(57)【要約】【課題】バックライトを発光領域毎に制御可能な画像表示装置において、画像表示の遅延を抑制しつつ表示パネルの表示画像とバックライト光量との不整合を抑制する。【解決手段】入力されるフレーム画像に画像処理を行ってＮ（Ｎ≧１）フレーム遅延させて遅延画像として出力する手段と、遅延画像に基づきバックライトの発光領域毎の発光量を決定しＭ（Ｍ≧１）フレーム遅延させて点灯パターンとして出力する手段と、画像処理前のフレーム画像に基づき発光領域毎の発光量を決定しＭフレーム遅延させて予備点灯パターンとして出力する手段と、予備点灯パターンをＭフレーム遅延させて遅延予備点灯パターンとして出力する手段と、予備点灯パターンと遅延予備点灯パターンとの差分を予測成分として出力する手段と、備え、点灯パターンと予測成分とに基づき当該点灯パターンに対応する遅延画像よりＭフレーム後の遅延画像に対応する点灯パターンを予測する。【選択図】図１
2013125089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光領域に分割され発光領域毎に独立に発光を制御可能なバックライトと、
前記バックライトからの光の透過率を画素毎に制御可能な表示パネルと、
入力される画像データに対しフレーム毎に画像処理を行ってＮ（Ｎ≧１）フレーム遅延させて遅延画像データとして出力する画像処理手段と、
前記遅延画像データに基づき前記バックライトの発光領域毎の発光量を決定し、Ｍ（Ｍ≧１）フレーム遅延させて点灯パターンデータとして出力する点灯パターン生成手段と、
前記画像処理手段による画像処理が行われる前のフレーム画像データに基づき前記バックライトの発光領域毎の発光量を決定し、Ｍフレーム遅延させて予備点灯パターンデータとして出力する点灯パターン予備生成手段と、
前記点灯パターン予備生成手段により出力される予備点灯パターンデータをＭフレーム遅延させて遅延予備点灯パターンデータとして出力する予備点灯パターン遅延手段と、
前記予備点灯パターンデータと前記遅延予備点灯パターンデータとの差分を計算し、予測成分データとして出力する予測成分生成手段と、
前記点灯パターンデータと前記予測成分データとに基づき、当該点灯パターンデータに対応する遅延画像データよりＭフレーム後の遅延画像データに対応する点灯パターンデータを予測し、予測点灯パターンデータとして出力する予測手段と、
前記遅延画像データと前記予測点灯パターンデータとに基づき前記表示パネルの画素毎の透過率を決定する透過率決定手段と、
前記予測点灯パターンデータに従って前記バックライトを駆動するバックライト駆動手段と、
前記透過率決定手段により決定される透過率に従って前記表示パネルを駆動するパネル駆動手段と、
を備える画像表示装置。
【請求項２】
前記予測手段は、前記点灯パターンデータと前記予測成分データとの和により予測点灯パターンデータを算出する請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記点灯パターン生成手段により出力される点灯パターンデータをＭフレーム遅延させて遅延点灯パターンデータとして出力する点灯パターン遅延手段と、
前記点灯パターンデータと前記遅延点灯パターンデータとの差分を計算し、調整差分データとして出力する調整差分生成手段と、
前記予測成分生成手段により出力される予測成分データをＮフレーム遅延させて遅延予測成分データとして出力する予測成分遅延手段と、
前記予測成分データの各発光領域の値に所定の調整ゲインを乗じて調整予測成分データとして出力する調整手段と、
前記調整差分データ及び前記遅延予測成分データの対応する発光領域の値の比を、前記調整差分データの値及び前記遅延予測成分データの値がともに０でない発光領域について計算し、計算した発光領域毎の比に基づいて前記調整ゲインを算出する調整ゲイン算出手段と、
を更に有し、
前記予測手段は、前記点灯パターンデータと前記調整予測成分データとの和により予測点灯パターンデータを算出する請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記画像処理手段による前記画像処理は、フレーム画像データに所定の合成用画像データを合成する処理を含み、
前記予測成分生成手段により出力される予測成分データの各発光領域の値のうち、合成用画像が表示される領域に対応する発光領域の値を０に変更し、修正予測成分データとして出力する差分マスク手段を更に有し、
前記予測手段は、前記点灯パターンデータと前記修正予測成分データとの和により予測点灯パターンデータを算出する請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記点灯パターン生成手段は、前記バックライトの各発光領域に対応する複数の部分画像データにより遅延画像データを分割し、部分画像データ毎に特徴量を検出し、検出した特徴量に基づいて発光領域毎の発光量を決定し、
前記点灯パターン予備生成手段は、前記バックライトの各発光領域に対応する複数の部分画像データによりフレーム画像データを分割し、部分画像データ毎に特徴量を検出し、検出した特徴量に基づいて発光領域毎の発光量を決定する、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
複数の発光領域に分割され発光領域毎に独立に発光を制御可能なバックライトと、
前記バックライトからの光の透過率を画素毎に制御可能な表示パネルと、
入力される画像データに対しフレーム毎に画像処理を行ってＮ（Ｎ≧１）フレーム遅延させて遅延画像データとして出力する画像処理手段と、
前記遅延画像データを前記バックライトの各発光領域に対応する複数の部分画像データにより分割し、当該部分画像データ毎に特徴量を検出し、特徴量データとして出力する特徴量検出手段と、
前記画像処理による画像処理が行われる前のフレーム画像データを前記バックライトの各発光領域に対応する複数の部分画像データにより分割し、当該部分画像データ毎に特徴量を検出し、予備特徴量データとして出力する特徴量予備検出手段と、
前記特徴量予備検出手段により出力される予備特徴量データをＭ（Ｍ≧１）フレーム遅延させて遅延予備特徴量データとして出力する予備特徴量遅延手段と、
前記予備特徴量データと前記遅延予備特徴量データとの差分を計算し、予測成分データとして出力する予測成分生成手段と、
前記特徴量データと前記予測成分データとに基づき、当該特徴量データに対応する遅延画像データよりＭフレーム後の遅延画像に対応する特徴量データを予測し、予測特徴量データとして出力する特徴量予測手段と、
前記予測特徴量データに基づき前記バックライトの発光領域毎の発光量を決定し予測点灯パターンデータとして出力する点灯パターン生成手段と、
前記遅延画像データと前記予測点灯パターンデータとに基づき前記表示パネルの画素毎の透過率を決定する透過率決定手段と、
前記予測点灯パターンデータに従って前記バックライトを駆動するバックライト駆動手段と、
前記透過率決定手段により決定される透過率に従って前記表示パネルを駆動するパネル駆動手段と、
を備える画像表示装置。
【請求項７】
複数の発光領域に分割され発光領域毎に独立に発光を制御可能なバックライトと、
前記バックライトからの光の透過率を画素毎に制御可能な表示パネルと、
を備えた画像表示装置の制御方法であって、
入力される画像データに対しフレーム毎に画像処理を行ってＮ（Ｎ≧１）フレーム遅延させて遅延画像データとして出力する画像処理工程と、
前記遅延画像データに基づき前記バックライトの発光領域毎の発光量を決定し、Ｍ（Ｍ≧１）フレーム遅延させて点灯パターンデータとして出力する点灯パターン生成工程と、
前記画像処理工程による画像処理が行われる前のフレーム画像データに基づき前記バックライトの発光領域毎の発光量を決定し、Ｍフレーム遅延させて予備点灯パターンデータとして出力する点灯パターン予備生成工程と、
前記点灯パターン予備生成工程により出力される予備点灯パターンデータをＭフレーム遅延させて遅延予備点灯パターンデータとして出力する予備点灯パターン遅延工程と、
前記予備点灯パターンデータと前記遅延予備点灯パターンデータとの差分を計算し、予測成分データとして出力する予測成分生成工程と、
前記点灯パターンデータと前記予測成分データとに基づき、当該点灯パターンデータに対応する遅延画像データよりＭフレーム後の遅延画像データに対応する点灯パターンデータを予測し、予測点灯パターンデータとして出力する予測工程と、
前記遅延画像データと前記予測点灯パターンデータとに基づき前記表示パネルの画素毎の透過率を決定する透過率決定工程と、
前記予測点灯パターンデータに従って前記バックライトを駆動するバックライト駆動工程と、
前記透過率決定工程により決定される透過率に従って前記表示パネルを駆動するパネル駆動工程と、
を有する画像表示装置の制御方法。
【請求項８】
複数の発光領域に分割され発光領域毎に独立に発光を制御可能なバックライトと、
前記バックライトからの光の透過率を画素毎に制御可能な表示パネルと、
を備えた画像表示装置の制御方法であって、
入力される画像データに対しフレーム毎に画像処理を行ってＮ（Ｎ≧１）フレーム遅延させて遅延画像データとして出力する画像処理工程と、
前記遅延画像データを前記バックライトの各発光領域に対応する複数の部分画像データにより分割し、当該部分画像データ毎に特徴量を検出し、特徴量データとして出力する特徴量検出工程と、
前記画像処理による画像処理が行われる前のフレーム画像データを前記バックライトの各発光領域に対応する複数の部分画像データにより分割し、当該部分画像データ毎に特徴量を検出し、予備特徴量データとして出力する特徴量予備検出工程と、
前記特徴量予備検出工程により出力される予備特徴量データをＭ（Ｍ≧１）フレーム遅延させて遅延予備特徴量データとして出力する予備特徴量遅延工程と、
前記予備特徴量データと前記遅延予備特徴量データとの差分を計算し、予測成分データとして出力する予測成分生成工程と、
前記特徴量データと前記予測成分データとに基づき、当該特徴量データに対応する遅延画像データよりＭフレーム後の遅延画像に対応する特徴量データを予測し、予測特徴量データとして出力する特徴量予測工程と、
前記予測特徴量データに基づき前記バックライトの発光領域毎の発光量を決定し予測点灯パターンデータとして出力する点灯パターン生成工程と、
前記遅延画像データと前記予測点灯パターンデータとに基づき前記表示パネルの画素毎の透過率を決定する透過率決定工程と、
前記予測点灯パターンデータに従って前記バックライトを駆動するバックライト駆動工程と、
前記透過率決定工程により決定される透過率に従って前記表示パネルを駆動するパネル駆動工程と、
を有する画像表示装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、透過型の液晶パネルとバックライトを組み合わせた画像表示装置において、バックライトの光量を局所的に変化させて表示される画像のダイナミックレンジを拡大するバックライト局所調光の技術が知られている（例えば特許文献１、特許文献２）。
【０００３】
このバックライト局所調光処理にはバックライトの光量を決定する工程が含まれる。この工程では、表示しようとする画像の輝度分布を算出してそれを基に計算を行う。その際、輝度分布の算出及びバックライト光量の計算の工程には１ないし２フレーム以上の遅延が発生する実施形態が一般的である。この遅延は、画像が表示されるタイミングとその画像に対応するバックライト光量でバックライトが点灯するタイミングとの間に時間差を発生させるため、動きのある画像において表示される画像とバックライト光量とに不整合が生じる場合がある。
【０００４】
これに対し、輝度分布算出後の画像の出力を遅延させることにより、上記の時間差を解消することが提案されている（例えば特許文献１、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−０９９２５０号公報
【特許文献２】特開２００５−２５８４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の従来技術では、システムにフレーム遅延が追加されるため、画像データが入力されてから表示されるまでの遅延が長くなるという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、画像データに応じてバックライト光量を局所的に制御可能な画像表示装置において、画像データの入力から表示までの遅延を抑制しつつ、表示パネルの表示画像とバックライト光量との不整合を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、複数の発光領域に分割され発光領域毎に独立に発光を制御可能なバックライトと、
前記バックライトからの光の透過率を画素毎に制御可能な表示パネルと、
入力される画像データに対しフレーム毎に画像処理を行ってＮ（Ｎ≧１）フレーム遅延させて遅延画像データとして出力する画像処理手段と、
前記遅延画像データに基づき前記バックライトの発光領域毎の発光量を決定し、Ｍ（Ｍ≧１）フレーム遅延させて点灯パターンデータとして出力する点灯パターン生成手段と、
前記画像処理手段による画像処理が行われる前のフレーム画像データに基づき前記バックライトの発光領域毎の発光量を決定し、Ｍフレーム遅延させて予備点灯パターンデータとして出力する点灯パターン予備生成手段と、
前記点灯パターン予備生成手段により出力される予備点灯パターンデータをＭフレーム遅延させて遅延予備点灯パターンデータとして出力する予備点灯パターン遅延手段と、
前記予備点灯パターンデータと前記遅延予備点灯パターンデータとの差分を計算し、予
測成分データとして出力する予測成分生成手段と、
前記点灯パターンデータと前記予測成分データとに基づき、当該点灯パターンデータに対応する遅延画像データよりＭフレーム後の遅延画像データに対応する点灯パターンデータを予測し、予測点灯パターンデータとして出力する予測手段と、
前記遅延画像データと前記予測点灯パターンデータとに基づき前記表示パネルの画素毎の透過率を決定する透過率決定手段と、
前記予測点灯パターンデータに従って前記バックライトを駆動するバックライト駆動手段と、
前記透過率決定手段により決定される透過率に従って前記表示パネルを駆動するパネル駆動手段と、
を備える画像表示装置である。
【０００９】
本発明は、複数の発光領域に分割され発光領域毎に独立に発光を制御可能なバックライトと、
前記バックライトからの光の透過率を画素毎に制御可能な表示パネルと、
入力される画像データに対しフレーム毎に画像処理を行ってＮ（Ｎ≧１）フレーム遅延させて遅延画像データとして出力する画像処理手段と、
前記遅延画像データを前記バックライトの各発光領域に対応する複数の部分画像データにより分割し、当該部分画像データ毎に特徴量を検出し、特徴量データとして出力する特徴量検出手段と、
前記画像処理による画像処理が行われる前のフレーム画像データを前記バックライトの各発光領域に対応する複数の部分画像データにより分割し、当該部分画像データ毎に特徴量を検出し、予備特徴量データとして出力する特徴量予備検出手段と、
前記特徴量予備検出手段により出力される予備特徴量データをＭ（Ｍ≧１）フレーム遅延させて遅延予備特徴量データとして出力する予備特徴量遅延手段と、
前記予備特徴量データと前記遅延予備特徴量データとの差分を計算し、予測成分データとして出力する予測成分生成手段と、
前記特徴量データと前記予測成分データとに基づき、当該特徴量データに対応する遅延画像データよりＭフレーム後の遅延画像に対応する特徴量データを予測し、予測特徴量データとして出力する特徴量予測手段と、
前記予測特徴量データに基づき前記バックライトの発光領域毎の発光量を決定し予測点灯パターンデータとして出力する点灯パターン生成手段と、
前記遅延画像データと前記予測点灯パターンデータとに基づき前記表示パネルの画素毎の透過率を決定する透過率決定手段と、
前記予測点灯パターンデータに従って前記バックライトを駆動するバックライト駆動手段と、
前記透過率決定手段により決定される透過率に従って前記表示パネルを駆動するパネル駆動手段と、
を備える画像表示装置である。
【００１０】
本発明は、複数の発光領域に分割され発光領域毎に独立に発光を制御可能なバックライトと、
前記バックライトからの光の透過率を画素毎に制御可能な表示パネルと、
を備えた画像表示装置の制御方法であって、
入力される画像データに対しフレーム毎に画像処理を行ってＮ（Ｎ≧１）フレーム遅延させて遅延画像データとして出力する画像処理工程と、
前記遅延画像データに基づき前記バックライトの発光領域毎の発光量を決定し、Ｍ（Ｍ≧１）フレーム遅延させて点灯パターンデータとして出力する点灯パターン生成工程と、
前記画像処理工程による画像処理が行われる前のフレーム画像データに基づき前記バックライトの発光領域毎の発光量を決定し、Ｍフレーム遅延させて予備点灯パターンデータ
として出力する点灯パターン予備生成工程と、
前記点灯パターン予備生成工程により出力される予備点灯パターンデータをＭフレーム遅延させて遅延予備点灯パターンデータとして出力する予備点灯パターン遅延工程と、
前記予備点灯パターンデータと前記遅延予備点灯パターンデータとの差分を計算し、予測成分データとして出力する予測成分生成工程と、
前記点灯パターンデータと前記予測成分データとに基づき、当該点灯パターンデータに対応する遅延画像データよりＭフレーム後の遅延画像データに対応する点灯パターンデータを予測し、予測点灯パターンデータとして出力する予測工程と、
前記遅延画像データと前記予測点灯パターンデータとに基づき前記表示パネルの画素毎の透過率を決定する透過率決定工程と、
前記予測点灯パターンデータに従って前記バックライトを駆動するバックライト駆動工程と、
前記透過率決定工程により決定される透過率に従って前記表示パネルを駆動するパネル駆動工程と、
を有する画像表示装置の制御方法である。
【００１１】
本発明は、複数の発光領域に分割され発光領域毎に独立に発光を制御可能なバックライトと、
前記バックライトからの光の透過率を画素毎に制御可能な表示パネルと、
を備えた画像表示装置の制御方法であって、
入力される画像データに対しフレーム毎に画像処理を行ってＮ（Ｎ≧１）フレーム遅延させて遅延画像データとして出力する画像処理工程と、
前記遅延画像データを前記バックライトの各発光領域に対応する複数の部分画像データにより分割し、当該部分画像データ毎に特徴量を検出し、特徴量データとして出力する特徴量検出工程と、
前記画像処理による画像処理が行われる前のフレーム画像データを前記バックライトの各発光領域に対応する複数の部分画像データにより分割し、当該部分画像データ毎に特徴量を検出し、予備特徴量データとして出力する特徴量予備検出工程と、
前記特徴量予備検出工程により出力される予備特徴量データをＭ（Ｍ≧１）フレーム遅延させて遅延予備特徴量データとして出力する予備特徴量遅延工程と、
前記予備特徴量データと前記遅延予備特徴量データとの差分を計算し、予測成分データとして出力する予測成分生成工程と、
前記特徴量データと前記予測成分データとに基づき、当該特徴量データに対応する遅延画像データよりＭフレーム後の遅延画像に対応する特徴量データを予測し、予測特徴量データとして出力する特徴量予測工程と、
前記予測特徴量データに基づき前記バックライトの発光領域毎の発光量を決定し予測点灯パターンデータとして出力する点灯パターン生成工程と、
前記遅延画像データと前記予測点灯パターンデータとに基づき前記表示パネルの画素毎の透過率を決定する透過率決定工程と、
前記予測点灯パターンデータに従って前記バックライトを駆動するバックライト駆動工程と、
前記透過率決定工程により決定される透過率に従って前記表示パネルを駆動するパネル駆動工程と、
を有する画像表示装置の制御方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、画像データに応じてバックライト光量を局所的に制御可能な画像表示装置において、画像データの入力から表示までの遅延を抑制しつつ、表示パネルの表示画像とバックライト光量との不整合を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１における画像表示装置の構成図
【図２】入力画像、ＬＣＤパネル、及びバックライトの領域分割を示す図
【図３】実施例１における画像表示装置２の動作を示す概念図
【図４】バックライト２５のそれぞれの発光領域に対応するプロファイルを示す図
【図５】階調伸長処理の変換特性を示す図
【図６】実施例２における画像表示装置２の動作を示す概念図
【図７】実施例３における画像表示装置２の構成図
【図８】実施例３における画像表示装置２の動作を示す概念図
【図９】実施例４における画像表示装置２の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施例１）
本発明の実施例について説明する。
実施例１の画像表示装置は、画像が静止している箇所については１フレーム遅れの特徴量から算出されたバックライトの光量によって局所調光を行う。また画像に動きがある個所については、１フレーム先行した特徴量から算出された予測成分をフィードフォワードすることによって、画像の動きに追従したバックライトの光量を予測してそれに基づいた局所調光を行う。
【００１５】
図１に本発明の実施例１における画像表示装置２の構成図を示す。
画像表示装置２は入力される画像データＲ１に基づく画像を表示する。入力画像データＲ１の信号は６０フィールド／秒のインタレーススキャンの信号である。各フィールドの画像データは横１９２０×縦５４０個の画素で構成され、それぞれの画素は３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のそれぞれの色の輝度成分を持つ。本実施例での入力画像データＲ１の各画素の各原色成分の階調値は符号なし８ｂｉｔで表わされるものとする。すなわち、各画素の各色成分の階調値は０〜２５５の値をとる。以下、入力画像データＲ１の座標（ｘ，ｙ）の位置の画素のＲ成分の階調値をＲ１（ｘ，ｙ，Ｒ）のように表記する。Ｇ成分、Ｂ成分についても同様に表記する。
【００１６】
特徴量予備検出部１０は入力画像データＲ１を解析し、予備特徴量データＲ１０を出力する。特徴量予備検出部１０は、図２（Ａ）に示すように入力画像データＲ１を６個の部分画像データ（Ｒ１ａ〜Ｒ１ｆ）に分割し、部分画像データ毎に予備特徴量を求め、予備特徴量データＲ１０を出力する。予備特徴量データＲ１０は、各部分画像データの予備特徴量Ｒ１０ａ〜Ｒ１０ｆからなる。ここでは、予備特徴量は各部分画像内の最大階調値とする。例えば、部分画像データＲ１ａの予備特徴量Ｒ１０ａは次のように求められる。すなわち、以下に示すような部分画像データＲ１ａの座標範囲（０，０）〜（６３９，２６９）内の全画素のＲ，Ｇ，Ｂ各成分の階調値のうちの最大値を部分画像データＲ１ａの予備特徴量Ｒ１０ａとする。
Ｒ１（０，０，Ｒ）〜Ｒ１（６３９，２６９，Ｒ）
Ｒ１（０，０，Ｇ）〜Ｒ１（６３９，２６９，Ｇ）
Ｒ１（０，０，Ｂ）〜Ｒ１（６３９，２６９，Ｂ）
特徴量予備検出部１０は、その他の部分画像データＲ１ｂ〜Ｒ１ｆの予備特徴量Ｒ１０ｂ〜Ｒ１０ｆも同様にして求める。
【００１７】
ここで、本実施例では、ＬＣＤパネル２３は、バックライト２５からの光の透過率を画素毎に制御可能な表示パネルであり、図２（Ｂ）に示すように、部分画像データＲ１ａ〜Ｒ１ｆに対応する表示領域２３ａ〜２３ｆに分割される。また、バックライト２５は、図
２（Ｃ）に示すように、独立に発光を制御可能な６個の発光領域２５ａ〜２５ｆに分割される。各発光領域２５ａ〜２５ｆは、ＬＣＤパネル２３における表示領域２３ａ〜２３ｆに対応する。
【００１８】
点灯パターン予備生成部１１は予備特徴量データＲ１０からバックライト２５の各発光領域２５ａ〜２５ｆの発光レベルＲ１１ａ〜Ｒ１１ｆを求め、予備点灯パターンデータＲ１１を出力する。本実施例では、点灯パターン予備生成部１１は、以下の演算により予備点灯パターンデータＲ１１を生成する。
Ｒ１１ａ＝Ｒ１０ａ
Ｒ１１ｂ＝Ｒ１０ｂ
・・・
Ｒ１１ｆ＝Ｒ１０ｆ
すなわち、各部分画像内の最大階調値が、各部分画像に対応する発光領域の発光レベルとされる。予備点灯パターンデータＲ１１は、入力画像データＲ１のフレーム毎に生成される。入力画像データＲ１から特徴量予備検出部１０が予備特徴量データＲ１０を生成し、それに基づき点灯パターン予備生成部１１が予備点灯パターンデータＲ１１を生成するために、１フレームの遅延が必要となるものとする。
【００１９】
予備点灯パターン遅延部１２は予備点灯パターンデータＲ１１を１フレーム分遅延させて、遅延予備点灯パターンデータＲ１２として出力する。
【００２０】
予測成分生成部１３は予備点灯パターンデータＲ１１と遅延予備点灯パターンデータＲ１２の差分を演算し、予測成分データＲ１３を生成する。本実施例では、予測成分生成部１３は、以下の演算により予測成分データＲ１３を算出する。
Ｒ１３ａ＝Ｒ１１ａ−Ｒ１２ａ
Ｒ１３ｂ＝Ｒ１１ｂ−Ｒ１２ｂ
・・・
Ｒ１３ｆ＝Ｒ１１ｆ−Ｒ１２ｆ
すなわち、予測成分データＲ１３は、予備点灯パターンデータＲ１１と、当該予備点灯パターンデータＲ１１が算出されたフレーム画像データより１フレーム過去のフレーム画像データに対応する予備点灯パターンデータＲ１１との差分である。
【００２１】
画像処理部Ａ１４は、入力画像データＲ１に対してフレーム遅延を含む画像処理を行って遅延画像データＲ１４を出力する。画像処理部Ａ１４は、３フィールド分の画像データをフレームメモリ１５に蓄積し、入力されるフィールド画像データの前後のフィールド画像データを参照して、入力されるフィールド画像データの走査線補間処理を行い、遅延画像データＲ１４を出力する。遅延画像データＲ１４は、入力画像データＲ１のフィールド毎に出力される、フルフレームの画像データ（１９２０×１０８０画素）である。これにより、１９２０×５４０画素６０フィールド／秒インタレーススキャンの画像データが１９２０×１０８０画素６０フレーム／秒プログレッシブスキャンの画像データに変換される。この処理の過程において１フレームの遅延が生じる。
【００２２】
特徴量検出部１７は、遅延画像データＲ１４の特徴を解析し、特徴量データＲ１７を出力する。特徴量検出部１７は、特徴量予備検出部１０と同様に、遅延画像データＲ１４を６個の部分画像に分割し、部分画像毎に特徴量（最大階調値）を求め、各部分画像の特徴量（最大階調値）からなる特徴量データＲ１７を出力する。特徴量データＲ１７の算出方
法は特徴量予備検出部１０による予備特徴量データＲ１０の算出方法と同様である。
【００２３】
点灯パターン生成部１８は特徴量検出部１７から入力される特徴量データＲ１７から点灯パターンデータＲ１８を生成する。点灯パターンデータＲ１８の生成方法は点灯パターン予備生成部１１による予備点灯パターンデータＲ１１の生成方法と同様である。すなわち、点灯パターン生成部１８は、以下の演算により点灯パターンデータＲ１８を生成する。ここでは、点灯パターンデータＲ１８の生成のために１フレームの遅延が必要であるものとする。
Ｒ１８ａ＝Ｒ１７ａ
Ｒ１８ｂ＝Ｒ１７ｂ
・・・
Ｒ１８ｆ＝Ｒ１７ｆ
【００２４】
予測部１９は、点灯パターンデータＲ１８に対して予測成分データＲ１３を加えて予測点灯パターンデータＲ１９を生成する。すなわち、予測部１９は、以下の演算により予測点灯パターンデータＲ１９を算出する。
Ｒ１９ａ＝Ｒ１８ａ＋Ｒ１３ａ
Ｒ１９ｂ＝Ｒ１８ｂ＋Ｒ１３ｂ
・・・
Ｒ１９ｆ＝Ｒ１８ｆ＋Ｒ１３ｆ
【００２５】
プロファイル生成部２０は、予測点灯パターンデータＲ１９に基づいてバックライト２５のバックライトを点灯させた場合のＬＣＤパネル２３の各部分画像に対応する表示領域の輝度プロファイルを算出し、輝度プロファイルデータＲ２０として出力する。輝度プロファイルは、各部分画像に対応する表示領域の最大輝度レベルを表す。本実施例では、プロファイル生成部２０は、予測点灯パターンデータＲ１９をそのまま輝度プロファイルデータＲ２０として出力する。すなわち、輝度プロファイルデータＲ２０は以下のようになる。
Ｒ２０ａ＝Ｒ１９ａ
Ｒ２０ｂ＝Ｒ１９ｂ
・・・
Ｒ２０ｆ＝Ｒ１９ｆ
【００２６】
画像レベル補正部２１は、輝度プロファイルデータＲ２０の下で遅延画像データＲ１４に基づく画像をＬＣＤパネル２３に表示する場合に必要な個々の画素の透過率を求め、画素透過率データＲ２１として出力する。画像レベル補正部２１による透過率決定の詳細は後述する。
【００２７】
ＬＣＤ駆動制御部２２は、画素透過率データＲ２１に基づいて、ＬＣＤパネル２３を駆動するための駆動信号Ｒ２２を出力し、パネル駆動を行う。駆動信号Ｒ２２には、同期信号等の駆動に関するタイミング信号及び個々の画素の透過率を制御する液晶素子の駆動レベル信号が含まれる。
【００２８】
ＬＣＤパネル２３は、液晶素子によって個々の画素の透過率を制御可能な液晶パネルで
ある。本実施例では、ＬＣＤパネル２３の各画素は２５６段階の透過率を設定して駆動することが可能であるものとする。ただし、液晶素子の構造により透過率を０％にすることはできない。本実施例では、ＬＣＤパネル２３の各画素の最低透過率は１％であるとする。よって、画素に対する駆動レベルが０（最小値）の時はその画素の透過率は１％である。また駆動レベルが２５５（最大値）の時の透過率は１００％である。
【００２９】
バックライト駆動制御部２４は予測点灯パターンデータＲ１９に基づいてバックライト２５に備わる複数の発光領域２５ａ〜２５ｆに入力する駆動信号Ｒ２４ａ〜Ｒ２４ｆを生成し、バックライト駆動信号Ｒ２４として出力する。バックライト駆動信号Ｒ２４はフレーム毎に生成される。例えば、予測点灯パターンデータの値Ｒ１９ａが２５５の場合、バックライト駆動信号Ｒ２４ａは、バックライト２５の発光領域２５ａを最大輝度で点灯させる信号となる。また予測点灯パターンデータの値Ｒ１９ａが１２８の場合、バックライト駆動信号Ｒ２４ａは、バックライト２５の発光領域２５ａを最大輝度の５０％で点灯させる信号となる。バックライト２５のその他の発光領域２５ｂ〜２５ｆのバックライト駆動信号Ｒ２４ｂ〜Ｒ２４ｆも同様に算出される。
【００３０】
バックライト２５はＬＣＤパネル２３の各表示領域２３ａ〜２３ｆに対応した複数の発光領域２５ａ〜２５ｆに分割され、各発光領域は複数の発光ダイオードのアレイで構成されていて、バックライト駆動信号Ｒ２４に応じた発光領域毎の輝度で点灯する。
【００３１】
全体制御部２６は、不図示の制御線を通じて画像表示装置２全体の動作の制御を行う。
【００３２】
画像表示装置２のＬＣＤパネル２３における表示画像Ｒ２の各画素の輝度は、ＬＣＤパネル２３のその画素の透過率と、その画素が属する部分画像に対応するバックライト２５の発光領域の輝度と、の積である。すなわち、画像表示装置２の観察者に知覚される表示画像Ｒ２の輝度＝画素透過率データＲ２１×予測点灯パターンデータＲ１９となる。
【００３３】
次に、画像レベル補正部２１における画素透過率データＲ２１の算出方法の詳細について説明する。表示画像Ｒ２は、バックライトの発光輝度と液晶素子の透過率の組み合わせで決まる。画像レベル補正部２１は、表示画像Ｒ２が遅延画像データＲ１４と等価になるように、輝度プロファイルデータＲ２０（＝予測点灯パターンデータＲ１９）と遅延画像データＲ１４に基づき画素透過率データＲ２１を求める。
【００３４】
画像レベル補正部２１は、まず、遅延画像データＲ１４の座標（ｘ，ｙ）の画素Ｒ１４（ｘ，ｙ）に対応する輝度プロファイルデータＲ２０の値Ｇ（ｘ，ｙ）を求める。遅延画像データＲ１４の画素数は１９２０×１０８０画素、輝度プロファイルデータＲ２０の分割領域は横３×縦２領域であるので、座標（ｘ、ｙ）に対応する輝度プロファイルの値Ｇ（ｘ，ｙ）は次のようになる。
Ｇ（ｘ，ｙ）＝Ｒ２０（ｉｎｔ（ｘ＊３／１９２０），ｉｎｔ（ｙ＊２／１０８０））
ここで、Ｒ２０（Ｎ，Ｍ）は、表示領域（Ｎ，Ｍ）の輝度プロファイルデータＲ２０の値を表す。（Ｎ，Ｍ）は、横３×縦２の６個の表示領域のうち最も左上の表示領域を基準として横方向にＮ番目、縦方向にＭ番目の表示領域の位置を表す（Ｎ＝０，１，２，Ｍ＝０，１，２）。つまり、表示領域（０，０）＝２３ａ、表示領域（１，０）＝２３ｂ、表示領域（２，０）＝２３ｃ、表示領域（０，１）＝２３ｄ、表示領域（１，１）＝２３ｅ、表示領域（２，１）＝２３ｆである。例えば、座標（６３９，２６９）は部分画像（０，０）に属するので、Ｇ（６３９，２６９）＝Ｒ２０（０，０）となる。
【００３５】
表示画像Ｒ２の画素（ｘ，ｙ）の輝度は、画素（ｘ，ｙ）の透過率Ｒ２１と、その画素
（ｘ，ｙ）の属する表示領域の輝度プロファイルデータの値Ｇ（ｘ，ｙ）（当該表示領域を背後から照射する発光領域の輝度に相当する）と、の積である。従って、表示画像Ｒ２が遅延画像データＲ１４と等価となるためには、画素（ｘ，ｙ）の透過率Ｒ２１は、以下の式を満たせばよい。
Ｒ１４（ｘ，ｙ，Ｒ）＝Ｒ２１（ｘ，ｙ，Ｒ）＊Ｇ（ｘ，ｙ）／２５５
Ｒ１４（ｘ，ｙ，Ｇ）＝Ｒ２１（ｘ，ｙ，Ｇ）＊Ｇ（ｘ，ｙ）／２５５
Ｒ１４（ｘ，ｙ，Ｂ）＝Ｒ２１（ｘ，ｙ，Ｂ）＊Ｇ（ｘ，ｙ）／２５５
【００３６】
ここで、Ｒ２１（ｘ，ｙ，Ｒ）、Ｒ２１（ｘ，ｙ，Ｇ）、Ｒ２１（ｘ，ｙ，Ｂ）は、座標（ｘ，ｙ）の画素のＲ，Ｇ，Ｂ各色に対応する液晶素子の透過率を表す。上記の式より、座標（ｘ，ｙ）の画素のＲ，Ｇ，Ｂ各色に対応する液晶素子の透過率（画素透過率）は、以下の式により求められる。
Ｒ２１（ｘ，ｙ，Ｒ）＝２５５＊Ｒ１４（ｘ，ｙ，Ｒ）／Ｇ（ｘ，ｙ）
Ｒ２１（ｘ，ｙ，Ｇ）＝２５５＊Ｒ１４（ｘ，ｙ，Ｇ）／Ｇ（ｘ，ｙ）
Ｒ２１（ｘ，ｙ，Ｂ）＝２５５＊Ｒ１４（ｘ，ｙ，Ｂ）／Ｇ（ｘ，ｙ）
【００３７】
次に、実施例１における画像表示装置２の動作の詳細を図３に示す動作例を用いて説明する。
図３に示すように、入力画像データＲ１の各フィールドの画像は、暗い背景Ｃに明るい動く丸物体Ａと明るい静止している四角物体Ｂが存在する画像である。図３において、網掛け部分は低輝度画像を表し、斜線部分は高輝度部分を表す。時刻ｔ１と時刻ｔ２の間隔は、入力される画像信号のフィールドの更新間隔であり、本実施例の場合１／６０秒である。時刻ｔ３，ｔ４・・・も同様である。時刻ｔ１の入力画像データＲ１（ｔ１）を「第１フィールド画像データ」、時刻ｔ２の入力画像データＲ１（ｔ２）を「第２フィールド画像データ」、時刻ｔ３の入力画像データＲ１（ｔ３）を「第３フィールド画像データ」と称する。丸物体Ａは第１フィールド画像データ（時刻ｔ１）では部分画像Ｒ１ａの領域内に存在し、第２フィールド画像データ（時刻ｔ２）では部分画像Ｒ１ｂの領域、第３フィールド画像データ（時刻ｔ３）では部分画像Ｒ１ｃの領域へ移動する。四角物体Ｂは第１，第２，第３フィールド画像の全てで常に部分画像Ｒ１ｆの領域に存在する。背景Ｃの画像レベル（階調値）は５０、物体Ａ，Ｂの画像レベルは双方とも２００とする。
【００３８】
入力画像データＲ１から予備点灯パターンデータＲ１１を得るためには１フレームの遅延を要するので、第１フィールド画像データ（時刻ｔ１の入力画像データＲ１（ｔ１））に対応する予備点灯パターンデータＲ１１は時刻ｔ２に得られる（Ｒ１１（ｔ２））。同様に、第２フィールド画像データ（時刻ｔ２の入力画像データＲ１（ｔ２））に対応する予備点灯パターンデータＲ１１は時刻ｔ３に得られる（Ｒ１１（ｔ３））。
【００３９】
時刻ｔ２の予備点灯パターンデータＲ１１（ｔ２）は、第１フィールド画像データ（時刻ｔ１の入力画像データＲ１（ｔ１））に基づき、次のように求められる。
Ｒ１１ａ（ｔ２）＝２００，  Ｒ１１ｂ（ｔ２）＝５０，    Ｒ１１ｃ（ｔ２）＝５０
Ｒ１１ｄ（ｔ２）＝５０，    Ｒ１１ｅ（ｔ２）＝５０，    Ｒ１１ｆ（ｔ２）＝２００
【００４０】
時刻ｔ３の予備点灯パターンデータＲ１１（ｔ３）は、第２フィールド画像データ（時刻ｔ２の入力画像データＲ１（ｔ２））に基づき、次のように求められる。
Ｒ１１ａ（ｔ３）＝５０，    Ｒ１１ｂ（ｔ３）＝２００，  Ｒ１１ｃ（ｔ３）＝５０
Ｒ１１ｄ（ｔ３）＝５０，    Ｒ１１ｅ（ｔ３）＝５０，    Ｒ１１ｆ（ｔ３）＝２００
【００４１】
時刻ｔ４の予備点灯パターンデータＲ１１（ｔ４）は、第３フィールド画像データ（時刻ｔ３の入力画像データＲ１（ｔ３））に基づき、次のように求められる。
Ｒ１１ａ（ｔ４）＝５０，    Ｒ１１ｂ（ｔ４）＝５０，    Ｒ１１ｃ（ｔ４）＝２００Ｒ１１ｄ（ｔ４）＝５０，    Ｒ１１ｅ（ｔ４）＝５０，    Ｒ１１ｆ（ｔ４）＝２００
【００４２】
遅延予備点灯パターンデータＲ１２は、予備点灯パターンデータＲ１１をそのまま１フレーム遅延させたものであるから、時刻ｔ３の遅延予備点灯パターンデータＲ１２（ｔ３）＝Ｒ１１（ｔ２）であり、次のように求められる。
Ｒ１２ａ（ｔ３）＝２００，  Ｒ１２ｂ（ｔ３）＝５０，    Ｒ１２ｃ（ｔ３）＝５０
Ｒ１２ｄ（ｔ３）＝５０，    Ｒ１２ｅ（ｔ３）＝５０，    Ｒ１２ｆ（ｔ３）＝２００
【００４３】
時刻ｔ４の遅延予備点灯パターンデータＲ１２（ｔ４）＝Ｒ１１（ｔ３）であり、次のように求められる。
Ｒ１２ａ（ｔ４）＝５０，    Ｒ１２ｂ（ｔ４）＝２００，  Ｒ１２ｃ（ｔ４）＝５０
Ｒ１２ｄ（ｔ４）＝５０，    Ｒ１２ｅ（ｔ４）＝５０，    Ｒ１２ｆ（ｔ４）＝２００
【００４４】
時刻ｔ３における予測成分データＲ１３（ｔ３）は、予備点灯パターンデータＲ１１（ｔ３）と、遅延予備点灯パターンデータＲ１２（ｔ３）との差分である。予備点灯パターンデータＲ１１（ｔ３）は、第２フィールド画像データ（入力画像データＲ１（ｔ２））に対応する。遅延予備点灯パターンデータＲ１２（ｔ３）は、第１フィールド画像データ（入力画像データＲ１（ｔ１））に対応する。よって時刻ｔ３の予測成分データＲ１３（ｔ３）＝Ｒ１１（ｔ３）−Ｒ１２（ｔ３）であり、次のように求められる。
Ｒ１３ａ（ｔ３）＝−１５０，Ｒ１３ｂ（ｔ３）＝１５０，  Ｒ１３ｃ（ｔ３）＝０
Ｒ１３ｄ（ｔ３）＝０，      Ｒ１３ｅ（ｔ３）＝０，      Ｒ１３ｆ（ｔ３）＝０
この予測成分データＲ１３（ｔ３）は、第１フィールド画像データから第２フィールド画像データへの変化（動き）を表している。
【００４５】
同様に時刻ｔ４の予測成分データＲ１３（ｔ４）＝Ｒ１１（ｔ４）−Ｒ１２（ｔ４）であり、次のように求められる。
Ｒ１３ａ（ｔ４）＝０，      Ｒ１３ｂ（ｔ４）＝−１５０，Ｒ１３ｃ（ｔ４）＝１５０Ｒ１３ｄ（ｔ４）＝０，      Ｒ１３ｅ（ｔ４）＝０，      Ｒ１３ｆ（ｔ４）＝０
この予測成分データＲ１３（ｔ４）は、第２フィールド画像データから第３フィールド画像データへの変化を表している。
【００４６】
画像処理部Ａ１４にて走査線補間処理が行われて遅延画像データＲ１４が出力される際
に１フレームの遅延が生じる。すなわち、第１フィールド画像データ（入力画像データＲ１（ｔ１））に対応する遅延画像データＲ１４は時刻ｔ２に得られる（Ｒ１４（ｔ２））。ここでは、遅延画像データＲ１４（ｔ２）は第１フィールド画像データ（入力画像データＲ１（ｔ１））と同様に背景部分Ｃの輝度レベルは５０、物体Ａ，Ｂの輝度レベルは２００であるとする。
【００４７】
また、特徴量検出部１７による特徴量データＲ１７の検出及びそれに基づく点灯パターン生成部１８による点灯パターンデータＲ１８の生成のために１フレームの遅延を要する。よって、遅延画像データＲ１４（ｔ２）に対して特徴量検出及び点灯パターン生成を行って遅延画像データＲ１４（ｔ２）に対応する点灯パターンデータＲ１８が得られるのは時刻ｔ３になる。遅延画像データＲ１４（ｔ２）に対応する点灯パターンデータＲ１８（ｔ３）は、次のようになる。
Ｒ１８ａ（ｔ３）＝２００，  Ｒ１８ｂ（ｔ３）＝５０，    Ｒ１８ｃ（ｔ３）＝５０
Ｒ１８ｄ（ｔ３）＝５０，    Ｒ１８ｅ（ｔ３）＝５０，    Ｒ１８ｆ（ｔ３）＝２００
【００４８】
同様に、遅延画像データＲ１４（ｔ３）に対応する点灯パターンデータＲ１８（ｔ４）は、次のようになる。
Ｒ１８ａ（ｔ４）＝５０，    Ｒ１８ｂ（ｔ４）＝２００，  Ｒ１８ｃ（ｔ４）＝５０
Ｒ１８ｄ（ｔ４）＝５０，    Ｒ１８ｅ（ｔ４）＝５０，    Ｒ１８ｆ（ｔ４）＝２００
【００４９】
予測点灯パターンデータＲ１９は点灯パターンデータＲ１８と予測成分データＲ１３の和により求められる。図３の動作例では、時刻ｔ３における予測点灯パターンデータＲ１９（ｔ３）は、次のように求められる。
Ｒ１９ａ（ｔ３）＝Ｒ１８ａ（ｔ３）＋Ｒ１３ａ（ｔ３）＝２００＋（−１５０）＝５０Ｒ１９ｂ（ｔ３）＝Ｒ１８ｂ（ｔ３）＋Ｒ１３ｂ（ｔ３）＝５０＋１５０＝２００
Ｒ１９ｃ（ｔ３）＝Ｒ１８ｃ（ｔ３）＋Ｒ１３ｃ（ｔ３）＝５０＋０＝５０
Ｒ１９ｄ（ｔ３）＝Ｒ１８ｄ（ｔ３）＋Ｒ１３ｄ（ｔ３）＝５０＋０＝５０
Ｒ１９ｅ（ｔ３）＝Ｒ１８ｅ（ｔ３）＋Ｒ１３ｅ（ｔ３）＝５０＋０＝５０
Ｒ１９ｆ（ｔ３）＝Ｒ１８ｆ（ｔ３）＋Ｒ１３ｆ（ｔ３）＝２００＋０＝２００
【００５０】
また、時刻ｔ４における予測点灯パターンデータＲ１９（ｔ４）は、次のように求められる。
Ｒ１９ａ（ｔ４）＝Ｒ１８ａ（ｔ４）＋Ｒ１３ａ（ｔ４）＝５０＋０＝５
Ｒ１９ｂ（ｔ４）＝Ｒ１８ｂ（ｔ４）＋Ｒ１３ｂ（ｔ４）＝２００＋（−１５０）＝５０Ｒ１９ｃ（ｔ４）＝Ｒ１８ｃ（ｔ４）＋Ｒ１３ｃ（ｔ４）＝５０＋１５０＝２００
Ｒ１９ｄ（ｔ４）＝Ｒ１８ｄ（ｔ４）＋Ｒ１３ｄ（ｔ４）＝５０＋０＝５０
Ｒ１９ｅ（ｔ４）＝Ｒ１８ｅ（ｔ４）＋Ｒ１３ｅ（ｔ４）＝５０＋０＝５０
Ｒ１９ｆ（ｔ４）＝Ｒ１８ｆ（ｔ４）＋Ｒ１３ｆ（ｔ４）＝２００＋０＝２００
【００５１】
ここで、予測成分データＲ１３は、あるフィールド画像データに対応する点灯パターンデータと、そのフィールド画像データより１フレーム前（過去）に入力されたフィールド画像データに対応する点灯パターンデータと、の相違を表している。この予測成分データ
は、あるフィールド画像データに対応する点灯パターンデータから、そのフィールド画像データより１フレーム後（未来）に入力されたフィールド画像データに対応する点灯パターンデータを予測するために用いることができる。
【００５２】
点灯パターンデータの変化のしかたは、フィールド画像データから生成される点灯パターンデータ（予備点灯パターンデータ）でも遅延画像データから生成される点灯パターンデータでも同様と考えられる。従って、予測成分データは、あるフィールド画像データから生成された遅延画像データに対応する点灯パターンデータから、その遅延画像データより１フレーム後（未来）の遅延画像データに対応する点灯パターンデータを予測するために用いることができる。
【００５３】
つまり、点灯パターン生成部１８から出力される点灯パターンデータに予測成分データを加算して得られる予測点灯パターンデータは、当該点灯パターンデータに対応する遅延画像データより１フレーム前の遅延画像データに適合する点灯パターンデータである。この予測点灯パターンデータは、画像処理部Ａ１４から出力される遅延画像データ（画像レベル補正部２１に入力される遅延画像データ）に適合する点灯パターンデータである。すなわち、予測成分データを用いて１フレーム後の遅延画像データに適合する点灯パターンデータを予測することにより、点灯パターン生成部１８における１フレーム分の遅延をキャンセルすることができる。
【００５４】
例えば、図３において、時刻ｔ３でＬＣＤパネル２３に出力される駆動信号は遅延画像データＲ１４（ｔ３）に基づくもので、これは第２フィールド画像データＲ１（ｔ２）に対応する。しかしながら、時刻ｔ３の時点で得られている点灯パターンデータＲ１８（ｔ３）は、遅延画像データＲ１４（ｔ２）から生成されたもので、これは第１フィールド画像データＲ１（ｔ１）に対応する。そのため、時刻ｔ３において得られている点灯パターンデータＲ１８（ｔ３）をそのまま用いてバックライト２５を駆動すると、ＬＣＤパネル２３は第２フィールド画像データＲ１（ｔ２）に基づき駆動される。それに対し、バックライト２５は第１フィールド画像データＲ１（ｔ１）に基づき駆動されることになり、不整合となる。第２フィールド画像データＲ１（ｔ２）に基づく点灯パターンデータＲ１８（遅延画像データＲ１４（ｔ３）から生成される点灯パターンデータＲ１８）が生成されるのは時刻ｔ４である。よって、ＬＣＤパネル２３及びバックライト２５をともに第２フィールド画像データＲ１（ｔ２）に基づいて駆動するためには、時刻ｔ４まで表示を遅延させる必要があり、遅延が長くなってしまう。
【００５５】
これに対し、本実施例では、時刻ｔ３の時点で既に得られている第１フィールド画像データＲ１（ｔ１）に基づく点灯パターンデータＲ１８（ｔ３）に予測成分データＲ１３（ｔ３）を加算する。この計算により、第１フィールド画像データＲ１（ｔ１）より１フレーム後に入力された第２フィールド画像データＲ１（ｔ２）に適合する点灯パターンデータを予測する（予測点灯パターンデータＲ１９（ｔ３））。この予測計算には遅延を必要としないため、時刻ｔ４まで待つことなく、第２フィールド画像Ｒ１（ｔ２）に適合する点灯パターンデータが得られることになる。本実施例では、この予測点灯パターンデータＲ１９（ｔ３）を用いてバックライト２５を駆動し、遅延画像データＲ１４（ｔ３）に基づいてＬＣＤパネル２３を駆動する。これにより、バックライト２５及びＬＣＤパネル２３の両方が第２フィールド画像Ｒ１（ｔ２）に基づき駆動されることになり、整合をとることが可能になる。
【００５６】
図３に示すように、予測点灯パターンデータＲ１９（ｔ３）は、第１フィールド画像データに対応する点灯パターンデータＲ１８（ｔ３）から予測された点灯パターンデータである。しかし、第２フィールド画像データに対応する遅延画像データＲ１４（ｔ３）とよく整合がとれていることがわかる。また、予測点灯パターンデータＲ１９（ｔ４）は、第
２フィールド画像データに対応する点灯パターンデータＲ１８（ｔ４）から予測された点灯パターンデータである。しかし、第３フィールド画像に対応する遅延画像データＲ１４（ｔ４）とよく整合がとれていることがわかる。
【００５７】
このように、本実施例では、点灯パターンデータＲ１８が算出されたフレーム画像データよりも１フレーム後（未来）のフレーム画像データに適合する点灯パターンデータを予測点灯パターンデータＲ１９として得ることができる。そのため、遅延画像データＲ１４に適合する（整合する）バックライト２５の点灯パターンデータ（予測点灯パターンデータＲ１９）を、遅延画像データＲ１４と同じタイミングで得ることができる。
【００５８】
本実施例では、遅延画像データＲ１４と輝度プロファイルデータＲ２０（本実施例では予測点灯パターンデータＲ１９と同じ）から算出される画素透過率データＲ２１によりＬＣＤパネル２３が駆動される。また、予測点灯パターンデータＲ１９によりバックライト２５が駆動される。これにより、表示画像とバックライト光量との不整合を回避することが可能となる。
【００５９】
画素透過率データＲ２１は上述したように、Ｒ２１＝２５５＊Ｒ１４／Ｒ２０であり、本実施例では、Ｒ２０＝Ｒ１９としているから、Ｒ２１＝２５５＊Ｒ１４／Ｒ１９により求められる。
【００６０】
図３の動作例では、時刻ｔ３における、遅延画像データＲ１４（ｔ３）の各部分画像に対応するＬＣＤパネル２３の各表示領域の画素透過率データＲ２１（ｔ３）は次のように求められる。なお、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分を示す記号は煩雑さを避けるために省略してある。
表示領域２３ａの背景部分の信号レベル：
Ｒ２１（ｘ，ｙ）＝２５５＊Ｒ１４（ｘ，ｙ）／Ｒ１９ａ＝２５５＊５０／５０＝２５５表示領域２３ｂの背景部分の信号レベル：
Ｒ２１（ｘ，ｙ）＝２５５＊Ｒ１４（ｘ，ｙ）／Ｒ１９ｂ＝２５５＊５０／２００＝６４表示領域２３ｂの物体Ａ部分の信号レベル：
Ｒ２１（ｘ，ｙ）＝２５５＊Ｒ１４（ｘ，ｙ）／Ｒ１９ｂ＝２５５＊２００／２００＝２５５
表示領域２３ｃの背景部分の信号レベル：
Ｒ２１（ｘ，ｙ）＝２５５＊Ｒ１４（ｘ，ｙ）／Ｒ１９ｃ＝２５５＊５０／５０＝２５５表示領域２３ｄの背景部分の信号レベル：
Ｒ２１（ｘ，ｙ）＝２５５＊Ｒ１４（ｘ，ｙ）／Ｒ１９ｄ＝２５５＊５０／５０＝２５５表示領域２３ｅの背景部分の信号レベル：
Ｒ２１（ｘ，ｙ）＝２５５＊Ｒ１４（ｘ，ｙ）／Ｒ１９ｅ＝２５５＊５０／５０＝２５５表示領域２３ｆの背景部分の信号レベル：
Ｒ２１（ｘ，ｙ）＝２５５＊Ｒ１４（ｘ，ｙ）／Ｒ１９ｆ＝２５５＊５０／２００＝６４表示領域２３ｆの物体Ｂ部分の信号レベル：
Ｒ２１（ｘ，ｙ）＝２５５＊Ｒ１４（ｘ，ｙ）／Ｒ１９ｆ＝２５５＊２００／２００＝２５５
【００６１】
ＬＣＤパネル２３の各画素は画素透過率データＲ２１に従って駆動される。例えば、時刻ｔ３において、表示領域２３ａでは背景部分が信号レベル２５５であるから透過率１００％、表示領域２３ｂでは背景部分が信号レベル６４であるから透過率２５％、物体部分が信号レベル２５５であるから透過率１００％で表示される。
【００６２】
また、バックライト２５は予測点灯パターンデータＲ１９に従って駆動される。例えば、時刻ｔ３において、発光領域２５ａは輝度レベル５０であるから発光量１９％、発光領域２５ｂは輝度レベル２００であるから発光量７８％で発光する。
【００６３】
最終的に、観察者が観察する表示画像Ｒ２はＬＣＤパネル２３の各液晶素子の透過率とバックライト２５の輝度との積になるので、例えば、時刻ｔ３において、表示画像Ｒ２の輝度レベルは次のようになる。なお、一部の表示領域についてのみ例示する。
表示領域２３ａの背景部分の輝度レベル：
Ｒ２（ｘ，ｙ）＝１００％＊１９％＝１９％
表示領域２３ｂの物体Ａ部分の輝度レベル：
Ｒ２（ｘ，ｙ）＝１００％＊７８％＝７８％
表示領域２３ｂの背景部分の輝度レベル：
Ｒ２（ｘ，ｙ）＝２５％＊７８％＝１９％
【００６４】
以上説明した本実施例の画像表示装置によれば、遅延が長くなることを抑制しつつバックライト２５の発光光量とＬＣＤパネル２３の表示内容との整合がとれた良好な画像表示を行うことが可能となる。
【００６５】
なお、入力画像データＲ１と遅延画像データＲ１４の画素構成は同じでなくても良い。入力画像データＲ１から生成される予備点灯パターンデータＲ１１と遅延画像データＲ１４から生成される点灯パターンデータＲ１８とがともにバックライト２５の発光領域による分割パターンに適合していればよい。上記の例では、横３ブロック×縦２ブロックの分割パターンになっていれば、入力画像データＲ１と遅延画像データＲ１４との関係は、画素構成が縦横で非整数倍（非相似形）になっていてもよいし、同一の画素構成であってもよい。
【００６６】
また、画像処理部Ａ１４の行う画像処理として走査線補間処理を例示したが、フレーム遅延が発生する画像処理であればどのような処理でもよく、例えば解像度変換処理やフレーム補間処理等でもよい。また単純にフレーム遅延を行うだけでも良いし、フレーム遅延が発生しない画像処理とフレーム遅延の追加との組み合わせでも良い。
【００６７】
また、本実施例は、画像処理部Ａ１４における遅延が１フレーム、点灯パターン生成部１８における遅延が１フレームの画像表示装置に本発明を適用した実施例であるが、これらの処理に係る遅延フレーム数は１フレームに限らない。本発明は、画像データからバックライトの点灯パターンデータを生成するためにＭフレーム遅延（Ｍ≧１）が発生し、画像処理（Ｉ／Ｐ変換やγ変換等）のためにＮフレーム遅延（Ｎ≧１）が発生する画像表示装置一般に適用可能である。
【００６８】
このような画像表示装置では、従来であれば、画像処理後の画像データ（遅延画像データ）に適合するバックライトの点灯パターンデータを得るために、Ｍ＋Ｎフレームの遅延が必要であった。すなわち、点灯パターン生成部１８から出力される点灯パターンデータは、Ｍ＋Ｎフレーム過去に入力されたフレーム画像データに適合する点灯パターンデータである。しかし、画像レベル補正部２１に入力される画像データは、Ｎフレーム過去に入力されたフレーム画像データに基づく遅延画像データである。従って、点灯パターン生成部１８から出力される点灯パターンデータと画像レベル補正部２１に入力される画像データとは整合しない。
【００６９】
本発明では、点灯パターン生成部１８から出力される点灯パターンデータから、当該点
灯パターンデータが適合するフレーム画像データよりＭフレーム後に入力されたフレーム画像データに適合する点灯パターンデータを予測する。従って、予測によって得られる点灯パターンデータ（予測点灯パターンデータ）は、Ｍ＋Ｎ−Ｍ＝Ｎフレーム過去に入力されたフレーム画像データに適合する点灯パターンデータである。よって、予測点灯パターンデータと画像レベル補正部２１に入力される画像データとを整合させることができるとともに、このような整合をとるために必要になる遅延フレーム数を従来より短くすることもできる。
【００７０】
この予測計算は、具体的には、Ｍフレーム離れたフレーム画像データに基づく予備点灯パターンデータ同士の差分として出力される予測成分データを点灯パターン生成部１８から出力される点灯パターンデータに加算することにより行う。このために、予備点灯パターン遅延部１２においてＭフレーム遅延させた予備点灯パターンデータを出力すればよい。予測成分データは、ある点灯パターンデータから、その点灯パターンデータが適合するフレーム画像データよりＭフレーム後（未来）のフレーム画像データに適合する点灯パターンデータを予測するためのデータである。予測成分データは、フィードフォワードにより予測部１９に供給される。
【００７１】
予測成分データをフィードフォワードしてＭフレーム後のフレーム画像データに適合する点灯パターンデータを予測計算により求めることは、「（−Ｍ）フレーム遅延」と同等である。つまり、本発明では、画像処理後の画像データに適合するバックライトの点灯パターンデータをＮ＋Ｍ＋（−Ｍ）＝Ｎフレーム遅延で得ることができる。つまり、フィードフォワードされる情報を用いて予測計算することにより、画像データから点灯パターンデータを生成する処理に係るフレーム遅延をキャンセルすることができる。これにより、画像処理後の画像データに適合する点灯パターンデータが得られるタイミングを、画像処理後の画像データが得られるタイミングに合わせることが可能になる。すなわち、入力からＮフレームの遅延で得られる遅延画像データに適合する点灯パターンデータを、入力からＮフレームの遅延で得ることができる。
【００７２】
本実施例において、画像処理部Ａ１４がＮフレーム遅延させ（Ｎ≧１）、点灯パターン生成部１８及び点灯パターン予備生成部１１がＭフレーム遅延させる（Ｍ≧１）場合、予備点灯パターン遅延部１２における遅延をＭフレームとすればよい。また、予測部１９は、点灯パターンデータと予測成分データとの和により、点灯パターンデータを算出した遅延画像データよりＭフレーム後の遅延画像データに対応する点灯パターンデータの予測値である予測点灯パターンデータを算出することができる。
【００７３】
また、特徴量予備検出部１０及び特徴量検出部１７では各部分画像の特徴量として各部分画像内の最大輝度を検出する例を示したが、検出する特徴量はこれに限らない。画像データにに適合する適切な予備点灯パターンデータＲ１１及び点灯パターンデータＲ１８を生成できるならば例えば各部分画像内の画素の平均輝度等の他の特徴量を用いてもよい。また予備特徴量データＲ１０と特徴量データＲ１７とで異なる種類の特徴量であってもよい。
【００７４】
（実施例２）
システムに含まれる画像処理によって画像の階調が変化する場合であっても本発明を適用することが可能である。実施例２は、画像処理部による画像の輝度変化分を抽出して加算することによって、予測成分の精度を向上させる構成である。実施例２における画像表示装置２の構成を図４に示す。
【００７５】
画像処理部Ｂ３０は、入力される遅延画像データＲ１４に対して明るさや色の調整を含む画像処理を行って階調伸長画像データＲ３０を出力する。本実施例では、画像処理部Ｂ
３０は、明部と暗部の階調伸長処理を行うものとする。具体的には、画像処理部Ｂ３０は、遅延画像データＲ１４の全画素について図５に示す入出力特性の変換テーブルを用いて階調値の変換を行う。通常このような階調伸長処理を行うと中間階調のコントラストが落ちた画像になるが、表示部におけるダイナミックレンジ拡大と共に用いることで、中間調のコントラストを維持したまま暗部及び明部のコントラストを拡大することが可能となる。またここでは、演算結果に対して８ｂｉｔの桁拡張を行う。入力される遅延画像データＲ１４は８ｂｉｔで最小輝度（黒）から最大輝度（白）の階調を０〜２５５の値で表わすが、出力する階調伸長画像データＲ３０では１６ｂｉｔで最小輝度（黒）から最大輝度（白）の階調を０〜６５５３５の値で表わす。
【００７６】
特徴量検出部３１では、入力される階調伸長画像データＲ３０を解析する。特徴量検出部３１の動作は実施例１における特徴量検出部１７とほぼ同様であるが、入力される階調伸長画像データＲ３０の桁が多いことに対応して、階調伸長画像データＲ３０を２５６で割って桁を合わせてから特徴量の算出を行う。
【００７７】
画像レベル補正部３２は、輝度プロファイルデータＲ２０の下で階調伸長画像データＲ３０をＬＣＤパネル２３に表示する場合に必要な個々の画素の透過率を求め、画素透過率データＲ２１として出力する。透過率の算出方法は実施例１における画像レベル補正部２１とほぼ同様であるが、入力される階調伸長画像データＲ３０の桁が多いことに対応して、次のように計算式を変更する。
Ｒ２１（ｘ，ｙ，Ｒ）＝Ｒ３０（ｘ，ｙ，Ｒ）／Ｇ（ｘ，ｙ）
Ｒ２１（ｘ，ｙ，Ｇ）＝Ｒ３０（ｘ，ｙ，Ｇ）／Ｇ（ｘ，ｙ）
Ｒ２１（ｘ，ｙ，Ｂ）＝Ｒ３０（ｘ，ｙ，Ｂ）／Ｇ（ｘ，ｙ）
Ｇ（ｘ，ｙ）は座標（ｘ，ｙ）の画素に対応する輝度プロファイルデータＲ２０の値であり、座標（ｘ，ｙ）の属する部分画像に対応するバックライトの発光領域の輝度を表す。
【００７８】
点灯パターン遅延部３３は点灯パターンデータＲ１８を１フレーム遅延させて遅延点灯パターンデータＲ３３を出力する（Ｒ３３（ｔｎ）＝Ｒ１８（ｔｎ−１））。ここで、ｔｎはｎ番目のフィールドの入力時刻、ｔｎ−１はｎ−１番目のフィールドの入力時刻を表す。
【００７９】
調整差分生成部３４は予測成分生成部１３と同様に、点灯パターンデータＲ１８と遅延点灯パターンデータＲ３３の差分を計算して調整差分データＲ３４を出力する（Ｒ３４（ｔｎ）＝Ｒ１８（ｔｎ）−Ｒ３３（ｔｎ）＝Ｒ１８（ｔｎ）−Ｒ１８（ｔｎ−１））。
【００８０】
予測成分遅延部３５は予測成分データＲ１３を１フレーム遅延させて遅延予測成分データＲ３５を出力する（Ｒ３５（ｔｎ）＝Ｒ１３（ｔｎ−１））。
【００８１】
調整係数算出部３６は調整差分データＲ３４と遅延予測成分データＲ３５の比を算出して調整係数データＲ３６を出力する。ただし調整差分データＲ３４または遅延予測成分データＲ３５のいずれかの値が０又は０に近い値（０との差分が所定の閾値未満）の場合には該当する調整係数データＲ３６は「値なし」とする。具体的には、バックライト２５の各発光領域２５ａ〜２５ｆにおける調整係数データＲ３６ａ〜Ｒ３６ｆは次のように求められる。
Ｒ３６ａ＝Ｒ３４ａ／Ｒ３５ａ（ただし、Ｒ３４ａ≒０またはＲ３５ａ≒０の時は「値なし」）
Ｒ３６ｂ＝Ｒ３４ｂ／Ｒ３５ｂ（ただし、Ｒ３４ｂ≒０またはＲ３５ｂ≒０の時は「値な
し」）
（以下Ｒ３６ｃ〜Ｒ３６ｆも同様）
【００８２】
フィルタ部３７は調整ゲイン算出を行う。すなわち、発光領域毎の値となっている調整係数データＲ３６に基づき、全ての発光量域に一律に適用される１つの値である調整ゲインＲ３７を決定する。フィルタ部３７は、調整係数データＲ３６のそれぞれの領域に対応する値のうち「値なし」になっていないものを平均した値を調整ゲインＲ３７とする。例えば、調整係数Ｒ３６ｄ，Ｒ３６ｅ，Ｒ３６ｆが「値なし」であった場合、調整ゲインＲ３７は次のように求められる。
Ｒ３７＝（Ｒ３６ａ＋Ｒ３６ｂ＋Ｒ３６ｃ）／３
【００８３】
調整部３８は、予測成分データＲ１３に調整ゲインＲ３７を乗じて調整予測成分データＲ３８を出力する。各発光領域２５ａ〜２５ｆの調整予測成分Ｒ３８ａ〜Ｒ３８ｆは次のように求められる。
Ｒ３８ａ＝Ｒ１３ａ＊Ｒ３７
Ｒ３８ｂ＝Ｒ１３ｂ＊Ｒ３７
（以下Ｒ３８ｃ〜Ｒ３８ｆも同様）
【００８４】
予測部１９は点灯パターンデータＲ１８と調整予測成分データＲ３８から実施例１と同様にして予測点灯パターンデータＲ１９を生成する。すなわち、予測部１９は、点灯パターンデータＲ１８と調整予測成分データＲ３８との和により予測点灯パターンデータＲ１９を算出する。
その他の動作は実施例１と同様である。
【００８５】
次に、実施例２における画像表示装置２の動作の詳細を図６に示す動作例を用いて説明する。
入力画像データＲ１は実施例１の説明と同様に暗い背景に明るい静止物体と移動物体の画像である。
本実施例においても実施例１と同様に予備点灯パターンデータＲ１１、遅延予備点灯パターンデータＲ１２、予測成分データＲ１３が算出される。
【００８６】
遅延画像データＲ１４は画像処理部Ｂ３０によって階調伸長処理が行われて階調伸長画像データＲ３０が生成される。図６では遅延画像データＲ１４は省略している。入力画像データＲ１から画像処理部Ａ１４及び画像処理部Ｂ３０により階調伸長画像データＲ３０が生成されるのに１フレームの遅延が必要であるとする。階調伸長画像データＲ３０では階調が１６ｂｉｔで表現され、背景部分の階調値が５１２０、物体部分の階調値が６４０００となるものとする。この階調伸長画像データＲ３０から生成される点灯パターンデータＲ１８は、例えば、時刻ｔ３において、次のようになる。
Ｒ１８ａ（ｔ３）＝２０，    Ｒ１８ｂ（ｔ３）＝２０，    Ｒ１８ｃ（ｔ３）＝２０
Ｒ１８ｄ（ｔ３）＝２０，    Ｒ１８ｅ（ｔ３）＝２０，    Ｒ１８ｆ（ｔ３）＝２５０
【００８７】
この点灯パターンデータＲ１８とその１フレーム遅れとなる遅延点灯パターンデータＲ３３との差分として調整差分データＲ３４が得られる。例えば、時刻ｔ４における調整差
分データＲ３４は次のように求められる。
Ｒ３４ａ（ｔ４）＝＋２３０，Ｒ３４ｂ（ｔ４）＝０，      Ｒ３４ｃ（ｔ４）＝０
Ｒ３４ｄ（ｔ４）＝０，      Ｒ３４ｅ（ｔ４）＝０，      Ｒ３４ｆ（ｔ４）＝０
また、時刻ｔ５における調整差分データＲ３４は次のように求められる。
Ｒ３４ａ（ｔ５）＝−２３０，Ｒ３４ｂ（ｔ５）＝＋２３０，Ｒ３４ｃ（ｔ５）＝０
Ｒ３４ｄ（ｔ５）＝０，      Ｒ３４ｅ（ｔ５）＝０，      Ｒ３４ｆ（ｔ５）＝０
【００８８】
遅延予測成分データＲ３５は、予測成分データＲ１３を１フレーム遅延させた値である。例えば、時刻ｔ４における遅延予測成分データＲ３５は、次のように求められる。
Ｒ３５ａ（ｔ４）＝１５０，  Ｒ３５ｂ（ｔ４）＝０，      Ｒ３５ｃ（ｔ４）＝０
Ｒ３５ｄ（ｔ４）＝０，      Ｒ３５ｅ（ｔ４）＝０，      Ｒ３５ｆ（ｔ４）＝０
【００８９】
調整係数データＲ３６は、調整差分データＲ３４と、予測成分データＲ１３を１フレーム遅延した遅延予測成分データＲ３５と、の比である。予測成分データＲ１３は、あるフィールド画像データに対応する点灯パターンデータと、そのフィールド画像データより１フレーム前（過去）に入力されたフィールド画像データに対応する点灯パターンデータと、の相違を表す。調整差分データＲ３４は、ある階調伸長画像データＲ３０に対応する点灯パターンデータ（Ｒ１８）と、その階調伸長画像データＲ３０より１フレーム前（過去）の階調伸長画像データＲ３０に対応する点灯パターンデータ（Ｒ１８）と、の相違を表す。そして、フィールド画像データＲ１から階調伸長画像データＲ３０の生成に１フレームの遅延がある。従って、調整係数データＲ３６は、フィールド画像データＲ１と当該フィールド画像データＲ１から生成された階調伸長画像データＲ３０との階調の差分（比率）に相当するバックライトの光量の差分（比率）を表わしている。つまり、この値は画像処理部Ｂ３０による階調伸長処理がバックライトの光量制御へ及ぼす影響を近似的に表した値である。
【００９０】
例えば、時刻ｔ４における調整係数データＲ３６は次のように求められる。
Ｒ３６ａ（ｔ４）＝Ｒ３４ａ（ｔ４）／Ｒ３５ａ（ｔ４）＝２３０／１５０＝１．５３
Ｒ３６ｂ（ｔ４）＝Ｒ３４ｂ（ｔ４）／Ｒ３５ｂ（ｔ４）＝０／０＝値なし
（Ｒ３６ｃ〜Ｒ３６ｆも同様）
【００９１】
同様に、時刻ｔ５における調整係数データＲ３６は次のように求められる。
Ｒ３６ａ（ｔ５）＝１．５３，Ｒ３６ｂ（ｔ５）＝１．５３，Ｒ３６ｃ（ｔ５）＝値無しＲ３６ｄ（ｔ５）＝値無し，  Ｒ３６ｅ（ｔ５）＝値無し，  Ｒ３６ｆ（ｔ５）＝値無し
【００９２】
同様に、時刻ｔ６における調整係数データＲ３６は次のように求められる。
Ｒ３６ａ（ｔ６）＝値無し，Ｒ３６ｂ（ｔ６）＝１．５３，Ｒ３６ｃ（ｔ６）＝１．５３Ｒ３６ｄ（ｔ６）＝値無し，Ｒ３６ｅ（ｔ６）＝値無し，    Ｒ３６ｆ（ｔ６）＝値無し
【００９３】
調整ゲインＲ３７は調整係数データＲ３６の「値なし」以外の値の平均値であるので、時刻ｔ４〜ｔ６においてＲ３７は次のように求められる。
Ｒ３７（ｔ４）＝１．５３
Ｒ３７（ｔ５）＝１．５３
Ｒ３７（ｔ６）＝１．５３
【００９４】
調整予測成分データＲ３８は予測成分データＲ１３の全ての領域のデータに調整ゲインＲ３７を乗じて求められる。これは、画像処理部Ｂ３０による階調伸長処理は画面内で一様に適用されるので、領域毎の差分である調整係数データＲ３６で値が得られなかった領域も同様の処理がなされているという想定のもとに行う処理である。例えば、時刻ｔ４における調整予測成分データＲ３８は次のように求められる。
Ｒ３８ａ（ｔ４）＝Ｒ１３ａ（ｔ４）＊Ｒ３７（ｔ４）＝−１５０＊１．５３＝−２３０Ｒ３８ｂ（ｔ４）＝Ｒ１３ｂ（ｔ４）＊Ｒ３７（ｔ４）＝１５０＊１．５３＝２３０
Ｒ３８ｃ（ｔ４）＝Ｒ１３ｃ（ｔ４）＊Ｒ３７（ｔ４）＝０＊１．５３＝０
（Ｒ３８ｄ〜Ｒ３８ｆも同様）
【００９５】
時刻ｔ４の予測成分データＲ１３（ｔ４）は、第２フィールド画像データに対応する点灯パターンデータから第３フィールド画像データに対応する点灯パターンデータへの変化を表している。
【００９６】
一方、時刻ｔ４における調整ゲインＲ３７（ｔ４）は、調整差分データＲ３４（ｔ４）と遅延予測成分データＲ３５（ｔ４）との比に基づくものである。調整差分データＲ３４（ｔ４）は、第１フィールド画像データから生成した階調伸長画像データに対応する点灯パターンデータから第２フィールド画像データから生成した階調伸長画像データに対応する点灯パターンデータへの変化を表す。また、遅延予測成分データＲ３５（ｔ４）は時刻ｔ３の予測成分データＲ１３（ｔ３）であり、これも第１フィールド画像データに対応する点灯パターンデータから第２フィールド画像データに対応する点灯パターンデータへの変化を表している。
【００９７】
このように、予測成分データＲ１３に対し、調整ゲインＲ３７は１フレーム遅れた情報であり、調整予測成分データＲ３８は、時間軸上で異なるフィールド画像データに関する係数を乗じて求められていることになる。しかし、画像処理部Ｂ３０による階調伸長処理は時間軸上で大きく変化しない性質のものであるので、近似的に１フレーム遅れた係数を用いることができる。
【００９８】
以下実施例１と同様にして予測点灯パターンデータＲ１９が生成され、予測点灯パターンデータＲ１９に基づいてバックライト２５が駆動される。さらに、予測点灯パターンデータＲ１９から生成される輝度プロファイルデータＲ２０と階調伸長画像データＲ３０に基づいて画素透過率データＲ２１が生成され、画素透過率データＲ２１に基づいてＬＣＤパネル２３が駆動される。これにより、バックライト２５の駆動が基づく画像データとＬＣＤパネル２３の駆動が基づく画像データとの整合がとれ、好適な画像表示が可能になる。
【００９９】
本実施例では、画像処理に階調伸長処理が含まれていてもそれがバックライトの光量に及ぼす影響を近似して予測成分を修正する。これにより、遅延が長くなることを抑制しつ
つバックライト２５の発光光量とＬＣＤパネル２３の表示内容との整合がとれた良好な画像表示を行うことが可能となる。
【０１００】
本実施例のフィルタ部３７における調整係数データＲ３６のフィルタ処理は、画面全体の代表値として妥当な値が得られれば、上述した「値なし」以外の値の平均値を求める処理以外でもよい。例えばメディアンフィルタを用いてもよいし、さらに時間軸方向のフィルタを組み合わせることも可能である。
【０１０１】
本実施例は、画像処理部Ａ１４における遅延が１フレーム、点灯パターン生成部１８における遅延が１フレームの画像表示装置に本発明を適用した実施例であるが、これらの処理に係る遅延フレーム数は１フレームに限らない。本発明は、画像データからバックライトの点灯パターンデータを生成するためにＭフレーム遅延（Ｍ≧１）が発生し、画像処理（Ｉ／Ｐ変換やγ変換等）のためにＮフレーム遅延（Ｎ≧１）が発生する画像表示装置一般に適用可能である。
【０１０２】
その場合、各部の遅延フレーム数を、点灯パターン予備生成部１１はＭ、予備点灯パターン遅延部１２はＭ、点灯パターン遅延部３３はＭ、予測成分遅延部３５はＮとすればよい。これにより、予測成分生成部１３は、あるフィールド画像データに対応する点灯パターンデータから、そのフィールド画像データよりＭフレーム後に入力されるフィールド画像データに対応する点灯パターンデータを予測するための予測成分データを出力する。
【０１０３】
また、調整差分生成部３４は、ある階調伸長画像データに対応する点灯パターンデータから、その階調伸長画像データよりＭフレーム後の階調伸長画像データに対応する点灯パターンデータを予測するための予測成分データを出力する。調整差分生成部３４に入力される点灯パターンデータは、予測成分生成部１３に入力される点灯パターンデータに対して、元になっているフィールド画像データにおいてＮフレームの遅れがある。これは、Ｎフレーム遅延を含む画像処理部Ａ１４に対し、予測成分生成部１３がその前段にあり、調整差分生成部３４がその後段にあることによる。
【０１０４】
予測成分遅延部３５は、この画像処理部Ａ１４における遅延フレーム数に対応するフレーム数だけ予測成分生成部１３からの出力を遅延させる。これにより、元となっているフィールド画像データが互いに同一であるような予測成分データと調整差分データとにより調整係数算出部３６における比の計算が行われる。
【０１０５】
予測部１９は点灯パターン生成部１８の後段にあるため、予測部１９に入力される点灯パターンデータは、点灯パターン生成部１８における遅延フレーム数であるＭフレームだけ、画像レベル補正部３２に入力される階調伸長画像データよりも遅れている。しかしながら、調整部３８から出力される調整予測成分を用いることで、予測部１９は、入力される点灯パターンデータが対応する階調伸長画像データよりもＭフレーム後の階調伸長画像データに対応する点灯パターンデータを予測することができる。
【０１０６】
従って、予測部１９が出力する予測点灯パターンデータは、画像レベル補正部３２に入力される階調伸長画像データに適合する点灯パターンデータとなる。これにより、階調伸長画像データに適合する点灯パターンデータが得られるタイミングを、階調伸長画像データが得られるタイミングに合わせることが可能になる。すなわち、入力からＮフレームの遅延で得られる階調伸長画像データに適合する点灯パターンデータを、入力からＮフレームの遅延で得ることができる。
【０１０７】
（実施例３）
システムの画像処理に画像合成処理が含まれる場合であっても本発明を適用することが
可能である。実施例３は、合成画像が表示される領域に相当する発光領域における予測成分を０に変更することによって、合成画像の表示領域における入力画像の動きによる点灯パターンの変化をキャンセルして、安定した表示を行う構成である。実施例３における画像表示装置２の構成を図７に示す。
【０１０８】
本実施例の画像表示装置２は、リモコン等の不図示のユーザーインターフェース手段を介したユーザによるコマンド入力や、画像表示装置からユーザへの情報通知のために、画面にＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を表示する。画像表示装置２に対しＧＵＩを表示する指示がなされたら、全体制御部２６はシステムバスＲ２６を通じてメニュー等の所定の合成用画像データ（グラフィックスデータ）を生成し、グラフィックメモリ４０に出力する。
【０１０９】
グラフィックメモリ４０は、不図示のタイミング信号を参照して遅延画像データＲ１４と同期したグラフィック画像データＲ４０を画面合成部４１及び差分マスク部４２へ出力する。
画面合成部４１はグラフィック画像データＲ４０を参照して、グラフィックスが描画されれている領域の画素についてはグラフィック画像データＲ４０、そうでない画素については遅延画像データＲ１４を選択するように合成した合成画像データＲ４１を出力する。
【０１１０】
差分マスク部４２はグラフィック画像データＲ４０を参照して、グラフィックスが描画されている領域を含むバックライトの発光領域における予測成分データＲ１３の値を０に変更して修正予測成分データＲ４２を出力する。
特徴量検出部１７は、画面合成部４１から入力される合成画像データＲ４１を入力して、実施例１と同様にして特徴量データＲ１７を出力する。
予測部１９は、点灯パターンデータＲ１８と修正予測成分データＲ４２の和を計算し、実施例１と同様にして予測点灯パターンデータＲ１９を出力する。
【０１１１】
画像レベル補正部２１は合成画像データＲ４１と輝度プロファイルデータＲ２０に基づき、実施例１と同様にして画素透過率データＲ２１を出力する。
その他の構成と動作は実施例１と同様である。
【０１１２】
次に、実施例３における画像表示装置２の動作の詳細を図８に示す動作例を用いて説明する。
ここでは、グラフィック画像データＲ４０は、静止画像で構成されたメニュー等のＧＵＩであり、画面内の一定の領域に常に描画されるものとする。図８の動作例では、ＧＵＩを構成するグラフィック画像は、入力画像データＲ１の部分画像Ｒ１ｂ（ＬＣＤパネル２３の表示領域２３ｂ、バックライト２５の発光領域２５ｂ）の領域に描画されるものとする。また、ＧＵＩのグラフィック画像は背景部分と文字や図形等とにより構成され、背景部分の画素値は２４０であるとする。
【０１１３】
合成画像データＲ４１は、遅延画像データＲ１４のうちＧＵＩが描画される領域のみがグラフィック画像データＲ４０により置きかえられた画像となる。
【０１１４】
この合成画像データＲ４１から生成された点灯パターンデータＲ１８では、ＧＵＩが描画される領域に対応する発光領域２５ｂの発光レベルが、ＧＵＩのグラフィック画像データの画素値に基づく値となる。例えば、時刻ｔ３における点灯パターンデータＲ１８（ｔ３）は次のように求められる。
Ｒ１８ａ（ｔ３）＝２００，  Ｒ１８ｂ（ｔ３）＝２４０，  Ｒ１８ｃ（ｔ３）＝５０
Ｒ１８ｄ（ｔ３）＝５０，    Ｒ１８ｅ（ｔ３）＝５０，    Ｒ１８ｆ（ｔ３）＝２００
【０１１５】
同様に、時刻ｔ４における点灯パターンデータＲ１８（ｔ４）は、次のように求められる。
Ｒ１８ａ（ｔ４）＝５０，    Ｒ１８ｂ（ｔ４）＝２４０，  Ｒ１８ｃ（ｔ４）＝５０
Ｒ１８ｄ（ｔ４）＝５０，    Ｒ１８ｅ（ｔ４）＝５０，    Ｒ１８ｆ（ｔ４）＝２００
【０１１６】
一方、予測成分データＲ１３は差分マスク部４２でＧＵＩが描画される領域に対応する発光領域が０にマスクされて修正予測成分データＲ４２となる。ここでは発光領域２５ｂがマスクされるので、時刻ｔ３における修正予測成分データＲ４２（ｔ３）は次のように求められる。
Ｒ４２ａ（ｔ３）＝−１５０，Ｒ４２ｂ（ｔ３）＝０，      Ｒ４２ｃ（ｔ３）＝０
Ｒ４２ｄ（ｔ３）＝０，      Ｒ４２ｅ（ｔ３）＝０，      Ｒ４２ｆ（ｔ３）＝０
【０１１７】
同様に時刻ｔ４における修正予測成分データＲ４２（ｔ４）は次のように求められる。
Ｒ４２ａ（ｔ４）＝０，      Ｒ４２ｂ（ｔ４）＝０，      Ｒ４２ｃ（ｔ４）＝１５０Ｒ４２ｄ（ｔ４）＝０，      Ｒ４２ｅ（ｔ４）＝０，      Ｒ４２ｆ（ｔ４）＝０
【０１１８】
こうして得られた点灯パターンデータＲ１８と修正予測成分データＲ４２の和により予測点灯パターンデータＲ１９が生成される。時刻ｔ３における予測点灯パターンデータＲ１９（ｔ３）は次のように求められる。
Ｒ１９ａ（ｔ３）＝Ｒ１８ａ（ｔ３）＋Ｒ４２ａ（ｔ３）＝２００＋（−１５０）＝５０Ｒ１９ｂ（ｔ３）＝Ｒ１８ｂ（ｔ３）＋Ｒ４２ｂ（ｔ３）＝２４０＋０＝２４０
Ｒ１９ｃ（ｔ３）＝Ｒ１８ｃ（ｔ３）＋Ｒ４２ｃ（ｔ３）＝５０＋０＝５０
Ｒ１９ｄ（ｔ３）＝Ｒ１８ｄ（ｔ３）＋Ｒ４２ｄ（ｔ３）＝５０＋０＝５０
Ｒ１９ｅ（ｔ３）＝Ｒ１８ｅ（ｔ３）＋Ｒ４２ｅ（ｔ３）＝５０＋０＝５０
Ｒ１９ｆ（ｔ３）＝Ｒ１８ｆ（ｔ３）＋Ｒ４２ｆ（ｔ３）＝２００＋０＝２００
【０１１９】
また、時刻ｔ４における予測点灯パターンデータＲ１９（ｔ４）は、次のように求められる。
Ｒ１９ａ（ｔ４）＝Ｒ１８ａ（ｔ４）＋Ｒ４２ａ（ｔ４）＝５０＋０＝５
Ｒ１９ｂ（ｔ４）＝Ｒ１８ｂ（ｔ４）＋Ｒ４２ｂ（ｔ４）＝２４０＋０＝２４０
Ｒ１９ｃ（ｔ４）＝Ｒ１８ｃ（ｔ４）＋Ｒ４２ｃ（ｔ４）＝５０＋１５０＝２００
Ｒ１９ｄ（ｔ４）＝Ｒ１８ｄ（ｔ４）＋Ｒ４２ｄ（ｔ４）＝５０＋０＝５０
Ｒ１９ｅ（ｔ４）＝Ｒ１８ｅ（ｔ４）＋Ｒ４２ｅ（ｔ４）＝５０＋０＝５０
Ｒ１９ｆ（ｔ４）＝Ｒ１８ｆ（ｔ４）＋Ｒ４２ｆ（ｔ４）＝２００＋０＝２００
【０１２０】
その他の処理は実施例１と同様である。
以上の処理は、フィールド画像データの変化を表す予測成分データＲ１３のうち、ＧＵＩのグラフィック画像の表示領域については、強制的に「過去フィールド画像データから
の変化無し」とする（Ｒ１３の値「０」とする）、すなわち静止画として扱う。これによりＧＵＩのグラフィックス画像の表示領域に対応する発光領域の発光量が適切に求められるようにしている。これは、ＧＵＩのグラフィックス画像は静止画像又はあまり大きな動きのないアニメーションで構成されていることが一般的であることに基づく処理である。本実施例によれば、グラフィック画像が表示される領域ではフィールド画像データ間で変化が無いと仮定してバックライト２５の点灯パターンデータを予測する。従って、フレーム画像にグラフィック画像が合成される場合でも、遅延が長くなることを抑制しつつバックライト２５の発光光量とＬＣＤパネル２３の表示内容との整合がとれた良好な画像表示を行うことが可能になる。
【０１２１】
（実施例４）
上記各実施例では、あるフィールド画像データの予備点灯パターンデータとそのフィールド画像データより過去に入力されたフィールド画像データの予備点灯パターンデータとの差分により予測成分データを計算する例を示した。
本実施例では、あるフィールド画像データの予備特徴量データとそのフィールド画像データより過去に入力されたフィールド画像データの予備特徴量データとの差分により予測成分データを計算する例を示す。
本実施例では、この予測成分データを用いて、ある遅延画像データの特徴量データから、その遅延画像データより後の遅延画像データの特徴量データを予測する。そして、この予測した特徴量データに基づき点灯パターンデータを生成する。実施例４における画像表示装置２の構成を図９に示す。
【０１２２】
予備特徴量遅延部５２は予備特徴量データＲ１０を１フレーム遅延させて遅延予備特徴量データＲ５２を出力する。
予測成分生成部１３は、予備特徴量データＲ１０と遅延予備特徴量データＲ５２との差分を計算し、予測成分データＲ１３を生成する。すなわち、本実施例における予測成分データＲ１３は予備特徴量データＲ１０のフィールド間差分である。この点で、本実施例は、他の実施例において予測成分生成部１３が予備点灯パターンデータのフィールド間差分を計算していたのと異なっている。
【０１２３】
特徴量予測部５９は特徴量データＲ１７と予測成分データＲ１３から予測特徴量データＲ５９を生成する。予測の演算方法は実施例１における予測部１９とほぼ同様であり、特徴量予測部５９は、特徴量データＲ１７と予測成分データＲ１３の和により予測特徴量データＲ５９を次のように求める。
Ｒ５９ａ＝Ｒ１７ａ＋Ｒ１３ａ
Ｒ５９ｂ＝Ｒ１７ｂ＋Ｒ１３ｂ
・・・
Ｒ５９ｆ＝Ｒ１７ｆ＋Ｒ１３ｆ
【０１２４】
点灯パターン生成部１８は予測特徴量データＲ５９から予測点灯パターンデータＲ１９を生成する。生成方法は実施例１における点灯パターン生成部１８と同様である。
その他の構成及び動作は実施例１と同様である。
【０１２５】
以上説明した構成及び動作によって、本実施例では、特徴量データのフィールド間差分から生成される予測成分データを用いて、ある遅延画像データの特徴量データからその遅延画像より後の遅延画像データの特徴量データを予測する。そして、予測した特徴量データに基づき点灯パターンデータを生成し、生成した点灯パターンデータに従ってバックライト２５を発光させる。点灯パターン生成部１８は点灯パターンデータを１フレームの遅
延で出力する。
【０１２６】
特徴量検出部１７から出力される特徴量データに基づいて点灯パターンデータを生成した場合、当該点灯パターンデータの対応する遅延画像データは、画像レベル補正部２１に入力される遅延画像データに対し、１フレーム分遅れる。そのため、この点灯パターンデータによりバックライト２５を駆動すると、ＬＣＤパネル２３の画像表示と整合しなくなる。
【０１２７】
しかし、本実施例では、点灯パターン生成部１８は、特徴量予測部５９から出力される予測特徴量データに基づいて点灯パターンを生成している。この予測点灯パターンデータは、画像レベル補正部２１に入力される遅延画像データに対し１フレーム後の遅延画像データの特徴量データの予測値である。従って、予測点灯パターンデータは、画像レベル補正部２１に入力される遅延画像データに対し適合する点灯パターンデータとなり、バックライト２５の発光量とＬＣＤパネル２３の表示画像との整合がとれた良好な画像表示を行うことが可能となる。
【０１２８】
本実施例では、画像処理部Ａ１４における画像処理に係る遅延フレーム数がＮフレーム（Ｎ≧１）、点灯パターン生成部１８における遅延フレーム数がＭフレーム（Ｍ≧１）である任意の画像表示装置に本発明を適用できる。この場合、予備特徴量遅延部５２における遅延をＭフレームとすればよい。
【０１２９】
こうすることにより、特徴量予測部５９は、画像レベル補正部２１に入力される遅延画像データよりＭフレーム前の遅延画像データの特徴量データを点灯パターン生成部１８へ出力することになる。点灯パターン生成部１８は入力からＭフレーム遅延したタイミングで点灯パターンデータを出力するので、結果として画像レベル補正部２１に入力される遅延画像データと点灯パターン生成部１８から出力される点灯パターンデータとは適合するものとなる。
【符号の説明】
【０１３０】
２  画像表示装置、１１  点灯パターン予備生成部、１２  予備点灯パターン遅延部、１３  予測成分生成部、１４  画像処理部Ａ、１８  点灯パターン生成部、１９  予測部、２１  画像レベル補正部、２２  ＬＣＤ駆動制御部、２３  ＬＣＤパネル、２４  バックライト駆動制御部、２５  バックライト
【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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