特開 2020-187306 画像処理システム及び画像処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-187306(P2020-187306A)

(43)【公開日】2020年11月19日

(54)【発明の名称】画像処理システム及び画像処理方法

(51)【国際特許分類】

   G09G 3/36 20060101AFI20201023BHJP

   G09G 3/34 20060101ALI20201023BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20201023BHJP

【ＦＩ】

   G09G3/36

   G09G3/34 J

   G09G3/20 641P

   G09G3/20 642A

   G09G3/20 612U

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】31

(21)【出願番号】特願2019-93198(P2019-93198)

(22)【出願日】2019年5月16日

(71)【出願人】

【識別番号】591128453

【氏名又は名称】株式会社メガチップス

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100109715

【弁理士】

【氏名又は名称】塩谷 英明

(72)【発明者】

【氏名】原口 雄基

【テーマコード（参考）】

5C006

5C080

【Ｆターム（参考）】

5C006AA11

5C006AA21

5C006AF13

5C006AF41

5C006AF44

5C006AF45

5C006AF46

5C006BB11

5C006BC16

5C006BC20

5C006BF01

5C006BF22

5C006BF39

5C006FA22

5C080AA09

5C080AA10

5C080BB05

5C080CC03

5C080DD05

5C080EE28

5C080EE29

5C080EE30

5C080GG07

5C080GG12

5C080JJ01

5C080JJ02

5C080JJ05

5C080JJ06

5C080JJ07

(57)【要約】

【課題】本発明は、ローカルディミング制御での画像再現性の向上を図ることができる画像処理システム及び画像処理方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、液晶表示装置５の光源として用いられるバックライトユニット３に設けられた複数のＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度と、入力画素値ＩＰ（ｎ）から目標輝度を決定する目標輝度決定部１１３ａと、目標輝度分布と、複数のＬＥＤ３１がそれぞれ所定輝度で発光した場合に当該光出射面の側に生じると推定される推定輝度分布との差分を用いて、複数のＬＥＤ３１の発光輝度を調整する調整処理を所定回数繰り返して複数のＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度を決定する発光輝度決定部１１３ｃとを備えている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の発光素子及び複数の前記発光素子を駆動する駆動回路を有する光源装置と、
複数の前記発光素子を光源とし非自発光型の表示パネルを有する表示装置と、
前記表示パネルの表示領域を構成する複数の画素に表示される画像の画素値の目標値である入力画素値に基づいて、目標輝度と、複数の前記発光素子のそれぞれの発光輝度とを決定する目標輝度決定部、前記目標輝度決定部で決定された前記目標輝度の目標輝度分布と、複数の前記発光素子がそれぞれ所定輝度で発光した場合に前記光源装置の光出射面の側に生じると推定される推定輝度分布との差分を用いて、複数の前記発光素子の発光輝度を調整する調整処理を所定回数繰り返して複数の前記発光素子のそれぞれの発光輝度を決定する発光輝度決定部、前記発光輝度決定部で決定された発光輝度に基づいて前記駆動回路を制御する制御信号を生成する制御信号生成部、前記発光輝度決定部で決定された発光輝度に基づく推定輝度分布に基づいて前記入力画素値に乗算されるゲインを算出するゲイン算出部、及び、前記ゲイン算出部から入力されたゲインを前記入力画素値に乗算して得た拡張画素値を前記表示装置に出力するゲイン乗算部を有する画像処理装置と、
を備える画像処理システム。

【請求項2】

前記発光輝度決定部は、前記調整処理において、前記差分と各発光素子が与える影響度を加味して発光輝度を調整し、調整された前記所定輝度に基づく推定輝度分布と前記目標輝度分布との差分を求める
請求項１に記載の画像処理システム。

【請求項3】

前記目標輝度決定部は、前記表示領域を分割した領域であって複数の前記発光素子のそれぞれに対応付けられた分割領域を構成する複数の前記画素の前記入力画素値に基づいて前記目標輝度を決定する、
請求項１又は２に記載の画像処理システム。

【請求項4】

前記目標輝度決定部は、前記分割領域を構成する複数の前記画素の累積画素数が所定の閾値以上となる輝度を暫定目標輝度に設定し、前記暫定目標輝度を残余の画素に基づく輝度で補正した輝度を前記目標輝度に設定する、
請求項３に記載の画像処理システム。

【請求項5】

前記画像処理装置は、前記入力画素値から、前記ゲインを調整するゲイン調整係数を算出する係数算出部を有する、
請求項１から３までのいずれか一項に記載の画像処理システム。

【請求項6】

前記画像処理装置は、前記目標輝度から、前記ゲインを調整するゲイン調整係数を算出する係数算出部を有する、
請求項１から３までのいずれか一項に記載の画像処理システム。

【請求項7】

前記ゲイン算出部は、前記ゲイン及び前記ゲイン調整係数のうちの小さい方を選択する、
請求項５又は６に記載の画像処理システム。

【請求項8】

表示装置に設けられ非自発光型の表示パネルの表示領域を構成する複数の画素に表示される画像の画素値の目標値である入力画素値に基づいて、目標輝度と、前記表示装置の光源として用いられる光源装置に設けられた複数の発光素子のそれぞれの輝度となる発光輝度とを決定し、
決定された前記目標輝度の目標輝度分布と、複数の前記発光素子がそれぞれ所定輝度で発光した場合に前記光源装置の光出射面の側に生じると推定される推定輝度分布との差分を用いて、複数の前記発光素子の発光輝度を調整する調整処理を所定回数繰り返して複数の前記発光素子のそれぞれの発光輝度を決定し、
決定された発光輝度に基づいて前記発光素子を駆動する駆動回路を制御する制御信号を生成し、
決定された発光輝度に基づく輝度分布に基づいて前記入力画素値に乗算されるゲインを算出し、
入力されたゲインを前記入力画素値に乗算して得た拡張画素値を前記表示装置に出力する、
画像処理方法。

【請求項9】

前記画像処理方法は、前記入力画素値から、前記ゲインを補正するゲイン調整係数を算出することを含む、
請求項８に記載の画像処理方法。

【請求項10】

前記目標輝度から、前記ゲインを補正するゲイン調整係数を算出するステップを含む、
請求項８又は９に記載の画像処理方法。

【請求項11】

前記ゲインの算出には、前記ゲイン及び前記ゲイン調整係数のうちの小さい方を選択することが含まれる、
請求項１０に記載の画像処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、面光源装置を光源とする非自発光型の表示装置に表示される画像を処理する画像処理システム及び画像処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

表示装置の画面全体を複数の区画に分け、それぞれの区画に映し出す映像の明るさに応じてバックライトユニットの明るさを調整するローカルディミング法が知られている（例えば特許文献１から６）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−３０４９０８号公報

【特許文献2】特開２０１０−７９０２３号公報

【特許文献3】特開２０１０−１５２１７４号公報

【特許文献4】特開２０１１−１３４５８号公報

【特許文献5】特開２０１２−２８６２号公報

【特許文献6】特開２０１３−２１０５１０号公報

【特許文献7】国際公開第２０１１／０１０３８０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来のローカルディミング法は、バックライトユニットの明るさを調整することによって生じる輝度分布の変更量の推定が十分でない。このため、従来のローカルディミング法は、入力画像データに基づく画像と表示画面に表示される画像とが乖離し、画像再現性が低いという問題がある。

【0005】

本発明の目的は、ローカルディミング制御での画像再現性の向上を図ることができる画像処理システムおよび画像処理方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するための本発明は、以下に示す発明特定事項乃至は技術的特徴を含んで構成される。

【0007】

ある観点に従う本発明は、複数の発光素子及び複数の前記発光素子を駆動する駆動回路を有する光源装置と、複数の前記発光素子を光源とし非自発光型の表示パネルを有する表示装置と、前記表示パネルの表示領域を構成する複数の画素に表示される画像の画素値の目標値である入力画素値に基づいて、目標輝度と、複数の前記発光素子のそれぞれの発光輝度とを決定する目標輝度決定部、前記目標輝度決定部で決定された前記目標輝度の目標輝度分布と、複数の前記発光素子がそれぞれ所定輝度で発光した場合に前記光出射面の側に生じると推定される推定輝度分布との差分を用いて、複数の前記発光素子の発光輝度を調整する調整処理を所定回数繰り返して複数の前記発光素子のそれぞれの発光輝度を決定する発光輝度決定部、前記発光輝度決定部で決定された発光輝度に基づいて前記駆動回路を制御する制御信号を生成する制御信号生成部、前記発光輝度決定部で決定された発光輝度に基づく推定輝度分布に基づいて前記入力画素値に乗算されるゲインを算出するゲイン算出部、及び、前記ゲイン算出部から入力されたゲインを前記入力画素値に乗算して得た拡張画素値を前記表示装置に出力するゲイン乗算部を有する画像処理装置と、を備える。

【0008】

前記発光輝度決定部は、前記調整処理において、前記差分と各発光素子が与える影響度を加味して発光輝度を調整し、調整された前記所定輝度に基づく推定輝度分布と前記目標輝度分布との差分を求めてもよい。

【0009】

前記目標輝度決定部は、前記表示領域を分割した領域であって複数の前記発光素子のそれぞれに対応付けられた分割領域を構成する複数の前記画素の前記入力画素値に基づいて前記目標輝度を決定してもよい。

【0010】

前記目標輝度決定部は、前記分割領域を構成する複数の前記画素の累積画素数が所定の閾値以上となる輝度を暫定目標輝度に設定し、前記暫定目標輝度を残余の画素に基づく輝度で補正した輝度を前記目標輝度に設定してもよい。

【0011】

前記画像処理装置は、前記入力画素値から、前記ゲインを調整するゲイン調整係数を算出する係数算出部を有していてもよい。

【0012】

前記画像処理装置は、前記目標輝度から、前記ゲインを調整するゲイン調整係数を算出する係数算出部を有していてもよい。

【0013】

前記ゲイン調整係数は、前記ゲイン及び前記ゲイン調整係数のうちの小さい方を選択してもよい。

【0014】

ある観点に従う本発明は、表示装置に設けられ非自発光型の表示パネルの表示領域を構成する複数の画素に表示される画像の画素値の目標値である入力画素値に基づいて、目標輝度と、前記表示装置の光源として用いられる光源装置に設けられた複数の発光素子のそれぞれの輝度となる発光輝度とを決定し、決定された前記目標輝度の目標輝度分布と、複数の前記発光素子がそれぞれ所定輝度で発光した場合に前記光出射面の側に生じると推定される推定輝度分布との差分を用いて、複数の前記発光素子の発光輝度を調整する調整処理を所定回数繰り返して複数の前記発光素子のそれぞれの発光輝度を決定し、決定された発光輝度に基づいて前記発光素子を駆動する駆動回路を制御する制御信号を生成し、決定された発光輝度に基づく輝度分布に基づいて前記入力画素値に乗算されるゲインを算出し、入力されたゲインを前記入力画素値に乗算して得た拡張画素値を前記表示装置に出力する。

【0015】

前記画像処理方法は、前記入力画素値から、前記ゲインを補正するゲイン調整係数を算出することを含んでいてもよい。

【0016】

前記目標輝度から、前記ゲインを補正するゲイン調整係数を算出するステップを含んでいてもよい。

【0017】

前記ゲインの算出には、前記ゲイン及び前記ゲイン調整係数のうちの小さい方を選択することが含まれていてもよい。

【0018】

なお、本明細書等において、手段とは、単に物理的手段を意味するものではなく、その手段が有する機能をソフトウェアによって実現する場合も含む。また、１つの手段が有する機能が２つ以上の物理的手段により実現されても、２つ以上の手段の機能が１つの物理的手段により実現されてもよい。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、ローカルディミング制御での画像再現性の向上を図ることができる。

【0020】

本発明の他の技術的特徴、目的、及び作用効果乃至は利点は、添付した図面を参照して説明される以下の実施形態により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の第１実施形態に係る画像処理システムの概略構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係る画像処理システムに設けられた画像処理装置の要部の機能ブロック図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係る画像処理システムを説明する図であって、入力画素値に基づいて複数のＬＥＤのそれぞれの発光輝度を決定する処理を模式的に示す図である。

【図4】本発明の第１実施形態に係る画像処理システムを説明する図であって、目標輝度決定部が目標輝度を決定する際に作成する入力画素値に基づく輝度の累積度数分布の一例を示すグラフである。

【図5】本発明の第１実施形態に係る画像処理システムを説明する図であって、ルックアップテーブルを作成するために用いられる輝度の補正データの一例を示すグラフである。

【図6】本発明の第１実施形態に係る画像処理システムを説明する図であって、プロファイルを作成するために用いられる液晶表示装置の表示領域を撮影した画像の一例を模式的に示す図である。

【図7】本発明の第１実施形態に係る画像処理システムを説明する図であって、プロファイルを作成するために表示領域の撮像画像にサブエリアを割り当てた状態を模式的に示す図である。

【図8】本発明の第１実施形態に係る画像処理システムを説明する図であって、代表点の正規化を説明するための図である。

【図9】本発明の第１実施形態に係る画像処理システムを説明する図であって、複数のＬＥＤの輝度が所定代表点で表現される階調に及ぼす影響度の一例を示すグラフである。

【図10】本発明の第１実施形態に係る画像処理システムを説明する図であって、目標輝度決定部で決定された発光輝度に基づいて輝度分布を推定する方法を模式的に示す図である。

【図11】本発明の第１実施形態に係る画像処理システムを説明する図であって、２４０５点の輝度分布を用いて全ての画素に輝度情報をアップスケーリングする方法を説明するための図である。

【図12】本発明の第１実施形態に係る画像処理システムを説明する図であって、ポストプロセス部における処理を模式的に示す図（その１）である。

【図13】本発明の第１実施形態に係る画像処理システムを説明する図であって、ポストプロセス部における処理を模式的に示す図（その２）である。

【図14】ゲインリミットを用いない場合のポストプロセス部の処理の一例を模式的に示す図である。

【図15】本発明の第１実施形態に係る画像処理方法の流れの一例を示すフローチャートである。

【図16】本発明の第１実施形態に係る画像処理方法におけるＬＥＤ発光輝度決定処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図17】本発明の第２実施形態に係る画像処理システムに設けられた画像処理装置の要部の機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形（例えば各実施形態を組み合わせる等）して実施することができる。また、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付して表している。図面は模式的なものであり、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることがある。

【0023】

〔第１実施形態〕
［画像処理システム］
本発明の第１実施形態に係る画像処理システムについて図１から図１６を用いて説明する。まず、本実施形態に係る画像処理システム１０について図１を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る画像処理システム１０の一例を示すブロック図である。

【0024】

図１に示すように、本実施形態に係る画像処理システム１０は、バックライトユニット（光源装置の一例）３と、液晶表示装置（表示装置の一例）５と、画像処理装置１とを備えている。画像処理装置１は、バックライトユニット３及び液晶表示装置５を制御するように構成されている。画像処理装置１は、バックライトユニット３及び液晶表示装置５の制御として、例えばローカルディミング制御を実行できるように構成されている。

【0025】

バックライトユニット３は、複数のＬＥＤ（発光素子の一例）３１と、複数のＬＥＤ３１のそれぞれで発光した光を面状の光に拡散して液晶表示装置５に向かって出力する導光部３３と、複数のＬＥＤ３１を駆動するＬＥＤ駆動回路３５とを有している。複数のＬＥＤ３１は、例えば導光部３３の光出射面の裏面側にマトリクス状に並んで配置されている。つまり、図１では、バックライトユニット３は、直下型バックライトユニットの構成を有しているが、エッジライト型バックライトユニットの構成を有していてもよい。液晶表示装置５は、画像を表示する表示領域５１１を有する液晶表示パネル５１と、液晶表示パネル５１を駆動するＬＣＤ駆動回路５３とを有している。

【0026】

画像処理装置１は、画像処理システム１０の外部に設けられた外部装置（不図示）から例えばｎフレーム目（ｎは自然数）の入力画素値ＩＰ（ｎ）が入力される制御部１１と、種々の設定データが予め記憶されたメモリ１５とを備えている。入力画素値は、液晶表示パネル５１の表示領域５１１に設けられた複数の画素に表示される画像の画素値の目標値である。詳細は後述するが、制御部１１は、例えばｎフレーム目の入力画素値ＩＰ（ｎ）に基づいてバックライトユニット３に設けられた複数のＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度を決定するように構成されている。また、制御部１１は、決定した発光輝度に基づいて、例えば光射出面の側に生じる輝度分布を推定したり、ＬＥＤ駆動回路３５を制御する制御信号Ｓｄｙを生成したりするように構成されている。また、制御部１１は、例えば当該輝度分布及びｎフレーム目の入力画素値ＩＰ（ｎ）に基づいて、液晶表示パネル５１の表示領域５１１に表示する画像の画素値である拡張画素値ＥＰ（ｎ）を生成するように構成されている。即ち、画像処理装置１は、拡張画素値ＥＰ（ｎ）を用いた表示画像として、入力画像との乖離が少なく、再現性が高く、階調を保った画像とするため、入力画素値ＩＰ（ｎ）を目標値とし、かつバックライトユニット３の消費電力を削減するためのローカルディミング制御を併せて行う。

【0027】

［画像処理装置の機能ブロック］
次に、本実施形態に係る画像処理システム１０に設けられた画像処理装置１の要部の機能ブロックの一例について図１を参照しつつ図２から図１３を用いて説明する。図２は、画像処理装置１の要部の機能ブロックの一例を示す図である。

【0028】

図２に示すように、制御部１１は例えば、入力画素値ＩＰ（ｎ）の座標を検出するプリプロセス部１１１を有している。制御部１１は例えば、目標輝度（詳細は後述）及び複数のＬＥＤ３１（図１参照）の発光輝度の決定並びにＬＥＤ駆動回路３５を制御する制御信号Ｓｄｙを生成する機能を発揮するコアプロセス部１１３を有している。制御部１１は、液晶表示パネル５１の表示領域５１１（図１参照）の画素に表示されるｎフレーム目の画像の拡張画素値ＥＰ（ｎ）を生成する機能を発揮するポストプロセス部１１５を有している。以下、各機能ブロックについて詳細に説明する。

【0029】

＜プリプロセス部＞
図２に示すように、制御部１１に設けられたプリプロセス部１１１は、画像処理システム１０の外部に設けられた外部装置（不図示）から入力される入力画素値ＩＰ（ｎ）の座標を検出する座標検出部１１１ａを有している。座標検出部１１１ａは例えば、表示領域５１１の列方向の座標（Ｘ座標）用カウンタと、表示領域５１１の行方向の座標（Ｙ座標）用カウンタとを有している。座標検出部１１１ａは、入力画素値ＩＰ（ｎ）が入力される度にＸ座標用カウンタをカウントアップするように構成されている。また、座標検出部１１１ａは例えば、１行分の入力画素値ＩＰ（ｎ）の入力が完了するとＸ座標用カウンタをリセットするとともに、Ｙ座標用カウンタをカウントアップするように構成されている。また、座標検出部１１１ａは例えば、１フレーム分の入力画素値ＩＰ（ｎ）の入力が完了すると、Ｘ座標用カウンタ及びＹ座標用カウンタをリセットするように構成されている。さらに、座標検出部１１１ａは、入力された入力画素値ＩＰ（ｎ）の情報と、当該入力画素値ＩＰ（ｎ）の座標情報とをコアプロセス部１１３とポストプロセス部１１５に出力するように構成されている。

【0030】

＜コアプロセス部＞
図２に示すように、制御部１１に設けられたコアプロセス部１１３は例えば、液晶表示パネル５１の表示領域５１１を構成する複数の画素（図１では不図示）に表示される画像の画素値の目標値である入力画素値ＩＰ（ｎ）に基づいて、液晶表示装置５の光源として用いられるバックライトユニット３に設けられた複数のＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度の決定と、目標値となる目標輝度を決定する目標輝度決定部１１３ａを備えている。複数のＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度および目標輝度を決定するために用いられる入力画素値は、拡張画素値ＥＰ（ｎ）を生成するために用いられる入力画素値ＩＰ（ｎ）よりも１フレーム前の入力画素値ＩＰ（ｎ−１）であっても良い。

【0031】

コアプロセス部１１３は、目標輝度決定部１１３ａで決定された目標輝度の目標輝度分布と、複数のＬＥＤ３１がそれぞれ所定の発光輝度で発光した場合に当該光出射面の側に生じると推定される推定輝度分布との差分を用いて、複数のＬＥＤ３１の発光輝度を調整する調整処理を所定回数繰り返して複数のＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度を決定する発光輝度決定部１１３ｃを備えている。さらに、コアプロセス部１１３は、発光輝度決定部１１３ｃで決定された発光輝度に基づいて複数のＬＥＤ３１を駆動するＬＥＤ駆動回路３５を制御する制御信号Ｓｄｙを生成するデューティ値変換部（制御信号生成部の一例）１１３ｂを備えている。

【0032】

（目標輝度決定部）
目標輝度決定部１１３ａは、表示領域５１１を分割した領域であって複数のＬＥＤ３１のそれぞれに対応付けられたサブエリア（分割領域の一例）ＬＳＢを構成する複数のサブブロックＳＢを構成する画素の入力画素値ＩＰ（ｎ）に基づいて、各ＬＥＤ３１の発光輝度を決定するように構成されている。目標輝度決定部１１３ａは、プリプロセス部１１１に設けられた座標検出部１１１ａ、発光輝度決定部１１３ｃ及びメモリ１５に接続されている。これにより、目標輝度決定部１１３ａには、入力画素値ＩＰ（ｎ）及び当該入力画素値ＩＰ（ｎ）の座標情報が入力される。また、目標輝度決定部１１３ａで決定された複数のＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度の情報及び、各サブブロックＳＢの目標輝度が発光輝度決定部１１３ｃに出力される。

【0033】

ここで、目標輝度決定部１１３ａが目標輝度を決定する処理について図３から図５を用いて具体的に説明する。図３は、入力画素値ＩＰ（ｎ）に基づいて複数のＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度を決定する処理を模式的に示す図である。図３中の左上には、表示領域５１１が模式的に図示されている。図３中の左中央には、表示領域５１１をサブエリアＬＳＢに分割した状態が模式的に図示されている。図３中の右上には、複数のＬＥＤ３１が図示されている。図３中の左下の中央寄りには、表示領域５１１と複数のＬＥＤ３１とが重ね合わされて、表示領域５１１に設けられたサブエリアＬＳＢと複数のＬＥＤ３１との対応関係が模式的に図示されている。なお、図３では理解を容易にするため、複数のＬＥＤ３１は、表示領域５１１に対してずらして図示されている。本例では、各ＬＥＤに各サブエリアＬＳＢが割り当てられているが、これに限られるものではなく、複数のＬＥＤを一つのサブエリアに割り当てても良いし、一つのＬＥＤを複数のサブエリアに割り当てても良い。さらに、図３中の右下には、１つのサブエリアＬＳＢを構成する複数のサブブロックＳＢが模式的に図示されている。各サブブロックには所定の数の画素Ｐ（図３では不図示）が含まれる。

【0034】

図３中の左上に示すように、表示領域５１１は、例えば、４Ｋ解像度の場合、８．２メガピクセル（＝２１６０行×３８４０列）の画素Ｐを有している。ここで、画素Ｐは、赤色画素、緑色画素及び青色画素を１組とした画素である。各サブエリアＬＳＢは、例えば４８個（＝６行×８列）のサブブロックＳＢが含まれるように構成されている。このため、表示領域５１１は、例えば２３０４個（＝３６行×６４列）のサブブロックＳＢに分割される。図３では、理解を容易にするため、表示領域５１１が４８個（＝６行×８列）のサブエリアＬＳＢに分割された状態が図示されている。以下、サブエリアＬＳＢを個別に説明する場合には、サブエリアＬＳＢの符号に行番号及び列番号を付すことにする。例えば図３では、４８個のサブエリアＬＳＢのうちの左隅（１行×１列）に配置されたサブエリアには、符号「ＬＳＢ１１」を付すことによって、１行１列に配置されたサブエリアであることが示されている。また同様に、３行８列に配置されたサブエリアが「サブエリアＬＳＢ３８」として示され、６行５列に配置されたサブエリアが「サブエリアＬＳＢ６５」として示されている。

【0035】

図３中の右上に示すように、バックライトユニット３は、４８個（＝６行×８列）のＬＥＤ３１を有している。以下、４８個のＬＥＤ３１を個別に説明する場合には、ＬＥＤ３１の符号に行番号及び列番号を付すことにする。図３では、４８個のＬＥＤ３１のうちの左隅（１行×１列）に配置されたＬＥＤ３１には、符号「３１−１１」を付すことによって、１列１行に配置されたＬＥＤが「ＬＥＤ３１−１１」として示されている。また同様に、３行８列に配置されたＬＥＤが「ＬＥＤ３１−３８」として示され、６行５列に配置されたＬＥＤが「ＬＥＤ３１−６５」として示されている。

【0036】

本実施形態では、１個のＬＥＤ３１に対して１個のサブエリアＬＳＢが対応付けられている。さらに、１個のサブエリアＬＳＢは、４８個のサブブロックＳＢで構成されている。図３中の右下には、サブブロックＳＢの構成例として、サブエリアＬＳＢ３８に含まれるサブブロックＳＢが模式的に図示されている。図３中の右下に示すように、サブエリアＬＳＢ３８には、例えば４８個のサブブロックＳＢが含まれている。以下、サブブロックＳＢを個別に説明する場合には、サブブロックＳＢの符号に行番号及び列番号を付すことにする。例えば、４８個のサブブロックＳＢのうちの左隅（１行×１列）に配置されたサブブロックには、符号「ＳＢ１１」を付すことによって、１行１列目に配置されたサブブロックであることを示す。したがって、図３中の右下に示すサブブロックＳＢ６８は、６行８列目に配置されたサブブロックを示し、サブブロックＳＢ１８は、１行８列目に配置されたサブブロックを示し、サブブロックＳＢ６１は、６行１列目に配置されたサブブロックを示している。したがって、サブエリアＬＳＢ３８には、サブブロックＳＢ１１〜ＳＢ１８，・・・，ＳＢ６１〜ＳＢ６８が含まれている。また、本実施形態では、サブブロックＳＢのそれぞれは、３６００画素（６０行×６０列）の画素Ｐ（図３では不図示）が含まれている。

【0037】

図３中の左下の中央寄りに示すように、４８個のＬＥＤ３１は、液晶表示パネル５１（図１参照）の背面側で表示領域５１１に導光部３３（図１参照）を介して、重ね合わせて配置される。本実施形態では、複数のＬＥＤ３１及び複数のサブエリアＬＳＢは、１対１の関係で対応付けられている。図３中の左下の中央寄りに示すように例えば、ＬＥＤ３１−１１とサブエリアＬＳＢ１１とが対応付けられ、ＬＥＤ３１−６５とサブエリアＬＳＢ６５とが対応付けられ、ＬＥＤ３１−３８（図３中の右上参照）とサブエリアＬＳＢ３８とが対応付けられている。また、サブエリアＬＳＢのそれぞれは、４８個のサブブロックＳＢで構成されている。このため、１個のＬＥＤ３１に対応付けられるサブブロックＳＢの個数は４８個となる。ＬＥＤ３１−３８（図３中の右上参照）には、例えばサブエリアＬＳＢ３８が対応付けられている。サブエリアＬＳＢ３８は、サブブロックＳＢ１１〜ＳＢ６８で構成されている。このため、ＬＥＤ３１−３８には、４８個のサブブロックＳＢ１１〜ＳＢ６８が対応付けられる。

【0038】

目標輝度決定部１１３ａは、１つのＬＥＤ３１に対応付けられたサブエリアＬＳＢを構成する画素に表示される画像の画素値の目標となる入力画素値ＩＰ（ｎ）に基づいて、複数のＬＥＤ３１のそれぞれの初回の発光輝度と、各サブブロックＳＢの目標値となる目標輝度を決定する。ここで、発光輝度は、表示領域５１１を構成する画素Ｐに入力画素値ＩＰ（ｎ）の画像を表示する際に複数のＬＥＤ３１がそれぞれ出射する光の輝度である。また、目標輝度は、発光輝度決定部１１３ｃにおいて発光輝度を決定するための目標値として用いられる。目標輝度決定部１１３ａは、目標輝度を決定するために、まず、入力された入力画素値ＩＰ（ｎ）を例えばグレースケール化（輝度抽出）する。あるいは、目標輝度決定部１１３ａは、例えば入力された入力画素値ＩＰ（ｎ）を構成する赤色画素、緑色画素及び青色画素のうちの階調値が最も大きい色画素を抽出し、抽出した階調値を入力画素値ＩＰ（ｎ）の階調値とする。このように、目標輝度決定部１１３ａは、赤色画素、緑色画素及び青色画素の階調値を共通化して１つの入力画素値ＩＰ（ｎ）に対して階調値を１つにする。

【0039】

次に、目標輝度決定部１１３ａは、サブブロックＳＢを構成する画素に表示される画像の輝度である目標輝度を入力画素値ＩＰ（ｎ）の階調値から算出する。ここで、目標輝度決定部１１３ａが目標輝度を決定する方法について図４を用いて説明する。図４は、目標輝度決定部１１３ａが目標輝度を決定する際に作成する入力画素値ＩＰ（ｎ）に基づく輝度の累積度数分布の一例を示すグラフである。図４中に示すグラフの横軸は輝度を示し、当該グラフの縦軸は累積画素数を示している。なお、縦軸の累積画素数は、サブブロックＳＢを構成する画素の個数で正規化されている。

【0040】

目標輝度決定部１１３ａは、サブブロックＳＢを構成する複数の画素Ｐの累積画素数が所定の閾値ＣＰｔｈ以上となる輝度を暫定目標輝度ＰＴＬに設定し、暫定目標輝度ＰＴＬを残余の画素に基づく輝度で補正した輝度を目標輝度に設定する。より具体的には、図４に示すように、目標輝度決定部１１３ａは、サブブロックＳＢを構成する画素に表示される画像の入力画素値ＩＰ（ｎ）に対する階調値に基づく輝度の累積度数分布を作成する。目標輝度決定部１１３ａは、サブブロックＳＢを構成する複数の画素の個数の累積値が閾値ＣＰｔｈ（本実施形態では０．８、すなわち８０％）以上となった輝度を暫定目標輝度ＰＴＬに設定する。暫定目標輝度ＰＴＬが目標輝度に設定された場合、サブブロックＳＢを構成する複数の画素のうちの残余の画素（図４中に示すオーバー範囲ＯＲに含まれる画素）に基づく輝度（暫定目標輝度ＰＴＬを上回る輝度）が得られない。そこで、目標輝度決定部１１３ａは、オーバー範囲ＯＲに含まれる複数の画素のそれぞれの輝度と暫定目標輝度ＰＴＬの差分値を合計した輝度の平均値を暫定目標輝度ＰＴＬに加算して得た輝度を新たな暫定目標輝度に設定する。これにより、画像処理装置１は、サブブロックＳＢを構成する複数の画素のうちの一部に明るさを保証できない画素を生じさせてしまうものの、突発的な明るさに反応するとともに消費電力の削減効果を向上させることができる。
次に、新たな暫定目標輝度の補正を行う。図５は、新たな暫定目標輝度の補正データを作成するために用いられる輝度の補正方法の一例を示すグラフである。図５中に示すグラフの横軸は、補正前の輝度（つまり新たな暫定目標輝度）を示し、最大値で正規化されている。また、当該グラフの縦軸は、補正後の輝度（つまり最終的な目標輝度）を示し、補正後の輝度の最大値で正規化されている。本グラフが示す対応表は、例えば、ルックアップテーブルＬＵＴ２として、メモリに記憶され、必要に応じて入力される。

【0041】

図５に示すように、本実施形態では、補正後の輝度は、元の輝度よりも高くなるように設定される。つまり、補正後の輝度が、本来必要なバックライトユニット３の輝度よりも若干明るくなるように補正する。特に、新たな暫定目標輝度の補正は、低輝度における補正量が高輝度における補正量より大きくなるように設定されている。

【0042】

図３に戻って、図３中の左下の中央寄りに示す例では、目標輝度決定部１１３ａは、ＬＥＤ３１−３８の発光輝度を決定するにあたって、ＬＥＤ３１−３８に対応付けられたサブエリアＬＳＢ３８のサブブロックＳＢ１１〜ＳＢ６８のそれぞれの目標輝度を求める。図３中の右下に示すように、サブブロックＳＢは複数の画素Ｐを有している。図３中の右下には、理解を容易にするため、画素Ｐは図示されていないが、上述のとおり、本例では、１つのサブブロックＳＢには例えば３６００個の画素Ｐが含まれている。目標輝度決定部１１３ａは、サブブロックＳＢ１１の目標輝度として、サブブロックＳＢ１１に含まれている例えば３６００個の画素Ｐのそれぞれに表示される画像の入力画素値ＩＰ（ｎ）に基づく輝度の累積度数分布を作成し、当該累積度数分布を用いて上述の補正の方法により目標輝度を決定する。目標輝度決定部１１３ａは、サブブロックＳＢ１２〜ＳＢ６８についても同様の方法により目標輝度を決定する。目標輝度決定部１１３ａは、サブブロックＳＢ１１〜ＳＢ６８のそれぞれの目標輝度の平均値や最大値をＬＥＤ３１−３８の発光輝度に決定する。

【0043】

制御部１１は、ＬＥＤ３１の個数、サブエリアＬＳＢの分割数、目標輝度決定部１１３ａで使用するサブブロックＳＢの分割数、ＬＥＤ３１及びサブブロックＳＢとの対応付けなどの１度決定した後に変更される可能性の低いデータをメモリ１５に記憶するように構成されているが、この限りではない。一方、制御部１１は、目標輝度決定部１１３ａが求めた目標輝度及び決定した発光輝度などの入力画素値ＩＰに応じて変更されるデータを不図示のメモリに記憶するように構成されている。

【0044】

図３では、画素Ｐの個数がＬＥＤ３１の個数で割り切れる場合のサブブロックＳＢの設定例を説明したが、画素Ｐの個数がＬＥＤ３１の個数で割り切れない場合もある。例えば、表示領域５１１が８．２メガピクセル個（＝２１６０行×３８４０列）の画素Ｐを有し、バックライトユニット３が２１個（＝１行×２１列）のＬＥＤ３１を有しているとする。この場合、画素Ｐの３８４０列をＬＥＤ３１の２１列で均等に分割することができない。このため、例えば左端のＬＥＤ３１には、（＝２１６０行×１８１列）の画素Ｐを対応付け、右端のＬＥＤ３１には、２１６０行ｘ１８２列の画素Ｐを対応付け、残余のＬＥＤ３１のそれぞれには、２１６０行×１８３列の画素Ｐを対応付ける。本例では、各ＬＥＤ３１に含まれる画素Ｐの個数は、可能な限り均等に分割されているが、両端での反射等を考慮して非均等な任意の個数で分割してもよい。本例では、左端のＬＥＤ３１は、列方向に見て、６０列、６０列、６１列ずつ３つのサブブロックに分割される。また、右端のＬＥＤ３１は、列方向に見て、６０列、６１列、６１列ずつ３つのサブブロックに分割される。また、残余のＬＥＤ３１は、列方向において、１８３列を一組として１９個の組に分割される。

【0045】

（発光輝度決定部）
発光輝度決定部１１３ｃは、目標輝度分布と推定輝度分布との差分を用いて、サブエリアＬＳＢを構成する複数のＬＥＤ３１の発光輝度を調整する調整処理を所定回数（本実施形態では３回）繰り返して当該複数のＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度を決定するように構成されている。ここで、目標輝度分布は、目標輝度決定部１１３ａで決定された目標輝度の分布である。また、推定輝度分布は、サブエリアＬＳＢを構成する複数のＬＥＤ３１がそれぞれ所定の発光輝度で発光した場合にバックライトユニット３の光出射面の側に生じると推定される輝度の分布である。発光輝度決定部１１３ｃは、当該調整処理において、目標輝度分布と推定輝度分布との差分を用いて変更された発光輝度に基づく推定輝度分布と、目標輝度分布との差分を繰り返し求めるように構成されている。

【0046】

ここで、発光輝度決定部１１３ｃが目標輝度分布および推定輝度分布を算出する方法について図６から図１１を用いて説明する。目標輝度分布および推定輝度分布の算出方法は、目標輝度分布が目標輝度決定部１１３ａで決定された目標輝度が用いられるのに対し、推定輝度分布は上述の調整処理によって繰り返し調整される発光輝度を用いて算出される。そこで、推定輝度分布の算出方法について説明する。

【0047】

発光輝度決定部１１３ｃは、複数のＬＥＤ３１のそれぞれを発光させた場合のバックライトユニット３の光出射面の側の輝度分布データを用いて、バックライトユニット３の光出射面の側に生じる輝度分布を推定するように構成されている。輝度分布の推定に用いられる輝度分布データは、複数のＬＥＤ３１のそれぞれを例えば単体で発光させて得られる。ここで、バックライトユニット３の光出射面の側は、液晶表示パネル５１の表示領域５１１である。

【0048】

まず、輝度分布データを算出するために用いられるＬＥＤ点灯パターンのプロファイルＰＦの作成方法について図６から図８を用いて説明する。図６は、プロファイルＰＦを作成するために用いられる液晶表示装置の表示領域を撮影した画像の一例を模式的に示す図である。図６（ａ）は、表示領域５１１を含むように液晶表示装置５を不図示の撮像装置（例えばデジタルカメラ）で撮像した画像を模式的に示す図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す画像中の表示領域５１１の部分を抜き出した画像を示す図である。図７は、プロファイルＰＦを作成するために用いられる液晶表示装置５の表示領域５１１の撮像画像にサブエリアＬＳＢを割り当てた状態を模式的に示す図である。図７中の上段は、液晶表示装置５の表示領域５１１の撮像画像にサブエリアＬＳＢを割り当てた状態を模式的に示す図である。図７中の下段は、サブエリアＬＳＢを構成するサブブロックＳＢを拡大して示す図である。

【0049】

プロファイルＰＦは、メモリ１５（図１および図２参照）に記憶されている。発光輝度決定部１１３ｃは、輝度分布を推定する際にメモリ１５からプロファイルＰＦを読み出すように構成されている。プロファイルＰＦは、画像処理システム１０が実働する前に予め作成されてメモリ１５に記憶される。

【0050】

図６（ａ）に示すように、複数のＬＥＤ３１のうちの１つのＬＥＤ３１を最大輝度で点灯させた状態の液晶表示装置５を表示領域５１１の全体が写るように撮影する。撮像装置を所定の設定（例えば１２ビットＲＧＢカラー、画素数４０００×３０００、歪み補正済み）にして液晶表示装置５を撮影する。撮像装置の撮影ダイナミックレンジでは、ＬＥＤ３１の輝度のダイナミックレンジを捉えきれない可能性がある。このため、複数の露出設定の撮像装置で液晶表示装置５を撮影して、ダイナミックレンジを合成する。複数の露出設定として、単体のＬＥＤ３１の輝度の画像がいわゆる白飛び現象（画像の明るい部分の階調が失われ真っ白になる現象）が生じない設定を最小露出設定とし、この最小露出設定の露出時間に対して露光時間を倍化させた露出設定とする。例えば、露出時間を８、９および１０と倍化する。露出時間が８の場合、最大値（４０９５×（最長露光時間／最短露光時間））が１０４８３２０となり、おおよそのビット数が２０ビットとなる。また、露出時間が９の場合、最大値が２０９６６４０となり、おおよそのビット数が２１ビットとなる。さらに、露出時間が１０の場合、最大値が４１９３２８０となり、おおよそのビット数が２２ビットとなる。

【0051】

図６（ｂ）に示すように、液晶表示装置５の画像から表示領域５１１の部分を切り出す。これにより、画像は、例えば、１２ビットＲＧＢカラー、画素数３８４０×２１６０となる。

【0052】

図７中の上段に示すように、表示領域５１１の部分を、サブブロック単位で切り出した画像をサンプリングする。図７中の下段に示すように、液晶表示パネル５１の解像度とＬＥＤ３１分割数で決定されるサブブロックＳＢごとに代表値を作成する。各サブエリアＬＳＢを構成する、サブブロックＳＢの交点の輝度を代表値とする。本実施形態では、８×６個のサブエリアＬＳＢはそれぞれ、８×６個のサブブロックＳＢに分割されている。このため、サブブロックＳＢの個数は、例えば６４×３６個となる。さらに、輝度分布の推定処理の後段でサブブロック内を線形補間（４点のバイナリ補間）して埋める必要があるので、サブブロックＳＢの四隅の輝度の値が必要となる。このため、サブブロックＳＢの個数が６４×３６個の場合、６５×３７点の代表値（すなわち代表点の輝度）が必要となる。

【0053】

代表値は、例えば以下のようにして算出することができる。サブブロックＳＢ毎に、代表値を求めるために参照領域ＲＡに含まれるＲ画素の輝度の総和、Ｇ画素の輝度の総和及びＢ画素の輝度の総和を算出する。参照領域ＲＡは、代表点を囲む４つのサブブロックＳＢのそれぞれの中心の画素を頂点とする矩形の領域である。総和化したＲ画素の輝度値、Ｇ画素の輝度値及びＢ画素の輝度値から代表点毎に輝度値を算出する。代表点毎の輝度値の算出には、Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ算出の『Ｒ×０．２９２８１２＋Ｇ×０．５８６６１１＋Ｂ×０．１１４４７８』を用いても良いが、ＸＹＺのＹを求める『Ｒ×０．２１２６３９＋Ｇ×０．７１５１６９＋Ｂ×０．０７２１９２』を用いても良い。この代表値を算出する作業は、複数のＬＥＤ３１をそれぞれ最大輝度で点灯した状態で行われる。このため、サブブロックＳＢのそれぞれは、各々のＬＥＤ３１を最大輝度で点灯したときの代表値をもつ。

【0054】

各々のＬＥＤ３１のそれぞれについて、全代表点（本実施形態では６５×３７点）分の輝度値データを撮影画像のビット精度（例えば２０ビットから２２ビット）で記憶するためには、膨大な記憶容量が必要になる。そこで、本実施形態では、代表点の輝度値を１２ビットに正規化して、プロファイルＰＦを記憶するための記憶容量の削減が図られている。図８は、代表点の輝度値の正規化を説明するための図である。なお、図８では、理解を容易にするため、ＬＥＤ３１の個数（本実施形態では８×６個）分の代表点の輝度値データのうちの３個のみが図示されている。

【0055】

図８中の左上に示すように、撮影画像ビット数での代表点（６５×３７点）の輝度値データは、ＬＥＤ３１の個数（本実施形態では４８（＝８×６）個）分だけ作成されている。図８中の右上に示す（横向き太矢印で指し示す）ように、同じ座標の代表点の輝度値データを累積した代表点の累積輝度値データを作成する。代表点の累積輝度値データは、代表点の輝度値データと同様の個数（例えば６５×３７点）のデータとなる。また、代表点の累積輝度値データの撮影画像のビット数は、代表点の累積輝度値データの撮影画像のビット数よりも増加する。代表点の累積輝度値データは、全てのＬＥＤ３１が最大輝度で点灯した場合の各代表点における輝度値のデータに相当する。全てのＬＥＤ３１が最大輝度で点灯した場合の代表点の累積輝度値データを用いて正規化することにより、全ての代表点で同じ値、すなわち全てのＬＥＤ３１が最大輝度で点灯した場合の表示領域５１１の全体の輝度を正規化することができる。

【0056】

そこで、図８中の左下（縦向き太矢印で指し示す）のように、代表点輝度値データを代表点累積輝度値データで正規化し全ての輝度値データを１２ビットのデータにする。代表点輝度値データは、同じ座標の代表点の累積輝度値データで正規化される。これにより、６５×３７個の代表点の正規化輝度値データが複数のＬＥＤ３１と同じ個数分だけ作成される。このため、同じ座標の代表点の正規化輝度データを加算すると、代表点の正規化輝度データは全て、４０９６になる。６５×３７個の代表点の正規化輝度データは、プロファイルＰＦとしてメモリ１５に記憶される。

【0057】

最も大きな代表点累積輝度値データによって全体を正規化せずに、代表点毎に正規化する理由は、以下のとおりである。実際の液晶表示パネルは、画素ごとに輝度ムラが存在し、ＬＥＤを最大輝度で点灯させても最も明るい画素と比較して暗くなる画素が存在する可能性がある。ゲイン算出部１１５ａ（詳細は後述）は、全ての画素がバックライトユニット３の最大輝度を表現できることを前提にゲイン計算を行う。最も大きな代表点累積輝度値データによって全体を正規化すると、画素によってはバックライトユニット３の最大輝度を表現できず、表示領域に表示される画像が破綻してしまう可能性がある。また、発光輝度決定部１１３ｃが発光輝度を決定するために実行するループアルゴリズムの際に発光輝度の値が収束しない可能性ある。このため、本実施形態による画像処理システム１０では、最も大きな代表点累積輝度値データによって全体を正規化せずに代表点毎に正規化することによって、画像の破綻を防止と発光輝度の収束性の向上が図られている。

【0058】

また、図８中の右下（横向き太矢印で指し示す）のように、各ＬＥＤの正規化代表点輝度値データを、各代表点に全ＬＥＤの輝度を正規化して分布をとることで、各代表点における、全ＬＥＤの影響度に換算できる。具体的には、図９に例示するように、特定の代表点における、ＬＥＤの輝度を正規化して分布をとることで、各ＬＥＤの影響度として換算できる。ここで、各代表点で、正規化したＬＥＤの影響度を共通の正規化（例えば、影響度の合計が１になる）にすることで、各代表点における全ＬＥＤの影響度のテーブルが作成される。この各代表点における各ＬＥＤの影響度の正規化テーブルは、正規化代表点の個数、本例では、６５×３７個の代表点毎にテーブルが作成される。６５×３７個の代表点の各代表点における各ＬＥＤの影響度データは、正規化代表点と同じ個数分だけ、影響度プロファイルＥＰＦとしてメモリ１５に記憶される。

【0059】

発光輝度決定部１１３ｃは、このようにして得られたメモリ１５に記憶されたプロファイルＰＦを用いて輝度分布を推定するように構成されている。図１０は、プロファイルＰＦを構成する各正規化代表点輝度データ（以下、「正規化代表値」と称する場合がある）に基づいて表示領域の推定輝度分布を推定する方法を模式的に示す図である。図１０中の左側には、目標輝度決定部１１３ａで決定された、複数のＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度の輝度値リストの一例が示されている。輝度値リスト中の「ＬＥＤ ００番：１０２４」は、例えばＬＥＤ３１−１１の発光輝度の階調値が１０２４であることを示し、「ＬＥＤ ０１番：２０４８」は、例えばＬＥＤ３１−１２の発光輝度の階調値が２０４８を示し、「ＬＥＤ ４７番：５１２」は、例えばＬＥＤ３１−６８の発光輝度の階調値が５１２であることを示している。

【0060】

図１０中の中央には、複数のＬＥＤ３１のそれぞれのプロファイルを輝度値リストに設定された値で演算した結果が示されている。プロファイルは、図８を用いて説明したプロファイルＰＦであり、複数のＬＥＤ３１のそれぞれを単体かつ最大の輝度値で点灯させた場合に、バックライトユニット３の光出射面の側（例えば表示領域５１１）の６５×３７点の輝度を正規化したデータである。プロファイルは、複数（本例では４８個）のＬＥＤ３１ごとに作成されている。図１０中の中央に示す「［ＬＥＤ００番］６５×３７点＠Ｄｕｔｙ Ｍａｘ」を２５％化」は、例えばＬＥＤ３１−１１のプロファイルに含まれる６５×３７点の輝度を、輝度値リストに設定された階調値「１０２４」（＝１０２４／４０９６＝１／４）に基づいて２５％に低減することを示している。また、図１０中の中央に示す「［ＬＥＤ０１番］６５×３７点＠Ｄｕｔｙ Ｍａｘ」を５０％化」は、例えばＬＥＤ３１−１２のプロファイルに含まれる６５×３７点の輝度を、輝度値リストに設定された階調値「２０４８」（＝２０４８／４０９６＝１／２）に基づいて５０％に低減することを示している。また、図１０中の中央に示す「［ＬＥＤ４７番］６５×３７点＠Ｄｕｔｙ Ｍａｘ」を１２．５％化」は、例えばＬＥＤ３１−８６のプロファイルに含まれる６５×３７点の輝度を、輝度値リストに設定された階調値「５１２」（＝５１２／４０９６＝１／８）に基づいて１２．５％に低減することを示している。プロファイル中の「Ｄｕｔｙ」は、複数のＬＥＤ３１を駆動する場合にＬＥＤ駆動回路３５を制御するためのデューティ値を示している。ＬＥＤ駆動回路３５に入力されるデューティ値（例えば１３ビット）に対し、当該デューティ値に基づいて駆動されたＬＥＤ３１の輝度［ｎｉｔ］は、ほぼ線形の関係にある。したがって、「Ｄｕｔｙ Ｍａｘ」はＬＥＤ３１の最大発光輝度を表している。

【0061】

図１０中の右側には、図１０中の中央に示されたプロファイルに含まれる６５×３７点の同一の点同士の輝度を累積加算することが示されている。６５×３７点の同一の点同士の輝度を累積加算した結果は、「６５×３７点＠Ｄｕｔｙリスト」として表されている。具体的には、プロファイル［ＬＥＤ００番］を２５％化したプロファイル、プロファイル［ＬＥＤ０１番］を５０％化したプロファイル、・・・、プロファイル［ＬＥＤ４７番］を１２．５％化したプロファイルのそれぞれの１×１点の輝度を累積加算する。同様に、残余の点の輝度も累積加算する。これにより、バックライトユニット３の光出射面の側（例えば表示領域５１１）の６５×３７点の代表点の輝度分布が推定される。

【0062】

発光輝度決定部１１３ｃは、表示領域５１１における格子状の２４０５点（＝３７行×６５列）の輝度分布を推定したら、この２４０５点の輝度分布を用いて表示領域５１１を構成する全ての画素Ｐに輝度情報をアップスケーリングすることができる。図１１は、２４０５点の輝度分布を用いて全ての画素Ｐに輝度情報をアップスケーリングする方法を説明するための図である。図１１中の左側には、表示領域５１１において輝度分布が推定された格子状の２４０５点（＝３７行×６５列）が模式的に示されている。図１１中の右側には、表示領域５１１に設けられた複数のサブブロックＳＢのうちの１つが拡大されて模式的に示されている。サブブロックＳＢはそれぞれ、例えば行方向及び列方向にそれぞれ６０個ずつ並ぶ合計３６００個の画素Ｐで構成されている。

【0063】

図１１に示すように、輝度分布が推定された格子状の２４０５点のそれぞれは、サブブロックＳＢの四隅に位置している。このため、発光輝度決定部１１３ｃは、サブブロックＳＢの四隅の輝度情報を用いて当該サブブロックＳＢを構成する複数の画素Ｐの輝度情報を算出する。発光輝度決定部１１３ｃは、画素Ｐの輝度情報を例えばバイリニア補間によって求める。図１１では、簡便化のために、１０×１０の画素で、同一の輝度情報を用いて、データを削減する例が示されているが、画素単位で算出しても良いし、数十画素単位で算出しても良い。こうして、発光輝度決定部１１３ｃは、液晶表示パネル５１に設けられた表示領域５１１の各画素Ｐの輝度分布を算出することができる。発光輝度決定部１１３ｃは、推定した輝度分布を例えば制御部１１に設けられたメモリ（不図示）に記憶する。但し、各画素Ｐの算出は、後述するＬＥＤ発光輝度決定処理ループが終了した場合にのみ行われる。また、サブブロックＳＢ単位での、推定輝度情報は、同様にサブブロックＳＢの四隅の代表点の例えば平均値で得られ、後述する、輝度調整で用いられる。

【0064】

図２に戻って、発光輝度決定部１１３ｃは、目標輝度決定部１１３ａ、デューティ値変換部１１３ｂ、メモリ１５及びポストプロセス部１１５に接続されている。これにより、発光輝度決定部１１３ｃには、目標輝度決定部１１３ａで決定された複数のＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度の情報と、対応するそれぞれのサブブロックＳＢの目標輝度が入力される。また、発光輝度決定部１１３ｃは、メモリ１５に記憶されたＬＥＤ点灯パターンのプロファイルＰＦと影響度プロファイルＥＰＦを読み出すことができる。

【0065】

ここで、発光輝度決定部１１３ｃは、推定輝度分布を生成する場合、図１０に示す輝度値リストを目標輝度決定部１１３ａから入力される発光輝度に基づいて作成する。発光輝度決定部１１３ｃは、作成した当該輝度値リストと、メモリ１５に記憶されている全てのＬＥＤ３１の各々が最大輝度で点灯した場合のプロファイルＰＦとを用いて、バックライトユニット３の光出射面の側（例えば表示領域５１１）の６５×３７個の代表点に基づく推定輝度分布を推定する（図１０中の右側に示す「６５×３７点＠Ｄｕｔｙリスト」参照）。発光輝度決定部１１３ｃは、代表点に基づく推定輝度分布を推定した後に、代表点の推定輝度分布を用いて表示領域５１１を構成する全てのサブブロックＳＢの推定輝度分布を推定し、推定輝度分布を制御部１１に設けられたメモリ（不図示）に記憶してもよい。

【0066】

一方、発光輝度決定部１１３ｃには、目標輝度決定部１１３ａで決定された全サブブロックＳＢの目標輝度分布が入力される。上述の推定輝度分布と同様の手法によって目標輝度分布を制御部１１に設けられたメモリ（不図示）に記憶してもよい。

【0067】

発光輝度決定部１１３ｃは、目標輝度分布及び推定輝度分布を同一のサブブロックＳＢごとに比較して、サブブロックＳＢごとに差分を算出する。発光輝度決定部１１３ｃは、当該差分に基づいて例えば複数のＬＥＤ３１の発光輝度値を調整する調整処理を実行する。発光輝度決定部１１３ｃは、調整後の複数のＬＥＤ３１の輝度値に基づいて輝度値リストを再作成し、再作成した輝度値リストに基づいて、上述の推定輝度分布と同様の手法によって推定した推定輝度分布を制御部１１に設けられたメモリ（不図示）に記憶してもよい。

【0068】

発光輝度決定部１１３ｃは、目標輝度分布及び推定輝度分布の差分を用いて複数のＬＥＤ３１の発光輝度を調整するという調整処理を複数回（本実施形態では３回以内）繰り返して得られた輝度を複数のＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度に決定し、不図示のメモリに記憶しても良い。また、発光輝度決定部１１３ｃは、当該調整処理を複数回繰り返して得られた発光輝度に基づく輝度分布を推定輝度分布に決定し、不図示のメモリに記憶しても良い。このように、発光輝度決定部１１３ｃは、目標輝度分布および推移輝度分布との差分をフィードバックして、推定輝度分布が目標輝度分布に近づくように複数のＬＥＤ３１の発光輝度を決定する。また、発光輝度決定部１１３ｃは、全てのサブブロックＳＢにおいて、目標輝度分布及び推定輝度分布の差分の値が所定の閾値未満となった場合は、予め設定された調整処理の繰り返し回数を実行していなくても調整処理を終了し、現時点での輝度を複数のＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度に決定する。

【0069】

ここで、発光輝度決定部１１３ｃは、メモリに記憶されている各代表点における影響度プロファイルＥＰＦ（詳細は後述）を読みだして調整に使用する。

【0070】

サブブロックＳＢの目標輝度分布は、入力画素値ＩＰ（ｎ）に基づいて得られる輝度分布であり、目標とする輝度分布である。一方、推定輝度分布は、複数のＬＥＤ３１（すなわちバックライトユニット３）を発光輝度に設定した場合に得られる輝度分布であり、液晶表示パネル５１の解像度にアップスケールする前のサブブロックＳＢ毎の推定輝度分布である。このため、目標輝度分布と推定輝度分布との差分は、各サブブロックＳＢにおける現在の推定輝度が、目標輝度と比べてどの程度暗いか（すなわちバックライトユニット３の輝度が不足しているか）、あるいは目標輝度と比べて明るい（すなわちバックライトユニット３の輝度が過足しているか）を表す。例えば、あるサブブロックＳＢにおいて、目標輝度と推定輝度との差分が「＋１００」というのは、『バックライトユニット３の輝度があるサブブロックＳＢにおいては、「１００」足りない』ということを意味する。

【0071】

前述したように、複数のＬＥＤ３１の個別のプロファイルＰＦの各代表点に対応する輝度値データから、当該所定代表点に対する複数のＬＥＤ３１のそれぞれの影響度の分布が、影響度プロファイルＥＰＦとして得られている。例えば、図９に示すように、所定のサブブロックＳＢは、番号１〜１６のＬＥＤのうちの番号８のＬＥＤの発光輝度の影響を最も強く受ける。目標輝度と推定輝度との差分に基づいて、当該所定のサブブロックＳＢが例えば明るさを増加させる必要がある場合、影響度の高い番号８のＬＥＤの発光輝度を他の番号のＬＥＤと比較して増加させるとよい。

【0072】

そこで、まず、所定サブブロックＳＢの階調表現に対する各ＬＥＤの影響力分布を、各ＬＥＤからの影響力の合計が「１．０」になるように正規化した影響度プロファイルＥＰＦをメモリ１５から読み込む。次に、この影響力分布の影響度に、目標輝度と推定輝度との差分（すなわち、所望の明るさ（例えば「＋１００」）を乗算する。乗算して得られる結果は、目標輝度と推定輝度との差分を減少（例えば差分を０）させるための値（すなわち当該所定サブブロックＳＢを所望の明るさにするために必要な各ＬＥＤのどの程度増減するべきかという値）に変換できる。このように、発光輝度決定部１１３ｃは、調整処理において、目標輝度の目標輝度分布と推定輝度の推定輝度分布との差分と、各発光素子３１が与える影響度を加味して発光輝度を調整し、調整された発光輝度に基づく推定輝度分布と目標輝度分布との差分を求めるように構成されている。目標輝度と推定輝度との差分に基づく調整処理は、全てのサブブロックに対して実行される。この場合、サブブロック単位で当該調整処理を実行するが、全ての画素にアップスケーリングしてもよいし、全ての画素に対して１つずつ調整処理を実行してもよい。

【0073】

全てのサブブロックＳＢに対して、差分を算出し、差分を減少させるために必要な、各ＬＥＤの発光輝度の増減調整量を算出し、合算することで、各ＬＥＤに対して、調整後の発光輝度が算出される。合算時には、正規化された差分に、所定の係数を乗算して、発光輝度を算出する。ここで、初期に決定した発光輝度に対して、調整した発光輝度が決定される。

【0074】

複数のＬＥＤ３１のそれぞれを調整した後の発光輝度で再び推定輝度分布を作成して、目標輝度分布との差分を算出する。調整前の発光輝度で複数のＬＥＤ３１が互いに影響し合う状態と、調整後の発光輝度で複数のＬＥＤ３１が互いに影響し合う状態とは異なる。このため、目標輝度分布と推定輝度分布との差分が０に近づくように複数のＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度を調整しているものの、調整後の発光輝度に基づく推定輝度分布と、目標輝度分布との差分は、全ての画素において０になるとは限られない。調整前後の目標輝度分布と推定輝度分布との差分が小さくなる画素もあれば、当該差分が大きくなる画素も存在する可能性がある。このため、発光輝度決定部１１３ｃは、再び同様の調整処理を実行し、複数のＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度を再調整し、再調整後の当該発光輝度に基づいて目標輝度分布と推定輝度分布との差分を再算出する。詳細は後述するが、目標輝度分布と推定輝度分布との差分が発散しないように、発光輝度決定部１１３ｃは、調整処理を繰り返す際に、発散防止用の更新率を更新するように構成されている。調整処理において、（処理１）全てのサブブロックＳＢから全部のＬＥＤ３１のそれぞれをどの程度増減させるべきか、という情報を抽出して、（処理２）抽出した情報をまとめ（ＬＥＤ３１のそれぞれについて増減情報の総和を取る。また、必要に応じて係数を乗算する）、（処理３）ＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度を更新する、という処理１から処理３までが１回のループとなる。このように、画像処理システム１０は、目標輝度分布と推定輝度分布との差分を用いて調整するループ手法により、最初の発光輝度を当該差分で更新し、推定輝度分布を再計算して目標輝度分布との差分を減少させて最終的な発光輝度を決定するように構成されている。

【0075】

目標輝度分布と推定輝度分布との差分に基づくＬＥＤの発光輝度の調整処理のループ手法は、現在注目しているサブブロックＳＢの推定輝度値を目標輝度値に近づけるためには、複数のＬＥＤのそれぞれをどの程度増減させるべきか、という情報が得られる。

【0076】

（デューティ値変換部）
図２に戻って、デューティ値変換部１１３ｂは、発光輝度決定部１１３ｃ、ＬＥＤ駆動回路３５（図１参照）及びメモリ１５に接続されている。これにより、デューティ値変換部１１３ｂには、発光輝度決定部１１３ｃで決定された複数のＬＥＤ３１のそれぞれの最終的に決定された発光輝度の情報が入力される。また、デューティ値変換部１１３ｂは、メモリ１５に記憶されたＬＥＤの輝度にデューティ値が対応付けられたルックアップテーブルＬＵＴ１を読み出すこともできるがこの限りではなく、演算結果等を用いてもよい。また、ＬＥＤ駆動回路３５には、デューティ値変換部１１３ｂで変換されたデューティ値の情報を含む制御信号Ｓｄｙが入力される。

【0077】

ここで、デューティ値変換部１１３ｂが、ＬＥＤ３１の発光輝度をＬＥＤ駆動回路３５が制御される制御信号Ｓｄｙに変換する処理について説明する。ＬＥＤ駆動回路３５に入力されるデューティ値（例えば１３ビット）に対し、当該デューティ値に基づいて駆動されたＬＥＤの輝度［ｎｉｔ］は、ほぼ線形の関係にある。このため、ＬＥＤ駆動回路３５に入力されるデューティ値と、当該デューティ値に基づいて駆動されたＬＥＤの輝度［ｎｉｔ］との関係を示す測定結果を基に、ビット幅を調整してデューティ値変換部１１３ｂは、ＬＥＤの輝度にデューティ値が対応付けられたルックアップテーブルＬＵＴ１を作成してもよい。制御部１１は、作成したルックアップテーブルＬＵＴ１を例えばメモリ１５に記憶してもよい。

【0078】

ここで、目標輝度決定部１１３ａにおける目標輝度の決定から当該目標輝度に基づくＬＥＤ３１の発光までの流れを簡単に説明する。目標輝度決定部１１３ａは例えば、目標輝度を決定すると、決定した目標輝度の値及び発光対象のＬＥＤ３１の発光輝度の初回情報を発光輝度決定部１１３ｃに出力する。発光輝度決定部１１３ｃは、目標輝度の値が入力されると、上述の調整処理を繰り返してＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度を決定する。発光輝度決定部１１３ｃは、最終的に決定した発光輝度の値と発光対象のＬＥＤ３１の情報とを対応付けてデューティ値変換部１１３ｂに出力する。デューティ値変換部１１３ｂは、入力された発光輝度の値をデューティ値に変換し、変換したデューティ値と当該発光輝度に対応付けられた発光対象のＬＥＤ３１の情報を含む制御信号ＳｄｙをＬＥＤ駆動回路３５に出力する。ＬＥＤ駆動回路３５は、制御信号Ｓｄｙに含まれていたデューティ値に基づく強度で発光対象のＬＥＤ３１を駆動する。これにより、発光対象のＬＥＤ３１が発光輝度で発光する。

【0079】

＜ポストプロセス部＞
次に、ポストプロセス部１１５の構成について図１及び図２を参照しつつ図５と図１２から図１４を用いて説明する。

【0080】

図２に示すように、画像処理装置１の制御部１１の機能ブロックであるポストプロセス部１１５は、プリプロセス部１１１の座標検出部１１１ａで入力画素値ＩＰ（ｎ）の座標と入力画素値ＩＰ（ｎ）の情報を抽出したあと、発光輝度決定部１１３ｃで決定された発光輝度に基づく推定輝度分布に基づいて入力画素値ＩＰ（ｎ）に乗算されうるゲインを算出するゲイン算出部１１５ａを備えている。ポストプロセス部１１５は、入力画素値ＩＰ（ｎ）に乗算されるゲインを調整するゲインリミット（ゲイン調整係数の一例）を算出するゲイン調整係数算出部（係数算出部の一例）１１５ｃを備えている。また、ポストプロセス部１１５は、ゲイン算出部１１５ａで選択された補正ゲインを入力画素値ＩＰ（ｎ）に乗算して得た拡張画素値ＥＰ（ｎ）（詳細は後述）を液晶表示装置５に出力するゲイン乗算部１１５ｂを備えている。

【0081】

ゲイン算出部１１５ａは、発光輝度決定部１１３ｃに接続されている。これにより、ゲイン算出部１１５ａには、発光輝度決定部１１３ｃから出力された推定輝度分布の情報が入力される。ゲイン算出部１１５ａに入力される推定輝度分布は、発光輝度決定部１１３ｃにおいて最終的に決定された発光輝度に基づく輝度分布である。

【0082】

ゲイン算出部１１５ａは、ゲイン調整係数算出部１１５ｃ及びゲイン乗算部１１５ｂに接続されている。ゲイン算出部１１５ａは、発光輝度決定部１１３ｃから入力されるバックライトユニット３の輝度分布に基づいて算出するゲインと、ゲイン調整係数算出部１１５ｃから入力されるゲインリミットとを比較し、ゲインリミットの値の方が算出したゲインの値よりも小さい場合にゲインリミットを補正ゲインとして選択するように構成されている。ゲイン算出部１１５ａは、選択した補正ゲインの情報をゲイン乗算部１１５ｂに出力する。

【0083】

ゲイン調整係数算出部１１５ｃは、プリプロセス部１１１の座標検出部１１１ａ、ゲイン算出部１１５ａ及びメモリ１５に接続されている。ゲイン調整係数算出部１１５ｃは、例えばメモリ１５に記憶されたルックアップテーブルＬＵＴ２（不図示）を読み出すように構成されている。

【0084】

前述したように、図５に示すように、本実施形態では、最終的な輝度（補正後の輝度）は、元の輝度よりも高くなるように補正される。つまり、最終的な輝度が、本来必要なバックライトユニット３の輝度よりも明るくなるように補正されている。ゲイン調整係数算出部１１５ｃは、入力画素値ＩＰ（ｎ）の補正後の輝度の逆数をゲインリミットとして算出するように構成されている。このため、ゲインリミットは、入力画素値ＩＰ（ｎ）の輝度の逆数よりも小さい値になる。このように、ゲイン乗算部１１５ｂにおいて入力画素値ＩＰ（ｎ）に乗算されるゲインが小さくなることにより、当該ゲインが乗算されて得られる拡張画素値ＥＰ（ｎ）は、発光輝度に基づくゲインから得られる値よりも小さくなる。これにより、当該拡張画素値ＥＰ（ｎ）に基づく画像が飽和（すなわち破綻）することを極力避けることができる。

【0085】

図５に示すように、サブエリアＬＳＢ１１（図３参照）の入力画素値ＩＰ（ｎ）輝度が例えば０．７５と入力された場合、サブエリアＬＳＢ１１の補正後の輝度は０．８３となる。このため、ゲイン調整係数算出部１１５ｃは、サブエリアＬＳＢ１１の輝度に対応するゲインリミットを逆数の１．２（＝１／０．８３）と算出する。

【0086】

図５に示すように、補正後の輝度は、元の輝度に対して単調増加の特性を有している。このため、ゲイン調整係数算出部１１５ｃが算出するゲインリミットの値を採用して拡張画素値ＥＰ（ｎ）を算出した場合、拡張画素値ＥＰ（ｎ）に入力画素値ＩＰ（ｎ）の階調差を残すことができる。

【0087】

ゲイン乗算部１１５ｂは、プリプロセス部１１１の座標検出部１１１ａ及びゲイン算出部１１５ａに接続されている。これにより、ゲイン乗算部１１５ｂには、外部装置から出力された入力画素値ＩＰ（ｎ）及び当該入力画素値ＩＰ（ｎ）の座標情報と、ゲイン算出部１１５ａから算出された補正ゲインの情報とが入力される。ゲイン乗算部１１５ｂは、入力画素値ＩＰ（ｎ）に補正ゲインを乗算して拡張画素値ＥＰ（ｎ）を算出するように構成されている。

【0088】

ゲイン乗算部１１５ｂは、ＬＣＤ駆動回路５３（図１参照）に接続されている。これにより、ゲイン乗算部１１５ｂで算出された拡張画素値ＥＰ（ｎ）の情報をＬＣＤ駆動回路５３に出力するように構成されている。ＬＣＤ駆動回路５３は、入力される拡張画素値ＥＰ（ｎ）に基づく画像を液晶表示パネル５１の表示領域５１１に表示させることができる。但し、画像処理システム１０は、ＬＣＤ駆動回路５３によって表示領域５１１に表示された画像そのものを画像処理システム１０の使用者に視認させない。画像処理システム１０は、ＬＣＤ駆動回路５３によって表示領域５１１に表示された画像とバックライトユニット３の光出射面の側（例えば表示領域５１１）に生じる輝度分布とを合成した画像を画像処理システム１０の使用者に視認させる。

【0089】

次に、ポストプロセス部１１５の各構成要素の詳細について図１及び図２を参照しつつ図１２及び図１３を用いて説明する。図１２及び図１３は、ポストプロセス部１１５における処理を模式的に示す図である。図１２は、ゲイン算出部１１５ａが実行する処理までを模式的に示し、図１３は、ゲイン乗算部１１５ｂの処理を模式的に示している。図１２中の上段には左から、入力画素値ＩＰ（ｎ）、ゲイン調整係数算出部１１５ｃで算出されたゲインリミット及びゲイン算出部１１５ａで算出されたゲインが模式的に図示されている。図１２中の下段には左から、入力画素値ＩＰ（ｎ−１）、バックライトユニット３に設けられたＬＥＤ３１の各サブエリアＬＳＢの発光輝度及び発光輝度決定部１１３ｃで算出した各サブブロックＳＢのバックライトユニット３の輝度分布が模式的に図示されている。図１２及び図１３に示す例では、コアプロセス部１１３の演算が、１フレーム分遅延してゲイン算出部に出力される事例で説明する。コアプロセス部１１３で、１フレーム分の入力画素値を記憶してもよいし、輝度分布推定結果を１フレーム分記憶してもよい。本実施形態では、フレーム間の画像で、階調値が変化する場合で説明するためのものであって、同じフレームの演算結果を用いてもよい。

【0090】

図１３中の上段には左から、入力画素値ＩＰ（ｎ）、ゲイン算出部１１５ａで選択された補正ゲイン及びゲイン乗算部１１５ｂで算出された拡張画素値ＥＰ（ｎ）が模式的に図示されている。図１３中の下段には左から、バックライトユニット３の輝度分布及び表示画像の画素値ＤＰ（ｎ）が模式的に図示されている。なお、図１３では、理解を容易にするため、図１２に示す入力画素値ＩＰ（ｎ）及びバックライトユニット３の輝度分布が図示されている。

【0091】

図１２及び図１３では、理解を容易にするため、入力画素値ＩＰ（ｎ−１），ＩＰ（ｎ）は、２行２列のＬＥＤのサブエリアＬＳＢに分割され、各ＬＥＤのサブエリアＬＳＢが、２行２列のサブブロックＳＢに分割された液晶表示パネル５１の表示領域５１１に対応する形式で図示されている。入力画素値ＩＰ（ｎ−１），ＩＰ（ｎ）のそれぞれの１つの画素値群ＩＰｓｂが１つのサブブロックＳＢに対応する。図１２及び図１３では、画素値群ＩＰｓｂを構成する複数の画素Ｐの画素値は、例えば互いに同一の値とする。また、図１２及び図１３では、入力画素値、拡張画素値及びバックライトユニット３を構成する複数のＬＥＤ３１及び表示画像の画素値と階調値がそれぞれ、０．０から１．０で正規化して表されている。このため、本例では、正規化された入力画素値と、正規化された目標輝度とは同じ値となる。また、図１２及び図１３では、画素値や階調値は、画素値群ＩＰｓｂやＬＥＤ３１を表す四角枠の中に図示されている。図１２では、４行４列のそれぞれの画素値群ＩＰｓｂに対応する４行４列のゲインリミット及びゲインのそれぞれの数値が四角枠の中に図示されている。また、図１３では、４行４列のそれぞれの画素値群ＩＰｓｂに対応する４行４列の補正ゲインのそれぞれの数値が四角枠の中に図示されている。

【0092】

図１２中の下段の左から２番目に示すＬＥＤ３１の発光輝度は、画像処理装置１のコアプロセス部１１３に設けられた発光輝度決定部１１３ｃ（図２参照）が上述の処理を実行することによって決定する。また、図１２中の下段の左から３番目に示すバックライトユニット３の推定輝度分布は、画像処理装置１のコアプロセス部１１３に設けられた発光輝度決定部１１３ｃ（図２参照）が上述の調整処理を繰り返し実行することによって推定する。バックライトユニット３の推定輝度分布は、例えばバックライトユニット３の光出射面の側（例えば表示領域５１１（図１参照））に生じると推定される輝度分布である。

【0093】

図１２中の上段の左から３番目に示すゲインは、画像処理装置１のポストプロセス部１１５に設けられたゲイン算出部１１５ａ（図２参照）が算出する。ゲイン算出部１１５ａは、バックライトユニット３の推定輝度分布を数値化した数値の逆数を算出してゲインを生成する。例えば、１行１列目のゲインは、バックライトユニット３の推定輝度分布の１行１列目の輝度値「０．５」の逆数「２．０」である。また例えば、４行４列目のゲインは、バックライトユニット３の推定輝度分布の４行４列目の輝度値「１．０」の逆数「１．０」である。

【0094】

図１２中の上段の左から２番目に示すゲインリミットは、画像処理装置１のポストプロセス部１１５に設けられたゲイン調整係数算出部１１５ｃ（図２参照）が算出する。ゲイン調整係数算出部１１５ｃは、例えばメモリ１５（図１参照）から読み出したルックアップテーブルＬＵＴ２を参照し、プリプロセス部１１１から入力された入力画素値ＩＰ（ｎ）を補正した輝度の逆数からゲインリミットを算出する。例えば、１行１列目の画素値群ＩＰｓｂの画素値は「０．７」であるため、ゲイン調整係数算出部１１５ｃは、ルックアップテーブルＬＵＴ２を参照し、例えば目標輝度の数値「０．７」を補正し、補正後の輝度「０．８」の逆数である「１．２５」をゲインリミットとして算出する。また例えば、２行２列目の画素値群ＩＰｓｂの画素値は「０．６」であるため、ゲイン調整係数算出部１１５ｃは、ルックアップテーブルＬＵＴ２を参照し、例えば目標輝度の数値「０．６」を補正し、補正後の輝度「０．７」の逆数である「１．４２８」をゲインリミットとして算出する。

【0095】

ゲイン算出部１１５ａは、ｉ行ｊ列（ｉ＝１，２，３，４、ｊ＝１，２，３，４）目のゲインリミットと、ｉ行ｊ列（ｉ＝１，２，３，４、ｊ＝１，２，３，４）目のゲインとを比較し、数値の小さい方をｉ行ｊ列目の補正ゲインとして選択する。図１２に示すように、ゲイン算出部１１５ａは例えば、１行１列目のゲインリミット（数値は１．２５）と、１行１列目のゲイン（数値は２．０）とを比較し、図１３中の上段の左から２番目に示すように、数値が小さい方のゲインリミットを１行１列目の補正ゲインとして選択する。また例えば、図１２に示すように、ゲイン算出部１１５ａは、４行４列目のゲインリミット（数値は１．０７１）と、４行４列目のゲイン（数値は１．０）とを比較し、図１３中の上段の左から２番目に示すように、数値が小さい方のゲインを４行４列目の補正ゲインとして選択する。ゲイン算出部１１５ａは、ゲインリミットの値とゲインの値とが同じ場合は、ゲインリミット及びゲインのいずれか一方の値を補正ゲインとして選択する。

【0096】

図１３中の上段の右側に示す拡張画素値ＥＰ（ｎ）は、ゲイン乗算部１１５ｂが生成する。ゲイン乗算部１１５ｂは、入力画素値ＩＰ（ｎ）に補正ゲインを乗算して拡張画素値ＥＰ（ｎ）を生成する。例えば、１行１列目の画素値群ＩＰｓｂ「０．７」に１行１列目の補正ゲイン「１．２５」を乗算することによって、１行１列目の拡張画素値ＥＰ（ｎ）「０．８７５」（＝０．７×１．２５）が生成される。また例えば、４行４列目の画素値群ＩＰｓｂ「０．９」に４行４列目の補正ゲイン「１．０」を乗算することによって、４行４列目の拡張画素値ＥＰ（ｎ）「０．９」（＝０．９×１．０）が生成される。

【0097】

図１３中の下段の右に示す表示画像の画素値ＤＰ（ｎ）は、表示領域５１１に表示される画素値である。ゲイン乗算部１１５ｂは、拡張画素値ＥＰ（ｎ）をＬＣＤ駆動回路５３に出力する。例えば、表示領域５１１に表示される画像は、１行１列目の拡張画素値ＥＰ（ｎ）「０．８７５」が表示領域に表示され、バックライトユニット３には１行１列目の輝度分布「０．５」が出力されることによって、１行１列目の表示画像の画素値ＤＰ（ｎ）「０．４３８」（＝０．８７５×０．５）が表示される。また例えば、４行４列目の拡張画素値ＥＰ（ｎ）「０．９」に４行４列目の推定輝度分布「１．０」が表示領域５１１において合成されることによって、４行４列目の表示画像の画素値ＤＰ（ｎ）「０．９」（＝０．９×１．０）が表示される。

【0098】

図１３に示すように、入力画素値ＩＰ（ｎ）及び表示画像の画素値ＤＰ（ｎ）は、完全に一致しない。しかしながら、本実施形態に係る画像処理システムは、ゲインリミットを用いない場合に失われてしまう入力画素値ＩＰ（ｎ）の画素値の階調差を表示画像の画素値ＤＰ（ｎ）に残すことができる。

【0099】

図１４は、入力画素値ＩＰ（ｎ−１），ＩＰ（ｎ）、ＬＥＤの発光輝度及びバックライトユニット３の輝度分布を図１２及び図１３に示す例と同じ条件とし、かつゲインリミットを用いない場合のポストプロセス部の処理の一例を模式的に示す図である。図１４中の上段には左から、入力画素値ＩＰ（ｎ）、ゲイン算出部１１５ａで算出されたゲイン及びゲイン乗算部１１５ｂで算出された拡張画素値が模式的に図示されている。図１４中の下段には左から、バックライトユニット３の推定輝度分布及び表示画像の画素値ＤＰ（ｎ）が模式的に図示されている。なお、図１４では、入力画素値ＩＰ（ｎ）及びバックライトユニット３に設けられたＬＥＤ３１の目標輝度は、図１２に示す入力画素値ＩＰ（ｎ−１）及びバックライトユニット３に設けられたＬＥＤ３１の目標輝度と同じであるため、図示が省略されている。また、図１４では、図１２及び図１３と同様の方法によって画素値やゲインの値が図示されている。

【0100】

図１４中の上段に示すように、入力画素値ＩＰ（ｎ）にゲインを乗算して得られる拡張画素値ＥＰ（ｎ）は、３行３列目、３行４列目、４行３列目及び４行４列目を除いて、１．０よりも大きい数値となっている。本例では、表示領域５１１で表示可能な階調値の最大値は１．０であるため、図１４中の上段の最も右側に示すように、１．０よりも大きい数値の拡張画素値ＥＰ（ｎ）は、１．０に再設定された後に、ＬＣＤ駆動回路５３に出力する。その結果、３行３列目、３行４列目、４行３列目及び４行４列目以外の表示画像の画素値ＤＰ（ｎ）は、全て０．５となり、３行３列目、３行４列目、４行３列目及び４行４列目以外の入力画素値ＩＰ（ｎ）での階調差が失われてしまう。

【0101】

これに対し、ゲインリミットを用いた場合には、図１３に示すように、３行３列目、３行４列目、４行３列目及び４行４列目以外の表示画像の画素値ＤＰ（ｎ）には、３行３列目、３行４列目、４行３列目及び４行４列目以外の入力画素値ＩＰ（ｎ）の階調差と相対的に同じ階調差が表れている。このように、本実施形態に係る画像処理システム１０は、ゲインリミットを用いることにより、入力画素値ＩＰ（ｎ）における階調差が反映された出力画像の画素値ＤＰ（ｎ）を生成することができる。

【0102】

［画像処理方法］
次に、本実施形態に係る画像処理方法について図１及び図２を参照しつつ図１５及び図１６を用いて説明する。図１５は、本実施形態に係る画像処理方法としての画像調整処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１６は、画像調整処理におけるＬＥＤの発光輝度を決定する処理（ステップＳ５）の流れの一例を示すフローチャートである。

【0103】

（ステップＳ１）
図１５に示すように、画像処理装置１の制御部１１（図２参照）は、画像調整処理を開始するとまず、液晶表示装置５（図１参照）に設けられた液晶表示パネル５１（図１参照）の表示領域５１１を構成する複数の画素に表示される画像の画素値である入力画素値ＩＰ（ｎ）の座標を検出し、ステップＳ３の処理に移行する。ステップＳ１において制御部１１は、座標検出部１１１ａにおいて入力画素値ＩＰ（ｎ）の座標を検出する。

【0104】

（ステップＳ３）
制御部１１は、入力画素値ＩＰ（ｎ）に基づいて、前述した方法で、各サブブロックＳＢの目標輝度を算出し液晶表示装置５の光源として用いられる複数のＬＥＤ３１の発光輝度を決定し、ステップＳ５の処理に移行する。ステップＳ３において制御部１１は目標輝度決定部１１３ａ（図２参照）において、表示領域５１１を分割したサブブロックＳＢを構成する複数の画素の入力画素値ＩＰ（ｎ）に基づいて、各サブブロックＳＢの目標輝度と、複数のＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度を決定する。

【0105】

（ステップＳ５）
制御部１１は、目標輝度決定部１１３ａにおいて決定された発光輝度で複数のＬＥＤ３１がそれぞれ発光した場合にバックライトユニット３の光出射面の側に生じると推定される推定輝度分布と、各サブブロックＳＢの目標輝度分布との差分を用いて、複数のＬＥＤ３１の発光輝度を調整する調整処理を所定回数（本実施形態では３回）繰り返して複数のＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度を決定する。制御部１１は、複数のＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度を発光輝度決定部１１３ｃにおいて調整後に決定すると、ステップＳ７に処理を移行する。ステップＳ５において実行される処理の詳細は後述する。

【0106】

（ステップＳ７）
制御部１１は、発光輝度決定部１１３ｃからデューティ値変換部１１３ｂ（図２参照）に入力される、複数のＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度の情報に基づいて、ＬＥＤ駆動回路３５（図１参照）を制御する制御信号Ｓｄｙをデューティ値変換部１１３ｂにおいて生成し、ステップＳ９の処理に移行する。

【0107】

（ステップＳ９）
制御部１１は、プリプロセス部１１１から入力される入力画素値ＩＰ（ｎ）と、メモリ１５から読み出されたルックアップテーブルＬＵＴ２とを用いて、ゲイン調整係数を算出する処理をゲイン調整係数算出部１１５ｃ（図２参照）において実行し、算出されたゲインリミットをゲイン算出部１１５ａに出力させ、ステップＳ１１に処理を移行する。

【0108】

（ステップＳ１１）
制御部１１は、入力画素値ＩＰ（ｎ）に乗算されうるゲインを発光輝度決定部１１３ｃにおいて決定された推定輝度分布に基づいて、ゲイン算出部１１５ａにおいて算出する。また、制御部１１は、算出したゲインとゲイン調整係数算出部１１５ｃから入力されるゲインリミットを、ゲイン算出部１１５ａにおいて比較して値の小さい方を補正ゲインとして選択する。さらに、制御部１１は、ゲイン算出部１１５ａにおいて選択した補正ゲインをゲイン乗算部１１５ｂに出力して、ステップＳ１３に処理を移行する。

【0109】

（ステップＳ１３）
制御部１１は、ゲイン算出部１１５ａから入力されたゲイン（すなわち補正ゲイン）を入力画素値ＩＰ（ｎ）に乗算して拡張画素値ＥＰ（ｎ）を算出し、得られた拡張画素値ＥＰ（ｎ）を液晶表示装置５に出力して、画像調整処理を終了する。ステップＳ１３において制御部１１は、ゲイン乗算部１１５ｂ（図２参照）において拡張画素値ＥＰ（ｎ）を算出する。

【0110】

図１５に示す画像調整処理は、１フレームごとに繰り返し実行される。これにより、表示領域５１１には、フレームごとにリアルタイムで、拡張画素値ＥＰ（ｎ）に基づく画像と、バックライトユニット３による輝度分布とが合成された画像が表示される。

【0111】

次に、画像調整処理におけるステップＳ５のＬＥＤの発光輝度を調整する処理（以下、「ＬＥＤ発光輝度調整処理」と称する）の流れの一例について説明する。

【0112】

（ステップＳ５−１）
図１６に示すように、制御部１１は、ＬＥＤ発光輝度調整処理を開始するとまず、各係数を設定し、ステップＳ５−３の処理に移行する。ステップＳ５−１において、制御部１１は、更新率ε、目標輝度分布および推定輝度分布との差分に乗算する係数α及び係数βの初期値（一例として、ε＝１、α＝２．０及びβ＝０．５）を設定する。

【0113】

（ステップＳ５−３）
制御部１１は、初回は、目標輝度決定部１１３ａで決定された各ＬＥＤの発光輝度を算出し、ステップＳ５−５の処理に移行する。ステップＳ５−３において、ＬＥＤ発光輝度調整処理の開始時点では、各サブブロックＳＢの目標輝度から算出された、各ＬＥＤ３１の発光輝度が設定される。また、ステップＳ５−３において、後述する調整処理によってＬＥＤ３１の発光輝度が調整された場合には、ＬＥＤ３１の調整後の発光輝度が設定される。

【0114】

（ステップＳ５−５）
制御部１１は、ステップＳ５−３において算出された発光輝度で輝度分布を推定し、ステップＳ５−７の処理に移行する。すなわち、制御部１１は、全てのＬＥＤ３１が設定された発光輝度で点灯している場合の各サブブロックＳＢの輝度分布を推定する。

【0115】

（ステップＳ５−７）
制御部１１は、目標輝度決定部１１３ａで算出した目標輝度分布と、発光輝度決定部１１３ｃにおいて作成した推定輝度分布との差分を算出し、ステップＳ５−９に処理を移行する。制御部１１は、ステップＳ５−７では、例えば全てのサブブロックＳＢのそれぞれについて目標輝度分布から推定輝度分布を減算して当該差分を算出する。

【0116】

（ステップＳ５−９）
制御部１１は、全てのＬＥＤ３１の発光輝度を調整する調整処理の終了条件（ループ終了条件）が成立しているか否かを判定する。制御部１１は、当該終了条件が成立していると判定した場合（ＹＥＳ）、ＬＥＤ発光輝度調整処理を終了する。一方、制御部１１は、当該終了条件が成立していないと判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ５−１１の処理に移行する。ＬＥＤ３１の発光輝度の調整処理の終了条件は、例えば当該調整処理が所定回数（本実施形態では３回）繰り返されたこと、又は目標輝度分布と推定輝度分布との差分が全ての代表点において閾値未満になったことである。

【0117】

（ステップＳ５−１１）
制御部１１は、更新率εを変更し、ステップＳ５−１３の処理に移行する。更新率εは、目標輝度分布と推定輝度分布との差分が発散することを防止するための係数である。更新率εは、例えばメモリ１５に記憶されており、制御部１１は、ステップＳ５−１１において、メモリ１５から更新率εを読み出し、現在の更新率εを例えば０．９倍して、メモリ１５に記憶し直す（ε←ε×０．９）ことで、発光輝度の調整量を減少させる。

【0118】

（ステップＳ５−１３）
制御部１１は、輝度分布を構成する全てのサブブロックＳＢでの処理（すなわち、目標輝度分布と推定輝度分布との差分を算出）が終了したか否かを判定する。例えば不図示のメモリに全てのサブブロックＳＢでの処理が終了したことを示す情報が設定されている場合には、制御部１１は、全てのサブブロックＳＢでの当該処理が終了したと判定し（ＹＥＳ）、ステップＳ５−３の処理に戻る。一方、例えば不図示のメモリに全てのサブブロックＳＢでの処理が終了したことを示す情報が設定されていない場合には、制御部１１は、全ての代表点での当該処理が終了していないと判定し（ＮＯ）、ステップＳ５−１５の処理に移行する。

【0119】

（ステップＳ５−１５）
制御部１１は、Ｎ個目のサブブロックＳＢでの目標輝度分布と推定輝度分布との差分の値（以下、「分布差分値」と称する場合がある）に係数α又は係数βを乗算し、ステップＳ５−１７の処理に移行する。制御部１１は、現在処理中のＮ個目のサブブロックＳＢに関し、輝度を高くする（明るくする）ことを重視するか、輝度を低くする（暗くする）ことを重視するかを係数α，βによって選択する。制御部１１は、現在処理中のＮ個目のサブブロックＳＢでの分布差分値が正の値である場合には、分布差分値に係数αを乗算する。一方、制御部１１は、現在処理中のＮ個目の代表点での分布差分値が負の値である場合には、分布差分値に係数βを乗算する。

【0120】

（ステップＳ５−１７）
制御部１１は、現在処理中のＮ個目のサブブロックＳＢでの分布差分値に更新率εを乗算して、ステップＳ５−１９の処理に移行する。制御部１１は、例えばメモリ１５に記憶されている更新率εの値を読み出して、読み出した更新率εを現在処理中のＮ個目のサブブロックＳＢでの分布差分値に乗算する。

【0121】

（ステップＳ５−１９）
制御部１１は、各ＬＥＤ輝度の値の増減処理を実行し、ステップＳ５−１３の処理に戻る。より具体的には、制御部１１は、現在処理中のＮ個目のサブブロックＳＢに対する影響度プロファイルＥＰＦを用いて（図９参照）、現在処理中のＮ個目のサブブロックＳＢでの分布差分値を乗算する。これにより、全てのＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度の値が増減される。また、制御部１１は、未処理の代表点が存在する場合には処理対象の代表点を変更した後にステップＳ５−１３の処理に戻る。一方、制御部１１は、未処理の代表点が存在しない場合には全ての代表点での処理が終了したことを示す情報を例えば不図示のメモリに設定した後にステップＳ５−１３の処理に戻る。

【0122】

以上説明したように、本実施形態に係る画像処理システム１０は、複数のＬＥＤ３１及び複数のＬＥＤ３１を駆動するＬＥＤ駆動回路３５を有するバックライトユニット３と、複数の発光素子ＬＥＤ３１を光源とし液晶表示パネル５１を有する液晶表示装置５とを備えている。また、画像処理システム１０は、液晶表示パネル５１の表示領域５１１を構成する複数の画素Ｐに表示される画像の画素値の目標値である入力画素値ＩＰ（ｎ）に基づいて、各サブブロックＳＢに目標輝度値を算出し、目標輝度値を元に、複数のＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度を決定する目標輝度決定部１１３ａ、目標輝度決定部１１３ａで決定された発光輝度で複数のＬＥＤ３１がそれぞれ発光した場合にバックライトユニット３の光出射面の側に生じると推定される推定輝度分布と、入力画素値ＩＰ（ｎ）に基づいて算出した目標輝度値との差分を用いて、複数のＬＥＤ３１の発光輝度を調整する調整処理を所定回数繰り返して複数のＬＥＤ３１のそれぞれの発光輝度を決定する発光輝度決定部１１３ｃ、発光輝度決定部１１３ｃで決定された発光輝度に基づいてＬＥＤ駆動回路３５を制御する制御信号Ｓｄｙを生成するデューティ値変換部１１３ｂ、発光輝度決定部１１３ｃで決定された発光輝度に基づく推定輝度分布に基づいて入力画素値ＩＰ（ｎ）に乗算されうるゲインを算出するゲイン算出部１１５ａ、及び、ゲイン算出部１１５ａで選択され入力された補正ゲインを入力画素値ＩＰ（ｎ）に乗算して得た拡張画素値ＥＰ（ｎ）を液晶表示装置５に出力するゲイン乗算部１１５ｂを有する画像処理装置１を備えている。当該構成を備えた画像処理システム１０は、ローカルディミング制御での画像再現性の向上を図ることができる。

【0123】

さらに、本実施形態に係る画像処理システム１０に備えられた画像処理装置１は、入力画素値ＩＰ（ｎ）から、ゲインを調整するゲインリミットを算出するゲイン調整係数算出部１１５ｃを有している。当該構成を備えた画像処理システム１０は、入力画素値ＩＰ（ｎ）における階調差が反映された表示画像の拡張画素値ＥＰ（ｎ）を生成することができる。

【0124】

〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態に係る画像処理システムについて図１７を用いて説明する。本実施形態に係る画像処理システムは、制御部の構成が上記第１実施形態に係る画像処理システムと異なる点を除いて、同様の構成を有している。このため、本実施形態に係る画像処理システムについて、上記第１実施形態に係る画像処理システムに設けられた制御部と異なる点を中心に簡単に説明する。

【0125】

上記第１実施形態では、画像処理装置１の制御部１１に設けられたゲイン調整係数算出部１１５ｃは、入力画素値ＩＰ（ｎ）を元に、ルックアップテーブルＬＵＴ２を用いて輝度の補正を行って、各サブブロックＳＢのゲインリミットを決定するように構成されている。これに対し、本実施形態における画像処理装置の制御部１１に設けられたゲイン調整係数算出部１１５ｄは、図１７に示すように、目標輝度決定部１１３ａに接続されている。これにより、ゲイン調整係数算出部１１５ｄは、目標輝度決定部１１３ａで、ルックアップテーブルＬＵＴ２を用いて輝度の補正を行って、算出された目標輝度分布を元に、各サブブロックＳＢのゲインリミットを決定するように構成されている。具体的には、ゲイン調整係数算出部１１５ｄは、目標輝度決定部１１３ａで算出された目標輝度を用いて各サブブロックＳＢのゲインリミットを決定するように構成されている。このように、ゲイン調整係数算出部１１５ｄは、画像処理装置に設けられ、目標輝度決定部１１３ａで決定された目標輝度から、ゲインを調整するゲインリミット（ゲイン調整係数の一例）を算出する係数算出部の一例に相当する。

【0126】

ゲイン算出部１１５ａは、発光輝度決定部１１３ｃから入力されるバックライトユニット３の輝度分布に基づいて算出するゲインと、ゲイン調整係数算出部１１５ｄから入力されるゲインリミットとを比較し、ゲインリミットの値の方が算出したゲインの値よりも小さい場合にゲインリミットを補正ゲインとして選択するように構成されている。ゲイン算出部１１５ａは、選択した補正ゲインの情報をゲイン乗算部１１５ｂに出力する。ゲイン調整係数算出部１１５ｄは、目標輝度決定部１１３ａで算出された目標輝度値の逆数をゲインリミットとして算出するように構成されている。このため、ゲイン乗算部１１５ｂにおいて入力画素値ＩＰ（ｎ）に乗算されるゲインが小さくなることにより、当該ゲインが乗算されて得られる拡張画素値ＥＰ（ｎ）は、発光輝度に基づくゲインから得られる値よりも小さくなる。これにより、当該拡張画素値ＥＰ（ｎ）に基づく画像が飽和（すなわち破綻）することを極力避けることができる。
また、ルックアップテーブルＬＵＴ２を用いた輝度の補正を、目標輝度決定部１１３ａで行うことは必須ではなく、ゲイン調整係数算出部１１５ｄで行っても良い。

【0127】

本発明は、上記実施形態に限らず、種々の変形が可能である。
上記実施形態に係る画像処理システム１０は、ループ手法を用いて発光輝度を決定するように構成されているが、例えばサブブロックＳＢの目標輝度のうちの最大値の目標輝度を当該サブブロックＳＢの初期の発光輝度に決定してもよい。

【0128】

上記実施形態では、直下型のバックライトユニットを例にとって説明したが、例えばサイドライト型のバックライトユニットであっても、同様の効果が得られる。

【0129】

上記実施形態では、面光源装置としてバックライトユニットを例にとって説明したが、例えばフロントライトユニットであっても、同様の効果が得られる。

【0130】

上記実施形態では、バックライトユニットの光出射面の側は、液晶表示パネルの表示領域５１１と接しているが、当該光出射面の側は、導光部３３の光出射面と接していても、同様の効果が得られる。

【0131】

上記実施形態では、ＬＥＤの発光輝度及びバックライトユニットの光出射面の側の輝度分布は、表示領域５１１に表示される画像の画素値と同じフレームの入力画素値ＩＰ（ｎ）に基づいて算出されているが、本発明はこれに限られない。例えば、ＬＥＤの発光輝度及びバックライトユニットの光出射面の側の輝度分布は、表示領域５１１に表示される表示画像の画素値を生成するために用いられる入力画素値よりも１フレーム前の入力画素値ＩＰ（ｎ−１）に基づいて算出されてもよい。この場合、制御部１１は、フレームメモリを有してもよいし、例えば２フレーム（奇数フレーム及び偶数フレーム）の入力画素値を記憶できる容量を有していてもよい。例えば、奇数フレームの入力画素値がフレームメモリに記憶されている時には、フレームメモリに記憶されている偶数フレームの入力画素値を用いて、ＬＥＤの発光輝度及びバックライトユニットの輝度分布の算出並びに表示領域への画像表示及びバックライトユニットの駆動処理を実行してもよい。また例えば、偶数フレームの入力画素値がフレームメモリに記憶されている時には、フレームメモリに記憶されている奇数フレームの入力画素値を用いて、ＬＥＤの発光輝度及びバックライトユニットの輝度分布の算出並びに表示領域への画像表示及びバックライトユニットの駆動処理を実行してもよい。

【0132】

また、ＬＥＤの発光輝度及びバックライトユニットの光出射面の側の輝度分布を決定するために用いられる入力画素値は、液晶表示パネル５１に表示される表示画像の画素値を生成するために用いられる入力画素値よりも１フレーム前の複数のフレーム（例えば２フレーム以前）の画素値であってもよい。

【0133】

上記実施形態では、表示装置として液晶表示装置を例にとって説明したが、例えば面光源装置を光源として用いる非自発光型表示装置であれば、同様の効果が得られる。

【0134】

上記各実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな形態で実施することができる。

【0135】

例えば、本明細書に開示される方法においては、その結果に矛盾が生じない限り、ステップ、動作又は機能を並行して又は異なる順に実施しても良い。説明されたステップ、動作及び機能は、単なる例として提供されており、ステップ、動作及び機能のうちのいくつかは、発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略でき、また、互いに結合させることで一つのものとしてもよく、また、他のステップ、動作又は機能を追加してもよい。

【0136】

また、本明細書では、さまざまな実施形態が開示されているが、一の実施形態における特定のフィーチャ（技術的事項）を、適宜改良しながら、他の実施形態に追加し、又は該他の実施形態における特定のフィーチャと置換することができ、そのような形態も本発明の要旨に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0137】

本発明は、画像処理装置、面光源装置を光源とする表示装置の分野に広く利用することができる。

【符号の説明】

【0138】

１…画像処理装置
３…バックライトユニット
５…液晶表示装置
１０・・・画像処理システム
１１…制御部
１５…メモリ
３３…導光部
３５…ＬＥＤ駆動回路
５１…液晶表示パネル
５３…ＬＣＤ駆動回路
１１１…プリプロセス部
１１１ａ…座標検出部
１１３…コアプロセス部
１１３ａ…目標輝度決定部
１１３ｂ…デューティ値変換部
１１３ｃ…発光輝度決定部
１１５…ポストプロセス部
１１５ａ…ゲイン算出部
１１５ｂ…ゲイン乗算部
１１５ｃ，１１５ｄ…ゲイン調整係数算出部
５１１…表示領域
ＩＰ…入力画素値
ＩＰｓｂ…画素値群
ＥＰ…拡張画素値
Ｐ…画素
ＳＢ…サブブロック
ＬＳＢ…サブエリア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】