未満であり、かつ、現フレームの輝度が閾値ＴＨ以上に遷移する場合にも、バックライト輝度の変化速度を速くしてもよい。同様に、第２の実施形態において、前フレームの輝度が閾値ＴＨ以上ＴＨ２未満であり、かつ、現フレームの輝度が閾値ＴＨ２以上の遷移する場合に、バックライト輝度の変化速度を速くしてもよい。
【００９２】
（第５の実施形態）
上記の実施形態では、バックライトの輝度を表示領域（分割領域）ごとに制御する、いわゆるローカルディミング処理を行う表示装置を対象としている。しかしながら、全てのバックライト光源を同一の輝度で発光させるグローバルディミング処理を行う表示装置においても、バックライト輝度の時間的な変化を緩和するローパスフィルタを適用する場合には、同様の問題が生じる。このようにグローバルディミング処理を用いた表示装置に対して、上記の実施形態のようにバックライト輝度の変化速度を制御することで、フリッカやちらつきの防止と、残像による妨害感の抑制を両立させることができる。
【００９３】
（第６の実施形態）
上記の実施形態では、分割したブロック単位でローパスフィルタ処理の係数を決定した。しかしながら、暗い夜景の背景を明るい星などの小さく明るい輝点が移動するシーンでは、明るい物体が分割領域を超えるたびにバックライトの点灯状態が明/暗を繰り返す。
暗い背景の場合、バックライトの漏れ光によるハローの状態は視認しやすいため、ハローが明暗を高速で繰り返すと、局所のフリッカのように見えてしまい妨害感を感じる。
【００９４】
そこで第６の実施形態では、画面全体の階調ごとのヒストグラムを取得し、フレーム間のヒストグラムの分布にほとんど差がない場合は、全てのブロックがゆっくり変化するような時間ＬＰＦ処理の係数（例えば５％）を適用する。これにより、フリッカの妨害感が目立つ場合はフリッカを低減するのを優先に処理を行い、それ以外のシーンでは残像が目立つシーンでの残像を低減することが可能になる。
【００９５】
なお、ヒストグラムの分布に差があるかないかは、たとえば、階調値ごとの度数の差（絶対値）の和によって評価できる。また、前フレームと比較して階調値が変化した画素の数が所定量以下である場合に、ヒストグラム分布に差があると判断してもよい。この所定量は、画面全体の画素数の所定割合（たとえば５％）とすればよい。また、画素に階調値の変化があっても、その変化量が十分に小さければ、同一の階調と判断して、階調値に変化がなかったとみなしてもよい。
【００９６】
また、上記の説明では、輝度の変化速度を、第１の実施形態において条件を満たさない場合の変化速度（所定の変化速度）と同じとしているが、それよりも遅い変化速度（小さい係数）としても構わない。すなわち、ヒストグラム分布に差がないときは、バックライトの輝度の変化速度が、所定の変化速度以下となるように制御されればよい。
【００９７】
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１  表示装置
２  液晶パネル部
３  バックライトモジュール部
４  特徴量検出部
７  ＢＬ輝度値設定部
１０  ＬＰＦ処理部
【図１】
2019168603.tif 000005
【図２】
2019168603.tif 000006
【図３】
2019168603.tif 000007
【図４】
2019168603.tif 000008
【図５】
2019168603.tif 000009
【図６】
2019168603.tif 000010
【図７】
2019168603.tif 000011
【図８】
2019168603.tif 000012
【図９】
2019168603.tif 000013
【図１０】
2019168603.tif 000014