JP4643545B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置とそのバックライト調光装置に関し、特に、当該液晶表示装置に表示される映像の特徴に応じた最適な明るさにバックライトを調光することが可能な液晶表示装置とそのバックライト調光装置に関する。

近年において、液晶表示装置は、その薄さを理由として、プラズマディスプレイ装置（ＰＤＰ）と共に、平面型（フラット）ディスプレイ装置として、テレビジョン受像機やコンピュータの表示装置をはじめとして、広く、映像を表示するための表示装置として利用されて来ている。

特に、液晶ディスプレイからなるスクリーン上に映像を表示する液晶表示装置では、表示された画像を見やすくするため、当該液晶ディスプレイをその背面から照明するバックライトを設けることが一般的であり、そして、このバックライトの輝度は、通常、バックライトの制御装置を操作者が可変的に調整することにより行い、もって、見やすい画面を得ることが行われている。

なお、その場合、例えば、以下の特許文献１によれば、ビデオ信号の平均レベル及びバックライトの温度が変化しても液晶表示器の表示輝度及びコントラストをほぼ一定にすることを目的として、ＡＰＬ検出回路によりビデオ信号の平均レベルを検出し、当該検出器により検出したビデオ信号の平均レベルが高ければバックライトの輝度を下げ、他方、ビデオ信号の平均レベルが低ければバックライトの輝度を上げる制御方法が既に知られている。

また、液晶パネルの輝度を、視聴する画像に最適な輝度とするため、例えば、以下の特許文献２によれば、マイコンにより、一定期間中に取得した映像信号から輝度平均値Ａｖｅを算出し、当該輝度の平均値が、所定のしきい値を上回るとバックライトの発光輝度を低減させ、同平均値が同しきい値を下回るとバックライトの発光輝度を増加させることも既に知られている。
特開平８−２０１８１２号公報 特開２００５−３０８７９２号公報

即ち、上述した従来の技術では、表示されるビデオ信号から検出されるＡＰＬ（平均輝度：Average Picture Level）を用いることにより、より具体的には、このＡＰＬが高いときにはバックライトの輝度を低下し、反対に、ＡＰＬが低いときにバックライトの輝度を上げる制御をしていた。しかしながら、かかる従来技術では、ビデオ信号の平均輝度であるＡＰＬのみによってバックライトの制御を行っていることから、たとえＡＰＬが同じであっても、その特徴が異なる映像に対しては、最適なバックライトの発光輝度の制御を行うことは出来なかった。

そこで、本発明は、上述した従来技術における問題点に鑑みてなされたものであり、より具体的には、ＡＰＬが同じものをも含め、特徴が異なる映像に対しても最適なバックライトの発光輝度の制御を行うことを可能とするバックライト調光装置及び方法、更には、それを採用して最適な映像を表示することが可能な液晶表示装置を提供することをその目的とする。

本発明によれば、上記の目的を達成するため、まず、映像信号を入力として画像を表示する液晶表示部と、前記液晶表示部の背面側に設けられ、当該液晶表示部を背面から照明するバックライトと、前記バックライトを駆動すると共に、当該バックライトからの照明光の光量を制御する調光機能を備えたバックライト駆動部と、前記入力した映像信号に基づいて、当該映像信号の平均輝度と共に、その輝度又は色ヒストグラムを検出する特徴検出部とを備えた液晶表示装置において、更に、前記特徴検出部により検出された前記平均輝度と共に、前記輝度又は色ヒストグラムに基づいて、前記バックライト駆動部の調光機能を介して前記バックライトからの照明光の光量を制御する手段を備えた液晶表示装置が提供される。

なお、本発明では、前記に記載した液晶表示装置において、前記光量制御手段は、前記平均輝度と共に、前記輝度又は色ヒストグラムのパターンに基づいて、前記バックライトからの照明光の光量を制御することが好ましく、更には、前記光量制御手段は、前記平均輝度と前記輝度又は色ヒストグラムのパターンに基づいて予め設定された前記バックライトからの照明光の光量を記憶する手段を備えていることが好ましい。

また、本発明によれば、やはり上記の目的を達成するため、液晶表示部を背面から照明するバックライトの照明光の光量を制御するバックライト調光装置であって、前記バックライトを駆動すると共に、当該バックライトからの照明光の光量を制御する調光機能を備えたバックライト駆動部と、前記液晶表示部への映像信号に基づいて、当該映像信号の平均輝度と共に、その輝度又は色ヒストグラムを検出する特徴検出部と前記特徴検出部により検出された前記平均輝度と前記輝度又は色ヒストグラムに基づいて、前記バックライト駆動部の調光機能を介して前記バックライトからの照明光の光量を制御する手段とを備えたバックライト調光装置が提供される。

なお、本発明では、前記に記載したバックライト調光装置において、前記光量制御手段は、前記平均輝度と共に、前記輝度又は色ヒストグラムのパターンに基づいて、前記バックライトからの照明光の光量を制御することが好ましく、更には、前記光量制御手段は、前記平均輝度と前記輝度又は色ヒストグラムのパターンに基づいて予め設定された前記バックライトからの照明光の光量を記憶する手段を備えていることが好ましい。

加えて、本発明によれば、やはり上記の目的を達成するため、映像信号を入力として画像を表示する液晶表示部に背面から照明するバックライト照明光の光量を制御するバックライト調光方法であって、前記入力された映像信号に基づいて、当該映像信号の平均輝度と共に、その輝度又は色ヒストグラムを検出し、前記で検出された前記平均輝度と共に、前記輝度又は色ヒストグラムに基づいて、前記液晶表示部に背面から照明するバックライト照明光の光量を制御するバックライト調光方法が提供される。

なお、本発明では、前記に記載したバックライト調光方法において、前記輝度又は色ヒストグラムのパターンに基づいて、前記バックライトからの照明光の光量を制御することが好ましく、更には、前記平均輝度と前記輝度又は色ヒストグラムのパターンに基づいて予め設定し、当該設定したバックライトからの照明光の光量を記憶しておくことが好ましい。

以上の本発明によれば、ビデオ信号の平均輝度であるＡＰＬと共に、更に、ヒストグラムの検出結果を使うことにより、表示すべき映像の特徴に応じた最適なバックライトの調光制御を可能とするバックライト調光装置及び方法が得られることから、これを利用することにより、その特徴に応じた最適な映像を表示することが可能な液晶表示装置を提供するが可能となるという、実用的にも優れた効果を発揮する。

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

まず、添付の図１は、本発明の一実施の形態になる映像処理装置の概略構成を示すブロック図であり、特に、その表示部として液晶ディスプレイを利用した液晶表示装置における映像処理装置の概略構成を示している。図において、例えば、放送受信装置のアンテナ等を介して受信されてチューナによって選択され後、装置に入力される映像信号は、まず、入力マトリクス変換部１１において、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ、Ｃｒに変換される。なお、この入力される映像信号は、上述した放送受信装置により受信されたものに限らず、その他、例えばパーソナルコンピュータからの映像信号であるＲＧＢ信号や映像信号（Ｙ，Ｐｂ，Ｐｒ／Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）を含め、如何なる信号フォーマットであってもよい。

次に、特徴検出部１２は、上記入力マトリクス変換部１１において変換された輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ、Ｃｒを入力して、１フィールド又は１フレームの映像期間内におけるＡＰＬ（平均輝度：Average Picture Level）と共に、更に、輝度／色ヒストグラムを検出する。なお、この特徴検出部１２により検出されたＡＰＬと輝度／色ヒストグラムに関する情報は、映像処理装置全体の制御部を構成するマイクロコンピュータ１３（以下、単に「マイコン」と言う）に入力される。

このマイコン１３では、例えば、内蔵された記憶装置に予め格納されているソフトウェアを起動して、上記入力されるＡＰＬと輝度／色ヒストグラムに関する情報に基づいて、各ヒストグラムの分布特性の特徴を解析し、そして、その解析結果を基にして映像制御信号を形成し、形成した映像制御信号を映像補正部１４に出力する。

上記マイコン１３からの映像制御信号を入力する映像補正部１４では、当該映像制御信号により、上記入力マトリクス変換部１１からの輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ、Ｃｒに対して、解析された映像の特徴に応じた画質処理を行って、出力マトリクス変換部１５へ出力する。この出力マトリクス変換部１５では、上述した輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ、Ｃｒを映像表示部、特に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）表示部１６に合わせた信号フォーマットに変換して出力することで、当該映像表示部にて表示される入力映像信号の特徴に応じてコントラストを改善し、もって、視聴者に対するコントラスト感を改善した色鮮やかな映像を表示することができる。

一方、バックライト駆動部１７は、上記マイコン１３において、以下に詳細に説明する原理により生成される調光制御信号の電圧レベルに基づいて、上記ＬＣＤ表示部１６の背面に配置されて表示部を背面から照明するバックライト１８へ供給される電圧又は電流を変化させ、もって、当該バックライトの調光を可変する。なお、このバックライト１８としては、発光効率などを理由として、主に、蛍光ランプが利用されており、放電に伴って発生する水銀からの紫外線が管壁に塗布した蛍光体を励起することによって可視光を発生するものであり、例えば、印加する駆動パルス信号のデューティ比を変化させることで、その発光量を制御することが出来る。そこで、上述した調光制御では、上記マイコン１３からのバックライト調光用の制御信号をバックライト駆動部１７に出力し、当該バックライト駆動部１７では、このマイコンから送信された制御信号に応じて駆動パルス信号のデューティ比を変化させ、もって、バックライトの調光を制御する。

続いて、上記にその構成について説明した映像処理装置におけるバックライトの調光制御方法の原理について、以下に詳細に説明する。

添付の図２は、上記特徴検出部１２において得られる平均輝度であるＡＰＬが同じであっても、その特徴が異なる映像を示している。即ち、図２（Ａ）は、映像の中央部が明るいが、その周囲は暗い画面であり、他方、図２（Ｂ）は、表示される映像全体がほぼ同一の明るさである画面を示している。かかる場合、表示される映像は明らかに特徴が異なっているが、しかしながら、映像全体から得られるＡＰＬは同じとなる。

そこで、本発明になる調光制御方法では、上述したＡＰＬと共に、更に、輝度ヒストグラムを利用することでバックライトの調光制御を行うことにより、映像の特徴に応じたバックライトの輝度を実現するものである。なお、上記図２では、輝度を横軸にして、低輝度（ＬＯＷ）、中輝度（ＭＩＤ）、高輝度（ＨＩＧＨ）の３段階に分類し、それぞれの段階で得られる度数を縦軸に示している。

上記の図２（Ａ）及び（Ｂ）からも明らかなように、これらＡＰＬが同じ映像であっても、その輝度ヒストグラム検出した結果は、互いに全く違うものとなる。即ち、図２（Ａ）の映像は、高輝度の映像部分が多く、そのため、高輝度側におけるヒストグラム度数が多い映像となる。なお、この場合には、バックライト１８の輝度が高いと、視聴者にとって眩しく、不快感を与える可能性が考えられる。そこで、かかる場合には、例えば、バックライト輝度を落とすことにより、映像に応じた最適な明るさの設定を行うことが可能となる。

他方、図２（Ｂ）では、その全体が中程度の輝度の映像であり、この場合、上記図２（Ａ）とは全く異なり、高輝度側でのヒストグラム度数が低い（無い）映像となる。なお、かかる場合には、バックライト１８の輝度を落としてしまうと、得られる映像全体が暗くなってしまうことから、バックライト１８の輝度は落とさないことが望ましいであろう。

なお、上述した図２では、輝度ヒストグラムの検出領域を、低輝度領域（ＬＯＷ）、中輝度領域（ＭＩＤ）、高輝度領域（ＨＩＧＨ）の３つの領域に分類した場合について示した。しかしながら、本発明はこれに限定することなく、より多数の段階、例えば、８段階、１６段階に、更には、それより大きい数の段階に設定することも出来、任意に設定することが可能であろう。

また、上記図２の例では、「Ｌｏｗ＿ＨＳＴ」、「Ｍｉｄ＿ＨＳＴ」、「Ｈｉｇｈ＿ＨＳＴ」は、輝度ヒストグラムの度数に対して設定した閾値を示しており、各段階の輝度における度数が当該閾値のどの閾値を上回るか、又は、下回るかにより、映像の特徴を判断するものである。即ち、この閾値を上回るか、又は、下回るかにより映像の明るさを制御することとなる。

次に、添付の図３は、上述した方法により検出される映像の特徴をマトリックスで表した一例を示す。このマトリックスでは、横方向に、上記特徴検出部１２において得られる平均輝度であるＡＰＬを、低平均輝度（ＬｏｗＡＰＬ）、中平均輝度（ＭｉｄＡＰＬ）、高平均輝度（ＨｉｇｈＡＰＬ）の３段階に分類し、その縦方向には、一例として、高輝度（ＨＩＧＨ）領域におけるヒストグラム度数である高輝度度数（ＨＳＴ）が、上記「Ｌｏｗ＿ＨＳＴ」、「Ｍｉｄ＿ＨＳＴ」、「Ｈｉｇｈ＿ＨＳＴ」の閾値を示している。そして、このマトリックスの「Ａ１」〜「Ａ３」、「Ｂ１」〜「Ｂ３」、「Ｃ１」〜「Ｃ３」は、それぞれ、各高輝度度数（ＨＳＴ）に対するバックライト輝度の制御値を示している。これによれば、それぞれの映像の平均輝度（低平均輝度ＡＰＬ：（ＬｏｗＡＰＬ）、中平均輝度（ＭｉｄＡＰＬ）、高平均輝度（ＨｉｇｈＡＰＬ））と共に、当該映像の高輝度度数（ＨＳＴ）が、何れの閾値（「Ｌｏｗ＿ＨＳＴ」、「Ｍｉｄ＿ＨＳＴ」、「Ｈｉｇｈ＿ＨＳＴ」）を超えているかによりバックライト輝度が制御される。即ち、高輝度側でのヒストグラム度数に応じて、それぞれバックライト輝度が制御される。これにより、映像の特徴に応じてバックライト輝度を制御することが出来る。

なお、上述した図３の例では、特に、高輝度側（高輝度領域（ＨＩＧＨ））のヒストグラム度数のみを対象として、表示される映像の特徴を判定しているが、本発明はこれに限定されることなく、中輝度側（中輝度領域（ＭＩＤ））におけるヒストグラム度数、又は、低輝度側（低輝度領域（ＬＯＷ））におけるヒストグラム度数を対象として映像の特徴を判定してもよく、或いは、これらを、適宜、組み合わせ、又はその３領域全てを使った制御も可能であろう。

続いて、上述したように、平均輝度であるＡＰＬと共に、更に、輝度ヒストグラムを利用して検出した映像の特徴に基づいて設定されるバックライト輝度の制御値、即ち、上記図３におけるマトリックスの「Ａ１」〜「Ａ３」、「Ｂ１」〜「Ｂ３」、「Ｃ１」〜「Ｃ３」の設定の具体例について、添付の図４を参照して説明する。なお、この図４に示す例は、上記特徴検出部１２で検出された平均輝度ＡＰＬ＝ＭｉｄＡＰＬ（中平均輝度）である場合のものであり、その横軸には輝度ヒストグラム度数（即ち、高輝度領域（ＨＩＧＨ）のヒストグラム度数）を、その縦軸には、制御値であるバックライト輝度を示す。

既述のように、高輝度側におけるヒストグラム度数が多い映像では、バックライト輝度が高いと、視聴者にとって眩しく、不快感を与えることから、この場合の制御値を比較的低い輝度「Ｃ２」に設定する。これとは逆に、高輝度側でのヒストグラム度数が低い（無い）映像では、バックライト輝度を低く設定した場合には映像全体が暗くなってしまうことから、制御値を比較的低い輝度「Ａ２」に設定する。更に、図４からも明らかなように、ヒストグラム度数が中程度の領域では、例えば、ヒストグラム度数に比例して中間の輝度「Ｂ２」に設定する。この図４に示した例では、３個のバックライト輝度の制御値は、Ａ２＞Ｂ２＞Ｃ２に設定されており、これにより実際のバックライト輝度は、ヒストグラム度数が高くなるに従ってバックライト輝度を下げる制御となる。

即ち、高輝度側のヒストグラム度数がＬｏｗ＿ＨＳＴ以下であればＡ２に、Ｍｉｄ＿ＨＳＴと同量程度であればＢ２に、そして、Ｈｉｇｈ＿ＨＳＴ以上であればＣ２に、それぞれ、バックライト輝度が設定される。また、高輝度側のヒストグラム度数がＬｏｗ＿ＨＳＴとＭｉｄ＿ＨＳＴとの中間にある時には、こられＡ２とＢ２との間のバックライト輝度を計算し求める。なお、高輝度側のヒストグラム度数がＭｉｄ＿ＨＳＴとＨｉｇｈｔ＿ＨＳＴとの中間にある時にも、同様である。なお、その場合、中間の輝度は、例えば、ヒストグラム度数に比例した補間演算などによって、簡単に設定することが可能であろう。

次に、添付の図５（Ａ）及び（Ｂ）には、他の画像の例を示す。なお、この例でも、上記特徴検出部１２において得られる映像の平均輝度であるＡＰＬが、両者で同じ、中輝度（ＭＩＤ）の場合である。

まず、図５（Ａ）は、中程度の階調の領域（中輝度領域（ＭＩＤ））及び低階調の領域（低輝度領域（ＬＯＷ））におけるヒストグラム度数が多い画像を示す。この場合、バックライトの輝度を低下させる事で、黒側の階調を増やし、もって、引き締まった黒を実現することが出来る。他方、図５（Ｂ）は、白のピークが存在し、そのため、高階調の領域（高輝度領域（ＨＩＧＨ））にヒストグラム度数が多い画面である。この場合は、上記と同様にバックライト輝度を下げてしまうと、白のピークの明るさも低下してしまい、コントラスト感が損なわれてしまう。よって、バックライト輝度の落とす割合を低くするか、又は、バックライト輝度を下げない設定とすることが好ましい。

そこで、上述した図５に示した画面の場合には、上記図３におけるマトリックスにおけるバックライト輝度の制御値「Ａ２」、「Ｂ２」、「Ｃ２」を、添付の図６に示すように設定する（Ａ２＜Ｂ２＝Ｃ２）。これによれば、中程度の階調の領域（中輝度領域（ＭＩＤ））及び低階調の領域（低輝度領域（ＬＯＷ））におけるヒストグラム度数が多く、そのため、高輝度側（高輝度領域（ＨＩＧＨ））のヒストグラム度数がＬｏｗ＿ＨＳＴ以下の場合には、バックライト輝度の制御値を低い値「Ａ２」に設定し、他方、Ｍｉｄ＿ＨＳＴ以上では、高い値「Ｂ２」、「ＣＢ２」に設定する。更に、ヒストグラム度数がＬｏｗ＿ＨＳＴとＭｉｄ＿ＨＳＴとの中間にある時にも、上記と同様に、例えば、ヒストグラム度数に比例した補間演算などによって、簡単に設定することが可能であろう。

この図６の例と図４の例とは、同じ平均輝度（ＡＰＬ＝ＭｉｄＡＰＬ）であっても、バックライト輝度の制御特性は互いに逆になっているが、図４に示された制御特性と図６に示された制御特性のいずれかを選択的に設定するようにしてもよい。例えば、明るい部分についてユーザに眩しさを感じさせないことを優先するのであれば図４の制御特性を設定し、暗い部分について「黒浮き」と呼ばれる現象の抑制を優先するのであれば、図６の制御特性を設定してもよい。また、いずれかの制御特性を、ユーザにより手動操作で（たとえばメニュー画面を用いて）選択し設定可能にしてもよい。更にまた、高輝度側ヒストグラムのみならず最も低い（つまり黒に近い）最低輝度ヒストグラムも参照し、この最低輝度ヒストグラムが所定値よりも大きい場合は、黒浮きを抑えるために図６の制御特性を優先的に用いるように設定し、所定値よりも小さい場合は眩しさを抑えるために図４の制御特性を優先的に用いるように設定してもよい。

更に、添付の図７（Ａ）及び（Ｂ）には、更に他の画像の例を示す。なお、この例でも、上記特徴検出部１２において得られる平均輝度であるＡＰＬは、両者で同じであるが、しかしながら、低平均輝度（ＬｏｗＡＰＬ）の画面の場合である。

まず、図７（Ａ）に示す映像は、平均輝度であるＡＰＬが低く（即ち、低平均輝度（ＬｏｗＡＰＬ））、そして、低階調の領域（低輝度領域（ＬＯＷ））におけるヒストグラム度数が多い画像である。かかる画像では、バックライトの輝度を落とす事により、黒側の階調を増やし、もって、引き締まった黒を実現することが出来る。そこで、かかる場合には、例えば、バックライト輝度を落とすことにより、映像に応じた最適な明るさの設定を行うことが可能となる。

他方、図７（Ｂ）に示す映像は、低平均輝度（ＬｏｗＡＰＬ）であるが、白のピーク値が存在する画像である。この場合には、上記と同様に、バックライト輝度を下げてしまうと、白ピークの明るさもさがってしまい、コントラスト感が損なわれてしまう。よって、このような画像の場合、バックライト輝度の落とす割合を低くし、又は、バックライト輝度を下げない動作とする事で、コントラスト感のある映像を実現することが出来る。

そこで、上述した図７のような画面の場合には、上記図３におけるマトリックスにおけるバックライト輝度の制御値「Ａ１」、「Ｂ１」、「Ｃ１」を、添付の図８に示すように設定する（Ａ１＜Ｂ１＜Ｃ１）。これによれば、低輝度領域（ＬＯＷ）におけるヒストグラム度数が多い画像、即ち、図７（Ａ）に示す画面のように、ヒストグラム度数がＬｏｗ＿ＨＳＴ以下であれば、バックライトの設定値をＡ１にして輝度を落とし、黒側の階調を増やして引き締まった黒を実現する。

他方、図７（Ｂ）に示すように白のピーク値が存在する画像、即ち、ヒストグラム度数がＨｉｇｈ＿ＨＳＴ以上であれば、バックライト輝度を下げないで、即ち、設定値をＣ１にして、コントラスト感のある映像を実現する。また、ヒストグラム度数がＭｉｄ＿ＨＳＴと同程度であれば、設定値をそれらの中間のＢ１に設定する。更に、ヒストグラム度数がＬｏｗ＿ＨＳＴとＭｉｄ＿ＨＳＴとの中間、又は、Ｍｉｄ＿ＨＳＴとＨｉｇｈｔ＿ＨＳＴとの中間にある時にも、上記と同様に、例えば、ヒストグラム度数に比例した補間演算などによって、簡単に設定することが可能であろう。

そして、添付の図９には、他の例を示しており、この例では、上記特徴検出部１２において得られる平均輝度であるＡＰＬは、両者で同じであるが、しかしながら、上記の例とは異なり、高平均輝度（ＨｉｇｈＡＰＬ）の画面の例を示している。

即ち、図９（Ａ）に示す映像は、ＡＰＬが高く、かつ、中及び低階調の領域（ＭＩＤ及びＬＯＷ）にヒストグラム度数が多いシーンである。かかるシーンを上記図３に示したマトリックスに照らし合わせると、平均輝度（ＡＰＬ）が高平均輝度（ＨｉｇｈＡＰＬ）であり、かつ、高輝度度数（ヒストグラム度数）が略Ｍｉｄ＿ＨＳＴであることから、「Ｂ３」の領域となる。なお、かかる画面では、バックライトの輝度を落とすと、映像全体が暗くなってしまうことから、バックライトの輝度は落とさないことが望ましい。

他方、図９（Ｂ）に示す映像は、ＡＰＬが高く、特に、白ピークの領域が多いことから、高階調の領域（ＨＩＧＨ）にヒストグラム度数が多いシーンである。このシーンを上記図３のマトリックスに照らし合わせると、高輝度度数（ヒストグラム度数）がＨｉｇｈ＿ＨＳＴ以上の「Ｃ３」の領域となる。なお、かかる画面の場合には、バックライトの輝度を低下させる事により、適度の明るさとなるように制御を行うことが望ましい。

そこで、上述した図９のような画面の場合には、上記図３におけるマトリックスにおけるバックライト輝度の制御値「Ａ３」、「Ｂ３」、「Ｃ３」を、添付の図１０に示すように設定する（Ａ３＜Ｃ３＜Ｂ３）。これによれば、平均輝度（ＡＰＬ）が高平均輝度（ＨｉｇｈＡＰＬ）である場合にも、同様に、輝度ヒストグラムの度数に応じてバックライト輝度を制御し、もって、映像に応じた最適な明るさの設定を行うことが可能となる。

なお、上記に詳細に説明したバックライト輝度の制御値Ａ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３（具体的には、上記図３のマトリックス）については、例えば、これらを予め設定しておき、上記マイコン１３の一部を構成するメモリ、又は、外部の記憶手段（外部メモリ）等に格納しておくことによれば、上記バックライト輝度の制御を容易に実現することが出来ることは明らかであろう。

以上に説明した実施の形態では、上記図１に示したマイコン１３により、上述したように、入力されるＡＰＬと輝度／色ヒストグラムに関する情報に基づいて、各ヒストグラムの分布特性の特徴を解析し、そして、その解析結果を基にして形成した映像制御信号を映像補正部１４に出力するが、更に、本発明では、当該映像制御信号（即ち、映像の入出力振幅特性）を、上記のようにして算出されたバックライト輝度（即ち、調光制御信号）に応じて算出することも可能である（バックライト制御と映像処理を絡めた制御）。なお、バックライト輝度は、調光制御信号が「０」で最も低くなり、即ち、暗く、他方、「２５５」が最も高く、明るくなる。

例えば、添付の図１１（Ａ）に示す映像は、低階調が集まったグラデーションの映像である（図の左側が暗く、右側がより明るい）。この映像は、全体が暗いため、その平均輝度（ＡＰＬ）は低く、高階調のヒストグラム度数がない映像である。かかる場合、上記図３のマトリックスに照らし合わせると、「Ａ１」の領域に該当し、通常、黒を引き締めるためにバックライト輝度を下げるように制御することが好ましい。しかしながら、一方、バックライト輝度を下げることにより、低輝度側の階調が潰れてしまう場合がある。そこで、バックライト輝度を下げる場合は、図１１（Ｂ）に示す映像信号の入出力振幅特性において、特に、低輝度側の傾きを、リニアな特性（図の実線Ｌ）に対して上げる（図の特性「ＢＵ」を参照）ことで、階調を増やす処理を行う。即ち、これによれば、バックライト輝度を下げ、黒を引き締めても、その他の階調に関してはコントラスト感が損なわれない、優れた映像が出力されることとなる。

加えて、添付の図１２（Ａ）に示すように、周囲が黒であり、その中央部に高輝度の階調が集まったグラデーションの映像では、映像全体が明るくなるため、その平均輝度（ＡＰＬ）は高く、かつ、高階調のヒストグラム度数が多い映像となる。かかる場合、上記図３のマトリックスに照らし合わせると、「Ｃ３」の領域に該当し、通常、高輝度側を明るくするためにバックライト輝度は低下させない、又は、適度に下げる制御が好ましい。しかしながら、バックライト輝度を低下させないことによれば、低輝度側の階調が浮いてしまう場合がある。そこで、バックライト輝度を下げない場合には、図１２（Ｂ）に示すように、映像信号の入出力振幅特性において、特に、低輝度側の傾きをリニアな特性（図の実線Ｌ）に対して下げる（図の特性「ＢＤ」を参照）ことで黒を引き締める処理を行う。これによれば、バックライト輝度を下げずに、映像全体を明るくしても黒側の階調は引き締まり、且つ、高輝度の階調は明るくコントラスト感のある映像が出力されることとなる。

このように、上述のバックライト輝度の制御に加え、バックライト輝度に応じて映像の入出力振幅特性を変化させることによれば、更に、映像の特徴に応じた最適な映像設定を可能とすることができる。即ち、上述した処理によれば、映像の特徴を詳細に把握し、当該映像の特徴に応じたバックライト輝度を設定し、視聴者は、適度な明るさで映像を鑑賞することが可能となる。さらに、バックライト輝度を下げる制御を行うため消費電力低減にも繋がることとなる。

なお、上記の実施の形態においては、上記特徴検出部１２では、特に、入力される映像信号の平均輝度（ＡＰＬ）と共に、その輝度ヒストグラムを検出するものとして説明したが、しかしながら、本発明はそれのみに限定されることなく、その他、例えば、色に関するヒストグラム情報を検出して、当該色ヒストグラムに基づいて映像の特徴を解析することも可能であることは、当業者にとって当然であろう。

本発明になる映像処理装置の概略構成を示すブロック図である。 上記映像処理装置の表示装置に表示される映像と、それから検出される輝度ヒストグラムとを示す図である。 検出される映像の平均輝度と輝度ヒストグラムとからなる、本発明になるマトリックスの一例を示す図である。 上記映像処理装置により得られる輝度ヒストグラム度数とバックライト輝度の一例を示す図である。 上記映像処理装置の表示装置に表示される他の画像の例を示す図である。 上記図５の画像の場合に適合した輝度ヒストグラム度数とバックライト輝度の一例を示す図である。 上記映像処理装置の表示装置に表示される更に他の画像の例を示す図である。 上記図７の画像の場合に適合した輝度ヒストグラム度数とバックライト輝度の一例を示す図である。 上記映像処理装置の表示装置に表示される高平均輝度の画像の例を示す図である。 上記図９の画像の場合に適合した輝度ヒストグラム度数とバックライト輝度の一例を示す図である。 上記表示装置に表示される更に他の画像の例と、その場合の映像信号の入出力振幅特性を示す図である。 上記表示装置に表示される更に他の画像の例と、その場合の映像信号の入出力振幅特性を示す図である。

符号の説明

１１…入力マトリクス変換部、１２…特徴検出部、１３…マイクロコンピュータ、１４…映像補正部、１５…出力マトリクス変換部、１６…液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）表示部、１７…バックライト駆動部、１８…バックライト

Claims (7)

1. 映像信号を入力として画像を表示する液晶表示部と、
   前記液晶表示部の背面側に設けられ、当該液晶表示部を背面から照明するバックライトと、
   前記バックライトを駆動すると共に、当該バックライトからの照明光の光量を制御する調光機能を備えたバックライト駆動部と、
   前記入力した映像信号に基づいて、当該映像信号の平均輝度と共に、その輝度ヒストグラムを検出する特徴検出部と、
   前記特徴検出部により検出された前記平均輝度と共に、前記輝度ヒストグラムに基づいて、前記バックライト駆動部の調光機能を介して前記バックライトからの照明光の光量を制御する光量制御手段を備え、
   前記光量制御手段は、
   前記輝度ヒストグラムを、低輝度領域、中輝度領域、高輝度領域の３つに分類し、
   前記平均輝度のレベルを、低平均輝度、中平均輝度、高平均輝度の３つに分類し、
   前記特徴検出部により検出された前記平均輝度のレベルが中平均輝度の場合で、前記輝度ヒストグラムの高輝度領域の度数が前記第１閾値以下のときは前記光量を第１の値に設定し、前記第１閾値より大きい第２閾値以上のときは、前記第１の値よりも小さい第２の値に設定し、前記第１閾値より大きく、かつ前記第２閾値より小さいときは、前記第１の値と第２の値の間において、前記高輝度領域の度数が大きくなるに従い前記バックライトの光量を減少させる
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 映像信号を入力として画像を表示する液晶表示部と、
   前記液晶表示部の背面側に設けられ、当該液晶表示部を背面から照明するバックライトと、
   前記バックライトを駆動すると共に、当該バックライトからの照明光の光量を制御する調光機能を備えたバックライト駆動部と、
   前記入力した映像信号に基づいて、当該映像信号の平均輝度と共に、その輝度ヒストグラムを検出する特徴検出部と、
   前記特徴検出部により検出された前記平均輝度と共に、前記輝度ヒストグラムに基づいて、前記バックライト駆動部の調光機能を介して前記バックライトからの照明光の光量を制御する光量制御手段を備え、
   前記光量制御手段は、
   前記輝度ヒストグラムを、低輝度領域、中輝度領域、高輝度領域の３つに分類し、
   前記平均輝度のレベルを、低平均輝度、中平均輝度、高平均輝度の３つに分類し、
   前記特徴検出部により検出された前記平均輝度のレベルが中平均輝度の場合で、前記輝度ヒストグラムの高輝度領域の度数が前記第１閾値以下のときは前記光量を第１の値に設定し、前記第１閾値より大きい第２閾値以上のときは、前記第１の値よりも大きい第２の値に設定し、前記第１閾値より大きく、かつ前記第２閾値より小さいときは、前記第１の値と第２の値の間において、前記高輝度領域の度数が大きくなるに従い前記バックライトの光量を増大させる
   ことを特徴とする液晶表示装置。
3. 映像信号を入力として画像を表示する液晶表示部と、
   前記液晶表示部の背面側に設けられ、当該液晶表示部を背面から照明するバックライトと、
   前記バックライトを駆動すると共に、当該バックライトからの照明光の光量を制御する調光機能を備えたバックライト駆動部と、
   前記入力した映像信号に基づいて、当該映像信号の平均輝度と共に、その輝度ヒストグラムを検出する特徴検出部と、
   前記特徴検出部により検出された前記平均輝度と共に、前記輝度ヒストグラムに基づいて、前記バックライト駆動部の調光機能を介して前記バックライトからの照明光の光量を制御する光量制御手段を備え、
   前記光量制御手段は、
   前記輝度ヒストグラムを、低輝度領域、中輝度領域、高輝度領域の３つに分類し、
   前記平均輝度のレベルを、低平均輝度、中平均輝度、高平均輝度の３つに分類し、
   前記特徴検出部により検出された前記平均輝度のレベルが低平均輝度の場合で、前記輝度ヒストグラムの前記高輝度領域の度数が第１閾値以下のときは前記光量を第１の値に設定し、前記第１閾値より大きい第２閾値以上のときは、前記第１の値よりも大きい第２の値に設定し、前記第１閾値より大きく、かつ前記第２閾値より小さいときは、前記第１の値と第２の値の間において、前記高輝度領域の度数が大きくなるに従い前記バックライトの光量を増大させる
   ことを特徴とする液晶表示装置。
4. 映像信号を入力として画像を表示する液晶表示部と、
   前記液晶表示部の背面側に設けられ、当該液晶表示部を背面から照明するバックライトと、
   前記バックライトを駆動すると共に、当該バックライトからの照明光の光量を制御する調光機能を備えたバックライト駆動部と、
   前記入力した映像信号に基づいて、当該映像信号の平均輝度と共に、その輝度ヒストグラムを検出する特徴検出部と、
   前記特徴検出部により検出された前記平均輝度と共に、前記輝度ヒストグラムに基づいて、前記バックライト駆動部の調光機能を介して前記バックライトからの照明光の光量を制御する光量制御手段を備え、
   前記光量制御手段は、
   前記輝度ヒストグラムを、低輝度領域、中輝度領域、高輝度領域の３つに分類し、
   前記平均輝度のレベルを、低平均輝度、中平均輝度、高平均輝度の３つに分類し、
   前記特徴検出部により検出された前記平均輝度のレベルが高平均輝度の場合で、前記輝度ヒストグラムの高輝度領域の度数が第１閾値と当該第１閾値より大きい第２閾値との間にあるときは、第１の値と当該第１の値より大きい第２の値の間において、前記高輝度領域の度数が大きくなるに従い前記バックライトの光量を増加させ、前記高輝度領域の度数が前記第２閾値と当該第２閾値より大きい第３閾値との間にあるときは、前記第２の値と当該第２の値より小さくかつ前記第１の値より大きい第３の値の間において、前記高輝度領域の度数が大きくなるに従い前記バックライトの光量を低下させる
   ことを特徴とする液晶表示装置。
5. 前記請求項４に記載した液晶表示装置において、
   前記光量制御手段は、
   前記高輝度領域の度数が前記第１閾値以下のときは前記光量を前記第１の値にし、前記第３閾値以上のときは前記第３の値に設定する
   ことを特徴とする液晶表示装置。
6. 前記請求項３に記載した液晶表示装置において、
   前記平均輝度のレベルと前記輝度ヒストグラムの検出結果に応じて制御される入出力振幅特性を持ち、該入出力振幅特性に基づいて入力された映像信号の振幅を変化させて出力する映像補正部を更に備え、
   前記検出された前記平均輝度のレベルが低平均輝度であり、かつ前記輝度ヒストグラムの高輝度領域の度数が前記第１閾値以下の場合は、前記入出力振幅特性の低輝度側の傾きを上げるように制御する
   ことを特徴とする液晶表示装置。
7. 前記請求項４に記載した液晶表示装置において、
   前記平均輝度のレベルと前記輝度ヒストグラムの検出結果に応じて制御される入出力振幅特性を持ち、該入出力振幅特性に基づいて入力された映像信号の振幅を変化させて出力する映像補正部を更に備え、
   前記検出された前記平均輝度が高平均輝度のレベルであり、かつ前記輝度ヒストグラムの高輝度領域の度数が前記第３閾値以上の場合は、前記入出力振幅特性の低輝度側の傾きを下げるように制御する
   ことを特徴とする液晶表示装置。

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