(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１または複数のフレーム分の入力表示画像データの階調ごとの画素数の累計値の分布の一部を階調方向に伸張するように入力表示画像データを変換し、変換された表示画像データを表示装置に表示する表示装置駆動回路において、
前記表示画像データの階調が特定階調より小さい階調である場合、１次関数に従って変換し、前記表示画像データの階調が前記特定階調以上の場合、前記表示画像データの特定階調以上の階調ごとの画素数の累計値に従った階調に変換し、
前記表示画像データの階調が前記特定階調以上の場合に用いられる変換方式は、ヒストグラムイコライゼーションであることを特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項２】
請求項１記載の表示装置駆動回路において、
前記表示画像データの階調ごとの画素数を計測し、最大階調からの累計値が全画素数の一定割合に達した閾値階調を算出する算出回路を備え、
前記特定階調は前記閾値階調より小さい階調であり、前記特定階調と前記閾値階調の差と前記特定階調と表示装置の表示可能な最大階調の差の比を設定するレジスタを有することを特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項３】
請求項１記載の表示装置駆動回路において、
前記表示画像データの階調ごとの画素数を計測し、最大階調からの累計値が全画素数の一定割合に達した閾値階調を算出する算出回路を備え、
前記特定階調は、前記閾値階調であることを特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項４】
請求項３記載の表示装置駆動回路において、
前記１次関数は前記閾値階調を入力した時にある第２の特定階調を出力する１次関数であり、
前記閾値階調と前記第２の特定階調の差と前記閾値階調と表示装置の表示可能な最大階調の差の比を設定するレジスタを有することを特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項５】
請求項１記載の表示装置駆動回路において、
伸張方式を切り替えるレジスタを持ち、
該レジスタが第１の状態の場合には、前記表示画像データの階調が前記特定階調より小さい階調である場合、第１の１次関数に従って変換し、前記表示画像データの階調が前記特定階調以上の場合、前記表示画像データの特定階調以上の階調ごとの画素数の累計値に従った階調に変換し、
該レジスタが第２の状態の場合には、前記表示画像データの階調が前記特定階調以下の場合、第１の１次関数に従って変換し、前記表示画像データの階調が前記特定階調以上の場合、異なる第２の１次関数に従って変換することを特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項６】
請求項１記載の表示装置駆動回路において、
表示画像データの階調ごとの画素数を計測し、最大階調からの累計値が全画素数の一定割合に達した閾値階調を算出する算出回路を備え、
前記算出回路は、前記表示画像データを複数の領域に分割し、領域毎の階調ごとの画素数を計測し、最大階調からの累計値が、各領域の全画素数の一定割合に達した領域毎閾値階調を算出し、
前記特定階調と前記閾値階調の差と前記特定階調と表示装置の表示可能な最大階調の差の比は、前記複数の領域毎閾値階調の最大値に従って決定されることを特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項７】
請求項３記載の表示装置駆動回路において、
前記算出回路は、前記表示画像データを複数の領域に分割し、領域毎の階調ごとの画素数を計測し、最大階調からの累計値が、各領域の全画素数の一定割合に達した領域毎閾値階調を算出し、
前記１次関数は前記閾値階調を入力した時にある第２の特定階調を出力する１次関数であり、
前記閾値階調と第２の特定階調の差と前記閾値階調と表示装置の表示可能な最大階調の差の比は、前記複数の領域毎閾値階調の最大値に従って決定されることを特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項８】
請求項６または７記載の表示装置駆動回路において、
領域の分割数を設定するレジスタを有することを特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項９】
請求項１記載の表示装置駆動回路において、
前記表示画像データの階調ごとの画素数を計測し、最大階調からの累計値が、全画素数の一定割合に達した第１の閾値階調を算出する第１の算出回路と、
隣接画素との差分が一定値以上である前記表示画像データの階調ごとの画素数を計測し、最大階調からの累計値が、全画素数の第２の一定割合に達した第２の閾値階調を算出する第２の算出回路とを備え、
前記特定階調と前記閾値階調の差と前記特定階調と表示装置の表示可能な最大階調の差の比は、前記第２の閾値階調に従って決定されることを特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項１０】
請求項３記載の表示装置駆動回路において、
隣接画素との差分が一定値以上である前記表示画像データの階調ごとの画素数を計測し、最大階調からの累計値が、全画素数の第２の一定割合に達した第２の閾値階調を算出する第２の算出回路を備え、
第１の１次関数に閾値階調を入力した時の出力階調がある特定階調であり、該特定階調は該表示装置の表示可能な最大階調以下、前記閾値階調以上である階調であり、
該最大階調と該閾値階調の差と該特定階調と該閾値階調の差の比は、前記第２の閾値階調に従って決定されることを特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項１１】
請求項１、３、５、６、７、９、または１０記載の表示装置駆動回路を有することを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
請求項１記載の表示装置駆動回路において、
前記表示画像データの特定階調以上の階調ごとの画素数の累計値の計数時に別な特定階調Ｘ１以上の階調については計数せず除外するよう動作し、この結果の累計値に従った階調に変換することを特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項１３】
請求項１記載の表示装置駆動回路において、
前記ヒストグラムイコライゼーションの変換において特定階調Ｘ１以上の階調については除外し、全て最大階調への変換とすることを特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項１４】
請求項１２または１３記載の表示装置駆動回路において、
前記特定階調Ｘ１を設定するレジスタを有することを特徴とする表示装置駆動回路。
【請求項１５】
請求項１２、１３、または１４記載の表示装置駆動回路を有することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光量を制御可能な光源を持ち、該光源の前面に配置された光の透過率を制御する透過率制御素子を制御することにより表示を行う、表示装置およびその駆動回路に係わり、特に液晶素子を用いた表示装置およびその駆動回路（例えばＬＳＩ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などで用いられる小型液晶ディスプレイは、消費電力を小さく抑えることが重要である。液晶ディスプレイは、光の透過率を制御可能な液晶画面をバックライトで後部から照らし、その透過光で画像を表示している。液晶ディスプレイにおいて、その消費電力のほとんどはバックライトで消費されるため、バックライトの消費電力を小さく抑えることが、液晶ディスプレイの低消費電力化に非常に有効である。
【０００３】
そのため、特許文献１に示すように、表示画像の階調の最大値：ｘを取得し、該表示画像の階調の最大値：ｘが液晶表示画面の最大階調（８ビットＲＧＢであれば２５５階調）となるように画像全体のデータを伸張し、該最大階調（２５５階調）時の輝度値が、前記表示画像の階調の最大値の輝度値となるようにバックライトの光量を下げることにより、消費電力を下げる方式が提案されている。
【０００４】
更に、消費電力を下げるために、特許文献１には、表示画像の階調のヒストグラムをとり、そのヒストグラムにおいて、表示画像の最大階調からのヒストグラムの累計値が一定の画素数分である階調の値Ｐ１を最大階調として画像データを伸張し、前記階調の値Ｐ１の輝度値が前記最大階調（２５５階調）表示時の輝度値となるようにバックライトの光量を下げることにより、消費電力を下げる工夫がなされている。
【特許文献１】特開平１１−６５５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１の技術は、前記表示画像の階調の最大値：ｘを用いて、データの伸張およびバックライトの制御を行う方式では、１画面の表示データの中に１画素でも液晶表示画面の最大階調（２５５階調）が含まれる場合、または最大階調に非常に近い階調値を含む場合、バックライトの光量を下げることができないという問題があった。ほとんどの表示画像では、液晶表示画面の最大階調またはそれに非常に近い値が含まれており、あまり効果を得ることができなかった。
【０００６】
また、前記表示画像の最大階調からのヒストグラムの累計値が一定の画素数分である階調の値Ｐ１を用いて、データの伸張およびバックライトの制御を行う方式では、表示画像のＰ１以上の階調値がすべて、液晶表示画面の最大階調（２５５階調）に揃えられてしまうので、Ｐ１以上の階調で表現されていた細かい模様が消えてしまう（以後、これを白つぶれと呼ぶ）場合がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、バックライト制御による省電力機能を有する表示装置および表示装置駆動回路において、省電力を実現すると同時に、白つぶれをなくすことである。
【０００８】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するために、表示画像データの階調が特定階調より小さい階調である場合１次関数に従って表示画像を伸張変換することによりコントラストを増加させ、表示画像データの階調が前記特定階調以上の場合、前記表示画像の特定階調以上の階調ごとの画素数の累計値を計算し、該累計値に従った階調に変換することにより、前記特定階調以上の表示画像データの階調においてもコントラストが確保できるように構成したものである。
【００１０】
更に、本発明は、表示画像の階調ごとの画素数を計測し、最大階調からの累計値が全画素数の一定割合に達した閾値階調を算出する算出回路を備え、前記特定階調と前記閾値階調の差と前記特定階調と表示装置の最大階調の差の比を設定するレジスタを設けることにより、表示画像に応じて、自動的に前記特定階調が定まるように構成し、表示画像により好適な伸張率が得られるようにしたものである。
【００１１】
更に、本発明は、光量を制御可能な光源を持ち、該光源の前面に配置された透過率制御素子を制御することにより表示を行う表示装置において、光源の光量を制御する光量制御回路を備え、該光量制御回路は前記閾値階調に従って光量を制御することにより、画質を劣化させることなく、または画面全体の表示輝度を変えることなく、バックライトによる消費電力を削減できるようにしたものである。
【００１２】
更に、本発明は、表示画像の階調ごとの画素数を計測し、最大階調からの累計値が全画素数の一定割合に達した閾値階調を算出する算出回路を備え、前記閾値階調以下の階調が入力された場合に１次関数で変換（伸張）を行い、該１次関数は前記閾値階調が入力された時に第２の特定階調を出力する１次関数とし、前記閾値階調と第２の特定階調の差と前記閾値階調と表示装置の最大階調の差の比を設定するレジスタを設けることにより、表示画像に応じて、自動的に前記第２の特定階調が定まるように構成し、表示画像により好適な伸張率が得られるようにしたものである。
【００１３】
更に、本発明は、前記特定階調以上の表示画像に対する変換方式を特定階調以上の階調ごとの画素数の累計値に従った変換と１次関数による変換を切り替える機能を持つことにより、特定階調以上の階調ごとの画素数がフレームにより不安定な場合でも安定した好適な表示が行えるようにしたものである。
【００１４】
更に、本発明は、表示画像を複数の領域に分割し、領域毎のヒストグラムを作成し領域毎の閾値階調を算出し、画像伸張方式を切り替える階調値を領域毎の閾値階調の最大値から算出することにより、より表示画像に適した伸張方式が得られるようにしたものである。
【００１５】
更に、本発明は、隣接画素との差分が一定値以上である表示画像の階調ごとの画素数を計測し、これを第２のヒストグラムとして、第２の閾値階調を計算し、画像伸張方式を切り替える階調値を第２の閾値階調から算出することにより、より表示画像に適した伸張方式が得られるようにしたものである。
【００１６】
更に、本発明は、表示画像を複数の領域に分割し、領域毎に隣接画素との差分が一定値以上である表示画像の階調ごとの画素数を計測し、これを第２のヒストグラムとして、第２の領域毎の閾値階調を計算し、画像伸張方式を切り替える階調値を第２の領域毎の階調値の最大のものから算出することにより、より表示画像に適した伸張方式が得られるようにしたものである。
【００１７】
更に、本発明は、前記画像の伸張方式を閾値階調で切り替える伸張方式において、閾値階調以下の表示画像は１次関数を用いて変換（伸張）され、該１次関数に閾値階調を入力した時の出力階調がある特定階調であり、最大階調と閾値階調の差と特定階調と閾値階調の差の比に従ってバックライトの光量を制御することにより、画質を劣化させることなく、または画面全体の表示輝度を変えることなく、バックライトによる消費電力を削減できるようにしたものである。
【００１８】
更に、本発明は、隣接画素との差分が一定値以上である表示画像の階調ごとの画素数を計測し、これを第２のヒストグラムとして、第２の閾値階調を計算し、画像伸張方式を切り替える階調値を第２の閾値階調から算出し、画像伸張方式を切り替える階調値以上の表示画像に対しても１次関数で変換（伸張）を行うことにより、より簡単な回路で表示画像に適した伸張方式が得られるようにしたものである。
【００１９】
更に、本発明は、表示画像を複数の領域に分割し、領域毎に隣接画素との差分が一定値以上である表示画像の階調ごとの画素数を計測し、これを領域毎第２のヒストグラムとして、第２の領域毎閾値階調を計算し、画像伸張方式を切り替える階調値を第２の領域毎閾値階調の最大階調値から算出し、画像伸張方式を切り替える階調値以上の表示画像に対しても１次関数で変換（伸張）を行うことにより、より簡単な回路で表示画像に適した伸張方式が得られるようにしたものである。
【００２０】
更に、本発明は、表示画像を複数の領域に分割し、領域毎にヒストグラムを生成し、領域毎に求めた最大階調からの累計値が一定値に達した領域毎閾値階調値の最大値から、画像伸張方式を切り替える階調値を算出し、画像伸張方式を切り替える階調値以上の表示画像に対しても１次関数で変換（伸張）を行うことにより、より簡単な回路で表示画像に適した伸張方式が得られるようにしたものである。
【００２１】
更に、本発明は、表示画像を複数の領域に分割し、領域毎にヒストグラムを生成し、領域毎に求めた最大階調からの累計値が一定値に達した領域毎閾値階調値の最大値から、画像伸張方式を切り替える階調値を算出し、画像伸張方式を切り替える階調値以上の表示画像に対しては、表示装置の最大階調に変換することにより、より簡単な回路で表示画像に適した伸張方式が得られるようにしたものである。
【００２２】
更に、本発明は、隣接画素との差分が一定値以上である表示画像の階調から算出したヒストグラムから求めた閾値階調値から、画像伸張方式を切り替える階調値を算出し、画像伸張方式を切り替える階調値以上の表示画像に対しては、表示装置の最大階調に変換することにより、より簡単な回路で表示画像に適した伸張方式が得られるようにしたものである。
【００２３】
更に、本発明は、表示画像を複数の領域に分割し、領域毎に、隣接画素との差分が一定値以上である表示画像の階調から算出したヒストグラムを生成し、領域毎に求めた最大階調からの累計値が一定値に達した領域毎エッジ閾値階調値の最大値から、画像伸張方式を切り替える階調値を算出し、画像伸張方式を切り替える階調値以上の表示画像に対しては、表示装置の最大階調に変換することにより、より簡単な回路で表示画像に適した伸張方式が得られるようにしたものである。
【発明の効果】
【００２４】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００２５】
本発明によれば、表示画像のコントラストを向上させる目的で設けられた階調の伸張を行う画像伸張回路において、特定階調以下の階調に対しては、１次関数の傾きを１以上とすることにより、表示画像のコントラストを向上させることができる。
【００２６】
更に、本発明によれば、表示画像のコントラストを向上させる目的で設けられた階調の伸張を行う画像伸張回路において、特定階調以上の階調に対しては、ヒストグラムイコライゼーションを行うことにより、表示画像のコントラストを向上させることができる。
【００２７】
更に、本発明によれば、上記のようにコントラストを上げた画像のバックライトの輝度値をコントラストの上昇分だけ抑えることにより、バックライトの消費電力を下げることができる。
【００２８】
また、本発明によれば、画像のヒストグラムの上位数％の階調値をもとに、表示画像に対応した上記特定階調およびバックライト輝度を自動的に調整することができるので、表示画像に対応した好適な表示を行うことができる。
【００２９】
また、本発明によれば、分割した領域のヒストグラムや、エッジのヒストグラム情報などを用いることによって、表示画像に対応した上記特定階調およびバックライト輝度を自動的に調整することができるので、表示画像に対応した更に好適な表示を行うことができる。
【００３０】
また、本発明によれば、特定階調以上の変換方式をヒストグラムイコライゼーションと１次関数とを切り替えることができるので、上記特定階調以上のヒストグラムの分布がフレームごとに変わるような画像においても、特定階調以上の変換方式を１次関数に切り替えることにより、安定した変換を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００３２】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１に係る表示装置駆動回路で行う画像伸張処理の概要について、図１を用いて簡単に説明を行う。本実施の形態では、バックライト電力を下げるために、図１に示す操作を行う。図１（ａ）は、本実施の形態の表示装置駆動回路の入力階調と出力階調の関係を示す図である。図１（ｂ）は、表示画像のヒストグラムを示す図である。図１（ｂ）に示すように、表示画像において、ｔ階調３０１以上、最大階調（２５５階調）以下であるピクセルの数が、全ピクセル数のｐ％３０２であるｔ階調３０１をスレッシュホールド階調ｔ３０１と呼ぶ。図１（ｂ）上で、階調０と階調ｔの間にある階調ｚ３０２を考える。
【００３３】
本実施の形態では、階調ｔと階調ｚの差１７０２が階調ｔと最大階調（２５５階調）の差１７０１の定数倍となるように制御する。階調ｔと最大階調（２５５階調）の差１７０１がａの時、階調ｔと階調ｚの差１７０２は定数ｋを用いて、ｋａと表せる。定数ｋは、０以上１以下であることが望ましいが、システムによっては１以上の場合もありうる。
【００３４】
ここで、図１（ａ）の座標（０，０）と（ｔ，最大階調（２５５階調））を結ぶ１次関数１７０３の傾きをαと定義するとαは（数１）で表される。
【００３５】
【数１】
0005314936.tif 000002
【００３６】
表示画像のピクセルの階調値が、階調ｚ以下の時、本実施の形態のピクセル伸張回路は１次関数１７０３を用いて変換を行う。１次関数１７０３は（数２）で表される。
【００３７】
【数２】
0005314936.tif 000003
【００３８】
表示画像のピクセルの階調値が、ｚ以上の時、ヒストグラムイコライゼーションと言う手法を用いて変換を行う。
【００３９】
以下、ｚ階調以上の入力値に対する変換方式について、詳細に説明する。図１（ｃ）の１７０６は、ｚ＋１階調以上ｘ階調以下のヒストグラムの累積値（ピクセル数の総和）を示したものである。図１（ｂ）に示す各階調のピクセル数が関数Ｆ（ｘ）で表せるとする。ｚ＋１階調以上ｘ階調以下のヒストグラムの累積値（ピクセル数の総和）は、Ｆ（ｘ）を用いて（数３）と表せる。
【００４０】
【数３】
0005314936.tif 000004
【００４１】
１７０５は、ｚ＋１階調以上２５５階調以下のピクセル数の総和であり、（数４）で表せる。
【００４２】
【数４】
0005314936.tif 000005
【００４３】
階調ｚにおける１次関数１７０３の出力値と最大階調（２５５）の差１７０４は、１次関数１７０３の傾きα，定数ｋ，階調ｔと最大階調（２５５階調）の差ａを用いて、αｋａと表せる。このとき、ｚ＋１階調以上の入力値ｘに対する出力階調は、（数５）と表せる。
【００４４】
【数５】
0005314936.tif 000006
【００４５】
伸張処理を行わない場合のバックライト輝度１７０７をＢとおくと、バックライト輝度を１７０８（数６）に低減しても、階調ｚ以下の入力値に関しては変換前とまったく同等に表示でき、階調ｚ以上の階調に関してもコントラストを保って表示することができる。
【００４６】
【数６】
0005314936.tif 000007
【００４７】
このように変換することにより、従来の変換方法である、表示画像のピクセルの階調値が、スレッシュホールド階調ｔ３０１以下の時、該表示画像のピクセルを座標（０，０）と（ｔ，最大階調（２５５））を結ぶ１次関数１７０３で変換し、スレッシュホールド階調ｔ３０１以上の階調をすべて最大階調（２５５）に変換する従来の変換方法に比べ、白つぶれを回避することができる。また、ｚ階調以上の部分でも、コントラストを劣化させることなく好適な表示を得ることができる。
【００４８】
以下、本発明の実施の形態１に係る表示装置について説明する。
【００４９】
図２は、本発明の実施の形態１に係る表示装置のブロック図である。
【００５０】
図２において、１００は表示装置であり、該表示装置１００は、表示装置駆動回路１０１、中央処理装置（ＣＰＵ）１０２、表示メモリ１０３、内部バス１０４、バックライト１１１、液晶画面１１２を含んで構成される。
【００５１】
表示装置駆動回路１０１は、入出力インターフェイス回路１０５、ヒストグラム計数回路１０６、係数演算回路１０７、バックライトコントローラ１０８、ピクセル伸張回路１０９、液晶コントローラ１１０、白つぶれ補償パラメータ設定レジスタ１８０１、スレッシュホールド階調設定パラメータ設定レジスタ１１６、メモリ１１３、タイミング制御回路１１４、ピクセル伸張方式切り替えレジスタ１１０２を含んで構成される。ピクセル伸張方式切り替えレジスタ１１０２の値に従って、ピクセル伸張回路１０９は、動作を変える。
【００５２】
以下、実施の形態１の表示装置の動作について説明する。ＣＰＵ１０２は、液晶画面にデータを表示すべき時、白つぶれ補償パラメータ設定レジスタ１８０１に前記図１（ａ）に示す、ｚとｔの差１７０２と最大階調（２５５）とｔの差１７０１の比ｋの値を設定する。
【００５３】
また、スレッシュホールド階調設定パラメータ設定レジスタ１１６に図１（ｂ）に示すｐ％の値ｐ３０２を設定する。入出力インターフェイス回路１０５内の図示せざる表示開始レジスタへ表示開始モードを書き込み、表示メモリ１０３から表示データを入出力インターフェイス回路１０５経由でメモリ１１３へ転送する。該メモリ１１３のサイズはシステムによって異なるが、１フレーム分のフレームメモリを持つシステムが最近では一般的になってきている。メモリサイズは本実施の形態になんら影響を及ぼすものではなく、数バイトのＦＩＦＯのようなものでも、本実施の形態が実施できることは明白である。
【００５４】
表示開始モードになると、表示装置駆動回路１０１のタイミング制御回路１１４は、表示データの開始位置を示すフレームＳＹＮＣ信号を出力し、ＳＹＮＣ信号に同期して、表示データをメモリ１１３からヒストグラム係数回路１０６、ピクセル伸張回路１０９に出力する。
【００５５】
ヒストグラム係数回路１０６では、まず１画素分のＲ，Ｇ，Ｂの値から最大の値、ＲＧＢ最大値を抽出し、ＲＧＢ最大値を用いて、１フレーム分の表示データから各階調ごとのピクセル数を求め、ヒストグラム化する。１例として、ヒストグラム係数回路１０６で作成されたヒストグラムが、図１（ｂ）であるとする。
【００５６】
係数演算回路１０７では、最高階調（２５５階調）から、各階調までのピクセル数の和を求める。スレッシュホールド階調設定パラメータ設定レジスタ１１６に保存されている、図１（ｂ）に示すｐ％の値ｐ３０２を用いて、スレッシュホールド階調ｔ３０１を決定し、ピクセル伸張回路１０９に出力する。また、スレッシュホールド階調ｔ３０１から、（数６）を用いて、バックライト輝度値１１７をバックライトコントローラ１０８に出力する。
【００５７】
ピクセル伸張方式切り替えレジスタが値“０”に設定されている時、ピクセル伸張回路１０９では、図１に示すデータ変換（伸張）が行われる。係数演算回路１０７から与えられる、スレッシュホールド階調ｔ３０１を用いて、ピクセル伸張回路１０９では、白つぶれ補償パラメータ設定レジスタ１８０１に設定されているｋの値と係数演算回路１０７から与えられる、スレッシュホールド階調ｔ３０１を用いて、メモリ１１３から転送された表示データの階調が階調ｚ以下の時は、（数２）に従って、階調を伸張し、メモリ１１３から転送された表示データの階調が階調ｚ＋１以上の時は、（数５）に従って、階調を伸張し、伸張したデータを液晶コントローラ１１０へ転送する。
【００５８】
液晶コントローラ１１０は、ピクセル伸張回路１０９から与えられたデジタル値を液晶画面１１２を駆動するアナログ値に変換し、液晶画面に画像を表示する。
【００５９】
また、バックライトコントローラ１０８は、デジタル値であるバックライト輝度値１１７をバックライトを駆動する電流に変換し、バックライト１１１の輝度を調整する。
【００６０】
このように動作することにより、本実施の形態の表示装置は、図１に示す変換を実現し、特定階調ｚ以下の表示階調に関しては、画質劣化無しに、また特定階調ｚ以上の表示階調に関しても白つぶれさせることなく、コントラストを保って表示することができ、更にバックライト輝度を１７０７から１７０８に下げることができる。
【００６１】
なお、本実施の形態において、ｋをある階調値ｚとスレッシュホールド階調ｔの差１７０２と最大階調（２５５）とｔの差１７０１の比として定義したが、階調ｚと階調ｔの比としても、また閾値階調ｔと最大階調（２５５）の差とある階調値ｚと最大階調（２５５）の差の比としても良い。
【００６２】
また、閾値階調ｔと最大階調（２５５）の差と１７０４の比と定義しても良い。ある階調値ｚを決定するためのパラメータは、いろいろと考えられるが、発明の狙いを逸脱しなければ、どのように定義しても良い。
【００６３】
次に、ピクセル伸張方式切り替えレジスタが値“１”に設定されている時、ピクセル伸張回路１０９では、メモリ１１３から転送された表示データの階調が階調ｚ以下の時は、（数２）に従って、階調を伸張し、図１に示すデータ変換（伸張）伸張が行われる。メモリ１１３から転送された表示データの階調が階調ｚ＋１以上の時は、１次関数１７０９に従って階調を伸張し、図１に示すデータ変換（伸張）が行われる。１次関数１７０９は、（数７）で表される。
【００６４】
【数７】
0005314936.tif 000008
【００６５】
このように動作することにより、階調ｚ＋１以上のヒストグラムの分布がフレームごとに大きく変化するような場合においても、安定して表示を行うことができる。なお、本実施の形態では、３つのサブピクセルＲ，Ｇ，Ｂの内、最大のものを用いてヒストグラムを生成したが、これは特許性に影響を与えるものではなく、Ｒ，Ｇ，Ｂのすべての値を用いてヒストグラムを生成しても良い。
【００６６】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る表示装置について、図３を用いて説明する。実施の形態１では、階調ｚ以上の各階調に対するカウンタが必要となり、回路規模が大きくなってしまう。実施の形態２では、本質的に実施の形態１と同じであるが、省回路規模化を考慮した方式について説明を行う。図３（ｂ）は図１（ｂ）と同じ絵であり、表示画像のヒストグラムを示す図である。
【００６７】
本実施の形態では、階調ｚと最大階調２５５間を１６０１，１６０２，１６０３，１６０４というように、４つに等間隔に分ける。１６０１，１６０２の境界をｚ１、１６０２，１６０３の境界をｚ２、１６０３，１６０４の境界をｚ３とする。ｚ＋１階調以上ｚ１階調以下のヒストグラムの累積値Ｎ１、ｚ＋１階調以上ｚ１階調以下のヒストグラムの累積値Ｎ２、ｚ＋１階調以上ｚ１階調以下のヒストグラムの累積値Ｎ３、ｚ＋１階調以上２５５階調以下のヒストグラムの累積値をカウントする４つのカウンタを用いてカウントする。Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３は、（数８）で表せる。
【００６８】
【数８】
0005314936.tif 000009
【００６９】
ピクセル伸張回路１０９では、この３点を用いて補完した関数（数９）を用いて変換する。
【００７０】
【数９】
0005314936.tif 000010
【００７１】
このようにすることにより、階調ｚ以上のヒストグラム生成に要する回路は４つのカウンタだけで構成でき、回路を大幅に削減できる。
【００７２】
ここでは、階調ｚ、最大階調２５５間を４つに分割してカウントしたが、分割数はいくつでも同じように構成できることは明白であり本特許に影響を及ぼすものではない。また等間隔に分割したが、等間隔でなくとも同様に構成できることは明白である。
【００７３】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係る表示装置について、図４〜図７を用いて説明する。図４は本発明の実施の形態３に係る表示装置のブロック図である。実施の形態３は、実施の形態１とほとんど同じであるが、ピクセル伸張回路１０９で行う階調の伸張演算が異なる。
【００７４】
図５（ｂ）は、表示画像のヒストグラムを示す図である。図５（ｂ）に示すように、表示画像において、ピクセルの階調値がｔ階調３０１以上、最大階調（２５５階調）以下であるピクセルの数が、全ピクセル数のｐ％３０２であるｔ階調３０１をスレッシュホールド階調３０１と呼び、図１（ａ）上で、座標（ｔ，最大階調（２５５））と座標（ｔ，ｔ）の間にある点（ｔ，ｚ）３０５を考える。
【００７５】
本実施の形態では、表示画像のピクセルの階調値が、スレッシュホールド階調３０１以下の時、該表示画像のピクセルを座標（０，０）と（ｔ，ｚ）を結ぶ第１の１次関数３０８で変換する。第１の１次関数は（数１０）で表される。
【００７６】
【数１０】
0005314936.tif 000011
【００７７】
ここで、ｚとｔの差３０７と最大階調（２５５）とｔの差３０６の比をαと置くと、上記（数１０）は、（数１１）と書き換えられる。
【００７８】
【数１１】
0005314936.tif 000012
【００７９】
表示画像のピクセルの階調値が、スレッシュホールド階調ｔ３０１以上の時、スレッシュホールド階調値ｔ３０１以上のヒストグラムのピクセル数に対応した非線形演算を行う。以下、該非線形演算に対する説明を行う。
【００８０】
図５に示すようにスレッシュホールド階調ｔ３０１以上の階調に対するピクセル数の平均値８０２を計算し、ピクセル数が平均値のｖ倍の時、その階調に、ｖ階調を割り当てるという変換を行う。このような変換方式を一般にヒストグラムイコライゼーションと言う。
【００８１】
本実施の形態においては、入力階調幅２５５−ｔに対し、２５５−ｚと入力階調幅と出力階調幅が異なるため、ヒストグラムのピクセル数が平均値のｖ倍である階調に（数１２）に示す階調を割り当てる。
【００８２】
【数１２】
0005314936.tif 000013
【００８３】
更に、詳細に図６を用いて説明する。例えば、図６において、スレッシュホールド階調ｔ３０１が２４１階調であるとする。また、α４０２は、０．５に設定されているとする。このとき、ｚの値は、２４９となる。
【００８４】
図６に示すように、階調２４３から階調２５４のヒストグラムのピクセル数がｖ１であり、階調２４２と階調２５５のヒストグラムのピクセル数が８倍のｖ１である時、ヒストグラムの階調ごとの平均値は２倍のｖ１となる。αが０．５なので、入力階調１４階調（階調２４２〜階調２５５）に対し、出力階調は１−α＝０．５倍の７階調（階調２４９〜階調２５５）が割り振られている。
【００８５】
また、階調２４２のヒストグラムのピクセル数は、８×ｖ１，平均が２×ｖ１なので、階調２４２のヒストグラムのピクセル数は、平均の４倍となる。従って、２４２階調には４倍×０．５倍＝２階調が割り振られる。２４３階調から２５４階調のヒストグラムのピクセル数は、平均の１／２倍であるので、１／２×０．５＝１／４階調が割り振られる。
【００８６】
従って、２４３階調〜２４６階調が出力の２５１階調へ、２４７階調〜２５０階調が出力の２５２階調へ、２５１階調〜２５４階調が出力の２５３階調へ、割り振られる。階調２５５のヒストグラムのピクセル数は８×ｖ１であるので、２階調分となり図６（ｃ）に示すような入出力変換特性となる。
【００８７】
図４において、ヒストグラム計数回路１０６から、ピクセル伸張回路１０９へスレッシュホールド階調値以上のヒストグラムが信号線１１０１により出力され、スレッシュホールド階調値以上の変換の対応付けをピクセル伸張回路内の図示せざる回路で計算する。
【００８８】
このように変換することにより、コントラストの低下したスレッシュホールド階調ｔ３０１以上の階調において、コントラストを向上させることができ、更に良好な画質で、変換を行うことができる。
【００８９】
更に、レジスタ１１０２は、スレッシュホールド階調値以上のデータ変換（伸張）方式を切り替えるレジスタである。本レジスタ１１０２が“０”の時、ピクセル伸張回路１０９は、前に示したヒストグラムイコライゼーション方式でデータを変換する。本レジスタ１１０２が“１”の時、表示画像のピクセルの階調値が、スレッシュホールド階調ｔ３０１以下の時、該表示画像のピクセルを座標（０，０）と（ｔ，ｚ）を結ぶ第１の１次関数３０８で変換する。
【００９０】
第１の１次関数は（数１０）で表される。表示画像のピクセルの階調値が、スレッシュホールド階調ｔ３０１以上の時、該表示画像のピクセルを座標（ｔ，ｚ）と（最大階調（２５５），最大階調（２５５））を結ぶ第２の１次関数３０９で変換する。第２の１次関数は（数１３）で表される。
【００９１】
【数１３】
0005314936.tif 000014
【００９２】
このように変換することにより、従来の変換方法である、表示画像のピクセルの階調値が、スレッシュホールド階調ｔ３０１以下の時、該表示画像のピクセルを座標（０，０）と（ｔ，最大階調（２５５））を結ぶ第３の１次関数８０３で変換し、スレッシュホールド階調ｔ３０１以上の階調をすべて最大階調（２５５）に変換する従来の変換方法に比べ、白つぶれを回避することができる。第３の１次関数は（数１４）で表される。
【００９３】
【数１４】
0005314936.tif 000015
【００９４】
ここで、ｚとｔの差３０７と最大階調（２５５）とｔの差３０６の比をαと置くと、上記（数１０）、（数１３）は、（数１１）、（数１５）と書き換えられる。
【００９５】
【数１５】
0005314936.tif 000016
【００９６】
レジスタ１１０２の値が“０”の場合でも、“１”の場合でも、画像伸張処理を行わない場合のバックライトの輝度を最大階調（２５５）の輝度を実現する輝度３１０とすると、１次関数３０８が最大階調（２５５）に到達する階調の輝度を実現する輝度３１１と下げることができる。
【００９７】
ここで、３１１の輝度は、輝度３１０をＢとおくと、（数１６）で表すことができる。
【００９８】
【数１６】
0005314936.tif 000017
【００９９】
また、第１の１次関数を用いてコントラストを上げることにより、バックライトの輝度を下げても、前記スレッシュホールド階調以下では元の表示画像と変わらない画質を保存し、レジスタ１１０２の値が“０”の場合、前記スレッシュホールド階調以上でも、白つぶれのない好適な画質を表示することができる。
【０１００】
また、レジスタ１１０２の値が“１”の場合、このように動作することにより、階調ｚ＋１以上のヒストグラムの分布がフレームごとに大きく変化するような場合においても、安定して表示を行うことができる。
【０１０１】
また、実施の形態１で示したヒストグラムイコライゼーションの実現方法と、実施の形態３で示したヒストグラムイコライゼーションの実現方法は、結果的に等価であり、どちらの実施の形態においても、どちらの方法を用いても良い。
【０１０２】
なお、本実施の形態において、αをある階調値ｚとスレッシュホールド階調ｔの差３０７と最大階調（２５５）とｔの差３０６の比として定義したが、図７に示すように角１２０１と角１２０２の比として定義しても良い。この場合も、同様に実施することができる。
【０１０３】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４に係る表示装置について図８および図９を用いて説明する。図８は本発明の実施の形態４に係る表示装置のブロック図である。実施の形態４は、実施の形態３と比較して、スレッシュホールド階調ｔ３０１の下限値を設定するスレッシュホールド階調下限値設定レジスタ４０１を備え、ＣＰＵ１０２がαを直接設定しない点が、実施の形態３と異なっているが、他は、実施の形態３と同様である。
【０１０４】
一般に暗い階調にばかり集中したヒストグラムを持っている表示画像でも、あまり、伸張率を高くすると（１次関数３０６の傾きを急にすると）、階調の段差が目に付くようになり、画質が劣化する。従って、本実施の形態では、暗い階調に集中したヒストグラムを持っている表示画像でも伸張率が一定値以下になるように、スレッシュホールド階調ｔ３０１の下限値ｑ５０１を設定する。
【０１０５】
図９に示すように、スレッシュホールド階調ｔ３０１の下限値ｑ５０１が、スレッシュホールド階調設定パラメータ設定レジスタ１１６に保存されているｐ％の値ｐ３０２を用いて決定した階調値ｔｒよりも高い場合、実際につぶれる量ｑ％を用いて、α４０２を係数演算回路１０７にて、（数１７）に従って決定する。
【０１０６】
【数１７】
0005314936.tif 000018
【０１０７】
このようにすることにより、ｑが０％の時は、白つぶれする画素がないので、５０５の直線で変換されることになり、最大のコントラストを得ることができる。また、ｑがｐ％の時は、α＝０．５となり、スレッシュホールド階調ｔ３０１においても、コントラストを得ることができるようになる。上記に述べたように、実施の形態２の様に構成することにより、表示画像により、最適なαを係数演算回路１０７にて、自動的に生成することが可能となる。
【０１０８】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５に係る表示装置について図１０、図１１を用いて説明する。図１０は本発明の実施の形態５に係る表示装置のブロック図である。実施の形態５も、２つの１次関数をα４０２に基づいて決定して表示画像の変換（伸張）を行う点では、実施の形態３、４と同じではあるが、αの決定方法が異なる。
【０１０９】
実施の形態５では、図１１に示すように、表示画像２１３を複数に分割して、それぞれの領域毎のヒストグラムを生成し、領域毎にヒストグラムの最大階調（２５５階調）からの累積値が、ｐ％となるスレッシュホールド階調を計算する。
【０１１０】
図１０中、レジスタ６０１，６０２は表示画像の領域分割数を設定するレジスタである。ヒストグラム係数回路１０６は、表示画像をレジスタ６０１，６０２に設定された分割数に縦方向、横方向に分割し、領域毎のヒストグラムと表示画像全体から生成したヒストグラムを作成する。
【０１１１】
例えば、図１１の例ではレジスタ６０１，６０２にそれぞれ、２と３が設定されていたとすると、表示画像を縦２、横３に分割し、それぞれの領域のヒストグラム２０７〜２１２を計算する。係数演算回路１０７は、領域毎のスレッシュホールド階調ｔ１〜ｔ６を計算する。複数の領域毎のスレッシュホールド階調ｔ１〜ｔ６の中から、最大のものを選択し、そのスレッシュホールド階調（例えばｔ３）と、表示画像２１３を分割せずに表示画像全体のヒストグラム図１１（ａ）から求めたスレッシュホールド階調ｔ３０１の比を用いて、（数１８）に従って計算する。
【０１１２】
【数１８】
0005314936.tif 000019
【０１１３】
このようにすることにより、領域毎のスレッシュホールド階調値の最大値が表示画像全体のヒストグラム図１１（ａ）から求めたスレッシュホールド階調ｔ３０１に比べ充分大きい時は、ある領域に高階調の部分が集中しているということであり、（数１８）により、αが小さくなるので、集中した高階調領域の中でも、コントラストを得ることができるようになり、白つぶれがなくなる。
【０１１４】
領域毎のスレッシュホールド階調値の最大値が表示画像全体のヒストグラム（図１１（ａ））から求めたスレッシュホールド階調ｔ３０１と等しい時は、（数１８）により、αが０．７５となるので、スレッシュホールド階調ｔ３０１以下のコントラストを充分大きくとることができるようになる。
【０１１５】
上記に述べたように、本実施の形態の様に構成することにより、表示画像により、最適なαを係数演算回路１０７にて、自動的に生成することが可能となる。
【０１１６】
（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６に係る表示装置について図１２、図１３を用いて説明する。図１２は本発明の実施の形態６に係る表示装置のブロック図である。実施の形態６も、２つの１次関数をα４０２に基づいて決定して表示画像の変換（伸張）を行う点では、実施の形態３〜５と同じではあるが、αの決定方法が異なる。
【０１１７】
図１３において、横軸は表示画像のある行の横方向の画素の位置である。縦軸は各画素の階調値を示す。
【０１１８】
本実施の形態においても、実施の形態４と同様に、ヒストグラムからスレッシュホールド階調ｔ３０１を決定するｐ％の値ｐ３０２を設定するスレッシュホールド階調設定パラメータ設定レジスタ１１６とスレッシュホールド階調ｔ３０１の下限値を設定するスレッシュホールド階調下限値設定レジスタ４０１を備える。
【０１１９】
レジスタ７０１はエッジヒストグラムをカウントする場合に、カウントを行う階調の差の最小値を規定するエッジ最小値設定レジスタであり、レジスタ７０２はエッジヒストグラムをカウントする場合に、カウントを行う階調の差の最大値を規定するエッジ最大値設定レジスタである。
【０１２０】
例えば、エッジ最小値設定レジスタ７０１には、全体の階調数が２５５の場合、人間の目が一般に段差を認識できると言われている８階調以上を認識するために、８を設定する。エッジ最小値設定レジスタの設定値をＥｍｉｎとする。エッジ最大値設定レジスタ７０２には、最大につぶれた場合でも、エッジがつぶれたことが、わからないような値、例えば、２×（２５５−ｔ）等を設定する。
【０１２１】
エッジ最大値設定レジスタの設定値をＥｍａｘとする。ここで、位置ｊとｊ＋１の階調がｇ１とｇ２であるとすると、ｇ１−ｇ２＞Ｅｍａｘの時、エッジヒストグラム計数回路はカウントアップされない。次に、位置ｊ＋１とｊ＋２において、Ｅｍａｘ≧ｇ１−ｇ３≧Ｅｍｉｎの時、エッジヒストグラム計数回路７０３内の高い方の階調ｇ１に対応する図示しないヒストグラムカウンタを１だけカウントアップする。
【０１２２】
ｇ３−ｇ５＞Ｅｍａｘの時、エッジヒストグラム計数回路７０３はカウントアップされない。ｇ４−ｇ５≦Ｅｍｉｎの時、エッジヒストグラム計数回路７０３はカウントアップされない。このようにして、エッジヒストグラム計数回路７０３では、エッジ情報を基にした第２のヒストグラムを計数する。
【０１２３】
レジスタ７０４は、エッジヒストグラム計数回路７０３からエッジヒストグラムスレッシュホールド階調ｔｅを決定するｐｅ％の値、エッジヒストグラムスレッシュホールド階調設定パラメータｐｅを設定するエッジヒストグラムスレッシュホールド階調設定パラメータ設定レジスタであり、係数演算回路７０５でエッジヒストグラム計数回路７０３の最高階調からのある階調までのヒストグラムの累計値を計算し、該累計値が全体の画素数のｐｅ％の時、その階調値をエッジスレッシュホールド階調と呼び、（数１９）を用いてα４０２を計算する。
【０１２４】
【数１９】
0005314936.tif 000020
【０１２５】
更に、実施の形態５のように領域を分割し、それぞれの領域毎のエッジヒストグラムを計数しても良い。この場合も、各領域の中の最大のものを選択してエッジスレッシュホールド階調とすることにより、同様に計算できる。この場合、領域を細くとることで、エッジ検出感度が高くなり、より好適な画質を得ることができるという特性がある。
【０１２６】
実施の形態４〜６による実施の形態３のαの自動設定方法は、実施の形態１，２において、ｋ＝１−αなどとすることによりｋを決定するのにも用いることができる。
【０１２７】
（実施の形態７）
次に、発明の実施の形態７に係る表示装置について、図１４および図１５を用いて説明する。図１４は本発明の実施の形態７に係る表示装置のブロック図である。実施の形態７は、実施の形態５と同じく、画面全体の表示画像のヒストグラムだけでなく、表示画像を分割し、分割した領域毎のヒストグラムを生成し、領域毎のスレッシュホールド階調と、画面全体の表示画像のヒストグラムから得られたスレッシュホールド階調を計算するという点では、実施の形態５と類似している。
【０１２８】
しかしながら、実施の形態７では、図１５に示すように、領域毎のスレッシュホールド階調のうち最大のもの１３０１と、画面全体の表示画像のヒストグラムから得られたスレッシュホールド階調３０１のうち、大きいほうのスレッシュホールド階調値Ｔｍａｘを、スレッシュホールド階調として用い、座標（０，０）と（Ｔｍａｘ，２５５）を結ぶ直線によって現される１次関数により、入力階調Ｔｍａｘ以下は変換し、入力階調Ｔｍａｘ以上は２５５階調に変換する点で実施の形態５と異なっている。
【０１２９】
実施の形態５と同様に、係数演算回路１０７で、画面全体の表示画像のヒストグラムだけでなく、表示画像を分割し、分割した領域毎のヒストグラムを生成し、領域毎のスレッシュホールド階調のうち最大のもの１３０１と、画面全体の表示画像のヒストグラムから得られたスレッシュホールド階調３０１のうち、大きいほうのスレッシュホールド階調値Ｔｍａｘをスレッシュホールド階調としてピクセル伸張回路１０９へ出力する。
【０１３０】
ピクセル伸張回路１０９では、入力階調に対し、図１５の１３０２，１３０３の直線で示される変換を行う。
【０１３１】
また、係数演算回路１０７は、バックライトの輝度が、伸張無しの時のバックライト輝度１３０４に対し、１３０５となるよう、信号１１７をバックライトコントローラ１０８に対し出力する。このように動作することにより、バックライト電力の削減率は低下するが、より明るい好適な表示を得ることができる。
【０１３２】
（実施の形態８）
次に、発明の実施の形態８に係る表示装置について、図１５および図１６を用いて説明する。図１６は本発明の実施の形態８に係る表示装置のブロック図である。実施の形態８は、図１５に示すように、スレッシュホールド階調値をｔとおくと、座標（０，０）と（ｔ，２５５）を結ぶ直線によって現される１次関数により、入力階調ｔ以下は変換し、入力階調ｔ以上は２５５階調に変換する。
【０１３３】
しかしながら、実施の形態８では、領域分割した複数の領域のスレッシュホールド階調を用いるのではなく、実施の形態６に示したエッジヒストグラムを用いる点が実施の形態７とは異なっている。
【０１３４】
図１６に示すように、係数演算回路７０５では、エッジヒストグラムから算出したエッジヒストグラムスレッシュホールド階調ｔｅを出力し、係数演算回路１０７では、通常の表示画面のヒストグラムから算出したスレッシュホールド階調ｔを出力し、比較回路７０６で、エッジヒストグラムスレッシュホールド階調ｔｅとスレッシュホールド階調ｔのうち大きいほうを選択して、ピクセル伸張回路１０９へ出力する。ピクセル伸張回路１０９では、実施の形態６と同様に図１５（ａ）に示す変換を行う。
【０１３５】
また、比較回路７０６の出力によりバックライトコントローラを制御する。
【０１３６】
このように動作することにより、実施の形態７においても、バックライト電力の削減率は低下するが、より明るい好適な表示を得ることができる。
【０１３７】
（実施の形態９）
次に、本発明の実施の形態９に係る表示装置駆動回路で行う画像伸張処理の概要について図１７を用いて説明する。図１７は本発明の実施の形態９に係る表示装置駆動回路で行う画像伸張処理を説明するためのピクセル値変換器の構成を示す構成図である。実施の形態９では、変換回路となる実施の形態１のピクセル伸張回路１０９を以下のように変更する。
【０１３８】
表示画像のピクセルの階調値が、ｚ以上の時、ヒストグラムイコライゼーションを用いて変換を行うが、このときピクセル数の計数前に、図１７に示すピクセル値変換器でピクセル値を操作し、Ｘ１より大きい階調の値を０に変換する。
【０１３９】
ここで、Ｘ１はレジスタ９００として実装され、外部からｚより大きい任意の値を設定可能とする。この操作したピクセル値について、ヒストグラムイコライゼーションを用いて変換を行う。
【０１４０】
以下、図１８および図１９により、本発明の実施の形態９に係る表示装置駆動回路におけるｚ階調以上の入力値に対する変換方式について、実施の形態１との違いを詳細に説明する。図１８は本発明の実施の形態９に係る表示装置駆動回路のピクセル値の入出力の関係を示す図、図１９は本発明の実施の形態９に係る表示装置駆動回路において効果が見込める画像の一例を示す図である。
【０１４１】
実施の形態１と同様に、各階調のピクセル数が関数Ｆ（ｘ）で表せるとすると、ｚ＋１階調以上ｘ階調以下のヒストグラムの累積値（ピクセル数の総和）は、Ｆ（ｘ）を用いて（数２０）と表せる。
【０１４２】
【数２０】
0005314936.tif 000021
【０１４３】
関数Ｆ（ｓ）は、ｓ＞Ｘ１ではその階調のピクセルが存在しないように変換されているため、値が０となる。このため、ｘ＞Ｘ１では、ヒストグラムの累積値は一定となり、ｚ＋１からＸ１までの累積値となる。これによって、ｚ＋１階調以上の入力値ｘに対する出力階調は、（数２１）と表せる。
【０１４４】
【数２１】
0005314936.tif 000022
【０１４５】
つまり、ｘ≦Ｘ１の領域では、実施の形態１と同一の式となるが、ｘ＞Ｘ１の領域では、出力は最大階調（２５５）に一定となる。この場合の入力階調と出力階調の関係は図１８示すようになる。図１８は３つの領域をもち、ｘ≦ｚでは、実施の形態１の（数２）の式で表される関係となり、ｚ＜ｘ≦Ｘ１の領域では（数２１）の上の式、つまり、実施の形態１の（数５）で表される関係になる。そして、Ｘ１＜ｘ≦最大階調（２５５）では、（数２１）の下の式で表されるように、出力は常に最大階調（２５５）となる。
【０１４６】
このように変換することにより、例えば、図１９に示されるような、表示画像に高輝度のＧＵＩが含まれていた場合に、その高輝度のピクセルに影響されることなくｘ＞ｚ以上の領域のヒストグラムイコライゼーションを用いた変換を行うことができる。
【０１４７】
（実施の形態１０）
次に、本発明の実施の形態１０に係る表示装置駆動回路で行う画像伸張処理の概要について説明する。実施の形態１０では、実施の形態２のピクセル伸張回路を以下のように変更する。
【０１４８】
表示画像のピクセルの階調値が、ｚ以上の時、ヒストグラムイコライゼーションを用いて変換を行うが、このときピクセル数の計数前に、実施の形態９の図１７に示す回路でピクセル値を操作し、Ｘ１より大きい階調の値を０に変換する。ここで、Ｘ１は実施の形態９と同様に、レジスタ９００として実装され、外部からｚより大きい任意の値を設定可能とする。この操作したピクセル値について、ヒストグラムイコライゼーションを用いて変換を行う。
【０１４９】
以下、図２０より、本発明の実施の形態１０に係る表示装置駆動回路におけるｚ階調以上の入力値に対する変換方式について、実施の形態２との違いを詳細に説明する。図２０は本発明の実施の形態１０に係る表示装置駆動回路のピクセル値の入出力の関係を示す図である。
【０１５０】
実施の形態２と同様に、各階調のピクセル数が関数Ｆ（ｘ）で表せるとすると、４つのカウンタで計数するＮ１，Ｎ２，Ｎ３は、（数２２）で表される。ただし、本実施の形態では、ｚ２＜Ｘ１≦ｚ３の場合とする。
【０１５１】
【数２２】
0005314936.tif 000023
【０１５２】
関数Ｆ（ｓ）は、ｓ＞Ｘ１ではその階調のピクセルが存在しないように変換されているため、値が０となる。このため、Ｎ３では、ヒストグラムの累積値は一定となり、ｚ＋１からＸ１までの累積値となる。これによって、ｚ＋１階調以上の入力値ｘに対する出力階調は、（数２３）と表せる。
【０１５３】
【数２３】
0005314936.tif 000024
【０１５４】
つまり、ｘ≦Ｚ３の領域では、実施の形態１と同一の式となるが、ｘ＞Ｚ３の領域では、出力は最大階調（２５５）に一定となる。この場合の入力階調と出力階調の関係は図２０に示すようになる。図２０は３つの領域をもち、ｘ≦ｚでは、実施の形態１の（数２）の式で表される関係となり、ｚ＜ｘ≦Ｚ３の領域では（数９）の一番下の式を除いた上３つの式で表される関係になる。そして、Ｚ３＜ｘ≦最大階調（２５５）では、（数２３）の下の式で表されるように、出力は常に最大階調（２５５）となる。
【０１５５】
このように変換することにより、実施の形態９と同様に、例えば、図１９に示されるような、表示画像に高輝度のＧＵＩが含まれていた場合に、その高輝度のピクセルに影響されることなくｘ＞ｚ以上の領域のヒストグラムイコライゼーションを用いた変換を行うことができる。
【０１５６】
（実施の形態１１）
以下、図２１より、本発明の実施の形態１１に係る表示装置駆動回路における係数決定方式について、実施の形態２との違いを詳細に説明する。図２１は本発明の実施の形態１１に係る表示装置駆動回路の係数演算回路周辺図である。
【０１５７】
図２１において、ヒストグラム計数回路１０６と係数演算回路１０７については、実施の形態２と同一の動作を行う。
【０１５８】
本実施の形態では、係数演算回路１０７の出力である演算された係数４８０１を直接使用せずに、差分計算回路４８０３に入力し、別途保存している係数現在値レジスタ４８０２の値との差分４８０４を求める。これを更新値生成回路４８０５で、係数不感領域レジスタ４８０７の値と比較し、係数不感領域レジスタ４８０７の値より差分４８０４が同一か大きければ、係数現在値レジスタ４８０２の更新を許可する。
【０１５９】
この場合、係数現在値レジスタ４８０２の値を演算された係数４８０１に接近するように加減算し、この値で係数現在値レジスタ４８０２を更新する。このとき、加減算する単位は、係数変化量レジスタ４８０６で設定されている値を加減算する。
【０１６０】
また、係数現在値レジスタ４８０２の値より差分４８０４が小さい場合は、係数現在値レジスタ４８０２の更新はされず、現在値を保持する。そして、係数現在値レジスタ４８０２の値が係数１１７として出力され、以降、実施の形態２と同一の動作となる。
【０１６１】
このように構成することによって、以下の動作をする。入力画像が大きく変化し、それによりヒストグラム計数回路１０６の出力も大きく変化した場合にも、係数は１フレームにつき係数変化量レジスタ４８０６の値だけ変化し、複数フレームかけて新しい画像の係数へ収束するよう動作する。これによって、急激な画像変化に対して、表示画素値が急激に変化してフリッカとなることを防止する。
【０１６２】
また、係数不感領域レジスタ４８０７の値未満の変化に対しては、係数を変化させず、以上となった場合のみ係数変化をスタートさせるよう動作するため、動画像などの入力によるヒストグラム計数回路１０６の出力が微細に不安定に変化した場合でも、係数を微細に変化させず安定させ、フリッカを防止する。
【０１６３】
図２２で実施の形態１１の動作のうち、表示画素値が急激に変化した場合の動作を説明する。図２２（ａ）は係数現在値レジスタ４８０２の値と係数演算回路１０７の出力値の関係を示している。図２２（ａ）の４９０１に示される実線が係数現在値レジスタ４８０２の値による、入力階調・出力階調グラフで、図２２（ａ）の４９０２に示される破線が係数演算回路１０７の出力値による、入力階調・出力階調グラフである。折れ線頂点にあたる部分に差があり、これによりグラフ全体の差が出ている。
【０１６４】
図２２（ｂ）は、図２２（ａ）にさらに更新値生成回路４８０５の出力値との関係を示している。図２２（ｂ）の４９０１に示される細かい破線の係数現在値レジスタ４８０２の値に対し、折れ線頂点に図２２（ｂ）の４９０３に示した分量だけ加算され、図２２（ｂ）の４９０４に示される更新値生成回路４８０５の出力値が生成されている。この図２２（ｂ）の４９０３に示される加算値は、係数変化量レジスタ４８０６に設定されている値である。図２２では、図２２（ｂ）の４９０４は、図２２（ａ）の４９０２に示す係数演算回路１０７の出力に接近しているが、収束はしていない状態である。
【０１６５】
図２２（ｃ）は、次のフレームでの更新値生成回路４８０５の出力値である。次のフレームでの係数現在値レジスタ４８０２の値は、図２２（ｂ）の４９０４に示される値となっており、この値に対してさらに加算され、最終的に係数演算回路１０７の出力値である図２２（ｃ）の４９０５に示される値に収束している。図２２では、増加方向への動作のみ記載したが、減少方向への動作も同一となる。
【０１６６】
図２３で実施の形態１１の動作のうち、１０６のヒストグラム計数回路の出力が微細に不安定に変化した場合の動作を説明する。図２３（ａ）は係数現在値レジスタ４８０２の値と係数不感領域レジスタ４８０７の値によって設定される上限値、下限値の関係を示している。図２３（ａ）の５００１に示される実線が係数現在値レジスタ値による、入力階調・出力階調グラフである。
【０１６７】
これに対し、図２３（ａ）の５００２に示される範囲が係数不感領域レジスタ４８０７の値で設定される不感領域の範囲である。これによって、不感領域の上限値は図２３（ａ）の５００３に示される入力階調・出力階調グラフで表され、下限値は図２３（ａ）の５００４に示される入力階調・出力階調グラフで表される。
【０１６８】
図２３（ｂ）は係数演算回路１０７の出力値が不感領域の範囲内にある場合を示している。図２３（ｂ）の５００５に示される細かい破線が係数演算回路１０７の出力値で、これが荒い破線で示されている不感領域の上限値と下限値の間に存在するため、係数現在値レジスタ４８０２の更新は行われず、係数１１７も変化しない。
【０１６９】
図２３（ｃ）は、係数演算回路１０７の出力値が不感領域の範囲外となる場合を示している。図２３（ｃ）の５００６に示される細かい破線が係数演算回路１０７の出力値で、これが荒い破線で示されている不感領域の上限値を超えているため、係数現在値レジスタ４８０２は更新され、係数１１７は図２３（ｃ）の５００６に示される値に徐々に接近する。図２３は、係数演算回路１０７の出力値が上限値以上となる場合であるが、下限値以下の場合も同様の動作となる。
【０１７０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１７１】
本発明はバックライトと液晶などの透過率を制御する素子を用いた表示装置、例えば液晶表示装置を用いたテレビやパーソナルコンピュータ、携帯電話などに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１７２】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態１に係る表示装置駆動回路の画像伸張処理の概要を説明する図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る表示装置のブロック図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態２に係る表示装置の画像伸張処理の概要を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る表示装置のブロック図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態３に係る表示装置のα決定方式を説明する図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態３に係る表示装置のスレッシュホールド階調以上の変換方式を説明する図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態３に係る表示装置のαのもう１つの定義方法を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る表示装置のブロック図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態４に係る表示装置のα決定方式を説明する図である。
【図１０】本発明の実施の形態５に係る表示装置のブロック図である。
【図１１】（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態５に係る表示装置のα決定方式を説明する図である。
【図１２】本発明の実施の形態６に係る表示装置のブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態６に係る表示装置のカウントを行うエッジの幅について説明する図である。
【図１４】本発明の実施の形態７に係る表示装置のブロック図である。
【図１５】（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態７，８に係る表示装置の階調変換（伸張）方式を説明する図である。
【図１６】本発明の実施の形態８に係る表示装置のブロック図である。
【図１７】本発明の実施の形態９に係る表示装置駆動回路で行う画像伸張処理を説明するためのピクセル値変換器の構成を示す構成図である。
【図１８】本発明の実施の形態９に係る表示装置駆動回路のピクセル値の入出力の関係を示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態９に係る表示装置駆動回路において効果が見込める画像の一例を示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態１０に係る表示装置駆動回路のピクセル値の入出力の関係を示す図である。
【図２１】本発明の実施の形態１１に係る表示装置駆動回路の係数演算回路周辺図である。
【図２２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態１１における画像が急激に変化した場合の動作例を示す図である。
【図２３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態１１における画像が細かく変化した場合の動作例を示す図である。
【符号の説明】
【０１７３】
１００…表示装置、１０１…表示装置駆動回路、１０２…中央処理装置（ＣＰＵ）、１０３…表示メモリ、１０４…内部バス、１０５…入出力インターフェイス回路、１０６…ヒストグラム計数回路、１０７…係数演算回路、１０８…バックライトコントローラ、１０９…ピクセル伸張回路、１１０…液晶コントローラ、１１１…バックライト、１１２…液晶画面、１１３…メモリ、１１４…タイミング制御回路、１１５…白つぶれ補償パラメータ設定レジスタ、１１６…スレッシュホールド階調設定パラメータ設定レジスタ、１１７…バックライト輝度値、３０１…スレッシュホールド階調ｔ、３０２…スレッシュホールド階調設定パラメータｐ％、３０３…データを伸張しない場合の入出力関係を示す１次関数を示す直線、３０４…座標（ｔ，２５５）、３０５…座標（ｔ，２５５）と座標（ｔ，ｔ）の間の点の座標（ｔ，ｚ）、３０６…ｚとｔの差３０７と最大階調（２５５）とｔの差、３０７…ｚとｔの差、３０８…スレッシュホールド階調ｔ以下のデータ変換（伸張）の関係を示す１次関数を示す直線、３０９…スレッシュホールド階調ｔ以上のデータ変換（伸張）の関係を示す１次関数を示す直線、３１０…伸張しない時のバックライト輝度の大きさを示す直線、３１１…データ伸張を行った時のバックライト輝度の大きさを示す直線、４０１…スレッシュホールド階調下限値設定レジスタ、４０２…ｚとｔの差３０７と最大階調（２５５）とｔの差３０６の比α、６０１…表示画像の縦方向領域分割数を設定するレジスタ、６０２…表示画像の横方向領域分割数を設定するレジスタ、７０１…エッジ最小値設定レジスタ、７０２…エッジ最大値設定レジスタ、７０３…エッジヒストグラム計数回路、７０４…エッジヒストグラムスレッシュホールド階調設定パラメータ設定レジスタ、７０５…係数演算回路、８０３…従来の方式によるスレッシュホールド階調以下のデータ変換（伸張）の関係を示す１次関数を示す直線、９００…レジスタ、１００１…階調２４３から２５４のヒストグラムのピクセル数、１００２…階調２４２から２５５のヒストグラムのピクセル数の平均値、１００３…階調２４２と２５５のヒストグラムのピクセル数、１１０１…ヒストグラムをピクセル伸張回路に送信する信号線、１１０２…スレッシュホールド階調値以上のデータ変換（伸張）方式を切り替えるレジスタ、１３０１…複数のスレッシュホールド階調のうち最大の階調、１３０２…複数のスレッシュホールド階調のうち最大の階調以下のデータ変換（伸張）の関係を示す１次関数を示す直線、１３０３…複数のスレッシュホールド階調のうち最大の階調以上のデータ変換（伸張）の関係を示す直線、１３０４…伸張しない時のバックライト輝度の大きさを示す直線、１３０５…データ伸張を行った時のバックライト輝度の大きさを示す直線、１６０１〜１６０４…階調ｚと最大階調（２５５）を等間隔に分割したそれぞれの区間、１７０１…階調ｔと最大階調（２５５）の差、１７０２…階調ｔと階調ｚの差、１７０３…階調ｚ以下のデータ変換（伸張）の関係を示す１次関数を示す直線、１７０４…階調ｚにおける１次関数１７０３の出力値と最大階調（２５５）の差、１７０５…ｚ＋１階調以上２５５階調以下のピクセル数���総和、１７０６…ｚ＋１階調以上ｘ階調以下のヒストグラムの累積値（ピクセル数の総和）、１７０７…伸張処理を行わない場合のバックライト輝度、１７０８…伸張処理後のバックライト輝度、４８０１…係数演算回路の出力、４８０２…係数現在値レジスタ、４８０３…差分計算回路、４８０４…差分値、４８０５…更新値生成回路、４８０６…係数変化量レジスタ、４８０７…係数不感領域レジスタ、４９０１…係数現在値レジスタの入力階調・出力階調グラフ、４９０２…係数演算回路の出力の入力階調・出力階調グラフ、４９０３…係数変化量レジスタ値、４９０４…更新値生成回路出力の入力階調・出力階調グラフ、４９０５…更新値生成回路出力の入力階調・出力階調グラフ、５００１…係数現在値レジスタの入力階調・出力階調グラフ、５００２…係数不感領域レジスタ値による範囲、５００３…係数不感領域レジスタで設定される上限値、５００４…係数不感領域レジスタで設定される下限値、５００５…係数演算回路の出力の入力階調・出力階調グラフ（不感領域内）、５００６…係数演算回路の出力の入力階調・出力階調グラフ（不感領域外）。
【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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【図２３】
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