УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЯРКОСТЬЮ ЗАДНЕЙ ПОДСВЕТКИ И УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ
DEVICE FOR CONTROLLING BACKLIGHT BRIGHTNESS AND DISPLAY DEVICE

1. Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству отображения, созданному с использованием жидкокристаллической панели и задней подсветки, а точнее говоря относится к устройству управления яркостью задней подсветки, которое регулирует качество видеоизображения путем управления распределением яркости задней подсветки, и к устройству отображения.
2. Описание предшествующего уровня техники
Традиционно жидкокристаллические дисплеи широко используются в качестве устройств отображения, например, мониторов для компьютеров и телевизионных приемников. Жидкокристаллический дисплей создается с использованием жидкокристаллической панели и задней подсветки для освещения жидкокристаллической панели с обратной стороны и показывает видеоизображение путем управления светом от задней подсветки, который нужно передать или заблокировать в каждой части на жидкокристаллической панели. Хотя многие задние подсветки используют люминесцентные лампы в качестве источников света, также разработана задняя подсветка, использующая светодиоды (LED) в качестве источника света. Выложенная публикация заявки на патент Японии № 2007-219234 раскрывает устройство отображения, использующее LED в качестве источника света у задней подсветки.
Задняя подсветка, использующая LED, создается путем размещения большого количества LED на плоскости и помещается на обратную сторону жидкокристаллической панели. Задняя подсветка сегментируется на множество областей, которые освещают разные местоположения на жидкокристаллической панели, и устройство отображения способно управлять яркостью отдельно в каждой области задней подсветки. Каждая область задней подсветки включает в себя множество LED и освещает часть жидкокристаллической панели. Видеоизображение, показанное устройством отображения, обычно включает в себя относительно яркую часть и относительно темную часть. Часть жидкокристаллической панели, которая показывает яркую часть видеоизображения, должна освещаться задней подсветкой с высокой яркостью, тогда как задняя подсветка может иметь меньшую яркость для части жидкокристаллической панели, которая показывает темную часть видеоизображения. Таким образом, путем регулирования яркости в каждой области задней подсветки по отдельности для увеличения яркости в области, освещающей часть жидкокристаллической панели, которая показывает яркую часть видеоизображения, и уменьшения яркости в области, освещающей часть, которая показывает темную часть, можно уменьшить потребление энергии устройства отображения наряду с обеспечением необходимой яркости.
Сущность изобретения
Как описано выше, в устройстве отображения, которое управляет по отдельности яркостью в каждой области, включенной в заднюю подсветку, область, которая освещает часть жидкокристаллической панели, которая показывает темную часть видеоизображения, имеет низкую яркость, тогда как область, которая освещает часть жидкокристаллической панели, которая показывает яркую часть видеоизображения, имеет высокую яркость. К слову, поскольку часть, освещенная одной областью задней подсветки, имеет некоторую площадь, существует случай, где одна область задней подсветки освещает часть видеоизображения, содержащую как яркую часть, так и темную часть. Такая область должна освещать жидкокристаллическую панель с высокой яркостью, чтобы показать яркую часть видеоизображения. Поэтому темная часть рядом с яркой частью видеоизображения освещается задней подсветкой с высокой яркостью. Другими словами, имеются разные типы темных частей даже в одном видеоизображении: одна является темной частью, освещенной задней подсветкой с высокой яркостью, а другая является темной частью, освещенной с низкой яркостью, и темная часть, освещенная с высокой яркостью, ярче темной части, освещенной с низкой яркостью. Поэтому на видеоизображении возникает явление, при котором часть, которая темнее яркой части, но ярче темной части, появляется на периметре яркой части. При этом явлении, поскольку оно выглядит, как если бы яркость в яркой части распространили на периметр, явление в дальнейшем будет называться "размыванием яркости".
Размывание яркости заметно появляется, когда зритель видит полутоновое видеоизображение, показанное на устройстве отображения, с бокового направления. Это обусловлено характеристиками угла обзора жидких кристаллов. В видеоизображении с низкой яркостью, поскольку зависимость угла обзора у жидкого кристалла является небольшой, видеоизображение менее восприимчиво к размыванию яркости. В полутоновом видеоизображении, поскольку влияние угла обзора больше, полутоновое видеоизображение восприимчиво к размыванию яркости. Так как размывание яркости ухудшает качество видеоизображения, появление размывания яркости нужно уменьшить, чтобы повысить качество видеоизображения, показанного устройством отображения, в особенности при отображении полутонового видеоизображения. Однако выложенная публикация заявки на патент Японии № 2007-219234 не упоминает методики для уменьшения появления размывания яркости.
Настоящее изобретение создано с целью решения вышеупомянутых проблем, и задача изобретения - предоставить устройство управления яркостью задней подсветки и устройство отображения, которые могут уменьшить появление размывания яркости путем уменьшения разницы в яркости между областями, освещающими темные части видеоизображения, среди множества областей, включенных в заднюю подсветку.
Устройство управления яркостью согласно настоящему изобретению является устройством управления яркостью для индивидуального управления яркостью в каждой из множества сегментированных областей плоской задней подсветки, которая освещает панель дисплея для отображения видеоизображения на основе видеосигнала, чтобы та была яркостью в соответствии со значениями оттенков видеоизображения, показанного в области панели дисплея, освещенной каждой областью, и отличается тем, что содержит: средство для получения частотного распределения значений оттенков пикселей, включенных в видеоизображение, на основе видеосигнала; средство для вычисления из частотного распределения, полученного с помощью средства для его получения, количества темных пикселей, указывающего количество пикселей, чьи значения оттенков меньше либо равны заранее установленному первому справочному значению; средство для вычисления нижней границы яркости в областях до значения, которое монотонно уменьшается в соответствии с количеством темных пикселей; и средство для приведения яркости к нижней границе в области, где яркость в соответствии со значениями оттенков видеоизображения меньше нижней границы, среди множества областей задней подсветки.
Устройство отображения согласно настоящему изобретению является устройством отображения, включающим панель дисплея для отображения видеоизображения на основе видеосигнала, заднюю подсветку для освещения панели дисплея путем излучения света в плоскости и средство для индивидуального управления яркостью в каждой из множества сегментированных областей задней подсветки, чтобы та была яркостью в соответствии со значениями оттенков видеоизображения, показанного в области панели дисплея, освещенной каждой областью, и отличается тем, что содержит: средство для получения частотного распределения значений оттенков пикселей, включенных в видеоизображение, на основе видеосигнала; средство для вычисления из частотного распределения, полученного с помощью средства для его получения, количества темных пикселей, указывающего количество пикселей, чьи значения оттенков меньше либо равны заранее установленному первому справочному значению; средство для вычисления нижней границы яркости в областях до значения, которое монотонно уменьшается в соответствии с количеством темных пикселей; и средство для приведения яркости к нижней границе в области, где яркость в соответствии со значениями оттенков видеоизображения меньше нижней границы, среди множества областей задней подсветки.
Согласно настоящему изобретению в устройстве отображения, в котором задняя подсветка для освещения панели дисплея сегментируется на множество областей, количество темных пикселей вычисляется из частотного распределения значений оттенков у пикселей в видеоизображении на основе видеосигнала. Нижняя граница яркости в множестве областей, включенных в заднюю подсветку, вычисляется так, чтобы чем меньше было количество темных пикселей, тем выше была нижняя граница. Яркость в каждой области задней подсветки регулируется индивидуально в соответствии со значениями оттенков в каждой части видеоизображения, и яркость в области, где яркость в соответствии со значениями оттенков меньше нижней границы, приводится к нижней границе. Поэтому минимальная яркость в множестве областей, включенных в заднюю подсветку, увеличивается, посредством этого уменьшая разницу в яркости между областью, которая освещает только темную часть, и областью, которая освещает как яркую часть, так и темную часть видеоизображения.
Устройство отображения согласно настоящему изобретению отличается тем, что дополнительно содержит: средство для вычисления среднего значения у значений оттенков из частотного распределения; средство для корректирования нижней границы путем умножения вычисленной нижней границы на коэффициент, который монотонно увеличивается в соответствии со средним значением, вычисленным средством для его вычисления.
В соответствии с настоящим изобретением устройство отображения вычисляет среднее значение у значений оттенков из частотного распределения видеоизображения и корректирует нижнюю границу путем умножения нижней границы на коэффициент, который уменьшается, когда среднее значение у значений оттенков становится меньше. В видеоизображении, которое в основном является темным с небольшим средним значением у значений оттенков, нижняя граница яркости в множестве областей, включенных в заднюю подсветку, находится ниже, и яркость в области, освещающей темную часть видеоизображения, становится ниже, посредством этого уменьшая появление неоднородности черного.
Устройство отображения согласно настоящему изобретению отличается тем, что дополнительно содержит: средство для вычисления из частотного распределения количества ярких пикселей, указывающего количество пикселей, чьи значения оттенков больше либо равны заранее установленному второму справочному значению, которое больше первого справочного значения; и средство для корректирования нижней границы путем умножения вычисленной нижней границы на коэффициент, который монотонно увеличивается в соответствии с количеством ярких пикселей, вычисленным средством для его вычисления.
Согласно настоящему изобретению количество ярких пикселей вычисляется из частотного распределения видеоизображения, и нижняя граница яркости в множестве областей, включенных в заднюю подсветку, корректируется путем умножения нижней границы на коэффициент, который увеличивается, когда количество ярких пикселей становится больше. Коэффициент увеличивается, когда соотношение ярких пикселей становится больше, и поэтому при отображении видеоизображения, имеющего высокое соотношение ярких пикселей и большое количество ярких пикселей, минимальная яркость в областях увеличивается, посредством этого эффективно уменьшая появление размывания яркости.
Устройство отображения согласно настоящему изобретению отличается тем, что дополнительно содержит: средство для измерения естественной (окружающей) освещенности; средство для корректирования нижней границы путем умножения вычисленной нижней границы на коэффициент, который монотонно увеличивается в соответствии с естественной освещенностью, вычисленной средством для ее вычисления.
Согласно настоящему изобретению устройство отображения измеряет естественную освещенность и корректирует нижнюю границу яркости в множестве областей, включенных в заднюю подсветку, путем умножения нижней границы на коэффициент, который увеличивается, когда измеренная освещенность становится выше. Коэффициент увеличивается, когда естественная освещенность становится выше, и поэтому, когда видеоизображение отображается при окружающих условиях с ярким внешним светом, минимальная яркость задней подсветки увеличивается, посредством этого эффективно уменьшая появление размывания яркости, в то же время делая менее заметным уменьшение коэффициента контрастности.
Устройство отображения согласно настоящему изобретению отличается тем, что дополнительно содержит: задающее средство для задания области из множества областей задней подсветки, где яркость в соответствии со значениями оттенков видеоизображения больше либо равна нижней границе; и средство для ограничения области, чья яркость должна быть приведена к нижней границе среди областей, где яркость в соответствии с значениями оттенков видеоизображения меньше нижней границы, до областей, расположенных в пределах заранее установленного расстояния от области, заданной задающим средством.
Согласно настоящему изобретению устройство отображения ограничивает область, чья яркость меньше нижней границы и должна быть приведена к нижней границе среди множества областей, включенных в заднюю подсветку, до областей, расположенных в пределах заранее установленного расстояния от области, где яркость в соответствии с видеоизображением больше либо равна нижней границе. Так как ограничивается количество областей, где увеличивается яркость, увеличение потребления энергии сокращается.
Согласно настоящему изобретению уменьшается разница в яркости между областью, освещающей как яркую часть, так и темную часть видеоизображения, и областью, освещающей только темную часть, из множества областей, включенных в заднюю подсветку. Следовательно, уменьшается появление размывания яркости, вызванное разницей в яркости между областями, освещающими темные части видеоизображения, посредством этого повышая качество видеоизображения, показанного устройством отображения. Кроме того, путем определения нижней границы яркости таким образом, что нижняя граница увеличивается, когда количество темных пикселей в видеоизображении становится меньше, появление размывания яркости предупреждается строже, когда освещенность видеоизображения становится выше, и соответственно можно эффективно уменьшить появление размывания яркости. Более того, поскольку темное видеоизображение, имеющее высокое соотношение темных пикселей, менее восприимчиво к размыванию яркости, настоящее изобретение может обеспечить полезные результаты, например уменьшение потребления энергии устройством отображения в рамках неухудшения качества видеоизображения, путем уменьшения нижней границы.
Краткое описание нескольких видов чертежей
Фиг.1 - блок-схема, показывающая внутреннее строение устройства отображения в соответствии с вариантом 1 осуществления.
Фиг.2 - схематичный чертеж, показывающий структуру задней подсветки.
Фиг.3 - блок-схема алгоритма, показывающая этапы обработки, выполняемые устройством отображения по варианту 1 осуществления.
Фиг.4 - типичное представление, показывающее пример гистограммы, которая графически иллюстрирует частотное распределение.
Фиг.5 - типичное представление, показывающее зависимость между соотношением темных пикселей и нижней границей яркости.
Фиг.6 - схематичный чертеж, показывающий часть экрана и распределение освещенности на экране устройства отображения по варианту 1 осуществления.
Фиг.7 - блок-схема алгоритма, показывающая этапы обработки, выполняемые устройством отображения по варианту 2 осуществления.
Фиг.8 - типичное представление, показывающее зависимость между средним значением у значений оттенков в видеоизображении и поправочным коэффициентом.
Фиг.9 - блок-схема алгоритма, показывающая этапы обработки, выполняемые устройством отображения по варианту 3 осуществления.
Фиг.10 - типичное представление, показывающее гистограмму, к которой добавляется яркое справочное значение.
Фиг.11 - типичное представление, показывающее зависимость между соотношением ярких пикселей и поправочным коэффициентом.
Фиг.12 - блок-схема алгоритма, показывающая этапы обработки, выполняемые устройством отображения по варианту 4 осуществления.
Фиг.13 - типичное представление, показывающее гистограмму видеоизображения, которая включает в себя большое количество ярких пикселей, даже если среднее значение у значений оттенков является небольшим.
Фиг.14 - блок-схема, показывающая внутреннее строение устройства отображения по варианту 5 осуществления.
Фиг.15 - блок-схема алгоритма, показывающая этапы обработки, выполняемые устройством отображения по варианту 5 осуществления.
Фиг.16 - типичное представление, показывающее зависимость между освещенностью и поправочным коэффициентом.
Фиг.17 - блок-схема алгоритма, показывающая этапы обработки, выполняемые устройством отображения по варианту 6 осуществления.
Фиг.18 - схематичный чертеж, показывающий пример экрана устройства отображения по варианту 6 осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Нижеследующее описание будет подробно объяснять настоящее изобретение на основе чертежей, иллюстрирующих его некоторые варианты осуществления.
(Вариант 1 осуществления)
Фиг.1 - блок-схема, показывающая внутреннее строение устройства отображения по варианту 1 осуществления. Устройство 100 отображения по варианту 1 осуществления содержит тюнер 21, устройство 22 ввода, переключатель 23, разделитель 24, декодер 25, модуль 26 обработки звукового сигнала, модуль 15 обработки видеоинформации, жидкокристаллическую панель 11, заднюю подсветку 12 и устройство 1 управления яркостью.
Тюнер 21 принимает радиовещательные волны с помощью антенны (не показана) и декодирует принятые радиовещательные волны во входные данные. Устройство 22 ввода получает входные данные, введенные от внешнего устройства (не показано), например записывающего устройства или тюнера. Входные данные включают в себя видеоданные, звуковые данные и данные для электронной программы передач (EPG), и устройство 100 отображения по варианту 1 осуществления показывает видеоизображение на основе видеоданных. Устройство 100 отображения может конфигурироваться для обработки цифровых данных или аналоговых данных в качестве входных данных.
Тюнер 21 и устройство 22 ввода подключены к переключателю 23, который выбирает либо тюнер 21, либо устройство 22 ввода для ввода входных данных. Переключатель 23 выбирает либо тюнер 21, либо устройство 22 ввода в качестве источника ввода входных данных в соответствии с потребностью и получает входные данные от выбранного тюнера 21 или устройства 22 ввода. Разделитель 24 подключается к переключателю 23. Разделитель 24 разделяет входные данные, введенные от переключателя 23, на множество типов данных, например видеоданные, звуковые данные и данные для EPG. Разделитель 24 подключается к декодеру 25, и декодер 25 декодирует различные типы данных, отделенные от входных данных с помощью разделителя 24. Декодер 25 подключается к модулю 26 обработки звукового сигнала и выводит звуковые данные после декодирования в модуль 26 обработки звукового сигнала. Модуль 26 обработки звукового сигнала выполняет обработку для выведения звуков в соответствии со звуковыми данными через динамик (не показан).
Декодер 25 также подключается к модулю 15 обработки видеоинформации и выводит видеоданные после декодирования в модуль 15 обработки видеоинформации. Модуль 15 обработки видеоинформации выполняет процесс по формированию видеосигнала для отображения одного кадра видеоизображения из видеоданных, полученных от декодера 25. Например, модуль 15 обработки видеоинформации формирует видеосигнал путем выполнения обработки видеоинформации, например матричного процесса для вычисления значения оттенка у каждого цвета, улучшающего процесса для улучшения видеоизображения, согласования цветов, согласования оттенков и регулировки баланса белого в соответствии с потребностью. Жидкокристаллическая панель 11 подключается к модулю 15 обработки видеоинформации, и модуль 15 обработки видеоинформации выводит видеосигнал на жидкокристаллическую панель 11. Жидкокристаллическая панель 11 является панелью дисплея в соответствии с настоящим изобретением и показывает видеоизображение на основе видеосигнала.
К тому же к модулю 15 обработки видеоинформации подключается модуль 14 обработки частотного распределения, и модуль 13 управления задней подсветкой подключается к модулю 14 обработки частотного распределения. Модуль 14 обработки частотного распределения и модуль 13 управления задней подсветкой являются устройством 1 управления яркостью по настоящему изобретению. Модуль 15 обработки видеоинформации выводит видеосигнал в модуль 14 обработки частотного распределения. Модуль 14 обработки частотного распределения получает частотное распределение значений оттенков пикселей, содержащихся в видеоизображении, и выполняет описываемый позже процесс вычисления соотношения темных пикселей из полученного частотного распределения. Задняя подсветка 12 подключается к модулю 13 управления задней подсветкой. Модуль 14 обработки частотного распределения выводит видеосигнал и соотношение темных пикселей в модуль 13 управления задней подсветкой, и затем модуль 13 управления задней подсветкой выполняет процесс управления работой задней подсветки 12 на основе видеосигнала и соотношения темных пикселей.
Фиг.2 - схематичный чертеж, показывающий структуру задней подсветки 12. Задняя подсветка 12 использует LED в качестве источника света и конфигурируется с помощью двумерного расположения множества LED на плоскости в комплексе. На фиг.2 LED указываются с помощью окружностей. Задняя подсветка 12 излучает свет в плоскости, заставляя множество двумерно расположенных LED излучать свет. Задняя подсветка 12 сегментируется на множество областей, которые освещают разные части (области) на жидкокристаллической панели 11. На фиг.2 граница между областями в задней подсветке 12 указывается с помощью пунктирной линии. Как показано на фиг.2, каждая область включает в себя множество LED. Модуль 13 управления задней подсветкой индивидуально управляет яркостью в каждой области задней подсветки 12 на основе значений оттенков у соответствующих пикселей, представленных видеосигналом, чтобы та была яркостью в соответствии со значениями оттенков видеоизображения, показанного в каждой области жидкокристаллической панели 11. Другими словами, задняя подсветка 12 содержит множество областей, допускающих индивидуальное управление яркостью, которые размещаются в плоскости. Модуль 15 обработки видеоинформации, модуль 14 обработки частотного распределения и модуль 13 управления задней подсветкой объединяются в единый видеопроцессор.
Далее нижеследующее будет объяснять подробности процессов, выполняемых устройство 100 отображения по варианту 1 осуществления. Фиг.3 - блок-схема алгоритма, показывающая этапы обработки, выполняемые устройством 100 отображения по варианту 1 осуществления. Когда входные данные вводятся в устройство 100 отображения по варианту 1 осуществления, модуль 15 обработки видеоинформации формирует видеосигнал и выводит видеосигнал в модуль 14 обработки частотного распределения. Модуль 14 обработки частотного распределения получает из видеосигнала частотное распределение значений оттенков у соответствующих пикселей, включенных в один кадр видеоизображения, на основе видеосигнала (этап S11). Видеосигнал включает в себя информацию, указывающую значения оттенков соответствующих пикселей, включенных в видеоизображение, с помощью числовых значений. Один кадр видеоизображения на основе видеосигнала соответствует одному экрану видеоизображения. На этапе S11 модуль 14 обработки частотного распределения получает частотное распределение путем подсчета пикселей, имеющих каждое значение оттенка. Например, в случае где один кадр видеоизображения состоит из 1000×2000 пикселей и значение оттенка каждого пикселя представляется любым числовым значением между 0 и 255, то частотное распределение указывает, сколько пикселей, имеющих каждое значение оттенка между 0 и 255, находится в 1000×2000 пикселях.
Фиг.4 - типичное представление, показывающее пример гистограммы, которая графически иллюстрирует частотное распределение. Горизонтальная ось на фиг.4 указывает значения оттенков пикселей, включенных в видеоизображение, с помощью числовых значений в диапазоне от 0 до 255. Вертикальная ось на фиг.4 указывает частоту, соответствующую количеству пикселей, имеющих каждое значение оттенка. Модуль 14 обработки частотного распределения может получить частотное распределение из одного полного кадра видеоизображения или может сделать выборку пикселей из одного кадра видеоизображения по заранее установленному правилу и получить частотное распределение значений оттенков у отобранных пикселей. Модуль 14 обработки частотного распределения может получить частотное распределение непосредственно из одного кадра видеосигнала либо может получить частотное распределение из каждого поля видеосигнала и сложить частотные распределения двух полей для получения частотного распределения яркости у одного кадра видеоизображения.
Затем модуль 14 обработки частотного распределения вычисляет из полученного частотного распределения количество темных пикселей, представляющее количество пикселей, чьи значения оттенков меньше либо равны заранее установленному темному справочному значению (этап S12). Темное справочное значение является справочным значением, определенным заранее для определения темного пикселя, который является пикселем, имеющим относительно малое значение оттенка и виден темным в видеоизображении, и заранее сохраняется в модуле 14 обработки частотного распределения. Темное справочное значение соответствует первому справочному значению в настоящем изобретении. Значение, которое больше минимального значения из значений оттенков и видится темным на экране, используется для темного справочного значения. Фиг.4 показывает темное справочное значение. Пиксель, чье значение оттенка меньше либо равно темному справочному значению, является темным пикселем, а область в части, где значения оттенков меньше либо равны темному справочному значению на гистограмме, показанной на фиг.4, указывает количество темных пикселей. На этапе S12 модуль 14 обработки частотного распределения вычисляет количество темных пикселей путем объединения частей, где значения оттенков меньше либо равны темному справочному значению на гистограмме, либо подсчета количества пикселей, чьи значения оттенков меньше либо равны темному справочному значению.
Затем модуль 14 обработки частотного распределения делит вычисленное количество темных пикселей на общее количество пикселей в видеоизображении, чтобы вычислить соотношение темных пикселей, представляющее соотношение темных пикселей, включенных в видеоизображение (этап S13). В качестве общего количества пикселей в видеоизображении можно подсчитывать общее количество пикселей, включенных в один кадр видеоизображения, или каждый раз объединять гистограмму, либо можно использовать заранее установленное значение, заранее сохраненное в модуле 14 обработки частотного распределения. Соотношение темных пикселей соответствует количеству темных пикселей в настоящем изобретении. Модуль 14 обработки частотного распределения выводит видеосигнал, введенный из модуля 15 обработки видеоинформации, и вычисленное соотношение темных пикселей в модуль 13 управления задней подсветкой.
Модуль 13 управления задней подсветкой выполняет процесс вычисления нижней границы яркости в множестве областей, включенных в заднюю подсветку 12, в соответствии с введенным соотношением темных пикселей (этап S14). Нижняя граница яркости, вычисленная на этапе S14, является значением, больше либо равным минимальному значению яркости, реализуемой задней подсветкой 12, и является значением, задающим нижнюю границу яркости в каждой области задней подсветки 12, которая фактически управляется модулем 13 управления задней подсветкой. Модуль 13 управления задней подсветкой сохраняет зависимость между соотношением темных пикселей и нижней границы яркости в виде функции или числовой таблицы и на этапе S14 вычисляет нижнюю границу яркости, соответствующую соотношению темных пикселей, в соответствии с сохраненным содержимым.
Фиг.5 - типичное представление, показывающее зависимость между соотношением темных пикселей и нижней границей яркости. Горизонтальная ось на фиг.5 указывает соотношение темных пикселей с минимальным значением 0 и максимальным значением 1. Вертикальная ось на фиг.5 показывает нижнюю границу яркости, соответствующую каждому соотношению темных пикселей. В состоянии, в котором соотношение темных пикселей принимает максимальное значение, равное 1, нижняя граница яркости является минимальным значением, реализуемым задней подсветкой 12. Например, это значение является яркостью 0, при которой выключены все LED, включенные в область задней подсветки 12. Нижняя граница яркости остается на минимальном значении, пока соотношение темных пикселей не уменьшится с 1 до заранее установленного порогового значения b. Нижняя граница яркости изменяется линейно, пока соотношение темных пикселей уменьшается с порогового значения b и достигает заранее установленного порогового значения a, так что чем меньше соотношение темных пикселей, тем больше нижняя граница яркости. В состоянии, в котором соотношение темных пикселей равно пороговому значению a, нижняя граница яркости становится заранее установленным максимальным значением, и нижняя граница яркости остается в максимальном значении, пока соотношение темных пикселей уменьшается с порогового значения a и достигает 0. В целом, зависимость между соотношением темных пикселей и нижней границей яркости такова, что нижняя граница яркости уменьшается монотонно в соответствии с соотношением темных пикселей и нижняя граница яркости увеличивается с уменьшением соотношения темных пикселей. В качестве максимального значения нижней границы яркости может использоваться, например, величина изменения в освещенности жидкокристаллической панели 11, когда изменяется угол обзора.
Отметим, что зависимость между соотношением темных пикселей и нижней границей яркости, показанная на фиг.5, является всего лишь одним примером, и их зависимость может отличаться от показанной на фиг.5 при условии, что нижняя граница яркости уменьшается монотонно относительно соотношения темных пикселей. Например, зависимость между соотношением темных пикселей и нижней границей яркости может изображаться гладкой функцией. К тому же, например, нижняя граница яркости может принимать дискретные значения на основе заранее установленного значения соотношения темных пикселей.
Затем модуль 13 управления задней подсветкой выполняет процесс регулирования яркости в каждой области задней подсветки 12 в соответствии со значениями оттенков у соответствующих пикселей в видеоизображении, представленном введенным видеосигналом, чтобы привести к нижней границе яркость в области, где яркость меньше нижней границы (этап S15). Модуль 13 управления задней подсветкой сохраняет зависимость между значениями оттенков у пикселей, включенных в каждую часть видеоизображения, и яркостью в области, которая освещает часть (область) жидкокристаллической панели 11, отображающую соответствующую часть. Например, для максимального значения пикселей, включенных в часть видеоизображения, освещенного одной областью, определяется яркость в этой области. На этапе S15, в соответствии с сохраненным содержимым, модуль 13 управления задней подсветкой вычисляет яркость в каждой области в соответствии со значениями оттенков у соответствующих пикселей, включенных в видеоизображение, представленное видеосигналом. Если значение вычисленной яркости для области больше либо равно нижней границе, то модуль 13 управления задней подсветкой приводит яркость в области к вычисленной яркости, тогда как, если значение вычисленной яркости для области меньше нижней границы, он приводит яркость в области к нижней границе.
Каждая область задней подсветки 12 излучает свет с яркостью, управляемой модулем 13 управления задней подсветкой, и жидкокристаллическая панель 11 регулирует величину пропускания света в части, соответствующей каждому пикселю в видеоизображении, в соответствии с видеосигналом, при помощи чего устройство 100 отображения показывает видеоизображение. На этом устройство 100 отображения завершает процесс отображения одного кадра видеоизображения. Устройство 100 отображения выполняет процесс из этапов S11 - S15 каждый раз, когда оно показывает один кадр видеоизображения.
Фиг.6 - схематичный чертеж, показывающий часть экрана и распределение освещенности на экране устройства 100 отображения по варианту 1 осуществления. Верхняя часть фиг.6 показывает часть экрана, показывающую видеоизображение, и границы между областями задней подсветки 12, освещающими соответствующие части на жидкокристаллической панели 11, показывающей видеоизображение, указываются пунктирными линиями. 121, 122 и 123 на фиг.6 указывают характерные области. На фиг.6 иллюстрируется яркая часть, которая является относительно яркой частью в видеоизображении, а части, отличные от яркой части, являются темными частями, которые темнее яркой части. Показанное на нижней части фиг.6 является распределением освещенности в соответствующих местоположениях на экране. В местоположении, освещенном областью 121, освещенность высокая, поскольку показывается яркая часть видеоизображения. В местоположении, освещенном областью 122, поскольку часть экрана показывает яркую часть видеоизображения, яркость области 122 имеет значение, большее минимального значения, реализуемого задней подсветкой 12. В местоположении, освещенном областью 123, поскольку показывается темная часть видеоизображения, яркость области 123 становится минимальным значением по предшествующему уровню техники и меньше нижней границы яркости, вычисленной настоящим изобретением.
Другими словами, с помощью предшествующего уровня техники темная часть видеоизображения, освещенная областью 123, имеет освещенность, соответствующую минимальному значению яркости задней подсветки 12. Однако в настоящем изобретении яркость у области 123 увеличивается с яркости предшествующего уровня техники и приводится к нижней границе. Фиг.6 показывает пример, в котором нижняя граница приводится к тому же значению, что и яркость области 122. Поэтому темная часть видеоизображения, освещенная областью 123, имеет освещенность выше, чем освещенность предшествующего уровня техники в темной части, и соответственно имеет освещенность, соответствующую нижней границе, представляющей яркость области 123. В показанном на фиг.6 примере, поскольку область 123, освещающая темную часть видеоизображения, и область 122, освещающая участок, включающий как яркую часть, так и темную часть, имеют одинаковую яркость, темные части в видеоизображении имеют одинаковую освещенность, и не возникает размывание яркости.
Как подробно описано выше, в устройстве 100 отображения по варианту 1 осуществления определяется нижняя граница, задающая нижнюю границу яркости в каждой области задней подсветки 12, и яркость в области, где яркость меньше нижней границы в соответствии с предшествующим уровнем техники, приводится к нижней границе. Следовательно, по сравнению с предшествующим уровнем техники, устройство 100 отображения уменьшает разницу в яркости между областью, освещающей как яркую часть, так и темную часть видеоизображения, и областью, освещающей только темную часть. Соответственно, поскольку можно уменьшить появление размывания яркости, в котором темная часть рядом с яркой частью становится ярче, чем другие темные части, из-за разницы в яркости между соответствующими областями, освещающими темные части видеоизображения, улучшается качество видеоизображения, показанного устройством 100 отображения.
Дополнительно в варианте 1 осуществления устройство 100 отображения определяет нижнюю границу так, чтобы чем меньше было соотношение темных пикселей, представляющее соотношение темных пикселей, включенных в видеоизображение, тем выше была нижняя граница яркости в области. Темное видеоизображение невосприимчиво к размыванию яркости, а полутоновое видеоизображение восприимчиво к размыванию яркости. Поэтому с помощью увеличения нижней границы яркости, когда соотношение темных пикселей становится меньше, можно сильнее уменьшить появление размывания яркости, когда видеоизображение становится ярче, и можно эффективно уменьшить появление размывания яркости. В темном видеоизображении с высоким соотношением темных пикселей, поскольку размывание яркости почти не возникает, можно уменьшить потребление энергии устройства 100 отображения в рамках неухудшения качества видеоизображения путем уменьшения нижней границы яркости.
(Вариант 2 осуществления)
В варианте 1 осуществления нижняя граница яркости вычисляется в соответствии с соотношением темных пикселей в видеоизображении. Однако, если установлена высокая нижняя граница яркости для видеоизображения, имеющего в целом низкую освещенность, возникает неоднородность черного в видеоизображении, и качество видеоизображения снижается. Варианта 2 осуществления иллюстрирует режим, в котором нижняя граница яркости задней подсветки 12 вычисляется в соответствии с освещенностью всего видеоизображения. Поскольку внутреннее строение устройства 100 отображения в соответствии с вариантом 2 осуществления является таким же, как в варианте 1 осуществления, его объяснение будет пропущено.
Фиг.7 - блок-схема алгоритма, показывающая этапы обработки, выполняемые устройством 100 отображения по варианту 2 осуществления. Модуль 15 обработки видеоинформации формирует видеосигнал и выводит его в модуль 14 обработки частотного распределения. Модуль 14 обработки частотного распределения получает частотное распределение значений оттенков у соответствующих пикселей, включенных в один кадр видеоизображения, на основе видеосигнала (этап S21). Затем модуль 14 обработки частотного распределения вычисляет, из полученного частотного распределения, среднее значение у значений оттенков в одном кадре видеоизображения, представленного видеосигналом (этап S22). Например, на основе частотного распределения модуль 14 обработки частотного распределения вычисляет среднее значение у значений оттенков пикселей в видеоизображении путем объединения значений, полученных путем умножения значения оттенка на количество пикселей для всех значений оттенков и затем деления объединенного значения на общее количество пикселей. Затем модуль 14 обработки частотного распределения вычисляет количество темных пикселей, включенных в видеоизображение, из полученного частотного распределения (этап S23), и вычисляет соотношение темных пикселей, представляющее соотношение темных пикселей в видеоизображении (этап S24). После завершения этапа S24 модуль 14 обработки частотного распределения выводит видеосигнал, вычисленное среднее значение у значений оттенков и вычисленное соотношение темных пикселей в модуль 13 управления задней подсветкой.
Модуль 13 управления задней подсветкой выполняет процесс вычисления нижней границы яркости в множестве областей, включенных в заднюю подсветку 12, в соответствии с введенным соотношением темных пикселей (этап S25). Затем модуль 13 управления задней подсветкой вычисляет поправочный коэффициент для корректирования нижней границы в соответствии со средним значением у значений оттенков, введенным из модуля 14 обработки частотного распределения (этап S26). Модуль 13 управления задней подсветкой сохраняет зависимость между средним значением у значений оттенков и поправочным коэффициентом в виде функции или числовой таблицы и вычисляет поправочный коэффициент, соответствующий среднему значению у значений оттенков, в соответствии с сохраненным на этапе S26 содержимым.
Фиг.8 - типичное представление, показывающее зависимость между средним значением у значений оттенков в видеоизображении и поправочным коэффициентом. Горизонтальная ось на фиг.8 указывает среднее значение у значений оттенков, тогда как вертикальная ось указывает поправочный коэффициент, соответствующий среднему значению у значений оттенков. В состоянии, в котором видеоизображение в целом яркое и среднее значение у значений оттенков высокое, поправочный коэффициент принимает максимальное значение, равное 1. Поправочный коэффициент остается в максимальном значении, равном 1, пока среднее значение у значений оттенков не уменьшится до заранее установленного порогового значения d. Поправочный коэффициент изменяется линейно, пока среднее значение у значений оттенков уменьшается от порогового значения d до заранее установленного порогового значения c, так что чем ниже среднее значение у значений оттенков, тем меньше поправочный коэффициент. В состоянии, в котором среднее значение у значений оттенков равно пороговому значению c, поправочный коэффициент становится заранее установленным минимальным значением, и поправочный коэффициент остается в минимальном значении в состоянии, в котором среднее значение у значений оттенков меньше либо равно пороговому значению c. В целом, зависимость между средним значением у значений оттенков и поправочным коэффициентом такова, что поправочный коэффициент увеличивается монотонно в соответствии со средним значением у значений оттенков и поправочный коэффициент становится меньше с уменьшением среднего значения у значений оттенков.
Зависимость между средним значением у значений оттенков и поправочным коэффициентом, показанная на фиг.8, является всего лишь одним примером, и их зависимость может отличаться от показанной на фиг.8 при условии, что поправочный коэффициент увеличивается монотонно относительно среднего значения у значений оттенков. Например, зависимость между средним значением у значений оттенков и поправочным коэффициентом может быть представлена гладкой функцией. К тому же, например, поправочный коэффициент может принимать дискретные значения на основе заранее установленного среднего значения у значений оттенков.
Далее с использованием вычисленного поправочного коэффициента модуль 13 управления задней подсветкой выполняет процесс корректирования нижней границы яркости, вычисленной на этапе S25 (этап S27). Точнее говоря, модуль 13 управления задней подсветкой умножает нижнюю границу до корректировки на поправочный коэффициент, чтобы вычислить нижнюю границу после корректировки, как показано следующим уравнением.
(нижняя граница после корректировки)
= (нижняя граница до корректировки) × поправочный коэффициент
Затем модуль 13 управления задней подсветкой выполняет процесс регулирования яркости в каждой области задней подсветки 12 в соответствии со значениями оттенков у соответствующих пикселей в видеоизображении, представленном введенным видеосигналом, чтобы привести к нижней границе яркость в области, где яркость меньше нижней границы (этап S28). Каждая область задней подсветки 12 излучает свет с яркостью, управляемой модулем 13 управления задней подсветкой, и жидкокристаллическая панель 11 регулирует величину пропускания света в части, соответствующей каждому пикселю в видеоизображении, в соответствии с видеосигналом. Соответственно устройство 100 отображения показывает видеоизображение. На этом устройство 100 отображения завершает процесс отображения одного кадра видеоизображения. Устройство 100 отображения выполняет процесс из этапов S21 - S28 каждый раз, когда оно показывает один кадр видеоизображения.
Как подробно описано выше, в варианте 2 осуществления нижняя граница яркости в множестве областей задней подсветки 12 корректируется путем умножения нижней границы яркости на поправочный коэффициент, который становится меньше с уменьшением среднего значения у значений оттенков пикселей. Поскольку поправочный коэффициент становится меньше с уменьшением среднего значения у значений оттенков, если видеоизображение имеет небольшое среднее значение у значений оттенков и в целом темное, то нижняя граница яркости меньше, и ниже яркость в области, освещающей темную часть видеоизображения. В результате, поскольку освещенность в темной части видеоизображение становится ниже, можно предотвратить появления неоднородности черного. В случае видеоизображения, которое имеет большое среднее значение у значений оттенков и в целом яркое, поскольку выше нижняя граница яркости в области, появление размывания яркости эффективно снижается. В случае видеоизображения, которое в целом яркое, даже если возникает неоднородность черного, она не будет сильно заметной. Поэтому в варианте 2 осуществления появление размывания яркости уменьшается для яркого видеоизображения, в котором неоднородность черного не заметна, и появление неоднородности черного уменьшается для видеоизображения, которое в целом темное, посредством этого повышая качество видеоизображения, показанного устройством 100 отображения.
(Вариант 3 осуществления)
В варианте 1 осуществления нижняя граница яркости в множестве областей задней подсветки 12 устанавливается меньше, когда соотношение темных пикселей в видеоизображении увеличивается. К слову, среди изображений имеется видеоизображение, содержащее большое количество как темных пикселей, так и ярких пикселей, но немного пикселей, имеющих промежуточные значения оттенков. В варианте 1 осуществления, когда соотношение темных пикселей в видеоизображении высокое, размывание яркости имеет тенденцию к возникновению, и еще, когда имеется большое количество ярких пикселей в видеоизображении, размывание яркости заметно, и качество видеоизображения снижается. Вариант 3 осуществления иллюстрирует режим, в котором нижняя граница яркости задней подсветки 12 вычисляется как в соответствии с количеством темных пикселей, так и количеством ярких пикселей. Поскольку внутреннее строение устройства 100 отображения в соответствии с вариантом 3 осуществления является таким же, как в варианте 1 осуществления, его объяснение будет пропущено.
Фиг.9 - блок-схема алгоритма, показывающая этапы обработки, выполняемые устройством 100 отображения по варианту 3 осуществления. Модуль 15 обработки видеоинформации формирует видеосигнал и выводит видеосигнал в модуль 14 обработки частотного распределения. Модуль 14 обработки частотного распределения получает из видеосигнала частотное распределение значений оттенков у соответствующих пикселей, включенных в один кадр видеоизображения, на основе видеосигнала (этап S31). Затем модуль 14 обработки частотного распределения вычисляет, из полученного частотного распределения, количество темных пикселей, включенных в видеоизображение (этап S32), и вычисляет соотношение темных пикселей, представляющее соотношение темных пикселей, включенных в видеоизображение (этап S33).
Затем модуль 14 обработки частотного распределения вычисляет из полученного частотного распределения количество ярких пикселей, указывающее количество пикселей, чье значение оттенка больше либо равно заранее установленному яркому справочному значению (этап S34). Яркое справочное значение является справочным значением, определенным заранее для определения яркого пикселя, который является пикселем, имеющим относительно большое значение оттенка и виден ярким в видеоизображении, и заранее сохраняется в модуле 14 обработки частотного распределения. Яркое справочное значение больше темного справочного значения и соответствует второму справочному значению в настоящем изобретении. В качестве яркого справочного значения используется значение, которое больше темного справочного значения, но меньше верхней границы значений оттенков, и видится ярким на экране. Фиг.10 - типичное представление, показывающее гистограмму, к которой добавляется яркое справочное значение. Пиксель, чье значение оттенка больше либо равно яркому справочному значению, является ярким пикселем, а область в части, где значение оттенка больше либо равно яркому справочному значению на гистограмме, показанной на фиг.10, указывает количество ярких пикселей. На этапе S34 модуль 14 обработки частотного распределения вычисляет количество ярких пикселей путем объединения частей, где значения оттенков больше либо равны яркому справочному значению на гистограмме, либо подсчета количества пикселей, чьи значения оттенков больше либо равны яркому справочному значению.
Затем модуль 14 обработки частотного распределения делит вычисленное количество ярких пикселей на общее количество пикселей в видеоизображении, чтобы вычислить соотношение ярких пикселей, представляющее соотношение ярких пикселей, включенных в видеоизображение (этап S35). Соотношение ярких пикселей соответствует количеству ярких пикселей в настоящем изобретении. После завершения этапа S35 модуль 14 обработки частотного распределения выводит видеосигнал, вычисленное соотношение темных пикселей и соотношение ярких пикселей в модуль 13 управления задней подсветкой.
Модуль 13 управления задней подсветкой выполняет процесс вычисления нижней границы яркости в множестве областей, включенных в заднюю подсветку 12, в соответствии с введенным соотношением темных пикселей (этап S36). Затем модуль 13 управления задней подсветкой вычисляет поправочный коэффициент для корректирования нижней границы в соответствии с соотношением ярких пикселей, введенным из модуля 14 обработки частотного распределения (этап S37). Модуль 13 управления задней подсветкой сохраняет зависимость между соотношением ярких пикселей и поправочным коэффициентом в виде функции или числовой таблицы и вычисляет поправочный коэффициент, соответствующий соотношению ярких пикселей на этапе S37, в соответствии с сохраненным содержимым.
Фиг.11 - типичное представление, показывающее зависимость между соотношением ярких пикселей и поправочным коэффициентом. Горизонтальная ось на фиг.11 указывает соотношение ярких пикселей, тогда как вертикальная ось показывает поправочный коэффициент, соответствующий соотношению ярких пикселей. В состоянии, в котором соотношение ярких пикселей небольшое, поправочный коэффициент принимает минимальное значение. Поправочный коэффициент остается в минимальном значении, пока соотношение ярких пикселей не увеличится до заранее установленного порогового значения e. Поправочный коэффициент изменяется линейно, пока соотношение ярких пикселей увеличивается от порогового значения e и достигает заранее установленного порогового значения f, так что чем выше соотношение ярких пикселей, тем выше поправочный коэффициент. В состоянии, в котором соотношение ярких пикселей равно пороговому значению f, поправочный коэффициент принимает максимальное значение, равное 1, и поправочный коэффициент остается в максимальном значении, равном 1, пока соотношение ярких пикселей не увеличится от порогового значения f до максимального значения 1. В целом, зависимость между соотношением ярких пикселей и поправочным коэффициентом такова, что поправочный коэффициент увеличивается монотонно в соответствии с соотношением ярких пикселей, и чем выше соотношение ярких пикселей, тем выше поправочный коэффициент.
Отметим, что зависимость между соотношением ярких пикселей и поправочным коэффициентом, показанная на фиг.11, является всего лишь одним примером, и их зависимость может отличаться от показанной на фиг.11 при условии, что поправочный коэффициент увеличивается монотонно относительно соотношения ярких пикселей. Например, зависимость между соотношением ярких пикселей и поправочным коэффициентом может быть представлена гладкой функцией. К тому же, например, поправочный коэффициент может принимать дискретные значения на основе заранее установленного значения соотношения ярких пикселей.
Далее с использованием вычисленного поправочного коэффициента модуль 13 управления задней подсветкой выполняет процесс корректирования нижней границы яркости, вычисленной на этапе S36 (этап S38). Точнее говоря, модуль 13 управления задней подсветкой умножает нижнюю границу до корректировки на поправочный коэффициент, чтобы вычислить нижнюю границу после корректировки, как показано следующим уравнением.
(нижняя граница после корректировки)
= (нижняя граница до корректировки) × поправочный коэффициент
Затем модуль 13 управления задней подсветкой выполняет процесс регулирования яркости в каждой области задней подсветки 12 в соответствии со значениями оттенков у соответствующих пикселей в видеоизображении, представленном введенным видеосигналом, чтобы привести к нижней границе яркость в области, где яркость меньше нижней границы (этап S39). Каждая область задней подсветки 12 излучает свет с яркостью, управляемой модулем 13 управления задней подсветкой, и жидкокристаллическая панель 11 регулирует величину пропускания света в части, соответствующей каждому пикселю в видеоизображении, в соответствии с видеосигналом. Соответственно устройство 100 отображения показывает видеоизображение. На этом устройство 100 отображения завершает процесс отображения одного кадра видеоизображения. Устройство 100 отображения выполняет процесс из этапов S31 - S39 каждый раз, когда оно показывает один кадр видеоизображения.
В варианте 3 осуществления, как подробно описано выше, нижняя граница яркости в множестве областей задней подсветки 12 корректируется путем умножения нижней границы яркости на поправочный коэффициент, который увеличивается, когда соотношение ярких пикселей становится выше. Поскольку поправочный коэффициент увеличивается с увеличением соотношения ярких пикселей, когда показывается видеоизображение, имеющее высокое соотношение ярких пикселей и большое количество ярких пикселей, минимальная яркость в области задней подсветки 12 увеличивается, посредством этого эффективно уменьшая появление размывания яркости. Поскольку размывание яркости заметно в видеоизображении, имеющем высокое соотношение ярких пикселей и большое количество ярких пикселей, если эффективно уменьшается размывание яркости в видеоизображении, включающем большое количество ярких пикселей, то повышается качество видеоизображения, показанного устройством 100 отображения.
(Вариант 4 осуществления)
Вариант 4 осуществления иллюстрирует режим, в котором нижняя граница яркости задней подсветки 12, которая определяется в соответствии с соотношением темных пикселей, корректируется в соответствии с освещенностью и соотношением ярких пикселей во всем изображении. Поскольку внутреннее строение устройства 100 отображения в соответствии с вариантом 4 осуществления является таким же, как в варианте 1 осуществления, его объяснение будет пропущено.
Фиг.12 - блок-схема алгоритма, показывающая этапы обработки, выполняемые устройством 100 отображения по варианту 4 осуществления. Модуль 15 обработки видеоинформации формирует видеосигнал и выводит видеосигнал в модуль 14 обработки частотного распределения. Модуль 14 обработки частотного распределения получает из видеосигнала частотное распределение значений оттенков у соответствующих пикселей, включенных в один кадр видеоизображения, на основе видеосигнала (этап S401). Затем модуль 14 обработки частотного распределения вычисляет, из полученного частотного распределения, среднее значение у значений оттенков в одном кадре видеоизображения, представленного видеосигналом (этап S402). Затем модуль 14 обработки частотного распределения вычисляет количество темных пикселей, включенных в видеоизображение, из полученного частотного распределения (этап S403), и вычисляет соотношение темных пикселей, представляющее соотношение темных пикселей, включенных в видеоизображение (этап S404). Затем модуль 14 обработки частотного распределения вычисляет, из полученного частотного распределения, количество ярких пикселей, включенных в видеоизображение (этап S405), и вычисляет соотношение ярких пикселей, представляющее соотношение ярких пикселей, включенных в видеоизображение (этап S406). После завершения этапа S406 модуль 14 обработки частотного распределения выводит видеосигнал, вычисленное среднее значение у значений оттенков и соотношение темных пикселей и соотношение ярких пикселей в модуль 13 управления задней подсветкой.
Модуль 13 управления задней подсветкой выполняет процесс вычисления нижней границы яркости в множестве областей, включенных в заднюю подсветку 12, в соответствии с введенным соотношением темных пикселей (этап S407). Затем с помощью способа, аналогичного варианту 2 осуществления, модуль 13 управления задней подсветкой вычисляет первый поправочный коэффициент для корректирования нижней границы в соответствии со средним значением у значений оттенков, введенным из модуля 14 обработки частотного распределения (этап S408). Затем с помощью способа, аналогичного варианту 3 осуществления, модуль 13 управления задней подсветкой вычисляет второй поправочный коэффициент для корректирования нижней границы в соответствии с соотношением ярких пикселей, введенным из модуля 14 обработки частотного распределения (этап S409).
Затем с использованием вычисленных первого и второго поправочных коэффициентов модуль 13 управления задней подсветкой выполняет процесс корректирования нижней границы, вычисленной на этапе S407 (этап S410). Точнее говоря, модуль 13 управления задней подсветкой умножает нижнюю границу до корректировки на первый поправочный коэффициент и второй поправочный коэффициент, чтобы вычислить нижнюю границу после корректировки, как показано следующим уравнением.
(нижняя граница после корректировки) = (нижняя граница до корректировки) ×
(первый поправочный коэффициент) × (второй поправочный коэффициент)
Затем модуль 13 управления задней подсветкой выполняет процесс регулирования яркости в каждой области задней подсветки 12 в соответствии со значениями оттенков у соответствующих пикселей в видеоизображении, представленном введенным видеосигналом, чтобы привести к нижней границе яркость в области, где яркость меньше нижней границы (этап S411). Каждая область задней подсветки 12 излучает свет с яркостью, управляемой модулем 13 управления задней подсветкой, и жидкокристаллическая панель 11 регулирует величину пропускания света в части, соответствующей каждому пикселю в видеоизображении, в соответствии с видеосигналом. Соответственно устройство 100 отображения показывает видеоизображение. На этом устройство 100 отображения завершает процесс отображения одного кадра видеоизображения. Устройство 100 отображения выполняет процесс из этапов S401 - S411 каждый раз, когда оно показывает один кадр видеоизображения.
Как подробно описано выше, в варианте 4 осуществления нижняя граница яркости в множестве областей задней подсветки 12 корректируется путем умножения нижней границы яркости на первый поправочный коэффициент, который становится меньше с уменьшением среднего значения у значений оттенков, и второй поправочный коэффициент, который становится больше, когда увеличивается соотношение ярких пикселей. Фиг.13 - типичное представление, показывающее гистограмму видеоизображения, которая включает в себя большое количество ярких пикселей, даже если среднее значение у значений оттенков является небольшим. В результате корректирования нижней границы в соответствии со средним значением у значений оттенков и соотношением ярких пикселей в видеоизображении уменьшается появление неоднородности черного в видеоизображении, которое в целом темное. Более того, для видеоизображения, которое включает в себя некоторое большое количество ярких пикселей, даже если среднее значение у значений оттенков небольшое, как показано на фиг.13, и является восприимчивым к заметному размыванию яркости, можно эффективно уменьшить появление размывания яркости путем увеличения минимальной яркости задней подсветки 12. Таким образом, повышается качество видеоизображения, показанного устройством 100 отображения.
(Вариант 5 осуществления)
В случае где увеличивается минимальная яркость задней подсветки 12 для уменьшения появления размывания яркости, коэффициент контрастности видеоизображения уменьшается. С другой стороны, поскольку внешний вид видеоизображения, показанного устройством 100 отображения, подвергается воздействию окружающего освещения, когда зритель видит видеоизображение в окружении, которое является до некоторой степени ярким, зритель вряд ли может воспринимать изменение в освещенности черного. Поэтому, даже когда коэффициент контрастности уменьшается, зритель вряд ли может воспринимать это уменьшение. Таким образом, в окружении, которое является до некоторой степени ярким, даже когда увеличивается минимальная яркость задней подсветки 12, уменьшение коэффициента контрастности вряд ли может восприниматься. Вариант 5 осуществления иллюстрирует режим, в котором нижняя граница яркости, определенная в соответствии с соотношением темных пикселей, корректируется в соответствии с окружающим освещением.
Фиг.14 - блок-схема, показывающая внутреннее строение устройства 100 отображения по варианту 5 осуществления. Устройство 100 отображения включает в себя датчик 16 освещенности для измерения естественной освещенности устройства 100 отображения, и датчик 16 освещенности подключается к модулю 13 управления задней подсветкой. Датчик 16 освещенности размещается рядом с жидкокристаллической панелью 11, измеряет освещенность внешнего света и выводит результат измерения в модуль 13 управления задней подсветкой. Поскольку остальное внутреннее строение устройства 100 отображения в соответствии с вариантом 5 осуществления является таким же, как и в варианте 1 осуществления, его объяснение будет пропущено путем обозначения соответствующих частей теми же кодами.
Фиг.15 - блок-схема алгоритма, показывающая этапы обработки, выполняемые устройством 100 отображения по варианту 5 осуществления. Модуль 15 обработки видеоинформации формирует видеосигнал и выводит видеосигнал в модуль 14 обработки частотного распределения. Модуль 14 обработки частотного распределения получает из видеосигнала частотное распределение значений оттенков у соответствующих пикселей, включенных в один кадр видеоизображения, на основе видеосигнала (этап S51). Затем модуль 14 обработки частотного распределения вычисляет количество темных пикселей, включенных в видеоизображение, из полученного частотного распределения (этап S52), и вычисляет соотношение темных пикселей, представляющее соотношение темных пикселей, включенных в видеоизображение (этап S53). После завершения этапа S53 модуль 14 обработки частотного распределения выводит видеосигнал и вычисленное соотношение темных пикселей в модуль 13 управления задней подсветкой. Датчик 16 освещенности выводит измеренную освещенность в модуль 13 управления задней подсветкой.
Модуль 13 управления задней подсветкой выполняет процесс вычисления нижней границы яркости в множестве областей, включенных в заднюю подсветку 12, в соответствии с соотношением темных пикселей, введенным модулем 14 обработки частотного распределения (этап S54). Затем модуль 13 управления задней подсветкой вычисляет поправочный коэффициент для корректирования нижней границы в соответствии с освещенностью, введенной от датчика 16 освещенности (S55). Модуль 13 управления задней подсветкой сохраняет зависимость между освещенностью и поправочным коэффициентом в виде функции или числовой таблицы и вычисляет поправочный коэффициент, соответствующий освещенности, в соответствии с сохраненным на этапе S55 содержимым.
Фиг.16 - типичное представление, показывающее зависимость между освещенностью и поправочным коэффициентом. Горизонтальная ось на фиг.16 указывает освещенность, тогда как вертикальная ось показывает поправочный коэффициент, соответствующий освещенности. В состоянии, в котором освещенность небольшая, поправочный коэффициент принимает минимальное значение, равное 1. Поправочный коэффициент остается в минимальном значении, равном 1, пока освещенность увеличивается до заранее установленного порогового значения g. Поправочный коэффициент изменяется линейно, пока освещенность увеличивается от порогового значения g и достигает заранее установленного порогового значения h, так что чем выше освещенность, тем выше поправочный коэффициент. В состоянии, в котором освещенность равна пороговому значению h, поправочный коэффициент становится максимальным значением, и поправочный коэффициент остается в максимальном значении в состоянии, в котором освещенность больше либо равна пороговому значению h. В целом, зависимость между освещенностью и поправочным коэффициентом такова, что поправочный коэффициент увеличивается монотонно в соответствии с освещенностью, и поправочный коэффициент становится меньше, когда освещенность становится ниже.
Отметим, что зависимость между освещенностью и поправочным коэффициентом, показанная на фиг.16, является всего лишь одним примером, и их зависимость может отличаться от показанной на фиг.16 при условии, что поправочный коэффициент увеличивается монотонно относительно освещенности. Например, зависимость между освещенностью и поправочным коэффициентом может быть представлена гладкой функцией. К тому же, например, поправочный коэффициент может принимать дискретные значения на основе заранее установленной освещенности.
Далее с использованием вычисленного поправочного коэффициента модуль 13 управления задней подсветкой выполняет процесс корректирования нижней границы, вычисленной на этапе S54 (этап S56). Точнее говоря, модуль 13 управления задней подсветкой умножает нижнюю границу до корректировки на поправочный коэффициент, вычисленный на этапе S55, чтобы вычислить нижнюю границу после корректировки, как показано следующим уравнением.
(нижняя граница после корректировки)
= (нижняя граница до корректировки) × поправочный коэффициент
Затем модуль 13 управления задней подсветкой выполняет процесс регулирования яркости в каждой области задней подсветки 12 в соответствии со значениями оттенков у соответствующих пикселей в видеоизображении, представленном введенным видеосигналом, чтобы привести к нижней границе яркость в области, где яркость меньше нижней границы (этап S57). Каждая область задней подсветки 12 излучает свет с яркостью, управляемой модулем 13 управления задней подсветкой, и жидкокристаллическая панель 11 регулирует величину пропускания света в части, соответствующей каждому пикселю в видеоизображении, в соответствии с видеосигналом. Соответственно устройство 100 отображения показывает видеоизображение. На этом устройство 100 отображения завершает процесс отображения одного кадра видеоизображения. Устройство 100 отображения выполняет процесс из этапов S51 - S57 каждый раз, когда оно показывает один кадр видеоизображения.
Как подробно описано выше, в варианте 5 осуществления нижняя граница яркости в множестве областей задней подсветки 12 корректируется путем умножения нижней границы яркости на поправочный коэффициент, который увеличивается, когда увеличивается освещенность, представляющая естественную освещенность. Поскольку поправочный коэффициент увеличивается с увеличением освещенности, когда видеоизображение показывается в окружающих условиях с ярким внешним светом, нижняя граница увеличивается, и минимальная яркость задней подсветки 12 увеличивается, посредством этого уменьшая появление размывания яркости. В состоянии, где минимальная яркость задней подсветки 12 увеличивается, коэффициент контрастности в видеоизображении уменьшается, но уменьшение коэффициента контрастности вряд ли может распознаваться при яркой окружающей среде. Таким образом, в варианте 5 осуществления можно эффективно уменьшить появление размывания яркости, в то же время делая менее заметным уменьшение коэффициента контрастности. Следовательно, повышается качество видеоизображения, показанного устройством 100 отображения.
(Вариант 6 осуществления)
Вариант 6 осуществления иллюстрирует режим, в котором диапазон увеличения минимальной яркости в множестве областей задней подсветки 12 ограничивается в соответствии с видеоизображением. Поскольку внутреннее строение устройства 100 отображения в соответствии с вариантом 6 осуществления является таким же, как в варианте 1 осуществления, его объяснение будет пропущено.
Фиг.17 - блок-схема алгоритма, показывающая этапы обработки, выполняемые устройством 100 отображения по варианту 6 осуществления. Модуль 15 обработки видеоинформации формирует видеосигнал и выводит его в модуль 14 обработки частотного распределения. Модуль 14 обработки частотного распределения получает из видеосигнала частотное распределение значений оттенков у соответствующих пикселей, включенных в один кадр видеоизображения, на основе видеосигнала (этап S61). Затем модуль 14 обработки частотного распределения вычисляет, из полученного частотного распределения, количество темных пикселей, включенных в видеоизображение (этап S62), и вычисляет соотношение темных пикселей, представляющее соотношение темных пикселей, включенных в видеоизображение (этап S63). После завершения этапа S63 модуль 14 обработки частотного распределения выводит видеосигнал и вычисленное соотношение темных пикселей в модуль 13 управления задней подсветкой.
Модуль 13 управления задней подсветкой выполняет процесс вычисления нижней границы яркости в множестве областей, включенных в заднюю подсветку 12, в соответствии с соотношением темных пикселей, введенным модулем 14 обработки частотного распределения (этап S64). Затем модуль 13 управления задней подсветкой вычисляет яркость в каждой области в соответствии со значениями оттенков соответствующих пикселей в видеоизображении, представленном видеосигналом, и задает область, где вычисленное значение яркости выше или равно нижней границе, из множества областей, включенных в заднюю подсветку 12 (этап S65). Затем модуль 13 управления задней подсветкой выполняет процесс ограничения диапазона областей, где яркость меньше нижней границы должна быть приведена к нижней границе (этап S66). Точнее говоря, модуль 13 управления задней подсветкой устанавливает диапазон областей рядом с областью, заданной на этапе S65, в качестве ограниченного диапазона, который является диапазоном областей, где яркость меньше нижней границы должна быть приведена к нижней границе. Отметим, что области, которые нужно включить в ограниченный диапазон, не ограничиваются областями рядом с областью, заданной на этапе S65, и области, расположенные в заранее установленном диапазоне от области, заданной на этапе S65, могут включаться в ограниченный диапазон.
Затем модуль 13 управления задней подсветкой выполняет процесс регулирования яркости в каждой области задней подсветки 12 в соответствии со значениями оттенков у соответствующих пикселей в видеоизображении, представленном введенным видеосигналом, чтобы привести к нижней границе яркость в областях в ограниченном диапазоне, где яркость меньше нижней границы (этап S67). На этапе S67 для области, где значение яркости, вычисленное на этапе S65, выше или равно нижней границе, модуль 13 управления задней подсветкой приводит яркость в области к вычисленной яркости. Кроме того, для области, включенной в ограниченный диапазон, установленный на этапе S66, среди областей, где значение яркости, вычисленное на этапе S65, меньше нижней границы, модуль 13 управления задней подсветкой приводит яркость в области к нижней границе, тогда как для области, которая не включается в ограниченный диапазон, модуль 13 управления задней подсветкой приводит яркость в области к вычисленной яркости.
Каждая область задней подсветки 12 излучает свет с яркостью, управляемой модулем 13 управления задней подсветкой, и жидкокристаллическая панель 11 регулирует величину пропускания света в части, соответствующей каждому пикселю в видеоизображении, в соответствии с видеосигналом. Соответственно устройство 100 отображения показывает видеоизображение. На этом устройство 100 отображения завершает процесс отображения одного кадра видеоизображения. Устройство 100 отображения выполняет процесс из этапов S61 - S67 каждый раз, когда оно показывает один кадр видеоизображения.
Фиг.18 - схематичный чертеж, показывающий пример экрана устройства 100 отображения по варианту 6 осуществления. На фиг.18 граница между областями задней подсветки 12 указывается с помощью пунктирной линии. Среди областей задней подсветки 12 области рядом с областями, освещающими яркую часть видеоизображения, включаются в ограниченный диапазон. В ограниченном диапазоне яркость в области, где яркость в соответствии с видеоизображением меньше нижней границы, приводится к нижней границе. Вне ограниченного диапазона, даже когда яркость в соответствии с видеоизображением становится меньше нижней границы, яркость в каждой области остается меньше нижней границы. Поскольку яркость в каждой области задней подсветки 12 в ограниченном диапазоне становится больше либо равной нижней границе, уменьшается разница в яркости между областью, освещающей как яркую часть, так и темную часть видеоизображения, и областями рядом с этой областью, посредством этого уменьшая появление размывания яркости. Кроме того, вне ограниченного диапазона яркость в области, освещающей темную часть видеоизображения, меньше нижней границы, и соответственно можно предотвратить увеличение в потреблении энергии.
Варианты осуществления с 1 по 6, описанные выше, иллюстрируют режимы, в которых соотношение темных пикселей и соотношение ярких пикселей используются в качестве количества темных пикселей и количества ярких пикселей в соответствии с настоящим изобретением, но настоящее изобретение ими не ограничивается. Например, настоящее изобретение может быть реализовано в режиме, в котором количество темных пикселей используется в качестве количества темных пикселей, или режиме, в котором количество ярких пикселей используется в качестве количества ярких пикселей. Более того, хотя варианты осуществления с 1 по 6 иллюстрируют режимы, в которых процессы, которые должны выполняться устройством 100 отображения, выполняются аппаратными устройствами, устройство 100 отображения из настоящего изобретения может выполнять часть или все процессы с помощью программного обеспечения.
Хотя варианты осуществления с 1 по 6 иллюстрируют режимы, использующие заднюю подсветку 12, включающую в себя множество LED в качестве источника света, задняя подсветка в настоящем изобретении этим не ограничивается. Задняя подсветка в настоящем изобретении может быть задней подсветкой, использующей другие светоизлучающие элементы, например электролюминесцентные элементы (EL), в качестве источника света при условии, что они могут регулировать яркость в каждой области по отдельности. К тому же, хотя варианты осуществления с 1 по 6 иллюстрируют режимы, использующие жидкокристаллическую панель 11 в качестве панели дисплея в соответствии с настоящим изобретением, панель дисплея согласно настоящему изобретению этим не ограничивается. Панель дисплея согласно настоящему изобретению может быть другой панелью дисплея при условии, что она относится к панели дисплея проходного типа, которая показывает видеоизображение с использованием света от задней подсветки.