(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの光の透過量を制御することで画像を表示する画像表示手段と、
前記画像表示手段に入力する映像信号について、任意の１フレームの輝度レベルの特徴を検出する輝度検出手段と、
前記輝度検出手段の検出結果に基づいて前記光源の明るさを制御する光源制御手段と、
を備え、さらに、
前記輝度検出手段の検出結果と直近の過去の検出結果との差分が所定の閾値以下であれば前記光源の明るさを制御しないと判定するが、前記輝度検出手段の検出結果と直近の過去の検出結果との差分が所定の閾値以下であっても前記差分が０の状況が続くと前記光源の明るさを制御すると判定する光源制御判定手段を備え、
前記光源制御手段は、前記光源制御判定手段の検出結果に基づいて前記光源の明るさを制御する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
光源と、
前記光源からの光の透過量を制御することで画像を表示する画像表示手段と、
前記画像表示手段に入力する映像信号について、任意の１フレームの輝度レベルの特徴を検出する輝度検出手段と、
前記輝度検出手段の検出結果に基づいて前記光源の明るさを制御する光源制御手段と、
を備え、さらに、
前記輝度検出手段の検出結果と直近の過去の検出結果との差分が所定の閾値以下であれば前記光源の明るさを制御しないと判定するが、前記輝度検出手段の検出結果と直近の過去の検出結果との差分が所定の閾値以下であっても連続する前記差分である差分１と差分２における増減方向が同一の方向の場合は前記光源の明るさを制御すると判定する光源制御判定手段を備え、
前記光源制御手段は、前記光源制御判定手段の検出結果に基づいて前記光源の明るさを制御する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
前記輝度検出手段は、任意の１フレームの輝度レベル平均又は輝度レベル合計を検出することを特徴とする請求項１又は２記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記直近の過去における検出結果は、少なくとも２フレーム以上の検出結果であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記光源制御手段は、前記光源を最も明るく点灯させた場合の５％以下の幅で該光源の明るさを変化させることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
光源と、前記光源からの光の透過量を制御することで画像を表示する画像表示手段を備えた画像表示装置の光源制御方法において、
前記画像表示手段に入力する映像信号について、任意の１フレームの輝度レベルの特徴を検出し、
前記輝度検出結果に基づいて前記光源の明るさを制御し、
さらに、
前記輝度検出結果と直近の過去の検出結果との差分が所定の閾値以下であれば前記光源の明るさを制御しないと判定するが、前記輝度検出結果と直近の過去の検出結果との差分が所定の閾値以下であっても前記差分が０の状況が続くと前記光源の明るさを制御すると判定し、
前記光源制御判定結果に基づいて前記光源の明るさを制御する
ことを特徴とする光源制御方法。
【請求項７】
光源と、前記光源からの光の透過量を制御することで画像を表示する画像表示手段を備えた画像表示装置の光源制御方法において、
前記画像表示手段に入力する映像信号について、任意の１フレームの輝度レベルの特徴を検出し、
前記輝度検出結果に基づいて前記光源の明るさを制御し、
さらに、
前記輝度検出結果と直近の過去の検出結果との差分が所定の閾値以下であれば前記光源の明るさを制御しないと判定するが、前記輝度検出結果と直近の過去の検出結果との差分が所定の閾値以下であっても連続する前記差分である差分１と差分２における増減方向が同一の方向の場合は前記光源の明るさを制御すると判定し、
前記光源制御判定結果に基づいて前記光源の明るさを制御する
ことを特徴とする光源制御方法。
【請求項８】
前記輝度検出結果は、任意の１フレームの輝度レベル平均又は輝度レベル合計を検出した結果であることを特徴とする請求項６又は７記載の光源制御方法。
【請求項９】
前記直近の過去における検出結果は、少なくとも２フレーム以上の検出結果であることを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の光源制御方法。
【請求項１０】
前記光源を最も明るく点灯させた場合の５％以下の幅で該光源の明るさを変化させることを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載の光源制御方法。
【請求項１１】
コンピュータに、請求項６から１０のいずれか一項に記載の光源制御方法を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は映像信号に応じて動的に光源の輝度を調節する透過型あるいは反射型の画像表示装置、光源制御方法およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年液晶表示装置など、光の透過量の多少により画像を表示する表示部分を、光源により照射して視認性を高めることで画像を表示する表示装置において、映像信号の特徴を抽出し、特徴にあわせて光源の明るさを変化させることで画質を高める画質改善方法や、該画質改善方法を実装した表示装置が提案されている。例えば、特許文献１に開示されているものは、画像１フレームあたりの平均輝度とピークと見なせる画素数により、液晶表示装置のバックライトの明るさを制御することで、メリハリ感や立体感、金属などの光沢感を改善する。
【０００３】
図２１に特許文献１に開示されている画像表示装置の例を示す。平均輝度検出部７５は入力される映像信号に含まれる輝度信号から１フレーム当たりの平均輝度を検出する。ピーク検出部７７は入力される映像信号に含まれる輝度信号をある閾値と比較し、閾値より輝度信号が大きければ当該画素をピークと見なし、１フレームに含まれるピークと見なせる画素数を検出する。
【０００４】
バックライト制御部７３は平均輝度検出部７５により検出された平均輝度および、ピーク検出部７７により検出されたピークと見なせる画素数から、図２２に示す特性に従いバックライト７２の明るさを制御する。このような制御を行うことで、表示制御部７９により画像を表示される液晶表示部７４において、メリハリ感や立体感、光沢感を効果的に表現できるとともに、ピークが無く全体に暗い画面での黒浮きを抑制できる。
【特許文献１】国際公開ＷＯ  ０３／０３８７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多くの画像では上記の制御により画質が改善するが、入力する画像の種類やノイズにより、バックライトの明るさの変動が過剰となり、明滅感を生じる場合がある。例えば、信号に不規則なノイズが入ると、ノイズにより平均輝度やピークと見なせる画素数が変化する。完全な静止画像や、動画でも動きの少ない風景画像などでこのようなノイズの影響を受けると、表示される画像はほとんど変化が無いにも関わらず、平均輝度検出部で検出される平均輝度やピーク検出部で検出されるピークと見なせる画素数が変わるため、バックライトの明るさが変化してしまい、明るさの変動が明滅感として観察者に認識されるようになる。
【０００６】
また、入力する画像の種類によっても同様の減少が発生し得る。例えば光を反射する水面などが含まれる動きの少ない風景画像では、水面での光の反射の微妙な変化によりピークと見なせる画素数が変動する。また、平均輝度にも影響を与える。この様な場合、画像全体の見た目では動きが少なく認識されるが、平均輝度・ピークと見なせる画素数の変動によりバックライトの明るさが変化するため、同様に明るさの変動が明滅感となり観察者に捉えられ易くなる。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、バックライトの明るさの制御において、バックライトの明るさの変動による画像の明滅感を抑えることができる画像表示装置、光源制御方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る画像表示装置および光源制御方法は、上述した課題を解決するため、以下の特徴点を備えている。
【０００９】
本発明に係る画像表示装置は、光源と、前記光源からの光の透過量を制御することで画像を表示する画像表示手段と、前記画像表示手段に入力する映像信号について、任意の１フレームの輝度レベルの特徴を検出する輝度検出手段と、前記輝度検出手段の検出結果に基づいて前記光源の明るさを制御する光源制御手段と、を備え、さらに、前記輝度検出手段の検出結果と直近の過去の検出結果との差分が所定の閾値以下であれば前記光源の明るさを制御しないと判定するが、前記輝度検出手段の検出結果と直近の過去の検出結果との差分が所定の閾値以下であっても前記差分が０の状況が続くと前記光源の明るさを制御すると判定する光源制御判定手段を備え、前記光源制御手段は、前記光源制御判定手段の検出結果に基づいて前記光源の明るさを制御することを特徴とする。
また、本発明に係る光源制御方法は、光源と、前記光源からの光の透過量を制御することで画像を表示する画像表示手段を備えた画像表示装置の光源制御方法において、前記画像表示手段に入力する映像信号について、任意の１フレームの輝度レベルの特徴を検出し、前記輝度検出結果に基づいて前記光源の明るさを制御し、さらに、前記輝度検出結果と直近の過去の検出結果との差分が所定の閾値以下であれば前記光源の明るさを制御しないと判定するが、前記輝度検出結果と直近の過去の検出結果との差分が所定の閾値以下であっても前記差分が０の状況が続くと前記光源の明るさを制御すると判定し、前記光源制御判定結果に基づいて前記光源の明るさを制御することを特徴とする。
【００１０】
上記特徴により、光源の明るさを制御することでメリハリ感や立体感、光沢感のある高品位な画像を表示できるとともに、ノイズや画像特徴に起因する明滅感を抑え、安定した表示を実現できる。特に、輝度検出結果と直近の過去の検出結果との差分が０の状況が続くと光源の明るさを制御するので、所定の閾値以下の微弱な変動のある映像から静止画のように変動のない映像になったことを感知して、光源の明るさを最適な明るさに変えることができる。
【００１１】
本発明に係る画像表示装置は、光源と、前記光源からの光の透過量を制御することで画像を表示する画像表示手段と、前記画像表示手段に入力する映像信号について、任意の１フレームの輝度レベルの特徴を検出する輝度検出手段と、前記輝度検出手段の検出結果に基づいて前記光源の明るさを制御する光源制御手段と、を備え、さらに、前記輝度検出手段の検出結果と直近の過去の検出結果との差分が所定の閾値以下であれば前記光源の明るさを制御しないと判定するが、前記輝度検出手段の検出結果と直近の過去の検出結果との差分が所定の閾値以下であっても連続する前記差分である差分１と差分２における増減方向が同一の方向の場合は前記光源の明るさを制御すると判定する光源制御判定手段を備え、前記光源制御手段は、前記光源制御判定手段の検出結果に基づいて前記光源の明るさを制御することを特徴とする。
また、本発明に係る光源制御方法は、光源と、前記光源からの光の透過量を制御することで画像を表示する画像表示手段を備えた画像表示装置の光源制御方法において、前記画像表示手段に入力する映像信号について、任意の１フレームの輝度レベルの特徴を検出し、前記輝度検出結果に基づいて前記光源の明るさを制御し、さらに、前記輝度検出結果と直近の過去の検出結果との差分が所定の閾値以下であれば前記光源の明るさを制御しないと判定するが、前記輝度検出結果と直近の過去の検出結果との差分が所定の閾値以下であっても連続する前記差分である差分１と差分２における増減方向が同一の方向の場合は前記光源の明るさを制御すると判定し、前記光源制御判定結果に基づいて前記光源の明るさを制御することを特徴とする。
【００１２】
上記特徴により、平均輝度により光源の明るさを制御することでメリハリ感や立体感、光沢感のある高品位な画像を表示できるとともに、ノイズや画像特徴に起因する明滅感を抑えることができる。
【００１３】
本発明に係る前記画像表示装置は、前記輝度検出手段が、任意の１フレームの輝度レベル平均又は輝度レベル合計を検出することを特徴とする。
また、本発明に係る前記光源制御方法は、前記輝度検出結果が、任意の１フレームの輝度レベル平均又は輝度レベル合計を検出した結果であることを特徴とする。
【００１４】
上記特徴により、光源の明るさを制御することでメリハリ感や立体感、光沢感のある高品位な画像を表示できる。
【００２０】
本発明に係る画像表示装置は、前記直近の過去における検出結果が、少なくとも２フレーム以上の検出結果であることを特徴とする。
また、本発明に係る光源制御方法は、前記直近の過去の輝度レベル特徴および輝度分布は、少なくとも２フレーム分以上であることを特徴とする。
【００２１】
上記特徴により、単調増加あるいは単調減少時にも変化に追随してメリハリ感、立体感、光沢感のある画像表示が可能となる。
【００２２】
本発明に係る画像表示装置は、前記光源制御手段が、前記光源を最も明るく点灯させた場合の５％以下の幅で該光源の明るさを変化させることを特徴とする。
また、本発明に係る光源制御方法は、前記光源を最も明るく点灯させた場合の５％以下の幅で該光源の明るさを変化させることを特徴とする
【００２３】
上記特徴により、ノイズや画像特徴に起因する明滅感を抑え、安定した表示を実現できる。
また、本発明は、コンピュータに、前記光源制御方法を実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、映像信号に応じて動的に光源の輝度を調節する画像表示装置において、１フレームの平均輝度および輝度分布を検出することにより、各フレームに適した明るさとなるよう光源を制御することでメリハリ感や立体感、光沢感を表現し高品位な画像を実現するとともに、過去のフレームとの差分を検出し、フレーム間で変化させる光源の明るさを制限することで、ノイズや画像の特徴により発生する明滅感を低減する。これにより高品質で違和感の無い好適な画像を表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、図を用いて本発明に係る画像表示装置における実施形態について説明する。
【００２６】
＜第１の実施形態＞
図１は、発明に係る画像表示装置の第１の実施形態の概略構成を示すブロック図である。画像表示装置１１は、光源２、光源制御部１３、表示部４、平均輝度検出部５、光源制御判定部１６により構成される。
【００２７】
表示部４は、例えば液晶などの光の透過量を制御する微小なデバイスを多数配置して構成し、位置により光透過量を制御することで発生する明暗の階調により画像を表示する画像表示手段である。表示部４だけで画像を表示することは可能であるが、透過光量が少ないとコントラストが低く視認性が悪くなるため、光源２により表示部４に表示された画像を背後から照射することで表示画像の視認性を改善する。
平均輝度検出部５は、画像表示装置１１に入力される画像信号のうち、輝度信号の１フレームあたりの平均輝度を算出し、光源制御部１３および光源制御判定部１６に出力する。
【００２８】
光源制御部３は、平均輝度検出部５より入力された平均輝度により、該フレームを表示する為に適した明るさになるよう光源２を駆動制御する。駆動制御方法は、例えば図２
に示すように、平均輝度が小さいときは光源２を明るくし、平均輝度が大きいときは光源２を暗くするように制御する。
【００２９】
このように制御することで、表示映像が明るすぎる、あるいは逆に暗すぎると感じることを効果的に防止し、見やすい画面を表示できる。また、光源２の明るさを一定に保った場合に比べ、画面が暗い場合と明るい場合でのメリハリがあり、金属などの光沢感が増した表示となる。
【００３０】
光源制御判定部１６は、入力された平均輝度と、１つ前のフレームの平均輝度を比較した結果により、光源制御部１３により光源２の明るさを変動させるか否かを判定する。
同じ画像を入力した際に得られる１フレームの平均輝度は基本的に同じとなる。しかし、同じ画像を入力してもノイズ等の影響により平均輝度が異なる場合もある。また、例えば水面などを映した画像の場合、同じシーンを映しているにも関わらず、水面の反射の微妙な変化により平均輝度が細かく変動する。
【００３１】
このような場合に平均輝度により光源２の明るさを変動させると、観察者には画面のちらつきとして認識され、画質劣化の原因となる。このときの平均輝度および光源２の明るさの変化の一例を図３に示す。実線で示す平均輝度の変動に同期して、破線で示す光源２の明るさも変動している。
【００３２】
これを防ぐ為、光源制御判定部１６は判定の結果平均輝度の差分が所定値以下であった場合には、微細な平均輝度の変化に応じて光源２の制御を不可とするよう光源制御部１３に通知する。
【００３３】
光源制御部１３は、光源制御判定部１６から光源２の制御を不可とする通知を受けると、光源２の明るさを１つ前のフレームと同じ状態に制御する。このときの平均輝度および光源２の明るさの変化の一例を図４に示す。実線で示す平均輝度の変動に対し、破線で示す光源２の明るさは一定に維持され、画面のちらつきを回避できる。
光源制御部１３は、光源制御判定部１６から光源２の制御を可とする通知を受けると、
平均輝度検出部５の検出結果に基づいて、通常の光源２の制御を行う。
【００３４】
＜第２の実施形態＞
次に、図５を用いて本発明に係る画像表示装置における第２の実施形態について説明する。図５は、発明に係る画像表示装置の第２の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【００３５】
第１の実施形態では画像１フレームの平均輝度に基づいて光源２の明るさを制御する方法について説明したが、平均輝度の代わりに輝度の合計値を基準としても同じ効果が得られる。即ち、図２に示すように、輝度合計値が高い場合には光源を暗くし、輝度合計値が低い場合には光源を明るくすることで、表示映像が明るすぎる、あるいは逆に暗すぎると感じることを効果的に防止するとともに、画面が暗い場合と明るい場合でのメリハリがあり、金属などの光沢感が増した画像を表示できる。
１フレームの平均輝度は、輝度合計を１フレームあたりの画素数で割った数値であり、両数値は同等の情報を持ったパラメータと見なすことができる。また、除算がなくなる分回路規模や処理量を小さくできるという利点もある。
【００３６】
１フレームの輝度合計を基準として光源２を制御する画像表示装置２１のブロック図を図５に示す。画像表示装置２１は、光源２、光源制御部２３、表示部４、輝度合計検出部２５、光源制御判定部２６により構成される。画像表示装置２１は、１フレームの平均輝度の代わりに、輝度合計検出部２５で検出した１フレームの輝度合計を基準として動作する。即ち、光源制御判定部２６は輝度合計検出部２５で検出した輝度合計値と、１つ前のフレームの輝度合計値を比較した結果により、光源制御部２３により光源２の明るさを変動させるか否かを判定し、判定結果を光源制御部３に通知する。
【００３７】
光源制御部２３は光源制御判定部２６からの通知を受け、光源２の明るさを変動させる場合には輝度合計検出部２５で検出した輝度合計値により、該フレームを表示する為に適した明るさになるよう光源２を駆動制御する。光源２の明るさを変えない場合には、輝度合計検出部２５で検出した輝度合計値に関わらず、光源２の明るさを１つ前のフレームと同じ状態に制御する。
このように制御することで、画像の特性に合わせて光源２の明るさを自動的に補正し、更にちらつきを回避した画像を表示できる。
【００３８】
＜第３の実施形態＞
次に、図６を用いて本発明に係る画像表示装置における第３の実施形態について説明する。
図６は、発明に係る画像表示装置の第３の実施形態の概略構成を示すブロック図である。画像表示装置３１は、光源２、光源制御部３３、表示部４、平均輝度検出部５、光源制御判定部３６、輝度分布検出部７により構成される。
【００３９】
図２のように１フレームの輝度信号の平均輝度が高い場合は光源を暗くし、低い場合は明るくすることで、表示映像が明るすぎる、あるいは逆に暗すぎると感じることを効果的に防止するとともに、画面が暗い場合と明るい場合でのメリハリがあり、金属などの光沢感が増した画像を表示できる。しかしながら平均輝度の低い画像でも、全体的に暗く、夜景や花火のように特に明るい画素が少ないような画像では、光源を明るくすることで本来黒であるべき部分が白っぽく見える、いわゆる黒浮きを発生させ却って画質を劣化させる場合がある。
１フレームの平均輝度に加え、輝度分布を検出することで上記の問題を回避することができる。
【００４０】
１フレームの輝度分布には、画像の種類によりある程度の傾向が見られる。夜景や花火のように、明暗のコントラストが大きい画像では、図７のような２極分布となる。反対に、全体的に薄暗い画像では、図８のように正規分布に近い分布形状となる。
【００４１】
輝度分布検出部７は、１フレームの輝度信号の分布形状を検出し、形状を光源制御部３３および光源制御判定部３６に通知する。分布形状の検出は、図７あるいは図８のように細分化されたヒストグラムでなくてもよい。例えば、図７および図８において輝度αを基準に、αよりも輝度の高い画素と低い画素のみのヒストグラムを作成すると、図９および図１０のようになる。図８のような正規分布でも、ピークとαが近い場合には図１０のような形状になりうるが、正規分布形状の場合と２極分布形状の場合では、平均輝度が異なる。従って図９および図１０のように簡素化したヒストグラムでも、平均輝度とあわせて判断することで前述の黒浮きを抑えることができる。このような簡素化したヒストグラムは、画面全体の画素数が既知であれば、ある基準値αより輝度の高い画素数、またはαより輝度の低い画素数のいずれかをカウントするのみで簡単に求められる。
【００４２】
光源制御判定部３６は、平均輝度検出部５で検出した１フレームの平均輝度および輝度分布検出部７で検出した１フレームの輝度分布と、１つ前のフレームと両値を比較し、その差が設定した閾値より大きければ光源２の明るさを変えるように、差が設定した閾値より小さければ現状の明るさを維持するように判定し、判定結果を光源制御部３３に通知する。
【００４３】
光源制御部３３は光源制御判定部３６の判定結果に従い、光源制御判定部３６の判定により光源２の明るさを調節する場合には、平均輝度検出部５により検出される１フレームの平均輝度と、輝度分布検出部７により検出される１フレームの輝度分布から最適な明るさとなるよう光源２を制御する。光源制御判定部３６の判定により光源２の明るさを調節しない場合には現状の明るさを維持するように光源２を制御する。
【００４４】
なお、平均輝度検出部５により平均輝度を検出する代わりに、図１１に示すように輝度合計検出部２５を用いてもよい。この場合、光源制御判定部４６は、輝度合計検出部５で検出した１フレームの合計輝度および輝度分布検出部７で検出した１フレームの輝度分布と、１つ前のフレームと両値を比較し、その差が設定した閾値より大きければ光源２の明るさを変えるように、差が設定した閾値より小さければ現状の明るさを維持するように判定し、判定結果を光源制御部３３に通知する。また、光源制御部４３は１フレームの輝度合計と輝度分布により光源２の明るさを制御する。
【００４５】
＜第４の実施形態＞
次に、本発明に係る画像表示装置における第４の実施形態について説明する。
第１〜３の実施形態における光源制御判定部１６、２６、３６、４６は、いずれも１つ前のフレームとの比較によってのみ判定している。しかしながら、１つ前のフレームとの比較だけでは、ノイズや画像の性質による平均輝度あるいは輝度合計、輝度分布の振れと、連続的に変化する単調増加あるいは単調減少の区別ができず、単調増加あるいは単調減少の場合に制御が不十分となる場合がある。
【００４６】
図１２に、平均輝度が単調減少した場合の平均輝度または輝度合計を実線で、光源２の明るさの変化を破線で示す。なお、第３の実施形態においては本来輝度分布も光源の制御に影響を与えるが、簡単のためここでは省略する。
【００４７】
前後２つのフレームの比較のみで制御する場合、２つのフレームの平均輝度あるいは輝度合計の差分がある閾値以下か否かにより、光源の明るさを変えるか否かを判定する。そのため、閾値以下の変化幅で平均輝度または輝度合計の単調増加・単調減少が発生すると、輝度信号の平均・合計の変化にも関わらず光源の明るさは全く変化せず、効果的な制御ができなくなってしまう。図１２のように平均輝度が単調減少すると、平均輝度が小さくなっても光源の明るさは暗いままとなり、前述したような画質改善の効果が得られなくなる。
そこで本実施形態では、過去数フレームにおけるフレーム間の平均輝度または輝度合計、および輝度分布の差分から、光源の明るさを変える場合と変えない場合を判断する。
【００４８】
本実施形態のブロック図を図１３に示す。第３の実施形態において説明した図６の光源制御判定部３６を光源制御判定部５６に置き換えた構成となっている。本実施形態における光源制御判定部５６は、図１４あるいは図１５に示すテーブルに従い、直近の３フレームにおける平均輝度または輝度合計、および輝度分布の差分から光源の明るさ変更の有無を判定する。
【００４９】
図１４および図１５中の差分１および２は、直近３フレーム間の平均輝度または輝度合計、および輝度分布（基準値α以上の画素数）の差分である。現在のフレームと直前のフレームの差を差分１、直前のフレームと更にその１つ前のフレームの差分を差分２とする。図１４は差分を絶対値でとった場合、図１５は差分を符号付でとった場合のテーブル例である。図１４および図１５中、光源の明るさを変える組み合わせは１、変えない組み合わせは０としている。
【００５０】
閾値βより差分が小さい場合は、ノイズ等の影響によるものと見なし、光源の明るさは固定とする。但し、差分が完全に０の状況が続いた場合は光源の明るさを変えるように制御することで、閾値β以下の微弱な変動のある映像から静止画のように変動のない映像になったことを感知し、そのときの光源の明るさを平均輝度または輝度合計、および輝度分布に合わせて最適な明るさに変えることができる。
【００５１】
図１２と同じ画像入力に対し図１４および図１５のテーブルを用いて光源制御を行った場合の平均輝度または輝度合計と、光源の明るさの関係を、図１６および図１７に示す。図１４のテーブルによれば、図１６に示すように連続した平均輝度の変化が収まったところで最適な明るさとなるように光源を制御する。図１５のテーブルによれば、図１７のように連続した変化にも追従しながら光源の明るさを制御する。
【００５２】
なお、本実施例では一例として直近３フレームの差分により光源の明るさ制御の有無を判定する場合について説明したが、３フレーム以上過去のフレームとの差分も取ることで、画像の変化をより的確に把握し、光源の明るさを制御する場合としない場合を適切に判定することが可能となる。
【００５３】
また、本実施例では図６の光源制御判定部３６を光源制御判定部５６に置き換えた構成を例として図１３に示したが、図１、図５、図１１に示した画像表示装置１１、２１、４１の光源制御判定部１６、２６、４６を光源制御判定部５６に置き換えても同様の効果を得られる。
【００５４】
＜第５の実施形態＞
次に、図１８を用いて本発明に係る画像表示装置における第５の実施形態について説明する。図１８は、発明に係る画像表示装置の第５の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【００５５】
画面の明滅感を発生する原因として、第１の実施形態で触れたノイズ等による小刻みな揺れのほかに、光源の明るさが急激に変化することが挙げられる。なだらかに変化した場合に比べ、観察者の目に明るさの違いが識別されやすく、明滅感が強く認識される。光源の明るさを画像の輝度信号によって制御する場合、画像のシーン切り替えによりあるフレームを境に画像の平均輝度・輝度合計や輝度分布が急に変化するため、このような急な変化は容易に発生する。
【００５６】
本実施形態では上記の問題を解消すべく、光源制御平滑部８により光源の明るさの急激な変化を抑え、明滅感がなくしかも光源の明るさを適切に変えることでメリハリ感や光沢感の増した良好な画像表示を実現する画像表示装置６１について説明する。画像表示装置６１は、光源２、光源制御部３、表示部４、平均輝度検出部５、光源制御判定部５６、輝度分布検出部７、光源制御平滑部８により構成される。
【００５７】
光源制御平滑部８は、光源制御部３による光源２の明るさの制御を受け、変化が急激な場合にはなだらかな変化となるよう変換する。図１９に図１３の画像表示装置５１による光源制御の一例を、図２０に本実施形態の画像表示装置６１による光源制御の一例を示す。なお、図１９および図２０は簡単の為平均輝度の変化によってのみ光源２の明るさが変わるものとしている。いずれも平均輝度の変化を実線で、光源２の明るさの変化を破線で示す。
【００５８】
画像表示装置５１による光源制御では、平均輝度および輝度分布によって決定する。このとき、シーンチェンジなどにより画像の平均輝度や輝度分布が急に変化すると、図１９に示すように光源の明るさも非連続な変化となり、観察者に識別され、明滅感を感じさせる原因となる。
【００５９】
画像表示装置６１は、光源制御平滑部８を入れることで、これを解消する。光源制御平滑部８は、光源制御部３の制御パラメータと現在の制御状態を比較し、急激な変化を抑制する。光源制御平滑部８により、図２０に示すように連続的に光源の明るさを変化させる。
【００６０】
例えば、光源２がＬＥＤ（発光ダイオード）であり、光源制御部３によりＰＷＭ（pluse width modulation）制御することで明るさを変える場合、光源制御平滑部８はパルス幅の時間当たりの変化量を制限する。シーンチェンジにより、最適な明るさにするためにパルス幅を５０％から１００％に変化するような場合でも、一度に５０％上げるのではなく、微量ずつ変化させる。通常シーンチェンジ等が発生した瞬間には大きく平均輝度や輝度分布が変わるが、その後は連続した変化となる。また画像表示装置６１は平均輝度や輝度分布を検出するため、基本的に１フレーム即ち１／６０秒毎にパルス幅の制御が可能であり、十分短い期間で制御可能である。また、１フレーム当たりの制御パルス幅の変化量は、５％以下が望ましいことが実験的に求められた。
【００６１】
本実施例では図１３の画像表示装置５１に光源制御平滑部８を追加した構成を例として図１８に示したが、図１〜４に示した画像表示装置１１、２１、３１、４１に光源制御平滑部８を追加しても同様の効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る画像表示装置の第１の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る画像表示装置において、平均輝度または輝度合計に対する光源の明るさの制御の一例を示すグラフである。
【図３】従来の画像表示装置における平均輝度と光源の明るさの関係の一例を示すグラフである。
【図４】本発明に係る画像表示装置における平均輝度と光源の明るさの関係の一例を示すグラフである。
【図５】本発明に係る画像表示装置の第２の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図６】本発明に係る画像表示装置の第３の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図７】１フレームにおける輝度分布の別の一例を示すグラフである。
【図８】１フレームにおける輝度分布の一例を示すグラフである。
【図９】図８のグラフを閾値α以上とα以下の２項のみにした輝度分布を示すグラフである。
【図１０】図７のグラフを閾値α以上とα以下の２項のみにした輝度分布を示すグラフである。
【図１１】本発明に係る画像表示装置の第３の実施形態の別の一例について、概略構成を示すブロック図である。
【図１２】平均輝度と光源の明るさの関係の一例を示すグラフである。
【図１３】発明に係る画像表示装置の第４の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図１４】光源制御判定部の判定の一例を示すテーブルである。
【図１５】光源制御判定部の判定の別の一例を示すテーブルである。
【図１６】図１４のテーブルにより光源を制御したときの平均輝度と光源の明るさの関係の一例を示すグラフである。
【図１７】図１５のテーブルにより光源を制御したときの平均輝度と光源の明るさの関係の一例を示すグラフである。
【図１８】本発明に係る画像表示装置の第５の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図１９】従来の画像表示装置における平均輝度と光源の明るさの関係の一例を示すグラフである。
【図２０】平均輝度と光源の明るさの関係の一例を示すグラフである。
【図２１】特許文献１に開示されている画像表示装置の例を示すブロック図である。
【図２２】バックライトの明るさ制御における平均輝度に対する画面輝度の特性図である。
【符号の説明】
【００６３】
２  光源
４  表示部
５  平均輝度検出部
７  輝度分布検出部
８  光源制御平滑部
１１  画像表示装置
１３  光源制御部
１６  光源制御判定部
２１  画像表示装置
２３  光源制御部
２５  輝度合計検出部
２６  光源制御判定部
３１  画像表示装置
３３  光源制御部
３６  光源制御判定部
４１  画像表示装置
４３  光源制御部
４６  光源制御判定部
５１  画像表示装置
５６  光源制御判定部
６１  画像表示装置
７２  バックライト
７３  バックライト制御部
７４  液晶表示部
７５  平均輝度検出部
７７  ピーク検出部
７９  表示制御部
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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