JP2008107719A - 画像表示装置、画像表示方法、画像表示プログラム、及び画像表示プログラムを記録した記録媒体、並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】省電力のためのバックライト減光とそれを補う画像補正を行う場合に、表示画像に生じるちらつきを適切に抑制することが可能な画像表示装置を提供する。
【解決手段】画像表示装置は、画像データを補正すると共に、光源における光源輝度を制御する。シーン変化検出手段は画像データのシーン変化を検出し、画像補正手段は画像データを補正し、光源輝度制御手段は光源輝度を制御する。そして、時間特性制御手段は、シーン変化に基づいて、光源輝度の変化における第１の時間特性、及び画像補正量における第２の時間特性を変化させて、これに基づいてフィルタ処理などを行う。これにより、映像のシーン変化に応じて光源輝度及び画像補正量のそれぞれに用いる時間特性を変えるので、バックライト減光及び画像補正を行った場合において、ちらつきや応答遅れの発生を効果的に抑制することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、入力された画像データに対して処理を行う画像表示装置、画像表示方法、画像表示プログラム、及び画像表示プログラムを記録した記録媒体、並びに電子機器に関する。

従来、液晶パネルなどの非発光型表示デバイスを採用するノート型コンピュータなどの画像表示装置では、外部からの電力の供給がないときには、バッテリから供給された電力を光源（例えば、冷陰極管）が光に変換して、液晶パネルを透過させる光の量を制御することにより表示を行っている。一般に、装置全体の消費電力のうち光源が消費する電力の割合は大きい。そこで、バッテリ駆動時には光源が発する光量（以下、「光源光量」と呼ぶ。）を少なくすることにより装置の消費電力を低減している。

ここで、光源光量の変化が急激な場合などにおいて光源光量の制御を行った際に、画面にちらつき（以下、「フリッカ」とも呼ぶ。）が生じてしまうことが知られている。このようなちらつきを防止するために、以下のような技術が提案されている。特許文献１では、調光による消費電力削減とダイナミックレンジ拡大を図ると共に、調光に起因するちらつきを防止するために、高周波カットフィルタによって画像の最大値の変化を緩やかにする技術が記載されている。また、特許文献２には、入力映像信号と前回の出力信号の比較結果に基づいて光源制御特性を変更する技術が記載されている。その他にも、本発明に関連のある技術が特許文献３に記載されている。

特開平１１−６５５２８号公報 特開２００４−４５３２号公報 特開２００４−２８２３７７号公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術では、調光の変化の速さが映像のシーン変化に依存しないため、シーン変化がないときに調光の変化が目立ったり、逆にシーン変化が激しいときに調光が追従できなかったりする場合があった。また、特許文献２に記載された技術では、光源の制御特性と映像信号の制御特性とを同じにしているため、光源及び映像が視覚的に最適とならない場合があった。また、特許文献３に記載された技術においても、調光に起因するちらつきを適切に抑制することが困難であった。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、省電力のためのバックライト減光とそれを補う画像補正を行う場合に、表示画像に生じるちらつきを適切に抑制することが可能な画像表示装置、画像表示方法、画像表示プログラム、及び画像表示プログラムを記録した記録媒体、並びに電子機器を提供することを課題とする。

本発明の１つの観点では、画素ごとに有する階調値により画像を表す画像データを補正する処理を行うと共に、光源における光源輝度を制御する処理を行う画像表示装置は、入力される前記画像データのシーン変化を検出するシーン変化検出手段と、前記画像データを補正する画像補正手段と、前記光源輝度を制御する光源輝度制御手段と、前記シーン変化に基づいて、前記光源輝度の変化における第１の時間特性、及び前記画像補正の画像補正量における第２の時間特性を変化させて、当該第１の時間特性及び当該第２の時間特性に基づいて処理を行う時間特性制御手段と、を備える。

上記の画像表示装置は、画素ごとに有する階調値により画像を表す画像データを補正する処理を行うと共に、光源における光源輝度を制御（以下、「調光」とも呼ぶ。）する処理を行うために好適に利用される。シーン変化検出手段は、画像データのシーン変化（シーンチェンジ）を検出し、画像補正手段は画像データを補正し、光源輝度制御手段は光源輝度を制御する。そして、時間特性制御手段は、シーン変化に基づいて、光源輝度の変化における第１の時間特性、及び画像補正量における第２の時間特性を変化させて、これに基づいて処理を行う。上記の画像表示装置によれば、映像のシーン変化に応じて光源輝度及び画像補正量のそれぞれに用いる時間特性を変えるので、省電力のためのバックライト減光とそれを補う画像補正を行う場合などにおいて、ちらつきや応答遅れの発生を効果的に抑制することができる。よって、高画質な画像を表示することが可能となる。

上記の画像表示装置の一態様では、前記時間特性制御手段は、前記第１の時間特性と前記第２の時間特性とが異なるように、当該第１の時間特性と当該第２の時間特性とを設定する。こうするのは、光源輝度変化と画像補正量変化とを比較すると、光源輝度変化は白色点（と黒）の変化であって視覚的に認識しやすいのに対し、画像補正量変化は中間調の変化であって認識しにくいからである。

上記の画像表示装置の他の一態様では、前記時間特性制御手段は、前記光源輝度の変化が前記画像補正量の変化よりも時間的に遅くなるように、前記第１の時間特性及び前記第２の時間特性を設定する。これにより、光源輝度に対しては白色点の変化によるちらつきを防止することができ、画像補正量に対してはちらつきを防ぎつつ動画のシーン変化への即応性を確保することが可能となる。よって、ちらつき及び応答性をより効果的に改善することが可能となる。

上記の画像表示装置の他の一態様では、前記時間特性制御手段は、フレーム毎の前記光源輝度に対して、前記第１の時間特性をフィルタ係数として用いてフィルタ処理を行うと共に、前記フレーム毎の画像補正量に対して、前記第２の時間特性をフィルタ係数として用いてフィルタ処理を行うことができる。

上記の画像表示装置の他の一態様では、前記時間特性制御手段は、フレーム毎の前記光源輝度に対して前記第１の時間特性に基づいてフィルタ処理を行うと共に、前記第１の時間特性に基づくフィルタ処理後の光源輝度からフレーム毎の画像補正量を求め、求められた前記画像補正量に対して前記第２の時間特性に基づいてフィルタ処理を行う。これにより、フィルタ処理後の光源輝度から画像補正量を計算するので、調光と画像補正との関係が崩れることを適切に抑制することができるので、高画質に表示することが可能となる。

上記の画像表示装置において好適には、前記時間特性制御手段は、フィルタ処理を行うフィルタ演算回路と、前記フィルタ演算回路の入出力信号、及び前記フィルタ演算回路が用いるフィルタ係数を切り替える切り替え手段と、を有し、前記切り替え手段によって前記切り替えを行うことによって、前記フィルタ演算回路において、前記光源輝度に対するフィルタ処理と、前記画像補正量に対するフィルタ処理とを時間的に順番に行わせる。

この場合、光源輝度に対するフィルタ処理を行う回路と画像補正量に対するフィルタ処理を行う回路を兼用して順番にフィルタ処理を行う。具体的には、光源輝度や画像補正量の各フィルタを同じ構成として（つまり１つの回路で構成する）、入出力信号及びフィルタ係数を切り替える。これにより、回路規模を効果的に削減することが可能となる。

また、上記の画像表示装置は、画像表示装置に対して電圧を供給する電源装置を備える電子機器に好適に適用することができる。

本発明の他の観点では、画素ごとに有する階調値により画像を表す画像データを補正する処理を行うと共に、光源における光源輝度を制御する処理を行う画像表示方法は、入力される前記画像データのシーン変化を検出するシーン変化検出工程と、前記画像データを補正する画像補正工程と、前記光源輝度を制御する光源輝度制御工程と、前記シーン変化に基づいて、前記光源輝度の変化における第１の時間特性、及び前記画像補正の画像補正量における第２の時間特性を変化させて、当該第１の時間特性及び当該第２の時間特性に基づいて処理を行う時間特性制御工程と、を備える。

また、本発明の他の観点では、画素ごとに有する階調値により画像を表す画像データを補正する処理、及び光源における光源輝度を制御する処理を行うための画像表示プログラムは、コンピュータを、入力される前記画像データのシーン変化を検出するシーン変化検出手段、前記画像データを補正する画像補正手段、前記光源輝度を制御する光源輝度制御手段、前記シーン変化に基づいて、前記光源輝度の変化における第１の時間特性、及び前記画像補正の画像補正量における第２の時間特性を変化させて、当該第１の時間特性及び当該第２の時間特性に基づいて処理を行う時間特性制御手段、として機能させる。

上記した画像表示方法及び画像表示プログラムによっても、映像のシーン変化に応じて光源輝度及び画像補正量のそれぞれに用いる時間特性を変えるので、ちらつきや応答遅れの発生を効果的に抑制することができる。

なお、画像表示プログラムを記録した記録媒体としては、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＩＣカードなど、コンピュータが読み取り可能な種々の媒体を利用することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。

［第１実施形態］
以下、本発明を具体化した第１実施形態について図面を参照して説明する。

（全体構成）
図１は、第１実施形態における画像表示装置のハードウェア構成を示す図である。図１に示すように、画像表示装置１は、入力インターフェイス（以下、「入力Ｉ／Ｆ」と呼ぶ。）１０、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、ハードディスク（以下、「ＨＤ」と呼ぶ。）１４、画像処理エンジン１５、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１６、表示インターフェイス（以下、「表示Ｉ／Ｆ」と呼ぶ。）１７、および電源Ｉ／Ｆ１８を備えている。これらの構成はバス１９を介して相互に接続されている。また、表示Ｉ／Ｆ１７には表示パネル３０が、電源Ｉ／Ｆ１８には、電力供給装置３１が接続されている。なお、画像表示装置１の具体的な例としては、表示パネル３０により画像を表示することができるノート型コンピュータ、プロジェクタ、テレビ、携帯電話などを想定している。また、画像処理エンジン１５はメインバス上でなく、画像入力（ＣＰＵによるＩ／Ｏや、通信・外部装置からのＤＭＡなど）から画像出力の間の専用バス上に配置しても良い。

入力Ｉ／Ｆ１０には、動画像を入力する装置としてのデジタルビデオカメラ２０およびデジタルスチルカメラ２１などが接続されている。また、ネットワーク機器からの配信映像、電波による配信映像なども、入力Ｉ／Ｆ１０を介して画像表示装置１に入力される。

ＣＰＵ１１は、画像表示装置１において行われる各種処理を制御する部分であるが、特に、入力Ｉ／Ｆ１０を介する動画像データの入力、やＨＤ１４などに記憶された動画像の再生が行われると、画像処理エンジン１５に動画像データを受け渡して、動画像を表示する処理を行わせる。

電力供給装置３１は、電力供給装置３１の内部にセットされるバッテリに蓄積された電力、や画像表示装置１の外部より供給される電力を、バックライト３２を含む画像表示装置１の各構成に電力を供給する。

バックライト３２は、電力供給装置３１より供給される電力を光に変換する冷陰極管、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)などの光源である。バックライト３２からの光は、バックライト３２と表示パネル３０に挟まれる各種シートなどによって拡散されて、ほぼ均一な光として表示パネル３０に照射する。

表示パネル３０は、表示Ｉ／Ｆ１７を介して入力した画像データに対応する駆動信号に従って光を変調することにより、バックライト３２より受光した光の光量と表示パネル３０を透過する光の光量との比率である透過率を画素ごとに制御して、カラー画像を表示する透過型の液晶パネルである。なお、表示パネル３０は光の透過率を制御することにより表示を行うものであるので、バックライト３２より供給される光量に比例して表示する画像の輝度が変化する。

（画像処理エンジンの構成）
図２は、第１実施形態による画像処理エンジンの構成を示した図である。図２に示すように、画像処理エンジン１５は、主に、フレーム画像取得部４０と、色変換部４１と、フレームメモリ４２と、平均輝度演算部６１と、明るさ補正量（Ｇ３）演算部６９と、調光基準値（Ｗａｖｅ）演算部９２と、平均色差演算部９１と、彩度補正量（Ｇｃ）演算部８５と、調光率（α）演算部７１と、調光率フィルタ部９５と、明るさ補正強化補正量（Ｇ４’）演算部６５と、彩度補正強化補正量（Ｇｃ１）演算部８６と、明るさ補正量フィルタ部９６と、彩度補正量フィルタ部９７と、明るさ補正実行部６６と、彩度補正実行部８７と、画像表示信号生成部４５と、光源制御部４８と、シーンチェンジ（ＳＣ）検出部１０１と、バックライト輝度フィルタ係数（ｐ）算出部１０２と、画像補正量フィルタ係数（ｑ）算出部１０３と、を備えている。これらの構成からなる画像処理エンジン１５は、ＡＳＩＣなどのハードウェア回路により構成されるものである。以下、各構成が行う処理について説明する。

フレーム画像取得部４０は、入力Ｉ／Ｆ１０を介して画像表示装置１に入力した動画像データから、動画像の各フレームの画像であるフレーム画像の画像データを順次取得する処理を行う。

また、入力する動画像データは、例えば、時系列に連続する複数の静止画像（以下、「フレーム画像」と呼ぶ。）を示すデータである。動画像データは、圧縮したデータや、入力した動画像がインターレース方式のデータであることもある。このような場合、フレーム画像取得部４０は、圧縮されたデータを解凍する処理やインターレース方式のデータをノンインタレース方式のデータに変換する処理を行うことにより、動画像データの各フレーム画像の画像データを、画像処理エンジン１５が処理することができる形式の画像データに変換するようにして、画像データを取得する。もっとも、静止画像データを入力した場合には、当該静止画像の画像データを取得することにより静止画像を扱うこともできる。

本実施形態では、縦横６４０×４８０画素など、マトリクス状に配列された多数の画素について、主に、Ｙ（輝度）、Ｃｂ（Ｕ）（青−黄色の軸によって規定される色差）、及びＣｒ（Ｖ）（赤−緑の軸によって規定される色差）により表されるＹＣｂＣｒデータを画像データとして取得する。この場合、“０≦Ｙ≦２５５”であり、“−１２８≦Ｃｂ、Ｃｒ≦１２７”であり、“Ｃｂ、Ｃｒ＝０”はグレイ軸を表す。なお、フレーム画像を表す画素数、各画素の階調数はこれに限られることはない。また、画像データの表現形式についても、ＹＣｂＣｒデータに限られることはなく、Ｒ（レッド）・Ｇ（グリーン）・Ｂ（ブルー）の各色に“０”から“２５５”の２５６階調（８ビット）の階調値で表したＲＧＢデータなど様々な表現形式のデータであってもよい。

色変換部４１は、フレーム画像取得部４０が取得した画像データを、輝度データおよび色差データに変換する処理を行う。具体的には、色変換部４１は、取得した画像データをＹＣｂＣｒデータに変化する。より詳しくは、色変換部４１は、取得した画像データがＹＣｂＣｒデータである場合には色変換を行わず、取得した画像データがＲＧＢデータである場合にのみ色変換を行う。具体的には、取得した画像データがＲＧＢデータである場合には、色変換部４１は、例えば演算式を計算することにより、ＲＧＢデータをＹＣｂＣｒデータに変換する。なお、色変換部４１は、演算式による変換結果をＲＧＢの各階調（０〜２５５）ごとに表した色変換テーブルを格納して色変換テーブルに基づいて２５６階調（８ビット）で表す階調値に変換してもよい。

色変換部４１で処理された画像データは、フレームメモリ４２に格納される。詳しくは、フレームメモリ４２は、１画面分の画像データを保存する。なお、フレームメモリ４２を設けずに画像処理エンジン１５を構成しても良い。画像処理エンジン１５がフレームメモリ４２を有する場合には、画像特徴量を抽出したフレーム自身への処理が可能であるが、画像処理エンジン１５がフレームメモリ４２を有しない場合には、１フレーム前の画像特徴量を用いて処理を行うことができる。

平均輝度演算部６１は、色変換部４１で処理された画像データを取得し、この画像データにおける平均輝度Ｙａｖｅなどを算出する処理を行う。平均色差演算部９１は、色変換部４１で処理された画像データを取得し、この画像データにおける平均色差|ｃｂ|ａｖｅ、|ｃｒ|ａｖｅを算出する処理を行う。その他にも、平均色差演算部９１は、画像データにおける平均彩度Ｓａｖｅなどを算出する。

ここで、本実施形態による明るさ補正について説明する。まず、所定の明るさ基準に近づけるように明るさ補正を行う。具体的には、明るさ補正は、次式に従って行われる。

Ｙ”＝Ｆ（Ｙ）×Ｇ３＋Ｙ 式（１）
式（１）において、「Ｙ」は入力される輝度値、「Ｇ３」は所定の輝度値における明るさ補正の補正量（以下、「明るさ補正量」と呼ぶ。）であり、「Ｆ（Ｙ）」は補正量Ｇ３を基準として、各輝度値Ｙにおいて補正すべき値の比率を示す明るさ補正係数である。以下、式（１）に示す補正曲線を決定する方法、すなわち明るさ補正係数Ｆ（Ｙ）および明るさ補正量Ｇ３を決定する方法について順に説明する。

明るさ補正係数Ｆ（Ｙ）としては、予め決められた関数を用いている。図３に輝度値Ｙと、明るさ補正係数Ｆ（Ｙ）との関係を示す。明るさ補正係数Ｆ（Ｙ）としては、図３（ａ）に示すように、補正の基準とする階調値である補正ポイントを“１９２”とした曲線と、図３（ｂ）に示すように補正ポイントを“６４”とした曲線と、の２つの曲線を用いる。補正ポイントを“１９２”とする場合の明るさ補正係数Ｆ（Ｙ）は、図３（ａ）に示すように、輝度値“０”および“２５５”においてＦ（Ｙ）が“０”となるＰ１（０，０）およびＰ２（２５５，０）と、補正ポイント“１９２”においてＦ（Ｙ）が“１”となるＰ３（１９２，１）を通る曲線で表す。つまり、本実施形態では、明るさ補正係数Ｆ（Ｙ）を３次のスプライン曲線で表す関数とした。

このように、第１実施形態による画像表示装置１は、２つの明るさ補正係数Ｆ（Ｙ）を有しており、明るさ補正量Ｇ３の正負に応じて補正係数Ｆ（Ｙ）を使い分けている。具体的には、明るさ補正量Ｇ３が正の場合には、補正ポイントを“１９２”とする明るさ補正係数Ｆ（Ｙ）を用い、明るさ補正量Ｇ３が負の場合には、補正ポイントを“６４”とする明るさ補正係数Ｆ（Ｙ）を用いる。これにより、図３（ｃ）で示すように、明るさ補正量Ｇ３の正負に応じて、輝度値Ｙ（入力輝度）が変換されることとなる。つまり、上記した式（１）は、明るさ補正量Ｇ３の符号に従って、上に凸または下に凸形状の補正曲線を示す。

具体的には、式（１）中の明るさ補正量Ｇ３は、明るさ補正量演算部６９により、次式を演算することによって求められる。

Ｇ３＝Ｇａ（Ｙｔｈ−Ｙａｖｅ） 式（２）
式（２）において、「Ｇａ」は明るさ補正強度係数であり０以上の所定の値であり、「Ｙｔｈ」は明るさ基準（言い換えると、基準階調値）である。式（２）より、明るさ補正量Ｇ３は、明るさ基準Ｙｔｈから輝度の平均値Ｙａｖｅを引いた値に比例するので、輝度値Ｙを明るさ補正量Ｇ３の方向に補正すれば輝度値Ｙを明るさ基準Ｙｔｈに近づけるように補正するので、画像データの輝度値の偏りを小さくすることができる。上記のようにして求められた明るさ補正量Ｇ３は、調光率演算部７１において調光率αを求める際に用いられる。なお、明るさ補正強度係数Ｇａの値、及び明るさ基準Ｙｔｈについては、予め定められた定数としてもよいし、ユーザが設定するものとしてもよい。または画像データの種別に合わせて決定するものとしてもよい。

次に、本実施形態による彩度補正について説明する。まず、所定の彩度基準に近づけるように彩度補正を行う。具体的には、次式に従って色差ｃｂ、ｃｒを色差Ｃｂ、Ｃｒに変換する。

Ｃｂ＝Ｆｃ（ｃｂ）×Ｇｃ＋ｃｂ 式（３）
Ｃｒ＝Ｆｃ（ｃｒ）×Ｇｃ＋ｃｒ 式（４）
ここで、「ｃｂ、ｃｒ」は色変換部４０による色変換後の色差、「Ｇｃ」は所定の彩度における補正の補正量（以下では、「彩度補正量」と呼ぶ。）であり、「Ｆｃ（Ｃ）」は補正量Ｇｃを基準として、各色差値において補正すべき値の比率を示す補正係数（以下では、「彩度補正係数」と呼ぶ。）である。以下、式（３）及び式（４）に示す補正曲線を決定する方法、すなわち彩度補正係数Ｆｃ（Ｃ）および彩度補正量Ｇｃを決定する方法について順番に説明する。

彩度補正係数Ｆｃ（Ｃ）としては、予め決められた関数を用いる。図４を用いて、彩度補正係数Ｆｃ（Ｃ）について説明する。図４（ａ）は、色差値ｃｂ、ｃｒと、彩度補正係数Ｆｃ（Ｃ）との関係を示し、図４（ｂ）は、彩度補正係数Ｆｃ（Ｃ）に基づいて彩度補正を行ったときの入力色差ｃｂ、ｃｒと出力色差Ｃｂ、Ｃｒとの関係を示している。

彩度補正係数Ｆｃ（Ｃ）は、図４（ａ）に示すように、補正の基準とする色差値である補正ポイントを“６４”と“１９２”の２つとする曲線を用いる。色差値“０”および“２５５”においてＦｃ（Ｃ）が“０”となるＱ１（０，０）およびＱ２（２５５，０）と、補正ポイント“６４”においてＦｃ（Ｃ）が“−１”となるＱ３（６４，−１）と、補正ポイント“１９２”においてＦｃ（Ｃ）が“１”となるＱ４（１９２，１）を通る曲線で表す。第１実施形態では、彩度補正係数Ｆｃ（Ｃ）を、３次のスプライン曲線で表す関数とし、“＋１２８”でオフセットしたものに相対する係数とした。このような彩度補正係数Ｆｃ（Ｃ）を用いて補正を行うことにより、図４（ｂ）で示すように、色差値ｃｂ、ｃｒ（入力色差）が変換されることとなる。なお、図４（ａ）に示す彩度補正係数Ｆｃ（Ｃ）のデータは、色差値ｃｂ、ｃｒの取り得る値に対応したＦｃ（Ｃ）の値を表すテーブルとして記憶されている。

上記した彩度補正量Ｇｃは、彩度補正量演算部８５により、次式を演算することによって求められる。

Ｇｃ＝Ｇｓ（ｓｔｈ−Ｓａｖｅ） 式（５）
ここで、「Ｇｓ」は０以上の所定の値を有する彩度補正強度係数であり、「ｓｔｈ」は彩度基準（基準彩度値）であり、「ｓａｖｅ」は平均彩度である。この場合、彩度ｓは、「ｓ＝（｜ｃｂ｜＋｜ｃｒ｜）/２」で表される。彩度補正強度係数Ｇｓの値および彩度基準ｓｔｈについては、予め定められた定数としてもよいし、ユーザが設定するものとしてもよい。または画像データの種別に合わせて決定するものとしてもよい。

式（５）に見られるように、彩度補正量Ｇｃは、彩度基準ｓｔｈから平均彩度ｓａｖｅを引いた値に比例するので、彩度値Ｓを彩度補正量Ｇｃの方向に補正すれば彩度値Ｓを彩度基準ｓｔｈに近づけるように補正するので、画像データの彩度値の偏りを小さくすることができる。こうして求められた彩度補正量Ｇｃは、彩度補正強化補正量演算部８６において彩度補正強化補正量Ｇｃ１を求める際に用いられる。

次に、調光基準値演算部９２は、平均輝度演算部６１から平均輝度Ｙａｖｅを取得すると共に、平均色差演算部９１から平均色差|ｃｂ|ａｖｅ、|ｃｒ|ａｖｅを取得し、これらに基づいて調光基準値Ｗａｖｅを演算する。具体的には、調光基準値演算部９２は、次式に基づいて、調光基準値Ｗａｖｅを求める。

Ｗａｖｅ＝ｍａｘ（Ｙａｖｅ、２|ｃｂ|ａｖｅ、２|ｃｒ|ａｖｅ） 式（６）
式（６）から明らかなように、調光基準値演算部９２は、平均輝度Ｙａｖｅ、色差ｃｂの平均値の２倍（２|ｃｂ|ａｖｅ）、及び色差ｃｒの平均値の２倍（２｜ｃｒ｜ａｖｅ）のうちの最大値を、調光基準値Ｗａｖｅとして決定する。なお、調光基準値Ｗａｖｅは、高彩度画像を適切に判別してそれに応じた調光を行うために、即ち調光に起因する高彩度画像における彩度の低下を抑制するために、後述する調光率αを求める際に基準入力階調値として用いられる。また、調光率αに求めるために用いる調光基準値の演算式は、上記した式（６）に限定はされない。

調光率演算部７１は、明るさ補正量演算部６９から明るさ補正量Ｇ３を取得すると共に、調光基準値演算部９２から調光基準値Ｗａｖｅを取得し、これらに基づいて調光率αを求める。本実施形態では、調光率αは、以下で説明する考え方に基づいて求められる。

本実施形態では、明るさ補正は、輝度値の偏りを補正しながら、さらに調光を行うことにより表示する画像に生じる輝度の変化を減少させる補正（以下、この補正を「強化した明るさ補正」と呼ぶ。）を行う。この強化した明るさ補正における補正式は、次式で定義される。

Ｚ（Ｙ）＝Ｆ（Ｙ）×Ｇ４＋Ｙ 式（７）
ここで、補正量Ｇ４は、強化した明るさ補正した輝度値Ｚの平均値と調光率αとの積が、輝度値Ｙ”の平均値と等しくなるように決定する（以下では、「補正量Ｇ４」を「明るさ補正強化補正量Ｇ４」と呼ぶ）。即ち、以下の式（８）を満たすように、明るさ補正強化補正量Ｇ４を決定する。

α×Ｚａｖｅ＝Ｙ”ａｖｅ 式（８）
式（８）は、輝度値Ｙ”に基づく画像を表示する輝度と、調光したときに輝度値Ｚに基づく画像を表示する輝度とを視覚上等しくすることを意味している。ここで、式（８）の右辺、及び左辺は次式のように表すことができる。

Ｙ”ａｖｅ＝ΣＹ”／Ｎ
＝（ΣＦ（Ｙ）×Ｇ３＋ΣＹ）／Ｎ 式（９）
Ｚ’ａｖｅ＝ΣＺ’／Ｎ
＝（ΣＦ（Ｙ）×Ｇ４＋ΣＹ）／Ｎ 式（１０）
式（８）〜式（１０）により、明るさ補正強化補正量Ｇ４を表す次式を得ることができる。

Ｇ４＝Ｇ３／α＋（１−α）ΣＹ／（αΣＦ（Ｙ）） 式（１１）
ここで、式（１１）に示す明るさ補正強化補正量Ｇ４は、輝度値Ｙ”ではなく、明るさ補正量Ｇ３の関数となっているので、明るさ補正は、実際には式（１）による演算を行うことなく、明るさ補正量Ｇ３に基づいて明るさ補正強化補正量Ｇ４を演算することができる。こうして求めた明るさ補正強化補正量Ｇ４を用いて、輝度値の偏りを補正した上で調光による輝度変化を減少させる強化した明るさ補正を行うことができる。

ここで、以上に説明したように明るさ補正を行うと、高い輝度領域に対応するコントラストが低くなってしまうことがある。図５は、式（１）で“Ｇ３＝０”としたとき、即ち明るさ補正を行わないで減光してそれに対して平均輝度が等しくなるようにしたときの、明るさ補正の補正曲線ＨＣ２を示した図である。言い換えると、明るさ補正強化補正量Ｇ４が正の値となる場合の明るさ補正の補正曲線ＨＣ２を示した図である。また、図５では、レベル補正したときの輝度値Ｙの階調直線を補正直線ＨＬで示している。図５に示すように、平均輝度Ｙａｖｅより高い輝度側に対応する明るさ補正しないときの補正直線ＨＬの階調範囲は、“ｚ１（＝Ｙａｖｅ）〜２５５”である。明るさ補正量Ｇ３（＞０）を用いて上に凸状の階調曲線ＨＣ２による明るさ補正を行うと、輝度値Ｙの平均値Ｙａｖｅより高い輝度値Ｙの領域“Ｙａｖｅ〜２５５”に対応する輝度値Ｚに調光率αを乗じた輝度値の範囲は、補正曲線ＨＣ２によれば“ｚ２（＝α×Ｚ（Ｙａｖｅ））〜２５５×α”となり、Ｙａｖｅ以上の輝度値Ｙに対応する“ｚ２〜２５５×α”までの輝度範囲が元の“ｚ１〜２５５”までの輝度範囲より小さくなる。つまり、輝度値の高低を表現できる範囲が小さくなっているので、コントラストが低下していることになる。そこで、本実施形態では、調光に伴う高輝度側におけるコントラストの低下を一定の水準に抑えるために、調光率αの値に制限を加える。

明るさ補正量Ｇ３が０でないときを含めて、輝度値Ｙの平均輝度値Ｙａｖｅに対応する輝度値より高階調側における、調光なしのときの輝度値Ｙ”の階調差Ｌ１、調光ありのときの実効輝度値α×Ｚ’の階調差Ｌ２は、次式で表すことができる。

Ｌ１＝２５５−Ｙ”（Ｙａｖｅ）
＝２５５−（Ｆ（Ｙａｖｅ）×Ｇ３＋Ｙａｖｅ） 式（１２）
Ｌ２＝α×２５５−α×Ｚ’（Ｙａｖｅ）
＝α×（２５５−（Ｆ（Ｙａｖｅ）Ｇ４＋Ｙａｖｅ）） 式（１３）
このとき、式（１２）および式（１３）より、コントラスト維持率Ｒを表す式は次式のように求まる。

Ｒ＝Ｌ２／Ｌ１
＝α×（２５５−（Ｆ（Ｙａｖｅ）Ｇ４＋Ｙａｖｅ））
／（２５５−（Ｆ（Ｙａｖｅ）×Ｇ３＋Ｙａｖｅ）） 式（１４）
また、コントラスト維持率ＲをＲｌｉｍに制限したときに成り立つ式は次式で表される。なお、前述したように、高彩度な色を適切に検出して調光するために（即ち調光に起因する彩度の低下を抑制するために）、式（１４）において基準入力階調値を“Ｙａｖｅ”から“Ｗａｖｅ”に変更してＲｌｉｍを定義する。つまり、調光基準値演算部９２が求めた調光基準値Ｗａｖｅを用いて、Ｒｌｉｍを定義する。

Ｒｌｉｍ＝αｌｉｍ×（２５５−（Ｆ（Ｗａｖｅ）Ｇｌｉｍ＋Ｗａｖｅ））
／（２５５−（Ｆ（Ｗａｖｅ）×Ｇ３＋Ｗａｖｅ）） 式（１５）
式（１５）中の「αｌｉｍ」は限界調光率を示し、「Ｇｌｉｍ」は限界補正量を示す。この限界調光率αｌｉｍは次式で表すことができる。

αｌｉｍ＝（ΣＦ（Ｙ）×Ｇ３＋ΣＹ）
／（ΣＦ（Ｙ）×Ｇｌｉｍ＋ΣＹ） 式（１６）
また、式（８）の条件の元、式（９）、式（１０）および式（１５）より、限界補正量Ｇｌｉｍは、以下の式（１７）のように求めることができる。なお、限界補正量Ｇｌｉｍをそのまま明るさ補正強化補正量Ｇ４として用いるものとする。

調光率演算部７１は、この式（１７）より求められた限界補正量Ｇｌｉｍ（Ｇ４）を式（１６）に代入することによって、限界調光率αｌｉｍを求める。更に、調光率演算部７１は、限界調光率αｌｉｍを次式に代入することによって、光源の調光率Ｋ（以下、「バックライト輝度」とも呼ぶ。）を求める。なお、「γ」はガンマ係数を示す。

Ｋ＝α^γ 式（１８）
なお、上記のような演算を行わずに、調光基準値Ｗａｖｅに対する、限界調光率αｌｉｍやバックライト輝度Ｋや限界補正量Ｇｌｉｍなどの関係を予めテーブル化しておき、これに基づいて限界調光率αｌｉｍやバックライト輝度Ｋを求めても良い。

次に、シーンチェンジ検出部１０１は、入力動画におけるシーンチェンジＳＣ（シーン変化）を検出する。シーンチェンジＳＣは、入力動画のフレーム間の平均輝度変化であり、次式より求められる。

ＳＣ＝｜ΔＹａｖｅ｜
＝｜Ｙａｖｅ［ｎＴ］−Ｙａｖｅ[（ｎ−１）Ｔ]｜ 式（１９）
バックライト輝度フィルタ係数算出部１０２は、シーンチェンジＳＣを取得し、調光率フィルタ部９５でフィルタ処理を行う際に用いるバックライト輝度フィルタ係数ｐを算出する。画像補正量フィルタ係数算出部１０３は、シーンチェンジＳＣを取得し、明るさ補正量フィルタ部９６及び彩度補正量フィルタ部９７でフィルタ処理を行う際に用いる画像補正量フィルタ係数ｑを算出する。なお、フィルタ係数の求め方は、詳細は後述する。

調光率フィルタ部９５は、バックライト輝度フィルタ係数算出部１０２から取得されるバックライト輝度フィルタ係数ｐを用いて、フレーム毎に求められた調光率αｌｉｍに対してフレーム間のフィルタ処理を行う。つまり、調光率フィルタ部９５は、フレーム毎の光源輝度（光源光量）に対して、即ちフレーム毎のバックライト輝度Ｋに対して、バックライト輝度フィルタ係数ｐに基づいてフィルタ処理を行う。なお、フィルタ処理後の調光率を「調光率αｆｌｔ」と呼び、フィルタ処理後のバックライト輝度を「バックライト輝度Ｋｆｌｔ」と呼ぶ。また、調光率フィルタ部９５が行う処理の詳細は、後述する。

明るさ補正強化補正量演算部６５は、調光率フィルタ部９５においてフィルタ処理後の調光率αｆｌｔを取得し、これに基づいて明るさ補正強化補正量Ｇ４’を求める。具体的には、明るさ補正強化補正量演算部６５は、前述した式（１６）を変形した次式に、フィルタ処理後の調光率αｆｌｔを代入することによって、明るさ補正強化補正量Ｇ４’を求める。

Ｇ４’＝Ｇ３／αｆｌｔ
＋｛（１−αｆｌｔ）×ΣＹ｝／｛αｆｌｔ×ΣＦ（Ｙ）｝ 式（２０）
彩度補正強化補正量演算部８６は、彩度補正量演算部８５で演算された彩度補正量Ｇｃを取得すると共に、調光率フィルタ部９５においてフィルタ処理後の調光率αｆｌｔを取得し、これらに基づいて彩度補正強化補正量Ｇｃ１を求める。本実施形態では、彩度補正強化補正量Ｇｃ１は、以下で説明する考え方に基づいて求められる。

本実施形態では、彩度値の偏りを補正しながら、さらに調光を行うことにより表示する画像に生じる彩度の変化を減少させる補正（以下、「強化した彩度補正」と呼ぶ。）を行う。この強化した彩度補正の補正式は、次式で定義される。

Ｃｂ’（ｃｂ）＝Ｆｃ（ｃｂ）×Ｇｃ１＋ｃｂ 式（２１）
Ｃｒ’（ｃｒ）＝Ｆｃ（ｃｒ）×Ｇｃ１＋ｃｒ 式（２２）
式（２１）及び式（２２）において、「Ｇｃ１」は彩度補正強化補正量を示している。本実施形態では、彩度補正強化補正量Ｇｃ１は、強化した彩度補正した色差Ｃｂ’Ｃｒ’から求めた彩度Ｓ’の平均値と調光率αｆｌｔとの積が、通常の彩度補正した色差ＣｂＣｒから求めた彩度Ｓの平均値と等しくなるように決定する。つまり、次式が成立するように、彩度補正強化補正量Ｇｃ１を求める。なお、調光率には、フィルタ処理後の調光率αｆｌｔを用いるものとする。

αｆｌｔ×Ｓ’ａｖｅ＝Ｓａｖｅ 式（２３）
式（２３）は、色差ＣｂＣｒに基づく画像を表示する彩度と、調光したときに色差Ｃｂ’Ｃｒ’に基づく画像を表示する彩度とを視覚上等しくすることを意味している。ここで、式（２３）の右辺、左辺は次式のように表すことができる。

Ｓａｖｅ＝ΣＳ／Ｎ
＝（Σ｜Ｆｃ（ｃｂ）｜×Ｇｃ＋Σ｜ｃｂ｜
＋Σ｜Ｆｃ（ｃｒ）｜×Ｇｃ＋Σ｜ｃｒ｜）／Ｎ 式（２４）
Ｓ’ａｖｅ＝ΣＳ’／Ｎ
＝（Σ｜Ｆｃ（ｃｂ）｜×Ｇｃ１＋Σ｜ｃｂ｜
＋Σ｜Ｆｃ（ｃｒ）｜×Ｇｃ１＋Σ｜ｃｒ｜）／Ｎ 式（２５）
式（２３）〜式（２５）より、彩度補正強化補正量Ｇｃ１は次式で表される。彩度補正強化補正量演算部８６は、この式（２６）を用いて、彩度補正強化補正量Ｇｃ１を求める。

Ｇｃ１＝Ｇｃ／αｆｌｔ＋｛（１−αｆｌｔ）×（Σ｜ｃｂ｜＋Σ｜ｃｒ｜）｝
／｛αｆｌｔ×（Σ｜Ｆｃ（ｃｂ）｜＋Σ｜Ｆｃ（ｃｒ）｜）｝ 式（２６）
明るさ補正量フィルタ部９６は、画像補正量フィルタ係数算出部１０３から取得される画像補正量フィルタ係数ｑを用いて、フレーム毎に求められた明るさ補正強化補正量Ｇ４’に対してフレーム間のフィルタ処理を行う。こうして、フィルタ処理後の明るさ補正強化補正量Ｇ４ｆｌｔが得られる。また、彩度補正量フィルタ部９７は、画像補正量フィルタ係数算出部１０３から取得される画像補正量フィルタ係数ｑを用いて、フレーム毎に求められた彩度補正強化補正量Ｇｃ１に対してフレーム間のフィルタ処理を行う。こうして、フィルタ処理後の彩度補正強化補正量Ｇｃ１ｆｌｔが得られる。なお、以下では、明るさ補正量フィルタ部９６及び彩度補正量フィルタ部９７をまとめて「画像補正量フィルタ部」と呼び、明るさ補正強化補正量Ｇ４’及び彩度補正強化補正量Ｇｃ１をまとめて「画像補正量Ｇｙ」と呼び、フィルタ処理後の画像補正量を「画像補正量Ｇｙｆｌｔ」と呼ぶ。また、明るさ補正量フィルタ部９６及び彩度補正量フィルタ部９７が行う処理の詳細は、後述する。

明るさ補正実行部６６は、フィルタ処理後の明るさ補正強化補正量Ｇ４ｆｌｔを用いて、画像データに対して明るさ補正を実行する。また。彩度補正実行部８７は、フィルタ処理後の彩度補正強化補正量Ｇｃ１ｆｌｔを用いて、画像データに対して彩度補正を実行する。

光源制御部４８は、調光率フィルタ部９５でフィルタ処理することによって得られた調光率αｆｌｔ（バックライト輝度Ｋｆｌｔに対応する）に基づいて、電力供給装置３１がバックライト３２へ供給する電力を制御することにより、バックライト３２が発生する光量（光源光量）の調光を行う。画像表示信号生成部４５は、前述した明るさ補正及び彩度補正が行われた画像データに対応する画像表示信号を生成する。そして、画像表示信号生成部４５は、光源制御部４８が光源を制御するタイミングと同期を取りながら、生成した画像表示信号を表示パネル３０に送信する。表示パネル３０は、受信した画像表示信号に基づいて、バックライト３２が発する光を変調して画素ごとに透過量を制御することにより画像を表示する。

（調光率フィルタ部及び画像補正量フィルタ部の構成）
次に、調光率フィルタ部９５及び画像補正量フィルタ部（明るさ補正量フィルタ部９６及び彩度補正量フィルタ部９７）における処理及び構成について説明する。

前述した明るさ補正及び彩度補正のみを行った場合、バックライト３２を減光しても平均輝度及び平均彩度が維持されるが、動画再生した際にちらつき（フリッカ）が発生する場合がある。このようなちらつきへの対策として、フィルタ処理が考えられる。ここで、固定のフィルタを用いてフィルタ処理を行う方法が考えられるが、動画の速いシーンチェンジや遅いシーンチェンジ（同一シーン）に対しては、この方法は最適でない場合がある。つまり、速いシーンチェンジに対しては追従が遅れてバックライト輝度や画像補正が徐々に変化するのが目立ったり、遅いシーンチェンジ（同一シーン）に対してはバックライト輝度や画像補正変化が頻発してフリッカが発生したりする場合がある。一方、調光及び画像補正のフィルタに同じ時定数を用いる方法が考えられるが、この方法は、視覚的に最適でない場合がある。具体的には、調光は白色を変化させるが、これは映像を注視している人間の順応白色を変化させることになり、フリッカが目立ち易い。これに対して、画像補正は（白色が決定した後の）中間調を変化させる処理であり、調光よりはフリッカが目立ちにくい。以上のような不具合の対策としては、異なる時定数を用いてフィルタ処理を行う方法が考えられるが、この方法では、調光と画像補正のバランスが崩れてしまう場合がある。

以上の事実を考慮に入れて、本実施形態では、以下のようにフィルタ処理を行う。本実施形態では、バックライト輝度Ｋ及び画像補正量Ｇｙに対して、異なる時定数（フィルタ係数）を用いてフィルタ処理を行う。具体的には、バックライト輝度Ｋに対しては時定数の長いフィルタ（バックライト輝度フィルタ係数ｐに対応する）を用い、画像補正量Ｇｙに対しては時定数の短いフィルタ（画像補正量フィルタ係数ｑに対応する）を用いて、フィルタ処理を行う。こうするのは、バックライト輝度変化と画像補正量変化とを比較すると、バックライト輝度変化は白色点（と黒）の変化であって視覚的に認識しやすいのに対し、画像補正量変化は中間調の変化であって認識しにくいからである。つまり、バックライト輝度に対しては白色点の変化によるちらつきを防止し、且つ、画像補正量に対してはちらつきを防ぎつつ動画のシーンチェンジへの即応性を確保するために、上記したように異なる時定数を用いてフィルタ処理を行う。

更に、本実施形態では、フレーム単位で求められたバックライト輝度Ｋに対してフィルタ処理（時定数長い）を行った後、その結果から画像補正量Ｇｙを求め、求められた画像補正量Ｇｙに対してフィルタ処理（時定数短い）を行う。こうするのは、調光と画像補正のバランスが崩れてしまうことを抑制するためである。例えば、前述した限界調光率αｌｉｍと限界補正量Ｇｌｉｍとの関係が、式（１６）から大きくずれてしまうことを抑制する。

図６は、調光率フィルタ部９５及び画像補正量フィルタ部（明るさ補正量フィルタ部９６及び彩度補正量フィルタ部９７）における処理を示す図である。図６に示すように、調光率フィルタ部９５及び画像補正量フィルタ部は、直列処理を行う。具体的には、調光率フィルタ部９５においてバックライト輝度Ｋに対してフィルタ処理を行った後に、画像補正量フィルタ部において画像補正量Ｇｙに対してフィルタ処理を行う。

詳しくは、調光率フィルタ部９５は、バックライト輝度フィルタ係数算出部１０２からバックライト輝度フィルタ係数ｐを取得し、フレーム毎に求められたバックライト輝度Ｋ（調光率αに対応する）に対してフレーム間のフィルタ処理を行う。具体的には、調光率フィルタ部９５におけるフィルタ処理の伝達関数は、式（２７）で表される。

Ｈｂｌ［ｚ］＝ｐｚ／｛ｚ−（１−ｐ）｝ 式（２７）
このようなフィルタ処理によって、バックライト輝度Ｋｆｌｔを得る。そして、得られたバックライト輝度Ｋｆｌｔ（調光率αｆｌｔに対応する）に基づいて、光源制御部４８において調光が実行されることとなる。また、得られたバックライト輝度Ｋｆｌｔに基づいて、明るさ補正強化補正量演算部６５では明るさ補正強化補正量Ｇ４’が求められ、彩度補正強化補正量演算部８６では彩度補正強化補正量Ｇｃ１が求められる。即ち、画像補正量Ｇｙが求められる。

次に、画像補正量フィルタ部では、画像補正量フィルタ係数算出部１０３から取得される画像補正量フィルタ係数ｑを用いて、フレーム毎に求められた画像補正量Ｇｙに対してフィルタ処理を行う。具体的には、画像補正量フィルタ部におけるフィルタ処理の伝達関数は、式（２８）で表される。なお、調光率フィルタ部９５及び画像補正量フィルタ部におけるフィルタ処理を合わせた伝達関数は、式（２９）で表される。

Ｈｉｍｇ［ｚ］＝ｑｚ／｛ｚ−（１−ｑ）｝ 式（２８）
Ｈ［ｚ］＝Ｈｂｌ［ｚ］Ｈｉｍｇ［ｚ］
＝ｐｚ／｛ｚ−（１−ｐ）｝×ｑｚ／｛ｚ−（１−ｑ）｝ 式（２９）
このようなフィルタ処理によって、画像補正量Ｇｙｆｌｔを得る。詳しくは、明るさ補正量フィルタ部９６は、フレーム毎に求められた明るさ補正強化補正量Ｇ４’に対してフレーム間のフィルタ処理を行い、彩度補正量フィルタ部９７は、フレーム毎に求められた彩度補正強化補正量Ｇｃ１に対してフレーム間のフィルタ処理を行う。これにより、フィルタ処理後の明るさ補正強化補正量Ｇ４ｆｌｔ及び彩度補正強化補正量Ｇｃ１ｆｌｔが得られる。そして、フィルタ処理後の明るさ補正強化補正量Ｇ４ｆｌｔに基づいて、明るさ補正実行部６６において明るさ補正が実行されると共に、フィルタ処理後の彩度補正強化補正量Ｇｃ１ｆｌｔに基づいて、彩度補正実行部８７において彩度補正が実行される。

ここで、バックライト輝度フィルタ係数ｐ及び画像補正量フィルタ係数ｑの求め方について、図７を用いて説明する。図７（ａ）は、横軸にシーンチェンジＳＣを示しており、縦軸にバックライト輝度フィルタ係数ｐを示しており、図７（ｂ）は、横軸にシーンチェンジＳＣを示しており、縦軸に画像補正量フィルタ係数ｑを示している。なお、図７は、“ｐ、ｑ”が“０”に近いほど、カットオフ周波数が低いローパスフィルタとなる（即ち時定数が長くなる）ことを示している。

バックライト輝度フィルタ係数ｐ及び画像補正量フィルタ係数ｑは、それぞれ、バックライト輝度フィルタ係数算出部１０２及び画像補正量フィルタ係数算出部１０３によって、シーンチェンジＳＣに基づいて求められる。具体的には、バックライト輝度フィルタ係数算出部１０２は、図７（ａ）に示すような関係を示すテーブル又は演算式を用いて、シーンチェンジＳＣに対応するバックライト輝度フィルタ係数ｐを決定する。また、画像補正量フィルタ係数算出部１０３は、図７（ｂ）に示すような関係を示すテーブル又は演算式を用いて、シーンチェンジＳＣに対応する画像補正量フィルタ係数ｑを決定する。

図７から明らかなように、同一のシーンチェンジＳＣに対しては、バックライト輝度フィルタ係数ｐよりも画像補正量フィルタ係数ｑのほうが大きな値が決定されることとなる（ただし、シーンチェンジＳＣが大きな値を有する場合には、「ｐ＝ｑ＝１」となる）。これにより、調光率フィルタ部９５では、時定数の長いフィルタによってフィルタ処理が行われることとなり、画像補正量フィルタ部では、時定数の短いフィルタによってフィルタ処理が行われることとなる。

以上に説明したように、第１実施形態によれば、映像のシーンチェンジＳＣに応じてバックライト輝度Ｋ及び画像補正量Ｇｙのそれぞれに用いる時間特性（フィルタ係数）を変えるので、省電力のためのバックライト減光とそれを補う画像補正を行う場合などにおいて、フリッカや応答遅れの発生を抑制することができ、高画質な画像を表示することが可能となる。また、バックライト輝度Ｋのフィルタ応答を遅くし、且つ、画像補正量Ｇｙのフィルタ応答を速くするので、フリッカ及び応答性をより効果的に改善することができる。更に、フィルタ処理後のバックライト輝度Ｋｆｌｔから画像補正量Ｇｙを計算するので、調光と画像補正との関係が崩れることを適切に抑制することができるので、高画質に表示することができる。

（処理手順）
次に、上記した画像処理エンジン１５が行う処理の手順について、図８に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ１０１では、平均輝度演算部６１及び平均色差演算部９１が、画素ごとに輝度、色差の和などを計算する。この処理は、各フレーム画像の入力時に行われる。そして、処理はステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、調光基準値演算部９２が調光基準値Ｗａｖｅを計算すると共に、シーンチェンジ検出部１０１がシーンチェンジＳＣを計算する。具体的には、調光基準値演算部９２は、式（６）を用いて調光基準値Ｗａｖｅを決定する。また、シーンチェンジ検出部１０１は、式（１９）を用いてシーンチェンジＳＣを計算する。そして、処理はステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、調光率演算部７１が、調光基準値Ｗａｖｅに対応するバックライト輝度Ｋを求める。具体的には、調光率演算部７１は、式（１７）により求まる限界補正量Ｇｌｉｍを式（１６）に代入することによって限界調光率αｌｉｍを求め、この限界調光率αｌｉｍを式（１８）に代入することによって、バックライト輝度Ｋを求める。そして、処理はステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、調光率フィルタ部９５が、バックライト輝度Ｋをフィルタ処理する。具体的には、調光率フィルタ部９５は、バックライト輝度フィルタ係数算出部１０２から取得されるバックライト輝度フィルタ係数ｐに基づいて、フレーム毎に求められたバックライト輝度Ｋに対してフレーム間のフィルタ処理を行う。この場合、調光率フィルタ部９５は、式（２７）で示す伝達関数を用いる。これにより、フィルタ処理後のバックライト輝度Ｋｆｌｔが得られる。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５では、明るさ補正強化補正量演算部６５及び彩度補正強化補正量演算部８６が、調光率フィルタ部９５におけるフィルタ処理後のバックライト輝度Ｋｆｌｔ（調光率αｆｌｔ）に基づいて画像補正量Ｇｙを求める。即ち、明るさ補正強化補正量Ｇ４’及び彩度補正強化補正量Ｇｃ１を求める。具体的には、明るさ補正強化補正量演算部６５は、調光率フィルタ部９５においてフィルタ処理後の調光率αｆｌｔを取得し、これを式（２０）に代入することによって、明るさ補正強化補正量Ｇ４’を求める。また、彩度補正強化補正量演算部８６は、調光率αｆｌｔを式（２６）に代入することによって、彩度補正強化補正量Ｇｃ１を求める。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６では、画像補正量フィルタ部（明るさ補正量フィルタ部９６及び彩度補正量フィルタ部９７）が、画像補正量Ｇｙをフィルタ処理する。具体的には、画像補正量フィルタ部は、画像補正量フィルタ係数算出部１０３から取得される画像補正量フィルタ係数ｑに基づいて、フレーム毎に求められた画像補正量Ｇｙに対してフィルタ処理を行う。この場合、画像補正量フィルタ部は、式（２８）で示す伝達関数を用いる。これにより、フィルタ処理後の画像補正量Ｇｙｆｌｔが得られる。詳しくは、明るさ補正量フィルタ部９６が、フレーム毎に求められた明るさ補正強化補正量Ｇ４’に対してフレーム間のフィルタ処理を行い、彩度補正量フィルタ部９７が、フレーム毎に求められた彩度補正強化補正量Ｇｃ１に対してフレーム間のフィルタ処理を行う。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０７に進む。なお、ステップＳ１０２〜Ｓ１０６の処理は、各フレーム画像の入力後に実行される。

ステップＳ１０７では、バックライト輝度Ｋｆｌｔ及び画像補正量Ｇｙｆｌｔを用いて、調光及び画像補正を実行する。具体的には、光源制御部４８が、バックライト輝度Ｋｆｌｔに基づいてバックライト３２に対して調光を実行する。また、明るさ補正実行部６６が、明るさ補正強化補正量Ｇ４ｆｌｔに基づいて画像データに対して明るさ補正を実行すると共に、彩度補正実行部８７が、彩度補正強化補正量Ｇｃ１ｆｌｔに基づいて画像データに対して彩度補正を実行する。そして、画像表示信号生成部４５が、このような画像補正された画像データに対応する画像表示信号を生成し、生成した画像表示信号を表示パネル３０に送信する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。なお、ステップＳ１０７における補正は、次フレーム画像に対して行われる。

以上の処理によれば、省電力のためのバックライト減光とそれを補う画像補正を行った場合に、フリッカ及び応答性を効果的に改善することができると共に、調光と画像補正との関係が崩れることを適切に防止することができる。よって、高画質な画像を表示することが可能となる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。前述した第１実施形態では、複数のフィルタ処理を複数の回路（処理部）で行っていたが、第２実施形態では、１つの回路を用いて複数のフィルタ処理を行う。具体的には、第２実施形態では、フィルタ演算回路の入出力信号、及びフィルタ演算回路が用いるフィルタ係数を切り替えることによって、１つのフィルタ演算回路において、バックライト輝度Ｋに対するフィルタ処理と画像補正量Ｇｙに対するフィルタ処理とを時間的に順番に行う。つまり、バックライト輝度Ｋに対するフィルタ処理を行う回路と画像補正量Ｇｙに対するフィルタ処理を行う回路とを兼用して、順番にフィルタ処理を行う。

図９は、第２実施形態に係るフィルタ処理部の概略構成を示すブロック図である。フィルタ処理部１２０は、フィルタ演算回路１１０と、入力切替回路１１１と、設定切替回路１１２と、前フレームの値の保存・切替回路１１３と、出力切替回路１１４と、フィルタ演算制御部１１５と、を有する。なお、フィルタ処理部１２０は、前述した画像処理エンジン１５に適用される。詳しくは、調光率フィルタ部９５、明るさ補正量フィルタ部９６、及び彩度補正量フィルタ部９７の代わりに適用される。

入力切替回路１１１は、バックライト輝度Ｋ及び画像補正量Ｇｙのいずれかがフィルタ演算回路１１０に対して入力されるように切り替えを行う。設定切替回路１１２は、バックライト輝度フィルタ係数算出部１０２及び画像補正量フィルタ係数算出部１０３からバックライト輝度フィルタ係数ｐ及び画像補正量フィルタ係数ｑを取得し、これらのいずれかがフィルタ演算回路１１０に対して入力されるように切り替えを行う。前フレームの値の保存・切替回路１１３は、フィルタ演算回路１１０で処理後の前フレームにおけるバックライト輝度Ｋｆｌｔ及び画像補正量Ｇｙｆｌｔを取得して、これらを保存すると共に、これらのいずれかがフィルタ演算回路１１０に対して入力されるように切り替えを行う。出力切替回路１１４は、バックライト輝度Ｋｆｌｔ及び画像補正量Ｇｙｆｌｔのいずれかがフィルタ演算回路１１０から出力されるように切り替えを行う。

フィルタ演算回路１１０は、入力されるバックライト輝度Ｋ及び画像補正量Ｇｙに対して、これらに対応するフィルタ係数（バックライト輝度フィルタ係数ｐ及び画像補正量フィルタ係数ｑのいずれか）を用いて、フィルタ処理を行う。フィルタ演算回路１１０は、このようなフィルタ処理により、バックライト輝度Ｋｆｌｔ及び画像補正量Ｇｙｆｌｔを出力する。なお、図９中の「ｍ」は、バックライト輝度フィルタ係数ｐ及び画像補正量フィルタ係数ｑのいずれかに対応する値である。また、フィルタ演算制御部１１５は、入力切替回路１１１、設定切替回路１１２、及び前フレームの値の保存・切替回路１１３、並びに出力切替回路１１４における切り替えを制御する。

以上に説明したように、第２実施形態によれば、バックライト輝度Ｋや画像補正量Ｇｙの各フィルタを同じ構成として（つまり１つの回路で構成する）、入出力信号及びフィルタ係数を切り替えることによって、回路規模を効果的に削減することが可能となる。

なお、上記では、バックライト輝度Ｋ及び画像補正量Ｋｆに対するフィルタが１つずつの例のみを示したが、前述のように画像補正は明るさ補正や彩度補正など複数あり（例えばレベル補正やコントラスト補正）、それらを切り替えることで、回路規模削減効果を大きくすることができる。

［変形例］
上記では、基準入力階調値として調光基準値Ｗａｖｅを用いて処理を行う実施形態を示したが、これに限定はされない。他の例では、基準入力階調値として調光基準値Ｗａｖｅの代わりに、平均輝度Ｙａｖｅを用いて処理を行うことができる。

また、以上で示した演算は、基本的には、動画のフレーム間に回路で行うことを想定しているが、ソフトウェア処理によって演算を行っても良い。例えば、画像処理エンジン１５の各構成がもつ機能は、ＣＰＵ（コンピュータ）１１に実行させる画像表示プログラムにより実現することができる。なお、画像表示プログラムは、予めハードディスク１４やＲＯＭ１２に格納されていることとしてもよいし、またはＣＤ−ＲＯＭ２２などのコンピュータが読み取り可能な記録媒体によって外部から供給され、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１６が読み取った画像表示プログラムをハードディスク１４に格納するものとしてもよい。また、インターネットなどのネットワーク手段を介して、画像表示プログラムを供給するサーバー等にアクセスし、データをダウンロードすることによってハードディスク１４に格納するものとしてもよい。

また、一部の機能はハードウェア回路により実現して、ハードウェア回路が有しない機能をソフトウェアにより実現する構成としてもよい。例えば、ヒストグラムや、ΣＹ、Σ|ｃｂ|、Σ|ｃｒ|、ΣＦ（Ｙ）、Σ|Ｆｃ（ｃｂ）|、Σ|Ｆｃ（ｃｒ）|といった画素毎に処理する部分は回路で持ち、平均値、調光率、画像補正量といったフレーム毎の演算は、フレーム間にＣＰＵ１１がソフトウェア処理によって行っても良い。更には、表示前に予め調光データ及び補正済み動画に変換しておく場合などは、全てをソフトウェア処理で行ってもよい。

［電子機器］
次に、上述した実施形態に係る画像表示装置１を適用可能な電子機器の具体例について図１０を参照して説明する。

まず、上述した実施形態に係る画像表示装置１を、可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）の表示部に適用した例について説明する。図１０（ａ）は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ７１０は、キーボード７１１を備えた本体部７１２と、本発明に係る液晶表示装置１００を適用した表示部７１３とを備えている。

続いて、上述した実施形態に係る画像表示装置１を、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図１０（ｂ）は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機７２０は、複数の操作ボタン７２１のほか、受話口７２２、送話口７２３とともに、本発明に係る液晶表示装置１００を適用した表示部７２４を備える。

なお、本発明に係る画像表示装置１を適用可能な電子機器は、上記したものに限られない。

本発明の実施形態に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。 第１実施形態による画像処理エンジンの構成を示した図である。 輝度値と明るさ補正係数との関係を示す図である。 彩度補正係数について説明するための図である。 明るさ補正強化補正量が正の値となる場合の明るさ補正の補正曲線を示す図である。 調光率フィルタ部及び画像補正量フィルタ部における処理を示す図である。 バックライト輝度フィルタ係数及び画像補正量フィルタ係数の求め方について説明するための図である。 第１実施形態による処理を示すフローチャートである。 第２実施形態に係るフィルタ処理部の概略構成を示すブロック図である。 画像表示装置を適用可能な電子機器の具体例を示す図である。

符号の説明

１ 画像表示装置 １５ 画像処理エンジン、 ３０ 表示パネル、 ３２ バックライト、 ４８ 光源制御部、 ６５ 明るさ補正強化補正量演算部、 ６６ 明るさ補正実行部、 ７１ 調光率演算部、 ８６ 彩度補正強化補正量演算部、 ８７ 彩度補正実行部、 ９５ 調光率フィルタ部、 ９６ 明るさ補正量フィルタ部、 ９７ 彩度補正量フィルタ部、 １０１ シーンチェンジ検出部、 １１０ フィルタ演算回路、 １２０ フィルタ処理部

Claims (10)

1. 画素ごとに有する階調値により画像を表す画像データを補正する処理を行うと共に、光源における光源輝度を制御する処理を行う画像表示装置であって、
   入力される前記画像データのシーン変化を検出するシーン変化検出手段と、
   前記画像データを補正する画像補正手段と、
   前記光源輝度を制御する光源輝度制御手段と、
   前記シーン変化に基づいて、前記光源輝度の変化における第１の時間特性、及び前記画像補正の画像補正量における第２の時間特性を変化させて、当該第１の時間特性及び当該第２の時間特性に基づいて処理を行う時間特性制御手段と、を備えることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記時間特性制御手段は、前記第１の時間特性と前記第２の時間特性とが異なるように、当該第１の時間特性と当該第２の時間特性とを設定することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記時間特性制御手段は、前記光源輝度の変化が前記画像補正量の変化よりも時間的に遅くなるように、前記第１の時間特性及び前記第２の時間特性を設定することを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記時間特性制御手段は、フレーム毎の前記光源輝度に対して、前記第１の時間特性をフィルタ係数として用いてフィルタ処理を行うと共に、前記フレーム毎の画像補正量に対して、前記第２の時間特性をフィルタ係数として用いてフィルタ処理を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像表示装置。
5. 前記時間特性制御手段は、フレーム毎の前記光源輝度に対して前記第１の時間特性に基づいてフィルタ処理を行うと共に、前記第１の時間特性に基づくフィルタ処理後の光源輝度からフレーム毎の画像補正量を求め、求められた前記画像補正量に対して前記第２の時間特性に基づいてフィルタ処理を行うことを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
6. 前記時間特性制御手段は、
   フィルタ処理を行うフィルタ演算回路と、
   前記フィルタ演算回路の入出力信号、及び前記フィルタ演算回路が用いるフィルタ係数を切り替える切り替え手段と、を有し、
   前記切り替え手段によって前記切り替えを行うことによって、前記フィルタ演算回路において、前記光源輝度に対するフィルタ処理と、前記画像補正量に対するフィルタ処理とを時間的に順番に行わせることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像表示装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像表示装置と、
   前記画像表示装置に電圧を供給する電源装置と、を備えることを特徴とする電子機器。
8. 画素ごとに有する階調値により画像を表す画像データを補正する処理を行うと共に、光源における光源輝度を制御する処理を行う画像表示方法であって、
   入力される前記画像データのシーン変化を検出するシーン変化検出工程と、
   前記画像データを補正する画像補正工程と、
   前記光源輝度を制御する光源輝度制御工程と、
   前記シーン変化に基づいて、前記光源輝度の変化における第１の時間特性、及び前記画像補正の画像補正量における第２の時間特性を変化させて、当該第１の時間特性及び当該第２の時間特性に基づいて処理を行う時間特性制御工程と、を備えることを特徴とする画像表示方法。
9. 画素ごとに有する階調値により画像を表す画像データを補正する処理、及び光源における光源輝度を制御する処理を行うための画像表示プログラムであって、
   コンピュータを、
   入力される前記画像データのシーン変化を検出するシーン変化検出手段、
   前記画像データを補正する画像補正手段、
   前記光源輝度を制御する光源輝度制御手段、
   前記シーン変化に基づいて、前記光源輝度の変化における第１の時間特性、及び前記画像補正の画像補正量における第２の時間特性を変化させて、当該第１の時間特性及び当該第２の時間特性に基づいて処理を行う時間特性制御手段、として機能させることを特徴とする画像表示プログラム。
10. 請求項９に記載の画像表示プログラムを記録した、コンピュータ読取り可能な記録媒体。

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