(57)【要約】【課題】  輝度が高い領域の階調忠実性を維持しつつ、黒表示ムラの改善を実現する画像表示装置および画像表示システムを提供する。【解決手段】  発光手段１３０から照射された光を透過し、画像信号を用いて、画像を表示する透過型表示手段１０５と、前記画像の、輝度の高い第１領域と、前記第１領域よりも輝度が低い第２領域とを判定する判定手段１０２と、前記第２領域の少なくとも一部の領域の前記画像信号に対して、前記透過型表示手段１０５の透過率を増加させる第１補正値を加算する加算手段１０４と、前記透過型表示手段１０５に光を照射する前記発光手段１３０とを備え、前記発光手段１３０は、前記判定手段１０２の判定結果と前記第１補正値とに基づいて発光量を制御することを特徴とする。【選択図】  図１
2016212195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光手段から照射された光を透過し、画像信号に基づく画像を表示する透過型表示手段と、
前記画像の、輝度が高い第１領域と、前記第１領域よりも輝度が低い第２領域とを判定する判定手段と、
前記第２領域の少なくとも一部の領域の前記画像信号に対して、前記透過型表示手段の透過率を増加させる第１補正値を加算する加算手段と、
前記透過型表示手段に光を照射する前記発光手段と
を備え、
前記発光手段は、前記判定手段の判定結果と前記第１補正値とに基づいて発光量を制御することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記発光手段は、複数の領域ごとに発光量を制御可能であり、
前記透過型表示手段は、前記発光手段の複数の領域それぞれに対応した複数の領域を有し、
前記判定手段は、前記透過型表示手段の前記複数の領域それぞれに対応する画像ごとに、前記第１領域と前記第２領域とを判定することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記第２領域に対応する前記発光手段の発光量が、前記第１補正値に基づいて制御されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記加算手段は、前記第１領域の少なくとも一部の領域の画像信号に対して第２補正値を加算し、
前記第２補正値は、前記第１補正値よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記加算手段は、前記第１領域には補正値を加算しないことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記加算手段は、前記第２領域の全てに前記第１補正値を加算することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記第１領域に対応する前記発光手段の発光量が、前記第１領域に隣接する前記第２領域に対応する前記発光手段の発光量に対して所定の値よりも大きい場合に、当該第２領域を第３領域とする第二の判定手段を備え、
前記加算手段は、前記第３領域に第３補正値を加算し、前記第３補正値は、前記前記第１補正値よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記加算手段は、前記第３補正値を０とすることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記加算手段は、前記第３領域に隣接する前記第２領域に、前記第３補正値と前記第１補正値との間を補完する第４補正値を加算することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記第３領域に隣接する前記第２領域に加算される前記第４補正値は、前記第３補正値と前記第１補正値との間を線形に補完することを特徴とする請求項９に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記判定手段の判定結果に基づいて輝度設定値を決定する設定手段と、
前記輝度設定値に基づいて輝度推測値を求める推測手段とを備え、
前記加算手段は、前記輝度推測値に基づいて、前記第１補正値を画像信号に加算する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記加算手段で加算される前記第１補正値は、前記輝度推測値が小さいほど大きくなる
ことを特徴とする請求項１１に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記発光手段は、前記第１補正値が加算された前記第２領域の表示輝度が、前記第１補正値が加算される前の画像信号を用いて表示した場合の表示輝度を維持するように、前記発光手段の発光量を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
前記判定手段は、前記画像のうち判定する領域に含まれる所定の階調値よりも低い階調値を有する画素の数が、所定の閾値よりも多い場合に、前記画像を前記第２領域であると判定することを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１５】
前記判定手段は、前記画像のうち判定する領域に含まれる画素の階調値の最大値が所定の閾値よりも小さい場合に、前記画像を前記第２領域であると判定することを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１６】
前記判定手段は、前記画像のうち判定する領域に含まれる画素の階調値の平均値が所定の閾値よりも小さい場合に、前記画像を前記第２領域であると判定することを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１７】
画像の、輝度の高い第１領域と、前記第１領域よりも輝度が低い第２領域とを判定する判定手段、
および、画像信号のうち前記第２領域の少なくとも一部の領域に対応する画像信号に対して、透過型表示手段の透過率を増加させる第１補正値を加算する加算手段
を備え、
前記第１補正値を加算された前記画像信号、前記判定手段の判定結果、および前記第１補正値を画像表示装置に出力する画像出力装置と、
前記第１補正値を加算された前記画像信号に基づいて、画像を表示する前記透過型表示手段、
および、前記判定手段の判定結果と前記第１補正値とに基づいて発光量を制御可能な発光手段を備える前記画像表示装置と、
を備えることを特徴とする画像表示システム。
【請求項１８】
判定手段が、画像の、輝度の高い第１領域と、前記第１領域よりも輝度が低い第２領域とを判定する判定ステップと、
加算手段が、前記第２領域の少なくとも一部の領域の画像に対応する画像信号に対して、透過型表示手段の透過率を増加させる第１補正値を加算する加算ステップと、
前記透過型表示手段に光を照射する発光手段が、前記判定手段の判定結果と前記第１補正値とに基づいて発光量を制御する制御ステップとを有することを特徴とする画像表示装置の制御方法。
【請求項１９】
判定手段が、画像の、輝度の高い第１領域と、前記第１領域よりも輝度が低い第２領域とを判定する判定ステップと、
加算手段が、前記第２領域の少なくとも一部の領域の画像に対応する画像信号に対して、透過型表示手段の透過率を増加させる第１補正値を加算する加算ステップと、
前記透過型表示手段に光を照射する発光手段が、前記判定手段の判定結果と前記第１補正値とに基づいて発光量を制御する制御ステップとを有することを特徴とする画像表示システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置、画像表示システム、およびそれらの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶パネルを備える画像表示装置では、液晶パネルを支えている部材などの応力に起因して、部分的に液晶の配向が乱れることがある。液晶の配向が乱れることにより、低階調画像データが入力された際に、液晶への光の透過性を十分に落とすことができない。したがって、液晶パネル内の透過率が均一にならないことから、低階調画像を表示する際に、部分的に明るい領域が生じる（本明細書では黒表示ムラと呼ぶ）場合がある。
【０００３】
特許文献１には、入力信号階調に補正値を加算した信号を液晶パネルに入力することで、液晶分子の配向を揃え、黒表示ムラを補正する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１１／１２１６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、階調（輝度）の高い領域を含む被写体領域の信号に対しても、階調の低い背景領域と同一の補正値が加算される。したがって、被写体領域において、階調忠実性が担保されない課題が生じる。
【０００６】
そこで、本発明は、輝度の高い領域の階調忠実性を維持しつつ、黒表示ムラの改善を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するために、本発明に係る画像表示装置は、発光手段から照射された光を透過し、画像信号に基づいて、画像を表示する透過型表示手段と、前記画像の、輝度の高い第１領域と、前記第１領域よりも輝度が低い第２領域とを判定する判定手段と、前記第２領域の少なくとも一部の領域の前記画像信号に対して、前記透過型表示手段の透過率を増加させる第１補正値を加算する加算手段と、前記透過型表示手段に光を照射する前記発光手段とを備え、前記発光手段は、前記判定手段の判定結果と前記第１補正値とに基づいて発光量を制御することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る画像表示システムは、画像の、輝度の高い第１領域と、前記第１領域よりも輝度が低い第２領域とを判定する判定手段、および、画像信号のうち、前記第２領域の少なくとも一部の領域に対応する画像信号に対して、透過型表示手段の透過率を増加させる第１補正値を加算する加算手段を備え、前記第１補正値を加算された前記画像信号、前記判定手段の判定結果、および前記第１補正値を画像表示装置に出力する画像出力装置と、前記第１補正値を加算された前記画像信号に基づいて、画像を表示する前記透過型表示手段、および前記判定手段の判定結果と前記第１補正値とに基づいて発光量を制御可能な発光手段を備える前記画像表示装置と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る画像表示装置の制御方法は、判定手段が、前記画像の、輝度の高い第１領域と、前記第１領域よりも輝度が低い第２領域とに判定する判定ステップと、加算手段が、前記第２領域の少なくとも一部の領域の前記画像信号に対して、透過型表示手段の透過率を増加させる第１補正値を加算する加算ステップと、前記透過型表示手段に光を照射する前記発光手段が、前記判定手段の判定結果と前記第１補正値とに基づいて発光量を制御する制御ステップとを有することを特徴とする画像表示装置の制御方法。
【００１０】
また、本発明に係る画像表示システムの制御方法は、判定手段が、前記画像の、輝度の高い第１領域と、前記第１領域よりも輝度が低い第２領域とを判定する判定ステップと、加算手段が、前記第２領域の少なくとも一部の領域の前記画像信号に対して、透過型表示手段の透過率を増加させる第１補正値を加算する加算ステップと、前記透過型表示手段に光を照射する前記発光手段が、前記判定手段の判定結果と前記第１補正値とに基づいて発光量を制御する制御ステップとを有することを特徴とする画像表示システムの制御方法。
【発明の効果】
【００１１】
輝度の高い領域の階調忠実性を維持しつつ、黒表示ムラの改善を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例１に係る液晶の階調特性を表す模式図である。
【図３】本発明の実施例１に係る階調補正値加算結果である。
【図４】本発明の実施例２に係る画像表示システムの概略構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施例２に係る外部機器から取得した画像を表示する際の、ムラ補正処理を示したシーケンス図である。
【図６】本発明の実施例３に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施例３に係る階調補正値加算およびバックライト輝度変更結果である。
【図８】本発明の実施例４に係る画像表示システムの概略構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施例５に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施例５に係る輝度推測値と階調補正値の関係を表す模式図である。
【図１１】本発明の実施例５に係る階調補正値加算およびバックライト輝度変更結果である。
【図１２】本発明の実施例６に係る画像表示システムの概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
〔実施例１〕
本発明の実施例１に係る画像表示装置およびその制御方法について説明する。図１は、本発明に係る画像表示装置１００の概略を示すブロック図である。図１に記載の画像表示装置１００は、画像入力部１０１、領域判定部１０２、加算部１２０、液晶パネルユニット１０５、発光部１３０、およびメモリ１０８を備える。また、加算部１２０は、補正値決定部１０３と補正値加算部１０４とを備える。発光部１３０は、輝度決定部１０６とバックライトユニット１０７とを備える。画像表示装置１００のそれぞれの機能ブロックは、非図示のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）により制御される。
【００１４】
なお、本実施例では、画像表示装置１００は、表示部として、透過型の液晶パネルを備える表示装置である場合を例に挙げて説明するが、表示パネルは液晶パネルに限らない。表示パネルは透過型表示パネルであればよい。液晶素子の代わりに、バックライトからの光を透過する表示素子を用いていればよく、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）シャッター素子を用いた透過型表示パネルが用いられてもよい。
【００１５】
画像入力部１０１には、外部機器から画像が入力される。本実施例では、有線で接続された外部機器より、Ｘ線撮影画像が入力されるものとする。なお、ＤＶＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｓｕａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などで画像データを取得してもよいし、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などでファイルを取得し、デコードしてもよい。
【００１６】
領域判定部１０２は、画像入力部１０１に入力された画像を、被写体領域と、被写体領域よりも輝度が低い背景領域とのいずれかであるかを判定する。具体的には、領域判定部１０２は、画像入力部１０１から取得した画像を、水平方向において４個、垂直方向において３個の複数の領域に分け、複数の領域毎に、背景領域もしくは被写体領域のいずれかに判定する。
【００１７】
領域判定部１０２は、複数の領域それぞれに含まれる画素のうち、階調値が所定の閾値（以下、階調閾値と記載）以下となる画素の個数をカウントする。
【００１８】
カウントした画素数が所定の閾値（以下、カウント画素数の閾値と記載）以上である場合には、当該領域は、背景領域と判定される。例えば、黒画像が背景領域と判定される。また、階調閾値以下の画素数が、カウント画素数の閾値よりも大きい場合は、当該領域は、被写体領域と判定される。被写体領域と背景領域との判定結果は、画像領域情報として後述の各機能ブロックにより使用される。
【００１９】
階調閾値は、取得した画像の画像ヒストグラムから算出される。画像ヒストグラムにおいて、最も低階調位置に現れるピークの階調閾値とする。本実施例では、階調閾値を０、カウント画素数の閾値を１とする。階調閾値とカウント画素数の閾値とは、メモリ１０８に保存される。なお、判定方法は、上記に示した方法に限定されない。例えば、階調値の最大値や平均値が所定の閾値以下である領域を背景領域とする方法であっても良い。また、被写体領域と判定された領域に隣接する領域を被写体領域とすることも可能である。
【００２０】
補正値決定部１０３は、領域判定部１０２から取得した画像領域情報と、メモリ１０８から取得した補正値とを用いて、各領域に対して階調補正値を決定する。以下に、各領域に対する階調補正値の決定方法について説明する。図２は、本実施例における液晶パネルの階調特性を示したグラフであり、横軸を入力階調、縦軸を液晶の透過率としている。
【００２１】
最大階調は２５５、最大透過率は１０％、コントラストは１０００：１であるとする。階調が０のときの透過率は１０％／１０００＝０．０１％となる。入力階調に伴って、液晶パネルに印加される電圧値が変化する。液晶の配向に乱れが顕著に生じるのは、液晶に係る電圧が特に小さい時である。一般的な階調特性は、Ｓ字カーブを代表とする曲線２０１で表現される。本実施例では、説明を簡単にするため、曲線２０１を直線補間した結果である直線２０２の階調特性を用いる。
【００２２】
図２の直線２０２より、透過率は、階調が０から８までの間で、ほとんど変化しない。これは、液晶の配向がほぼそろって動き出すためには、所定の電圧以上が印加されることが必要であることを意味している。図２より、階調が８以上では、液晶の配向がほぼそろって動き、階調の増加に伴い液晶の透過率が大きくなる。従って、本実施例における液晶パネルにおいては、液晶の配向を揃えるためには、階調値８に対応した電圧が必要であることが必要となる。本実施例の階調特性は、透過率をｙ、階調値をｘとすると式（１）で示される。
【００２３】
【数１】
2016212195.tif 000003
【００２４】
一方、黒表示ムラが見えなくなる値は、液晶デバイスの種類や表示装置ごとに異なる。従って、予め黒表示ムラが見えなくなる階調値を測定し、その値を補正値としてメモリ１０８に保存する。本実施例では、測定から求められた黒表示ムラが見えなくなる階調値は、１６である。黒表示ムラが見えなくなる階調値は、液晶の配向を揃えるために必要な階調値（８）よりも大きい。
【００２５】
補正値決定部１０３は、メモリ１０８から補正値を読み出し、背景領域の階調値に加算される階調補正値として決定する。階調補正値は、各領域に加算される補正値の情報を有している。決定された階調補正値は、メモリ１０８に保存される。補正値加算部１０４は、補正値決定部１０３が決定した階調補正値を、入力された画像信号の階調値に対して加算する。
【００２６】
液晶パネルユニット１０５は、液晶ドライバ、液晶ドライバをコントロールするコントロール基板、および液晶パネルを備える。液晶パネルユニット１０５は、補正値加算部１０４が出力した階調補正値加算後の画像信号に基づいて、画像を液晶パネル上に表示する。
【００２７】
輝度決定部１０６は、バックライト制御領域毎にバックライト輝度設定値を決定する。輝度決定部１０６は、背景領域に設定される輝度設定値と、被写体領域に設定される輝度設定値とをメモリ１０８から取得する。領域判定部１０２から取得した画像領域情報を用いて、輝度決定部１０６は、背景領域と被写体領域とに輝度設定値を割り当てる。具体的には、輝度決定部１０６は、背景領域に対応するバックライト制御領域におけるバックライト輝度設定値を、被写体領域に対応するバックライト制御領域におけるバックライト輝度設定値よりも小さい値に決定する。
【００２８】
そして、輝度決定部１０６は、補正値決定部１０３で決定された階調補正値に応じて、背景領域のバックライト輝度設定値を変更する。階調補正値が加算される前に、階調値が０であった画素は、階調補正値が加算されることにより、階調値が１６となる。式（１）から、階調補正値の加算により、当該画素の液晶透過率は、０．３４％となる。
【００２９】
階調補正値の加算前後でバックライト輝度設定値が同一である場合、液晶透過率の増加分だけ、表示輝度が増加してしまう。そこで、輝度決定部１０６は、表示輝度を維持するように、液晶透過率の増加分だけバックライト輝度設定値を低下させる。本実施例では、階調補正によって黒の階調が０．３４／０．０１＝３４倍悪化したので、輝度決定部１０６は、背景領域のバックライト輝度設定値を１／３４に低下させる。
【００３０】
なお、液晶透過率の変化に対して、表示輝度を維持するバックライト輝度設定値の変化量は、上述の例に限られない。各々の表示装置の特性に基づいて、液晶透過率の変化に応じて、バックライト輝度設定値を変化させればよい。
【００３１】
以上のように、輝度決定部１０６は、補正値決定部１０３で決定された階調補正値に応じて、複数の領域それぞれに対して輝度設定値を決定する。
【００３２】
バックライトユニット１０７は、水平方向において４個、垂直方向において３個の制御領域に分けられて、それぞれの発光量を個別に制御可能な照明装置であり、各領域は１又は複数の光源を有する。制御領域の分割方法は、上述の方法に限られない。バックライトユニット１０７は、画像の複数の領域に対応して、制御可能であればよい。バックライトユニット１０７は、輝度決定部１０６が決定したバックライト輝度設定値に対応する発光量で、液晶パネルユニット１０５へ光を照射する。
【００３３】
なお、バックライトユニット１０７は、光源をパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）することで、光源の発光量を制御してもよい。その場合、バックライト輝度設定値は、パルス幅変調のデューティ比（点灯期間と消灯期間の比）で表される。また、バックライトユニット１０７は、光源の駆動電圧値または駆動電流値を設定することで、光源の発光量を制御してもよい。その場合、バックライト輝度設定値は、駆動電圧値または駆動電流値で表される。また、バックライトユニット１０７は、光源をパルス幅変調し、かつ光源の駆動電圧値または駆動電流値を設定することで、光源の発光量を制御してもよい。その場合、バックライト輝度設定値は、パルス幅変調のデューティ比（点灯期間と消灯期間との比）と、駆動電圧値または駆動電流値とで表される。
【００３４】
メモリ１０８は、画像表示装置１００を構成する各機能ブロックで使用する設定値を保存する。本実施例では、前述の階調閾値、画素閾値、補正値、バックライト輝度設定値を保存する。
【００３５】
図３（ａ）〜図３（ｄ）は、本実施例における入力画像の模式図、および領域Ｂ１から領域Ｂ４における階調値と、バックライト輝度値と、表示輝度とを示す模式図である。図３（ａ）は、本実施例の画像、および画像の分割状態を表した模式図である。画像が水平方向に４領域、垂直方向に３領域に分割され、水平成分を１〜４、垂直成分をＡ〜Ｃとして表現される。本実施例において、領域Ｂ１の階調値は、２５５であり、領域Ｂ１以外の各領域の階調値は、０であるとする。領域判定部１０２は、階調閾値が０、かつカウント画素数の閾値が１であることから、領域Ｂ１を被写体領域Ｂ１と判定する。また、その他の領域は、背景領域と判定される。
【００３６】
図３（ｂ）は、領域Ｂ１から領域Ｂ４の階調値を表した図である。階調値３０１は、階調補正値加算前の各領域の階調値を示している。また、階調値３０２は、階調補正値加算後の各領域の階調値を示している。
【００３７】
補正値決定部１０３は、メモリ１０８に記録された黒表示ムラが見えなくなる階調値（１６）を読み出し、背景領域と判定されている領域Ｂ２から領域Ｂ４の階調補正値と決定する。補正値加算部１０４は、背景領域と判定されている領域Ｂ２〜Ｂ４に対して、補正値決定部１０３が決定した階調補正値の加算処理を行い、階調値を階調値３０１から階調値３０２に変更する。なお、本実施例では、被写体領域Ｂ１に対して階調補正値の決定を行わないが、背景領域に加算した補正値よりも小さい補正値を被写体領域Ｂ１の階調補正値としてもよい。
【００３８】
図３（ｃ）は、領域Ｂ１〜Ｂ４のバックライト輝度設定値を調整する処理について表した模式図である。輝度決定部１０６は、画像領域情報を用いて、バックライト輝度設定値を設定し、さらに加算された階調補正値に対応する液晶透過率によってバックライト輝度設定値を低下させる補正を行う。バックライト輝度設定値の低下度合いは、輝度決定部１０６の動作原理で説明した通り、加算した階調補正値に対応する液晶透過率によって定められる。
【００３９】
バックライト輝度設定値３０３は、画像領域情報に基づいて設定されるバックライト輝度設定値である。メモリ１０８に記録された階調値に対するバックライト輝度設定値の対応に基づいて、輝度決定部１０６は、被写体領域Ｂ１の液晶透過率を１００とし、背景領域Ｂ２から背景領域Ｂ４の液晶透過率を１０とする。
【００４０】
バックライト輝度設定値３０４は、階調補正値に基づいて輝度決定部１０６が決定したバックライト輝度設定値である。補正値加算部１０４が背景領域Ｂ２から背景領域Ｂ４に対して階調補正値を加算することにより、背景領域の階調値は０から１６に増加する。この時の液晶透過率の変化量は式（１）より、３４倍である。輝度決定部１０６は、背景領域Ｂ２から背景領域Ｂ４におけるバックライト輝度設定値を、１０から１０／３４＝０．２９に変更する。これにより、階調補正値を加算した背景領域における表示輝度が、加算前の値と同等程度となり、コントラストが維持される。
【００４１】
図３（ｄ）は、各領域における階調補正値の加算およびバックライト輝度設定値の変更前後の表示輝度を表わす模式図である。表示輝度３０５は、階調値３０１を用いて画像を表示した液晶パネルユニット１０５に対し、バックライト輝度設定値３０３を適用したバックライトユニット１０７から光を照射したときの表示輝度である。背景領域Ｂ２から背景領域Ｂ４は、黒表示であるが、実際には液晶の配向のバラつきにより、バックライトユニット１０７からの照射された光が透過し、表示輝度３０５が上がってしまう。
【００４２】
一方、表示輝度３０６は、階調補正値加算後の各領域における階調値３０２を用いて画像を表示した液晶パネルユニット１０５に対し、バックライト輝度設定値３０４を適用したバックライトユニット１０７から光を照射したときの表示輝度である。表示輝度３０５に対して、背景領域Ｂ２〜Ｂ４の表示輝度が低減し、全体の明暗比も増加している。
【００４３】
なお、本実施例によれば、背景領域と判定された全ての領域に対して階調補正値を加算し、バックライト輝度設定値を変更しているが、背景領域のうち一部に同様の処理を行ってもよい。具体的には、背景領域のうち、液晶パネルの周縁部に近接する領域や、事前の測定で特に黒ムラが懸念される領域等に限定して処理を行うことも可能である。
【００４４】
以上のように、本実施例によれば、画像表示装置において、画像の領域の判定結果と、加算された補正値とに基づいて、バックライトの発光量が制御される。より具体的には、補正値を加算した領域において、その補正値に応じて、バックライト輝度値を低下させる。
【００４５】
その結果、被写体領域の階調を維持したまま、背景領域の黒表示ムラが生じた領域の液晶配向がそろうことで、背景領域の黒表示ムラの低減が可能となる。さらに、背景領域の表示輝度が維持されることで、表示画像全体のコントラストが維持される。
【００４６】
〔実施例２〕
本発明の実施例２に係る画像表示装置およびその制御方法について説明する。本実施例では、画像表示システムが画像出力装置と画像表示装置とで構成された場合の、画像に対するムラ補正処理と、バックライトの複数の領域毎に発光輝度を制御するローカルデミング処理と、について説明する。
【００４７】
図４は、実施例２に係る画像表示システムの概略を示すブロック図である。実施例２に係る画像表示システムは、画像出力装置４００、画像表示装置４２０、および画像データ格納装置４４０を備える。なお、実施例１と説明が重複する個所に関しては、その説明を省略する。
【００４８】
本実施例では、画像出力装置４００は、表示パネルへの画像の配置と、被写体領域および背景領域の決定と、階調補正値決定および加算と、バックライト輝度値の決定とを行う。また画像表示装置４２０は、画像出力装置４００が決定したバックライト輝度値にしたがって画像表示を行う。
【００４９】
まず、画像出力装置４００は、外部情報取得部４０１、表示装置情報取得部４０２、画像取得部４０３、画像配置部４０４、領域判定部４０５、補正値決定部４０６、補正値加算部４０７、画像出力装置通信部４０８、およびメモリ４０９を備える。画像出力装置内の各機能ブロックの処理は、非図示のＣＰＵが実行するアプリケーションによって実施される。
【００５０】
外部情報取得部４０１は、画像出力装置４００に接続された後述の画像データ格納装置４４０から画像を取得し、後述の入力デバイス４４１からアプリケーションに対するユーザ操作情報を取得する。表示装置情報取得部４０２は、画像表示装置４２０内のメモリ４２５に保存された画像表示装置４２０のパネル解像度を、画像出力装置通信部４０８を介して取得する。
【００５１】
画像取得部４０３は、外部情報取得部４０１から画像を取得する。画像配置部４０４は、表示装置情報取得部４０２から取得したパネル解像度と、メモリ４０９から取得した画像配置情報とに応じて、画像を配置する。画像配置情報は、パネル解像度と画像サイズとに応じて、画像の表示位置を決定するために用いられる。
【００５２】
本実施例では、表示領域サイズと画像サイズとは、同じサイズであるとする。ただし、実現方法はこれに限定されない。例えば、パネル解像度が画像サイズより大きい場合は、ユーザ操作により画像の配置を変更することが考えられる。今後、画像配置後の画像データを、画像データと表記する。
【００５３】
領域判定部４０５は、画像配置部４０４から取得した画像データの被写体領域と背景領域とを判定する。領域判定部４０５は、判定した結果を画像領域情報として、補正値決定部４０６および画像出力装置通信部４０８に出力する。補正値決定部４０６は、実施例１に記載の補正値決定部１０３と同様に、領域判定部４０５から画像領域情報を取得し、背景領域に加算する階調補正値を決定する。具体的には、背景領域と判定された領域に対して、所定の補正値を決定する。階調補正値は、補正値加算部４０７に出力される。
【００５４】
補正値加算部４０７は、実施例１に記載の補正値加算部１０４と同様に、補正値決定部４０６から取得した階調補正値を、画像配置部４０４から取得した画像データの背景領域の階調値に対して加算する。
【００５５】
画像出力装置通信部４０８は、画像表示装置通信部４２１と通信し、補正値加算部４０７から取得した階調補正値加算後の画像データと階調補正値とを、画像表示装置通信部４２１に出力する。また、領域判定部４０５から取得した画像領域情報を、画像表示装置通信部４２１に出力する。
【００５６】
メモリ４０９は、画像出力装置を構成する各機能ブロックで使用する設定値が保存されている。本実施例では、前述の画像配置情報が保存されている。また、画像出力装置４００で動作するアプリケーションも保存する。
【００５７】
画像表示装置４２０は、画像表示装置通信部４２１、液晶パネルユニット４２２、輝度決定部４２３、バックライトユニット４２４、およびメモリ４２５を備える。また、非図示のＣＰＵは、画像表示装置４２０を構成する各機能ブロックの全体的な動作を制御する。
【００５８】
画像表示装置通信部４２１は、画像出力装置通信部４０８と通信し、階調補正値加算後の画像データ、階調補正値、および画像領域情報を、画像表示装置通信部４２１から取得する。画像表示装置通信部４２１は、液晶パネルユニット４２２に階調補正値加算後の画像データを出力する。また、輝度決定部４２３に、階調補正値、画像領域情報を出力する。
【００５９】
液晶パネルユニット４２２は、液晶ドライバ、階調補正値加算後の画像データを取得し液晶ドライバをコントロールするコントロール基板、および液晶パネルを備える。液晶パネルユニット４２２は、補正値加算部４０７が出力した階調補正値加算後の画像データの表示を行う。
【００６０】
輝度決定部４２３は、実施例１に記載の輝度決定部１０６と同様に、バックライト制御領域毎にバックライト輝度設定値を決定する処理を行う。バックライトユニット４２４は、実施例１に記載のバックライトユニット１０７と同様に、水平方向に４個、垂直方向に３個の領域に分割されて構成される照明装置である。バックライトユニット４２４の各領域は、１又は複数の光源を有する。
【００６１】
メモリ４２５は、画像表示装置４２０を構成する各機能ブロックで使用する設定値が保存されている。メモリ４２５には、パネル解像度、補正値、背景領域用バックライト輝度設定値、および被写体領域用バックライト輝度設定値が保存されている。画像データ格納装置４４０は、ネットワークに接続されており、同じネットワークに接続している別機器と画像データの送受信を行う。入力デバイス４４１は、ユーザが入力したユーザ操作情報を、外部情報取得部４０１に出力する。
【００６２】
図５は、画像表示システムにおいて、外部機器から取得した画像を画像表示装置に表示する際の、画像出力装置におけるムラ補正処理を示したシーケンス図である。本処理は、外部情報取得部４０１が取得したユーザ操作により、メモリ４０９に保存されたアプリケーションが実行された際に実行される。画像出力装置通信部４０８と画像表示装置通信部４２１とは、有線、もしくは無線で接続され、通信が可能である。
【００６３】
表示装置情報取得部４０２は、画像出力装置通信部４０８および画像表示装置通信部４２１を介して、メモリ４２５に保存された画像表示装置４２０のパネル解像度および補正値を取得する（Ｓ５０１）。外部情報取得部４０１は、画像出力装置４００に接続された画像データ格納装置４４０から画像を取得する。そして画像取得部４０３は、外部情報取得部４０１が取得した画像を取得する（Ｓ５０２）。
【００６４】
画像配置部４０４は、表示装置情報取得部４０２から取得したパネル解像度を参照し、画像取得部４０３から取得した画像を配置する（Ｓ５０３）。そして、画像配置後の画像データは、補正値加算部４０７に出力される。領域判定部４０５は、画像配置部４０４から取得した画像から、被写体領域と背景領域とを判定する。判定方法は、実施例１と同様なので省略する（Ｓ５０４）。そして、領域判定部４０５で判定された結果は、画像領域情報として、補正値決定部４０６と画像出力装置通信部４０８とに出力される。
【００６５】
補正値決定部４０６は、領域判定部４０５から取得した画像領域情報と、メモリ４０９から取得した補正値とを用いて、背景領域に加算する階調補正値を決定する（Ｓ５０５）。階調補正値の決定方法は、実施例１と同様である。補正値加算部４０７は、画像配置部４０４から取得した画像データと、補正値決定部４０６から取得した階調補正値を用いて、背景領域の階調値に対して階調補正値を加算する（Ｓ５０６）。
【００６６】
階調補正値加算後の画像データは、画像出力装置通信部４０８に出力される。画像出力装置通信部４０８は、画像表示装置通信部４２１に対して、画像データ、階調補正値、画像領域情報を出力する（Ｓ５０７）。画像表示装置通信部４２１が画像データを取得すると、輝度決定部４２３は、バックライト輝度設定値を決定する。決定方法は、実施例１と同様なので省略する。（Ｓ５０８）。
【００６７】
バックライトユニット４２４は、輝度決定部４２３から取得したバックライト輝度設定値に基づいて、バックライトを点灯させる。（Ｓ５０９）。液晶パネルユニット４２２は、画像表示装置通信部４２１から取得した画像データを用いて、階調補正値加算後の画像の表示を行う（Ｓ５１０）。
【００６８】
以上により、画像表示装置４２０において、画像の背景領域のみ補正値を加算すると同時に、補正値を加算した領域において、加算された補正値に基づいてバックライト輝度値を低下させることが可能となる。その結果、被写体領域の階調を維持したまま、背景領域の黒表示ムラが生じた領域の液晶配向がそろうことで、表示画像全体のコントラストの維持と、背景領域の黒表示ムラの低減とが可能となる。
【００６９】
〔実施例３〕
本発明の実施例３に係る画像表示装置およびその制御方法について説明する。実施例３では、背景領域のうちバックライトのハローの影響が大きい領域をハロー領域として特定し、ハロー領域に対して階調補正値が加算されない処理を、実施例１に記載の画像表示装置に対して追加した場合について説明する。
【００７０】
ハロー現象について説明する。複数の領域それぞれの表示輝度設定が大きく異なる場合、液晶パネルの階調値を領域ごとに変えると同時に、バックライト輝度設定値を領域ごとに変更する。具体的には、表示輝度設定が高い領域において、液晶開口率およびバックライト輝度設定は高く、表示輝度設定が低い領域において、液晶開口率およびバックライト輝度設定は低い。このとき、バックライト輝度設定値が高い領域の光が、当該領域近傍のバックライト輝度設定値が低い領域に漏れることにより、低い表示輝度設定の領域の表示輝度を意図せず上げてしまう。この現象をハロー現象という。
【００７１】
図６は、本発明に係る画像表示装置６００の概略構成を示すブロック図である。図６に記載の画像表示装置６００は、画像入力部６０１、領域判定部６０２、ハロー領域判定部６０３、加算部６２０、液晶パネルユニット６０６、発光部６３０、およびメモリ６１０を備える。また、加算部６２０は、補正値決定部６０４と補正値加算部６０５とを備える。発光部６３０は、輝度決定部６０８とバックライトユニット６０９とを備える。画像表示装置６００のそれぞれの機能ブロックは、非図示のＣＰＵにより制御される。
【００７２】
図６における各機能ブロックは、補正値決定部６０４と輝度決定部６０８とを除いて、それぞれ実施例１に記載の同名のブロックと同じ機能をもつ。実施例１に記載の機能ブロックと同名の機能ブロックの機能については説明を省略する。
【００７３】
ハロー領域判定部６０３は、領域判定部６０２で判定された背景領域のうち、バックライトのハローの影響が大きい領域を判定し、ハロー領域情報を生成する。具体的には、画像領域情報から、実施例１と同様に領域判定部６０２の判定結果から、被写体領域と背景領域とのそれぞれに階調補正値とバックライト設定値とを決定する。そして、隣接する２つの領域間のバックライト設定値の差が輝度設定閾値以上である場合に、隣接する２つの領域のうちのバックライト設定値が低い領域が、ハロー領域と判定される。
【００７４】
図３（ａ）〜図３（ｃ）に記載の実施例１における階調補正値加算例を用いて説明する。図３（ｂ）に示すように、実施例１と同様に、背景領域Ｂ２から背景領域Ｂ４に階調補正値を加算し、図３（ｃ）に示すように、バックライト輝度設定値を補正する。
【００７５】
ハロー領域判定部６０３は、隣接する領域のバックライト輝度設定値と判定する領域のバックライト設定値との差分が、輝度設定閾値以上であるときに、当該領域がハロー領域であると判定する。本実施例では、輝度設定閾値を９０とした。図３（ｃ）に記載の変更後のバックライト輝度設定値３０４から、背景領域Ｂ２は、被写体領域Ｂ１に対してバックライト設定値の差分が１００−０．２９＝９９．７となる。したがって、背景領域Ｂ２は、ハロー領域と判定される。
【００７６】
輝度設定閾値は、液晶パネルの特性により定まる値である。事前に液晶パネルを評価し、バックライト輝度設定値の差と、ハロー現象とを比較して、ハロー現象が目立つ場合のバックライト輝度設定値の差を、輝度設定閾値と決定する。本実施例では、事前に実験で求めた輝度設定閾値をメモリ６１０に保存している。
【００７７】
なお、ハロー領域の判定方法は上述の方法に限られない。領域判定部６０２で判定された画像領域情報から、被写体領域に隣接する背景領域をハロー領域として判定することも可能である。また、画像領域情報から、実施例１と同様に階調補正値と第１のバックライト設定値とを決定し、これらからすいされた第１のバックライト設定値に基づいてハロー領域を判定することも可能である。
【００７８】
補正値決定部６０４は、ハロー領域判定部６０３から画像信号、画像領域情報、ハロー領域情報を取得する。補正値決定部６０４は、ハロー領域と判定されていない背景領域の階調値に対して、メモリ６１０から読み出した補正値を階調補正値とする。なお、本実施例では、被写体領域とハロー領域とに対して階調補正値を決定していないが、実施例１と同様に、背景領域に対し決定した補正値よりも小さい補正値を、被写体領域Ｂ１およびハロー領域Ｂ２の補正値としてもよい。
【００７９】
補正値決定部６０４は、ハロー領域に隣接する背景領域に対して、ハロー領域の階調補正値と背景領域の階調補正値とを線形に接続した値を補正値に決定する。なお、ハロー領域に隣接する背景領域の階調補正値は、ハロー領域の階調補正値と背景領域の階調補正値との間を補完していればよく、線形接続に限らない。ハロー領域の階調補正値と背景領域の階調補正値との間を曲線で接続する補正値とすることも可能である。補正値加算部６０５は、補正値決定部６０４で決定された階調補正値を、それぞれの領域の階調値に加算する。
【００８０】
輝度決定部６０８は、階調補正値加算後の各領域の階調値と、画像領域情報と、ハロー領域情報とに基づいて、バックライト制御領域毎にバックライト輝度設定値を決定する。輝度決定部６０８は、ハロー領域とハロー領域に隣接する背景領域とに対して、背景領域の階調補正値加算後の階調値を用いてバックライト輝度設定値を決定する。
【００８１】
図７（ａ）〜図７（ｃ）に、本実施例における階調補正値加算、およびバックライト輝度変更結果を示す。本実施例の画像、およびバックライトの分割状態は、図３（ａ）と同様とする。前述したとおり、領域Ｂ１〜領域Ｂ４は、領域判定部６０２およびハロー領域判定部６０３によって、被写体領域Ｂ１、ハロー領域Ｂ２、および背景領域Ｂ３、Ｂ４に判定されている。
【００８２】
図７（ａ）は、被写体領域Ｂ１、ハロー領域Ｂ２、および背景領域Ｂ３、Ｂ４の階調値を表した図である。点線は、階調補正値加算前の各領域の階調値７０１を示している。また、実線は、階調補正値加算後の各領域の階調値７０２を示している。階調補正値加算前の被写体領域Ｂ１の階調値は２５５であり、被写体領域以外の領域Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の階調値は０である。
【００８３】
補正値決定部６０４は、ハロー領域Ｂ２の階調補正値として０を決定する。また、背景領域に対する補正値は実施例１と同様とし、階調補正値として１６を決定する。背景領域Ｂ３は、領域Ｂ２の階調補正値（０）と領域Ｂ４の階調補正値（１６）とを、線型で接続した値を階調補正値として決定する。被写体領域Ｂ１に対しては階調補正値を決定しない。補正値加算部６０５は、上述した階調補正値をそれぞれの領域の階調値に加算する。したがって、階調補正値加算後の各領域の階調値は、階調値７０１から階調値７０２に変更される。
【００８４】
図７（ｂ）は、被写体領域Ｂ１、ハロー領域Ｂ２、および背景領域Ｂ３、Ｂ４のバックライト輝度設定値と、バックライト輝度設定値に基づくバックライト輝度値とを表した図である。点線は、領域判定部６０２の判定結果に基づいて、被写体領域と背景領域とにそれぞれ所定のバックライト輝度値を設定した場合のバックライト輝度設定値７０３である。実線は、輝度決定部６０８によって決定された、発光輝度決定後のバックライト輝度設定値７０４である。
【００８５】
また、バックライト輝度値７０５は、バックライト輝度設定値７０４で示された各領域のバックライト輝度設定値でバックライトユニットを駆動した場合に、液晶パネルユニットに照射されるバックライト輝度値である。バックライト輝度値７０５は、バックライト輝度設定値７０４に対して、隣接領域からの漏れ光を各領域のバックライト輝度に加算した結果を示している。
【００８６】
輝度決定部６０８は、実施例１と同様に、背景領域Ｂ４のバックライト輝度設定値を階調補正値の増分に応じて低減させる。具体的には、バックライト輝度設定値を１０から０．２９に変更する。また、輝度決定部６０８は、ハロー領域Ｂ２およびハロー領域に隣接する背景領域Ｂ３に対して、背景領域Ｂ４の階調補正値を用いて、バックライト輝度設定値を制御する。その結果、ハロー領域Ｂ２および背景領域Ｂ３のバックライト輝度設定値は、１０から０．２９に変更される。
【００８７】
図７（ｃ）は、被写体領域Ｂ１、ハロー領域Ｂ２、および背景領域Ｂ３、Ｂ４の表示輝度を示した模式図である。実線で示した表示輝度７０６は、図７（ａ）の階調値７０２に対応する液晶透過率の液晶パネルユニット６０６に、図７（ｂ）のバックライト輝度値７０５のバックライトユニットから光を照射した結果である。実施例１における表示輝度３０６は、ハロー領域の判定と補正を実施していない場合の表示輝度である。
【００８８】
表示輝度３０６に比べて、本実施例における表示輝度７０６は、ハロー領域Ｂ２の表示輝度が低くなり、領域Ｂ１の漏れ光による表示輝度増加が低減する。なお、領域Ｂ２に黒表示ムラが存在する場合、隣接する被写体領域Ｂ１の輝度が高いことにより、隣接領域の黒表示ムラは目立ちにくい。
【００８９】
以上により、画像表示装置において、画像の領域の判定結果と、加算された補正値とに基づいて、バックライトの発光量が制御される。より具体的には、補正値を加算した領域において、その補正値に応じて、バックライト輝度値を低下させる。したがって、被写体領域の階調を維持したまま、ムラ補正を実施するとともに、表示画像全体のコントラストを維持することが可能となる。
【００９０】
また、背景領域から判定されたハロー領域と、ハロー領域に隣接する背景領域とにそれぞれ補正値を加算することにより、被写体領域のバックライトによる背景領域に対するハローの影響を防ぐことも可能となる。
【００９１】
〔実施例４〕
本発明の実施例４に係る画像表示装置およびその制御方法について説明する。実施例４は、実施例２の処理に加え、背景領域のうちバックライトのハローの影響が大きいハロー領域が特定され、ハロー領域に対して階調補正値が加算されない処理を追加した場合について説明する。
【００９２】
図８は、実施例４に係る画像表示システムの概略を示すブロック図である。実施例４に係る画像表示システムは、画像出力装置８００と画像表示装置８２０とを備える。図８における各機能ブロックは、補正値決定部８０７を除いて、それぞれ実施例２に記載の同名のブロックと同じ機能をもつ。また、ハロー領域判定部８０６が追加されている。ハロー領域判定部８０６は、背景領域のうち、バックライトのハローの影響が大きい領域を判定し、ハロー領域情報を生成する。ハロー領域の判定方法は、実施例３と同様である。
【００９３】
補正値決定部８０７は、ハロー領域判定部８０６から画像領域情報、およびハロー領域情報を取得する。そして、補正値決定部８０７は、メモリ８１０から補正値を読み出し、背景領域の階調値に対して加算する階調補正値とする。背景領域、被写体領域およびハロー領域のそれぞれに対する階調補正値の決定方法は、実施例３の補正値決定部６０４と同様である。補正値決定部８０７は、被写体領域および背景領域に対して、所定の補正値を階調補正値として決定する他、ハロー領域判定部８０６でハロー領域と判定された領域に対して、加算する階調補正値を０とする。
【００９４】
以上により、本実施例の画像表示システムは、画像の領域の判定結果と、加算された補正値とに基づいて、バックライトの発光量が制御される。より具体的には、補正値を加算した領域において、その補正値に応じて、バックライト輝度値を低下させる。したがって、被写体領域の階調を維持したまま、ムラ補正を実施するとともに、表示画像全体のコントラストを維持することが可能となる。
【００９５】
また、背景領域から判定されたハロー領域と、ハロー領域に隣接する背景領域とにそれぞれ補正値を加算することにより、被写体領域のバックライトによる背景領域に対するハローの影響を防ぐことも可能となる。
【００９６】
〔実施例５〕
本発明の実施例５に係る画像表示装置およびその制御方法について説明する。本実施例では、輝度推測演算により、背景領域の補正値を決定する。
【００９７】
図９は、本発明に係る画像表示装置９００の概略構成を示すブロック図である。図９に記載の画像表示装置９００は、画像入力部９０１、領域判定部９０２、輝度設定部９０３、輝度推測部９０４、加算部９２０、液晶パネルユニット９０８、発光部９３０、およびメモリ９１０を備える。また、加算部９２０は、補正値決定部９０５と補正値加算部９０７とを備える。発光部９３０は、輝度決定部９０６とバックライトユニット９０９とを備える。画像表示装置９００のそれぞれの機能ブロックは、非図示のＣＰＵにより制御される。
【００９８】
図９における各機能ブロックは、補正値決定部９０５および輝度決定部９０６を除いて、それぞれ実施例１に記載の同名のブロックと同じ機能をもつ。また、輝度設定部９０３および輝度推測部９０４が追加されている。実施例１に記載の機能ブロックと同名の機能ブロックの機能については説明を省略する。
【００９９】
輝度設定部９０３は、領域判定部９０２の判定結果に基づいて、画像の背景領域と被写体領域とにそれぞれ対応するバックライト制御領域毎に第１のバックライト輝度設定値を決定する。輝度推測部９０４は、第１のバックライト輝度設定値に基づいて点灯したバックライトユニット９０９から液晶パネルユニット９０８に入射する光の輝度を推測する。
【０１００】
輝度推測部９０４における輝度推測処理について以下に説明する。本実施例では、輝度の推測点は、液晶パネル全体を、バックライト制御領域に対応するように分割した領域それぞれの中心点とする。輝度推測部９０４は、各領域それぞれのバックライトを点灯した際に、当該領域周辺の領域に対応したそれぞれの推測点での減衰率を、減衰係数としてメモリ９１０に保存する。
【０１０１】
輝度推測部９０４は、それぞれの領域について、メモリ９１０から読み出した減衰係数と、輝度設定部９０３で決定した第１のバックライト輝度設定値とを乗算する。その乗算結果を全て加算することで、各領域の推測点でのバックライト輝度推測値が求められる。
【０１０２】
本実施例では、実施例１と同様に、バックライトユニット９０９は、水平方向に４および垂直方向に３つに分割され、計１２の領域に分かれている。輝度推測部９０４は、１２個のバックライト制御領域について、バックライト輝度値と推測点での減衰係数とを乗算し、結果を全て加算することで、１つ推測点の輝度を推測する。推測点は、バックライト制御領域に対応して１２個存在する。そして、全ての推測点に対して計算した結果を、輝度推測値として、補正値決定部９０５に出力する。
【０１０３】
補正値決定部９０５は、輝度推測部９０４で計算した各点の輝度推測値から、画像データの階調補正値を求める。輝度推測値を用いた階調補正値を算出するために、輝度推測値と階調補正値との変換テーブルが用いられる。図１０に変換テーブル例を示す。輝度推測値が０から５０の間で、階調補正値は、２０から線形に低下し０となる。また、輝度推測値が５０から１００の間で、階調補正値は、０である。したがって、輝度推測値が低い領域は、階調補正値が大きくなる。
【０１０４】
輝度決定部９０６は、補正値決定部９０５から取得した階調補正値および被写体画像領域情報から、第２のバックライト輝度設定値を決定する。第２のバックライト輝度設定値は、階調補正値が加算された背景領域の表示輝度が、階調補正値の加算前の表示輝度を維持するように、第１のバックライト輝度設定値を補正して決定される。
【０１０５】
図１１（ａ）〜図１１（ｄ）に、本実施例における階調補正値の加算、およびバックライト輝度の変更を示す。本実施例において、入力画像は実施例１の図３（ａ）に示した画像とする。領域判定部９０２により、被写体領域Ｂ１と、背景領域Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４にそれぞれの領域が判定される。図１１（ａ）は、各領域における第１のバックライト輝度設定値と、第１のバックライト輝度設定値から求めた輝度推測値を示した模式図である。輝度設定部９０３は、メモリ９１０に保存された各領域に対する補正値を読み出し、領域判定部９０２の判定結果に基づいて、第１のバックライト輝度設定値１１０１を設定する。
【０１０６】
そして、輝度推測部９０４は、メモリ９１０に保存された減衰率情報と、輝度設定部９０３から取得した第１のバックライト輝度設定値１１０１とを用いて、各領域の中心における輝度推測値１１０２−１〜１１０２−４を求める。輝度推測値１１０２−１〜１１０２−４を補間して、輝度推測値１１０３を得る。本実施例において、輝度推測値１１０２−４は、第１のバックライト輝度設定値１１０１と同じ１０であり。輝度推測値１１０２−２は、２０である。
【０１０７】
図１１（ｂ）は、階調補正値加算前後の各領域における階調値を示した模式図である。補正値決定部９０５は、輝度推測部９０４から取得した輝度推測値１１０３と、メモリ９１０から読み出したから輝度推測値と階調補正値との変換テーブルとを用いて、各領域に対して階調補正値を決定する。
【０１０８】
被写体領域Ｂ１の輝度推測値が１００以上であるため、図１０の変換テーブルから被写体領域Ｂ１の階調補正値は０となる。背景領域Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の輝度推測値は、１００から１０に減少する。したがって、背景領域Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の階調補正値は、輝度推測値と変換テーブルとに基づいて、０から１６が決定される。補正値加算部９０７は、領域判定部９０２から取得した各領域における階調値１１０４に、補正値決定部９０５から取得した階調補正値を加算し、階調補正値加算後の階調値１１０５とする。
【０１０９】
図１１（ｃ）は、各領域における第２のバックライト輝度設定値１１０６と、第２のバックライト輝度設定値１１０６を用いてバックライトユニット９０９と点灯した際に液晶パネルユニット９０８に入射するバックライト輝度値１１０７を示した模式図である。輝度決定部９０６は、補正値加算部９０７で階調補正値を加算された階調値１１０５とに基づいて、第１のバックライト輝度設定値１１０１を補正して、第２のバックライト輝度設定値１１０６を決定する。
【０１１０】
本実施例において、背景領域Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の第１のバックライト輝度設定値に対する補正量は、階調補正値が最大となる背景領域Ｂ４の階調値を用いて求める。背景領域Ｂ４の液晶透過率が、実施例１と同様に階調補正値（１６）を加算した結果、０．３４％となることから、輝度決定部９０６は、背景領域Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の第１のバックライト輝度設定値を１０／３４＝０．２９とする。
【０１１１】
この結果、第２のバックライト輝度設定値１１０６に対して、隣接領域からの漏れ光を加算し、液晶パネルユニット９０８に入射するバックライト輝度値１１０７となる。なお、本実施例では領域Ｂ４の階調値を用いてバックライト設定値を制御したが、輝度推測による階調補正値の加算結果を用いて、バックライト輝度設定値を領域毎に変更してもよい。
【０１１２】
図１１（ｄ）は、本実施例における表示輝度を示した模式図である。表示輝度１１０８に示した表示輝度は、図１１（ｂ）の階調値１１０５に対応する液晶透過率の液晶パネルユニット９０８に、図１１（ｃ）のバックライト輝度設定値１１０６を用いてバックライトユニット９０９を照射することによって得られる。
【０１１３】
図１１（ｄ）の表示輝度３０６は、実施例１で得られる表示輝度であり、表示輝度７０６は、実施例３で得られる表示輝度である。背景領域Ｂ２において、表示輝度１１０８が、表示輝度３０６より低くなっていることから、被写体領域Ｂ１の漏れ光によるハローが実施例１よりも目立たなくなる。
【０１１４】
実施例３では、背景領域Ｂ２に対して階調補正値加算をせず、バックライト輝度設定値を減算するため、表示輝度７０６が低下してしまう。しかし、本実施例の表示輝度１１０８は、輝度推測値を用いて算出した階調補正値を加算しているため、より自然な表示輝度を維持することが可能となる。
【０１１５】
以上により、画像表示装置において、画像の領域の判定結果と、加算された補正値とに基づいて、バックライトの発光量が制御される。より具体的には、補正値を加算した領域において、その補正値に応じて、バックライト輝度値を低下させる。したがって、被写体領域の階調を維持したまま、ムラ補正を実施するとともに、表示画像全体のコントラストを維持することが可能となる。
【０１１６】
また予め、メモリなどに階調補正値を事前に保存することなく、当該画像表示装置内で黒表示ムラを抑える処理を実施することが可能となる。また、表示装置に対する外圧などの外的要因によって、階調補正値が変化した場合においても、現状に適した正確な階調補正値を装置内部で算出することで、より正確なムラ補正が可能となる。
【０１１７】
〔実施例６〕
以下、本発明の実施例６に係る画像表示装置およびその制御方法について説明する。実施例６は、実施例２の処理に加え、輝度推測演算により背景領域の補正値を決定する場合について説明する。図１２は、本発明に係る画像出力装置１２００、画像表示装置１２２０、画像データ格納装置１２４０から構成される画像表示システムの概略構成を示すブロック図である。
【０１１８】
図１２における各機能ブロックは、輝度決定部１２０６、補正値決定部１２０８、を除いて、図４に記載の実施例２に記載の同名のブロックと同じ機能をもつ。ただし、画像出力装置１２００に、輝度推測部１２０７が追加されている。また画像表示装置１２２０に、輝度決定部１２２３が追加されている。
【０１１９】
輝度決定部１２０６は、実施例５に記載の輝度決定部９０６と同様に、バックライト制御領域毎にバックライト輝度設定値を決定する。輝度推測部１２０７は、実施例５に記載の輝度推測部９０４と同様に、バックライトユニット１２２４の点灯によって液晶パネルユニット１２２２に入射される輝度を推測する。
【０１２０】
補正値決定部１２０８は、実施例５に記載の補正値決定部９０５と同様に、輝度推測部１２０７で計算した各点の輝度推測値から、画像データの階調補正値を求める。輝度決定部１２２３は、実施例５に記載の輝度決定部９０６と同様に、取得した階調補正値、画像領域情報からバックライト輝度設定値を修正する。
【０１２１】
以上により、画像表示装置において、画像の領域の判定結果と、加算された補正値とに基づいて、バックライトの発光量が制御される。より具体的には、補正値を加算した領域において、その補正値に応じて、バックライト輝度値を低下させる。したがって、被写体領域の階調を維持したまま、ムラ補正を実施するとともに、表示画像全体のコントラストを維持することが可能となる。
【０１２２】
また予め、メモリなどに階調補正値を事前に保存することなく、当該画像表示装置内で黒表示ムラを抑える処理を実施することが可能となる。また、表示装置に対する外圧などの外的要因によって、階調補正値が変化した場合においても、現状に適した正確な階調補正値を装置内部で算出することで、より正確なムラ補正が可能となる。
【符号の説明】
【０１２３】
１００  画像表示装置
１０１  画像入力部
１０２  領域判定部
１０３  補正値決定部
１０４  補正値加算部
１０５  液晶パネルユニット
１０６  輝度決定部
１０７  バックライトユニット
１０８  メモリ
１２０  加算部
１３０  発光部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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