(57)【要約】【課題】階調が失われることによる画質劣化を軽減する画像表示装置を提供する。【解決手段】映像表示部を含む画像表示装置において、映像補正回路２４の映像補正処理における映像信号中の画素値が、各画素を表現するビットの最大値を超えてオーバーフローする画素数の発生状況を定量的な値に変換する映像飽和量算出回路２５と、この映像飽和量算出回路２５で算出されたオーバーフロー評価値が、オーバーフローの判定基準となる映像領域毎の数を規定する第一の閾値よりも大きい映像領域については、対応する光源の輝度を調光値決定回路２０によって決定された光源輝度よりも高い値に設定する調光値調整回路２７とを備えている。これにより、映像補正処理において発生したオーバーフローを定量化し、この値に応じて次のフレームの光源輝度を増強する処理を行うことでオーバーフローに起因する階調の悪化を軽減する。【選択図】図１
2013213847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状に配置された各画素の透過率を画素毎に制御する透過率制御回路と、輝度を独立に制御可能な複数の光源を有し、前記透過率制御回路を透過する光を生成する透過光生成回路とから構成され、前記透過光生成回路から照射される光の量を前記透過率制御回路を用いて画素毎に制御することで映像を表示する映像表示部と、
前記映像表示部に表示するための映像が入力され、この入力された映像を前記複数の光源に対応した映像領域に分割し、各映像領域に含まれる画素の画素値情報を用いて対応する光源の輝度を決定する光源輝度決定回路と、
前記光源輝度決定回路によって決定された光源輝度から算出される前記透過光生成回路の面内輝度分布に応じて、前記光源輝度決定回路に入力された映像信号に対して映像補正処理を行う映像補正回路と、
前記映像補正回路の映像補正処理における映像信号中の画素値が、各画素を表現するビットの最大値を超えてオーバーフローする画素数の発生状況を定量的な値に変換するオーバーフロー定量化回路と、
前記オーバーフロー定量化回路で算出されたオーバーフロー評価値が、前記オーバーフローの判定基準となる映像領域毎の数を規定する第一の閾値よりも大きい映像領域については、対応する光源の輝度を前記光源輝度決定回路によって決定された光源輝度よりも高い値に設定する光源輝度増強回路と、を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像表示装置において、
前記オーバーフロー定量化回路は、対象フレーム内で前記映像補正処理時にオーバーフローが発生した画素の数を前記映像領域毎に集計するカウンタを含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項２記載の画像表示装置において、
前記オーバーフロー定量化回路は、前記映像補正処理においてオーバーフローが発生した画素が、前記オーバーフローの連続的な発生の判定基準となる映像領域毎の数を規定する第二の閾値よりも多く連続している場合にのみ前記カウンタの値を更新する連続オーバーフロー画素検出回路をさらに含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
請求項１記載の画像表示装置において、
前記オーバーフロー定量化回路は、対象フレームにおいて前記映像補正処理後の画素をヒストグラム集計する回路を含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
請求項１記載の画像表示装置において、
前記光源輝度増強回路によって光源輝度を上げる処理は、前記オーバーフロー定量化回路によってオーバーフローの発生状況を算出した次のフレームに対して行われることを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】
請求項１記載の画像表示装置において、
前記光源輝度増強回路は、前記オーバーフロー定量化回路で算出されたオーバーフロー評価値が、前記第一の閾値よりも小さい映像領域については、対応する光源の輝度を前記光源輝度決定回路によって決定された光源輝度よりも低い値に設定することを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】
平面状に配置された各画素の透過率を画素毎に制御する透過率制御回路と、輝度を独立に制御可能な複数の光源を有し、前記透過率制御回路を透過する光を生成する透過光生成回路とから構成され、前記透過光生成回路から照射される光の量を前記透過率制御回路を用いて画素毎に制御することで映像を表示する映像表示部と、
前記映像表示部に表示するための映像が入力され、この入力された映像を前記複数の光源に対応した映像領域に分割し、各映像領域に含まれる画素の画素値情報を用いて対応する光源の輝度を決定する光源輝度決定回路と、
前記光源輝度決定回路によって決定された光源輝度から算出される前記透過光生成回路の面内輝度分布に応じて、前記光源輝度決定回路に入力された映像信号に対して映像補正処理を行う映像補正回路と、
前記映像補正回路の映像補正処理における映像信号中の画素値が、各画素を表現するビットの最大値を超えてオーバーフローする画素数の発生状況を定量的な値に変換するオーバーフロー定量化回路と、
前記オーバーフロー定量化回路で算出されたオーバーフロー評価値が、前記オーバーフローの判定基準となる映像領域毎の数を規定する第一の閾値よりも大きい映像領域が、前記オーバーフローの判定基準となる全映像領域の数を規定する第三の閾値よりも多く存在する場合には、前記映像補正回路から出力された映像の全ての画素に対し、１よりも小さな補正係数Ｎを乗じる映像補正倍率調整回路と、を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項８】
請求項７記載の画像表示装置において、
前記オーバーフロー定量化回路は、対象フレーム内で前記映像補正処理時にオーバーフローが発生した画素の数を前記映像領域毎に集計するカウンタを含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
請求項８記載の画像表示装置において、
前記オーバーフロー定量化回路は、前記映像補正処理においてオーバーフローが発生した画素が、前記オーバーフローの連続的な発生の判定基準となる映像領域毎の数を規定する第二の閾値よりも多く連続している場合にのみ前記カウンタの値を更新する連続オーバーフロー画素検出回路をさらに含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
請求項７記載の画像表示装置において、
前記映像補正倍率調整回路による補正係数Ｎを乗じる処理は、前記オーバーフロー定量化回路によってオーバーフローの発生状況を算出した次のフレームに対して行われることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１１】
請求項７記載の画像表示装置において、
前記透過光生成回路に含まれる全ての光源の輝度に対して、前記補正係数Ｎの値から算出される１よりも大きな補正係数Ｐを乗じることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力された画像データを表示する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶のように自ら発光せずに、バックライトを使用する表示デバイスでは、バックライトの消費電力が表示デバイスの消費電力の大半を占めるケースが多い。この場合、バックライトの消費電力削減が表示デバイス全体の消費電力削減の鍵となる。
【０００３】
このため、暗い映像シーンではバックライトの光量を下げるといった処理を行うことで、表示デバイスの消費電力を下げる試みがなされている。単純にバックライトの光量を１／Ｎに低減させた場合、そのままでは画面の明るさも１／Ｎになってしまう。しかし、バックライトの光量を１／Ｎに低減させ、かつ、各画素の画素値を補正することで各液晶画素の透過率をＮ倍に増加させれば、最終的な画面の明るさを維持することが可能となる。
【０００４】
ただし、各液晶画素の透過率はその液晶素子で実現可能な最大透過率よりも大きな値にすることは出来ない。このため、Ｎの値には上限が存在する。画質の劣化が起こらない範囲でＮを最大にするためには、表示画像の中で一番明るい画素に対応した液晶画素の透過率がその液晶素子の最大透過率となるようにＮの値を調整するとよい。このように、画面全体のバックライト輝度値を一括して制御する方法をグローバルディミングと言う（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
グローバルディミングは画面の中に一カ所でも輝点があると、これにＮの値が引きずられてバックライト全体の輝度が上がってしまう。このため、映像の内容によっては電力削減効果が出にくい場合がある。
【０００６】
そこで近年では、画面を小さな領域に分割し、各領域と一対一に対応した光源を用意し、各光源の発光強度を独立に制御可能とすることで、領域毎にバックライトの輝度を制御するローカルディミングまたはエリア制御と呼ばれる方式が注目を浴びている（例えば非特許文献１参照）。
【０００７】
この方式では領域毎に、グローバルディミングと同様の方法でその領域の中の画素値に基づき、対応する光源の発光強度を決定する。これを画面内の全ての領域に対して行うことで、全光源の発光強度を決定する。これらの値を用いて、各光源を制御すると共に、グローバルディミングの場合と同様に入力画像の各画素値を補正することで、映像の品質をほとんど劣化させずに消費電力を削減することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−１１３０５２号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｐｒｏｃ．ｏｆ  ＡＳＩＤ’０６，８−１２  Ｏｃｔ，Ｎｅｗ  Ｄｅｌｈｉ  ｐｐ．１６８−１７１  “Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ  Ｌｏｃａｌ  Ｄｉｍｍｉｎｇ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ  Ｃｏｎｔｒａｓｔ  ＬＣＤ−ＴＶ”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、前述したように、液晶のようにバックライトを用いた表示デバイスの消費電力を削減する方式として、ローカルディミングまたはエリア制御と呼ばれる方式があるが、この方式では、バックライト光量の減光量を大きくしすぎると、バックライトの減光量を補うための映像補正処理でオーバーフローが発生し、階調が失われることがある。ここで言うオーバーフローとは、映像信号中の画素値が各画素を表現するビットの最大値を超える状況のことである。
【００１１】
そこで本発明では、この課題を解決し、その代表的な目的は、階調が失われることによる画質劣化を軽減する画像表示装置を提供することにある。
【００１２】
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】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１４】
すなわち、代表的な実施の形態における画像表示装置は、映像表示部を含み、この映像表示部は、平面状に配置された各画素の透過率を画素毎に制御する透過率制御回路と、輝度を独立に制御可能な複数の光源を有し、透過率制御回路を透過する光を生成する透過光生成回路とから構成され、透過光生成回路から照射される光の量を透過率制御回路を用いて画素毎に制御することで映像を表示する回路である。
【００１５】
そして、本実施の形態における画像表示装置は、光源輝度決定回路と、映像補正回路と、オーバーフロー定量化回路と、光源輝度増強回路とを備えていることを特徴とする。光源輝度決定回路は、映像表示部に表示するための映像が入力され、この入力された映像を複数の光源に対応した映像領域に分割し、各映像領域に含まれる画素の画素値情報を用いて対応する光源の輝度を決定する回路である。映像補正回路は、光源輝度決定回路によって決定された光源輝度から算出される透過光生成回路の面内輝度分布に応じて、光源輝度決定回路に入力された映像信号に対して映像補正処理を行う回路である。オーバーフロー定量化回路は、映像補正回路の映像補正処理における映像信号中の画素値が、各画素を表現するビットの最大値を超えてオーバーフローする画素数の発生状況を定量的な値に変換する回路である。光源輝度増強回路は、オーバーフロー定量化回路で算出されたオーバーフロー評価値が、オーバーフローの判定基準となる映像領域毎の数を規定する第一の閾値よりも大きい映像領域については、対応する光源の輝度を光源輝度決定回路によって決定された光源輝度よりも高い値に設定する回路である。
【００１６】
また、本実施の形態における別の画像表示装置は、光源輝度増強回路に代えて、映像補正倍率調整回路を備えていることを特徴とする。映像補正倍率調整回路は、オーバーフロー定量化回路で算出されたオーバーフロー評価値が、オーバーフローの判定基準となる映像領域毎の数を規定する第一の閾値よりも大きい映像領域が、オーバーフローの判定基準となる全映像領域の数を規定する第三の閾値よりも多く存在する場合には、映像補正回路から出力された映像の全ての画素に対し、１よりも小さな補正係数Ｎを乗じる回路である。
【発明の効果】
【００１７】
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。
【００１８】
すなわち、代表的な実施の形態における画像表示装置を用いることで、階調が失われることによる画質劣化を軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１における画像表示装置の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１において、映像飽和量算出回路の構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１において、調光値調整回路の構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１において、図１４の断面ＸＹに対する図１中の各信号の値の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２における画像表示装置の構成の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２において、映像飽和量算出回路の構成の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２において、補正倍率調整回路の構成の一例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２において、図１４の断面ＸＹに対する図５中の各信号の値の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３における画像表示装置の構成の一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態４における画像表示装置の構成の一例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態５において、映像飽和量算出回路の構成の一例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態５において、調光値調整回路の構成の一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態６において、画像表示装置を搭載したテレビの構成の一例を示す図である。
【図１４】本発明の前提として検討した画像表示装置において、ロウソクの炎が表示された画面の一部の一例を示す図である。
【図１５】本発明の前提として検討した画像表示装置において、エリア制御を実現する装置構成の一例を示す図である。
【図１６】図１４の断面ＸＹに対する図１５中の各信号の値の一例を示す図である。
【図１７】本発明の前提として検討した画像表示装置において、エリア制御における液晶パネルとバックライトの分割の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。この際に、本発明の実施の形態の特徴を分かり易くするために、本発明の実施の形態を本発明の前提として検討した技術と比較して説明する。なお、本発明の実施の形態、本発明の前提として検討した技術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。
【００２１】
＜本発明の前提として検討した技術＞
液晶のようにバックライトを用いた表示デバイスの一例である液晶表示装置では、画面の明るさは各座標におけるバックライトの明るさと、対応する位置にある液晶素子の透過率の積で算出される。ローカルディミングまたはエリア制御と呼ばれる方式（以下では単にエリア制御と言う）では、映像を複数のエリアに分割し、各エリアの映像に応じて対応する光源の輝度を低下させることにより消費電力の低減を実現する。光源の輝度を低下させると、各座標におけるバックライト輝度が低下するが、対応する位置にある液晶素子の透過率を上げることで、同一の輝度を維持することが可能となる。
【００２２】
一般的な液晶パネルでは、入力画素値と液晶素子の透過率の間には、（式１）の関係がある。ここで、画素の値は８ビットで表現されるものとしている。
【００２３】
透過率＝ｇａｍｍａ（画素値／２５５）    （式１）
ここで、ｙ＝ｇａｍｍａ（ｘ）はガンマ関数と呼ばれる関数で、べき乗関数に近い特性となっている。
【００２４】
これを用いて、エリア制御適用前のある座標の明るさを算出すると、（式２）のようになる。ここで、ＢＬ輝度はバックライト輝度のことである。
【００２５】
画面の明るさ＝ｇａｍｍａ（画素値／２５５）×ＢＬ輝度    （式２）
エリア制御適用後の画面の明るさ、画素値、ＢＬ輝度に「’」を付けて表すこととすると、エリア制御適用後の画面の明るさは、（式３）で表すことができる。
【００２６】
画面の明るさ’＝ｇａｍｍａ（画素値’／２５５）×ＢＬ輝度’    （式３）
ここで、エリア制御によって画面の明るさが変わらないように制御するには、（式２）と（式３）の右辺が等しくなる必要がある。（式２）の右辺＝（式３）の右辺として式を変形していくと、（式４）のようになる。
【００２７】
ｇａｍｍａ（画素値’／２５５）
＝ＢＬ輝度／ＢＬ輝度’×ｇａｍｍａ（画素値／２５５）    （式４）
さらに式を簡略化するために、ｙ＝ｇａｍｍａ（ｘ）はべき乗特性であることを利用すると共に、その逆関数をｘ＝ｉｇａｍｍａ（ｙ）と置くと、（式４）は（式５）のように簡略化することが可能となる。
【００２８】
画素値’＝１／ｉｇａｍｍａ（ＢＬ輝度’／ＢＬ輝度）×画素値    （式５）
このように、エリア制御前後のバックライト輝度比とエリア制御前の画素値からエリア制御後の画素値を算出することができる。
【００２９】
この一連の流れを図１４〜１７を用いて説明する。図１４〜１７は本発明の前提として検討した画像表示装置における一例であり、図１４はロウソクの炎が表示された画面の一部、図１５はエリア制御を実現する装置構成、図１６は図１４の断面ＸＹに対する図１５中の各信号の値、図１７はエリア制御における液晶パネルとバックライトの分割を示している。
【００３０】
まず、エリア制御における液晶パネルとバックライトの分割の一例を説明する。液晶表示装置では、図１７のように液晶パネル５とバックライト３を重ねて使用し、バックライト３から照射された光が液晶パネル５を通過するようにしている。液晶パネル５は、印加電圧に応じて光の透過量を変えることが可能な液晶素子を二次元平面上に並べた構成となっており、表示対象の映像の各画素の画素値に応じて、対応する液晶素子の透過率を制御し、バックライト３からの光の透過量を調整することで入力映像の画素値分布に応じた輝度分布を再現し、映像を人間の目に見える形で表現することが可能となっている。
【００３１】
この例では、エリア制御を行うために、液晶パネル５を縦横方向に各４等分し、領域（０，０）〜（３，３）の計１６個の領域に分割して考える。領域数が液晶パネル５に含まれる画素数よりも多いので、一つの領域には複数の画素が含まれることになる。バックライト３に関しても、液晶パネル５の各領域に対応するように、光源（０，０）〜（３，３）の計１６個の領域に分割する。バックライト３の光源を、発光ダイオードなどの複数の発光素子で構成し、各領域に対応するように、バックライト３内に分散して配置することで、各領域ごとに独立して発光輝度を制御することが可能となる。なお、ここでは分割数を１６個としたが、これは一例であり、本発明はこの分割数に限定されるものではない。
【００３２】
このようなエリア制御における領域（エリアとも記す）分割において、ロウソクの炎が表示された場合を説明する。図１４において、背景部分は画素値＝０の黒である。破線はエリア制御を行う際のエリア境界を示しており、炎の中心が存在するエリアをエリアＢ、その左側のエリアをエリアＡ、右側のエリアをエリアＣと呼ぶこととする。また、実際の画素は二次元に分布しているが、ここでは説明を簡単にするために水平断面ＸＹに注目して、処理の流れを説明する。
【００３３】
図１５において、入力画像１１はＲＧＢの３つの成分からなる映像信号であり、各成分は８ビット幅であり、０〜２５５の値をとりうるものとする。この炎の画像では、水平断面ＸＹ上の入力画像は図１６（１）のようになる。図１６の全てのグラフにおいて横軸は水平位置であり、図１６（１）の縦軸は画素値である。ここでは説明を簡単にするため１つの成分のみを図示している。この図１６（１）を見ると、炎以外の黒背景部分の輝度は０であり、炎の部分は中央部の輝度が高い上に凸の画素値分布を示していることがわかる。各画素の最大値が２５５よりも小さな値であることから、エリア制御を行わない状態では、炎の部分の階調は正しく表示されることになる。
【００３４】
図１５において、エリア制御ＬＳＩ１内の調光値決定回路２０は、入力画像１１から各エリアに対応した光源の発光強度を示す値である調光値１２を算出する回路である。ここでは、調光値１２は全消灯状態である０％〜最大輝度となる１００％の値で表すこととする。入力画像１１から最適な調光値１２を決定する方法はいろいろ考えられるが、ここでは、単純にエリア内の画素の最大値から光源輝度を決定する方法を使用する。すなわち、エリア内の最大画素を補正したときに、補正後の画素値が２５５となるようにバックライト輝度を決定する。前述した（式４）において、画素値’を２５５、画素値をエリア内の最大画素値とすることで、（式６）となる。
【００３５】
ｇａｍｍａ（２５５／２５５）
＝ＢＬ輝度／ＢＬ輝度’×ｇａｍｍａ（最大画素値／２５５）    （式６）
これを変形し、ｇａｍｍａ（１）＝１であることを利用すると、（式７）となる。
【００３６】
ＢＬ輝度’／ＢＬ輝度＝ｇａｍｍａ（最大画素値／２５５）    （式７）
なお、入力映像がカラーの場合、最大画素値はＲＧＢ全ての成分の中で最大の値を使用する。今回の例では、図１６（２）のように調光値が算出されたものとする。すなわち、エリアＡ、Ｃの調光値は０％、エリアＢの調光値は８０％である。なお、図１６（２）の縦軸は調光値である。
【００３７】
調光値１２はエリア毎に算出され、バックライト駆動回路２へ送られる。バックライト駆動回路２は各エリアの調光値１２の値に応じてバックライト３の各エリアの光源の輝度を制御する。
【００３８】
このようにして、バックライト３を構成する各光源の輝度を下げると、映像の見た目の明るさが低下するため、前述した（式５）に従って映像補正処理を行う必要がある。この処理を行うためには、各画素位置のバックライト輝度を算出する必要がある。エリア間を完全に分離していないバックライト３では、あるエリアに対応した光源の光はそのエリア内だけでなく、周囲のエリアへも広がる構成となっている。このため、画面全体のバックライト輝度分布を算出するには、この広がりを考慮する必要がある。これを行うのがバックライト輝度分布予測回路２１である。
【００３９】
バックライト輝度分布予測回路２１は、一つのエリアの光源のみを１００％輝度で点灯させたときの画面内輝度分布とそのエリアの調光値１２の積を算出し、これを全ての光源に対して重ね合わせることでバックライト輝度分布１０１を算出する。今回の映像のＸＹ断面のバックライト輝度分布１０１の例を図１６（３）に示す。この図１６（３）において、縦軸は全ての光源を１００％輝度で点灯させたときのバックライト輝度を１００％とした相対輝度を示している。ここで算出された値は、（式５）の「ＢＬ輝度’」に相当する。エリアＢは調光値１２を８０％と設定したが、エリアＡ、Ｃの調光値１２が０％でありこれらのエリアからエリアＢへ広がってくる光が少ないため、バックライト輝度１０１は８０％よりも低い値となる。
【００４０】
補正倍率算出回路２２は、バックライト輝度分布１０１から（式５）の「１／ｉｇａｍｍａ（ＢＬ輝度’／ＢＬ輝度）」に相当する値である映像補正倍率１０２を算出する回路である。この補正倍率算出回路２２は、簡単なテーブル参照によって実現することが可能である。バックライト輝度分布１０１の値が画素位置によって異なるため、そこから算出される映像補正倍率１０２も画素位置によって異なる値となる。今回の例では図１６（４）のように下に凸な特性となる。
【００４１】
映像補正回路２４は、（式５）に従って入力映像１１と映像補正倍率１０２を画素毎に掛け合わせることによって、補正後映像１０４を生成する。今回の画像における補正後映像１０４の例を図１６（５）に示す。この図１６（５）において縦軸は補正後画素値である。これを見ると一部の画素が２５５よりも大きな値となってしまっている。これは、前述の理由によりエリアＢのバックライト輝度分布１０１の輝度値が調光値１２で設定した値よりも低くなってしまっているためである。
【００４２】
液晶パネル５を駆動するための液晶パネル駆動回路４は、液晶パネル５の最大値に対応する値である２５５よりも大きな値を入力出来ないため、クリッピング回路２６で２５５よりも大きな値を２５５に丸めて生成したクリッピング後の補正後映像１０５を最終的な表示映像として、液晶パネル駆動回路４へ出力する。クリッピング後の補正後映像１０５は図１６（６）のように、炎の内部の階調が失われた映像となっており、これは視聴者にとって画質劣化として認識されることになる。
【００４３】
この画質劣化の原因は、補正後映像１０４の中に２５５を超えてクリッピングされる画素が存在するためである。そこで、本発明の実施の形態では、この課題を解決し、クリッピングされる画素数を減らすことで画質を改善するものである。そのために、補正後映像１０４に含まれる画素の中でクリッピングされうる画素の数をカウントする回路を追加し、カウントされた値に応じて、次フレーム以降の調光値または映像の補正倍率を調整することで、クリッピングされる画素数を減らすことで画質を改善する。なお、以下の説明ではクリッピングされる画素のことを飽和画素と呼ぶこともある。また、飽和をオーバーフローと呼ぶこともある。
【００４４】
以下において、本発明の実施の形態の概要、これに基づいた各実施の形態を具体的に説明する。
【００４５】
＜本発明の実施の形態の概要＞
本発明の実施の形態における画像表示装置は、映像表示部を含み、この映像表示部は、平面状に配置された各画素の透過率を画素毎に制御する透過率制御回路（液晶パネル５）と、輝度を独立に制御可能な複数の光源を有し、透過率制御回路を透過する光を生成する透過光生成回路（バックライト３）とから構成され、透過光生成回路から照射される光の量を透過率制御回路を用いて画素毎に制御することで映像を表示する回路である。
【００４６】
そして、本発明の実施の形態における第１の画像表示装置は、光源輝度決定回路（調光値決定回路２０）と、映像補正回路（映像補正回路２４）と、オーバーフロー定量化回路（映像飽和量算出回路２５）と、光源輝度増強回路（調光値調整回路２７）とを備えている。
【００４７】
光源輝度決定回路（調光値決定回路２０）は、映像表示部に表示するための映像が入力され、この入力された映像を複数の光源に対応した映像領域に分割し、各映像領域に含まれる画素の画素値情報を用いて対応する光源の輝度を決定する回路である。
【００４８】
映像補正回路（映像補正回路２４）は、光源輝度決定回路によって決定された光源輝度から算出される透過光生成回路の面内輝度分布に応じて、光源輝度決定回路に入力された映像信号に対して映像補正処理を行う回路である。
【００４９】
オーバーフロー定量化回路（映像飽和量算出回路２５）は、映像補正回路の映像補正処理における映像信号中の画素値が、各画素を表現するビットの最大値を超えてオーバーフローする画素数の発生状況を定量的な値に変換する回路である。
【００５０】
光源輝度増強回路（調光値調整回路２７）は、オーバーフロー定量化回路で算出されたオーバーフロー評価値が、オーバーフローの判定基準となる映像領域毎の数を規定する第一の閾値よりも大きい映像領域については、対応する光源の輝度を光源輝度決定回路によって決定された光源輝度よりも高い値に設定する回路である。
【００５１】
また、本発明の実施の形態における第２の画像表示装置は、光源輝度増強回路（調光値調整回路２７）に代えて、映像補正倍率調整回路（補正倍率調整回路２３）を備えている。この映像補正倍率調整回路（補正倍率調整回路２３）は、オーバーフロー定量化回路で算出されたオーバーフロー評価値が、オーバーフローの判定基準となる映像領域毎の数を規定する第一の閾値よりも大きい映像領域が、オーバーフローの判定基準となる全映像領域の数を規定する第三の閾値よりも多く存在する場合には、映像補正回路から出力された映像の全ての画素に対し、１よりも小さな補正係数Ｎを乗じる回路である。
【００５２】
さらに、本発明の実施の形態における第３の画像表示装置は、前記第１の画像表示装置と、前記第２の画像表示装置との組み合わせからなるものである。
【００５３】
以上のように構成される、本発明の実施の形態における第１、第２、第３の画像表示装置を用いることで、バックライトの輝度不足によってクリッピング処理が行われる画素（言い換えれば、飽和画素、オーバーフローする画素とも呼ぶ）の数を減らすことができ、階調が失われることによる画質劣化を軽減することが可能となる。
【００５４】
以下において、本発明の実施の形態の概要に基づいた各実施の形態を具体的に説明する。
【００５５】
＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態１を、図１〜４を用いて説明する。
【００５６】
まず、本実施の形態における画像表示装置の構成例を図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態における画像表示装置の構成の一例を示す図である。この図１は、図１５の構成に対して、調光値調整回路２７と映像飽和量算出回路２５を追加した構成となっている。
【００５７】
すなわち、本実施の形態における画像表示装置は、入力画像１１とタイミング信号１０を入力として調整後調光値１１３と補正後映像１０５を出力するエリア制御ＬＳＩ１と、エリア制御ＬＳＩ１からの調整後調光値１１３を入力とするバックライト駆動回路２と、バックライト駆動回路２により駆動されるバックライト３と、エリア制御ＬＳＩ１からの補正後映像１０５を入力とする液晶パネル駆動回路４と、液晶パネル駆動回路４により駆動される液晶パネル５等から構成される。
【００５８】
エリア制御ＬＳＩ１は、入力画像１１を入力として調光値１２を算出して出力する調光値決定回路２０と、調光値決定回路２０からの調光値１２と後述する映像飽和量算出回路２５からの飽和判定結果（各エリア）１０６を入力として調整後調光値１１３を算出して出力する調光値調整回路２７と、調光値調整回路２７からの調整後調光値１１３を入力としてバックライト輝度分布１０１を算出して出力するバックライト輝度分布予測回路２１と、バックライト輝度分布予測回路２１からのバックライト輝度分布１０１を入力として映像補正倍率１０２を算出して出力する補正倍率算出回路２２と、補正倍率算出回路２２からの映像補正倍率１０２と入力画像１１を入力として補正後映像（クリッピング前）１０４を生成して出力する映像補正回路２４と、映像補正回路２４からの補正後映像（クリッピング前）１０４を入力として飽和判定結果（各エリア）１０６を算出して出力する映像飽和量算出回路２５と、映像補正回路２４からの補正後映像（クリッピング前）１０４を入力として補正後映像（クリッピング後）１０５を生成して出力するクリッピング回路（ＣＬＩＰ）２６と、タイミング信号１０を入力として内部タイミング信号１１０を生成して出力するタイミング生成回路３０等から構成される。
【００５９】
以上のように構成される画像表示装置において、本実施の形態において追加された映像飽和量算出回路２５と調光値調整回路２７について、以下において詳細に説明する。なお、他の回路については、前述した本発明の前提として検討した画像表示装置と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００６０】
次に、映像飽和量算出回路２５の構成例を図２を用いて説明する。図２は、映像飽和量算出回路２５の構成の一例を示す図である。本映像飽和量算出回路２５はクリッピング前の補正後映像１０４に対して、クリッピング処理が必要な画素（飽和画素）の個数をエリア毎に算出し、それぞれの個数が閾値を超えているかどうかの判定結果を調光値調整回路２７に送るものである。
【００６１】
映像飽和量算出回路２５は、最大値選択回路２００、比較器２０１、画素位置カウンタ２０３、エリア番号算出回路２０４、飽和画素カウンタ２０５、比較器２０６、閾値レジスタ２０７等から構成される。
【００６２】
最大値選択回路２００は、補正後映像１０４の各画素に対して、その色成分である補正後映像（Ｒ成分）１０４ａ、補正後映像（Ｇ成分）１０４ｂ、補正後映像（Ｂ成分）１０４ｃの中の最大値３００を求める回路である。この最大値３００と８ビットで表現できる最大数である２５５を比較器２０１で比較することで、その画素が飽和画素かどうかを判定することができる。
【００６３】
この判定結果は飽和画素カウンタに２０５へ送られる。この判定結果のカウンタ更新信号３０１は、エリア毎の飽和画素カウンタ２０５を更新するために使用される。飽和画素カウンタ２０５は論理的にはエリア数と同じ個数だけ存在することになる。ただし、同時に使用されない飽和画素カウンタ２０５を共通化する等の最適化を行うことによって実際のカウンタ数はエリア数よりも少なくすることも可能である。カウンタ更新信号３０１が真の場合は、その画素を含むエリアに対応した飽和画素カウンタ２０５の値が＋１される。偽の場合には飽和画素カウンタ２０５は更新されない。
【００６４】
更新対象となる飽和画素カウンタ２０５は、画素位置カウンタ２０３とエリア番号算出回路２０４によって生成されるカウンタ選択信号３０２によって決定される。画素位置カウンタ２０３は内部タイミング信号１１０に含まれるドットクロックや同期信号に基づいて生成された現在処理中の画素の座標を保持する。エリア番号算出回路２０４は画素位置カウンタ２０３が保持している画素の座標からその画素が含まれるエリアを特定する。
【００６５】
内部タイミング信号１１０に含まれる垂直同期情報のカウンタクリア信号３０３により、全ての飽和画素カウンタ２０５は各フレームの先頭で０クリアされる。すなわち、各フレーム終了時点では、そのフレームにおける各エリアの飽和画素数が飽和画素カウンタ２０５に保持されていることになる。比較器２０６は飽和画素カウンタ２０５の値を閾値レジスタ２０７の値と比較して、その結果を飽和判定結果１０６として出力する。飽和判定結果１０６はエリア毎に存在し、そのエリアの飽和画素カウンタ２０５の値が閾値レジスタ２０７に格納されている値よりも大きい場合に真となり、そのエリアが飽和エリアであることを意味する。
【００６６】
人間の目は画像中に存在する飽和画素が少ないときは画質劣化に気づきにくく、飽和画素がある程度広い領域に連続して存在しているときに画質劣化に気づきやすい。連続飽和判定回路２０２と閾値レジスタ２０７は、このことを利用して人間が画質劣化に気づきにくいようなエリアが飽和エリアとして判定されにくくするためのものである。これらの機構により、水平方向に連続した飽和領域がエリア内に多く存在する場合のみを飽和エリアとして認識させることが可能となる。
【００６７】
各エリアの飽和判定結果１０６は調光値調整回路２７へ送られる。この調光値調整回路２７は飽和エリアに対応した光源の輝度を増加させることで、バックライト輝度分布を高め、飽和を軽減するためのものである。
【００６８】
次に、調光値調整回路２７の構成例を図３を用いて説明する。併せて、信号例を図４を参照しながら説明する。図３は、調光値調整回路２７の構成の一例を示す図である。図４は、前述した図１４の断面ＸＹに対する図１中の各信号の値の一例を示す図である。
【００６９】
調光値調整回路２７は、エリア数分の、定数加算器２２０、定数減算器２２１、セレクタ２２２、調整倍率レジスタ２２３、乗算器２２５等から構成される。
【００７０】
初期状態では、各エリアの調整倍率レジスタ２２３には倍率１倍に相当する値が格納されている。この調整倍率レジスタ２２３の値はフレーム毎に、飽和判定結果１０６の値に応じて更新される。飽和判定結果１０６が真の場合すなわち対応するエリアが飽和エリアである場合は、定数加算器２２０の結果がセレクタ２２２によって選択される。定数加算器２２０は入力された値に定数Ａを加算する回路である。飽和エリアでは調整倍率レジスタ２２３の値は、定数加算器２２０によりフレーム毎にＡずつ増えていくことになる。調整倍率レジスタ２２３の出力は乗算器２２５により、調整前調光値１２と乗算され、調整後調光値１１３としてバックライト駆動回路２およびバックライト輝度分布予測回路２１へ送られる。
【００７１】
前述の様に、飽和エリアでは調整倍率レジスタ２２３にはＡが加算され続けるので、１よりも大きな値となっている。この場合、図４（２）に示す様に調整後調光値１１３は調整前調光値１２よりも大きな値となり、対応するエリアの光源輝度が調整前よりも高くなる。これによりバックライト輝度分布１０１は図４（３）の実線のように輝度が高くなる方向に変化し、映像補正倍率１０２は図４（４）の実線のように小さくなる方向に変化する。映像補正倍率１０２が小さくなると、図４（５）に示す様に補正後映像１０４が小さくなり、飽和画素数が減少することになる。これが順次フィードバックループとしてフレーム毎に繰り返される。
【００７２】
映像補正倍率１０２が十分に小さくなると、飽和していたエリアが飽和エリアと判定されなくなり、対応する飽和判定結果１０６が偽となる。この時にはセレクタ２２２は定数減算器２２１の結果を選択することになる。定数減算器２２１は入力された値から定数Ａを減算する回路である。すると、調整後調光値１１３の値が下がるため、いずれ、そのエリアは再び飽和エリアとなる。このように、各エリアの調整後調光値１１３は、補正後映像１０４が飽和する付近の状態付近で振動した状態に落ち着くことになる。この定数Ａの値を適切に選べば、人間の目には振動していることが判別できないレベルまで、この振動幅を小さくすることが可能である。
【００７３】
以上の一連のフィードバック動作により、飽和エリアの光源の輝度が上がり、飽和を軽減することが可能である。このように、飽和画素数を減らすことで画質の改善につながる。逆にフィードバック適用前に飽和していないエリアについては、調整後調光値１１３が調整前調光値１２よりも低くなる場合もあり、この場合消費電力削減の点で有利となる。
【００７４】
以上説明した本実施の形態における画像表示装置によれば、映像飽和量算出回路２５と調光値調整回路２７を追加した構成により、バックライト３の輝度不足によってクリッピング処理が行われる画素（飽和画素）の数を減らすことができ、階調が失われることによる画質劣化を軽減することが可能となる。
【００７５】
＜実施の形態２＞
本発明の実施の形態２を、図５〜８を用いて説明する。
【００７６】
前述した実施の形態１の方式では、そのエリアが飽和エリアと認識されなくなるまで、調整後調光値１１３は上昇し続けることになる。しかし、実際にはバックライト３には実現可能な輝度の上限が存在し、バックライト駆動回路２が入力として受け取れる調光値はこの範囲に制限される。このため、実施の形態１の方法では調整後調光値１１３がこの上限値に達すると、そのエリアに関しては、それ以上飽和を軽減することができなくなってしまうという課題がある。
【００７７】
本実施の形態では、映像補正倍率１０２を調整して飽和を軽減することで、この課題を解決する。これを図５を用いて説明する。図５は、本実施の形態における画像表示装置の構成の一例を示す図である。この図５は、図１５に対して、映像飽和量算出回路２５と補正倍率調整回路２３を追加した構成となっている。映像飽和量算出回路２５は、映像補正回路２４の出力に接続されている。補正倍率調整回路２３は、補正倍率算出回路２２と映像補正回路２４との間に接続されている。また、補正倍率調整回路２３には、映像飽和量算出回路２５の出力信号が入力されている。映像飽和量算出回路２５によって、画面全体の飽和の発生状況を調べ、それに応じて補正倍率調整回路２３で映像補正倍率を下げることで飽和を軽減する方式である。
【００７８】
次に、映像飽和量算出回路２５の構成例及び動作を図６を用いて説明する。図６は、映像飽和量算出回路２５の構成の一例を示す図である。この図６は、図２の構成に対して、連続飽和判定回路２０２とＯＲ回路２０８を追加した構成となっている。この映像飽和量算出回路２５の基本的な構成及び動作は前記実施の形態１と同じであるが、異なる部分を以下において説明する。
【００７９】
連続飽和判定回路２０２には、最大値選択回路２００で求めた最大値３００と８ビットで表現できる最大数である２５５とが比較器２０１で比較され、その判定結果が入力される。この連続飽和判定回路２０２は、水平方向の１画素分の遅延を実現するレジスタ２１０〜２１３とそれらの出力のＡＮＤをとるＡＮＤ回路２１４から構成されている。この連続飽和判定回路２０２は、飽和している画素が水平方向に４画素以上連続した場合のみ、出力のカウンタ更新信号３０１を真にする。これは、人間の目が小さな領域の飽和に関しては画質劣化として識別しにくいという特徴を利用するための回路である。すなわち飽和している画素領域の横幅が４画素に満たない場合には、飽和が発生していないものとして扱う回路である。
【００８０】
なおこの実施の形態では、連続した画素の数を４としたが、これは４に限定されるものではなく、レジスタ２１０〜２１３の数を調整することで、１以上の任意の数にすることが可能である。この連続飽和判定回路２０２から出力されるカウンタ更新信号３０１は、前記実施の形態１と同様に、エリア毎の飽和画素カウンタ２０５を更新するために使用される。
【００８１】
また、比較器２０６において、飽和画素カウンタ２０５の値と閾値レジスタ２０７の値とを比較したエリア毎の飽和判定結果１０６は、ＯＲ回路２０８に入力される。本実施の形態では、映像飽和量算出回路２５の出力として、エリア毎の飽和判定結果１０６をＯＲ回路２０８により全エリア分をＯＲした値である全エリアの飽和判定結果１０７を使用する。この飽和判定結果１０７の信号は、各エリアの飽和判定結果１０６により、飽和エリアと判定されたエリアが１個でもあれば真となり、０個の場合のみ偽となる。なお、この制約をゆるめて飽和エリアと判定されたエリアが任意の整数であるＮ個未満の場合のみ偽とすることも可能である。
【００８２】
次に、補正倍率調整回路２３の構成例を図７を用いて説明する。併せて、信号例を図８を参照しながら説明する。図７は、補正倍率調整回路２３の構成の一例を示す図である。図８は、図１４の断面ＸＹに対する図５中の各信号の値の一例を示す図である。
【００８３】
補正倍率調整回路２３は、定数加算器２３０、定数減算器２３１、セレクタ２３２、調整倍率レジスタ２３３、乗算器２３５等から構成される。
【００８４】
初期状態では、調整倍率レジスタ２３３には倍率１倍に相当する値が格納されている。この調整倍率レジスタ２３３の値はフレーム毎に、飽和判定結果１０７の値に応じて更新される。飽和判定結果１０７が真の場合すなわち画面中に飽和エリアが１つでも存在する場合は、定数減算器２３１の結果がセレクタ２３２によって選択される。定数減算器２３１は入力された値から定数Ｂを減算する回路である。画面中に飽和エリアが存在する場合は、調整倍率レジスタ２３３の値は、定数減算器２３１によりフレーム毎にＢずつ減っていくことになる。調整倍率レジスタ２３３の出力は乗算器２３５により、映像補正倍率１０２と乗算され、調整後補正倍率１０３として映像補正回路２４へ送られる。
【００８５】
前述の様に、画面中に飽和エリアが存在する場合は調整倍率レジスタ２３３からはＢが減算され続けているので、１よりも小さな値となっている。この場合、図８（４）に実線で示す様に調整後映像補正倍率１０３は点線で示される調整前の映像補正倍率１０２よりも小さな値となる。調整後映像補正倍率１０３が小さくなると、図８（５）に示す様に補正後映像１０４が小さくなり、飽和画素数が減少することになる。これが順次フィードバックループとしてフレーム毎に繰り返される。
【００８６】
調整後映像補正倍率１０３が十分に小さくなると、飽和していたエリアが飽和エリアと判定されなくなり、飽和エリア数が０になると飽和判定結果１０７が偽となる。この時にはセレクタ２３２は定数加算器２３０の値を選択するようになる。定数加算器２３０は入力された値に定数Ｂを加算する回路である。すると、調整後映像補正倍率１０３の値が上がり、いずれ飽和エリア数は０でなくなる。このように、調整後映像補正倍率１０３は飽和エリアが発生するぎりぎりの状態付近で振動した状態で安定することになる。この定数Ｂの値を適切に選べば、人間の目には振動していることが判別できないレベルまで、この振動幅を小さくすることが可能である。
【００８７】
以上説明した本実施の形態における画像表示装置によれば、映像飽和量算出回路２５と補正倍率調整回路２３を追加した構成により、前記実施の形態１と同様の効果に加えて、バックライト３の実現可能な輝度の上限に対してバックライト駆動回路２が受け取れる調光値の範囲の制限に対しても、映像補正倍率１０２を調整して飽和を軽減することが可能となる。
【００８８】
＜実施の形態３＞
本発明の実施の形態３を、図９を用いて説明する。
【００８９】
前述のように、実施の形態１の方式は調整後調光値１１３がバックライト駆動回路２が入力として受け取れる調光値範囲によって、飽和軽減の効果が制限され、映像によっては人間の目で識別可能な飽和が残ってしまうことがある。一方、実施の形態２の方式は、飽和軽減効果に上限が無いものの、フィードバックが強くなるにしたがって、映像が暗くなるという課題がある。本実施の形態では、この２つの方式を併用することで、映像の輝度低下を最小限に抑えつつ、人間の目で識別可能な飽和を軽減する。
【００９０】
本実施の形態における画像表示装置の構成例を図９を用いて説明する。図９は、本実施の形態における画像表示装置の構成の一例を示す図である。映像飽和量算出回路２５は前記実施の形態２と同じく、フレーム毎に補正後映像１０４中におけるエリア毎の飽和判定結果１０６とエリア毎の飽和判定結果１０６の全エリア分のＯＲをとった画面全体の飽和判定結果１０７を生成する。
【００９１】
エリア毎の飽和判定結果１０６は調光値調整回路２７へ送られ、飽和エリアの調整後調光値１１３を高くする処理が行われる。一方、画面全体の飽和判定結果１０７は補正倍率調整回路２３へ送られ、画面内に飽和しているエリアがある場合には、調整後映像補正倍率１０３を低くする処理が行われる。調整後調光値１１３を高くする処理と、調整後映像補正倍率１０３を下げる処理はどちらもフィードバックによって徐々に行われることになる。調整後調光値１１３を高くする処理における調光値の変化する速さは定数加算器２２０と定数減算器２２１で使用している定数Ａの値によって調整することが可能である。一方、調整後映像補正倍率１０３を下げる処理において、映像補正倍率の変化する速さは定数加算器２３０と定数減算器２３１で使用している定数Ｂの値によって調整することが可能である。
【００９２】
すなわち、ここで、定数Ａに大きめの値を設定し、定数Ｂに小さめの値を設定すると、調整後調光値１１３の変化する速さに比べて調整後映像補正倍率１０３の変化する速さを遅く設定することが可能となる。この場合、飽和エリアがあると、まず調整後調光値１１３を上げる処理を中心とした制御により飽和が改善されていき、調整後調光値１１３を上げられなくなった時点で、画面全体の調整後映像補正倍率１０３を下げる処理で飽和が軽減されていくことになる。
【００９３】
以上説明した本実施の形態における画像表示装置によれば、映像飽和量算出回路２５と調光値調整回路２７と補正倍率調整回路２３を備え、前記実施の形態１と前記実施の形態２の２つの方式を併用することで、映像全体の輝度低下を最小限に抑えつつ、人間の目で識別可能な飽和を軽減することが可能となる。
【００９４】
＜実施の形態４＞
本発明の実施の形態４を、図１０を用いて説明する。
【００９５】
前述した実施の形態２の構成において、バックライト駆動回路２の入力範囲に余裕がある場合には、調整後映像補正倍率１０３を下げた分だけ、バックライトの輝度を増加させて、飽和軽減のためのフィードバックに伴う輝度低下を補うことも可能である。これは、映画視聴用の画像モードなどでバックライト３の輝度を全体的に下げて使用している場合などに利用可能である。
【００９６】
本実施の形態における画像表示装置の構成例を図１０を用いて説明する。図１０は、本実施の形態における画像表示装置の構成の一例を示す図である。この図１０は、図５に対して、調光値補正ゲイン算出回路２８と乗算器２９を追加した構成となっている。調光値補正ゲイン算出回路２８は、補正倍率調整回路２３に接続されている。乗算器２９は、調光値決定回路２０の出力に接続されている。また、調光値決定回路２０の出力信号は、乗算器２９に入力されている。
【００９７】
この図１０に示す画像表示装置の動作においては、フィードバックによって調整後映像補正倍率１０３を下げると、表示される映像の輝度が低下して暗くなってしまう。ここで乗算器２９により、１よりも大きな調光値補正ゲイン１２１を全エリアの調光値１２に対して一律に乗算すれば、バックライト３の輝度が上がり、この輝度低下分を相殺することが可能である。輝度低下分を相殺するために必要な調光値補正ゲイン１２１の値は次の手順で求めることが可能である。
【００９８】
前述した図７の補正倍率調整回路２３において、補正倍率の調整に使用された映像補正調整ゲイン１２０の値を１／Ｎとすると、（式５）より補正後映像１０４の値は調整前の映像補正倍率１０２を使用した場合に対して１／Ｎ倍されることになる。これを（式２）に当てはめ、ガンマ特性がべき乗特性で近似できることを考慮すると、実際の表示輝度はｇａｍｍａ（１／Ｎ）倍されることになる。すなわち、乗算器２９により、調光値１２をこの逆数である１／ｇａｍｍａ（１／Ｎ）倍することで、フィードバックによる映像補正倍率の減少に伴う表示輝度の低下を相殺することが可能となる。なお、バックライト３の発光輝度はバックライト駆動回路２に与えられた調光値に比例するものとしている。
【００９９】
図１０の調光値補正ゲイン算出回路２８は、前記の式のＮに相当する映像補正調整ゲイン１２０から１／ｇａｍｍａ（１／Ｎ）を算出して、調光値補正ゲイン１２１として出力する。調光値補正ゲイン算出回路２８は簡単なテーブルで実現することが可能である。
【０１００】
以上説明した本実施の形態における画像表示装置によれば、映像飽和量算出回路２５と補正倍率調整回路２３と調光値補正ゲイン算出回路２８と乗算器２９を備えることで、前記実施の形態２と同様の効果に加えて、飽和軽減のためのフィードバックに起因する輝度の低下を防ぐことが可能となる。
【０１０１】
＜実施の形態５＞
本発明の実施の形態５を、図１１〜１２を用いて説明する。
【０１０２】
ここまでの実施の形態１〜４では、エリア毎の飽和判定結果を真／偽の二値で表していたが、これを多値化することで、より細やかな制御を行うことが可能となる。例えば実施の形態１では定数Ａを小さくすると、調整後調光値１１３の振動幅を小さくできるが、動きの速い映像には追従しにくくなる。逆に、定数Ａを大きくすると動きの速い映像に対する追従性は改善されるが、調整後調光値１１３の振動幅が大きくなってしまう。これらを両立させるには、定数Ａの値を状況に応じて変更すると良い。
【０１０３】
これを、前述した図１と、図１１、図１２を用いて説明する。図１１は、本実施の形態において、映像飽和量算出回路２５の構成の一例を示す図である。本映像飽和量算出回路２５では、ヒストグラム回路４００と比較器４０１がエリア数と同じ個数だけ存在し、比較器４０１に閾値レジスタ４０２が接続されている。
【０１０４】
ここでは、補正後映像１０４の各成分の最大値３００を求め、これをヒストグラム回路４００によりエリア毎にヒストグラムを集計する。本実施の形態では、ヒストグラム回路４００は次の４つのカウンタから構成されているものとする。
【０１０５】
カウンタ０：最大値３００の値が２２４以上の時にカウントアップ
カウンタ１：最大値３００の値が２４０以上の時にカウントアップ
カウンタ２：最大値３００の値が２５６以上の時にカウントアップ
カウンタ３：最大値３００の値が２７２以上の時にカウントアップ
なお、この分け方は一例であり、本発明のヒストグラム回路のカウンタ数は４に限定されるものではない。このヒストグラムは単純なヒストグラムと異なり、範囲がオーバーラップするように構成されるため、最大値３００の値によっては複数のカウンタが更新されることになる。例えば、最大値３００の値が２５０の時は、カウンタ０とカウンタ１が＋１される。これらのカウンタの値をエリア毎に閾値レジスタ４０２の値と比較器４０１で比べることで、エリア毎の飽和判定結果１０６を多値化することが可能である。
【０１０６】
飽和判定結果＝０：カウンタ０〜３が閾値レジスタ４０２よりも大きい
飽和判定結果＝１：カウンタ０〜２が閾値レジスタ４０２よりも大きい
飽和判定結果＝２：カウンタ０〜１が閾値レジスタ４０２よりも大きい
飽和判定結果＝３：カウンタ０が閾値レジスタ４０２よりも大きい
飽和判定結果＝４：全てのカウンタが閾値レジスタ４０２よりも小さい
飽和判定結果＝０は、そのエリアに最大値３００の値が２７２を超えて大きく飽和している画素が多い事を意味する。飽和判定結果＝１は、飽和している画素は多いがその大半は２７２以下であり、飽和判定結果＝０よりも飽和の度合いが小さいことを意味する。このようにヒストグラム回路４００の結果を閾値レジスタ４０２と比べることで多値化したエリア毎の飽和判定結果１０６の信号を得ることが可能となる。
【０１０７】
調光値調整回路２７において、この多値化したエリア毎の飽和判定結果１０６の信号を利用する方法を図１２を用いて説明する。図１２は、調光値調整回路２７の構成の一例を示す図である。この図１２において、４１０，４１１は定数加算器であり、それぞれＡ０、Ａ１を加算する。ここで、Ａ０＞Ａ１である。４１２，４１３は定数減算器であり、それぞれＡ０、Ａ１を減算する。セレクタ４２０は、エリア毎の飽和判定結果１０６に応じて次の値を出力する。
【０１０８】
飽和判定結果＝０：レジスタ２２３の値＋Ａ０
飽和判定結果＝１：レジスタ２２３の値＋Ａ１
飽和判定結果＝２：レジスタ２２３の値そのまま
飽和判定結果＝３：レジスタ２２３の値−Ａ１
飽和判定結果＝４：レジスタ２２３の値−Ａ０
この結果、各エリアの飽和の度合いに応じてレジスタ２２３の変化速度を変えることが可能となり、調整後調光値１１３が安定するまでの応答速度の高速化と、安定後の調整後調光値１１３の振動幅の縮小を両立することが可能となる。
【０１０９】
以上説明した本実施の形態における画像表示装置によれば、ヒストグラム回路４００を有する映像飽和量算出回路２５と複数の定数加算器４１０，４１１及び定数減算器４１２，４１３を有する調光値調整回路２７を備えることで、前記各実施の形態１〜５と同様の効果に加えて、多値化によってより細やかな制御を行うことができるので、応答速度の高速化と振動幅の縮小を両立することが可能となる。
【０１１０】
＜実施の形態６＞
本発明の実施の形態６を、図１３を用いて説明する。
【０１１１】
本実施の形態は、前述した各実施の形態１〜５における画像表示装置をテレビに適用した例である。図１３は、本実施の形態において、画像表示装置を搭載したテレビの構成の一例を示す図である。
【０１１２】
画像表示装置を搭載したテレビは、エリア制御ＬＳＩ１、バックライト駆動回路２、バックライト３、液晶パネル駆動回路４、液晶パネル５、オーディオアンプ６、スピーカー７、チューナー８、デコーダー９、セットマイコン５０、制御パネル５１、電源回路５２等から構成される。エリア制御ＬＳＩ１や、バックライト駆動回路２、バックライト３、液晶パネル駆動回路４、液晶パネル５は、前述した実施の形態１〜５に示したものである。
【０１１３】
チューナー８は、アンテナ端子からの受信電波をビットストリームに変換するための回路である。デコーダー９は、ビットストリームをデコードして、映像信号と音声信号およびタイミング情報を取り出す回路である。これらの内、映像信号（入力画像１１）とタイミング情報（タイミング信号１０）がエリア制御ＬＳＩ１へ送られることになる。音声信号はオーディオアンプ６に送られ、スピーカー７から音声として発せられる。
【０１１４】
セットマイコン５０は、テレビセット全体を制御するマイコンであり、内部バスにより各モジュールと接続されている。制御パネル５１は、選局ボタンや音量ボタンのようにユーザがテレビを操作するためのものである。電源回路５２は、ＡＣ電源端子から供給されるＡＣ電源を変圧、整流し、各モジュールへ電源を供給する回路である。
【０１１５】
以上説明した本実施の形態のような構成とすることで、本発明の各実施の形態１〜５における画像表示装置をテレビに組み込むことが可能である。
【０１１６】
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】
【０１１７】
本発明は、画像データを表示する画像表示装置に使用される。
【符号の説明】
【０１１８】
１：エリア制御ＬＳＩ、２：バックライト駆動回路、３：バックライト、４：液晶パネル駆動回路、５：液晶パネル、６：オーディオアンプ、７：スピーカー、８：チューナー、９：デコーダー、
１０：タイミング信号、１１：入力画像、１２：調光値（調整前）、
２０：調光値決定回路、２１：バックライト輝度分布予測回路、２２：補正倍率算出回路、２３：補正倍率調整回路、２４：映像補正回路、２５：映像飽和量算出回路、２６：クリッピング回路、２７：調光値調整回路、２８：調光値補正ゲイン算出回路、２９：乗算器、３０：タイミング生成回路、
５０：セットマイコン、５１：制御パネル、５２：電源回路、
１０１：バックライト輝度分布、１０２：映像補正倍率、１０３：調整後映像補正倍率、１０４：補正後映像（クリッピング前）、１０５：補正後映像（クリッピング後）、１０６：飽和判定結果（各エリア）、１０７：飽和判定結果（全エリア）、１１０：内部タイミング信号、１１３：調整後調光値、１２０：映像補正調整ゲイン、１２１：調光値補正ゲイン、
２００：最大値選択回路、２０１：比較器、２０２：連続飽和判定回路、２０３：画素位置カウンタ、２０４：エリア番号算出回路、２０５：飽和画素カウンタ、２０６：比較器、２０７：閾値レジスタ、２０８：ＯＲ回路、２１０〜２１３：レジスタ、２１４：ＡＮＤ回路、２２０：定数加算器、２２１：定数減算器、２２２：セレクタ、２２３：調整倍率レジスタ、２２５：乗算器、２３０：定数加算器、２３１：定数減算器、２３２：セレクタ、２３３：調整倍率レジスタ、２３５：乗算器、
３００：最大値、３０１：カウンタ更新信号、３０２：カウンタ選択信号、３０３：カウンタクリア信号、
４００：ヒストグラム回路、４０１：比較器、４０２：閾値レジスタ、４１０，４１１：定数加算器、４１２，４１３：定数減算器、４２０：セレクタ。 
【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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