(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像信号を表示する表示部と、該表示部を照明する光源と、該表示部および該光源を制御する制御部と、前記入力映像信号の色を判定する色判定部とを備えた映像表示装置であって、
前記制御部は、前記入力映像信号から所定の条件に基づき算出した明るさに関連する指標に基づく制御カーブにしたがって、前記光源の輝度をストレッチして増大させ、さらに、前記入力映像信号の明るさに関連する所定の特徴量に対して、画素数を積算したヒストグラムを生成し、該ヒストグラムの所定範囲の上位領域を発光部分として検出し、前記色判定部からの前記入力映像信号による画像の各画素の色に基づいて、前記入力映像信号の入力階調と出力階調とを変換する入出力カーブを切換えることにより、前記発光部分の表示輝度をエンハンスし、
前記色判定部は、物体色または発光色の各記憶色を有する画素を判定し、
前記制御部は、物体色に該当する色の画素については、発光部分であっても前記入力映像信号の輝度をエンハンスしない入出力カーブを適用して前記入力映像信号を変換するとともに、発光色に該当する色の画素については、非発光部分であっても前記入力映像信号の輝度をエンハンスする入出力カーブを適用して前記入力映像信号を変換することを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記記憶色に該当する色の画素に近接する所定範囲内の画素であって前記記憶色に該当しない色の画素に対して、前記記憶色に該当する色の画素に対して適用される入出力カーブによる出力階調値と前記記憶色に該当しない色の画素に対して適用される入出力カーブによる出力階調値の中間の階調値が出力される入出力カーブを適用することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記記憶色に該当する色に対してランク付けを行い、該ランク付けしたランクに応じて、前記記憶色に該当する色の画素に適用する前記入出力カーブを切換えること特徴とする請求項１または２に記載の映像表示装置。
【請求項４】
入力映像信号を表示する表示部と、該表示部を照明する光源と、該表示部および該光源を制御する制御部と、前記入力映像信号の色を判定する色判定部とを備えた映像表示装置であって、
前記制御部は、前記入力映像信号から所定の条件に基づき算出した明るさに関連する指標に基づく制御カーブにしたがって、前記光源の輝度をストレッチして増大させ、さらに、前記入力映像信号の明るさに関連する所定の特徴量に対して、画素数を積算したヒストグラムを生成し、該ヒストグラムの所定範囲の上位領域を発光部分として検出し、前記色判定部からの前記入力映像信号による画像の各画素の色に基づいて、前記入力映像信号の入力階調と出力階調とを変換する入出力カーブを切換えることにより、前記発光部分の表示輝度をエンハンスし、
前記色判定部は、物体色または発光色の各記憶色を有する画素を判定し、
前記制御部は、前記記憶色に該当する色に対してランク付けを行い、該ランク付けしたランクに応じて、前記記憶色に該当する色の画素に適用する前記入出力カーブを切換えることを特徴とする映像表示装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記入力映像信号による画像を複数の領域に分割し、該分割した領域である分割領域の映像信号の階調値に基づいて、該分割領域ごとに対応する前記光源の領域の点灯率を変化させ、
前記制御カーブは、前記光源の全ての領域について前記光源の領域の点灯率を平均した平均点灯率と、該平均点灯率に予め関係付けられた前記表示部の画面上で取り得る最大表示輝度によって示される輝度ストレッチ量との関係を定める制御カーブであって、
前記制御部は、前記明るさに関連する指標として前記平均点灯率を用い、該平均点灯率に従って定まる前記輝度ストレッチ量に基づいて、前記光源の輝度をストレッチすることを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載の映像表示装置。
【請求項６】
前記制御カーブは、前記検出した発光部分の領域を含む所定範囲の映像について、画素ごとの明るさに重みを付けて画素数をカウントすることにより算出した明るさの度合いを示すスコアと、輝度ストレッチ量との関係を定める制御カーブであって、
前記制御部は、前記明るさに関連する指標として前記スコアを用い、前記入力映像信号から算出した前記スコアに応じた輝度ストレッチ量に基づいて、前記光源の輝度をストレッチすることを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載の映像表示装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記ヒストグラムの平均値をＡ、標準偏差をσとするとき、
ｔｈｒｅｓｈ＝Ａ＋Ｎσ（Ｎは定数）
以上の画素を発光部分とすることを特徴とする請求項１から６のいずれか１に記載の映像表示装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の映像表示装置を備えたテレビ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像表示装置およびテレビ受信装置に関し、より詳細には、表示映像の画質を向上させるためのエンハンス機能を備えた映像表示装置およびテレビ受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像表示装置において、表示映像の画質を向上させるためのエンハンス機能が知られている。エンハンス機能を実行する場合、通常では映像信号のフレームごとに階調の最大値を検出し、その最大値のレベルが低ければ、階調が高い部分の映像信号にゲインをかけて伸張する。また、映像信号の階調の最小値を検出し、その最小値が高ければ階調が低い部分の映像信号に圧縮ゲインをかけて階調を低下させる。このようなエンハンス機能を用いることによって映像信号の信号レンジが広くなり、表示画像のコントラスト感が増大して画質が向上する。
【０００３】
このように、従来から、映像信号の発光部分を強調させるようなエンハンス機能として、映像信号の画素値の最大値や最小値をみて、高い部分の階調を伸張して持ち上げたり、低い部分の階調を圧縮して落としたりするような処理が行われている。
【０００４】
しかしながら、規格化された映像信号は、実際に人間の目に明るく見える輝度を表現していないため、従来のエンハンス機能のように、階調値のみから発光部分を特定することは難しい。つまり様々な映像に対して、一律に画素値の最大値や最小値をみてエンハンスを行っても、常に高コントラストで高画質の映像が得られるとは限らない。
【０００５】
このため、特許文献１には、様々に変化する映像において表示輝度をエンハンスする場合、映像の輝度の分布から相対的に明るく輝いている部分（発光部分）を検出し、光源の輝度をストレッチして増大させ、発光部分を除く非発光部分の映像信号の輝度を低下させることにより、発光部分の表示輝度を意識的にエンハンスした映像表示装置が開示されている。特許文献１に開示された映像表示装置では、人間の目にはコントラスト感が向上して輝き感が増して視認されるため、画面上で発光した部分をより際立たせて画質を向上させた高品位の表示映像を提供できるといった効果を得ることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１７８８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一方、例えば、記憶色と呼ばれる色が知られている。記憶色には、肌色、草木の緑、青空の３つの色が相当するが、これらの色をきれいに表示することは映像品位に大きく関わっている。このうち、肌色、草木の緑は物体色、青空は発光色に分類されると考えられる。しかし、特許文献１に開示された映像表示装置では、単に映像の輝度分布から相対的に明るく輝いている部分を発光部分として検出しているため、実際には発光していないにもかかわらず、肌色、草木の緑が発光部分として検出されると、これらの色の表示輝度がエンハンスされ、映像品位が大きく劣化する。また、反対に、実際には発光色として輝いている青空が非発光部分として検出された場合はエンハンスされないため、映像品位の劣化を招いてしまう。
【０００８】
本発明は、上述のような実状に鑑みてなされたものであり、映像信号から映像の発光している部分を検出し、光源の輝度をストレッチして増大させ、映像信号の輝度を変換することにより、発光部分の表示輝度をエンハンスして際立たせて表示させる際に、所定の色に応じて映像信号の輝度を変換する入出力カーブを切換えることにより、輝き感を増加させかつコントラストを高くしつつ、特定の色について違和感のない明るさの高品位な映像表現を可能とすることを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するために、第１の技術手段は、入力映像信号を表示する表示部と、該表示部を照明する光源と、該表示部および該光源を制御する制御部と、前記入力映像信号の色を判定する色判定部とを備えた映像表示装置であって、前記制御部は、前記入力映像信号から所定の条件に基づき算出した明るさに関連する指標に基づく制御カーブにしたがって、前記光源の輝度をストレッチして増大させ、さらに、前記入力映像信号の明るさに関連する所定の特徴量に対して、画素数を積算したヒストグラムを生成し、該ヒストグラムの所定範囲の上位領域を発光部分として検出し、前記色判定部からの前記入力映像信号による画像の各画素の色に基づいて、前記入力映像信号の入力階調と出力階調とを変換する入出力カーブを切換えることにより、前記発光部分の表示輝度をエンハンスし、前記色判定部は、物体色または発光色の各記憶色を有する画素を判定し、前記制御部は、物体色に該当する色の画素については、発光部分であっても前記入力映像信号の輝度をエンハンスしない入出力カーブを適用して前記入力映像信号を変換するとともに、発光色に該当する色の画素については、非発光部分であっても前記入力映像信号の輝度をエンハンスする入出力カーブを適用して前記入力映像信号を変換することを特徴とするものである。
【００１１】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記制御部は、前記記憶色に該当する色の画素に近接する所定範囲内の画素であって前記記憶色に該当しない色の画素に対して、前記記憶色に該当する色の画素に対して適用される入出力カーブによる出力階調値と前記記憶色に該当しない色の画素に対して適用される入出力カーブによる出力階調値の中間の階調値が出力される入出力カーブを適用することを特徴とするものである。
【００１２】
第３の技術手段は、第１または第２の技術手段において、前記制御部は、前記記憶色に該当する色に対してランク付けを行い、該ランク付けしたランクに応じて、前記記憶色に該当する色の画素に適用する前記入出力カーブを切換えること特徴とするものである。
【００１４】
第４の技術手段は、入力映像信号を表示する表示部と、該表示部を照明する光源と、該表示部および該光源を制御する制御部と、前記入力映像信号の色を判定する色判定部とを備えた映像表示装置であって、前記制御部は、前記入力映像信号から所定の条件に基づき算出した明るさに関連する指標に基づく制御カーブにしたがって、前記光源の輝度をストレッチして増大させ、さらに、前記入力映像信号の明るさに関連する所定の特徴量に対して、画素数を積算したヒストグラムを生成し、該ヒストグラムの所定範囲の上位領域を発光部分として検出し、前記色判定部からの前記入力映像信号による画像の各画素の色に基づいて、前記入力映像信号の入力階調と出力階調とを変換する入出力カーブを切換えることにより、前記発光部分の表示輝度をエンハンスし、前記色判定部は、物体色または発光色の各記憶色を有する画素を判定し、前記制御部は、前記記憶色に該当する色に対してランク付けを行い、該ランク付けしたランクに応じて、前記記憶色に該当する色の画素に適用する前記入出力カーブを切換えることを特徴とするものである。
【００１５】
第５の技術手段は、第１から第４の技術手段において、前記制御部は、前記入力映像信号による画像を複数の領域に分割し、該分割した領域である分割領域の映像信号の階調値に基づいて、該分割領域ごとに対応する前記光源の領域の点灯率を変化させ、前記制御カーブは、前記光源の全ての領域について前記光源の領域の点灯率を平均した平均点灯率と、該平均点灯率に予め関係付けられた前記表示部の画面上で取り得る最大表示輝度によって示される輝度ストレッチ量との関係を定める制御カーブであって、前記制御部は、前記明るさに関連する指標として前記平均点灯率を用い、該平均点灯率に従って定まる前記輝度ストレッチ量に基づいて、前記光源の輝度をストレッチすることを特徴とするものである。
【００１６】
第６の技術手段は、第１から第４の技術手段において、前記制御カーブは、前記検出した発光部分の領域を含む所定範囲の映像について、画素ごとの明るさに重みを付けて画素数をカウントすることにより算出した明るさの度合いを示すスコアと、輝度ストレッチ量との関係を定める制御カーブであって、前記制御部は、前記明るさに関連する指標として前記スコアを用い、前記入力映像信号から算出した前記スコアに応じた輝度ストレッチ量に基づいて、前記光源の輝度をストレッチすることを特徴とするものである。
【００１７】
第７の技術手段は、第１から第６のいずれか１の技術手段において、前記制御部は、前記ヒストグラムの平均値をＡ、標準偏差をσとするとき、ｔｈｒｅｓｈ＝Ａ＋Ｎσ（Ｎは定数）以上の画素を発光部分とすることを特徴とするものである。
【００１８】
第８の技術手段は、第１から第７のいずれか１の技術手段である映像表示装置を備えたテレビ受信装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の映像表示装置によれば、映像信号から映像の発光している部分を検出し、光源の輝度をストレッチして増大させ、映像信号の輝度を変換することにより、発光部分の表示輝度をエンハンスして際立たせて表示させる際に、所定の色に応じて映像信号の輝度を変換する入出力カーブを切換えることにより、輝き感を増加させかつコントラストを高くしつつ、特定の色について違和感のない明るさの高品位な映像表現を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る映像表示装置の一例を説明するための図であり、映像表示装置の要部の構成例を示すものである。
【図２】図１の映像表示装置のエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部の処理例を説明するための制御カーブを示す図である。
【図３】図１の映像表示装置のエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部における平均点灯率の算出処理例を説明するための図である。
【図４】図３のバックライトの平均点灯率と画素の階調値を説明するための図である。
【図５】入力映像信号の輝度信号Ｙから生成したＹヒストグラムと発光部分の関係を説明するための図である。
【図６】図１の映像表示装置のマッピング部が生成するトーンマッピングの一例を示す図である。
【図７】図１の映像表示装置のエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部で出力するＭａｘ輝度について説明するための制御カーブを示す図である。
【図８】図１の映像表示装置のエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部の処理により、画面輝度がエンハンスされる状態を示す図である。
【図９】図１の映像表示装置のトーンマッピングの一例を示すフロー図である。
【図１０】入力映像信号の１フレームにおける記憶色に該当する色の画素の配置の例を示す図である。
【図１１】記憶色のうち、物体色に該当する色の画素に適応されるトーンマッピングの一例を示す図である。
【図１２】記憶色のうち、発光色に該当する色の画素に適応されるトーンマッピングの一例を示す図である。
【図１３】入力映像信号の１フレームにおける記憶色に該当する色の画素の配置とそれに近接する所定範囲内の記憶色に該当しない色の画素の配置の例を示す図である。
【図１４】物体色に該当する色の画素に近接する所定範囲内の記憶色に該当しない色の画素に適応されるトーンマッピングの一例を示す図である。
【図１５】発光色に該当する色の画素に近接する所定範囲内の記憶色に該当しない色の画素に適応されるトーンマッピングの一例を示す図である。
【図１６】物体色に該当する色にランク付けを行った場合の例を説明するための図である。
【図１７】ランク付けを行った物体色に該当する色の画素に適応されるトーンマッピングの一例を示す図である。
【図１８】発光色に該当する色にランク付けを行った場合の例を説明するための図である。
【図１９】ランク付けを行った発光色に該当する色の画素に適応されるトーンマッピングの一例を示す図である。
【図２０】記憶色に該当する色と記憶色に該当しない色とに対して異なる値の重み付けを行い、１フレームの全画素について求めた加重平均値に基づいて、各画素に適応されるトーンマッピングの一例を示す図である。
【図２１】本発明に係る映像表示装置の他の例を説明するための図であり、映像表示装置の要部の他の構成例を示すものである。
【図２２】入力映像信号の輝度信号から生成したヒストグラムの例を示すものである。
【図２３】第３の閾値以上の画素のスコアに応じた輝度ストレッチ量の制御カーブを示す図である。
【図２４】本発明に係る映像表示装置の更に他の例を説明するための図であり、映像表示装置の要部の更に他の構成例を示すものである。
【図２５】映像表示装置で表示すべき放送映像信号からＣＭＩを計算する手法を説明する図である。
【図２６】ＲＧＢデータをもつ画素における最明色を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（実施形態１）
図１は、本発明に係る映像表示装置の一実施形態を説明するための図で、映像表示装置の要部の構成例を示すものである。映像表示装置は、入力映像信号に画像処理を施して映像表示する構成を有するもので、テレビ受信装置等に適用することができる。
【００２２】
図１で例示する映像表示装置は、信号処理部１、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５、バックライト制御部６、バックライト部７、表示制御部８、および入力映像信号を表示する表示部９を備える。ここで、信号処理部１は、発光検出部２、マッピング部３、および色判定部４を備える。なお、本発明の上記制御部の例としては、バックライト部７と表示部９を制御するものであり、信号処理部１、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５、バックライト制御部６、および表示制御部８が該当する。
【００２３】
放送信号から分離した映像信号や外部機器から入力した映像信号は、信号処理部１およびエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５に入力する。このとき、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５への映像信号は、信号処理部１のマッピング部３で生成されたトーンマッピングを適用後、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５に入力する。ここで、トーンマッピングの適用は、本発明の映像信号の入力階調と出力階調を変換するための所定の入出力カーブによる画素の階調値の変換に該当する。
【００２４】
エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５は、入力された映像信号に従って、映像信号による画像を所定領域に分割し、分割領域ごとに映像信号の最大階調値を抽出する。そしてその抽出した値に基づきバックライト部７の点灯率を計算する。点灯率は、映像の分割領域に対応したバックライト部７の領域ごとに定められるもので、ここで言う点灯率とは後述するように実際にはストレッチ処理により変更されるため、仮の値であると言える。
【００２５】
また、バックライト部７は、表示部９を照明するための光源の一例であり、複数のＬＥＤにより構成され、領域ごとに輝度の制御が可能となっている。バックライト部７の領域ごとの点灯率は、予め定められた演算式に基づき決定されるが、基本的に高階調の明るい最大階調値を有する領域では、ＬＥＤの輝度を低下させることなく維持し、低階調の暗い最大階調値を有する領域においてＬＥＤの輝度を低下させるような演算を行う。なお、最大階調値の代わりに平均階調値など、入力映像信号の明るさに関連する他の特徴量から点灯率を計算してもよく、平均階調値から計算する場合には、明るい、暗い最大階調値を有する領域の代わりに、それぞれ平均階調値が明るい領域、暗い領域を適用するなどすればよい。
【００２６】
そして、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５は、各領域の点灯率からバックライト部７の全体の平均点灯率を計算し、その平均点灯率に応じて、所定の演算式により、バックライト部７の最大発光輝度のストレッチ量（以下、「輝度ストレッチ量」という。）を計算する。平均点灯率は、本発明における明るさに関連する指標の一例である。バックライト部７の最大発光輝度（ＬＥＤの最大発光輝度）をこの輝度ストレッチ量だけストレッチすることで、画面内の全領域で取り得る最大の画面輝度を、基準輝度から所定量だけストレッチすることができる。このストレッチする元となる基準輝度は、例えば最大階調値のときに画面輝度が５５０（ｃｄ／ｍ２）となるような輝度である。この基準の輝度は、この例に限ることなく適宜定めることができる。
【００２７】
以下、画面内の全領域で取り得る、最大階調値のときのストレッチ後の最大の画面輝度を、「Ｍａｘ輝度」と呼ぶ。上述のように輝度ストレッチ量は平均点灯率により決まる値であり、Ｍａｘ輝度は輝度ストレッチ量により決まる値であるため、図２の制御カーブで例示するように、Ｍａｘ輝度は平均点灯率に応じて決まる値と言える。なお、図２は、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５における処理例を説明するための図であり、バックライト部７の平均点灯率（ウィンドウサイズ）に対するＭａｘ輝度（ｃｄ／ｍ２）の関係を示す制御カーブの一例を示しており、入力映像信号が標準的な番組の場合における制御カーブである。
【００２８】
なお、図２の制御カーブでは、平均点灯率が小さな範囲において、Ｍａｘ輝度が基準輝度（この例では５５０ｃｄ／ｍ２）より小さくなっており、輝度ストレッチ量がマイナスとなっていることを指している。この例のように、平均点灯率によっては輝度ストレッチ量がマイナスとなる場面があったとしても、図２のＭａｘ輝度の制御カーブを全ての平均点灯率に亘って積分した積分値は、基準輝度を全ての平均点灯率に亘って積分した積分値より大きいことから、全体的に見れば最大発光輝度や最大画面輝度（つまり最大表示輝度）が「ストレッチ」により増強されていると言える。
【００２９】
エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５は、平均点灯率に応じて計算した輝度ストレッチ量だけ最大発光輝度がストレッチするように、上記した領域ごとの点灯率（仮の点灯率）を変更する。このような、分割領域ごとの点灯率の計算および平均点灯率に応じた点灯率の変更（ストレッチ後の点灯率の計算）を含む一連の分割領域ごとの点灯率の制御をエリアアクティブ制御と呼ぶ。このように、入力映像信号による画像を複数の領域に分割し、その分割領域の映像信号の階調値に基づいて、その分割領域に対応する光源の領域の点灯率を変化させ、光源の全ての領域について光源の領域の点灯率を平均した平均点灯率を求め、その平均点灯率に予め関係付けられた表示部９の画面上で取り得る最大表示輝度（Ｍａｘ輝度）に基づいて、光源の輝度をストレッチすることが好ましい。
【００３０】
さらに、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５は、平均点灯率に応じて決まるＭａｘ輝度を、フィードバックのために信号処理部１のマッピング部３に出力する。
【００３１】
信号処理部１の発光検出部２では、入力映像信号の明るさに関連する所定の特徴量に基づくフレームごとのヒストグラムを生成し、発光している部分を検出する。発光している部分は、ヒストグラムの平均値と標準偏差とにより求められるもので、ヒストグラムごとの相対的な値として検出される。このように、発光検出部２は、入力映像信号の明るさに関連する所定の特徴量に対して、画素数を積算したヒストグラムを生成し、そのヒストグラムの所定範囲の上位領域を発光部分として検出する。
【００３２】
入力映像信号のＮ＋１番目のフレームｆN+1について説明すると、マッピング部３は、発光検出部２でフレームｆN+1について検出された発光部分の情報と、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５から出力されたＮ番目のフレームｆＮのＭａｘ輝度とを使用して、フレームｆN+1用のトーンマッピングを生成し、入力映像信号のフレームｆN+1に適用するために乗算器に出力する。このトーンマッピングは、フレームｆN+1における発光していないとみなす部分（非発光部分）に対して、バックライト部７の輝度ストレッチ分に相当する輝度を低下させるように生成される。この乗算器は、トーンマッピングを入力映像信号に適用するためのものであり、フレームｆN+1の映像信号の各画素値に対し、フレームｆN+1用のトーンマッピングが示すゲイン係数を乗算して、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５に出力する。
【００３３】
また、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５は、バックライト部７を制御するための制御データをバックライト制御部６に出力し、バックライト制御部６は、そのデータに基づいてバックライト部７のＬＥＤの発光輝度を分割領域ごとに制御する。この制御データは、上記した領域ごとのストレッチ後の点灯率になるように、バックライト部７を制御するデータである。入力映像信号のフレームｆN+1を表示させる際のバックライト部７への制御データは、フレームｆNのＭａｘ輝度をフィードバックして得たトーンマッピングを適用したフレームｆN+1の映像信号について、バックライト部７の領域ごとの点灯率を上記予め定められた演算式に基づき計算した後、ストレッチにより変更することで、得ることができる。バックライト部７のＬＥＤの輝度は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御で行われるが、電流制御もしくはこれらの組み合わせによって所望の値となるように制御することもできる。
【００３４】
さらに、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５は、表示部９を制御するための表示制御データを表示制御部８に出力し、表示制御部８は、その表示制御データに基づいて表示部９の表示を制御する。入力映像信号のフレームｆN+1を表示させる際の表示制御データは、フレームｆNのＭａｘ輝度をフィードバックして得たトーンマッピングをフレームｆN+1に適用した後の映像信号について、その映像信号が示す映像を表示するように、表示部９を制御するデータである。表示部９は、バックライト部７のＬＥＤにより照明されて画像を表示する液晶パネルが用いられる。
【００３５】
このように、実施形態１におけるエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５では、平均点灯率に応じてバックライト輝度をストレッチしてバックライト部７のＬＥＤの輝度を増大させ、この輝度ストレッチの情報（上記のＭａｘ輝度）を信号処理部１に戻して、映像信号に対してバックライト部７の輝度ストレッチ分に相当する輝度を低下させる。そして、輝度ストレッチはバックライト部７の全体に与えられ、映像信号処理による輝度低下は、後述するように、通常は、所定の色を除き、発光部分を除く発光していないとみなす部分（非発光部分）に対して行われる。
【００３６】
つまり、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５では、バックライト輝度をストレッチしてバックライト部７のＬＥＤの輝度を増大させ、入力映像信号のうち非発光部分の映像信号の輝度を低下させる、といった処理により発光部分の表示輝度をエンハンスする（以下、「発光部分エンハンス処理」という。）。このような映像信号処理とバックライトの輝度制御処理とによって、発光している部分のみの画面輝度を増大させ、高いコントラストで映像表現を行うことができ、画質を向上させることができる。
【００３７】
入力映像信号のうち非発光部分の映像信号の輝度を低下させる処理としては、非発光部分に対してバックライト部７の輝度ストレッチ分に相当する輝度を低下させることが、非発光部分の画面輝度をある程度保つ上で好ましい。すなわち、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５は、非発光部分（つまり、所定の特徴量が低い所定領域）において、光源の輝度のストレッチによる表示部９の表示輝度の増加分を、入力映像信号の輝度の低下により低減させることが好ましい。
【００３８】
本発明の主たる目的は、映像信号から映像の発光している部分を検出し、光源の輝度をストレッチして増大させ、発光部分を除く非発光部分の映像信号の輝度を低下させることにより、発光部分の表示輝度をエンハンスして際立たせて表示させる際に、所定の色に基づいてエンハンスする表示輝度を変えることで、輝き感を増加させかつコントラストを高くしつつ高品位な映像表現を可能とすることにある。このための構成として、映像表示装置は、入力映像信号の色を判定する色判定部４を備え、入力映像信号の色にしたがって、マッピング部によってトーンマッピングを適用する際の、映像信号の入力階調と出力階調を変換するための入出力カーブを切換えている。これにより、画面上で発光した部分をより際立たせたエンハンス処理が過度に行われることを防止するとともに、特定の色について違和感のない明るさの映像を表示させている。
【００３９】
以上のような映像表示装置をテレビ受信装置として構成する場合、テレビ受信装置は、アンテナで受信した放送信号を選局して復調し、復号して再生用映像信号を生成する手段を有し、再生用映像信号に適宜所定の画像処理を施して、図１の入力映像信号として入力させる。これにより、受信した放送信号を表示部９に表示させることができる。本発明は、映像表示装置、およびその映像表示装置を備えるテレビ受信装置として構成することができる。
【００４０】
以下に上記の構成を有する本実施形態の各部の処理例をより具体的に説明する。
図３は、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５における平均点灯率の算出処理例を説明するための図であり、図４は、図３のバックライトの平均点灯率と画素の階調値を説明するための図である。
【００４１】
本発明の実施形態に適用されるエリアアクティブ制御は、映像を所定の複数の領域（エリア）に分割し、その分割した領域に対応するＬＥＤの発光輝度を領域ごとに制御するものである。ここでは、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５が、入力映像信号に基づいて、１フレームの映像を予め定められた複数の領域（上記のエリア）に分割し、その分割した領域に対応するＬＥＤの発光輝度をその分割領域ごとに制御する。
【００４２】
まず、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５は、図３（Ａ）に例示するような映像について、図３（Ｂ）に示すように全画面の映像領域を一例として縦方向に１２分割、横方向に１２分割してなる１４４個の領域に分割する。また、バックライト部７として各領域につき少なくとも１つのＬＥＤが配設されているものとする。
【００４３】
そして、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５は、各領域について、映像信号の最大階調値を抽出し、抽出した最大階調値に応じて領域ごとのＬＥＤの仮の点灯率を決定する。上述したように、最大階調値の代わりに、映像信号の階調平均値などの他の明るさに関する特徴量を用いてもよい。この特徴量としては統計値が用いられる。以下、最大階調値を抽出した例により説明する。図３（Ｂ）では、各領域について、ＬＥＤの点灯率をグレイスケールで図示しており、例えば図３（Ａ）の映像のうち花火があるような階調が高く明るい部分では図３（Ｂ）で点灯率を上げて明るくなるようにしている。このときの処理を更に具体的に説明する。
【００４４】
１フレームの各分割領域から最大階調値を抽出したときの様子およびその最大階調値に対応した点灯率の一例を図３（Ｃ）に示す。また、図３（Ｄ）に各領域の点灯率と画面全体の平均点灯率とを示す。図３（Ｃ），（Ｄ）では、説明を簡単にするため、１フレームの画面を８つの領域（エリアＮｏ．１〜８）に分割した例を挙げるが、図３（Ｂ）のようにより多くの領域に分割して処理することもでき、最大ではバックライト部７に設けたＬＥＤの数と同じ数の領域に分割して処理できる。
【００４５】
まず、エリアＮｏ．１〜８の領域のそれぞれについて、領域内の最大階調値からその領域のバックライトの仮のＬＥＤの点灯率を計算する。仮の点灯率は、例えばＬＥＤの駆動ｄｕｔｙ（以下、「ＬＥＤ  ｄｕｔｙ」という。）によって示すことができる。この場合、点灯率の最大値は１００％である。なお、上述したように、ＬＥＤの輝度はＰＷＭおよび／または電流制御によって所望の値となるように制御されるが、以下の説明では、説明の簡略化のためにＰＷＭ制御のみを採用した例を挙げている。ただし、特に触れないが、輝度ストレッチにより最終的なＬＥＤ  ｄｕｔｙが１００％を超えてしまうような場合には電流制御を併用して電流値を上げることにより所定の輝度を得るようにすればよい。
【００４６】
各領域のＬＥＤの仮の点灯率の決定においては、最大階調値が低く暗い領域については、点灯率を下げてバックライトの輝度を低下させる。各領域の実際の点灯率は、表示したい階調を正確に表示し、かつＬＥＤ  ｄｕｔｙをできるだけ低くするように決定する。各領域においてＬＥＤ  ｄｕｔｙをできるだけ低くしたいが、表示したい階調をつぶしたりせずに正確に表示する必要があるため、領域内の最大階調が表示でき、なおかつできるだけＬＥＤ  ｄｕｔｙを低くするようなＬＥＤ  ｄｕｔｙ（仮の点灯率）を設定し、それをもとに表示部９（ここではＬＣＤパネル）の階調を設定する。
【００４７】
一例として、映像の階調値が０−２５５の８ビットデータで表現される場合で、かつ、図３（Ｃ）のうちの１つのエリア内の複数の画素の階調値が図４（Ａ）で示される場合について説明する。図４（Ａ）で示す画素群では、最大階調値が１２８であり、この場合には、図４（Ｂ）で示すように、そのエリアでのバックライトの点灯率を（１／（２５５／１２８））2.2＝０．２１７倍（２１．７％）に低下させる。そして、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５は、このように仮の点灯率を決めるとともに、表示部９における画素ごとの階調値を、その画素が含まれる領域についての仮の点灯率を考慮して計算すればよい。例えば、表示したい階調値が９６の場合、９６／（１２８／２５５）＝１９２であるため、階調値１９２を用いて画素を表現すればよい。同様にして、図４（Ａ）の各画素に対して表示させる際の階調値を計算した結果を、図４（Ｃ）に示す。
【００４８】
なお、本発明では、仮の点灯率から求めた平均点灯率に基づき輝度ストレッチを行うため、実際の点灯率は上述の場合に２１．７％のままではないが、その輝度ストレッチ分（正しくは前フレームでの輝度ストレッチ分）をマッピング部３によるトーンマッピングで既に反映させ、その結果が上記表示したい階調値（「９６」で例示）である。よって、表示制御部８は、図４（Ａ）で示す画素群については、図４（Ｃ）で示す階調値の表示制御データで、表示部９を表示制御すればよい。
【００４９】
図３（Ｃ）の例では、グレイスケールで示した各領域の最大階調値に対して、パーセンテージで示したようにバックライトの点灯率が１０〜９０％の範囲で決定されている。なお、図３（Ｃ）のパーセンテージをエリア別に並べたグラフが図３（Ｄ）である。この点灯率計算方法はその一例を示すものであるが、基本的には明るい高階調の領域はバックライト輝度を下げることなく、低階調の暗い領域についてバックライトの輝度を低下させるように予め定めた演算式に従って各領域の仮の点灯率を計算する。
【００５０】
次に、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５は、映像信号の最大階調値から計算した領域ごとのバックライトの仮の点灯率を平均して、１フレームにおけるバックライト部７の平均点灯率を計算する。計算された画面全体の平均点灯率は、各領域において点灯率が高い領域が多くなれば当然高くなる。この例では、平均点灯率は、図３（Ｄ）に実線で示したようなレベルとなり、実際の値は約５３％となる。
【００５１】
実際のバックライト部７の輝度は、平均点灯率に応じて決まる、出し得る最大発光輝度の値（上記したＭａｘ輝度に対応する最大発光輝度）に基づいて、つまり上記の輝度ストレッチ量に基づいて、各領域の仮の点灯率をストレッチすることで増強される。
【００５２】
このＭａｘ輝度は、取り得る画面輝度の最大値であり、例えば図２のような関係に基づき決定される。図２の制御カーブにおける横軸は、バックライトの平均点灯率（ウィンドウサイズ）であるが、この平均点灯率は、点灯率１００％の点灯領域（ウィンドウ領域）と点灯率０％の消灯領域との比として表すことができる。点灯領域がない状態では平均点灯率はゼロであり、点灯領域のウィンドウが大きくなるに従って平均点灯率は増大し、全点灯では平均点灯率は１００％になる。
【００５３】
図２では、バックライトが全点灯（平均点灯率１００％）のときのＭａｘ輝度を例えば、５５０（ｃｄ／ｍ2）とし、これをストレッチ前の基準輝度とする。そして本実施形態では、平均点灯率が１００％から下がっていくに従って、Ｍａｘ輝度を増大させる。なお、８ビット表現の場合、階調値が２５５階調の画素が画面内で最も画面輝度が高くなり、取り得る最大の画面輝度（Ｍａｘ輝度）になる。このことから、同じ平均点灯率であっても、画素の階調値によってはＭａｘ輝度まで画面輝度が上がらないことがわかる。
【００５４】
図２は、入力映像信号が標準的な番組（以下、「標準モード」という。）の場合における制御カーブを示しており、平均点灯率がＰのときに、Ｍａｘ輝度の値は最も大きくなり、このときの最大の画面輝度は１５００（ｃｄ／ｍ2）となる。つまりＰのときには、取り得る最大の画面輝度は、全点灯時の５５０（ｃｄ／ｍ2）に比較して１５００（ｃｄ／ｍ2）までストレッチされることになる。Ｐは、比較的平均点灯率が低い位置に設定されている。つまり全体に暗い画面で平均点灯率が低く、かつ一部に高階調のピークがあるような画面のときに、最高で１５００（ｃｄ／ｍ2）になるまでバックライトの輝度がストレッチされる。したがって、図２は、本発明における明るさに関する指標と光源の輝度をストレッチさせるストレッチ量との関係を定める制御カーブの一例である。
【００５５】
また、高い平均点灯率のときほど、バックライトの輝度のストレッチの程度が小さい理由としては、もともと明るい画面ではバックライトの輝度を過度に行うと却って眩しく感じることがあるため、ストレッチの程度を抑えるようにするためである。
【００５６】
また、平均点灯率が低い範囲は、暗い画面の映像に相当するものであり、バックライトの輝度をストレッチして画面輝度を上げるよりも、逆にバックライトの輝度を抑えてコントラストを向上させ、黒浮きを抑えて表示品位を保つことが好ましい。よって、図２の例では、このような低平均点灯率における黒浮き抑制のための設定を採用し、平均点灯率Ｐから平均点灯率０（全黒）まではＭａｘ輝度の値を徐々に低下させている。
【００５７】
エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５は、図２の制御カーブに従って、バックライトの輝度をストレッチし、その制御信号をバックライト制御部６に出力する。ここでは上記のように映像の分割領域ごとに検出される最大階調値に応じて平均点灯率が変化し、その平均点灯率に応じて輝度ストレッチの状態が変化する。
【００５８】
エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５に入力する映像信号は、以下に説明する信号処理部１による信号処理により所定の色に基づいて生成されたトーンマッピングが適用される。より具体的には、映像信号に含まれる記憶色として物体色である肌色と草木の緑、または発光色である青空の各記憶色が存在するかどうか判定され、物体色である肌色または草木の緑に該当する各色の画素については、発光部分であってもエンハンスせずにゲインダウンされ、また、発光色である青空に該当する色の画素については、非発光部分であってもエンハンスされる。なお、記憶色に該当しない色の画素については、低階調領域がゲインダウンされる。
【００５９】
これにより、記憶色でない画像部分は、低階調の非発光領域ではバックライトの輝度がストレッチされた分、映像信号のゲインダウンによって輝度が低減され、結果として発光している領域のみで画面輝度がエンハンスされ、輝き感が増すようになる。また、記憶色であっても、物体色に該当する画像部分についてはエンハンスされず、さらに、発光色に該当する映像部分については非発光部分であってもエンハンスされるため、違和感のない高品質な画像が得られる。
【００６０】
エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５は、図２の制御カーブに従ってバックライトの平均点灯率から求めたＭａｘ輝度の値を、信号処理部１のマッピング部３に出力する。そして、マッピング部３は、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５から出力されたＭａｘ輝度と色判定部４からの画素の色情報を使用してトーンマッピングを行う。
【００６１】
次に、信号処理部１について説明する。
信号処理部１の発光検出部２では、映像信号から発光している部分を検出する。図５は、入力映像信号の輝度信号Ｙから生成したＹヒストグラムの例を示す図である。発光検出部２では、入力した映像信号のフレームごとに、輝度階調ごとの画素数を積算してＹヒストグラムを生成する。横軸は輝度Ｙの階調値で、縦軸は階調値ごとに積算した画素数（頻度）を示している。ここでは、輝度Ｙについて発光部分を検出するものとする。輝度Ｙは、発光部分を検出するためのヒストグラムを作成する映像の特徴量の一例であり、特徴量の他の例については後述する。
【００６２】
Ｙヒストグラムが生成されると、そのＹヒストグラムから平均値（Ａｖｅ）、標準偏差（σ）を計算し、これらを用いて２つの閾値Ｔｈを計算する。
第２の閾値Ｔｈ２は、発光境界を定めるものであり、Ｙヒストグラムにおいてこの閾値Ｔｈ２以上の画素は、発光している部分であるものとみなして処理を行う。第２の閾値Ｔｈ２は、Ｎを所定の定数、σを標準偏差として、下式（１）で表すことができる。つまり、発光検出部２では、下式（１）のＴｈ２以上の画素を発光部分として検出する。
Ｔｈ２  ＝  Ａｖｅ＋Ｎσ          ・・・式（１）
【００６３】
また、第１の閾値Ｔｈ１は、Ｔｈ２より小さい領域の階調性などの違和感を抑えるために設定されるもので、ＭをＭ＜Ｎを満たす所定の定数として、下式（２）で表すことができる。
Ｔｈ１  ＝  Ａｖｅ＋Ｍσ          ・・・式（２）
発光検出部２が検出した第１および第２の閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２の値は、マッピング部３に出力され、トーンマッピングの生成に使用される。
【００６４】
図６は、マッピング部３が生成するトーンマッピングの一例を示す図であり、入力映像信号に、記憶色として物体色である肌色と草木の緑に該当する色、または、発光色である青空に該当する色の画素が含まれていない場合の例を示している。図６において、横軸は映像の輝度値の入力階調で、縦軸は出力階調である。発光検出部２で検出された第２の閾値Ｔｈ２以上の画素については、映像の中で発光している部分であり、発光している部分を除いて圧縮ゲインを適用してゲインダウンする。このときに、発光境界であるＴｈ２より小さい領域に一律に一定の圧縮ゲインを適用して出力階調を抑えると、階調性に違和感が生じる。従って、発光検出部２にて第１の閾値Ｔｈ１を設定して、Ｔｈ１より小さい領域に対して第１のゲインＧ１を適用し、Ｔｈ１とＴｈ２の間を線形で結ぶように第２のゲインＧ２を設定してトーンマッピングを行う。
【００６５】
ゲインの設定方法について説明する。
マッピング部３には、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５からＭａｘ輝度の値が入力される。Ｍａｘ輝度は、上述したように、バックライトの平均点灯率から定められる最大画面輝度を示すもので、例えばそれに対応する、最大発光輝度を示すバックライトデューティ（ＬＥＤ  ｄｕｔｙ）の値を入力することができる。
【００６６】
第１のゲインＧ１は、第１の閾値Ｔｈ１より小さい領域に適用されるもので、下式（３）により設定される。
Ｇ１＝（Ｌｓ／Ｌｍ）1/γ          ・・・式（３）
ここで、Ｌｓは、基準輝度（バックライト輝度をストレッチしないときの基準輝度；一例として最大の画面輝度が５５０ｃｄ／ｍ2となるときの輝度）であり、Ｌｍは、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５から出力されたＭａｘ輝度である。従って、第１の閾値Ｔｈ１より小さい領域に適用される第１のゲインＧ１は、バックライトの輝度ストレッチにより増加する画面輝度分を低減させるように、映像信号の出力階調を低下させる。
【００６７】
第２の閾値Ｔｈ２以上のトーンマッピングは、ｆ（ｘ）＝ｘとする。つまり、入力階調＝出力階調とし、出力階調を低下させる処理は行わない。第１の閾値Ｔｈ１〜第２の閾値Ｔｈ２までの間は、第１のゲインＧ１によって低下させた第１の閾値Ｔｈ１の出力階調と、第１の閾値Ｔｈ１の出力階調とを直線で結ぶように設定する。つまり、Ｇ２＝（Ｔｈ２−Ｇ１・Ｔｈ１）／（Ｔｈ２−Ｔｈ１）によって第２のゲインＧ２を決定する。
上記の処理により、図６に示すようなトーンマッピングを得る。このときに、Ｔｈ１、Ｔｈ２の接続部分については、所定の範囲（例えば接続部分±Δ（Δは所定値））を２次関数でスムージングするとよい。
【００６８】
マッピング部３が生成したトーンマッピングは入力映像信号に適用され、バックライトの輝度ストレッチ量に基づき低階調部分の出力が抑えられた映像信号がエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５に入力される。
【００６９】
図７は、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５で出力するフレームｆＮ，ｆN+1のＭａｘ輝度について説明するための図である。なお、図７で示す制御カーブは、図２で示した制御カーブと同じである。
【００７０】
エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５は、上述したように、マッピング部３で生成したトーンマッピングを適用した映像信号を入力し、その映像信号に基づいてエリアアクティブ制御を行い、平均点灯率に基づくＭａｘ輝度の決定も行う。このときのフレームをフレームｆNとする。フレームｆNのＭａｘ輝度の値は、マッピング部３に出力される。マッピング部３では、入力したフレームｆNのＭａｘ輝度を使用して図６に示すようなトーンマッピングを生成し、フレームｆN+1の映像信号に適用する。
【００７１】
こうして、本実施形態では、エリアアクティブ制御の平均点灯率に基づくＭａｘ輝度をフィードバックして、次のフレームのトーンマッピングに使用する。マッピング部３は、フレームｆNで決定されたＭａｘ輝度に基づいて、図６で説明したように、第１の閾値Ｔｈ１より小さい領域について映像出力を低下させるゲイン（第１のゲインＧ１）を適用する。Ｔｈ１とＴｈ２の間の領域についてＴｈ１とＴｈ２の間を線形で結ぶ第２のゲインＧ２を適用してＴｈ１とＴｈ２の間の映像出力を低下させる。
【００７２】
図７の例では、平均点灯率がＰ以上の高点灯率の領域において、フレームfNで非発光部分の映像出力を低下させるゲインが適用されているため、フレームｆN+1では、領域ごとの最大階調値が低下して点灯率が下がる傾向となり、これにより、フレームｆN+1では、Ｍａｘ輝度が上がる傾向となる。これにより、フレームｆN+1ではさらにバックライトの輝度ストレッチ量が大きくなって、画面の輝き感が増す傾向となる。ただし、この傾向はＰより低点灯率の領域では見られず、逆の傾向となる。
【００７３】
図８は、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５の処理により、画面輝度がエンハンスされる状態を示す図である。図８において、横軸は入力映像信号の階調値で、縦軸は表示部９の画面輝度（ｃｄ／ｍ2）であり、Ｓ２，Ｓ３は、それぞれ発光検出部２で使用した第１および第２の閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２の階調値の位置に相当する。
【００７４】
上記のように発光検出部２で検出した第２の閾値Ｔｈ２以上の領域では、バックライトの輝度ストレッチ量に応じて映像信号の出力階調を低下させる信号処理が行われていない。この結果、Ｓ３〜Ｓ４では、入力映像信号は、エリアアクティブ制御により決定されたＭａｘ輝度に従うγカーブでエンハンスされて表示される。Ｓ４は入力映像信号が最高階調値（２５５）であるときの画面輝度を示しており、例えばＭａｘ輝度が１５００（ｃｄ／ｍ2）である場合、最高階調での画面輝度は１５００（ｃｄ／ｍ2）となる。
【００７５】
一方、Ｓ１〜Ｓ２までの入力階調値の場合には、上記のように、バックライトの輝度ストレッチにより増加する画面輝度分を低減させるように第１のゲインＧ１が映像信号に適用されているため、基準輝度に基づくγカーブで画面表示される。エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５で決定されたＭａｘ輝度に従って、マッピング部３で輝度ストレッチ分に対応して、閾値Ｔｈ１（Ｓ２に相当）より小さい範囲で映像信号の出力値を抑えたからである。Ｓ２〜Ｓ３は、Ｔｈ１〜Ｔｈ２のトーンマッピングに応じて画面輝度が遷移する。
【００７６】
Ｍａｘ輝度が大きくなると、Ｓ１〜Ｓ２の基準輝度に基づく曲線と、Ｓ３〜Ｓ４のＭａｘ輝度に基づく曲線との画面輝度方向の差が大きくなる。基準輝度に基づく曲線は、前述のように、最大階調値の画面輝度が、バックライト輝度をストレッチしないときの基準輝度（一例として最大階調値の画面輝度が５５０ｃｄ／ｍ2）となるγカーブであり、Ｍａｘ輝度に基づく曲線は、最大階調値の画面輝度が、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５で決定されたＭａｘ輝度となるγカーブである。
【００７７】
こうして、制御部は、入力映像信号が０階調（Ｓ１）からＳ２までの間では、基準輝度で画面輝度を制御している。これは、階調が低く暗い映像の場合には、輝度を上げて表示させるとコントラストの低下や黒浮き等の品低下が生じるためであり、バックライトの輝度ストレッチ分だけ映像信号処理により輝度を抑えて画面輝度が上がらないようにするためである。
【００７８】
また、入力映像信号がＳ３以上の範囲は、発光しているとみなしている範囲であるので、輝度ストレッチによりバックライトをストレッチした状態で、映像信号を抑えることなく維持する。これにより、画面輝度がエンハンスされ、より輝き感のある高品位の画像表示を行うことができる。なお、Ｓ１〜Ｓ２までのγカーブは、基準輝度に一致させる必要はなく、発光部分のエンハンス領域との差を持たせるレベルのものであれば、ゲインＧ１を適宜調整して設定することができる。
【００７９】
図６に示すトーンマッピングの例では、入力映像信号に、記憶色として物体色である肌色と草木の緑に該当する色、または、発光色である青空に該当する色の画素が含まれていない場合を説明したが、入力映像信号には、これらの記憶色に該当する画素が含まれている。本実施形態では、入力映像信号による画像の各画素の色に基づいて、入力映像信号の入力階調と出力階調とを変換する入出力カーブを切換えることによって、表示輝度のエンハンスの大きさを切換えている。
【００８０】
色判定部４は、入力映像信号の各画素の色が、例えば、記憶色に該当するか否か、記憶色に該当すれば、物体色である肌色あるいは草木の緑に該当するか、または発光色である青空に該当するか否かを判定している。色判定の方法としては、例えば、映像信号のＲＧＢ信号を、ＲＧＢそれぞれの差分により原色成分ＲＧＢと補色成分Ｙ（Ｙｅｌｌｏｗ）Ｃ（Ｃｙａｎ）Ｍ（Ｍａｇｅｎｔａ）の６色成分に分割し、その結果によって、予め各記憶色についての範囲を定めたテーブル内にあるかどうかを判定することによって、肌色、草木の緑、あるいは青空に該当するか否かを判定してもよく、また、ＲＧＢ信号を色相(Hue)、彩度(Saturation・Chroma)、明度(Value・Lightness・Brightness)の三つの成分からなるＨＳＶ色空間に変換し、変換したＨＳＶ成分が、各記憶色の範囲を定めたＨＳＶ色空間のテーブル内に位置するかどうかを判別するようにしてもよい。
【００８１】
次に、映像信号に記憶色が含まれている場合のトーンマッピングの例について説明する。図９は、図１の映像表示装置のトーンマッピングの一例を示すフロー図である。図９に示すフローにおいて、まず、信号処理部１の発光検出部２は、先述したように発光部分を検出し（ステップＳ１）、色判定部４は、映像信号から記憶色に該当する色の部分（画素）を検出する（ステップＳ２）。図１０は、入力映像信号の１フレームにおける記憶色に該当する色の画素の配置の例を示す図であり、図１０の領域Ａの部分は記憶色のうちの物体色に該当する色の画素がある部分を示すとともに、領域Ｂの部分は記憶色のうち発光色に該当する色の画素がある部分を示す。また、領域Ｃの部分は、記憶色でない色の画素がある領域を示す。
【００８２】
マッピング部３は、発光検出部２から映像信号の発光部分の情報を取得するとともに、色判定部４から映像信号の色に関する情報を取得する。ここで、発光部分の情報は、先述したようにトーンマッピングのゲインを決定するために用いられる。そして、マッピング部３は、映像信号の各画素について記憶色に該当する画素であるかどうかを判別する（ステップＳ３）。物体色としては、肌色または草木の緑に該当する色の２つがあり、発光色としては青空に該当する色がある。
【００８３】
ステップＳ３で記憶色に該当する画素がなければ（「Ｎｏ」の場合）、ステップＳ８に移り、記憶色以外の部分について、非発光部分の輝度を下げるトーンマッピングを行う。具体的には、図１０で示す領域Ｃの記憶色でない全ての画素に対しては、図６で示す入出力カーブにしたがってトーンマッピングを行う。これにより、領域Ｃの部分については、発光部分について、表示輝度をエンハンスした処理がなされる。
【００８４】
ステップＳ３で、記憶色に該当する画素があれば（「ＹＥＳ」の場合）、ステップＳ４に移り、物体色に該当する画素があるかどうか判別される。そして、ステップＳ４で物体色の画素がある場合（「ＹＥＳ」の場合）、ステップＳ５に移行し、発光部分の輝度を下げるトーンマッピング処理が行われる。図１１は、記憶色のうち、物体色に該当する色の画素に適応されるトーンマッピングの一例を示す図であり、図１０で物体色の領域Ａに対しては、図１１に示す入出力カーブＧＡに基づくトーンマッピングが行われる（ステップＳ６）。入出力カーブＧＡは、先述した３式に示すゲインＧ１の傾きを有するカーブである。このため、検出された記憶色が肌色または草木の緑に該当する物体色である場合には、実質的にエンハンス処理が行われることがない。
【００８５】
ステップＳ４で「ＮＯ」の場合およびステップＳ５の後はステップＳ６に進む。ステップＳ６では、発光色に該当する画素であるかどうかが判別される。ステップＳ６で発光色に該当する画素がある場合（「ＹＥＳ」の場合）、非発光部分の輝度を下げないトーンマッピング処理が行われる。図１２は、記憶色のうち、発光色に該当する色の画素に適応されるトーンマッピングの一例を示す図であり、図１０の発光色の領域Ｂに対しては、図１２に示す入出力カーブＧＢに基づくトーンマッピングが行われる（ステップＳ７）。入出力カーブＧＢは、ｆ（ｘ）＝ｘ、すなわち、入力階調＝出力階調のゲインカーブであり、非発光部分に該当する画素であっても出力階調を低下させる処理は行わない。ステップＳ６で発光色に該当する画素がない場合（「ＮＯ」の場合）およびステップＳ７の後は、ステップＳ８に移行する。ステップＳ８では先述した処理が行われる。
【００８６】
以上により、映像信号から映像の発光している部分を検出し、光源の輝度をストレッチして増大させ、発光部分を除く非発光部分の映像信号の輝度を低下させることにより、発光部分の表示輝度をエンハンスして際立たせて表示させる際に、本来発光することがない物体色に該当する色の画素については、発光部分として検出されても、入力映像信号の輝度を上昇させることがない。また、発光色に該当する色の画素については、非発光部分であっても輝度を下げる処理を行わずに、表示輝度がエンハンスされるようにしている。このため、輝き感を増加させかつコントラストが高いが、違和感がなく高品位の映像を得ることができる。
【００８７】
（実施形態２）
実施形態１の場合、図１０における物体色の領域Ａと記憶色でない領域Ｃとでは、異なる入出力カーブに基づくトーンマッピングが行われる。このため、両者の境界において輝度の変化が大きく表れることになる。実施形態２では、物体色の領域Ａの周辺の輝度の変化を少なくするために、物体色の領域Ａの周辺の記憶色でない領域Ｃの輝度が極端に変化しないようにスムージングしている。スムージングする領域は、発光色の領域Ｂの周辺の記憶色でない領域Ｃについても同様である。
【００８８】
図１３は、入力映像信号の１フレームにおける記憶色に該当する色の画素の配置とそれに近接する所定範囲内の記憶色に該当しない色の画素の配置の例を示す図である。図１３において、領域Ａの部分は記憶色のうちの物体色に該当する色の画素がある部分を示し、領域Ｂの部分は記憶色のうち発光色に該当する色の画素がある部分を示す。また、領域Ｃの部分は、記憶色でない色の画素がある領域を示している。そして、物体色の領域Ａに近接する所定範囲内の記憶色でない部分の領域Ｃを領域Ａ’で表し、発光色の領域Ｂに近接する所定範囲内の記憶色でない部分の領域Ｃを領域Ｂ’で表している。
【００８９】
図１４は、物体色に該当する色の画素に近接する所定範囲内の記憶色に該当しない色の画素に適応されるトーンマッピングの一例を示す図である。そして、物体色に該当する色の画素に対しては、図１４に示す入出力カーブＧＡを用いてトーンマッピングを行い、記憶色でない全ての画素に対しては、入出力カーブＧＣを用いてトーンマッピングを行う。なお、入出力カーブＧＣは、図６で示す入出力カーブと同じものである。そして、物体色の領域Ａの周辺に位置する記憶色でない部分の領域Ａ’の画素に対しては、入出力カーブＧＡ’に基づいてトーンマッピングを行う。入出力カーブＧＡ’は、物体色に該当する色の画素に対して使用される入出力カーブＧＡによる出力階調値と記憶色に該当しない色の画素に対して用いられる入出力カーブにＧＣよる出力階調値の中間の階調値が出力される入出力カーブとなっている。なお、入出力カーブＧＡ、入出力カーブＧＡ’、および入出力カーブＧＣは第１の閾値Ｔｈ１までは同じ出力階調値を持つ。
【００９０】
図１５は、発光色に該当する色の画素に近接する所定範囲内の記憶色に該当しない色の画素に適応されるトーンマッピングの一例を示す図である。そして、発光色に該当する色の画素に対しては、図１５に示す入出力カーブＧＢを用いてトーンマッピングを行い、記憶色でない全ての画素に対しては、入出力カーブＧＣを用いてトーンマッピングを行う。なお、入出力カーブＧＣは、図６で示す入出力カーブと同じものである。そして、発光色の領域Ｂの周辺に位置する記憶色でない部分の領域Ｃ’の画素に対しては、入出力カーブＧＢ’に基づいてトーンマッピングを行う。入出力カーブＧＢ’は、物体色に該当する色の画素に対して使用される入出力カーブＧＢによる出力階調値と記憶色に該当しない色の画素に対して用いられる入出力カーブにＧＣよる出力階調値の中間の階調値が出力される入出力カーブとなっている。なお、入出力カーブＧＣ，入出力カーブＧＢ’、および入出力カーブＧＣは第２の閾値Ｔｈ２以上は同じ出力階調値を持つ。
【００９１】
(実施形態３)
本実施形態では、記憶色の程度に応じて、適応する入出力カーブを切替えてトーンマッピングを行うものである。図１６は、物体色に該当する色にランク付けを行った場合の例を説明するための図であり、図１７は、ランク付けを行った物体色に該当する色の画素に適応されるトーンマッピングの一例を示す図である。本実施形態では、記憶色の程度として、例えば、肌色の場合、肌色らしさの観点から物体色の肌色をランク付けする。ランク付けとしては、最も肌色らしい色、次に肌色らしい色、肌色に近い色のように複数のランクを設ける。図１６では、最も物体色らしい色の画素がある領域を領域Ａ１、次にその物体色らしい色の画素がある領域を領域Ａ２、さらに、その物体色に近い色の画素がある領域を領域Ａ３としてランク付けしている。各ランク付けした色に該当するかどうかは、色判定部４に複数のテーブルを設けておき、個々の画素の色がそれらのテーブルのどれに該当するか否かを判定することにより、記憶色のランクを定めることができる。
【００９２】
そして、最も物体色らしい色の画素がある領域Ａ１の画素に対しては、図１７に示す入出力カーブＧＡ１を用いてトーンマッピングを行い、次にその物体色らしい色の画素がある領域Ａ２の画素に対しては入出力カーブＧＡ２を用いてトーンマッピングを行い、さらに、その物体色に近い色の画素がある領域Ａ３の画素に対しては、入出力カーブＧＡ３を用いてトーンマッピングを行う。入出力カーブＧＡ１、ＧＡ２、およびＧＡ３については、より物体色らしい色に適用される入出力トーンカーブほど、発光部分の映像信号の輝度を低下させるゲインカーブとなっている。なお、入出力カーブＧＡ１、ＧＡ２、およびＧＡ３ともに、入力階調値が第１の閾値Ｔｈ１までは同じ出力階調値を持つ。
【００９３】
記憶色のうち物体色については上述の処理を行うが、発光色についても同様である。次に、記憶色でない全ての画素に対しては、入出力カーブＧＣを用いてトーンマッピングを行う。図１８は、発光色に該当する色にランク付けを行った場合の例を説明するための図であり、図１９は、ランク付けを行った発光色に該当する色の画素に適応されるトーンマッピングの一例を示す図である。図１８では、最も発光色らしい色の画素がある領域を領域Ｂ１、次にその発光色らしい色の画素がある領域を領域Ｂ２、さらに、その発光色に近い色の画素がある領域を領域Ｂ３としてランク付けしている。
【００９４】
そして、最も発光色らしい色の画素がある領域Ｂ１の画素に対しては、図１９に示す入出力カーブＧＢ１を用いてトーンマッピングを行い、次にその発光色らしい色の画素がある領域Ｂ２の画素に対しては入出力カーブＧＢ２を用いてトーンマッピングを行い、さらに、その物体色に近い色の画素がある領域Ｂ３の画素に対しては、入出力カーブＧＢ３を用いてトーンマッピングを行う。入出力カーブＧＢ１、ＧＢ２、およびＧＢ３については、より発光色らしい色に適用される入出力トーンカーブほど、非発光部分の映像信号の輝度を低下させないゲインカーブとなっている。なお、入出力カーブＧＢ１、ＧＢ２、およびＧＢ３ともに、入力階調値が第２の閾値Ｔｈ２以上は同じ出力階調値を持つ。なお、記憶色でない全ての画素に対しては、入出力カーブＧＣを用いてトーンマッピングを行う。
【００９５】
本実施形態では、記憶色に該当する色に対してランク付けを行い、ランク付けしたランクに応じて、記憶色に該当する色の画素に適用する入出力カーブを切換えているため、きめ細やかな表示輝度のエンハンスが可能となり、映像信号に記憶色が含まれていても、より違和感がなく高品位な映像を表示することが可能となる。
【００９６】
（実施形態４）
実施形態１から実施形態３では、入力遺贈信号による画像の各画素の色に基づいて、入力映像信号の入力階調と出力階調とを変換する入出力カーブを切換える際に、１フレーム画像の個々の画素に対して、適用する入出力カーブを切替えていたが、本実施形態では、フレーム単位で入出力カーブを切換える。
【００９７】
色判定部４が、物体色である肌色と草木の緑、または発光色である青空の各記憶色を有する画素を判定する点は、実施形態１と同じであるが、マッピング部３は、記憶色に該当する色と記憶色に該当しない色とに対して異なる値の重み付けを行い、入力映像信号のフレーム単位で、全画素に対して重み付けの値を用いた加重平均値を求め、得られた加重平均値によって、フレーム単位に適用する入出力カーブを切換えるようにしている。具体的には、例えば、図１０に示す入力映像信号による画像で、領域Ａの物体色に該当する色の画素に対する重みをαA、領域Ｂの発光色に該当する色の画素に対する重みをαB、および領域Ｃの記憶色でない色の画素に対する重みをαCとし、各領域Ａ、Ｂ、およびＣの画素数をｋA、ｋB、およびｋCとした場合に、次式で求まる加重平均値（Ｗａｖｅ）を求める。
Ｗａｖｅ  ＝  （αA×ｋA＋αB×ｋB＋αC×ｋC）／（ｋA＋ｋB＋ｋC）
・・・式（４）
ここで、αA＞αC＞αBとし、領域Ｃの記憶色でない色の画素に対する重みαCは、物体色に該当する色の画素に対する重みαAと発光色に該当する色の画素に対する重みαBとの間の値を持つようにする。
【００９８】
そして、求めた加重平均値Ｗａｖｅの大きさに応じて、入出力カーブを切換える。図２０は、記憶色に該当する色と記憶色に該当しない色とに対して異なる値の重み付けを行い、１フレームの全画素について求めた加重平均値に基づいて、各画素に適応されるトーンマッピングの一例を示す図である。図２０に示す例では、加重平均値Ｗａｖｅが所定の値よりも大きい場合は、入出力カーブＧＤ１を適用し、加重平均値Ｗａｖｅが小さくなるにしたがって、入出力カーブＧＤ２から入出力カーブＧＤ５までを適用する。これにより、物体色の領域が多い画像に対しては、発光部分であっても表示輝度のエンハンスを抑えた画像を得ることができ、発光色の領域が多い画像に対しては、非発光部分であっても表示輝度をエンハンスした画像を得ることができる。
【００９９】
（実施形態５）
実施形態４において、記憶色の程度に応じて重み付けを変えるようにしてもよい。例えば、実施形態３で説明したように、物体色に該当する色にランク付けを行い。このランク付けに応じて記憶色に付与する重みを変更する。例えば、図１６に示す領域Ａ１の最も物体色らしい色の画素に対して重みαA1を、領域Ａ２の次にその物体色らしい色の画素に対して重みαA2を、さらに、領域Ａ３のその物体色に近い色の画素に対して重みαA3を付与するとともに、図１８に示す領域Ｂ１の最も発光色らしい色の画素に対して重みαB1を、領域Ｂ２の次にその発光色らしい色の画素に対して重みαB2を、さらに、領域Ｂ３のその発光色に近い色の画素に対して重みαB3を付与する。そして、領域Ａ１、領域Ａ２、領域Ａ３、領域Ｂ１、領域Ｂ２、領域Ｂ３、および領域Ｃのそれぞれの画素数を、それぞれ、ｋA1、ｋA2、ｋA3、ｋB1、ｋB2、ｋB3およびｋCとした場合、次式で求まる加重平均値Ｗａｖｅ’を求める。
Ｗａｖｅ’＝  （αA1×ｋA1＋αA2×ｋA2＋αA3×ｋA3＋
αB1×ｋB1＋αB2×ｋB2＋αB3×ｋB3＋αC×ｋC）／
（ｋA1＋ｋA2＋ｋA3＋ｋB1＋ｋB2＋ｋB3＋ｋC）・・・式（５）
ただし、αA1＞αA2＞αA3＞αC＞αB3＞αB2＞αB1とし、より物体色らしい色に対する重みを大きくし、より発光色らしい色の重みを小さくする。
【０１００】
そして、加重平均値Ｗａｖｅ’の大きさに応じて、入出力カーブを切換える点は、実施形態４と同様である。なお、実施形態４および実施形態５において、物体色と発光色に付与した重みの関係は逆の関係であってもよいが、その場合は、選択する入出力カーブの関係を逆の関係とすればよい。実施形態５によれば、より記憶色らしいランクに応じて、全画素に適用する入出力カーブを選択しているため、実施形態４よりもきめ細やかな表示輝度のエンハンスが可能となる。
【０１０１】
（実施形態６）
図２１は、本発明に係る映像表示装置の他の実施形態（実施形態６）を説明するための図で、映像表示装置の要部の他の構成例を示すものである。
【０１０２】
実施形態６は、実施形態１と同様の構成を有しているが、実施形態１と異なり、トーンマッピングを行う際に用いるＭａｘ輝度の値をエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５で決定することなく、発光検出部２が発光部分の検出結果に基づいて輝度ストレッチ量を決定し、マッピング部３がその決定した輝度ストレッチ量と色判定部４からの情報に基づいてトーンマッピングを実行する。従って、信号処理部１のマッピング部３では、実施形態１のように、輝度ストレッチによるＭａｘ輝度値をエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５からフィードバックして出力させる必要はない。
【０１０３】
図２２は、入力映像信号の輝度信号Ｙから生成したＹヒストグラムの例を示すものである。実施形態１と同様に、発光検出部２では、入力した映像信号のフレームごとに、画素の輝度階調ごとの画素数を積算してＹヒストグラムを生成する。そしてそのＹヒストグラムから平均値（Ａｖｅ）、標準偏差（σ）を計算し、これらを用いて２つの閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２を計算する。実施形態１と同様に、第２の閾値Ｔｈ２は、発光境界を定めるものであり、Ｙヒストグラムにおいてこの閾値Ｔｈ２以上の画素は、発光している部分とみなすものである。
【０１０４】
本実施形態では、実施形態１における第１の閾値Ｔｈ１および第２の閾値Ｔｈ２に加えて、さらに第３の閾値Ｔｈ３を設定する。第３の閾値Ｔｈ３は、Ｔｈ１とＴｈ２の間にあり、発光部分の画素の状態を検出するために設けられる。閾値Ｔｈ３は、Ｔｈ２と同じ値でもよいが、Ｔｈ２以上の発光部分にマージンを持たせて広めにとり、処理を行いやすくするために設けられている。従って、Ｔｈ３は下式（４）のようになる。
Ｔｈ３  ＝  Ａｖｅ＋Ｑσ（Ｍ＜Ｑ≦Ｎ）          ・・・式（６）
【０１０５】
図２３は、第３の閾値Ｔｈ３以上の画素に応じた輝度ストレッチの制御カーブを示す図である。横軸は閾値Ｔｈ３以上の画素値のスコア、縦軸はスコアに応じた輝度ストレッチ量を示している。
スコアは、[輝度がある閾値より大きい画素の割合]×[閾値からの距離（輝度の差）]と定義し、第３の閾値Ｔｈ３より大きい階調値を持つ画素の画素数をカウントし、閾値Ｔｈ３からの距離に重み付けをして算出することにより明るさの度合い、すなわち本発明の明るさに関連する指標の一例を示すもので、例えば、下式（７）により計算される。
【数１】
0006532103.tif 000002
【０１０６】
式（７）において、ｃｏｕｎｔ［ｉ］は、階調値ｉごとに画素数をカウントした値である。また、ｉ2−（Ｔｈ３）2は、図２２で示したような輝度についての距離（輝度の差）を指し、代わりに、明度Ｌ*における閾値からの距離を採用してもよい。なお、この２乗は輝度を表すものであり、実際には２．２乗となる。つまり、デジタルのコード値がｉの場合、輝度はｉ2.2となる。そのとき、明度Ｌ*は（ｉ2.2）1/3≒ｉとなる。実際の映像表示装置で検証した結果、輝度での閾値からの差が明度での閾値からの差などより効果的であった。また、式（７）において、全画素数とはｉ＞Ｔｈ３に限らず全ての画素数をカウントした値を指す。スコアとしてこのような計算値を採用すると、発光部分のうちＴｈ３から離れた高階調の画素が多い場合にはスコアが高くなる。また、Ｔｈ３より大きな画素数が一定であっても、階調が高い画素が多い方がスコアは高くなる。
【０１０７】
そして、図２３の制御カーブＵで示すように、スコアが一定以上に高いレベルでは、輝度ストレッチ量を高く設定し、高階調の輝いている映像をより高輝度にストレッチして輝き感を増す。この例では、スコアが一定以上（閾値Ｘ以上）の高い部分では、輝度ストレッチ後に取りうる最大の画面輝度が１５００（ｃｄ／ｍ2）となるように設定する。また、スコアが低い場合には、スコアが小さくなるほど輝度ストレッチ量が小さくなるように設定する。
【０１０８】
輝度ストレッチ量は、実施形態１で説明したものであって、Ｍａｘ輝度と同様に例えばバックライトデューティの値によって示されるものである。発光検出部２が検出した第１および第２の閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２の値、およびＴｈ３以上の画素のスコアに従って決定される輝度ストレッチ量は、マッピング部３に出力され、トーンマッピングの生成に使用される。
【０１０９】
マッピング部３におけるトーマッピングの処理は、実施形態１と同様である。つまり、標準モードの場合は、図６に示すように、発光検出部２にて検出したＴｈ１より小さい領域に対して第１のゲインＧ１を設定し、Ｔｈ１とＴｈ２の間を線形で結ぶように第２のゲインＧ２を設定する。このときに、ゲインＧ１の設定に際して、発光検出部２で検出した輝度ストレッチ量を使用し、バックライトの輝度ストレッチ量に応じて映像信号処理により輝度を低下させる。
得られたトーンマッピングは、入力映像信号に適用され、トーンマッピング後の映像信号がエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５に入力する。
【０１１０】
エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５における処理は、実施形態１と同様である。ただし、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５では、実施形態１のようにバックライトの平均点灯率からＭａｘ輝度を決定し、信号処理部１に出力する必要はなく、逆に信号処理部１の発光検出部２で検出された輝度ストレッチ量に基づいてバックライト部７のＬＥＤの輝度をストレッチする。
【０１１１】
つまり、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５では、映像を所定の複数の領域（エリア）に分割し、その分割領域ごとに映像信号の最大階調値を抽出し、抽出した最大階調値に応じて領域ごとのＬＥＤの点灯率を決定する。例えば最大階調値が低く暗い領域については、点灯率を下げてバックライトの輝度を低下させる。そして、この状態で輝度ストレッチ量に応じてバックライト全体の投入電力を増大させて、バックライトの輝度全体を上げる。これにより、発光している明るい映像はより明るくなって輝き感が増す。また、非発光部分は、映像信号処理により輝度ストレッチに相当する輝度が低減されているため、結果として、画面上では発光部分のみの輝度が高くなって、高コントラストの品位の高い映像を表示することができる。入力映像信号と画面輝度との関係は、実施形態１に示す図８と同様になる。
【０１１２】
このように、発光検出部２では、検出した発光部分の領域を含む所定範囲（上述の例ではＴｈ３以上の範囲）の映像について、画素ごとの明るさに重みを付けて画素数をカウントすることにより明るさの度合いを示すスコアを計算し、そのスコアに応じて輝度ストレッチ量を決め、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５でその輝度ストレッチ量でストレッチされるようにする。そのため、輝度ストレッチ量はエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５とマッピング部３に出力される。エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５は、輝度ストレッチ量に応じて輝度をストレッチする。マッピング部３は、輝度ストレッチ量と色判定部４からの情報に応じてゲインカーブを変える。ゲインカーブとなる入出力カーブの切換えは、実施形態１から実施形態５による構成と同様の構成をとることができる。
【０１１３】
（実施形態７）
図２４は、本発明に係る映像表示装置の更に他の実施形態（実施形態７）を説明するための図で、映像表示装置の要部の更に他の構成例を示すものである。
【０１１４】
実施形態７は、実施形態６と同様の構成を有し、実施形態６と同様の動作を行うが、実施形態６と異なり、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５の代わりに、エリアアクティブ制御を行わない輝度ストレッチ部５ａを備える。この輝度ストレッチ部５ａでは、信号処理部１のマッピング部３から出力された輝度ストレッチ量に基づいて、バックライト部７の輝度をストレッチする。
【０１１５】
つまり輝度ストレッチ部５ａでは、マッピング部３により生成されたトーンマッピングが適用された映像信号を入力し、その映像信号を表示する表示制御データを表示制御部８に出力する。このときにエリアアクティブ制御による処理は行わない。一方、発光検出部２から出力された輝度ストレッチ量に基づいてバックライト部７全体を一律にストレッチする。
【０１１６】
これにより、発光している明るい映像はより明るくなって輝き感が増す。また、非発光部分は、映像信号処理により輝度ストレッチに相当する輝度が低減されているため、結果として、画面上では発光部分の輝度が高くなって、高コントラストの品位の高い映像を表示することができる。輝度ストレッチ量と色判定部からの情報に基づいて入出力カーブを切換える点は、実施形態１から実施形態５による構成と同様の構成をとることができるため、繰り返しの説明は省略する。
【０１１７】
なお、実施形態１から実施形態５においても、図１のエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５の代わりに、同様にエリアアクティブ制御を実行しない輝度ストレッチ部５ａを設けるようにしてもよい。そのような構成の場合、輝度ストレッチ部５ａは、例えば、映像信号の画面全体の階調平均値などの明るさに関連する指標に基づいて平均点灯率を定め、この平均点灯率からＭａｘ輝度を求め、それに基づきＬＥＤの発光輝度を上げると共に、そのＭａｘ輝度をマッピング部３にフィードバックすればよい。
【０１１８】
（他の特徴量）
上記の各例では、発光検出部２における発光部分の検出処理において、映像の特徴量として輝度Ｙを使用し、輝度のヒストグラムを生成してその中から発光部分を検出していた。しかし、ヒストグラムを生成する特徴量としては、輝度の他、例えばＣＭＩ（Color Mode Index）、もしくは、１つの画素を構成するＲＧＢの映像信号の階調値のうち最も高い階調値（Ｍａｘ  ＲＧＢとする）を用いることができる。
【０１１９】
ＣＭＩは、注目する色がどの程度明るいかを示す指標である。ここではＣＭＩは輝度とは異なり、色の情報も加味された明るさを示している。ＣＭＩは、下式（８）により定義される。
（Ｌ*／Ｌ*ｍｏｄｅｂｏｕｎｄａｒｙ）×１００  ・・・式（８）
【０１２０】
上記Ｌ＊は相対的な色の明るさの指標で、Ｌ*＝１００のときに、物体色として最も明るい白色の明度となる。上記式（８）において、Ｌ*は注目している色の明度であり、Ｌ*ｍｏｄｅｂｏｕｎｄａｒｙは、注目している色と同じ色度で発光して見える境界の明度である。ここでＬ*ｍｏｄｅｂｏｕｎｄａｒｙ≒最明色（物体色で最も明るい色）の明度となることがわかっている。ＣＭＩ＝１００となる色の明度を発光色境界とよび、ＣＭＩ＝１００を超えると発光していると定義する。
【０１２１】
映像表示装置で表示すべき放送映像信号からＣＭＩを計算する手法を図２５を参照して説明する。放送映像信号はＢＴ．７０９規格に基づいて規格化されて送信される。従ってまず放送映像信号のＲＧＢデータをＢＴ．７０９用の変換行列を用いて３刺激値ＸＹＺのデータに変換する。そしてＹから変換式を用いて明度Ｌ*を計算する。注目する色のＬ*が図２５の位置ＰＬ１にあったものとする。次に変換したＸＹＺから色度を計算し、既に知られている最明色のデータから、注目する色と同じ色度の最明色のＬ*（Ｌ*ｍｏｄｅｂｏｕｎｄａｒｙ）を調べる。図２５上の位置はＰＬ２である。
【０１２２】
これらの値から、上記式（８）を用いてＣＭＩを計算する。ＣＭＩは、注目画素のＬ*とその色度の最明色のＬ*（Ｌ*ｍｏｄｅｂｏｕｎｄａｒｙ）との比で示される。
上記のような手法で映像信号の画素ごとにＣＭＩを求める。規格化された放送信号であるため全ての画素は、ＣＭＩが０〜１００の範囲のいずれかをとる。そして１フレーム映像に対して、横軸をＣＭＩとし、縦軸を頻度としてＣＭＩヒストグラムを作成する。ここで平均値Ａｖｅと標準偏差σとを算出し、各閾値を設定して発光部分を検出する。
【０１２３】
Ｍａｘ  ＲＧＢは、ＲＧＢデータのうちの最大階調値をもつデータである。ＲＧＢの組み合わせにおいて、２つの色が同じ色度であることは、ＲＧＢの比が変化しないことと同義である。つまりＣＭＩにおいて同じ色度の最明色を演算する処理は、ＲＧＢデータの比率を変えずに一定倍したときに、ＲＧＢデータの階調が最も大きくなるときのＲＧＢの組み合わせを得る処理になる。
【０１２４】
例えば、図２６（Ａ）に示すような階調のＲＧＢデータをもつ画素を注目画素とする。注目画素のＲＧＢデータに一定の数を乗算したとき、図２６（Ｂ）に示すようにＲＧＢのいずれかが最初に飽和したときの色が、元画素と同じ色度で最も明るい色である。そして最初に飽和した色（この場合Ｒ）の注目画素の階調をｒ１、最明色のＲの階調をｒ２とするとき、下式（９）によってＣＭＩに類似した値を得ることができる。ＲＧＢに一定倍したときに最初に飽和する色は、注目画素のＲＧＢのうち最大の階調をもつ色になる。
（ｒ１／ｒ２）×１００      ・・・式（９）
【０１２５】
そして画素ごとに上記のような式（９）による値を算出してヒストグラムを作成する。このヒストグラムから平均値Ａｖｅと標準偏差σを計算し、各閾値を設定して発光部分を検出することができる。
【符号の説明】
【０１２６】
１…信号処理部、２…発光検出部、３…マッピング部、４…色判定部、５…エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部、５ａ…輝度ストレッチ部、６…バックライト制御部、７…バックライト部、８…表示制御部、９…表示部。
【図１】
0006532103.tif 000003
【図２】
0006532103.tif 000004
【図３】
0006532103.tif 000005
【図４】
0006532103.tif 000006
【図５】
0006532103.tif 000007
【図６】
0006532103.tif 000008
【図７】
0006532103.tif 000009
【図８】
0006532103.tif 000010
【図９】
0006532103.tif 000011
【図１０】
0006532103.tif 000012
【図１１】
0006532103.tif 000013
【図１２】
0006532103.tif 000014
【図１３】
0006532103.tif 000015
【図１４】
0006532103.tif 000016
【図１５】
0006532103.tif 000017
【図１６】
0006532103.tif 000018
【図１７】
0006532103.tif 000019
【図１８】
0006532103.tif 000020
【図１９】
0006532103.tif 000021
【図２０】
0006532103.tif 000022
【図２１】
0006532103.tif 000023
【図２２】
0006532103.tif 000024
【図２３】
0006532103.tif 000025
【図２４】
0006532103.tif 000026
【図２５】
0006532103.tif 000027
【図２６】
0006532103.tif 000028