CN104115214A - 视频显示装置及电视接收装置 - Google Patents

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Abstract

检测出视频信号的正在发光的部分，将发光部分的显示亮度增强使其显著地进行显示，此时，根据周围明亮度的状态来控制亮度拉伸，从而进一步增加明亮感并提高视频品质。发光检测部(12)对于输入视频信号的规定的特征量，累计像素数来生成直方图，将该直方图的规定范围的上部区域检测作为发光部。区域有源控制/亮度拉伸部(14)基于根据规定条件从输入视频信号计算出的、与明亮度相关的指标，将背光源部(16)的亮度拉伸并增大，将除发光部以外的非发光部的视频信号的亮度降低。此时，区域有源控制/亮度拉伸部(14)根据明亮度检测部(19)检测出的装置周围的明亮度，对控制曲线进行切换，该控制曲线对与明亮度相关的指标以及拉伸量之间的关系进行规定。

Description

视频显示装置及电视接收装置
技术领域
本发明涉及视频显示装置及电视接收装置，更详细而言，涉及具有用于提高显示视频的画质的视频信号及背光源的亮度拉伸功能(luminancestretching function)的视频显示装置及电视接收装置。
背景技术
近年来，有关电视接收机的显示技术，对将自然界中存在的物体忠实地再现并显示的HDR(high dynamic range imaging：高动态范围成像)相关的技术进行了大量的研究。HDR的目的之一在于忠实地再现例如画面内的烟火、霓虹灯这样的发光色部分，从而产生明亮感。
该情况下，能利用发光检测功能来检测并分离出发光色与物体色，并能通过信号处理和背光源的发光亮度控制来仅使画面上的发光色变亮。这里，在进行各种变化的视频中，根据视频的亮度分布，检测出相对明亮地进行发光的部分，并有意地对该发光部分进行拉伸，从而使画面上发光的部分更加突出，获得提高画质的效果。
作为现有技术，例如专利文献1公开了一种显示装置，该显示装置的目的在于：根据视频的特征量和周围的明亮度来实现适当的画面显示亮度，并且充分降低功耗。该显示装置具有：根据输入视频信号来显示视频的液晶面板；背光源单元；以及用于检测出装置周围的明亮度的明亮度传感器。而且，根据由明亮度传感器检测出的明亮度，来改变亮度变换特性，该亮度变换特性对与输入视频信号的特征量(例如APL)对应的背光源的发光亮度进行规定。此时，亮度变换特性的变化如下：随着液晶显示装置的周围变暗，将发光亮度降低，且使亮度变换特性的倾斜度发生变化的点即特性变更点的位置朝特征量的变化方向移动。之后，根据获得的亮度变换特性，对背光源的发光亮度进行控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平2010-271480号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
如上所述，在HDR技术中，对在画面中明亮地发亮的发光部分进行检测，并对该发光部分的显示亮度进行拉伸，从而使人眼的对比感上升、明亮感增加，能提供高品质的显示视频。
然而，视频显示装置周围的明亮度根据时间、环境而发生变化，显示画面的观看方式也根据周围明亮度发生变化。若无论周围明亮度的状态如何都以一定条件来使HDR进行动作，则有时会感到视频刺眼、不协调，有时所谓的漏光(black floating)变得显著、品质下降。
例如，在视频显示装置的周围环境较暗那样的情况下，若以HDR进行信号处理并利用背光源亮度拉伸将画面亮度统一增大，则由于周围较暗，刺眼感增强，有时反而产生不协调感。此外，周围环境较暗时，因亮度拉伸而导致所谓漏光变得显著，观看品质下降。另一方面，显示装置的周围环境较明亮时，刺眼感和漏光不那么显著，因此，通过亮度拉伸提高了对比感和明亮感，由此能提高视频品质。
专利文献1的视频显示装置根据明亮度传感器检测出的明亮度，改变亮度变换特性，该亮度变换特性对与输入视频信号的特征量(例如APL)对应的背光源的发光亮度进行规定，然而，专利文献1并非是检测出发光部分并将此时的亮度进行拉伸，未公开以下技术思想：即，将画面内的发光部分显著加亮，此时，根据装置周围的状态来控制亮度拉伸的程度，从而抑制刺眼感，防止视频品质因漏光而下降。
本发明是鉴于上述情形而完成的，其目的在于提供一种视频显示装置及电视接收装置，其检测出视频信号的正在发光的部分，将发光部分的显示亮度拉伸使其显著地进行显示，从而进一步增强明亮感，以较高对比度进行显示，此时，根据视频显示装置的周围的明亮度状态来控制亮度拉伸，始终进行没有不协调感的高品质的视频呈现。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述问题，本发明的第1技术单元涉及视频显示装置，该视频显示装置：具有显示输入视频信号的显示部；对该显示部进行照明的光源；及对该显示部和该光源进行控制的控制部，该控制部基于与明亮度相关的指标，对所述光源的亮度进行拉伸和增大，并且对于所述输入视频信号的规定的特征量，累计像素数来生成直方图，将该直方图的规定范围的上部区域检测作为发光部，其中该指标基于规定的条件从所述输入视频信号计算得到，通过降低除所述发光部以外的非发光部的视频信号的亮度，对所述发光部的显示亮度进行增强，该视频显示装置的特征在于，该视频显示装置具有明亮度检测部，该明亮度检测部对该视频显示装置周围的明亮度进行检测，所述控制部根据由所述明亮度检测部检测出的所述视频显示装置的周围的明亮度，切换控制曲线，该控制曲线对与所述明亮度相关的指标以及拉伸所述光源的亮度的亮度拉伸量之间的关系进行规定。
第2技术单元是如第1技术单元所述的视频显示装置，其特征在于，所述控制部将输入视频信号所产生的图像分割成多个区域，并基于分割出的所述区域的视频信号的灰度值，改变与每一所述区域对应的所述光源的点亮率，所述控制曲线是对相当于全部区域的所述点亮率进行平均而得到的平均点亮率与在所述显示部的画面上能得到的最大亮度所表示的所述亮度拉伸量之间的关系进行规定的控制曲线，所述控制部将所述平均点亮率用作为与所述明亮度相关的指标，基于根据该平均点亮率设定的所述最大亮度，对所述光源的亮度进行拉伸。
第3技术单元是如第1技术单元所述的视频显示装置，其特征在于，所述控制曲线是将得分与所述亮度拉伸量之间的关系进行规定的控制曲线，其中该得分通过对于包含检测出的所述发光部的区域在内的规定范围的视频将每个像素的明亮度加权并计数像素数来得到，所述控制部将所述得分用作为与所述明亮度相关的指标，根据利用所述输入视频信号计算出的所述得分，对所述光源的亮度进行拉伸。
第4技术单元是如第1～第3技术单元中任一项所述的视频显示装置，其特征在于，所述控制曲线是由所述明亮度检测部检测出的明亮度越暗则所述亮度拉伸量越小的控制曲线。
第5技术单元是如第2～第4技术单元中任一项所述的视频显示装置，其特征在于，所述控制部进行将输入视频信号的输入灰度转换并输出的视频处理，对输入灰度和输出灰度之间的关系进行规定的输入输出特性具有阈值，该阈值设定在比所述发光部和所述非发光部的边界灰度更低的非发光部区域中，所述控制部预先设定应用于视频信号的增益与所述亮度拉伸量之间的关系，根据所述亮度拉伸量，对输入视频信号的输入灰度决定使输出灰度降低的增益，在灰度比所述阈值低的低灰度区域应用决定的所述增益来进行所述视频处理，在该视频处理中，所述明亮度检测部检测出的明亮度越暗，将所述阈值越是朝高灰度一侧移动。
第6技术单元是如第1～第5技术单元中任一项所述的视频显示装置，其特征在于，所述控制部在将所述直方图的平均值设为A、标准偏差设为σ时，将在thresh＝A+Nσ(N为常数)以上的像素视为所述发光部。
第7技术单元是如第5技术单元所述的视频显示装置，其特征在于，所述控制部在所述特征量较低的规定区域，通过所述视频处理，将因所述光源的亮度拉伸而产生的显示部的显示亮度的增加量降低。
第8技术单元为包括第1至第7技术单元中任一技术单元的视频显示装置的电视接收装置。
发明效果
根据本发明的视频显示装置，提供一种视频显示装置及电视接收装置，其检测出视频信号的正在发光的部分，将发光部分的显示亮度拉伸使其显著地进行显示，从而进一步增强明亮感，以较高对比度进行显示，且此时，根据视频的黑显示状态来控制亮度拉伸，始终进行高品质的视频呈现。
附图说明
图1是对本发明所涉及的视频显示装置的一个实施方式进行说明的图，表示视频显示装置的主要部分的结构。
图2是对区域有源控制/亮度拉伸部的发光区域的控制处理进行说明的图。
图3是对区域有源控制/亮度拉伸部的发光区域的控制处理进行说明的另一图。
图4是对平均点亮率的决定处理进行具体说明的图。
图5是用于对区域有源控制/亮度拉伸部的处理例进行说明的图。
图6是表示根据亮度信号Y生成的Y直方图的示例的图。
图7是表示映射部所生成的色调映射的一个示例的图。
图8是用于对区域有源控制/亮度拉伸部所输出的Max(最大)亮度进行说明的图。
图9是用于对根据周围明亮度的检测结果来改变的Max亮度的控制例进行说明的图。
图10是用于对根据周围明亮度的检测结果来改变的Max亮度的控制例的另一示例进行说明的图。
图11是用于对根据周围明亮度的检测结果来改变的Max亮度的控制例的又一示例进行说明的图。
图12是对根据周围明亮度的检测结果来改变的第1阈值进行说明的图。
图13是对与明亮度检测相应的色调映射的示例进行说明的图。
图14是表示利用区域有源控制/亮度拉伸部14的处理来增强画面亮度的状态的图。
图15是对本发明所涉及的视频显示装置的其它实施方式进行说明的图。
图16表示根据输入视频信号的亮度信号Y生成的Y直方图的示例。
图17是表示与第3阈值Th3以上的像素相对应的亮度拉伸量的计算例的图。
图18是用于对根据周围明亮度的检测结果来改变的亮度拉伸量的控制曲线的设定例进行说明的图。
图19是用于对根据周围明亮度的检测结果来改变的亮度拉伸量的控制曲线的另一设定例进行说明的图。
图20是对本发明所涉及的视频显示装置的又一实施方式进行说明的图。
图21是用于对根据视频显示装置应显示的广播视频信号计算出CMI的方法进行说明的图。
图22是用于对用作为特征量的RGB的最大灰度值进行说明的图。
具体实施方式
(实施方式1)
图1是对本发明所涉及的视频显示装置的一个实施方式进行说明的图，表示视频显示装置的主要部分的结构。视频显示装置具有对输入视频信号进行图像处理以进行视频显示的结构，可适用于电视接收装置等。
从广播信号分离出的视频信号、从外部设备输入的视频信号输入到信号处理部11及区域有源控制/亮度拉伸部14。此时，对要提供给区域有源控制/亮度拉伸部14的视频信号应用由信号处理部11的映射部13所生成的色调映射，之后将其输入到区域有源控制/亮度拉伸部14。
信号处理部11的发光检测部12基于输入视频信号的特征量，生成每一帧的直方图，检测出正在发光的部分。正在发光的部分是利用直方图的平均值和标准偏差来求得的，因此作为每一直方图的相对值来检测。
明亮度检测部19具有对视频显示装置周围的明亮度(周围的照度)进行检测的明亮度传感器。能对明亮度传感器适用例如光电二极管。将明亮度检测部检测出的检测结果输出至发光检测部12和区域有源控制/亮度拉伸部14。
映射部13使用发光检测部12检测出的发光部分的信息、及从区域有源控制/亮度拉伸部14输出的Max亮度，生成色调映射，并应用于输入视频信号。Max亮度表示想要在画面上显示的最大亮度，相当于背光源的亮度拉伸量。
区域有源控制/亮度拉伸部14根据所输入的视频信号，将基于视频信号的图像分割成规定区域，并对每一分割区域提取出视频信号的最大灰度值等规定统计值。然后，基于该最大灰度值等，计算出背光源部16的点亮率。对与视频的分割区域相对应的背光源部16的每一区域确定点亮率。此外，背光源部16由多个LED构成，可对每一区域进行亮度控制。
背光源部16的每一区域的点亮率基于预定的运算式来决定，但基本上，在高灰度的较亮的具有最大灰度值的区域中，维持LED的亮度不使其下降，在低灰度的较暗区域，进行使LED的亮度下降这样的运算。
然后，区域有源控制/亮度拉伸部14根据各区域的点亮率来计算整个背光源部16的平均点亮率，并根据该平均点亮率，利用规定的运算式来计算出背光源部16的亮度拉伸量。由此，得到在画面内的区域中能获得的最大亮度值(Max亮度)。对于此处获得的Max亮度，基于明亮度检测部19检测出的装置周围的明亮度检测结果，对Max亮度进行调整，并输出至信号处理部11的映射部13。
接着，区域有源控制/亮度拉伸部14将根据周围的明亮度检测结果进行了调整后的Max亮度返还给信号处理部11，从而降低与背光源部16的亮度拉伸量相当的亮度。此时，对整个背光源部16进行亮度拉伸，对于除发光部以外的、视为未发光的部分，利用视频信号处理使其亮度下降。由此，仅使正在发光的部分的画面亮度增大，能以高对比度来进行视频呈现，能提高画质。
区域有源控制/亮度拉伸部14将用于控制背光源部16的控制数据输出到背光源控制部15，背光源控制部15基于该数据，对每一分割区域控制背光源部16的LED的发光亮度。对背光源部16的LED的亮度进行PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制，但也可利用电流控制或它们的组合来将背光源部16的LED的亮度控制成所希望的值。
此外，区域有源控制/亮度拉伸部14将用于控制显示部18的控制数据输出到显示控制部17，显示控制部17基于该数据，控制显示部18的显示。显示部18使用液晶面板，该液晶面板由背光源部16的LED进行照明来显示图像。
另外，在本实施方式中，本发明的控制部控制背光源部16和显示部18，相当于信号处理部11、区域有源控制/亮度拉伸部14、背光源控制部15、及显示控制部17。
将上述显示装置作为电视接收装置而构成的情况下，电视接收装置具有对由天线接收到的广播信号进行选台并进行解调、解码以生成重放用视频信号的单元，对重放用视频信号适当实施规定的图像处理，作为图1的输入视频信号进行输入。由此，能将接收到的广播信号显示于显示部18。本发明可构成为视频显示装置、及包括该视频显示装置的电视接收装置。
以下，对具有上述结构的本实施方式的各部分的处理例进行更为具体的说明。
区域有源控制/亮度拉伸部14将视频分割为规定的多个区域(area)，并对每一区域控制与该分割出的区域相对应的LED的发光亮度。图2～图3是对区域有源控制/亮度拉伸部14的发光区域的控制处理进行说明的图。适用于本实施方式的区域有源控制将视频分割为规定的多个区域(area)，并对每一区域控制与该分割出的区域相对应的LED的发光亮度。
此处，区域有源控制/亮度拉伸部14基于输入视频信号，将一帧的视频分割为预定的多个区域，对每一该分割区域提取出视频信号的最大灰度值。例如，将如图2(A)所示的视频分割成预定的多个区域。此处，提取出各区域的视频信号的最大灰度值。在其它示例中，可使用视频信号的灰度平均值等其它统计值而并非使用最大灰度值。以下，利用提取出最大灰度值的示例来进行说明。
区域有源控制/亮度拉伸部14根据提取出的最大灰度值，决定每一区域的LED的点亮率。在图2(B)示出此时的各区域的LED的点亮率的情形。在视频信号的灰度较高的明亮部分，使LED的点亮率上升来进行明亮显示。对此时的处理进行更为具体的说明。
在图3示出提取出1帧的各分割区域的最大灰度值时的情形。为了简化说明，在图3中，将1帧的画面分割成8个区域(区域<1>～<8>)。图3(A)表示各区域(区域<1>～<8>)的点亮率，图3(B)表示各区域的点亮率与整体画面的平均点亮率。此处，根据各区域的最大灰度值、计算出该区域的背光源的LED点亮率。点亮率能以例如LED的驱动占空比(duty)来表示。在该情况下，点亮率Max(最大值)为100％。
在决定各区域的LED的点亮率时，对于最大灰度值较低的较暗区域，降低点亮率，以使背光源的亮度下降。作为一个示例，在视频的灰度值由0-255的8位数据来呈现的情况下，在最大灰度值为128的情况下，使背光源下降至(1/(255/128))2.2＝0.217倍(21.7％)。
在图3的示例中，将各区域的背光源的点亮率决定为在10～90％的范围内。上述点亮率计算方法表示其一个示例，但基本上是根据预定的运算式来计算各区域的点亮率，使得在较亮的高灰度的区域中不降低背光源亮度，在低灰度的较暗区域使背光源的亮度降低。
之后，对根据视频信号的最大灰度值计算得到的每个区域的背光源的点亮率进行平均，计算出1帧中背光源的平均点亮率。在该示例中，平均点亮率成为图3(B)所示平均点亮率的水平。平均点亮率是本发明中与明亮度相关的指标的一个示例。
图4是对平均点亮率的决定处理进行更具体的说明的图。如上所述那样决定各区域的LED的点亮率时，对于最大灰度值较低的较暗区域，降低点亮率，以使背光源的亮度下降。此处，各区域的实际点亮率以能够准确地显示想要显示的灰度、且尽可能降低LED占空比的方式来决定。由于需要在各区域中尽可能地降低LED占空比，且在不破坏想要显示的灰度的情况下准确地进行显示，因此，能够显示区域内的最大灰度、且设定尽可能降低LED占空比的LED占空比(假设的点亮率)，并基于此来设定显示部18(此处指LCD面板)的灰度。
作为一个示例，对以0-255的8位数据呈现视频的灰度值的情况，且在图4(A)示出图3(A)中的一个区域内的多个像素的灰度值的情况进行说明。此处，1个区域与9个像素相对应。图4(A)所示的像素组中，最大灰度值为128，在该情况下，如图4(B)所示，使该区域中的背光源的点亮率降低至(1/(255/128))2.2＝0.217倍(21.7％)。
接着，作为一个示例，区域有源控制/亮度拉伸部14在按此方式决定点亮率的同时，对显示部18中每个像素的灰度值在考虑包含该像素的区域的点亮率的情况下进行计算。例如，在想要显示的灰度值为96的情况下，由于96/(128/255)＝192，因此只要使用灰度值192来呈现像素即可。同样，对图4(A)的各像素计算出进行显示时的灰度值，图4(C)示出该计算结果。
基于根据平均点亮率决定的Max亮度值，将实际背光源部16的亮度进一步拉伸并增强。作为基础的基准亮度例如是在最大灰度值时画面亮度达到550(cd/m2)的亮度。基准亮度并不限于该示例，可适当设定。
图5是用于对区域有源控制/亮度拉伸部14的处理例进行说明的图。如上所述，区域有源控制/亮度拉伸部14基于根据各区域的最大灰度值决定的点亮率，计算出整个画面的平均点亮率。若点亮率较高的区域变多，则整个画面的平均点亮率变高。然后，利用图5的关系，决定可获得的亮度的最大值(Max亮度)。横轴表示背光源的点亮率(窗口尺寸)，纵轴表示Max亮度下的画面亮度(cd/m2)。平均点亮率能以点亮率为100％的点亮区域(窗口区域)与点亮率为0％的灭灯区域之比来表示。在没有点亮区域的状态下，点亮率为零，随着点亮区域的窗口变大，点亮率增大，在全点亮状态下，点亮率成为100％。
图5中，设背光源全点亮(平均点亮率为100％)时的Max亮度为例如550(cd/m2)。而且，随着平均点亮率下降，使Max亮度增大。此时，灰度值为255灰度级(用8位来呈现的情况)的像素在画面内的画面亮度最高，成为能获得的最大的画面亮度(Max亮度)。因而可知，即使是平均点亮率相同，画面亮度根据像素的灰度值可能无法上升到最大亮度。
在平均点亮率Q1时，Max亮度的值最大，此时的最大的画面亮度为1500(cd/m2)。即，在Q1时，能获得的最大的画面亮度与全点亮时的550(cd/m2)相比，被拉伸到1500(cd/m2)。Q1设定在平均点亮率较低的位置。即，在整体较暗的画面中平均点亮率较低、且在一部分具有高灰度的峰值的画面的情况下，背光源的亮度最高可被拉伸到1500(cd/m2)为止。此外，平均点亮率越高、背光源的亮度的拉伸程度越小的理由在于，对于原本明亮的画面，若背光源的亮度过度，则反而会感到刺眼，因此，要抑制拉伸的程度。
Max亮度从最大的平均点亮率Q1到平均点亮率0(全黑)为止，使Max亮度的值逐渐下降。在平均点亮率最低的规定区域中，画面亮度下降到比全点亮时的550(cd/m2)更低。即，若以全点亮时作为基准，则画面亮度朝负方向拉伸。平均点亮率较低的范围相当于较暗画面的视频，与其拉伸背光源的亮度来提高画面亮度，不如反过来抑制背光源的亮度，使对比感提高，从而抑制漏光(black float)，保持显示品质。
区域有源控制/亮度拉伸部14根据图5的曲线来拉伸背光源的亮度，并将其控制信号输出到背光源控制部15。此处，如上所述，根据对视频的每个分割区域检测出的最大灰度值，来使平均点亮率发生变化，根据该平均点亮率，来改变亮度拉伸的状态。
对输入到区域有源控制/亮度拉伸部14的视频信号应用色调映射，使低灰度区域的增益降低来进行输入，其中，该色调映射通过以下说明的信号处理部11所进行的信号处理来生成。由此，在低灰度的非发光区域，对应于背光源的亮度的拉伸量，由视频信号处理来降低亮度，其结果是，仅正在发光的区域中，画面亮度被增强，明亮感增强。
区域有源控制/亮度拉伸部14根据图5的曲线、将背光源的平均点亮率、以及根据明亮度检测部19的检测结果求出的Max亮度的值输出到信号处理部11的映射部13。在映射部13中，使用从区域有源控制/亮度拉伸部14输出的Max亮度，进行色调映射。
对信号处理部11进行说明。
在信号处理部11的发光检测部12中，根据视频信号，检测出正在发光的部分。图6表示根据亮度信号Y生成的Y直方图的示例。在发光检测部12中，对输入的视频信号的每一帧，通过累计每一亮度灰度的像素数来生成Y直方图。横轴表示亮度Y的灰度值，纵轴表示对每一灰度值累计的像素数(频度)。亮度Y是制作直方图的视频的特征量之一，对于特征量的其它示例将在后面阐述。此处，设为对于亮度Y，检测出发光部分。
若生成Y直方图，则根据该Y直方图来计算出平均值(Ave)、标准偏差(σ)，并利用它们来计算2个阈值Th。
第2阈值Th2是确定发光边界的阈值，Y直方图中在该阈值Th2以上的像素被视为正在发光的部分并进行处理。
设第2阈值Th2为
Th2＝Ave+Nσ···式(1)。
N为规定的常数。
此外，第1阈值Th1为了抑制比Th2要小的区域的灰度特性等的不协调感而设定为
Th1＝Ave+Mσ···式(2)。
M为规定的常数，M＜N。此外，M值是根据明亮度检测部19检测到的周围明亮度的检测结果而变化的值。
将发光检测部12所检测出的第1及第2阈值Th1、Th2的值输出到映射部13，用于生成色调映射。
图7是表示映射部13所生成的色调映射的一个示例的图。横轴是视频的亮度值的输入灰度，纵轴是输出灰度。发光检测部12所检测出的在第2阈值Th2以上的像素是视频中正在发光的部分，除正在发光的部分以外应用压缩增益，以降低增益。此时，若对比发光边界即Th2要小的区域统一应用固定的压缩增益，来抑制输出灰度，则会在灰度特性方面产生不协调感。因此，利用发光检测部12设定并检测第1阈值Th1，对比Th1要小的区域设定第1增益G1，并以线性连接Th1与Th2之间的方式设定第2增益G2，由此来进行色调映射。
对增益的设定方法进行说明。
从区域有源控制/亮度拉伸部14向映射部13输入Max亮度的值。如上所述，Max亮度表示根据背光源的平均点亮率以及明亮度检测部19检测到的周围明亮度的检测结果来决定的最大亮度，例如作为背光源占空比(backlight duty)的值来进行输入。
第1增益G1应用于比第1阈值Th1要小的区域，由
G1＝(Ls/Lm)1/γ···(式3)
来设定。Ls为基准亮度(不拉伸背光源亮度时的基准亮度；作为一个示例，最大的画面亮度为550cd/m2时的亮度)，Lm表示从区域有源控制/亮度拉伸部14输出的Max亮度。因而，应用于比第1阈值Th1要小的区域的第1增益G1使视频信号的输出灰度下降，以减小与因背光源的亮度拉伸而增加的画面亮度相应的量。
将第2阈值Th2以上的色调映射设为f(x)＝x。即，设为输入灰度＝输出灰度，不进行使输出灰度下降的处理。第1阈值Th1～第2阈值Th2之间以用直线连接因第1增益G1而下降的第1阈值Th1的输出灰度、与第1阈值Th1的输出灰度的方式进行设定。
即，通过
G2＝(Th2-G1·Th1)/(Th2-Th1)···式(4)
来决定第2增益G2。
通过上述处理，获得图7所示的色调映射。此时，对于Th1、Th2的连接部分，利用二次函数来对规定范围(例如连接部分±Δ(Δ为规定值))进行平滑即可。
将由映射部13生成的色调映射应用于输入视频信号，将基于背光源的亮度拉伸量来抑制低灰度部分的输出后得到的视频信号输入到区域有源控制/亮度拉伸部14。
图8是用于对区域有源控制/亮度拉伸部14所输出的Max亮度进行说明的图。
区域有源控制/亮度拉伸部14输入应用了由映射部13生成的色调映射后的视频信号，基于该视频信号，进行区域有源控制，基于平均点亮率来决定Max亮度。此时，根据来自明亮度检测部19的周围明亮度的检测结果来改变Max亮度的控制曲线，但本文中为了说明不考虑明亮度检测。
将基于上述平均点亮率来决定的帧设为N帧。将N帧的Max亮度的值输出到信号处理部11的映射部13。在映射部13中，使用所输入的N帧的Max亮度，生成如图7所示的色调映射，将其应用于N+1帧的视频信号。
如此，对基于区域有源的平均点亮率的Max亮度进行反馈，以将其使用于下一帧的色调映射。映射部13基于在N帧决定的Max亮度，对比第1阈值Th1要小的区域应用使视频输出下降的增益(第1增益G1)。对于Th1与Th2之间的区域，应用线性连接Th1与Th2之间的第2增益G2，使Th1与Th2之间的视频输出下降。
由于在N帧应用使视频输出下降的增益，因此，在平均点亮率为Q1以上的高点亮率的区域，在N+1帧有每一区域的最大灰度值下降，点亮率下降的趋势，由此，在N+1帧，Max亮度有上升的趋势。由此，背光源的亮度拉伸量进一步变大，画面的明亮感有增加的趋势。但是，在点亮率比Q1要低的区域，未观察到该趋势，并具有相反的趋势。
接着，对信号处理部11的明亮度检测部19的检测处理进行说明。在本发明所涉及的实施方式中，根据明亮度检测部19的周围明亮度的检测结果来改变如上述图5所示的、与平均点亮率相对应的Max亮度的控制曲线。
(基于明亮度检测的背光源亮度控制例)
如上所述，区域有源控制/亮度拉伸部14输入应用了由映射部13生成的色调映射后的视频信号，基于该视频信号，进行区域有源控制，决定基于平均点亮率的Max亮度。此时，区域有源控制/亮度拉伸部14根据明亮度检测部19的周围明亮度的检测结果，改变Max亮度的控制曲线，使曲线成为周围越暗、则在平均点亮率较低的规定区域使画面亮度越低的曲线、或者使曲线成为平均点亮率与Max亮度之间的关系较缓和的曲线，从而将整体Max亮度降低。
此外，同时，映射部13根据明亮度检测部19检测到的周围明亮度的检测结果，在周围较暗的情况下，将第1阈值Th1朝亮度等特征量较高的一侧偏移，由此在视频信号处理中将较暗区域的灰度降低为较低，从而得到对比感。
图9是用于对根据周围明亮度的检测结果来改变的Max亮度的控制例进行说明的图。
如上所述，区域有源控制/亮度拉伸部14基于根据各区域的最大灰度值等决定的点亮率，计算整个画面的平均点亮率。若点亮率较高的区域变多，则整个画面的平均点亮率变高。然后，利用图9的关系，决定可获取的亮度的最大值(Max亮度)。
此时，根据明亮度检测部19检测到的周围明亮度的检测结果，来改变控制曲线，该控制曲线决定图9的Max亮度与平均点亮率之间的关系。例如，如图9所示，准备2级的Max亮度控制曲线，周围明亮度较亮的情况下，以控制曲线R1进行控制，在较暗的情况下，以控制曲线R2进行控制。对于所谓较亮的情况和较暗的情况，对表示明亮度检测结果的信号设定规定阈值，将检测结果与该阈值进行比较，从而判断周围比规定水平亮还是暗。例如，利用由光电二极管构成的明亮度传感器来检测周围照度(勒克斯)时，预先决定照度的阈值，根据基于检测结果的周围照度，来判定环境是亮还是暗。此外，可设置多级阈值，根据多级周围照度来进行控制。
在图9的控制曲线中，将在平均点亮率的整个范围内的最大的Max亮度的水平设为B、平均点亮率为100％时的Max亮度水平设为C、具有最大的Max亮度的平均点亮率设为D。周围较亮的情况下的控制曲线R1中，在该情况下，B约为1500cd/m2，C约为550cd/m2，将B与C的亮度差设定为B为C的约3倍。在控制曲线R1中，在平均点亮率较低的较暗视频的区域中，也将Max亮度设定为某一程度的较高亮度，提供在明亮的周围环境中看起来明亮的视频。即便平均点亮率为0％，此时的Max亮度也有550cd/m2。
另一方面，在周围较暗的情况下的控制曲线R2中，在平均点亮率在规定范围内较低的较暗视频的区域中，使Max亮度降低为比明亮的周围环境的情况下的控制曲线R1要低。该情况下，最低点亮率(点亮率为0％)时的Max亮度为0(cd/m2)，此时，背光源完全熄灭。即，若以C水平的550cd/m2作为基准，在低点亮率的规定区域中，将背光源朝负方向拉伸。
在控制曲线R2中，对于较暗视频的区域，相比提高Max亮度来强调画面的明亮度，更重视防止较暗的周围环境中的刺眼感。此外，在较暗视频的区域，若提高Max亮度来进行亮度拉伸，则漏光感显著，因此，将Max亮度抑制得较低，从而使漏光变得不显著。在该示例中，具有Max亮度的平均点亮率B的位置保持不变，其不根据周围明亮度的变化而改变。
此外，在图9的示例中，将控制曲线设定为2级曲线，但不限于2级，能以3级以上的多级来进行控制。此外，可每次生成控制曲线使其根据明亮度检测部19检测出的周围明亮度(周围照度)以无级形式变化。
图10是用于对根据周围明亮度的检测结果来改变的Max亮度的控制例的另一示例进行说明的图。与图9的示例相同地，在图10的示例中，根据明亮度检测部19的周围明亮度的检测结果，使设定Max亮度与平均点亮率之间的关系的控制曲线发生变化，但其设定与图9的控制曲线的设定不同。在图10的示例中，准备2级的Max亮度的控制曲线，在周围明亮度较亮的情况下，以控制曲线R3进行控制，在周围明亮度较暗的情况下，以控制曲线R4进行控制。对于所谓较亮的情况和较暗的情况，与上述相同地，对表示检测结果的信号设定规定阈值，将检测结果与该阈值进行比较，从而判断周围比规定水平亮还是暗。
周围较亮的情况下的控制曲线R3中，B约为1500cd/m2，C约为550cd/m2，将B与C的亮度差设定为B为C的约3倍。此外，在平均点亮率较低的较暗视频的区域中，将Max亮度设定为比全点亮时的C的水平要低，平均点亮率为0％时，Max亮度为0(cd/m2)，此时，背光源完全熄灭。
由此，周围较亮时的控制曲线R3中，利用高Max亮度的亮度拉伸来增强明亮感，对除发光部以外的区域利用视频信号处理进行亮度降低，因此，能呈现具有高对比感的高品质的视频。此外，在平均点亮率接近最低的较暗区域中，使Max亮度降低来减轻较暗视频的漏光。
另一方面，周围较暗的情况下的控制曲线R4中，与控制曲线R3相比，使控制曲线整体变缓和，对整体设定比控制曲线R3低的Max亮度。在该情况下，对于最大的Max亮度的水平B，R3约为1500cd/m2，但在R4中抑制成约为550cd/m2。在周围较暗的环境中，通过将Max亮度设定为较低，从而抑制刺眼感。此外，在平均点亮率较低的视频较暗的区域中，将Max亮度进一步降低为比控制曲线R3还要低。在较暗的周围环境中，亮度拉伸造成的画面上的漏光感变得更为显著，因此，将Max亮度抑制为较低，使漏光变得不显著。在该示例中，具有Max亮度的平均点亮率D的位置保持不变，其不根据周围明亮度的变化而改变。
此外，在图10的示例中，将控制曲线设定为2级曲线，但不限于2级，能以3级以上的多级来进行控制。此外，可每次生成控制曲线使其根据周围明亮度以无级形成变化。
例如，作为以3级来设定控制曲线时的设定例，能进行如下设定：周围照度为400勒克斯时，将水平B设为1500cd/m2、水平C设为550cd/m2，周围照度为200勒克斯时，将水平B设为900cd/m2、水平C设为300cd/m2，周围照度为500勒克斯时，将水平B设为450cd/m2、水平C设为150cd/m2。在该情况下，将水平B相对于水平C的比例设定为1.5～3倍左右，在全点亮率为100％时，也将周围照度降低，并且将Max亮度降低。
图11是用于对根据周围明亮度的检测结果来改变的Max亮度的控制例的又一示例进行说明的图。与图10的示例相同地，在图11的示例中，根据明亮度检测部19检测到的周围明亮度的检测结果，使决定Max亮度与平均点亮率之间的关系的控制曲线发生变化。此处，准备2级的Max亮度的控制曲线，在周围明亮度较亮的情况下，以控制曲线R5进行控制，在周围明亮度较暗的情况下，以控制曲线R6进行控制。对于所谓较亮的情况和较暗的情况，与上述相同地，对表示检测结果的信号设定规定阈值，将检测结果与该阈值进行比较，从而判断周围比规定水平亮还是暗。
周围较亮的情况下的控制曲线R5中，B约为1500cd/m2，C约为550cd/m2，将B与C的亮度差设定为B为C的约3倍。此外，在平均点亮率较低的较暗视频的区域中，将Max亮度设定为比全点亮时的C的水平要低，平均点亮率为0％时，Max亮度为0(cd/m2)，此时，背光源完全熄灭。
由此，周围较亮时的控制曲线R3中，利用高Max亮度的亮度拉伸来增强明亮感，对除发光部以外的区域利用视频信号处理进行亮度降低，因此，能呈现具有高对比感的高品质的视频。此外，在平均点亮率接近最低的较暗区域中，使Max亮度降低来减轻较暗视频的漏光。
另一方面，周围较暗的情况下的控制曲线R6中，与控制曲线R5相比，使控制曲线整体变缓和，对整体设定比控制曲线R5低的Max亮度。在该情况下，对于最大的Max亮度的水平B，R5约为1500cd/m2，但在R6中抑制成约为550cd/m2。
在周围较暗的环境中，通过在控制曲线6中将Max亮度设定为较低，从而抑制刺眼感。此外，在平均点亮率较低的视频较暗的区域中，将Max亮度进一步降低为比控制曲线R5还要低，将Max亮度抑制为较低，进一步使漏光变得不显著。
此外，与控制曲线R5相比，在控制曲线R6中将具有Max亮度的平均点亮率的位置D朝低平均点亮率一侧偏移。由此，即便在整体较暗的视频中，也重视较小面积的发亮部分来进行重放。
此外，在图11的示例中，将控制曲线设定为2级曲线，但不限于2级，能以3级以上的多级来进行控制。此外，可每次生成控制曲线使其根据周围明亮度以无级形式变化。
图12是对根据周围明亮度的检测结果来改变的第1阈值进行说明的图。如上所述，发光检测部12对输入的视频信号的每一帧，通过累计每一亮度灰度的像素数来生成Y直方图。之后，根据该Y直方图计算出平均值(Ave)、标准偏差(σ)，设定对发光边界进行规定的第2阈值Th2、用于抑制比Th2小的区域的灰度特性等不协调感的第1阈值Th1(Th1＝Ave+Mσ)。
此时，根据明亮度检测部19检测到的周围明亮度的检测结果，来改变图12的第1阈值Th1的位置。具体而言，变更Th1＝Ave+Mσ中的“M”的值，使Th1的位置朝直方图的亮度方向变化。此时，可根据明亮度检测部19的检测结果，预先将第1阈值Th1的位置以多级来进行设定，或者可将第1阈值Th1的位置设定为其根据明亮度的检测结果以无级形式变化。
例如，如图12所示，明亮度检测部19检测出的明亮度越暗，M的值越大，将第1阈值Th1朝高亮度一侧偏移。由此，在周围较暗的环境中，将第1阈值Th1的位置朝高亮度一侧偏移，对较暗环境中的画质的锐度进行强调，使其成为重视了对比感的画质。另一方面，在周围较亮的环境中，将第1阈值Th1维持在低亮度一侧，使其成为重视了画面的明亮度的画质。
图13是对与明亮度检测相应的色调映射的示例进行说明的图。如上所述，映射部13对小于第1阈值Th1的区域设定第1增益G1，并以线性连接Th1与Th2之间的方式设定第2增益G2，由此来进行色调映射。此时，根据第1阈值Th1的位置来进行色调映射，该第1阈值根据明亮度检测部19检测到的周围明亮度的检测结果来决定。在该情况下，如图12所示，周围明亮度越暗，则第1阈值Th1越是朝高亮度一侧偏移，由此在更宽的范围内将低亮度区域的灰度抑制得较低，从而能使画质成为进一步重视了对比感的画质。
图14是表示通过区域有源控制/亮度拉伸部14的处理来增强画面亮度的状态的图。横轴是输入视频信号的灰度值，纵轴是显示部18的画面亮度(cd/m2)。
T2、T3分别相当于发光检测部12中使用的第1及第2阈值Th1、Th2的灰度值的位置。如上所述，在由发光检测部12检测出的第2阈值Th2以上的区域中，不进行根据背光源的亮度拉伸量来使视频信号的输出灰度下降的信号处理。其结果是，在T3～T4中，利用根据区域有源控制所决定的Max亮度得到的γ曲线，对输入视频信号进行增强并显示。例如，在Max亮度为1500(cd/m2)的情况下，当输入视频信号为最高灰度值(255)时，画面亮度为1500(cd/m2)。此时的Max亮度是根据基于视频信号来决定的平均点亮率、以及明亮度检测处理所得到的周围的明亮度检测结果，来决定的Max亮度。
另一方面，对于T1～T2范围的输入灰度值的情况，如上所述，由于对视频信号应用第1增益G1，以减少与因背光源的亮度拉伸而增加的画面亮度相应的量，因此，由基于基准亮度的γ曲线来进行画面显示。根据由区域有源控制/亮度拉伸部14所决定的Max亮度，在映射部13中与亮度拉伸量相对应地、在小于阈值Th1(相当于T2)的范围内对视频信号的输出值进行抑制。在T2～T3中，画面亮度根据Th2～Th1的色调映射而转变。
若Max亮度变大，则T1～T2的基于基准亮度的曲线、与T3～T4的基于Max亮度的曲线在画面亮度方向上的差变大。基于基准亮度的曲线如上所述是最大灰度值的画面亮度为不拉伸背光源亮度时的基准亮度(作为一个示例，最大灰度值的画面亮度为550cd/m2)的γ曲线，基于Max亮度的曲线是最大灰度值的画面亮度为由区域有源控制/亮度拉伸部14决定的Max亮度的γ曲线。
如此，在输入视频信号从0灰度(T1)到T2之间，利用基准亮度来控制画面亮度。在灰度较低的较暗视频的情况下，若提高亮度来进行显示，则会导致对比度的下降、漏光等的品质下降，因此，通过视频信号处理来以背光源的亮度拉伸量抑制亮度，使得画面亮度不会上升。
此外，输入视频信号为T3以上的范围是被视为正在发光的范围，因此，在利用亮度拉伸来对背光源进行了拉伸的状态下，维持视频信号而不进行抑制。由此，画面亮度得以增强，从而能进行更有明亮感的高品质的图像显示。
在该情况下，例如，若明亮度检测部19的检测结果表示周围的明亮度变暗从而抑制Max亮度，则T1～T2的基于基准亮度的曲线与T3～T4的基于Max亮度的曲线在画面亮度方向上的差减小。即，随着根据明亮度检测部检测出的周围的明亮度的量来决定的Max亮度减小，T3～T4的曲线朝低亮度一侧偏移。此外，T2的位置与根据周围明亮度检测结果而变化的第1阈值Th1的位置相当，因此，若周围变暗，则T2的位置也朝输入信号的高灰度一侧偏移，成为重视对比感的显示。另外，T1～T2范围的γ曲线无需与基准亮度一致，只要是与发光部分的增强区域具有差异的水平，就能通过适当调整增益G1来进行设定。
(实施方式2)
图15是对本发明所涉及的视频显示装置的其它实施方式进行说明的图。
实施方式2具有与实施方式1相同的结构，但与实施方式1不同的是，并不由区域有源控制/亮度拉伸部14来决定在进行色调映射时使用的Max亮度的值，而是基于发光检测部12和明亮度检测部19的检测结果来决定亮度拉伸量，并基于该决定的亮度拉伸量来执行色调映射。因而，在信号处理部11的映射部13中，无需像实施方式1那样，从区域有源控制/亮度拉伸部14输出亮度拉伸所产生的Max亮度值。
与实施方式1相同，明亮度检测部19包括对视频显示装置周围的明亮度(周围的照度)进行检测的光电二极管等明亮度传感器，将明亮度检测部得到的检测结果输出至发光检测部12。
图16表示根据输入视频信号的亮度信号Y生成的Y直方图的示例。与实施方式1相同，发光检测部12中，将亮度用作为视频的特征量，对输入的视频信号的每一帧，累计像素的每一亮度灰度的像素数，从而生成Y直方图。然后，根据该Y直方图，计算平均值(Ave)、标准偏差(σ)，并利用它们来计算2个阈值Th1、Th2。与实施方式1相同，第2阈值Th2是决定发光边界的阈值，Y直方图中在该阈值Th2以上的像素被视为正在发光部分。作为视频的特征量，能使用下述的其它特征量，但此处使用亮度作为视频的特征量。
在本实施方式中，除实施方式1的第1阈值Th1和第2阈值Th2以外，还设定了第3阈值Th3。第3阈值Th3处于Th1与Th2之间，为了检测出发光部分的像素的状态而设置。
阈值Th3也可以是与Th2相同的值，是为了使Th2以上的发光部分具有较大的余量(margin)，易于进行处理而设置的。
因此，
Th3＝Ave+Qσ(M＜Q≦N)···式(5)
成立。
图17是表示与第3阈值Th3以上的像素相对应的亮度拉伸量的计算例的图。横轴表示阈值Th3以上的像素值的得分(score)，纵轴表示与得分相对应的亮度拉伸量。得分相当于本发明的与亮度相关的指标的一个示例。
得分定义为“某一阈值以上的像素的比例”ד与阈值间的距离(亮度的差)”，表示通过对具有大于第3阈值Th3的灰度值的像素的像素数进行计数，并对与阈值Th3间的距离进行加权而计算得到的明亮度的程度，例如，通过下式(6)来进行计算。
数学式1
式(6)中，count[i]对灰度值为i的像素数进行计数。此外，i2-(Th3)2是指图20所示那样的与亮度的距离(亮度之差)，也可采用明度L*中与阈值的距离来替代。另外，该平方表示亮度，实际为2.2乘方。即，当数字的代码值为i时，亮度为i2.2。此时，明度L*为(i2.2)1/3≒i。实际的视频显示装置中进行验证得到的结果是亮度中距离阈值的差比明度中距离阈值的差等更为有效。此外，式(6)中，全部像素数是指对所有的像素数进行计数而得到的值，不限于i>Th3的这部分像素。若采用这种计算值作为得分，则在发光部分中偏离Th3的高灰度的像素较多的情况下，得分变高。此外，即使Th3以上的像素数固定，灰度较高的像素较多时的得分更高。得分通过对具有第3阈值Th3以上的灰度值的像素的像素数进行计数、并对与阈值Th3的距离进行加权来计算，从而表示明亮度的程度，例如通过
得分＝1000×Σcount[i]×(i2-Th32)/(Σcount[i]×Th32)来计算。
Σcount[i]是按每个灰度值i对像素数进行计数而累计得到的值。因此，在发光部分中偏离Th3的高灰度的像素较多时，得分变高。此外，即使Th3以上的像素数固定，灰度较高的像素较多时的得分更高。
然后，在得分为一定以上的高水平时，将亮度拉伸量设定得较高，将高灰度的发亮的视频拉伸到更高亮度，增加明亮感。在该示例中，在得分为一定以上的得分的较高部分，设定成在亮度拉伸后能获得的最大的画面亮度为1500(cd/m2)。此外，在得分较低的情况下，设定成得分越少、亮度拉伸量越小。而且，在发光检测部12中，根据明亮度检测部19的周围明亮度的检测结果，来改变对得分与亮度拉伸量之间的关系进行规定的控制曲线。该亮度拉伸量与实施方式1的Max亮度概念相同，例如由背光源占空比的值来表示。
图18是用于对根据周围明亮度的检测结果来改变的亮度拉伸量的控制曲线的设定例进行说明的图。如上所述，在发光检测部12中，根据阈值Th3以上的像素值的得分来决定亮度拉伸量，但此时的对得分与亮度拉伸量之间的关系进行规定的控制曲线根据从明亮度检测部19输出的周围的明亮度检测结果而发生变化。
例如，如图18所示，准备2级的亮度拉伸的控制曲线，在周围的明亮度较亮的情况下，以控制曲线U1进行控制，在周围的明亮度较暗的情况下，以控制曲线U2进行控制。对于所谓较亮的情况和较暗的情况，对表示明亮度的检测结果的信号设定规定阈值，将检测结果与该阈值进行比较，从而判断周围比规定水平亮还是暗。例如，利用由光电二极管构成的明亮度传感器来检测周围照度(勒克斯)时，预先决定照度的阈值，根据基于检测结果的周围照度，来判定环境是亮还是暗。
在图18的控制曲线中，将得分的整个范围中的最大的亮度拉伸量的水平设为E、得分的整个范围中的最低的亮度拉伸量的水平设为F、将随着得分降低从最大的亮度拉伸量水平E起亮度拉伸量开始降低的点的得分设为I。在图18的示例中，在周围的明亮度较亮时的控制曲线U1中，E约为1500cd/m2、F约为500cd/cm2，在周围的明亮度较暗时的控制曲线U2中，E约为900cd/m2、F降低到300cd/m2。这样，将水平E相对于水平F的比例设定为1.5～3倍左右，将周围照度降低的同时，将整个控制曲线朝低亮度拉伸量一侧降低。
通过上述那样的控制，周围较亮时的控制曲线U1中，利用高亮度的亮度拉伸量来增强明亮感，对除发光部以外的区域利用视频信号处理进行亮度降低，因此，能呈现具有高对比感的高品质的视频。此外，在得分接近最低的较暗的图像的情况下，使亮度拉伸量降低来减轻较暗视频的漏光。
另一方面，在周围较暗时的控制曲线U2中，通过将亮度拉伸量设定得较低来抑制刺眼感。此外，在得分较低的视频较暗的区域中，将亮度拉伸量进一步降低为比控制曲线U1还要低。在较暗的周围环境中，亮度拉伸造成的画面上的漏光感变得更为显著，因此，将亮度拉伸量抑制地更低，使漏光变得不显著。在该示例中，亮度拉伸量的水平变化的点I保持不变，不根据周围明亮度的变化而发生变化。
此外，在图18的示例中，将控制曲线设定为2级曲线，但不限于2级，能以3级以上的多级来进行控制。此外，可每次生成控制曲线使其以无级形式变化。在设置多级阈值，根据周围照度进行多级控制的情况下，控制曲线如下那样发生变化：随着周围明亮度变暗，从控制曲线U1朝U2的方向发生阶段性地变化。
图19是用于对根据周围明亮度的检测结果来改变的亮度拉伸量的控制曲线的其他设定例进行说明的图。与图18的示例相同地，在图19的示例中，根据明亮度检测部19的周围明亮度的检测结果，使设定得分与亮度拉伸量之间的关系的控制曲线发生变化。
此处，准备2级的亮度拉伸量的控制曲线，在周围明亮度较亮的情况下，以控制曲线U3进行控制，在周围明亮度较暗的情况下，以控制曲线U4进行控制。对于所谓较亮的情况和较暗的情况，与上述相同地，对表示检测结果的信号设定规定阈值，将检测结果与该阈值进行比较，从而判断周围比规定水平亮还是暗。
在图19的示例中，与图18的示例相同地，随着周围明亮度变暗，将整个控制曲线从U3降低到U4，但与图18的示例不同之处在于，根据周围明亮度，还改变点I的位置。即，周围的明亮度较暗的控制曲线U4与周围的明亮度较亮的控制曲线U3相比，U4中点I的位置朝高得分一侧偏移。由此，在周围较暗时，对于得分高到某一程度的较亮视频，也抑制亮度拉伸量，防止刺眼感。
此外，在图19的示例中，将控制曲线设定为2级曲线，但不限于2级，能以3级以上的多级来进行控制。此外，可每次生成控制曲线使其根据周围的明亮度以无级形式变化。
接着，在发光检测部12中进行与实施方式1相同的处理，根据明亮度检测部19的检测结果，改变Y直方图中第1阈值Th1的位置。例如，如实施方式1中所说明的那样，明亮度检测部19检测出的明亮度越暗，使M的值越大，将第1阈值Th1朝高亮度一侧偏移。由此，在周围较暗的环境中，将第1阈值Th1的位置朝高亮度一侧偏移，对较暗环境中的画质的锐度进行强调，使其成为重视对比感的画质。另一方面，在周围较亮的环境中，将第1阈值Th1维持在低亮度一侧，使其成为重视画面的明亮度的画质。
将从发光检测部12输出的第1及第2阈值Th1、Th2的值、以及根据Th3以上的像素的得分而决定的亮度拉伸量输出到映射部13，用于生成色调映射。
映射部13中的色调映射处理与实施方式1相同。即，如图13所示，对于比由发光检测部12设定的第一阈值Th1要小的区域设定第1增益G1，并以线性连接Th1与Th2之间的方式设定第2增益G2。此时，在设定增益G1时，使用根据明亮度检测部19检测出的周围明亮度的检测结果来决定的亮度拉伸量，与背光源的亮度拉伸量相应地利用视频信号处理来降低亮度。在该情况下，如图12所示，周围明亮度越暗，则第1阈值Th1越是朝高亮度一侧偏移，由此在更宽范围内将低亮度区域的灰度抑制得较低，从而能使画质成为进一步重视对比感的画质。将得到的色调映射应用于输入视频信号，输入到区域有源控制/亮度拉伸部14。
区域有源控制/亮度拉伸部14中的处理与实施方式1相同。但是，在区域有源控制/亮度拉伸部14中，无需像实施方式1那样根据背光源的平均点亮率来决定Max亮度并输出到信号处理部11，相反，基于由信号处理部11的发光检测部12输出的亮度拉伸量，将背光源部16的LED的亮度进行拉伸。
即，在区域有源控制/亮度拉伸部14中，将视频分割为规定的多个区域(area)，对其每一分割区域提取视频信号的最大灰度值，根据提取出的最大灰度值，决定每一区域的LED的点亮率。例如，对于最大灰度值较低的较暗区域，通过降低点亮率来使背光源的亮度下降。然后，在该状态下，根据从发光检测部12输出的亮度拉伸量，增大整个背光源的接入功率，由此提高背光源的整体亮度。由此，正在发光的较亮视频变得更亮，增加了明亮感。此外，对于非发光部分，由于通过视频信号处理降低与亮度拉伸相当的亮度，因此，其结果是，在画面上仅发光部分的亮度提高，从而能显示高对比度的品质较高的视频。输入视频信号与画面亮度之间的关系和实施方式1所示的图14相同。
(实施方式3)
图20是对本发明所涉及的视频显示装置的又一其它实施方式进行说明的图。
实施方式3具有与实施方式2相同的结构，进行与实施方式2相同的动作，但与实施方式2不同的是，在亮度拉伸部20中不进行区域有源控制，而是基于从信号处理部11的发光检测部12输出的亮度拉伸量，将背光源部16的亮度进行拉伸。
即，在亮度拉伸部20中，输入应用了由映射部13生成的色调映射的视频信号，将显示该视频信号的控制数据输出到显示控制部17。此时，不进行区域有源控制的处理。另一方面，基于从发光检测部12输出的亮度拉伸量，统一对整个背光源部16进行拉伸。
由此，发光的较亮视频变得更亮，增加了明亮感。此外，对于非发光部分，由于通过视频信号处理来减小与亮度拉伸相当的亮度，因此，其结果是，在画面上发光部分的亮度变高，从而能显示高对比度的品质较高的视频。
实施方式3中的其它结构部分的动作与实施方式2相同，因此，省略其重复说明。
(其它特征量)
在上述各例中，在发光检测部12的发光部的检测处理中，使用亮度Y作为特征量，生成亮度的直方图，并从中检测出发光部。作为生成直方图的特征量，除了亮度外，还可以使用例如CMI(Color Mode Index：色彩模式指数)或最大RGB。
CMI是表示所关注的颜色有多亮的指标。此处，CMI与亮度不同，CMI表示将颜色信息也考虑在内的明亮度。CMI由
(L*/L*modeboundary)×100...式(7)
来定义。
上述L*是颜色的相对明亮度的指标，在L*＝100时，是作为物体色最明亮的白色的明度。在上述式(7)中，L*是所关注的颜色的明度，L*modeboundary是以与所关注的颜色相同的色度进行发光而看到的边界的明度。此处可知，L*modeboundary≒最明色(物体色中最明亮的颜色)的明度。将CMI＝100的颜色的明度称为发光色边界，若超过CMI＝100，则定义为发光。
参照图21，对根据视频显示装置中应显示的广播视频信号来计算CMI的方法进行说明。基于BT.709标准来对广播视频信号进行标准化，并进行发送。因此，首先利用BT.709用的转换矩阵来将广播视频信号的RGB数据变换成3刺激值XYZ的数据。然后，利用转换式，根据Y计算明度L*。所关注的颜色的L*设为处于图20的位置J1。接下来，根据转换得到的XYZ，计算色度，并根据已知的最明色的数据，调查与所关注的颜色相同色度的最明色的L*(L*modeboundary)。图21上的位置为J2。
根据这些值，利用上述式(7)来计算CMI。CMI由关注像素的L*与其色度的最明色的L*(L*modeboundary)之比来表示。
利用上述那样的方法，对视频信号的每个像素求出CMI。由于是标准化后的广播信号，因此，所有像素的CMI取0～100的范围内的任一值。然后，对于1帧视频，将横轴设为CMI，纵轴设为频度，从而制作CMI直方图。此处，计算出平均值Ave.和标准偏差σ，设定各阈值，由此来检测出发光部分。
此外，在其它示例中，特征量是RGB数据中具有最大灰度值的数据(最大RGB)。在RGB组合中，2种颜色具有相同色度的意义与RGB之比没有变化的意义相同。即，对CMI中相同色度的最明色进行运算的处理是在不改变RGB数据的比率的情况下使其倍增一定倍数时，得到RGB数据的灰度变为最大时的RGB组合的处理。
例如，将具有图22(A)所示的灰度的RGB数据的像素设为关注像素。在对关注像素的RGB数据乘以一定的数值时，如图22(B)所示，RGB中的任一项最先饱和时的颜色是与原像素相同色度的最明亮的颜色。而且，在设最先饱和的颜色(该情况下为R)的关注像素的灰度为r1，最明色的R的灰度为r2时，通过
(r1/r2)×100···式(8)
能获得与CMI类似的值。将RGB倍增一定倍数时最先饱和的颜色为关注像素的RGB中具有最大灰度的颜色。
然后，对每一像素计算出利用上述式(8)所得到的值，从而生成直方图。根据该直方图，计算出平均值Ave.和标准偏差σ，设定各阈值并检测出发光部分，或者能检测出发黑的量。此时的直方图可以不根据式(8)在0～100的值之间变换，而是通过将像素的RGB的最大灰度值进行积累所得。
标号说明
11…信号处理部、12…发光检测部、13…映射部、14…区域有源控制/亮度拉伸部、15…背光源控制部、16…背光源部、17…显示控制部、18…显示部、19…检测部、20…亮度拉伸部。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种视频显示装置，
该视频显示装置具有：显示输入视频信号的显示部；对该显示部进行照明的光源；及对该显示部和该光源进行控制的控制部，
该控制部基于与明亮度相关的指标，对所述光源的亮度进行拉伸和增大，并且对于所述输入视频信号的规定的特征量，累计像素数来生成直方图，将该直方图的规定范围的上部区域检测作为发光部，其中该指标基于规定的条件从所述输入视频信号来计算得到，
通过降低除所述发光部以外的非发光部的视频信号的亮度，对所述发光部的显示亮度进行增强，该视频显示装置的特征在于，
该视频显示装置具有明亮度检测部，该明亮度检测部对该视频显示装置周围的明亮度进行检测，
所述控制部根据由所述明亮度检测部检测出的所述视频显示装置的周围的明亮度，切换控制曲线，该控制曲线对与所述明亮度相关的指标以及拉伸所述光源的亮度的亮度拉伸量之间的关系进行规定。
2.如权利要求1所述的视频显示装置，其特征在于，
所述控制部将输入视频信号所产生的图像分割成多个区域，并基于分割出的所述区域的视频信号的灰度值，改变与每一所述区域对应的所述光源的点亮率，
所述控制曲线是对相当于全部区域的所述点亮率进行平均而得到的平均点亮率与在所述显示部的画面上能得到的最大亮度所表示的所述亮度拉伸量之间的关系进行规定的控制曲线，
所述控制部将所述平均点亮率用作为与所述明亮度相关的指标，基于根据该平均点亮率设定的所述最大亮度，对所述光源的亮度进行拉伸。
3.如权利要求1所述的视频显示装置，其特征在于，
所述控制曲线是将得分与所述亮度拉伸量之间的关系进行规定的控制曲线，其中该得分通过对包含检测出的所述发光部的区域在内的规定范围的视频将每个像素的明亮度加权并计数像素数来得到，
所述控制部将所述得分用作为与所述明亮度相关的指标，根据利用所述输入视频信号计算出的所述得分，对所述光源的亮度进行拉伸。
4.如权利要求1至3中任一项所述的视频显示装置，其特征在于，
所述控制曲线是由所述明亮度检测部检测出的明亮度越暗则所述亮度拉伸量越小的控制曲线。
5.如权利要求2至4中任一项所述的视频显示装置，其特征在于，
所述控制部进行将输入视频信号的输入灰度转换并输出的视频处理，
对输入灰度和输出灰度之间的关系进行规定的输入输出特性具有阈值，该阈值设定在比所述发光部和所述非发光部的边界灰度更低的非发光部区域中，
所述控制部预先设定应用于视频信号的增益与所述亮度拉伸量之间的关系，根据所述亮度拉伸量，对输入视频信号的输入灰度决定使输出灰度降低的增益，在灰度比所述阈值低的低灰度区域应用决定的所述增益来进行所述视频处理，在该视频处理中，所述明亮度检测部检测出的明亮度越暗，将所述阈值越是朝高灰度一侧移动。
6.如权利要求1至5中任一项所述的视频显示装置，其特征在于，
所述控制部在将所述直方图的平均值设为A、标准偏差设为σ时，将
thresh＝A+Nσ(N为常数)
以上的像素作为所述发光部。
7.如权利要求5所述的视频显示装置，其特征在于，
所述控制部在所述特征量较低的规定区域中，通过所述视频处理，将因所述光源的亮度的拉伸而产生的显示部的显示亮度的增加量降低。
8.一种电视接收装置，其特征在于，
包括权利要求1至7中任一项所述的视频显示装置。
9.(追加)一种视频显示装置，
该视频显示装置具有：显示输入视频信号的显示部；对该显示部进行照明的光源；及对该显示部和该光源进行控制的控制部，
该控制部基于控制曲线对所述光源的亮度进行拉伸和增大，该控制曲线对基于规定的条件从所述输入视频信号计算得到的与明亮度相关的指标以及拉伸所述光源的亮度的亮度拉伸量之间的关系进行规定，并且，
基于所述输入视频信号的规定的特征量，检测出视作为发光视频的发光部，对除该发光部以外的非发光部的视频信号的亮度进行降低，从而增强所述发光部的显示亮度，
该视频显示装置的特征在于，
该视频显示装置具有明亮度检测部，该明亮度检测部对该视频显示装置周围的明亮度进行检测，
所述控制部根据由所述明亮度检测部检测出的所述视频显示装置的周围的明亮度，切换所述控制曲线。
10.(追加)一种电视接收装置，其特征在于，
包括权利要求9所述的视频显示装置。

Claims (8)

1.一种视频显示装置，
该视频显示装置具有：显示输入视频信号的显示部；对该显示部进行照明的光源；及对该显示部和该光源进行控制的控制部，
该控制部基于与明亮度相关的指标，对所述光源的亮度进行拉伸和增大，并且对于所述输入视频信号的规定的特征量，累计像素数来生成直方图，将该直方图的规定范围的上部区域检测作为发光部，其中该指标基于规定的条件从所述输入视频信号计算得到，
通过降低除所述发光部以外的非发光部的视频信号的亮度，对所述发光部的显示亮度进行增强，该视频显示装置的特征在于，
该视频显示装置具有明亮度检测部，该明亮度检测部对该视频显示装置周围的明亮度进行检测，
所述控制部根据由所述明亮度检测部检测出的所述视频显示装置的周围的明亮度，切换控制曲线，该控制曲线对与所述明亮度相关的指标以及拉伸所述光源的亮度的亮度拉伸量之间的关系进行规定。
2.如权利要求1所述的视频显示装置，其特征在于，
所述控制部将输入视频信号所产生的图像分割成多个区域，并基于分割出的所述区域的视频信号的灰度值，改变与每一所述区域对应的所述光源的点亮率，
所述控制曲线是对相当于全部区域的所述点亮率进行平均而得到的平均点亮率与在所述显示部的画面上能得到的最大亮度所表示的所述亮度拉伸量之间的关系进行规定的控制曲线，
所述控制部将所述平均点亮率用作为与所述明亮度相关的指标，基于根据该平均点亮率设定的所述最大亮度，对所述光源的亮度进行拉伸。
3.如权利要求1所述的视频显示装置，其特征在于，
所述控制曲线是将得分与所述亮度拉伸量之间的关系进行规定的控制曲线，其中该得分通过对包含检测出的所述发光部的区域在内的规定范围的视频将每个像素的明亮度加权并计数像素数来得到，
所述控制部将所述得分用作为与所述明亮度相关的指标，根据利用所述输入视频信号计算出的所述得分，对所述光源的亮度进行拉伸。
4.如权利要求1至3中任一项所述的视频显示装置，其特征在于，
所述控制曲线是由所述明亮度检测部检测出的明亮度越暗则所述亮度拉伸量越小的控制曲线。
5.如权利要求2至4中任一项所述的视频显示装置，其特征在于，
所述控制部进行将输入视频信号的输入灰度转换并输出的视频处理，
对输入灰度和输出灰度之间的关系进行规定的输入输出特性具有阈值，该阈值设定在比所述发光部和所述非发光部的边界灰度更低的非发光部区域中，
所述控制部预先设定应用于视频信号的增益与所述亮度拉伸量之间的关系，根据所述亮度拉伸量，对输入视频信号的输入灰度决定使输出灰度降低的增益，在灰度比所述阈值低的低灰度区域应用决定的所述增益来进行所述视频处理，在该视频处理中，所述明亮度检测部检测出的明亮度越暗，将所述阈值越是朝高灰度一侧移动。
6.如权利要求1至5中任一项所述的视频显示装置，其特征在于，
所述控制部在将所述直方图的平均值设为A、标准偏差设为σ时，将
thresh＝A+Nσ(N为常数)
以上的像素作为所述发光部。
7.如权利要求5所述的视频显示装置，其特征在于，
所述控制部在所述特征量较低的规定区域中，通过所述视频处理，将因所述光源的亮度拉伸而产生的显示部的显示亮度的增加量降低。
8.一种电视接收装置，其特征在于，
包括权利要求1至7中任一项所述的视频显示装置。
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