JP2007116593A - 透過型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示部に表示する画像中の字幕に影響されずにバックライトを最大範囲で減光でき、節電効果を発揮できる透過型映像表示装置の字幕処理装置を提供する。
【解決手段】 透過型液晶表示装置において、画素の値によってバックライトの透過光量を制御して液晶パネル１０画面に画像の模様を作り出す際に、調光部２２が映像信号に基づく画像の画素値に応じてバックライトの光量を調整し、画像調整部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂがバックライトの光量の調整に応じて液晶パネル画像の画素値を調整し、画素値検出部１４が前記映像信号に基づく画像の最大画素値を検出し、字幕処理制御部２８により検出画像の最大画素値を超えないように字幕生成部２６の生成した字幕の明度を制御して、その字幕を前記映像信号に基づく画像と共に液晶パネル１０画面に表示させる字幕処理装置を備えている。
【選択図】図４

Description

本発明は、液晶パネル等の透過型の表示部にバックライトを照射して表示部に透過光像を表示する透過型映像表示装置において、表示部に映像信号を表示する際にバックライトを最大範囲で減光できるようにした透過型映像表示装置に関する。

液晶パネルからなる透過型の表示部に映像信号を表示する映像表示装置においては、液晶パネル自体は発光しないので、その液晶パネルの背面に、バックライト（背面光）を照射する光照射部を設け、液晶パネルに透過光像を形成している。

この光照射部の光源には、蛍光灯が使用される。そして、デジタル化した映像を液晶パネルに表示するときには、液晶パネルの各画素が照射されたバックライトの透過光量を制御することによって、液晶パネル表面に映像の模様（透過光像）を作り出す。

液晶パネルに環境光を感知するセンサ（感光センサ）が取り付けられる。周囲が暗い環境下では、画面が少々暗くても画面のシーンは良く見えるので、感光センサの感知信号に基づいてバックライトを減光させることにより、節電を図るようにしている。このようなバックライト自動調光方法に関して、特開２００５−１２１９９７号公報（特許文献１）等が提案されている。

最近では、蛍光灯の代わりにＬＥＤ（発光ダイオード）を使用する映像表示装置が商品化されている。この場合は、３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ（赤、緑、青）の３原色ＬＥＤを組み合わせて、白光（白色光）を作り出す。

上記の感光センサの信号に基づき、バックライトを減光させることによって、暗い環境で鑑賞効果に影響を及ぼさない節電ができるが、それ以上の節電効果は望めないものであり、また、明るい環境で鑑賞する場合は、バックライトの減光ができなくて省電力効果が得られない。
特開２００５−１２１９９７号公報

ここで、液晶パネルの映像表示は、映像信号に応じて画素の値（濃淡階調）を変化させることによってバックライトからの照射光の透過量を変化させて実現する。

例えば、テレビ映像は動画像であって、時間軸で流れるフレームと称する複数枚の静止画（画像）から構成される。時間軸の一瞬だけを考えてみると、その時の画像においてフルスケールの画素値がなければ、全画面においてどの位置でもバックライトを全光量によって通過させることがないことを意味する。

発明者は、上記の点に着目して、節電と同時に映像を適切に映し出す技術を案出した（未公知）。すなわち、全画面において画素値に着目して、その画素値の大小に応じてバックライトの光量を制御する技術を案出したものである。このバックライト調光処理によって、節電ができると同時に映像を写す効果を保つことができる。

しかしながら、通常テレビの映像信号に垂直帰線消去期間に文字信号が入っており、これらの文字信号を文字デコーダし、字幕として画面に表示するときに下記の解決すべき課題があった。

すなわち、映像の情報を考えずに映像中に字幕を表示したときには、通常、字幕の文字の明度（画素値）が通常最大値１００％であり、上記のバックライト光量の制御技術では、その字幕の画素値の最大値に応じてバックライトを調光することになるので、そのバックライト調光範囲は狭くなるか、または完全になくなる可能性があるため、節電目的が全く達成できないという新たな解決すべき課題がある。

本発明は、前記の課題を解決するべくなされたものであり、表示部に映像信号に基づく画像と共に字幕を表示する際に、画像中の字幕に影響されずにバックライトを最大範囲で減光でき、高い節電効果を発揮できる透過型映像表示装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、透過型表示部に蛍光灯等の単色光光源の光照射部からバックライトを照射し、画像信号に基づく各画素の値に応じて透過型表示部の透過光量を制御してその透過型表示部に画像を表示し、かつ、字幕信号に基づく字幕像を前記画像と共に透過型表示部に表示する透過型映像表示装置において、上記画像信号に基づく１画面分の画素中で透過光量を最大とする最大画素値を検出する最大画素値検出部と、検出した最大画素値を超えない画素値に字幕像信号を生成処理する字幕生成処理部と、前記画像信号および字幕像信号に基づき前記画像に字幕像を合成する字幕合成部と、検出した最大画素値をフルスケールと見なして、前記字幕像が合成された画像に対して画素毎の画素値をスケーリング処理するスケーリング処理部と、スケーリング処理後の前記最大画素値に対応する透過光量がスケーリング処理前の最大画素値に対応する最大透過光量を超えないように、バックライトの照射光量を減光する透過光量減光部とを備えていることを特徴とする透過型映像表示装置である。

請求項２の発明は、透過型表示部が、画像信号の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ画素値によってそれぞれ透過光量が制御される３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の表示素子を有しており、画像信号に基づき、画像中で字幕を表示する字幕表示領域内の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂの画素値についてヒストグラムを生成するヒストグラム生成部と、生成されたヒストグラムに基づき前記字幕生成処理部で生成する字幕像の色を決定する字幕色決定部とを有していることを特徴とする請求項１に記載の透過型映像表示装置である。

請求項３の発明は、透過型表示部が、画像信号の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ画素値によってそれぞれ透過光量が制御される３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の表示素子を有しており、最大画素値検出部は、画素の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を同一視してそのうちの最大値を検出することを特徴とする請求項１に記載の透過型映像表示装置である。

請求項４の発明は、３原色Ｒ，Ｇ，Ｂの各表示素子からなる透過型表示部に３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ発光素子の光照射部からバックライトを照射し、カラー画像信号に基づく３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ各画素の値に応じて透過型表示部のバックライト透過光量を制御してその透過型表示部にカラー画像を表示し、かつ、字幕信号に基づく字幕像を前記画像と共に透過型表示部に表示する透過型映像表示装置において、上記画像信号に基づき一画面分の画素中で各３原色Ｒ，Ｇ，Ｂの透過光量を最大とする３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ最大画素値を検出する最大画素値検出部と、検出した各３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ最大画素値をそれぞれ超えない各３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ画素値に字幕像信号を生成処理する字幕生成処理部と、前記画像信号および字幕像信号に基づき前記画像に字幕像を合成する字幕合成部と、検出した各３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ最大画素値をフルスケールと見なして、前記字幕像が合成された画像に対して各３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ画素毎の画素値をスケーリング処理するスケーリング処理部と、スケーリング処理後の前記３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ最大画素値に対応する透過光量が、スケーリング処理前の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ最大画素値に対応する最大透過光量をそれぞれ超えないように、３原色Ｒ，Ｇ，Ｂバックライトの照射光量を減光する光量減光部とを備えていることを特徴とする透過型映像表示装置の字幕処理装置である。

請求項５の発明は、画像信号に基づき、画像中に字幕が配置される字幕表示領域内の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂの画素値についてヒストグラムを生成するヒストグラム生成部と、生成されたヒストグラムに基づき前記字幕生成処理部で生成する字幕像の色を決定する字幕色決定部とを有していることを特徴とする請求項４に記載の透過型映像表示装置である。

請求項６の発明は、最大画素値検出部は、画素の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を同一視してそのうちの最大値を検出することを特徴とする請求項４に記載の透過型映像表示装置である。

請求項１の発明によれば、最大画素値検出部が、上記画像信号に基づく一画面分の画素中で透過光量を最大とする最大画素値を検出し、字幕生成処理部によって、検出した最大画素値を超えない画素値に字幕像信号を生成処理する。そして、スケーリング処理部によって、検出した最大画素値をフルスケールと見なして、前記字幕像が合成された画像に対して画素毎の画素値をスケーリング処理し、光量減光部によって、該スケーリング処理後の前記最大画素値に対応する透過光量がスケーリング処理前の最大画素値に対応する最大透過光量を超えないように、バックライトの照射光量を減光する。

例えば画面毎に最大画素値を検出し、字幕生成処理にフィードバックし、そして、検出した画像の最大値（最大画素値）を超えないように字幕の明度を制御する。

よって、字幕像信号は画像信号（映像信号）に基づく画像の最大値を考慮して生成したものになるので、画像調整部と調光部との調整範囲は字幕入り前と変らないものになる。このため、字幕入りの画像表示をした場合の節電のための光量減光部の調光機能に与える影響は避けられる

なお、上記請求項１の発明において、透過型表示部には、白黒などの２値表示するモノクロ液晶パネル、または、３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の表示素子を有したカラー液晶パネルを用いることができる。

請求項２または３の発明によれば、透過型表示部には、画像信号の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ画素値によってそれぞれ透過光量が制御される３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ各色のカラー液晶パネル等の表示素子を有し、蛍光灯などの系統単色光のバックライトであってもカラー表示するようにしている。

請求項２の発明では、ヒストグラム生成部によって、画像信号に基づき、画像中で字幕を配置する字幕表示領域内の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂの画素値についてヒストグラムを生成し、字幕色決定部によって、生成されたヒストグラムに基づき前記字幕生成処理部で生成する字幕像の色を決定できる。
例えば、画像の字幕表示領域内に特定色が少なければその色に字幕色を制御することによって、背景となる字幕表示領域と字幕の色とのコントラストが出て、視聴者が字幕を見やすくなり、バックライトの節電効果を確保しつつ字幕の視認性が向上する。

また、請求項３の発明では、最大画素値検出部によって、前記３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ画素値の色の違いを同一視して最大画素値を検出し、検出された最大画素値Ｍａｘを超えない画素値に、字幕像信号を生成処理することによって、３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ画素値を各々処理することに比較して処理データが少なく済み、幕生成処理部を無理に性能向上させる必要性が少なくなる。

請求項４の発明によれば、画像信号に基づき一画面分の画素中で各３原色Ｒ，Ｇ，Ｂの透過光量を最大とする３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ最大画素値を検出し、検出した各３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ最大画素値をそれぞれ超えない各３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ画素値に字幕像信号を生成処理する。検出した各３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ最大画素値をフルスケールと見なして、前記字幕像が合成された画像に対して各３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ画素毎の画素値をスケーリング処理し、スケーリング処理後の前記３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ最大画素値に対応する透過光量が、スケーリング処理前の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ最大画素値に対応する最大透過光量をそれぞれ超えないように、３原色Ｒ，Ｇ，Ｂバックライトの照射光量を減光する。

最大画素値検出部によって、画像信号に基づく一画面分の画素中で３原色Ｒ，Ｇ，Ｂの最大画素値を検出し、字幕生成処理部によって、検出された３原色信号の各最大画素値を超えないように字幕像の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ画素値を制御するので、節電しつつ字幕像を適切な色で明確に表示できる。

請求項５の発明では、ヒストグラム生成部によって、画像信号に基づき、画像中で字幕を配置する字幕表示領域内の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂの画素値についてヒストグラムを生成し、字幕色決定部によって、生成されたヒストグラムに基づき前記字幕生成処理部で生成する字幕像の色を決定できる。
例えば、画像の字幕表示領域内に特定色が少なければその色に字幕色を制御することによって、背景となる字幕表示領域と字幕の色とのコントラストが出て、視聴者が字幕を見やすくなり、バックライトの節電効果を確保しつつ字幕の視認性が向上する。

以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。

図１はバックライト減光の原理を説明する図、図２はこの原理を使用した蛍光灯バックライトの調光制御をする液晶パネルを用いた透過型映像表示装置の説明ブロック図、図３は同じく３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ光源の調光制御をする透過型映像表示装置の説明ブロック図である。
図４は実施形態１に係る透過型映像表示装置の字幕処理装置を示す説明ブロック図、図５は映像領域に対する字幕表示領域の特定領域の説明図、図６は特定領域から生成したヒストグラムおよび字幕の明度値制限の１例の説明図、図７は実施形態２に係る透過型映像表示装置の字幕処理装置を示す説明ブロック図、図８は特定領域から生成したヒストグラムおよび字幕の明度値制限の他の１例の説明図である。

実施形態１に係る透過型映像表示装置は、図４に示すように、透過型の液晶パネル（透過型表示部）１０に蛍光灯（単色光光源）の光照射部２０からバックライトを照射し、映像信号入力部２４から入力された映像信号（画像信号）に基づく各画素の値に応じて液晶駆動部１８によって液晶パネル１０の透過光量（透過バックライト光量）を制御してその液晶パネル１０画面に画像の模様を作り出して表示し、かつ、字幕信号に基づく字幕像を前記画像と共に液晶パネル１０に表示するものである。

そして、透過型映像表示装置は、上記映像信号に基づく一画面分の画素中で透過光量を最大とする最大画素値を検出する最大画素値検出部１４と、画面に表示する字幕像信号を映像信号から生成する文字デコード部２６と、検出した最大画素値を超えない明度（画素値）にするように、字幕像の表示文字の色と明度を決定するように前記字幕像信号を処理制御する字幕生成処理部２８と、前記画像信号および字幕像信号に基づき前記画像に字幕像を合成するαブレンディング部（字幕合成部）３２と、検出した最大画素値をフルスケールと見なして、前記字幕像が合成された画像に対して画素毎の画素値をスケーリング処理する画像調整部（スケーリング処理部）１６と、スケーリング処理後の前記最大画素値に対応する透過光量がスケーリング処理前の最大画素値に対応する最大透過光量を超えないように、バックライトの照射光量を減光する調光部（光量減光部）２２とを備えている。

さらに詳細に説明する。
まず、実施形態の前提技術である透過型映像表示装置減光技術において、表示部の一例に液晶パネル１０を挙げて、そのバックライト調光技術の原理について説明する。

このバックライト調光技術は、全画面において画素値に着目して、その画素値の大小に応じてバックライトの光量を制御するものである。
画素の値は、画素のＲ，Ｇ，Ｂの値（階調）としたときに、それら各Ｒ、Ｇ，Ｂ値を８ビットで表すと、各々０〜２５５までの整数の値（０階調〜２５５階調：全２５６階調）となる。

一般に透過型液晶パネルの映像表示は、画素の値でバックライト（光源からの液晶パネル背面光）を透過させて実現される。例えば、テレビジョン映像は、動画像で、時間軸で流れるフレームと称する複数枚の静止画（画像）から構成される。時間軸の一瞬だけを考え、そのときの画像においてフルスケールの画素値がなければ、全画面においてどの位置でもバックライトを全光量に通過させることがないことを意味する。

ここで、全画面において画素の最大値がフルスケール未満の際には、その画素の最大値をフルスケールと見なして、画像の画素値をスケーリング処理する。このスケーリング処理した画像の最大画素値がフルスケールになる。画像の表示効果を維持するために、バックライトを減光させる。

このとき、減光量は画像の画素値をスケーリング処理した変更量と同じである。この処理によって、節電ができると同時に映像を写す効果を保つことができる。

図１は、バックライト減光の原理を説明する。この場合、簡略のため、モノクロ画像のケースを例に挙げて説明する。つまり光照射部の光源が単色光のものである。

図１（ａ）はバックライトの光量と画像の光量との関係と表すグラフ、図１（ｂ）は減光前後のバックライト光量を説明するグラフである。

図１（ａ）に示すように、この例では、バックライトの光量が１００％に対して、画像の最大画素値に当る最大光量は７０％である。

また、図１（ｂ）に示す、符号［Ｌ］は減光前のバックライト光量（１００％）であり、［Ｌ１］は減光後のバックライト光量（７０％）である。［Ｇ］は減光後のバックライト光量によって図１（ａ）の画像を液晶パネルに写す際に得られる画像（透過光像）の光量（透過光量）である。
この［Ｇ］で示す光量から、バックライトを３０％減光することによって上記の図１（ａ）の最大値７０％の画像をそのまま液晶パネルに写したときには、透過光像が光量で最大値４９％のものにまで下がったことが分かる。

［Ｇ１］は図１（ａ）に示したものと同様の光量で画像を表示するときに液晶パネルに見える透過光像の光量であり、その最大値が７０％である。
減光前のバックライト光量Ｌの場合、このような透過光像を液晶パネルに表示するときにバックライトを３０％減光して省電力化を図り、かつ画像［Ｇ１］の透過光量の最大値が７０％のまま液晶パネルに表示することが要望される。

そのため、バックライト光量を７０％まで減光してＬ１とする。そして、［Ｇ１］の最大値（７０％）を減衰させずにそのまま通過させることで、画像［Ｇ１］を正しく表示できる。透過光像の画像最大値を減衰しないことは、原画像の画素値を減光率に基づき大きくすることで実現できる。
なお、原画像をそのままの画素値で表示すると透過光像は［Ｇ］の表示効果になる。

上記のように、バックライトの減光後でも減光前と同じ効果がでるように液晶パネルに写すには、画像に減光係数によって画像調整を行うことによって実現できる。
つまり、画像最大値を減衰しないことは、原画像の値を減光率によって大きくすることによって実現できる。

具体的には、調整前の原画像をｇ、調整後の画像をｇ１と記して、次式（１）で表すことができる。

ｇ１＝ｇ／ｋ …（１）

ここで、ｋは減光係数、図１で示す例では、ｋ＝０．７であるが、その他の必要に応じて種々の減光係数を使用するができる。

この減光係数ｋによって画像調整を行うことによって、減光後のバックライト光量［Ｌ１］によって調整後の画像［Ｇ１］を表示するときと、減光前のバックライト光量［Ｌ］によって原画像［Ｇ］を表示するときとで、同様な写り効果が得られる。

図２は、上記の原理を採用したバックライト調光制御をする液晶パネルを用いた透過型映像表示装置の説明図であって、バックライト光源が蛍光灯の場合の構成を示している。

図２に示すように、上記の映像表示装置において、映像処理部１２は液晶パネル１０に表示したい画像３原色信号（Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎ：処理前の赤信号，緑信号，青信号）を出力し、その信号は最大値検出部１４と画像調整部１６に入力される。

最大値検出部１４は，上記の３原色信号（Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎ）を同一視してその最大値Ｍａｘを検出する。
検出した最大値Ｍａｘの信号は前記画像が画像調整部１６および調光部２２に入力する。ここで、上記の最大値Ｍａｘの検出はフレーム単位で行う。検出結果の画素の最大値Ｍａｘは１フレームを遅延させて、次のフレームに適用する。

調光部２２は，検出した画素最大値Ｍａｘに基づき、光照射部２０の照射光量（バックライト量）を制御して減光を行う。図１の場合７０％に減光している。

画像調整部１６は、画像３原色信号（Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎ）を同じ係数ｋによって処理して（上記式（１）による）、処理後の画像３原色信号（Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔ）を液晶駆動部１８に出力する。

液晶駆動部１８は、画像３原色信号（Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔ）のデジタル値を電圧に変えて液晶パネル１０の透過光量を制御して、画像の模様を作り出す。

液晶パネル１０は、減光したバックライトに応じて調整した画像の模様を表示する。

図３は、バックライト光源が３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ光源（例えば、３原色Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤを設けたＲ光照射部２０Ｒ，Ｇ光照射部２０Ｇ，Ｂ光照射部２０Ｂ）の組み合わせの場合の、透過型映像表示装置の構成説明図である。

図３に示すように、この映像表示装置においては、映像処理部は液晶パネルに表示したい画像３原色信号（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）を出力し、最大値検出部１４Ａと、３原色各信号の調整部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに入力する。

最大値検出部１４Ａは、３原色信号のそれぞれを別々にその最大値Ｒｍａｘ，Ｇｍａｘ，Ｂｍａｘを検出し，その検出信号を上記の３原色各信号の調整部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂと３原色の各色についての調光部（Ｒ調光部２２Ｒ，Ｇ調光部２２Ｇ，Ｂ調光部２２Ｂ）に入力する。
各色光の最大値Ｒｍａｘ，Ｇｍａｘ，Ｂｍａｘの検出は，フレーム単位で行う。検出した最大値Ｒｍａｘ，Ｇｍａｘ，Ｂｍａｘの結果は、１フレームを遅延させて、次のフレームに適用する。

ここで、各色光の最大値Ｒｍａｘ，Ｇｍａｘ，Ｂｍａｘは０から１の間の値であって、それぞれの値を上記式（１）のｋとして使用する。

Ｒ調光部２２Ｒは、Ｒｍａｘに基づき、Ｒ光照射部２０Ｒを制御してＲ成分の減光を行う。Ｇ調光部２２Ｇは、Ｇｍａｘに基づき、Ｇ光照射部２０Ｇを制御してＧ成分の減光を行う。Ｂ調光部２２Ｂは、Ｂｍａｘに基づき、Ｂ光照射部２０Ｂを制御してＢ成分の減光を行う。

また、Ｒ信号調整部１６Ｒは、ｋ＝Ｒｍａｘとして式（１）に基づき画像のＲ成分に調整処理を施す。Ｇ信号調整部１６Ｇは、ｋ＝Ｇｍａｘとして式（１）に基づき画像のＧ成分に調整処理を施す。Ｂ信号調整部１６Ｂは、ｋ＝Ｂｍａｘとして式（１）に基づき画像のＢ成分に調整処理を施す。

これらの調整部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂによる調整後の信号Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔを、液晶駆動部１８に出力する。液晶駆動部１８は画像のデジタル値を電圧に変えて液晶パネル１０の透過光量を制御して、画像の模様を作り出す。

液晶パネル１０は、上述のように各色調光部２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの制御によって減光した各色照射部２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂのバックライトで上記の調整した画像を表示する。

なお、図２、図３の映像表示装置においては、減光量は画素の最大値（最大画素値：ＭａｘまたはＲｍａｘ，Ｇｍａｘ，Ｂｍａｘ）を使用しているが、そのような最大値では無くても実現できる。例えば、視覚効果（画質）を重視する場合にバックライトの減光は画素の最大値まで下げなくても良い。一方、節電を重視する場合は最大値以下に下げてもよいものである。

図４に実施形態１に係る透過型映像表示装置の字幕処理装置を示す。

この実施形態１に係る字幕処理装置は、上記図２に示した透過型映像表示装置に、次の構成を付加して文字画像を表示しても節電できるようにしたものである。

画面画像に字幕を表示するためのテレビジョンの映像信号には、垂直帰線消去期間に文字信号が入っており、これらの文字信号を文字デコードし（文字のデコード部２６）、字幕として画面に表示する。この時に、映像の情報を考えずに字幕を表示すると、バックライト調光範囲は狭くなるか、完全になくなる可能性があるため、節電目的が達成できなくなることを防止するために採用したものである。

例えば、字幕は１００％明度で生成し、映像信号と一緒に表示する際に、図２と図３に示す節電構成のみの映像表示装置では、最大値検出部で検出した画像最大値は１００％のバックライトしか表示できなくなるので、調光部が減光できなくなる。

図４に示す実施形態１に係る透過型映像表示装置の字幕処理装置は、上記図２に示した透過型映像表示装置に、文字のデコード部２６、表示文字の色と明度との決定部２８、特定領域の各３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ画素値のヒストグラム生成部３０およびαブレンディング部３２を追加して設けたものである。それ以外は図２に示した蛍光灯を光照射部２０光源とする透過型映像表示装置と同様であるためその説明を省略する。なお、映像信号の入力は、映像信号入力部２４から行われる。

上記映像信号入力部２４から映像信号を映像処理部１２と共に、文字のデコード部２６に入力する。デコード部２６は、その映像信号の垂直帰線消去期間のコーディングされた文字信号を抽出し、その文字信号をデコードして字幕情報を出力する。

この場合、文字信号をデコードして、文字パターンを２値画像（０と１）とする。

最大値検出部１４は、画面毎に映像処理部１２からの画像３原色信号からＲ，Ｇ，Ｂ最大値（最大画素値）を検出する。検出したＲ，Ｇ，Ｂ最大値を字幕生成処理（表示文字の色と明度との決定部２８）にフィードバックする。この決定部２８においては、検出したＲ，Ｇ，Ｂの最大値を超えない明度（画素値）の字幕（字幕像）を生成する。

実施形態１では、画像の画素値の最大値Ｍａｘは、３原色信号を同一視して３原色のＲｍａｘ，Ｇｍａｘ，Ｂｍａｘのうちの最大値である。

上記の表示文字の色と明度の決定部２８においては、最大値Ｍａｘを見て字幕の明度を決定する。色の選択は任意で、各色の明度値はＭａｘを超えなければ良い。

αブレンディング部３２は、上記決定部２８によって生成した字幕を映像処理部１２からの映像と混ぜ合わせて（αブレンディング処理）、画像調整部１６に送る。

このようにして、字幕信号は映像信号の最大値を考慮して生成したものになるので、画像調整部１６と調光部２２との調整範囲は字幕入り前（字幕の入れていない画像の最大値によってバックライト量を減光しかつ画像を調整した場合）と変らないものになる。

したがって、実施形態１の字幕処理装置によれば、字幕入りの画像表示状態であっても節電の調光機能に与える影響は避けられる。

ここで、字幕と映像との混ぜ合わせはαブレンディング処理（重み付け処理）によって実現する。この字幕の重み係数をαとすると、映像の重み係数は（１−α）になる。実施形態では、ピクセルαブレンディング方法を使用する。すなわち、２値文字パターンの「１」の個所だけに混ぜ合わせる。このとき、αを１にすると文字の描画部分だけが映像領域に置き換えることができる。

字幕をより表現できるように、字幕表示領域の映像情報を分析する。字幕表示領域(字幕エリア）は、図５に示すように、映像領域（テレビ画面エリア）３４上の特定領域３６である。その特定領域３６における３原色Ｒ，Ｇ，Ｂの画素値のヒストグラム（画素値分布）を生成する。
図６は生成したヒストグラムの１例である。

一般に、字幕は、映像領域３４画面上の映像を背景として表示されるので、背景との差が大きいほど見やすい傾向がある。
図６の場合は映像に青色成分Ｂが少ないので、字幕を青色で出せば（青色成分を増大または青色成分のみの発光出力）背景画像と異なる色になり、コントラストが出て見やすい字幕になる。この時に、図６に示すように、字幕色Ｂの明度値（画素値）は上記最大値Ｍａｘ以内であれば良い。

もちろん、字幕は３原色Ｒ，Ｇ，Ｂを混合した任意色によって表示することもできる。

図７に実施形態２に係る透過型映像表示装置の字幕処理装置を示す。
図８は、特定領域３６におけるＲ／Ｇ／Ｂの画素値のヒストグラム（画素値分布）の他の例の説明図である。

この実施形態２に係る字幕処理装置は、上記図３に示した各３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ光光源を設けた透過型映像表示装置に、次の構成を付加して実施形態１の字幕処理装置と同様のバックライト減光制御によって、文字画像を表示しても節電できるようにしたものである。

図７に示す実施形態２に係る透過型映像表示装置の字幕処理装置は、上記図４に示した字幕処理装置と同様に、文字のデコード部２６、表示文字の色と明度との決定部２８、特定領域の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂのヒストグラム生成部３０およびαブレンディング部３２を追加して設けたものである。

それ以外は図３に示した３原色Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤを光源とする各照射部２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂと、その調光部２２Ｒ、２２Ｇ，２２Ｂと、画像３原色信号の各色の調整部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂとを有する透過型映像表示装置と同様であるため同一部分に同一符号を付している。

図７に示す、透過型映像表示装置の字幕処理装置は、その原理が図４と同じであるが、字幕生成の際にその明度値制限が異なる。

その明度値制限は、図８で示されているように、字幕決定処理は、決定部２８において字幕生成する際に、画像３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの明度値のヒストグラムをとり、字幕色のＲ，Ｇ，Ｂの明度値が夫々、画像３原色信号の最大値Ｒｍａｘ，Ｇｍａｘ，Ｂｍａｘを超えてはいけないものに前記決定部２８が制御している。
例えば、画像の字幕表示領域内に特定色が少なければ、その特定色に字幕色を同じか近い色にするように３原色Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれを制御することによって、背景となる字幕表示領域と字幕の色とのコントラストが出て、視聴者が字幕を見やすくなり、バックライトの節電効果を確保しつつ字幕の視認性がさらに向上する。

バックライト減光の原理を説明する図であって、（ａ）はバックライトの光量と画像の光量との関係と表すグラフ、（ｂ）は減光前後のバックライト光量を説明するグラフである。 上記原理を使用したバックライト調光制御をする液晶パネルを用いた透過型映像表示装置の説明ブロック図である。 他の透過型映像表示装置の説明ブロック図である。 実施形態１に係る透過型映像表示装置の字幕処理装置を示す説明ブロック図である。 映像領域に対する字幕表示領域の特定領域の説明図である。 特定領域から生成した各画素のＲ，Ｇ，Ｂの分析用のヒストグラムであって、字幕の色と明度の決定をするためのものの一例の説明図である。 実施形態２に係る透過型映像表示装置の字幕処理装置を示す説明ブロック図である。 特定領域から生成した各画素のＲ，Ｇ，Ｂの分析用のヒストグラムであって、字幕の色と明度の決定をするためのものの他の例の説明図である。

符号の説明

１０ 液晶パネル
１２ 映像処理部
１４ 最大値検出部
１４Ａ 最大値検出部
１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ Ｒ，Ｇ，Ｂの信号調整部
１８ 液晶駆動部
２０ 光照射部
２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ Ｒ，Ｇ，Ｂの光照射部
２２ 調光部
２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ Ｒ，Ｇ，Ｂの調光部
２４ 映像信号入力部
２６ デコード部
２６ 字幕生成部
２８ 字幕処理制御部
２８ 決定部
３０ ヒストグラム生成部
３２ αブレンディング部
３４ 映像領域
３６ 特定領域
［Ｇ］ 原画像
［Ｇ１］ 処理画像
［Ｌ］ バックライト光量
［Ｌ１］ バックライト光量

Claims (6)

1. 透過型表示部に蛍光灯等の単色光光源の光照射部からバックライトを照射し、画像信号に基づく各画素の値に応じて透過型表示部の透過光量を制御してその透過型表示部に画像を表示し、かつ、字幕信号に基づく字幕像を前記画像と共に透過型表示部に表示する透過型映像表示装置において、
   上記画像信号に基づく一画面分の画素中で透過光量を最大とする最大画素値を検出する最大画素値検出部と、
   検出した最大画素値を超えない画素値に字幕像信号を生成処理する字幕生成処理部と、
   前記画像信号および字幕像信号に基づき前記画像に字幕像を合成する字幕合成部と、
   検出した最大画素値をフルスケールと見なして、前記字幕像が合成された画像に対して画素毎の画素値をスケーリング処理するスケーリング処理部と、
   スケーリング処理後の前記最大画素値に対応する透過光量がスケーリング処理前の最大画素値に対応する最大透過光量を超えないように、バックライトの照射光量を減光する光量減光部とを備えていることを特徴とする透過型映像表示装置。
2. 透過型表示部は、画像信号の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ画素値によってそれぞれ透過光量が制御される３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の表示素子を有しており、
   画像信号に基づき、画像中に字幕が配置される字幕表示領域内の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂの画素値についてヒストグラムを生成するヒストグラム生成部と、
   生成されたヒストグラムに基づき前記字幕生成処理部で生成する字幕像の色を決定する字幕色決定部とを有していることを特徴とする請求項１に記載の透過型映像表示装置。
3. 透過型表示部は、画像信号の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ画素値によってそれぞれ透過光量が制御される３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の表示素子を有しており、
   最大画素値検出部は、画素の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を同一視してそのうちの最大値を検出することを特徴とする請求項１に記載の透過型映像表示装置。
4. ３原色Ｒ，Ｇ，Ｂの各表示素子からなる透過型表示部に３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ発光素子の光照射部からバックライトを照射し、カラー画像信号に基づく３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ各画素の値に応じて透過型表示部の透過光量を制御してその透過型表示部にカラー画像を表示し、かつ、字幕信号に基づく字幕像を前記画像と共に透過型表示部に表示する透過型映像表示装置において、
   上記画像信号に基づき一画面分の画素中で各３原色Ｒ，Ｇ，Ｂの透過光量を最大とする３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ最大画素値を検出する最大画素値検出部と、
   検出した各３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ最大画素値をそれぞれ超えない各３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ画素値に字幕像信号を生成処理する字幕生成処理部と、
   前記画像信号および字幕像信号に基づき前記画像に字幕像を合成する字幕合成部と、
   検出した各３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ最大画素値をフルスケールと見なして、前記字幕像が合成された画像に対して各３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ画素毎の画素値をスケーリング処理するスケーリング処理部と、
   スケーリング処理後の前記３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ最大画素値に対応する透過光量が、スケーリング処理前の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ最大画素値に対応する最大透過光量をそれぞれ超えないように、３原色Ｒ，Ｇ，Ｂバックライトの照射光量を減光する光量減光部とを備えていることを特徴とする透過型映像表示装置の字幕処理装置。
5. 画像信号に基づき、画像中に字幕が配置される字幕表示領域内の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂの画素値についてヒストグラムを生成するヒストグラム生成部と、
   生成されたヒストグラムに基づき前記字幕生成処理部で生成する字幕像の色を決定する字幕色決定部とを有していることを特徴とする請求項４に記載の透過型映像表示装置。
6. 最大画素値検出部は、画素の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を同一視してそのうちの最大値を検出することを特徴とする請求項４に記載の透過型映像表示装置。

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