特許 5662738 輝度制御装置及び輝度制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5662738

(24)【登録日】2014年12月12日

(45)【発行日】2015年2月4日

(54)【発明の名称】輝度制御装置及び輝度制御方法

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/66 20060101AFI20150115BHJP

   G09G 5/10 20060101ALI20150115BHJP

   G09G 3/36 20060101ALI20150115BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20150115BHJP

【ＦＩ】

   H04N5/66 102Z

   G09G5/10 Z

   G09G3/36

   G09G3/20 642P

【請求項の数】8

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2010-186368(P2010-186368)

(22)【出願日】2010年8月23日

(65)【公開番号】特開2012-44608(P2012-44608A)

(43)【公開日】2012年3月1日

【審査請求日】2013年5月20日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用 平成２２年６月１日 ＰＪ総合研究所発行の「ＰＲＯＪＥＣＴＯＲＳ（ＶＯＬ．２３）」に発表

(73)【特許権者】

【識別番号】000006220

【氏名又は名称】ミツミ電機株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】508260108

【氏名又は名称】有限会社ＡＴＲＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】安達 武志

【審査官】 西谷 憲人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１３９９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０４９１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３２２８８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１７６２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２３７５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０５８１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０７２２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０３４２５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２５８４０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 ＰＪ編集部，ＡＴＲＣ「Ｘ３Ｅｎｇｉｎｅ」がＬＥＤバックライト制御を加えて大きく進化，ＰＲＯＪＥＣＴＯＲＳ＋ディスプレイ，日本，ＰＪ総合研究所，２０１０年 ６月 １日，vol.23，p51-52

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ ５／６６

Ｇ０９Ｇ ３／２０

Ｇ０９Ｇ ３／３６

Ｇ０９Ｇ ５／１０

Ｇ０２Ｆ １／１３３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力された映像信号を表示する表示画面に対するバックライトの輝度制御を行う輝度制御装置において、
前記映像信号に含まれる映像フレームから得られる平均輝度レベル、輝度ヒストグラム情報、色ヒストグラム情報、及び周波数ヒストグラム情報の全ての要素における情報を分析する映像情報分析手段と、
前記映像情報分析手段により得られる分析結果から映像フレームを所定のブロックに分割して該ブロック毎の映像情報を取得するブロック情報取得手段と、
前記ブロック情報取得手段により分割された各ブロックの映像情報に対してオフセット制御及び非線形補正を行うブロック単位制御手段と、
前記ブロック単位制御手段により得られる前記オフセット制御及び前記非線形補正に対応させて、前記ブロック情報取得手段により分割された各ブロックに対応するバックライトによる輝度補正を行う輝度補正手段と、
前記輝度補正手段により得られる補正情報に基づいて、前記表示画面に含まれるブロック毎のバックライトの駆動制御を行うバックライト駆動制御手段とを有し、
更に前記輝度補正手段により得られる輝度補正された映像信号を、前記表示画面の水平方向及び垂直方向に合わせて表示する時間の制御を行い、前記表示画面に表示される映像信号を前記表示画面に出力すると共に、前記バックライト駆動制御手段に対し、前記映像信号を前記表示画面に出力したタイミングに対応させて、前記映像信号に対応するバックライトを点灯させるタイミング制御手段を有することを特徴とする輝度制御装置。

【請求項2】

前記輝度補正手段は、
前記映像情報分析手段により得られる分析結果に基づき、バックライトの輝度値に対するオフセット補正及び／又は非線形補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の輝度制御装置。

【請求項3】

前記輝度補正手段により得られる前記バックライトに対する輝度補正情報に基づいて、前記映像信号に対する補正を行う映像補正手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の輝度制御装置。

【請求項4】

前記映像情報分析手段は、
前記平均輝度レベルと、前記輝度ヒストグラム情報、前記色ヒストグラム情報、及び前記周波数ヒストグラム情報の全てを用いて、前記映像フレームにおける輝度変化が所定値以上の領域を分析することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の輝度制御装置。

【請求項5】

入力された映像信号を表示する表示画面に対するバックライトの輝度制御を行う輝度制御方法において、
前記映像信号に含まれる映像フレームから得られる平均輝度レベル、輝度ヒストグラム情報、色ヒストグラム情報、及び周波数ヒストグラム情報の全ての要素における情報を分析する映像情報分析ステップと、
前記映像情報分析ステップにより得られる分析結果から映像フレームを所定のブロックに分割して該ブロック毎の映像情報を取得するブロック情報取得ステップと、
前記ブロック情報取得ステップにより分割された各ブロックの映像情報に対してオフセット制御及び非線形補正を行うブロック単位制御ステップと、
前記ブロック単位制御ステップにより得られる前記オフセット制御及び前記非線形補正に対応させて、前記ブロック情報取得ステップにより分割された各ブロックに対応するバックライトによる輝度補正を行う輝度補正ステップと、
前記輝度補正ステップにより得られる補正情報に基づいて、前記表示画面に含まれるブロック毎のバックライトの駆動制御を行うバックライト駆動制御ステップとを有し、
更に前記輝度補正ステップにより得られる輝度補正された映像信号を、前記表示画面の水平方向及び垂直方向に合わせて表示する時間の制御を行い、前記表示画面に表示される映像信号を前記表示画面に出力すると共に、前記バックライト駆動制御ステップに対し、前記映像信号を前記表示画面に出力したタイミングに対応させて、前記映像信号に対応するバックライトを点灯させるタイミング制御ステップを有することを特徴とする輝度制御方法。

【請求項6】

前記輝度補正ステップは、
前記映像情報分析ステップにより得られる分析結果に基づき、バックライトの輝度値に対するオフセット補正及び／又は非線形補正を行うことを特徴とする請求項５に記載の輝度制御方法。

【請求項7】

前記輝度補正ステップにより得られる前記バックライトに対する輝度補正情報に基づいて、前記映像信号に対する補正を行う映像補正ステップを有することを特徴とする請求項５又は６に記載の輝度制御方法。

【請求項8】

前記映像情報分析ステップは、
前記平均輝度レベルと、前記輝度ヒストグラム情報、前記色ヒストグラム情報、及び前記周波数ヒストグラム情報の全てを用いて、前記映像フレームにおける輝度変化が所定値以上の領域を分析することを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載の輝度制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、輝度制御装置及び輝度制御方法に係り、特にディスプレイ装置等においてユーザに最適な映像や画像を画面表示すると共に、効率的な消費電力の削減を実現するための輝度制御装置及び輝度制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、映像や画像を表示する各種ディスプレイ装置において、高画質化や消費電力の改善等の研究が進められている（例えば、特許文献１〜３参照）。また、最近のディスプレイ装置としては、特に液晶表示装置（ＬＣＤ；Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）が多く使用されてきている。

【0003】

一般的に、ＬＣＤは、光を用いてイメージを表示する出力パネルと、光を発生するバックライトユニットとを含んで構成される。ここで、バックライトユニットは、出力パネルのイメージが表示される有効表示領域に光を均一に提供することを主な目的として設計される。

【0004】

また従来では、上述したバックライトユニットを制御するための制御装置（例えば、Ｃｏｎｔｅｎｔｓ Ａｎａｌｙｚｅｒ等）が知られており、それらの制御装置では、一般的には、単純なＡＰＬ（Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ：平均輝度レベル）検出によるバックライト制御が行われている。また、従来では、ＬＣＤパネルのバックライトの輝度を制御する場合には、映像信号のＡＰＬ情報によってリニア（Ｌｉｎｅａｒ）に輝度制御することが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−２９４６３７号公報

【特許文献2】特開２００９−１０９９７５号公報

【特許文献3】特開２００７−１８３６３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述した従来手法に示されているようなＡＰＬ検出によるバックライト制御は、映像コンテンツ（Ｃｏｎｔｅｎｔｓ）に最適に動作させることができないため、例えば、黒成分が多いＡＰＬ５０％情報と、白成分が多いＡＰＬ５０％情報の制御が同じ制御動作となるため、黒つぶれや白つぶれ現象が発生し易いという問題があった。

【0007】

また、一般的にバックライトユニットは、ＬＣＤパネルの背面に位置し、輝度制御は、輝度（Ｄｉｍｍｉｎｇ）用のブロック単位で動作している。しかしながら、バックライトの動作領域は、映像信号の解像度に及ばない低解像度の輝度動作であるため、バックライトの輝度と映像信号の輝度解像度との差が生じる。これが、いわゆる「バックライト輝度干渉妨害」である。特に、この現象は、特に輝度変化の大きい部分で起こり易いのが特徴である。

【0008】

更に、従来手法に示すように、ＡＰＬに依存したバックライトの輝度制御にリニア（線形）制御行った場合、消費電力を低減することはできるが、リニア制御を行うことでコントラストが低下するという副作用が生じてしまう。

【0009】

したがって、本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、ディスプレイ装置等においてユーザに最適な映像や画像を画面表示すると共に、効率的な消費電力の削減を実現するための輝度制御装置及び輝度制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上述した課題を解決するために、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。

【0011】

請求項１に記載された発明は、入力された映像信号を表示する表示画面に対するバックライトの輝度制御を行う輝度制御装置（１０，６０，７０）において、前記映像信号に含まれる映像フレームから得られる平均輝度レベル、輝度ヒストグラム情報、色ヒストグラム情報、及び周波数ヒストグラム情報の全ての要素における情報を分析する映像情報分析手段（１２）と、前記映像情報分析手段（１２）により得られる分析結果から映像フレームを所定のブロックに分割して該ブロック毎の映像情報を取得するブロック情報取得手段（１３）と、前記ブロック情報取得手段（１３）により分割された各ブロックの映像情報に対してオフセット制御及び非線形補正を行うブロック単位制御手段（１４）と、前記ブロック単位制御手段（１４）により得られる前記オフセット制御及び前記非線形補正に対応させて、前記ブロック情報取得手段（１３）により分割された各ブロックに対応するバックライトによる輝度補正を行う輝度補正手段（１７，６２）と、前記輝度補正手段により得られる補正情報に基づいて、前記表示画面に含まれるブロック毎のバックライトの駆動制御を行うバックライト駆動制御手段（１５）とを有し、更に前記輝度補正手段（１７，６２）により得られる輝度補正された映像信号を、前記表示画面の水平方向及び垂直方向に合わせて表示する時間の制御を行い、前記表示画面に表示される映像信号を前記表示画面に出力すると共に、前記バックライト駆動制御手段（１５）に対し、前記映像信号を前記表示画面に出力したタイミングに対応させて、前記映像信号に対応するバックライトを点灯させるタイミング制御手段（１８）を有することを特徴とする。

【0012】

請求項１記載の発明によれば、ユーザに見易くて最適な映像を画面表示すると共に効率的な消費電力の削減を実現することができる。

【0013】

請求項２に記載された発明は、前記輝度補正手段（１７，６２）は、前記映像情報分析手段により得られる分析結果に基づき、バックライトの輝度値に対するオフセット補正及び／又は非線形補正を行うことを特徴とする。

【0014】

請求項３に記載された発明は、前記輝度補正手段（１７，６２）により得られる前記バックライトに対する輝度補正情報に基づいて、前記映像信号に対する補正を行う映像補正手段（７１，７２，７３）を有することを特徴とする。

【0015】

請求項４に記載された発明は、前記映像情報分析手段（１２）は、前記平均輝度レベルと、前記輝度ヒストグラム情報、前記色ヒストグラム情報、及び前記周波数ヒストグラム情報の全てを用いて、前記映像フレームにおける輝度変化が所定値以上の領域を分析することを特徴とする。

【0016】

請求項５に記載された発明は、入力された映像信号を表示する表示画面に対するバックライトの輝度制御を行う輝度制御方法において、前記映像信号に含まれる映像フレームから得られる平均輝度レベル、輝度ヒストグラム情報、色ヒストグラム情報、及び周波数ヒストグラム情報の全ての要素における情報を分析する映像情報分析ステップ（Ｓ０２）と、前記映像情報分析ステップにより得られる分析結果から映像フレームを所定のブロックに分割して該ブロック毎の映像情報を取得するブロック情報取得ステップ（Ｓ０３）と、前記ブロック情報取得ステップ（Ｓ０３）により分割された各ブロックの映像情報に対してオフセット制御及び非線形補正を行うブロック単位制御ステップ（Ｓ０４）と、前記ブロック単位制御ステップ（Ｓ０４）により得られる前記オフセット制御及び前記非線形補正に対応させて、前記ブロック情報取得ステップ（Ｓ０３）により分割された各ブロックに対応するバックライトによる輝度補正を行う輝度補正ステップ（Ｓ０５）と、前記輝度補正ステップ（Ｓ０５）により得られる補正情報に基づいて、前記表示画面に含まれるブロック毎のバックライトの駆動制御を行うバックライト駆動制御ステップ（Ｓ０６）とを有し、更に前記輝度補正ステップ（Ｓ０５）により得られる輝度補正された映像信号を、前記表示画面の水平方向及び垂直方向に合わせて表示する時間の制御を行い、前記表示画面に表示される映像信号を前記表示画面に出力すると共に、前記バックライト駆動制御ステップ（Ｓ０６）に対し、前記映像信号を前記表示画面に出力したタイミングに対応させて、前記映像信号に対応するバックライトを点灯させるタイミング制御ステップ（Ｓ０７）を有することを特徴とする。

【0017】

請求項５記載の発明によれば、ユーザに見易くて最適な映像を画面表示すると共に効率的な消費電力の削減を実現することができる。

【0018】

請求項６に記載された発明は、前記輝度補正ステップ（Ｓ０５）は、前記映像情報分析ステップ（Ｓ０２）により得られる分析結果に基づき、バックライトの輝度値に対するオフセット補正及び／又は非線形補正を行うことを特徴とする。

【0019】

請求項７に記載された発明は、前記輝度補正ステップ（Ｓ０５）により得られる前記バックライトに対する輝度補正情報に基づいて、前記映像信号に対する補正を行う映像補正ステップを有することを特徴とする。

【0020】

請求項８に記載された発明は、前記映像情報分析ステップ（Ｓ０２）は、前記平均輝度レベルと、前記輝度ヒストグラム情報、前記色ヒストグラム情報、及び前記周波数ヒストグラム情報のうち、少なくとも１つとを用いて、前記映像フレームにおける輝度変化が所定値以上の領域を分析することを特徴とする。

【0021】

なお、上記参照符号は、あくまでも参考であり、これによって、本願発明が図示の態様に限定されるものではない。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、ディスプレイ装置等においてユーザに最適な映像や画像を画面表示すると共に、効率的な消費電力の削減を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】第１の実施形態における輝度制御装置の機能構成の一例を示す図である。

【図2】本実施形態における輝度制御処理手順一例を示す概略フローチャートである。

【図3】本実施形態で適用可能な発光素子のブロック構成の一例を示す図である。

【図4】バックライト駆動制御手段の概要構成を説明するための図である。

【図5】本実施形態におけるバックライト駆動制御手段の構成例を示す図である。

【図6】第２の実施形態における輝度制御装置の機能構成の一例を示す図である。

【図7】第３の実施形態における輝度制御装置の機能構成の一例を示す図である。

【図8】本実施形態における輝度補正の具体例について説明するための図である。

【図9A】輝度制御に対する各種条件を設定する設定画面の一例を示す図（その１）である。

【図9B】輝度制御に対する各種条件を設定する設定画面の一例を示す図（その２）である。

【図9C】輝度制御に対する各種条件を設定する設定画面の一例を示す図（その３）である。

【図9D】輝度制御に対する各種条件を設定する設定画面の一例を示す図（その４）である。

【図9E】輝度制御に対する各種条件を設定する設定画面の一例を示す図（その５）である。

【図10】本実施形態における動的バックライト輝度制御の具体例について説明するための図である。

【図11】本実施形態におけるバックライト輝度の非線形、オフセット制御の具体例について説明するための図である。

【図12】本実施形態におけるディミングブロック干渉妨害防止の具体例について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

＜本発明について＞
本発明は、従来手法のようにＡＰＬを検出してバックライトを制御するのではなく、ＡＰＬ以外のコンテンツ情報を分析し、その分析結果に対応させてバックライトを制御する。なお、本発明において分析されるコンテンツ情報としては、例えば、映像から得られる「輝度ヒストグラム（Ｈｉｓｔｏｇｒａｍ）情報」、「色（Ｃｏｌｏｒ）ヒストグラム（色相、色飽和度等を含む）情報」、「周波数ヒストグラム情報」等がある。

【0025】

また、本発明では、従来からあるＡＰＬ情報に上述した各ヒストグラム情報を組み合わせることで、更に最適なバックライト制御を行う。また、本発明では、コンテンツ情報の詳細分析をしてバックライトのブロック数に影響されないバックライト制御を行う。また、本発明では、バックライトの制御特性をコンテンツ情報（ＡＰＬ等も含む）に応じたリニア補正だけでなく、非線形補正をも行えるようにする。

【0026】

更に、本発明では、バックライトの制御特性にコンテンツ情報（ＡＰＬ等も含む）に応じてオフセット（Ｏｆｆ−ｓｅｔ）制御も実現する。また、本発明では、バックライト制御によるバックライト輝度干渉妨害を削減するためにバックライト情報から信号系への補正情報を送出するようにする。

【0027】

以下に、上述した特徴を実現するための本発明における輝度制御装置及び輝度制御方法を好適に実施した形態について図面等を用いて説明する。なお、以下に示す実施形態の例では、表示手段の一例としてＬＣＤを用いることとするが、本発明においてはこれに限定されるものではない。また、以下に示す実施形態では、主に映像信号をディスプレイ等の表示手段に出力する際の輝度制御について説明するが、本発明に置いてはこれに限定されるものではなく画像等も含まれるものとする。

【0028】

＜第１の実施形態＞
＜輝度制御装置の機能構成例＞
図１は、第１の実施形態における輝度制御装置の機能構成の一例を示す図である。図１に示す輝度制御装置１０は、映像処理手段１１と、映像情報分析手段１２と、ブロック情報取得手段１３と、ブロック単位制御手段１４と、バックライト駆動制御手段１５と、バックライト手段１６と、バックライト輝度補正手段１７と、タイミング制御手段１８と、表示手段１９とを有するよう構成されている。

【0029】

映像処理手段１１は、入力される映像信号が圧縮符号化されている場合には、その信号の復号化を行ったり、限定受信放送等によりスクランブル化等の暗号化処理されている場合には、予め設定された鍵情報等を用いて復号化（デスクランブル化）を行う。つまり、映像処理手段１１は、後段の各構成で映像信号に対する処理が可能となり、表示手段１９から映像が表示できるように、入力された映像信号を適宜変換する。また、映像処理手段１１は、入力された信号を映像情報分析手段１２、及びバックライト輝度補正手段１７に出力する。

【0030】

映像情報分析手段１２は、映像処理手段１１により入力された映像信号に対してＡＰＬ検出、輝度ヒストグラム検出、色ヒストグラム検出（色相、色飽和度）、周波数ヒストグラム検出の少なくとも１つの情報を検出し映像情報の分析を行う。なお、映像情報分析手段１２における分析内容の詳細については後述する。また、映像情報分析手段１２は、分析された結果をブロック情報取得手段１３に出力する。

【0031】

ブロック情報取得手段１３は、映像情報分析手段１２により得られる分析結果と、予め設定される映像信号に対する制御信号により、ブロック単位あたりの大きさ（画素数、インチ等）等を設定する。このように、ブロック単位の大きさを映像情報等から設定することにより、映像情報に対応させてブロック単位のバックライトを制御することができる。

【0032】

なお、ブロック情報取得手段１３は、制御信号の入力に対して実行されるだけではなく、例えば、予め設定された制御情報に基づいて、映像情報分析手段１２により分析結果の情報が入力されたときに、自動的に処理することもできる。また、ブロック情報取得手段１３は、取得したブロック情報をブロック単位制御手段１４に出力する。

【0033】

ブロック単位制御手段１４は、ブロック情報取得手段１３により得られるブロック情報に基づいて、映像信号に対応するブロック毎に、オフセット制御、及び非線形補正を行う。また、ブロック単位制御手段１４は、入力された映像信号に対してＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等による変調処理を行う。なお、ブロック単位制御手段１４におけるブロック単位での制御内容の具体例については後述する。

【0034】

また、ブロック単位制御手段１４は、映像に含まれる各ブロックのオフセット（Ｏｆｆ−ｓｅｔ）制御情報及び非線形補正情報を、バックライト駆動制御手段１５及びバックライト輝度補正手段１７に出力する。

【0035】

バックライト駆動制御手段１５は、ブロック単位制御手段１４により得られるブロック毎のオフセット制御情報や非線形補正情報等に対応させて、各ブロック位置に対応するバックライトの駆動制御を行う。

【0036】

なお、バックライト駆動制御手段１５は、タイミング制御手段１８により出力される映像信号の表示手段１９の映像と同期させてバックライトを駆動させるように、タイミング制御手段１８からのクロック信号に基づいて、タイミング制御された駆動信号をバックライト手段１６に出力することができる。

【0037】

ここで、バックライトは、通常、ＬＣＤに設けられているＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３つの色のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子等に対応させて、それぞれ対に設けられている。そのため、画素毎の調整は、ＬＥＤ素子毎に行うことが望ましいが、その場合にはコストや処理時間がかかってしまう。そこで、本実施形態では、所定のブロック単位で処理を行う。これにより、コストの削減と効率化を実現することができる。

【0038】

バックライト駆動制御手段１５は、各ブロックに対応するそれぞれの駆動制御信号をバックライト手段１６に出力する。バックライト手段１６は、設定された各ブロックに対応するそれぞれの駆動制御信号に基づいて、各ブロックの所定の位置にあるバックライトをそれぞれに設定された所定の輝度制御により点灯させ、その光を表示手段１９の画面に照射させる。

【0039】

バックライト輝度補正手段１７は、ブロック単位制御手段１４により得られるオフセット制御情報及び非線形補正情報に基づいて、映像処理手段１１により得られる映像信号に対して、バックライトによる輝度補正を行う。つまり、バックライト輝度補正手段１７は、予め信号情報から得られた輝度情報を逆補正してトリミングし、映像信号側にフィードバックさせる。

【0040】

ここで、バックライトは、例えば表示手段１９の背面等に位置し、輝度制御用のブロック単位で動作している。また、バックライトの動作は、映像信号の解像度に及ばない低解像度の輝度動作である。そのため、本実施形態によれば、映像信号の輝度解像度との差が生じるといったブロック輝度干渉妨害を防止することができ、ユーザに見易くて最適な映像をディスプレイ画面に表示することができる。

【0041】

また、バックライト輝度補正手段１７は、オフセット制御情報及び非線形補正情報により映像信号の補正を行うことで、バックライトのインパルス制御機能等と共に輝度、コントラスト、色等の制御を行うことができる。

【0042】

なお、本実施形態において、バックライト輝度補正手段１７は、ディミングブロックの構成により映像信号側にフィードバックさせる情報が変化し、更に表示手段１９の輝度透過率等によっても補正量を適切に調整する必要がある。その場合には、例えば予め設定された輝度透過率検出用カメラ等を用いて検出された結果を用いてフィードバックさせる情報を自動的に調整することができる。バックライト輝度補正手段１７は、上述した処理等により補正された映像信号をタイミング制御手段１８に出力する。

【0043】

タイミング制御手段１８は、バックライト輝度補正手段１７により得られる映像信号を表示手段１９の画面の水平方向、垂直方向に合わせて表示する時間の制御を行い、表示手段１９の一面に表示される画像情報を生成し、生成された画像を表示手段１９に出力する。

【0044】

更に、タイミング制御手段１８は、画面に表示する映像と同期してバックライト手段１６によるバックライトを点灯させるために、バックライト駆動制御手段１５に対し、映像信号を出力手段１９に出力したタイミングに対応させて、その映像信号に対応するバックライトを点灯させるタイミング制御信号をバックライト駆動制御手段１５に出力する。

【0045】

これにより、表示手段１９による映像出力と、バックライト手段１６による当該映像に対応したバックライト出力とを同期させることができる。

【0046】

表示手段１９は、タイミング制御手段１８にて生成された映像情報を画面に表示する。なお、表示手段１９としては、例えばＬＣＤパネル等を用いることができるが本発明においてはこれに限定されるものではない。

【0047】

上述した構成により、本実施形態では、ＬＣＤパネルのバックライトを、映像コンテンツに連動させて動的（Ｄｙｎａｍｉｃ）に動作させることができ、よりハイコントラストな映像を提供することができる。つまり、本実施形態によれば、映像コンテンツに応じた最適なバックライト制御を行うことができる。

【0048】

したがって、ＬＣＤバックライトでの様々なディミング動作を行うときに発生する映像信号への輝度干渉妨害を改善することができ、ディミング動作をより最適な動作にすることができる。

【0049】

また、従来では単純なＡＰＬ検出でのバックライト制御が主流であったが、本実施形態によれば、ＡＰＬの検出結果が同じ値でも、上述した各種ヒストグラムの検出結果用いることにより、より詳細なバックライト制御を行うことができる。したがって、例えば、輝度ヒストグラム検出により白成分の多いＡＰＬ５０％、黒成分の多いＡＰＬ５０％の違いが明確に識別できるため最適なバックライトを行うことができる。

【0050】

また、本実施形態では、従来のＡＰＬ検出によって処理される基準輝度制御の他に、輝度ヒストグラム検出により最適輝度制御が実現でき、例えば、色ヒストグラム検出を行うことで、最適なホワイトバランス（Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅ）制御等によるＲＧＢに対するＬＥＤバックライト制御を行うことができる。

【0051】

つまり、本実施形態では、ヒストグラムの検出結果のみを用いてバックライト輝度制御を行ってもよく、ＡＰＬの検出結果とヒストグラムの検出結果とを組み合わせてバックライト輝度制御を行ってもよい。

【0052】

＜輝度制御処理手順＞
次に、上述した輝度制御装置１０における輝度制御処理手順の例について、フローチャートを用いて説明する。図２は、本実施形態における輝度制御処理手順一例を示す概略フローチャートである。

【0053】

図２において、本実施形態における輝度制御処理では、まず上述したように本実施形態における入力される映像信号に対して復号化や平均化、コントラスト調整等の映像処理を行う（Ｓ０１）。次に、Ｓ０１の処理で得られた映像信号に対して、ＡＰＬ検出、輝度ヒストグラム検出、色ヒストグラム検出、周波数ヒストグラム検出のうち、少なくとも１つの情報を検出して映像の分析処理を行う（Ｓ０２）。

【0054】

次に、Ｓ０２の処理で得られた結果から、映像に対応させて、例えば１フレーム画像中に対する各ブロックの生成し、生成した各ブロックを識別する識別情報を有するブロック情報を取得する（Ｓ０３）。なお、ブロック情報とは、例えば、生成した各ブロックが１フレーム中のどこのフレームであるかを示す情報や、そのブロック分割されたフレームに関する情報等を含む。また、フレームの分割は、画像の内容や装置の処理性能等により予め設定されたサイズで分割される。なお、上述した画像の内容とは、例えば、１フレーム中における隣接画素間や隣接フレーム間の同一位置の画素間における輝度差が所定値以上の部分等の情報等を含む。

【0055】

また、Ｓ０３の処理で得られるブロック単位でオフセット補正や非線形補正等を行い（Ｓ０４）、その補正結果に対応させてバックライト駆動制御を行う（Ｓ０５）。

【0056】

また、Ｓ０１の処理で得られる分割される前の映像信号に対しても、Ｓ０４の処理で得られる補正結果に基づいて、バックライトに対応した映像の輝度補正を行う（Ｓ０６）。その後、出力される映像と、映像に対応するバックライトの出力を同期させるためのタイミング制御を行い（Ｓ０７）、バックライトの出力及び映像の表示を行う（Ｓ０８）。

【0057】

ここで、本実施形態に係る輝度制御処理を終了するか否かを判断し（Ｓ０９）、終了しない場合（Ｓ０９において、ＮＯ）、Ｓ０１に戻り以降の処理を行う。また、ユーザ等からの終了指示等により処理を終了する場合（Ｓ０９において、ＹＥＳ）、輝度制御処理にて行われる映像の出力処理やバックライトに出力処理を終了する。

【0058】

したがって、上述した輝度制御手順により、ディスプレイ装置等においてユーザに最適な映像や画像を画面表示すると共に、効率的な消費電力の削減を実現することができる。なお、上述の処理では、例えば、Ｓ０６の処理に示すように、バックライトの輝度制御情報を映像にフィードバックさせて映像情報の輝度補正等の処理を行ったが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば、バックライトの輝度補正のみを行うだけでも上述したようにディスプレイ装置等においてユーザに最適な映像や画像を画面表示すると共に、効率的な消費電力の削減を実現することができる。

【0059】

次に、上述した本実施形態における構成や手順に基づく具体的な実施例について説明する。

【0060】

＜バックライトの輝度制御について＞
上述した本実施形態で適用されるバックライトは、例えばＬＣＤパネル等の表示手段１９の背面や側面等に設置されている。また、バックライトは、例えばＲＧＢのそれぞれに対応するＬＥＤ等の発光素子からなり、更に複数の発光素子単位でブロック化し、ブロック化された発光素子毎に対応するドライバＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等を用いて輝度制御を行う。

【0061】

ここで、発光素子のブロック構成の例について説明する。図３は、本実施形態で適用可能な発光素子のブロック構成の一例を示す図である。なお、図３では、ＬＣＤバックライト用のＬＥＤについて示されている。図３（ａ），（ｂ）に示すように、表示手段２０の所定の画面表示領域には、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの素子（エレメント）２１ｒ，２１ｇ，２１ｂが存在している。また、各色の素子２１ｒ，２１ｇ，２１ｂにより組（ｃｅｌｌ）が構成され、また複数の組からなる素子ブロック２２を構成している。また、これらの素子は、マルチ結線やポイント結線によりドライバＩＣと接続されている。

【0062】

更に、複数の素子ブロック２２が所定の位置に所定数配置されて、輝度補正等の制御を行う輝度制御ブロック２３が構成される。なお、本実施形態において、輝度制御ブロック２３の数や配置例を図３（ａ），（ｂ）に示しているが、本発明においてはこれに限定されるものではない。

【0063】

また、図３（ａ）、（ｂ）に示すバックライトは、ＬＣＤパネルの裏面に設置されるいわゆるトップタイプ（Ｔｏｐ Ｔｙｐｅ）の構成であるが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば、表示手段２０の画面の下側やサイドの一方（右側、左側）又は両サイドに配置されるいわゆるエッジタイプ（Ｅｄｇｅ Ｔｙｐｅ）の構成であってもよい。

【0064】

なお、上述した輝度制御ブロック２３は、例えば、上述したように入力された映像信号から得られるＡＰＬ検出、輝度ヒストグラム検出、色ヒストグラム検出、周波数ヒストグラム検出の少なくとも１つの検出結果を用いることにより、所定の大きさのブロック単位に分割して補正を行うことができる。なお、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば予め設定されたブロック単位に分割してもよい。

【0065】

＜バックライト駆動制御手段１５について＞
次に、上述したバックライト駆動制御手段１５の構成例について図を用いて説明する。図４は、バックライト駆動制御手段の概要構成を説明するための図である。なお、図４（ａ）は、エッジＷタイプ（Ｅｄｇｅ Ｗｈｉｔｅ Ｔｙｐｅ）の高電圧ドライバを用いた構成例を示し、図４（ｂ）は、エッジＲＧＢタイプ（Ｅｄｇｅ ＲＧＢ Ｔｙｐｅ）の低電圧ドライバを用いた構成例を示し、図４（ｃ）は、トップＲＧＢＴｙｐｅ（Ｔｏｐ ＲＧＢ Ｔｙｐｅ）の構成例を示している。

【0066】

図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、それぞれの表示手段３０には、一例として、上述した素子ブロック２２又は輝度制御ブロック２３の何れかのブロックが所定の位置に配置されている。また、それらのバックライトは、パネルコントロールＩＣ（ＰＷＭ）３１により駆動制御がなされ、パネルコントロールＩＣ３１によりドライバ（Ｄｒｉｖｅｒ）デバイスであるドライバＩＣ３２又はドライバＩＣ群３３により接続された対応するＬＥＤからバックライトを出力する。

【0067】

ここで、図４（ａ）に示すパネルコントロールＩＣ３１では、最大２００〜３００Ｖの高電圧を供給することが可能な場合の例であり、低電圧の場合には図４（ｂ）に示すように複数のドライバＩＣ３２−１，３２−２，・・・を設けて、例えば低電圧として最大５〜２４Ｖの電圧を供給することができる。

【0068】

なお、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、１つのドライバＩＣ４２又はドライバＩＣ群４３が複数の素子の出力を制御する。

【0069】

＜バックライト駆動制御手段１５の内部構成について＞
次に、上述したバックライト駆動制御手段１５の内部構成例について具体的に説明する。図５は、本実施形態におけるバックライト駆動制御手段の構成例を示す図である。

【0070】

図５に示すバックライト駆動制御手段１５は、メイン基板４１と、ドライバ基板４２とを有しており、メイン基板４１には、マイコン部４３と、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）４４とを有し、ドライバ基板４２には、複数のドライバＩＣ４５を有している。また、ＦＰＧＡ４４には、パルス発生部５１と、ＯＳＣ（発振器）５２と、ＰＷＭアレイ５３と、ゲート（Ｇａｔｅ）アレイ５４と、Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル）変換部５５とを有するよう構成されている。更に、図５に示すメイン基板４１及びドライバ基板４２には、電源により電力が供給されている。

【0071】

メイン基板４１は、マイコン部４３から得られる制御情報に基づいて、ＦＰＧＡ４４にて構築されたゲートアレイ５４を用いて１又は複数のドライバ基板４２に設けられている１又は複数のドライバＩＣのうち、対応するドライバＩＣに対してバックライト手段１６に設けられている各ブロックのバックライトを駆動させるための制御信号を出力する。

【0072】

具体的には、メイン基板４１は、ＦＰＧＡ４４内のパルス発生部５１が、タイミング制御手段から得られる同期信号（Ｖｓｙｎｃ）に基づいて、映像信号のタイミングに併せてバックライトの輝度制御を行うためのパルス信号を生成する。また、パルス発生部５１は、生成されたパルス信号を、それぞれのゲートアレイ５４に出力する。

【0073】

また、ＯＳＣ５２は、ＰＷＭアレイ５３にてそれぞれ生成されるＰＷＭ信号の基準となる基準信号を生成し、ＰＷＭアレイ５３の各ＰＷＭ回路に出力する。

【0074】

また、メイン基板４１は、ＦＰＧＡ４４内に設けられたＳ／Ｐ変換部５５により、ブロック単位制御手段１４から得られるシリアル形式の制御信号を、ブロック単位のエリアクロック（Ａｒｅａ ｃｌｏｃｋ）に基づいて、パラレル形式に変換し、ＰＷＭアレイ５３に設けられるＰＷＭ回路１〜ｎのうち、エリアクロックに対応するＰＷＭ回路にその制御信号を出力する。

【0075】

ＰＷＭアレイ５３は、ＯＳＣ５２により得られる基準信号と、Ｓ／Ｐ変換部５５により得られる制御信号とに基づいて、ＰＷＭ回路のそれぞれでパルス幅変調を行って、例えばＬＥＤ等の発光素子の発光のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御信号を生成し、生成した信号をゲートアレイ５４に設けられた各ＰＷＭ回路に対応するゲート回路に出力する。

【0076】

ゲートアレイ５４ではパルス発生部５１により得られるパルス信号と、ＰＷＭアレイ５３から得られる制御信号とに基づいてドライバ基板４２に設けられた１又は複数のドライバＩＣのうち、ゲートアレイ５４に設けられた各ゲート回路に対応するドライバＩＣに対してゲート回路からの制御信号を出力する。

【0077】

なお、上述したマイコン部４３は、具体的には、外部からの設定情報や予め記録された設定情報等により、パルス発生部５１やＳ／Ｐ変換部５５に対して制御信号を出力する。これにより、バックライト駆動制御手段１５は、バックライト手段１６に設けられた各バックライトに対して所定の駆動制御を行わせることができる。

【0078】

また、ドライバ基板４２は、それぞれのドライバ基板（例えば、図５の例では、ドライバ基板（１）〜（ｍ））に設けられている１又は複数のドライバＩＣ（例えば、図５の例では、ドライバ基板（１）のとき、ドライバＩＣ（１）〜（５））が、対応する上述したゲート回路から得られる信号に基づいて、バックライト手段１６の各バックライトを駆動させるための駆動制御信号を出力する。このようにして、各ドライバＩＣで生成した駆動制御信号は、バックライト手段１６に出力されて、各バックライトの制御が行われる。

【0079】

なお、上述したＰＷＭアレイ５３及びゲートアレイ５４は、それぞれ映像に対応して可変に設定される上述した輝度制御ブロック２３の数に対応できるように複数の素子が設けられている。つまり、ＰＷＭアレイ５３及びゲートアレイ５４は、表示手段１９において、最大のブロックに分割できる数のブロック数に対応させた素子を設けることができる。なお、本実施形態において、分割可能な数としては、例えば、映像の画素単位や２×２ピクセル、４×４ピクセル、１６×１６ピクセルの正方形ブロック等が想定できるが本発明においてはこれに限定されるものではない。また、各ＰＷＭ回路及びゲート回路は、予め設定される複数の分割ブロックに対するバックライト素子を制御してもよい。

【0080】

バックライト駆動制御手段１５は、上述した処理を行うことで、ドライバＩＣ４５からの駆動制御信号により、所定のタイミングで対応するＬＥＤ等のバックライト素子を点灯又は消灯させることができる。

【0081】

＜第２の実施形態＞
次に、本発明における第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、図１に示す映像処理手段１１により得られる映像信号に基づいて、映像自体の処理は行わずに、バックライトに対する輝度制御処理を行うものである。なお、以下の実施形態の説明では、上述した輝度制御装置と同一の機能を有する構成部分には、同一の番号を付すものとし、ここでの詳細な説明は省略する。

【0082】

図６は、第２の実施形態における輝度制御装置の機能構成の一例を示す図である。図６に示す輝度制御装置６０は、映像処理手段１１と、フィルタ部６１と、ブロック単位制御手段１４と、輝度補正手段６２と、ＰＷＭ制御手段６３と、バックライト駆動制御手段１５と、表示装置６４とを有するよう構成されている。なお、表示装置６４は、少なくとも上述したバックライト手段１６と、表示手段１９とを有するよう構成されている。

【0083】

第２の実施形態における輝度制御装置６０は、入力される映像信号を映像処理手段１１と、フィルタ部６１に出力する。映像処理手段１１は、入力される映像信号に対して、上述した映像処理を実施して、所定のタイミングで表示装置６４に出力する。

【0084】

フィルタ部６１は、後段の処理を行う前に信号の平滑化処理を行うため、入力される映像信号のグレードに応じたローパスフィルタによる信号のフィルタリング処理を行う。また、フィルタ部６１は、入力される映像信号が圧縮符号化されている場合には、その信号の復号化を行ったり、限定受信放送等によりスクランブル化等の暗号化処理されている場合には、予め設定された鍵情報等を用いて復号化（デスクランブル化）するための特別な処理を行うこともできる。

【0085】

また、フィルタ部６１は、フィルタリングされた映像信号をブロック単位制御手段１４に出力する。ブロック単位制御手段１４は、上述したブロック単位でのＡＰＬ検出、輝度ヒストグラム検出、色ヒストグラム検出、及び周波数ヒストグラム検出のうち少なくとも１つからなる輝度制御処理を行う。なお、本実施形態における輝度制御処理は、ＡＰＬ検出結果と、上述したその他のヒストグラム検出結果のうちの何れか１つとを組み合わせるのが好ましい。また、ブロック単位制御手段１４は、ブロック毎の制御信号を輝度補正手段６２に出力する。

【0086】

輝度補正手段６２は、ブロック毎の輝度制御処理結果に基づいて、外部からの設定情報や予め記録された設定情報等により、ブロック単位にバックライトの輝度情報を補正し、その補正信号をＰＷＭ制御手段６３に出力する。

【0087】

ＰＷＭ制御手段６３は、補正された輝度情報に基づいて、バックライト駆動制御信号を生成し、生成したバックライト駆動制御信号をバックライト駆動制御手段１５に出力する。したがって、バックライト駆動制御手段１５は、表示装置６４に設けられた画面全体のバックライトを、上述した処理により所定のブロック毎に制御することができる。

【0088】

このように、第２の実施形態では、バックライトのみの輝度補正を行っている。これだけでも、上述したようにユーザに見易くて最適な映像を画面表示すると共に効率的な消費電力の削減を実現することができ、更に、第１の実施形態よりも簡易な構成で実現することができる。

【0089】

＜第３の実施形態＞
次に、本発明における第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、入力される映像信号に対して映像そのものの処理に対して、ホワイトバランス補正やコントラスト補正、カラー補正等を行うものである。なお、以下の実施形態の説明では、上述した輝度制御装置１０，６０と同一の機能を有する構成部分には、同一の番号を付すものとし、ここでの詳細な説明は省略する。

【0090】

図７は、第３の実施形態における輝度制御装置の機能構成の一例を示す図である。図７に示す輝度制御装置７０は、映像情報分析手段１２と、ホワイトバランス制御手段７１と、コントラスト補正制御手段７２と、カラー補正手段７３と、フィルタ部６１と、ブロック単位制御手段１４と、輝度補正手段６２と、ＰＷＭ制御手段６３と、バックライト駆動制御手段１５と、表示装置６４とを有するよう構成されている。なお、ホワイトバランス制御手段７１、コントラスト補正制御手段７２、及びカラー補正手段７３のうち、少なくとも１つの処理が映像補正手段としての処理に相当する。

【0091】

第３の実施形態における輝度制御装置７０は、入力される映像信号を映像情報分析手段１２と、フィルタ部６１に出力する。映像情報分析手段１２では、上述したように映像情報のＡＰＬ検出、輝度ヒストグラム検出、色ヒストグラム検出、周波数ヒストグラム検出を行い、得られた結果をホワイトバランス制御手段７１に出力する。

【0092】

また、映像情報分析手段１２は、入力される映像信号が圧縮符号化されている場合には、その信号の復号化を行ったり、限定受信放送等によりスクランブル化等の暗号化処理されている場合には、予め設定された鍵情報等を用いて復号化（デスクランブル化）するための特別な処理を行うこともできる。

【0093】

ホワイトバランス制御手段７１は、入力された結果から映像信号に対するホワイトバランス制御を行う。なお、ホワイトバランス制御手段７１は、ブロック単位制御手段１４から得られるブロック情報に対応させてブロック毎にホワイトバランスを補正する。

【0094】

コントラスト補正制御手段７２は、輝度補正手段６２から得られるコントラスト情報に基づいて、ホワイトバランス補正制御手段８２により得られるホワイトバランス補正された映像信号に対するコントラスト補正を行う。

【0095】

更に、カラー補正手段７３は、コントラスト補正制御手段７２から得られる映像信号を表示装置６４の特性や性能等の所定の条件に基づいてカラー補正し、表示装置６４により表示する。また、バックライト補正については、上述した第２の実施形態と同様の処理を行う。これにより、第３の実施形態において、ユーザに見易くて最適な映像を画面表示すると共に効率的な消費電力の削減を実現することができる。

【0096】

＜マルチディミング（Ｍｕｌｔｉ Ｄｉｍｍｉｎｇ）処理について＞
ここで、上述した第１〜第３の実施形態では、上述したようにブロック単位の映像情報を検出し、ブロック単位のバックライトを制御するため、ＡＰＬ検出、輝度ヒストグラム検出、色ヒストグラム検出（色相、色飽和度）、及び周波数ヒストグラム検出のうち、少なくとも１つの情報を用いることで、バックライトのブロック数に影響されないバックライト輝度制御（Ｄｉｍｍｉｎｇ）を実現することができる。また、本実施形態を適用することで、自動バックライトスキャニングシステム（Ａｕｔｏ Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ（Ｂｌｏｃｋ情報あり））や、自動タイミングフィルタ（Ａｕｔｏ Ｔｉｍｉｎｇ Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ（Ｂｌｏｃｋ情報なし））、マルチ非線形補正バックライト制御といったマルチディミング（Ｍｕｌｔｉ Ｄｉｍｍｉｎｇ）処理を提供することができる。

【0097】

なお、本実施形態では、特にＡＰＬ以外のコンテンツ情報を分析してバックライトを制御するために上述した各種ヒストグラム情報を検出したり、ＡＰＬ情報に各種ヒストグラム情報をプラスして最適なバックライト制御を行う。また、コンテンツ情報の詳細分析をしてバックライトのブロック数に、影響されないバックライト制御を行い、更にバックライトの制御特性をコンテンツ情報（ＡＰＬ等）に応じたリニア（線形）補正だけでなく非線形補正をも行えるようにする。

【0098】

更に、本実施形態では、バックライトの制御特性にコンテンツ情報（ＡＰＬ等）に応じてオフセット（Ｏｆｆ−ｓｅｔ）制御を行うことができ、更に、バックライト制御によるバックライトブロック輝度干渉妨害を削減するために、バックライト情報から信号系への補正情報を送出することもできる。

【0099】

＜輝度補正について＞
ここで、上述した本実施形態における輝度補正の具体例について図を用いて説明する。図８は、本実施形態における輝度補正の具体例について説明するための図である。なお、図８（ａ）〜（ｃ）は、それぞれの輝度補正の補正パターンを示しており、図８（ｄ）は、ブロックディミング処理の様子を示している。

【0100】

本実施形態では、図８に示すように、それぞれのブロック情報に基づいて、ＬＥＤバックライトの点灯・消灯等のディミング動作が実行される。ここで、図８（ａ）ではブロック分割数（＊ｎ）を１とし、図８（ｂ）ではブロック分割数を７とし、図８（ｃ）ではブロック分割数が４２として、ブロック輝度制御を行ったときの例を示しているが、本発明においてはこれに限定されるものではない。

【0101】

本実施形態では、図８（ｄ）に示すように、入力される映像情報に対して、入力されたブロック情報（例えば、上述した分割数１，７，４２等）に基づいて、入力される映像フレームを所定のブロック数に分割し、分割されたブロック毎に、予め入力される分析情報（例えば、ＡＰＬ、各ヒストグラム（Ｈｉｓｔｏｇｒａｍ）、波形等の各種プロファイル（Ｐｒｏｆｉｌｅ）に基づいてブロック情報が分析される。

【0102】

次に、本実施形態では、その分析されたブロック情報に対して、予め入力されるＤｉｍｍｉｎｇ情報（例えば、ＡＰＬ、ヒストグラム、プロファイル、又はこれらの混合情報（Ｍｉｘ））に基づいて、ＡＰＬ、ブロック輝度制御を行う。更に、本実施形態では、得られたブロック毎の輝度制御情報から、入力されるバックライト輝度、色制御情報（例えば、線形補正、非線形補正、オフセット（Ｏｆｆ−ｓｅｔ）補正、又はこれらの混合）に基づいて、バックライトに対する補正等の制御を行い、補正されたバックライトを点灯させる。

【0103】

なお、上記の処理において、入力される各種情報は、専用の設定画面等を生成して表示手段等に表示し、予め設けられた入力手段等を用いてユーザが設定することにより、詳細な設定を容易に行うことができる。ここで、上述した設定画面について図を用いて説明する。

【0104】

図９Ａ〜図９Ｅは、輝度制御に対する各種条件を設定する設定画面の一例を示す図（その１〜その５）である。なお、これらの画面は、設定情報に基づいて、その映像コンテンツ毎の輝度分析機能も有している（Ｄｉｍｍｉｎｇ Ｃｏｎｔｅｎｔｓ Ａｎａｌｙｚｅｒ）。

【0105】

ここで、図９Ａは、ＡＰＬの設定画面例を示し、図９Ｂは、輝度ヒストグラムの設定画面の一例を示している。また、図９Ｃは、色相ヒストグラムの設定画面の一例を示し、図９Ｄは、色飽和度ヒストグラムの設定画面の一例を示している。また、図９Ｅは、周波数ヒストグラムの設定画面の一例を示している。

【0106】

図９Ａに示すＡＰＬの設定画面例では、バックライトの輝度制御を行うために映像信号からＡＰＬを検出し、検出された結果に基づいて線形補正を行うものである。なお、図９Ａの例では、線形補正に限定されずに、非線形補正やオフセット補正も行うことができる。なお、これらの具体例については後述する。

【0107】

また、図９Ｂに示す輝度ヒストグラムの設定画面では、バックライトの輝度の部分補正を行う設定情報（例えば、テーブル等）を調整する。この設定情報は、例えば、０〜２５５のＲＧＢをホワイトバランス等の補正を行った０〜２５５のＲＧＢに変換する。例えば、図９Ｂに示す例では、もとの映像に含まれる画像信号の輝度或いはＲＧＢの値のヒストグラム（Ｏｒｉｇｉｎａｌ Ｈｉｓｔｏｇｒａｍ）をグラフ表示し、テーブル等の設定情報により補正を行った後の輝度或いはＲＧＢの値のヒストグラム（Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｈｉｓｔｏｇｒａｍ）をグラフ表示する。なお、上述したヒストグラムの表示において、補正前と補正後の信号の解像度が異なる場合には、例えば、補正後の画像信号の全画素数が補正前の映像信号の全画素数と同じになるように正規化を行う。これにより、両者の比較を容易に行うことができる。この輝度ヒストグラムによれば、例えば、画像単位に明るい色又は白系の色がどの程度含まれているのかを容易に把握することができる。

【0108】

また、図９Ｂに示す輝度ヒストグラムの設定画面では、モード（Ｍｏｄｅ）として補正テーブルの種類を選択することができ、そのモード（補正テーブル）を適用した際の入力（Ｉｎｐｕｔ）と出力（Ｏｕｔｐｕｔ）との関係が表示される。この補正テーブルの形状は、画面上で修正することができるため、例えば、暗部だけを補正したり、明部だけを補正したり、暗部と明部とで補正値を変えることもできる。なお、これらの輝度ヒストグラムに関する各設定情報の調整は、画面に設けられたスライダ等を用いて調整することができる。

【0109】

また、図９Ｃ及び図９Ｄに示す２つの色ヒストグラムの設定画面では、それぞれ色相ヒストグラムと色飽和度ヒストグラムとが表示されている。それぞれの設定画面では、カラーチューニングやＲＧＢゲイン等の色の基本設定を行う。

【0110】

例えば、図９Ｃに示す色相ヒストグラムの設定画面例では、もとの映像に含まれる画像信号の色相のヒストグラムをグラフ表示し（Ｏｒｉｇｉｎａｌ Ｈｕｅ Ｈｉｓｔｏｇｒａｍ）、補正後の画像の色相のヒストグラム（Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｈｕｅ Ｈｉｓｔｏｇｒａｍ）をグラフ表示する。

【0111】

なお、ここでの色相は、ベクトルスコープでの角度であり、また補正前と補正後の２つのヒストグラムは、例えば０．５〜１．０秒毎に描画しなおして表示されている。また、図９Ｃに示すヒストグラムは円グラフを示しているが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば棒グラフを表示することができる。

【0112】

例えば、図９Ｄに示す色飽和度ヒストグラムでは、棒グラフにより補正前と補正後の色飽和度ヒストグラムが表示されている。これらは、図９Ｃ及び図９Ｄ示す所定のチェックボックス（「ｖｅｃｔｏｒ」）へのチェックの有無により円グラフと棒グラフとを切り替えて表示させることができる。

【0113】

ここで、図９Ｃ及び図９Ｄに示すようなヒストグラムの表示において、補正前と補正後の信号の解像度が異なる場合には、例えば、補正後の画像信号の全画素数が補正前の映像信号の全画素数と同じになるように正規化を行う。

【0114】

また、これらの色ヒストグラムに関するカラーチューニングやＲＧＢゲイン等の各設定情報の調整は、画面に設けられたスライダ等を用いて調整することができる。

【0115】

また、図９Ｅに示す周波数ヒストグラムの設定画面では、周波数成分のヒストグラムに対して、ノイズリダクション（Ｎｏｉｓｅ Ｒｅｄｕｃｅｒ）及びシャープネス（Ｓｈａｒｐｎｅｓｓ）の調整を行う。つまり、図９Ｅに表示される設定画面では、表示されるヒストグラムのグラフの縦軸上端に相当する値（Ｓｃａｌｅ）をスライダ、或いはエディットボックスで変更することができ、これにより、表示されるヒストグラムの高さを変更することができる。また、図９Ｅに示す設定画面では、スケール用のスライダの可変範囲の最大値を編集したり（Ｒａｎｇｅ ｏｆ ｓｃａｌｅ）、ノイズリダクション機能やシャープネス補正の機能をＯＮ／ＯＦＦしたり、ノイズリダクション及びシャープネス補正の度合いを設定し、対応する周波数ヒストグラムを画面に表示させることができる。

【0116】

また、図９Ｅに示す設定画面では、例えばＦＰＧＡ内部で周波数ヒストグラムを計算するときの遮断周波数を設定することができる。

【0117】

このように、本実施形態では、各種の設定画面等を設けることで、ユーザが設定することができ、所定の範囲におけるヒストグラム情報やプロファイル情報等を取得することができるため、これらの情報に基づいてバックライトの輝度制御を最適に行うことができる。

【0118】

ここで、上述した図９Ａに示すＡＰＬの設定画面を用いた輝度制御の例について具体的に説明する。

【0119】

＜動的バックライト輝度制御について＞
本実施形態では、最適な動的バックライト輝度制御の具体例について図を用いて説明する。図１０は、本実施形態における動的バックライト輝度制御の具体例について説明するための図である。図１０では、縦軸をＡＰＬ検出値（％）とし、横軸をバックライトの輝度レベル（％）として、ＡＰＬに対する最適輝度制御の例を示している。

【0120】

本実施形態では、例えば図１０に示すようなＡＰＬとバックライトの結果に基づいて、例えば、ＡＰＬ検出により動的レンジによるセンタリング処理が制御され、白色及び黒色における各種ヒストグラム検出により非線形補正が行われる。

【0121】

具体的に説明すると、例えばＬＣＤパネルのバックライトの輝度を制御する場合、消費電力を削減するため、映像信号のＡＰＬ情報によって線形（Ｌｉｎｅａｒ）に輝度制御することが一般的に知られている。このようなＡＰＬに依存したバックライトの輝度制御を単純に（リニア制御）行うと消費電力は、低減できるがコントラストが低下するという副作用が起こることが知られている。なお、この原因は、例えば、実際に使用されている映像信号のＡＰＬ範囲が２０〜５０％付近に集中しているためであり、平均すると３０〜４０％というデータが得られていることは、周知の事実である。

【0122】

そこで、まず実際に使用される映像信号のＡＰＬを基準としてバックライト制御用ＡＰＬ曲線（Ｃｕｒｖｅ）を設定するとＡＰＬ３５％付近をバックライト輝度５０％値として設定することが最適であることが分かる。したがって、本実施形態では、ＡＰＬ３５％付近をバックライト輝度５０％値とした非線形制御曲線を設定する。これにより、コントラストを低下させず、且つ消費電力低減が可能となる。

【0123】

また、本実施形態では、映像信号のＡＰＬ検出と輝度ヒストグラム情報とを検出し制御を２段階制御方式にして理想的で且つ最適なバックライトの輝度制御を行うことができる。

【0124】

つまり、本実施形態では、バックライト輝度制御を初め映像信号（実際のコンテンツ）のＡＰＬ検出により基準値（５０％）を割り出し、その基準値に基づいてセンタリングされた単純非線形曲線（Ｃｕｒｖｅ）を設定する、次に、輝度ヒストグラムデータから暗い輝度成分が多いときには輝度オフセット（Ｏｆｆ−ｓｅｔ）を乗算したり、黒輝度部の非線形曲線（Ｃｕｒｖｅ）により制御を行ったり、或いは、明るい輝度成分が多いときには明部の輝度曲線により制御を行うことで、より見やすい最適な映像が得られると共に効率的な消費電力をとなる。

【0125】

これにより、本実施形態によれば、ＡＰＬと輝度ヒストグラム情報を使用して最適なバックライト制御を行うことでより効率的且つ低消費電力を実現しながら最適なハイコントラスト映像を得ることができる。

【0126】

＜バックライト輝度の非線形、オフセット制御について＞
次に、上述したバックライト輝度の非線形、オフセット制御について図を用いて具体的に説明する。図１１は、本実施形態におけるバックライト輝度の非線形、オフセット制御の具体例について説明するための図である。なお、図１１では、上述した図１０と同様に縦軸をＡＰＬ検出値（％）とし、横軸をバックライトの輝度レベル（％）としている。

【0127】

非線形、オフセット制御においても、上述した図１２に示すように、ＡＰＬ３５％付近をバックライト輝度５０％値とした非線形制御曲線を設定することでコントラストを低下させず、且つ消費電力低減が可能となる。

【0128】

また、バックライトの輝度レベルをオフセットにより、例えば０％から３０〜４０％あたりまで上げることで、暗くならずにバックライトに適した輝度制御を行うことができる。

【0129】

このように、本実施形態によれば、コントラストを低減させずに低消費電力化を実現させることができる。また、バックライトの最小値（Ｍｉｎｉｍｕｍ）輝度を設定できるようにしたオフセット（Ｏｆｆ−ｓｅｔ）制御機能を有することで、より高精度が映像を提供することができる。

【0130】

これにより、例えば、ＬＣＤパネル等の表示手段のバックライトを、映像コンテンツに連動して動的（Ｄｙｎａｍｉｃ）に動作させることで、よりハイコントラストな映像を得るために最適バックライト制御を行うコンテンツ分析を行うことができる。

【0131】

上記の内容をより具体的に説明すると、従来におけるバックライト制御のためのコンテンツ分析は、一般的に単純なＡＰＬ検出でのバックライト制御が主流であった。しかしながら、ＡＰＬ検出でのバックライト制御は、映像コンテンツに最適に動作させることができないため黒成分が多いＡＰＬ５０％情報と白成分が多いＡＰＬ５０％情報の制御が同じ制御動作となり、黒つぶれや白つぶれ現象が起き易いという欠点がある。したがって、本実施形態では、ＡＰＬが同じ値でも輝度ヒストグラム検出により白成分の多いＡＰＬ５０％、黒成分の多いＡＰＬ５０％の違いが明確に識別できるため最適なバックライト制御ができる。

【0132】

本実施形態に示すように、ＬＥＤバックライト制御を非線形化することにより、ディミング（ＬＥＤの明るさ制御）時の消費電力を大きく削減しながら、且つハイコントラスト化も容易にできるようになる。

【0133】

したがって、映像コンテンツに応じた最適なバックライト制御ができ、ＡＰＬ検出による基準輝度制御や、輝度ヒストグラム検出による最適輝度制御、色ヒストグラム検出による最適ホワイトバランス制御（ＲＧＢ ＬＥＤ Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ）等の処理行うことができる。

【0134】

＜ディミングブロック干渉妨害防止＞
次に、上述した本実施形態を適用することで得られるディミングブロックの干渉妨害防止の具体例について図を用いて説明する。図１２は、本実施形態におけるディミングブロック干渉妨害防止の具体例について説明するための図である。

【0135】

図１２の例では、画面上に植木鉢と花の画像が表示されている。例えば、一般的にバックライトの輝度動作は、ＬＣＤパネルの背面に位置し、ディミング用のブロック単位で動作している。バックライトの動作領域は、映像信号の解像度に及ばない低解像度の輝度動作であるため、映像信号の輝度解像度との差が生じる。これがディミングブロック輝度干渉妨害であり、特に輝度変化の大きい部分で起こり易いのが特徴である。

【0136】

これを改善すべく、本実施形態では、予め信号情報から得られたディミング輝度情報を逆補正してトリミングし、映像信号側にフィードバックさせることで画像を改善する。

【0137】

具体的には、ＬＥＤバックライトによる輝度補正により、「ショットアンバランス（Ｓｈｏｏｔ Ｕｎｂａｌａｎｃｅ）」、「リンギング（Ｒｉｎｇｉｎｇ）」、「ディテイルアウト（Ｄｅｔａｉｌ Ｏｕｔ）」、「フォーカスエラー（Ｆｏｃｕｓ Ｅｒｒｏｒ）」、「アンナチュラルノイズ（Ｕｎ Ｎａｔｕｒａｌ Ｎｏｉｓｅ）」を行う際、上述した輝度ブロックインタフェースと、カラーブロックインターフェースにより、それぞれの輝度制御処理を行う。

【0138】

具体的に説明すると、輝度ブロックインタフェースでは、ブロック単位に、バックライトを用いたブロック補正（Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）、ディザリング（Ｄｉｔｈｅｒｉｎｇ）、フレキシブルブロックコントロール（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）等の処理を行い、カラーブロックインターフェースでは、ブロック単位に、バックライトを用いたカラーブロック補正（Ｃｏｌｏｒ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）、カラーディザリング（Ｃｏｌｏｒ Ｄｉｔｈｅｒｉｎｇ）、フレキシブルブロックコントロール等の処理を行う。

【0139】

なお、上述のフレキシブルブロックコントロールとは、ブロック数やブロックサイズの制御手法である。つまり、この制御手法により、例えば最大縦１００ブロック、横２００ブロックの合計２００００ブロックで構成されたバックライトブロックを制御する場合に、例えば１０×２０の２００ブロックにして制御したり、１００×５０＝５０００ブロックにして制御したりする等、自由にブロック数はブロックサイズを変更することができる。

【0140】

上述したように、本実施形態では、バックライトの輝度制御を画像にフィードバックさせることで、ＬＣＤバックライトでのいろいろなディミング動作を行うときに発生する映像信号への輝度干渉妨害を改善することができる。したがって、ディミング動作をより完全な動作にすることができる。

【0141】

上述したように、本発明によれば、ユーザに見易くて最適な映像を画面表示すると共に効率的な消費電力の削減を実現することができる。

【0142】

また、本実施形態によれば、例えば、ＡＰＬが同じ値でも輝度ヒストグラム検出により白成分の多いＡＰＬ５０％、黒成分の多いＡＰＬ５０％の違いが明確に識別できるため最適なバックライト制御を行うことができる。

【0143】

なお、本発明におけるバックライトの輝度制御手法は、ＴＶやＰＣの画面、携帯端末、デジタルカメラ等のバックライトを具備する表示画面等の分野に広く適用することができる。

【0144】

以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

【符号の説明】

【0145】

１０，６０，７０ 輝度制御装置
１１ 映像処理手段
１２ 映像情報分析手段
１３ ブロック情報取得手段
１４ ブロック単位制御手段
１５ バックライト駆動制御手段
１６ バックライト手段
１７ バックライト輝度補正手段
１８ タイミング制御手段
１９，２０，３０ 表示手段
２１ 素子（エレメント）
２２ 素子ブロック
２３ 輝度制御ブロック
３１ パネルコントロールＩＣ
３２，４５ ドライバＩＣ
３３ ドライバＩＣ群
４１ メイン基板
４２ ドライバ基板
４３ マイコン部
４４ ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）
５１ パルス発生部
５２ ＯＳＣ（発振器）
５３ ＰＷＭアレイ
５４ ゲート（Ｇａｔｅ）アレイ
５５ Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル）変換部
６１ フィルタ部
６２ 輝度補正手段
６３ ＰＷＭ制御手段
６４ 表示装置
７１ ホワイトバランス制御手段
７２ コントラスト補正制御手段
７３ カラー補正手段

【図1】

【図2】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図10】

【図11】

【図3】

【図4】

【図9B】

【図9C】

【図9D】

【図9E】

【図12】