(57)【要約】【課題】光源の輝度をストレッチして増大させ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ことで、輝き感を増加させかつ高コントラストの映像表現を可能とし、黒帯領域が存在する映像についても同様の映像表現を可能とし、かつ黒帯領域での黒浮きを抑制する。【解決手段】映像表示装置において、発光検出部２が入力映像信号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し、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５が光源の輝度をストレッチして増大させ、マッピング部３が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する。この映像表示装置では、黒帯検出部４で検出された黒帯領域のサイズに応じてヒストグラムの取得サイズを変更すると共に、黒帯領域がある場合、黒帯領域がない場合に比べてエンハンスの度合を下げるように制御する。【選択図】図１
2013182071.tif 000002
【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、前記光源の輝度をストレッチして増大させ、前記入力映像信号のうち前記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、前記発光部分の表示輝度をエンハンスし、
かつ、前記制御部は、前記入力映像信号から黒帯領域を検出し、検出された黒帯領域のサイズに応じて前記ヒストグラムを生成する際の前記入力映像信号の取得サイズを変更すると共に、黒帯領域がある場合、黒帯領域がない場合に比べて前記エンハンスの度合を下げるように制御することを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の映像表示装置において、
前記制御部は、黒帯領域がある場合に黒帯領域のサイズに応じて、黒帯領域が多いほど前記エンハンスの度合を下げるように制御することを特徴とする映像表示装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の映像表示装置において、
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、前記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、該分割領域に対応する前記光源の領域の点灯率を変化させ、
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を求め、
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映像表示装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の映像表示装置において、
前記制御部は、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明るさの度合いを示すスコアを計算し、該スコアに応じて前記光源の輝度をストレッチすることを特徴とする映像表示装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の映像表示装置において、
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映像表示装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の映像表示装置において、
前記制御部は、前記非発光部分において、前記光源の輝度のストレッチによる前記表示部の表示輝度の増加分を、前記入力映像信号の輝度の低下により低減させることを特徴とする映像表示装置。
【請求項７】
請求項１〜６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】
例えば、特許文献１には、バックライト装置の輝度を下げるまたは上げるような調整にともない、画像の明暗も調整前に近くなるようにコントラストを自動的に調整する液晶表示装置が開示されている。この液晶表示装置では、電力の節電を図るためにオペレータがバックライト装置の複数の光源を個別にオンオフすることが可能になっていると共に、光源のオンオフによって画像の輝度が変わるとエンハンス機能が働き、表示画像のコントラストが輝度に合わせて調整されるようになっている。
【０００４】
特許文献２には、入力映像信号から検出した特徴量に基づいてバックライト光源の発光輝度を動的に可変制御するに際し、特徴量の検出範囲をユーザに意識させることなく、不所望な付加情報による影響を自動的に除去し、常に最適な画面輝度を得ることが可能な画像表示装置が開示されている。この画像表示装置では、映像信号に付加される各種アスペクト情報と、ユーザにより現在設定されている画面サイズ設定モードの情報とに基づいて、特徴量検出部に出力する映像信号の範囲を自動的に可変制御し、その範囲で映像信号の特徴量を求め、その特徴量に基づいてバックライト光源の発光輝度を可変制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−８０３７８号公報
【特許文献２】特開２００８−３０４５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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すような処理が行われる。
【０００７】
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、一律に画像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。
【０００８】
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すれば、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が得られるが、従来ではこのような思想に基づくエンハンス処理は行われていなかった。
【０００９】
そして、このようなエンハンス処理をレターボックスなどの黒帯領域が存在する映像に適用した場合、光源の輝度をストレッチして増大させるようになること、並びに黒画素の輝度は映像信号の処理によって下げることができないことから、黒帯領域で黒浮きが生じてしまう。また、このような現象は黒帯領域のサイズが大きいほど、目立つことになる。
【００１０】
さらに、上述のようなエンハンス処理をレターボックスなどの黒帯領域が存在する映像に適用した場合、映像の輝度の分布から相対的に明るく輝いている発光部分を検出して、その発光部分をエンハンスするため、黒帯領域の存在から発光部分が多く検出されてしまうことになり、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。
【００１１】
なお、特許文献１に記載のエンハンス機能は、バックライト装置の輝度調整により生じた明るさの変化を補償する目的でコントラストを調整するものであり、映像の発光部分を意識的にエンハンスするものではない。
【００１２】
また、特許文献２に記載の画像表示装置は、省電力化という目的を達成するために、バックライト光源の発光輝度制御を画面サイズと連動させて切り替えるものであり、エンハンス機能をもたない。よって、特許文献２に記載の技術では、映像の発光部分を意識的にエンハンスするといった思想や、画面サイズに連動させて映像の表示輝度をエンハンスするといった思想はない。
【００１３】
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、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ことで、輝き感を増加させかつコントラストを高くした映像表現を可能とし、さらに、黒帯領域が存在する映像についても、非黒帯領域で同様の映像表現を可能とし、かつ黒帯領域での黒浮きを抑制することを可能にした映像表示装置およびテレビ受信装置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】
【００１４】
上述の課題を解決するために、本発明の第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、前記光源の輝度をストレッチして増大させ、前記入力映像信号のうち前記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、前記発光部分の表示輝度をエンハンスし、かつ、前記制御部は、前記入力映像信号から黒帯領域を検出し、検出された黒帯領域のサイズに応じて前記ヒストグラムを生成する際の前記入力映像信号の取得サイズを変更すると共に、黒帯領域がある場合、黒帯領域がない場合に比べて前記エンハンスの度合を下げるように制御することを特徴としたものである。
【００１５】
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、黒帯領域がある場合に黒帯領域のサイズに応じて、黒帯領域が多いほど前記エンハンスの度合を下げるように制御することを特徴としたものである。
【００１６】
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、前記入力映像信号による画像を複数の領域に分割し、前記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、該分割領域に対応する前記光源の領域の点灯率を変化させ、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を求め、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したものである。
【００１７】
第４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明るさの度合いを示すスコアを計算し、該スコアに応じて前記光源の輝度をストレッチすることを特徴としたものである。
【００１８】
第５の技術手段は、第１〜第４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したものである。
【００１９】
第６の技術手段は、第１〜第５のいずれか１の技術手段において、前記制御部は、前記非発光部分において、前記光源の輝度のストレッチによる前記表示部の表示輝度の増加分を、前記入力映像信号の輝度の低下により低減させることを特徴としたものである。
【００２０】
第７の技術手段は、第１〜第６のいずれか１の技術手段の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】
【００２１】
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、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ことで、輝き感を増加させかつコントラストを高くした映像表現を行うことが可能になる。さらに、本発明の映像表示装置によれば、映像の黒帯領域を検出してからそれ以外の領域において映像の発光している部分を検出するため、黒帯領域が存在する映像についても、非黒帯領域で同様の高画質の映像表現が可能となり、かつ黒帯領域での黒浮きを抑制することが可能になる。
【００２２】
また、本発明のテレビ受信装置によれば、そのような映像表示装置を備えることで、黒帯領域が存在しない映像について、輝き感を増させかつコントラストを高くした映像表現を行うことが可能となり、さらに黒帯領域が存在する映像についても、黒帯領域での黒浮きを抑制しながら、非黒帯領域で輝き感を増させかつコントラストを高くした映像表現を行うことが可能となり、映像品位を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】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。
【図２】図１の映像表示装置のエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部における処理例を説明するための図である。
【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の平均点灯率の算出処理の元となる仮の点灯率の算出処理例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ヒストグラムの例を示す図である。
【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の映像表示装置の黒帯検出部における黒帯検出処理の一例を説明するための図である。
【図１０】図９の黒帯検出処理に用いる黒検出処理の一例を説明するための図である。
【図１１】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、黒帯領域の有無に応じた処理の違いの一例を説明するための図である。
【図１２】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、黒帯領域の有無に応じた処理の違いの他の例を説明するための図である。
【図１３】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、黒帯領域の有無に応じた処理の違いの他の例を説明するための図である。
【図１４】図１３における黒帯領域有りの場合の処理時に適用する、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１５】本発明に係る映像表示装置の他の実施形態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。
【図１６】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１７】第３の閾値以上の画素に応じた輝度ストレッチの設定例を示す図である。
【図１８】図１５の映像表示装置の発光検出部における、黒帯領域無しの場合の最大輝度制御特性のグラフを示す図である。
【図１９】図１５の映像表示装置の発光検出部における、黒帯領域有りの場合の最大輝度制御特性のグラフを示す図である。
【図２０】本発明に係る映像表示装置の更に他の実施形態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。
【図２１】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２２】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】
【００２４】
（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。
【００２５】
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、および黒帯検出部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。
【００２６】
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。
【００２７】
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変更されるため、仮の値であると言える。
【００２８】
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、低階調の暗い最大諧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、最大諧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。
【００２９】
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）を計算する。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。
【００３０】
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のグラフで例示するように、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、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）の関係を示すグラフの一例を示している。
【００３１】
なお、図２のグラフでは、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輝度のグラフ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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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係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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
このように、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、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。
【００３９】
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）。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。
【００４０】
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。以下、この好ましい例を挙げる。
【００４１】
次に、本発明の主たる特徴として、信号処理部１の黒帯検出部４での黒帯検出およびその検出結果に応じた映像表示装置の制御について説明する。
黒帯検出部４では、入力映像信号（フレームｆN+1の映像信号として説明する）から黒帯領域を検出し、その検出結果を発光検出部２、マッピング部３、およびエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５に出力する。
【００４２】
黒帯検出結果を得た発光検出部２では、フレームｆN+1について、ヒストグラムの取得範囲から黒帯領域を除外してヒストグラムの生成を行う。なお、黒帯領域が存在しない場合のヒストグラム取得範囲は、表示部９の画面に表示させる映像信号の範囲である。このように、発光検出部２では、検出された黒帯領域のサイズに応じてヒストグラムを生成する際の入力映像信号の取得サイズを変更する。
【００４３】
黒帯検出結果を得たマッピング部３では、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を目的として、黒帯領域の有無に応じて異なるトーンマッピングを生成する。ただし、黒帯検出部４からマッピング部３に黒帯検出結果を伝えなくても、マッピング部３を、受けたＭａｘ輝度に応じたゲインカーブの計算または選択を行うように構成してもよい。
【００４４】
もしくは、マッピング部３では、黒帯領域無しの場合にはサイズをゼロとして取り扱うことを前提に、黒帯領域のサイズに応じて異なるトーンマッピングを生成する。生成されたトーンマッピングは、上述のように入力映像信号（黒帯領域も含む入力映像信号）のフレームｆN+1に適用される。このトーンマッピングは、コントラスト強調特性を示すものである。黒帯領域のサイズに応じて異なるトーンマッピングを施す場合、単にＭａｘ輝度を黒帯領域のサイズに依存させるだけでもよいし、それだけではなく、黒帯領域のサイズを受けたマッピング部３がそのサイズに応じてトーンマッピングのパラメータを変更してもよい。
【００４５】
黒帯検出結果を得たエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５は、黒帯の有無や黒帯のサイズと平均点灯率に応じて、輝度ストレッチ量とＭａｘ輝度を計算する。例えば、平均点灯率に対するＭａｘ輝度を示す最大輝度制御特性を、黒帯領域無しの場合、黒帯領域有りの場合で別々に用意しておくか、一方の場合について最大輝度制御特性を用意しておき他方の場合にはその特性を所定ルールに従って変更するようにしておく。なお、最大輝度制御特性とは、図２のグラフで例示したような平均点灯率に対するＭａｘ輝度（または輝度ストレッチ量）の特性を指す。さらに、黒帯領域有りの場合の最大輝度制御特性は、黒帯領域のサイズに依らずに一律に決めておいてもよいが、黒帯領域のサイズに応じて変更することが好ましい。
【００４６】
そして、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５は、このようにしてＭａｘ輝度を黒帯領域の有無（および黒帯領域のサイズ）と平均点灯率に応じて求め、求めたＭａｘ輝度をマッピング部３に送ればよい。また、求めたＭａｘ輝度から輝度ストレッチ量を求めることができ、求めた輝度ストレッチ量は、上述したように領域ごとの点灯率を変更するために用いればよい。
【００４７】
Ｍａｘ輝度の情報を得たマッピング部３は、映像信号の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、映像信号の発光部分に対して輝度を保つようなトーンマッピングを生成し、黒帯領域を含む入力映像信号に適用するように乗算器に出力する。
【００４８】
そして、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５では、黒帯領域がある場合には、ない場合に比べて、発光部分エンハンス処理の度合を弱く（下げる）するように制御する。つまり、黒帯領域有りの場合にはＬＥＤの輝度を少しだけ増大させ（つまり、輝度ストレッチ量を小さくし）、映像信号の非発光部分に対して輝度ストレッチ分に相当する小さな量だけ輝度を低下させる。
【００４９】
黒帯領域を考慮せずに単に発光部分エンハンス処理を施すと、黒帯領域も含み光源の輝度をストレッチして増大させるようになり、これによる黒帯領域の画面輝度の増大は映像信号の処理によって下げることができないことから、黒帯領域で黒浮きが生じてしまう。しかし、本発明の映像表示装置によれば、黒帯領域が存在する映像についても、黒帯領域での黒浮きを抑制することが可能になる。
【００５０】
また、このような現象は黒帯領域のサイズが大きいほど、黒帯領域の画面輝度の増大が目立つため、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５では、黒帯領域がある場合に黒帯領域のサイズに応じて、黒帯領域が多いほど発光部分エンハンス処理の度合を下げるように制御することが好ましい。例えば、黒帯領域のサイズと発光部分エンハンス処理の強さのレベルとの関係を予め保持しておき、黒帯領域のサイズが大きいほど、発光部分エンハンス処理の度合を弱くなるように制御すればよい。
【００５１】
さらに、上述のような発光部分エンハンス処理を黒帯領域が存在する映像にそのまま適用した場合には、映像の輝度の分布から相対的に明るく輝いている発光部分を検出して、その発光部分をエンハンスするため、黒帯領域の存在から発光部分が多く検出されてしまうことになり、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。しかし、本発明の映像表示装置では、映像の黒帯領域を検出してからそれ以外の領域において映像の発光している部分を検出するため、黒帯領域が存在する映像についても、非黒帯領域（コンテンツ部分）で同様の高画質の映像表現が可能となる。
【００５２】
また、黒帯検出を行う例を挙げているが、黒帯検出部４の代わりに、上端の黒帯と下端の黒帯とのセットを検出することで入力映像信号がレターボックスか否かを検出するレターボックス検出部、および／または左端の黒帯と右端の黒帯とのセットを検出することで入力映像信号が逆レターボックスか否かを検出する逆レターボックス検出部を設けておいてもよい。レターボックスは、上端および下端に黒帯が付いた映像であり、例えば画面サイズ比率（アスペクト比）が１６：９のものを４：３のものへ収めたものや、１６：９よりもさらに横の比率が大きいシネマコープサイズものを１６：９サイズに収めたものなど含まれる。逆レターボックスは、左端および右端に黒帯が付いた映像であり、ピラーボックス、あるいはサイドパネルなどと呼ばれる。
【００５３】
レターボックス検出部を設けた構成では、レターボックスか否かに応じて、あるいはレターボックスか否か並びにレターボックスのサイズに応じて、最大輝度制御特性およびトーンマッピングを変更すればよい。また、逆レターボックス検出部を設けた構成では、逆レターボックスか否かに応じて、あるいは逆レターボックスか否か並びに逆レターボックスのサイズに応じて、最大輝度制御特性およびトーンマッピング（コントラスト強調特性）を変更すればよい。
【００５４】
実際、黒帯は、映像作成時にサイズ調整のために付加する場合と画像表示装置が画面サイズ情報が異なる映像信号を受信した場合に自動的に付加する場合がある。従って、画像表示装置と表示対象の映像信号との組合せによっては、上下左右のいずれの端部にも黒帯が付加され、結果としてウインドウボックスが形成された状態で表示される場合もあり、このようなウインドウボックスに対しても本発明は同様の効果を奏する。無論、映像信号自体に上下左右の端部に黒帯が付加されたウインドウボックスに対しても、本発明は同様の効果を奏する。
【００５５】
また、黒帯検出、レターボックス検出、逆レターボックス検出では、黒帯領域に字幕やテロップが入っているような映像でも黒帯領域として検出するようにしておく。なお、別途テロップ検出を行わなくても、黒帯領域に含まれる黒画素数の割合の閾値を１００％よりある程度低くしておけば済む。これにより、仮に字幕やテロップ入りの黒帯であっても、その黒帯領域をヒストグラムの取得範囲から除外することができる。
【００５６】
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。
【００５７】
このテレビ受信装置によれば、上述のような効果を奏する映像表示装置を備えているため、黒帯領域が存在しない映像について、輝き感を増させかつコントラストを高くした映像表現を行うことが可能となり、さらに黒帯領域が存在する映像についても、黒帯領域での黒浮きを抑制しながら、非黒帯領域で輝き感を増させかつコントラストを高くした映像表現を行うことが可能となり、映像品位を向上させることができる。
【００５８】
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、図４は、図３の平均点灯率の算出処理の元となる仮の点灯率の算出処理例を説明するための図である。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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、最大では設けたＬＥＤの数と同じ数の領域に分割して処理できる。
【００６３】
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、ＬＥＤｄｕｔｙ）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などすればよい。あるいは、輝度ストレッチを行う割合を考慮し、事前に輝度ストレッチにより増加する分の逆数を掛けておいてもよい。例えば最大限の輝度ストレッチを施すことによりＭａｘ輝度が５５０ｃｄ／ｍ２から１５００ｃｄ／ｍ２に増加するような場合には、仮の点灯率としてのＬＥＤ ｄｕｔｙに５５０／１５５０（＝３６．７％）を掛けておくなどの処理を施しておいてもよい。
【００６４】
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ＬＥＤｄｕｔｙ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ＬＥＤｄｕｔｙ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。
【００６５】
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、その場合には図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共に、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。
【００６６】
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。
【００６７】
このようにして仮の点灯率が求められる。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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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のグラフにおける横軸は、バックライトの平均点灯率（ウィンドウサイズ）である。点灯領域がない状態では平均点灯率はゼロであり、全点灯では平均点灯率は１００％になる。
【００７１】
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。
【００７２】
図２では、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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。ただし、後述するように、本発明では、黒帯領域が検出された際にのみこのような黒浮き抑制のための設定を採用し、それ以外の場合にはこの設定を採用しなくてもよい。
【００７５】
エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５は、図２の曲線に従って、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。
【００７６】
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生成されたトーンマッピングが適用され、低階調領域がゲインダウンされて入力する。これにより、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っている。
【００７７】
エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５は、図２の曲線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、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輝度を使用して、マッピング部３がトーンマッピングを行う。
【００７８】
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。
【００７９】
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）
【００８０】
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。
【００８１】
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を設定して検出し、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を設定してトーンマッピングを行う。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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で示すグラフは、図２で示したグラフと同じである。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２の階調値の位置に相当する。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
こうして、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する。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、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。
【００９５】
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。
【００９６】
本発明では黒帯検出結果に応じて発光部分エンハンス処理を変更する。
まず、図９および図１０を参照して、黒帯検出処理について説明する。図９は、黒帯検出部４における黒帯検出処理の一例を説明するための図で、図１０は、その黒帯検出処理に用いる黒検出処理の一例を説明するための図である。
【００９７】
ラインをｌ、Ｃｏｄｅ閾値を定数Ａ、上側の黒帯領域の下限をＬup、下側の黒帯領域の上限をＬdown、ドット（横ライン）をｘ、ｌラインのｘドット目のコード値（ＹまたはＲＧＢｃｏｄｅ）をＦl（ｘ）とすると、黒帯検出条件は次のようになる。
【００９８】
すなわち、図９（Ａ）に示すフレームＦの全領域ＡFについて矢視のようにラインごとにスキャンし、０＜ｌ＜Ｌup、Ｌdown＜ｌ＜１０８０において、図１０に示すように０＜Ｆl（ｘ）＜Ｆthreshを全て満たすとき、黒帯領域があると判定する。ただし、この黒帯検出条件はＦｕｌｌ ＨＤの映像信号の場合であり、他のサイズの映像信号の場合には「１０８０」の代わりにそのサイズに応じた値を採用すればよい。
【００９９】
そして、黒帯領域有りと検出された場合、黒帯領域のサイズを検出する。まず、Ｌupを１ずつ増やし、それにより検出対象となったラインｌについて、０＜Ｆl（ｘ）＜Ｆthreshを満たすか否かを判定し、満たさないようになった１つ手前のＬupを上側の黒帯領域の下限値として検出する。同様に、Ｌdownを１ずつ減らし、それにより検出対象となったラインｌについて、０＜Ｆl（ｘ）＜Ｆthreshを満たすか否かを判定し、満たさないようになった１ライン手前のＬdownを下側の黒帯領域の上限値として検出する。
【０１００】
これにより、図９（Ｂ）に示すようにＬupより上のラインでかつＬdownより下のラインで構成される上端と下端の黒帯領域ＡBが検出できる。このように、黒帯検出部４では、画素値を閾値処理して黒帯を検出する。ここで例示した黒帯検出処理は一例に過ぎず、他のスキャン順や他の閾値処理で実行してもよいし、左右端にある黒帯領域やそのサイズもスキャン方法を縦横入れ換えることで検出できる。また、黒帯領域に字幕やテロップが入っているような映像でも黒帯領域として検出するためには、０＜Ｆl（ｘ）＜Ｆthreshを全て満たすという条件の代わりに所定の割合（例えば８０％等）だけ満たすといった条件で判定を行えばよい。
【０１０１】
そして、黒帯検出部４は、このような黒帯検出結果を発光検出部２、マッピング部３、およびエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５に出力する。
発光検出部２は、この黒帯検出結果を受けて、図９（Ｃ）で示すようにフレームＦにおけるヒストグラムの取得範囲ＡEをＬup＜ｌ＜Ｌdownにする。これにより、黒帯領域が発光部分の検出に影響しなくなるため、非黒帯領域で輝き感を増させかつコントラストを高くした映像表現を行うことが可能となる。
【０１０２】
黒帯検出結果を得たエリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５は、黒帯の有無や黒帯のサイズと平均点灯率に応じて、輝度ストレッチ量とＭａｘ輝度を計算するが、図１１〜図１３を参照してこの具体例を説明する。
【０１０３】
図１１は、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部における、黒帯領域の有無に応じた処理の違いの一例を説明するための図で、平均点灯率に対するＭａｘ輝度の関係を示すグラフの違いで処理の違いを示している。また、図１２、図１３は、図１１の例とは異なる例を示す図である。
【０１０４】
図１１で例示したように、黒帯領域がない場合、グラフＰ０で示すように平均点灯率が低い状態ではＭａｘ輝度をストレッチし、黒帯領域がある場合、グラフＰ１で示すように平均点灯率が低い状態ではＭａｘ輝度をマイナスにストレッチする。グラフＰ１は黒浮き抑制のための設定であり、グラフＰ０に対し、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。これにより、少なくとも黒帯領域有りでかつ映像が全体的に暗い場合には、黒帯領域（および非黒帯領域での黒画素）の黒浮きを抑制することができる。
【０１０５】
なお、実際の映像においてどの程度のサイズの黒帯領域であった場合にＭａｘ輝度をストレッチするかについて、上述の黒帯検出例で説明すると、最初に設定しておくＬup、Ｌdownに依存するため、このＬup、Ｌdownの設定によってはサイズが小さい黒帯は黒帯領域とみなさないようにすることもできる。これにより、グラフＰ１を採用する黒帯領域のサイズを決めることができる。
【０１０６】
図１２の例は、黒帯領域がない場合、図１１の例と同様に、グラフＰ０で示すように平均点灯率が低い状態から高い状態にかけてＭａｘ輝度をストレッチしており、平均点灯率に対するＭａｘ輝度の変化率も大きめになっている。これに対し、図１２において、黒帯領域がある場合、グラフＰ２で示すように平均点灯率が低い状態ではＭａｘ輝度をマイナスにストレッチすると共に、その制御カーブにおける平均点灯率に対するＭａｘ輝度の変化率を小さく、制御カーブも緩やかになっている。グラフＰ２は黒浮き抑制のための設定であり、グラフＰ０の制御カーブより緩やかな制御カーブを採用するために、グラフＰ０の平均点灯率Ｐａに対するＭａｘ輝度よりグラフＰ２の平均点灯率Ｐｂに対するＭａｘ輝度の方を小さくしている。
【０１０７】
なお、平均点灯率Ｐａと平均点灯率Ｐｂとは図示するように異なってもよいが、同じであっても、制御カーブが黒帯領域有りの場合で緩やかになっていれば、１００％を除く全ての平均点灯率でＭａｘ輝度が小さく設定されているため、黒帯領域の黒浮き抑制に効果がある。また、平均点灯率が低い状態でもＭａｘ輝度をマイナスにストレッチせずにプラスにストレッチするように設定しておいた場合でも、例えばグラフＰ０と同じく平均点灯率が０％の場合にＭａｘ輝度を５５０（ｃｄ／ｍ２）とした場合でも、制御カーブが黒帯領域有りの場合で緩やかになっていれば、０％を除く全ての平均点灯率でＭａｘ輝度が小さくなるため、黒帯領域の黒浮き抑制に効果がある。
【０１０８】
図１３の例は、黒帯領域がない場合、図１１のグラフＰ１と同じグラフを採用しておき、黒帯領域がある場合、グラフＰ３を採用する。グラフＰ３の制御カーブにおけるＭａｘ輝度の最大値Ｔａは、グラフＰ１の制御カーブにおけるＭａｘ輝度の最大値１５００（ｃｄ／ｍ２）より小さくし、これにより眩しすぎを防止している。また、これに対応して、比較的小さな部分の輝きを重視するために、グラフＰ３の制御カーブにおけるＭａｘ輝度の最大値に対応する平均点灯率Ｐｃを、グラフＰ１の制御カーブにおけるＭａｘ輝度の最大値に対応する平均点灯率Ｐより小さくしている。
【０１０９】
図１３におけるグラフＰ１，Ｐ３で示す制御カーブの変更例は、図１２におけるグラフＰ０，Ｐ２で示す制御カーブの変更例に比べ、黒帯領域無しの場合の低平均点灯率でマイナスのストレッチを行っている点が異なる。これにより、グラフＰ０に比べグラフＰ１の方が、真っ黒に近いような映像について黒浮きを抑制できる。
【０１１０】
また、図１３の制御カーブの変更例は、図１２の制御カーブの変更例に比べ、黒帯領域がない場合からある場合への変更として、最大値に対応する平均点灯率が同じ位置（または平均点灯率が多くなる方の位置）にあるのではなく、平均点灯率が小さくなるような位置になっている点が異なる。
【０１１１】
Ｍａｘ輝度の最大値を低めに変更し、Ｍａｘ輝度が最大値をとる平均点灯率Ｐｃを低めに変更している理由は、黒帯領域がある場合には、映画コンテンツである場合が多い（あるいは映画コンテンツである可能性はある）ためである。より具体的に説明すると、映画コンテンツの画質は眩しすぎを防止し長時間連続の視聴でも疲れないようにしておくことが好ましい。そのため、映画コンテンツの可能性のある黒帯領域有りの場合には、Ｍａｘ輝度の最大値を抑えて眩しすぎを防止すると共に、平均点灯率Ｐｃを低めに変更して比較的小さな部分の輝きを重視しており、これにより、最大輝度制御特性を映画コンテンツの視聴に合うようにしている。
【０１１２】
映像表示装置にコンテンツの種類などに応じて画質を変えるような映像モードを設け、かつその映像モードの一つとして映画モードを設けた構成においては、映画モードがユーザによりまたはコンテンツ情報による判定などにより選択された場合に、同様にグラフＰ３で例示したような制御カーブを用いるとよい。ここで、映画モードとは、映画視聴用のモードであり、じっくり視聴することを想定し、眩しすぎを防止しつつ、比較的小面積の輝きを重視して再現するためのモードである。そして、映画モードでは、上述したように長時間連続の視聴でも疲れないように平均点灯率Ｐｃを標準の映像モードの平均点灯率Ｐよりも低く設定している。よって、このような構成においては、黒帯領域があった場合には、映像モードを予め設けられた映画モードに変更するような制御を行ってもよい。
【０１１３】
なお、図１１のグラフＰ１や図１２のグラフＰ２で例示した最大輝度制御特性では、平均点灯率が小さいときのＭａｘ輝度を低く設定しているため、エリアアクティブ制御を実行しない場合に目立つことになる黒浮きを抑制する効果もある。
【０１１４】
また、黒帯検出結果を受けたマッピング部３は、黒帯領域の有無に応じて異なるトーンマッピングを生成するが、図１４を参照してこの具体例を説明する。
図１４は、図１３における黒帯領域有りの場合の処理時に適用する、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。
【０１１５】
黒帯領域があった場合（映画モードでも同様）、最大輝度制御特性だけでなくコントラスト強調特性も、映画コンテンツの視聴に合ったように、特に映像のメリハリ（輝き）をつけてコントラストを重視するように変更する。そのため、黒帯領域があった場合、図５の光源検出閾値Ｔｈ１（およびそれに対応する図６のＴｈ１）を図１４で示すように高い値に設定する。ここで、図１４のゲインＧ１は、図６のゲインＧ１に比べて、変換点Ｔｈ１が高い値になっているだけでなく、Ｍａｘ輝度が下がっている分だけゲインの下げ幅が少なくなっている。また、黒帯領域のサイズが大きくなるほど、Ｔｈ１を高い値に設定するようにしてもよい。
【０１１６】
また、マッピング部３におけるトーマッピングの処理自体は、実施形態１と同様である。つまり図１４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。図１３の例を挙げているが、図１１や図１２の例でも同様の考え方で、ゲインを決めて輝度を低下させることができる。
【０１１７】
なお、映像モードのうち標準のモードでの最大輝度制御特性は、例えば図１３のグラフＰ３の平均点灯率ＰｃがグラフＰ１の平均点灯率Ｐの位置にあった場合の制御カーブを採用すればよく、その場合のコントラスト強調特性は、図１４のゲインＧ１をそのまま短く（Ｔｈ１を低い値に）設定しておけばよい。
【０１１８】
このようにして、黒帯領域である場合、最大輝度制御特性およびコントラスト強調特性を、発光部分エンハンス処理を弱める方向に変えることで、黒帯領域が存在する映像について、黒帯領域での黒浮きを抑制しながら映像品位を向上させることができる。
【０１１９】
また、図１１〜図１３の例では、最大輝度制御特性の制御カーブを２つしか設定していないが、所定数設けていて、複数段階で、黒帯領域のサイズが大きくなるほどＭａｘ輝度が低くなるような制御カーブを選択するように制御することで、黒帯領域のサイズに応じた効果が得られる。また、制御カーブを１つだけ設定しておいて、黒帯領域のサイズに応じてその制御カーブの関数に含まれるパラメータを、黒帯領域のサイズが大きくなるほどＭａｘ輝度が低くなるように変えて、適用してもよい。なお、いずれの場合にも、図１４で示したようなゲインカーブも同様に連動させて変更すればよい。
【０１２０】
（実施形態２）
図１５は、本発明に係る映像表示装置の他の実施形態（実施形態２）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。
【０１２１】
実施形態２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き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から出力させる必要はない。無論、発光検出部２では発光部分の検出のみを行い、マッピング部３を、発光部分の検出結果から輝度ストレッチ量を計算するように構成してもよい。
【０１２２】
図１６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、発光している部分であるものとみなすものである。
【０１２３】
本実施形態では、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（４）
【０１２４】
図１７は、第３の閾値Ｔｈ３以上の画素に応じた輝度ストレッチの設定例を示す図である。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、[ある閾値以上の画素の割合]×[閾値からの距離（輝度の差）]と定義し、第３の閾値Ｔｈ３より大きな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を示すもので、例えば、下式（５）により計算される。
【数１】
2013182071.tif 000003
【０１２５】
式（５）において、count[i]は、階調値ｉについての画素数のカウントである。また、ｉ2−（Th3）2は、図１６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（５）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以上の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。
【０１２６】
そして、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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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、エリアアクティブ制御・輝度ストレッチ部５に入力する。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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ＵＰする。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。
【０１３１】
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、輝度ストレッチ量に応じてゲインカーブを変えるなどして、ストレッチした輝度を映像信号処理により低下させる。
【０１３２】
次に、実施形態２において、黒帯領域が検出された場合について説明する。まず、発光検出部２では、黒帯検出部４からの黒帯検出結果を受けて、黒帯領域があった場合には、ヒストグラムの取得サイズを非黒帯領域に合わせる。この点は実施形態１と同様である。
【０１３３】
発光検出部２における最大輝度制御特性の変更について、図１８および図１９を参照しながら説明する。図１８は、発光検出部における、黒帯領域無しの場合の最大輝度制御特性のグラフを示す図で、図１９は、黒帯領域有りの場合の最大輝度制御特性のグラフを示す図である。
【０１３４】
黒帯領域がない場合には、図１８のグラフで示すように、スコアの閾値ｑ１以上について直線Ｑ１のように輝度ストレッチ量を一定に（ここでは１５００ｃｄ／ｃｍ２）し、閾値ｑ１より小さい場合にスコアが０になる方向で徐々に輝度ストレッチ量を低下させている。図１８のグラフは、説明の簡略化のために、図１７のグラフをより簡略化したものと言える。
【０１３５】
これに対し、黒帯領域があった場合には、図１９のグラフで示すように、輝度ストレッチ量の最大値を１５００ｃｄ／ｃｍ２から８００ｃｄ／ｃｍ２に下げて直線Ｑ１ａ、曲線Ｑ２ａのように変更し、さらにスコアの閾値ｑ１を閾値ｑ２のように高めに設定する。これにより、黒帯領域があった場合には、最大輝度制御特性は、図１９の直線Ｑ１ｂおよび曲線Ｑ２ｂで構成されるようなグラフになる。
【０１３６】
このような黒帯領域の有無に基づく変更は、黒帯領域がある場合に映画コンテンツの可能性があり、映画コンテンツの視聴に適した画質にしておくことが好ましいため、眩しすぎを防止し長時間連続の視聴でも疲れなくするために輝度ストレッチ量の最大値を下げ、比較的小さな部分の輝きを重視するためにスコアの閾値を高めに設定している。
【０１３７】
また、黒帯領域があった場合、最大輝度制御特性だけでなくコントラスト強調特性も、映画コンテンツの視聴に合ったように、特に映像のメリハリ（輝き）をつけてコントラストを重視するように変更する。そのため、黒帯検出結果を得たマッピング部３では、黒帯領域の有無に応じて異なるトーンマッピングを生成する。黒帯領域があった場合、例えば実施形態１と同様に、図６で示すようなゲインカーブ（あるいは図１４のゲインＧ１をそのまま短く、つまりＴｈ１を低い値に設定したゲインカーブ）から図１４で示すようなゲインカーブに変更する。ただし、黒帯検出部４からマッピング部３に黒帯検出結果を伝えなくても、マッピング部３を、受けた輝度ストレッチ量に応じたゲインカーブの計算または選択を行うように構成してもよい。
【０１３８】
このようにして、黒帯領域である場合、最大輝度制御特性およびコントラスト強調特性を、発光部分エンハンス処理を弱める方向に変えることで、黒帯領域が存在する映像について、黒帯領域での黒浮きを抑制しながら映像品位を向上させることができる。なお、本実施形態では、発光部分の検出について、並びに、非発光部分において、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値の低下により低減させることについて、実施形態１と同様に適用できる。また、本実施形態でも実施形態１と同様に、図１９のグラフで示すような最大輝度制御特性およびそれに対応するコントラスト強調特性を有する映画モードを用意しておいてもよい。
【０１３９】
また、図１８および図１９の例では、最大輝度制御特性の制御カーブを２つしか設定していないが、所定数設けていて、複数段階で、黒帯領域のサイズが大きくなるほど輝度ストレッチ量が低くなるような制御カーブを選択するように制御することで、黒帯領域のサイズに応じた効果が得られる。また、制御カーブを１つだけ設定しておいて、黒帯領域のサイズに応じてその制御カーブの関数に含まれるパラメータを、黒帯領域のサイズが大きくなるほど輝度ストレッチ量が低くなるように変えて、適用してもよい。なお、いずれの場合にも、コンテンツ強調特性も同様に連動させて変更すればよい。
【０１４０】
（実施形態３）
図２０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３）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。
【０１４１】
実施形態３は、実施形態２と同様の構成を有し、実施形態２と同様の動作を行うが、実施形態２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。
【０１４２】
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、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全体を一律にストレッチする。
【０１４３】
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。
黒帯領域が検出された場合の処理も含め、実施形態３における他の構成部分の動作については、実施形態２と同様であるため、繰り返しの説明は省略する。
【０１４４】
なお、実施形態１においてエリアアクティブ制御無しの例について簡単に触れたように、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で平均点灯率（ただし、この例では仮の点灯率自体が画面全体の仮の平均点灯率である）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。この場合、図１１のグラフＰ１や図１２のグラフＰ２で例示した最大輝度制御特性のように、平均点灯率が小さいときのＭａｘ輝度を低く設定することで、エリアアクティブ制御を実行しない場合に目立つことになる黒浮きを抑制することができる。
【０１４５】
（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。
【０１４６】
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（６）により定義される。
（Ｌ＊／Ｌ＊ｍｏｄｅｂｏｕｎｄａｒｙ）×１００  ・・・式（６）
【０１４７】
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（６）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。
【０１４８】
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２１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２１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２１上の位置はＰＬ２である。
【０１４９】
これらの値から、上記式（６）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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
例えば、図２２（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２２（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（７）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（７）
【０１５２】
そして画素ごとに上記のような式（７）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】
【０１５３】
１…信号処理部、２…発光検出部、３…マッピング部、４…黒帯検出部、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】
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【図２】
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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３】
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【図９】
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