JP2009192636A - Transmissive-type liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バックライトと液晶パネルから構成される透過型液晶表示装置に関するものである。 The present invention relates to a transmissive liquid crystal display device including a backlight and a liquid crystal panel.
カラーディスプレイには様々な種類があり、それぞれ実用化がなされている。薄型ディスプレイを大別すると、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）のような自発光型ディスプレイと、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）に代表される非発光型ディスプレイとに分類される。非発光型ディスプレイであるＬＣＤでは、液晶パネルの背面側にバックライトを配置する透過型ＬＣＤが知られている。 There are various types of color displays, each of which has been put to practical use. Thin displays can be broadly classified into self-luminous displays such as PDP (plasma display panel) and non-luminous displays represented by LCD (liquid crystal display). As an LCD that is a non-luminous display, a transmissive LCD is known in which a backlight is disposed on the back side of a liquid crystal panel.
図２０は、透過型ＬＣＤの一般的な構造を示す断面図である。この透過型ＬＣＤは、液晶パネル１００の背面にバックライト１１０を配置している。液晶パネル１００は、一対の透明基板１０１，１０２の間に液晶層１０３を配置し、一対の透明基板１０１，１０２の外側には偏光板１０４，１０５を備えた構成となっている。また、液晶パネル１００内にカラーフィルタ１０６を備えることでカラー表示が可能となる。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a general structure of a transmissive LCD. In this transmissive LCD, a
図示は省略するが、透明基板１０１，１０２の内側には、電極層および配向膜が形成されており、液晶層１０３への印加電圧を制御することによって、液晶パネル１００を透過する光の透過量が画素ごとに制御される。すなわち、透過型ＬＣＤは、バックライト１１０からの照射光を液晶パネル１１０で透過量制御を行うことによって表示制御を行う。
Although illustration is omitted, an electrode layer and an alignment film are formed inside the
バックライト１１０は、カラーディスプレイに必要なＲＧＢ三色の波長を含む光を照射するものであり、カラーフィルタ１０６との組み合わせによって、ＲＧＢの各色の光の透過率をそれぞれ調整することで、画素としての輝度や色相を任意に設定することが可能である。このようなバックライト１１０は、エレクトロ・ルミネッセンス（EL）、冷陰極管（CCFL）、発光ダイオード（LED）などの白色光源が一般的に使用されている。
The
液晶パネル１００においては、図２１に示すように、複数の画素がマトリクス状に配置され、各画素は通常３つのサブピクセルから構成される。それぞれのサブピクセルは、カラーフィルタ１０６における赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）のフィルタ層が対応するように配置される。以下、それぞれのサブピクセルをＲサブピクセル、Ｇサブピクセル、Ｂサブピクセルと呼ぶことにする。
In the
Ｒ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルは、バックライト１１０から発生された白色光の中で、該当波長帯（すなわち、赤色、緑色、青色）の光を選択的に透過させ、他の波長帯の光は吸収する。
Each of the R, G, and B sub-pixels selectively transmits light in a corresponding wavelength band (that is, red, green, and blue) among white light generated from the
上記構成の透過型ＬＣＤにおいてバックライト１１０から照射される光は、液晶パネル１００の各画素において透過量制御されるため、当然ながら液晶パネル１００によって吸収される光が生じる。また、カラーフィルタ１０６においても、Ｒ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルは、バックライト１１０から発生された白色光の中で、該当波長帯以外の光を吸収する。このように、一般的な透過型ＬＣＤでは、液晶パネルやカラーフィルタによる光の吸収量が多くバックライトからの照射光の利用効率が低いため、バックライトにおける消費電力が大きくなるといった課題がある。
In the transmissive LCD configured as described above, the amount of light irradiated from the
このような透過型ＬＣＤの消費電力を削減する技術として、表示画像に応じて発光輝度を調整可能なアクティブバックライトを用いる方法が知られている（例えば、特許文献１）。 As a technique for reducing the power consumption of such a transmissive LCD, a method using an active backlight capable of adjusting the light emission luminance according to a display image is known (for example, Patent Document 1).
すなわち、特許文献１には、輝度調整可能なアクティブバックライトを用い、ＬＣＤの表示制御（輝度制御）を、液晶パネルの透過率とアクティブバックライトの輝度制御とによって行い、バックライトの消費電力の低減を図る技術が開示されている。
In other words,
特許文献１においては、バックライトの輝度は入力画像（入力信号）における最大輝度値に一致するように制御される。そして、液晶パネルの透過率は、その時のバックライトの輝度に合わせて透過率を調整される。
In
この時、入力信号の最大値となるサブピクセルの透過率は１００％となり、また、その他のサブピクセルの透過率もバックライト値によって計算された１００％以下の値となる。よって、画像全体が暗い時にはバックライトを暗くし、バックライトの消費電力を少なくすることができる。 At this time, the transmissivity of the subpixel that is the maximum value of the input signal is 100%, and the transmissivities of the other subpixels are also 100% or less calculated by the backlight value. Therefore, when the entire image is dark, the backlight is darkened, and the power consumption of the backlight can be reduced.
このように、特許文献１では、入力画像の入力信号ＲＧＢを基にバックライトの明るさを必要最小限に抑え、かつバックライトを暗くした分、液晶の透過率を上げているため、液晶パネルによって吸収される光量を減らし、バックライトの消費電力を削減することができる。
しかしながら、上記従来の構成では、液晶パネルによって吸収される光量を減らすことでバックライトの消費電力削減を図ることはできるものの、カラーフィルタによって吸収される光量を減らすことはできない。このため、カラーフィルタによって吸収される光量を減らすことができれば、消費電力のさらなる削減効果を得ることができる。 However, in the above conventional configuration, although the power consumption of the backlight can be reduced by reducing the amount of light absorbed by the liquid crystal panel, the amount of light absorbed by the color filter cannot be reduced. For this reason, if the amount of light absorbed by the color filter can be reduced, an effect of further reducing power consumption can be obtained.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、液晶パネルのみならずカラーフィルタによって吸収される光量をも減らし、消費電力のさらなる削減を達成できる透過型液晶表示装置を実現することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to reduce the amount of light absorbed by the color filter as well as the liquid crystal panel, and achieve a further reduction in power consumption. Is to realize.
本発明に係る透過型液晶表示装置は、上記課題を解決するために、１画素が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、および白（Ｗ）の４サブピクセルに分割されている液晶パネルと、発光輝度を制御可能な白色アクティブバックライトと、入力画像である入力ＲＧＢ信号に含まれる画素データのうち、輝度、あるいは輝度・彩度が共に高い画素データに対して、入力ＲＧＢ値の彩度及び輝度を下げるように、入力ＲＧＢ信号の各信号値を予め定められた信号上限値以下に切り捨てる信号値クリッピング処理を施すことで、入力ＲＧＢ信号を信号値クリッピング後ＲＧＢ信号に変換する信号値クリッピング部と、上記信号値クリッピング後ＲＧＢ信号に対してγ補正を行い、γ補正後ＲＧＢ信号に変換するγ補正部と、上記γ補正後ＲＧＢ信号から、上記液晶パネルの各画素におけるＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルの透過率信号を生成するとともに、上記アクティブバックライトにおけるバックライト値を算出する出力信号生成部と、上記出力信号生成部で生成された上記透過率信号をもとに液晶パネルを駆動制御する液晶パネル制御部と、上記出力信号生成部で算出されたバックライト値に基づき、上記バックライトの発光輝度を制御するバックライト制御部とを備えていることを特徴としている。 In the transmissive liquid crystal display device according to the present invention, one pixel is divided into four sub-pixels of red (R), green (G), blue (B), and white (W) in order to solve the above problems. Input to pixel data with high luminance, luminance, and saturation among the pixel data included in the input RGB signal that is the input image and the white active backlight that can control the emission luminance In order to lower the saturation and brightness of the RGB value, the input RGB signal is converted into an RGB signal after the signal value clipping by applying a signal value clipping process in which each signal value of the input RGB signal is rounded down to a predetermined signal upper limit value or less. From the signal value clipping unit to be converted, the γ correction to the RGB signal after the signal value clipping, and the γ correction unit to convert to the RGB signal after γ correction, and the RGB signal after the γ correction, An output signal generator that generates a transmittance signal for each of R, G, B, and W sub-pixels in each pixel of the liquid crystal panel and calculates a backlight value in the active backlight, and the output signal generator A liquid crystal panel control unit that drives and controls the liquid crystal panel based on the generated transmittance signal, and a backlight control that controls the light emission luminance of the backlight based on the backlight value calculated by the output signal generation unit It is characterized by having a part.
また、本発明に係る他の透過型液晶表示装置は、上記課題を解決するために、１画素が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、および白（Ｗ）の４サブピクセルに分割されている液晶パネルと、発光輝度を制御可能な白色アクティブバックライトと、入力画像である入力ＲＧＢ信号に含まれる画素データのうち、輝度・彩度共に高い画素データに対して、入力ＲＧＢ値の彩度を下げ輝度を上げるように、入力ＲＧＢ信号の各信号値を予め定められた信号下限値以上に切り上げる逆信号値クリッピング処理を施すことで、入力ＲＧＢ信号を逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号に変換する逆信号値クリッピング部と、上記逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号に対してγ補正を行い、γ補正後ＲＧＢ信号に変換するγ補正部と、上記γ補正後ＲＧＢ信号から、上記液晶パネルの各画素におけるＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルの透過率信号を生成するとともに、上記アクティブバックライトにおけるバックライト値を算出する出力信号生成部と、上記出力信号生成部で生成された上記透過率信号をもとに液晶パネルを駆動制御する液晶パネル制御部と、上記出力信号生成部で算出されたバックライト値に基づき、上記バックライトの発光輝度を制御するバックライト制御部とを備えていることを特徴としている。 In order to solve the above problem, another transmissive liquid crystal display device according to the present invention includes four sub-pixels of red (R), green (G), blue (B), and white (W). Input for pixel data with high luminance and saturation among the pixel data included in the input RGB signal that is the input image, and a liquid crystal panel divided into pixels, a white active backlight that can control the light emission luminance After inverse signal value clipping, the input RGB signal is subjected to inverse signal value clipping processing to round up each signal value of the input RGB signal above a predetermined signal lower limit value so as to lower the saturation of the RGB value and increase the luminance. An inverse signal value clipping unit that converts to an RGB signal, a γ correction unit that performs γ correction on the RGB signal after inverse signal value clipping, and converts the RGB signal to a RGB signal after γ correction, and the RGB signal after the γ correction An output signal generation unit that generates a transmittance signal of each of the R, G, B, and W subpixels in each pixel of the liquid crystal panel and calculates a backlight value in the active backlight; and the output signal generation unit A liquid crystal panel control unit for driving and controlling the liquid crystal panel based on the transmittance signal generated in step (b), and a backlight for controlling the luminance of the backlight based on the backlight value calculated by the output signal generation unit. And a control unit.
上記の構成によれば、１画素が、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの４サブピクセルに分割されている液晶パネルを用いることにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分の一部をフィルタ吸収による光量損失が無い（もしくは少ない）Ｗサブピクセルに振り分けることができる。これにより、カラーフィルタによる光量吸収を減らし、これに応じてバックライト値を下げることで透過型液晶表示装置における消費電力の削減を実現できる。 According to the above configuration, by using a liquid crystal panel in which one pixel is divided into four sub-pixels of R, G, B, and W, a part of each color component of R, G, and B is light quantity by filter absorption. It can be distributed to W sub-pixels with no loss (or little). Accordingly, it is possible to reduce power consumption in the transmissive liquid crystal display device by reducing light absorption by the color filter and lowering the backlight value accordingly.
さらに、原入力である入力ＲＧＢ信号に対して信号値クリッピング処理、あるいは逆信号値クリッピング処理を行い、該処理が施されたＲＧＢ信号に基づいてバックライト値およびＲＧＢＷ透過率を算出することで、バックライト値をより確実に低減させることができる。 Furthermore, by performing signal value clipping processing or reverse signal value clipping processing on the input RGB signal that is the original input, and calculating the backlight value and RGBW transmittance based on the RGB signal subjected to the processing, The backlight value can be reduced more reliably.
また、上記透過型液晶表示装置においては、上記信号値クリッピング部（または逆信号値クリッピング部）は、上記アクティブバックライトにおけるバックライト値の低減度合を示すバックライト値低減率を指定することで、上記出力信号生成部において上記バックライト値低減率に応じたバックライト値以下になることが保証されるように、上記信号値クリッピング後ＲＧＢ信号（または逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号）を生成する構成とすることができる。 In the transmissive liquid crystal display device, the signal value clipping unit (or reverse signal value clipping unit) designates a backlight value reduction rate indicating a degree of reduction of the backlight value in the active backlight, A configuration in which the output signal generation unit generates the RGB signal after clipping the signal value (or the RGB signal after reverse signal value clipping) so as to ensure that the output value is equal to or less than the backlight value corresponding to the backlight value reduction rate. It can be.
また、上記透過型液晶表示装置においては、上記信号値クリッピング部（または逆信号値クリッピング部）および出力信号生成部は、ＲＧＢＷサブピクセルにおいて、各ＲＧＢＷサブピクセルそれぞれの透過率を同じ値にした時のＲＧＢサブピクセルから出力される輝度に対し、Ｗサブピクセルから出力される輝度が何倍明るいかを示す値を白色輝度比ＷＲとし、この白色輝度比ＷＲを考慮した信号値クリッピング処理（または逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号）および出力信号生成処理を行う構成とすることができる。 In the transmissive liquid crystal display device, the signal value clipping unit (or the inverse signal value clipping unit) and the output signal generation unit have the same value for the transmittance of each RGBW subpixel in the RGBW subpixel. A value indicating how many times the luminance output from the W sub-pixel is brighter than the luminance output from the RGB sub-pixel is defined as a white luminance ratio WR, and signal value clipping processing (or vice versa) taking this white luminance ratio WR into consideration. (RGB signal after signal value clipping) and output signal generation processing can be performed.
また、上記透過型液晶表示装置においては、上記信号値クリッピング部（または逆信号値クリッピング部）は、入力ＲＧＢ信号の中間の値を制御することで色相を保持するように、信号値クリッピング後ＲＧＢ信号（または逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号）を生成する構成とすることができる。 In the transmissive liquid crystal display device, the signal value clipping unit (or inverse signal value clipping unit) performs RGB after signal value clipping so as to maintain a hue by controlling an intermediate value of the input RGB signal. A signal (or RGB signal after reverse signal value clipping) can be generated.
また、上記透過型液晶表示装置は、上記液晶パネルに対して複数のアクティブバックライトを備え、各アクティブバックライトに対応する領域毎に、液晶パネルの透過率制御およびバックライトのバックライト値制御を行う構成とすることができる。 Further, the transmissive liquid crystal display device includes a plurality of active backlights for the liquid crystal panel, and controls the transmittance of the liquid crystal panel and the backlight backlight value for each region corresponding to each active backlight. It can be set as the structure to perform.
上記の構成によれば、バックライトを分割することで、分割されたバックライト領域毎に最適にバックライト値を設定することができ、全体のバックライト消費電力を下げることができる。 According to the above configuration, by dividing the backlight, it is possible to optimally set the backlight value for each divided backlight region, and to reduce the overall backlight power consumption.
本発明に係る透過型液晶表示装置は、以上のように、１画素が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、および白（Ｗ）の４サブピクセルに分割されている液晶パネルと、発光輝度を制御可能な白色アクティブバックライトと、入力画像である入力ＲＧＢ信号に含まれる画素データのうち、輝度、あるいは輝度・彩度が共に高い画素データに対して、入力ＲＧＢ値の彩度及び輝度を下げるように、入力ＲＧＢ信号の各信号値を予め定められた信号上限値以下に切り捨てる信号値クリッピング処理を施すことで、入力ＲＧＢ信号を信号値クリッピング後ＲＧＢ信号に変換する信号値クリッピング部と、上記信号値クリッピング後ＲＧＢ信号に対してγ補正を行い、γ補正後ＲＧＢ信号に変換するγ補正部と、上記γ補正後ＲＧＢ信号から、上記液晶パネルの各画素におけるＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルの透過率信号を生成するとともに、上記アクティブバックライトにおけるバックライト値を算出する出力信号生成部と、上記出力信号生成部で生成された上記透過率信号をもとに液晶パネルを駆動制御する液晶パネル制御部と、上記出力信号生成部で算出されたバックライト値に基づき、上記バックライトの発光輝度を制御するバックライト制御部とを備えている構成である。 As described above, in the transmissive liquid crystal display device according to the present invention, one pixel is divided into four subpixels of red (R), green (G), blue (B), and white (W). Of the pixel data contained in the input RGB signal that is the input image, the panel, the white active backlight that can control the light emission luminance, the input RGB value A signal that converts the input RGB signal to an RGB signal after clipping the signal value by performing signal value clipping processing to round down each signal value of the input RGB signal to a predetermined signal upper limit value or less so as to lower the saturation and luminance. A value clipping unit, a γ correction unit that performs γ correction on the RGB signal after the signal value clipping, and converts the RGB signal into a RGB signal after the γ correction, and the liquid crystal panel from the RGB signal after the γ correction. Generated by the output signal generation unit for calculating the backlight value in the active backlight and the output signal generation unit. A liquid crystal panel control unit that drives and controls the liquid crystal panel based on the transmittance signal, and a backlight control unit that controls the luminance of the backlight based on the backlight value calculated by the output signal generation unit. It is the composition which is provided.
また、本発明に係る他の透過型液晶表示装置は、以上のように、１画素が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、および白（Ｗ）の４サブピクセルに分割されている液晶パネルと、発光輝度を制御可能な白色アクティブバックライトと、入力画像である入力ＲＧＢ信号に含まれる画素データのうち、輝度・彩度共に高い画素データに対して、入力ＲＧＢ値の彩度を下げ輝度を上げるように、入力ＲＧＢ信号の各信号値を予め定められた信号下限値以上に切り上げる逆信号値クリッピング処理を施すことで、入力ＲＧＢ信号を逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号に変換する逆信号値クリッピング部と、上記逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号に対してγ補正を行い、γ補正後ＲＧＢ信号に変換するγ補正部と、上記γ補正後ＲＧＢ信号から、上記液晶パネルの各画素におけるＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルの透過率信号を生成するとともに、上記アクティブバックライトにおけるバックライト値を算出する出力信号生成部と、上記出力信号生成部で生成された上記透過率信号をもとに液晶パネルを駆動制御する液晶パネル制御部と、上記出力信号生成部で算出されたバックライト値に基づき、上記バックライトの発光輝度を制御するバックライト制御部とを備えている構成である。 In addition, in another transmissive liquid crystal display device according to the present invention, one pixel is divided into four sub-pixels of red (R), green (G), blue (B), and white (W) as described above. Of the input RGB value for pixel data with high luminance and saturation among the pixel data included in the input RGB signal that is the input image and the white active backlight that can control the emission luminance. By applying reverse signal value clipping processing to round up each signal value of the input RGB signal to a predetermined signal lower limit value or less so as to lower the saturation and increase the luminance, the input RGB signal is converted into the RGB signal after the reverse signal value clipping. An inverse signal value clipping unit for conversion, a γ correction unit that performs γ correction on the RGB signal after reverse signal value clipping, and converts it to an RGB signal after γ correction, and the liquid crystal from the RGB signal after γ correction An output signal generator for calculating a backlight value in the active backlight, and an output signal generator for generating a transmittance signal for each of the R, G, B, and W sub-pixels in each pixel of the channel. A liquid crystal panel control unit for driving and controlling the liquid crystal panel based on the transmittance signal; a backlight control unit for controlling the light emission luminance of the backlight based on the backlight value calculated by the output signal generation unit; It is the structure equipped with.
それゆえ、１画素が、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの４サブピクセルに分割されている液晶パネルを用いることにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分の一部をフィルタ吸収による光量損失が無い（もしくは少ない）Ｗサブピクセルに振り分けることができる。これにより、カラーフィルタによる光量吸収を減らし、これに応じてバックライト値を下げることで透過型液晶表示装置における消費電力の削減を実現できる。 Therefore, by using a liquid crystal panel in which one pixel is divided into four subpixels of R, G, B, and W, there is no light loss due to filter absorption of a part of each color component of R, G, and B ( (Or fewer) W subpixels. Accordingly, it is possible to reduce power consumption in the transmissive liquid crystal display device by reducing light absorption by the color filter and lowering the backlight value accordingly.
さらに、原入力である入力ＲＧＢ信号に対して信号値クリッピング処理、あるいは逆信号値クリッピング処理を行い、該処理が施されたＲＧＢ信号に基づいてバックライト値およびＲＧＢＷ透過率を算出することで、バックライト値をより確実に低減させることができるという効果を奏する。 Furthermore, by performing signal value clipping processing or reverse signal value clipping processing on the input RGB signal that is the original input, and calculating the backlight value and RGBW transmittance based on the RGB signal subjected to the processing, There is an effect that the backlight value can be more reliably reduced.
本発明の実施の形態について図１ないし図１９に基づいて説明すると以下の通りである。 The embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 19 as follows.
〔実施の形態１〕
先ずは、本実施の形態１に係る液晶表示装置（以下、本液晶表示装置と称する）の概略構成を図１を参照して説明する。
[Embodiment 1]
First, a schematic configuration of a liquid crystal display device according to the first embodiment (hereinafter referred to as the present liquid crystal display device) will be described with reference to FIG.
本液晶表示装置は、信号値クリッピング部１１、γ補正部１２、出力信号生成部１３、液晶パネル制御部１４、ＲＧＢＷ液晶パネル（以下、単に液晶パネルと称する）１５、バックライト制御部１６、および白色バックライト（以下、単にバックライトと称する）１７を備えている。
This liquid crystal display device includes a signal
液晶パネル１５は、Ｎｐ個の画素をマトリクス上に配置してなり、図２（ａ），（ｂ）に示すように、各画素はＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青），Ｗ（白）の４サブピクセルで構成されている。尚、各画素におけるＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗサブピクセルの形状および配置関係は特に限定されない。また、バックライト１７は、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）や白色発光ダイオード（白色ＬＥＤ）などの白色光源を用いたものであり、照射光の明るさを制御できるアクティブバックライトである。
The
液晶パネル１５におけるＲ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルは、カラーフィルタ（図示せず）におけるＲ，Ｇ，Ｂのフィルタ層がそれぞれ対応するように配置される。したがって、Ｒ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルは、バックライト１７から発生された白色光の中で、該当波長帯の光を選択的に透過させ、他の波長帯の光は吸収する。また、Ｗサブピクセルは、基本的にはカラーフィルタにおいて対応する吸収フィルタ層を有しない。すなわち、Ｗサブピクセルを透過する光は、カラーフィルタによる一切の吸収を受けることなく、白色光のまま液晶パネル１５から出射される。但し、Ｗサブピクセルは、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタよりもバックライトの光の吸収が少ないフィルタ層を持つ構成でもよい。
The R, G, and B subpixels in the
本液晶表示装置は、パソコンやテレビチューナーなどの外部から、表示すべき画像情報をＲＧＢ信号として受け取り、該ＲＧＢ信号を入力ＲＧＢ信号Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］（ｉ=１，２，…，Ｎｐ）として処理を行うものである。 This liquid crystal display device receives image information to be displayed as an RGB signal from the outside, such as a personal computer or a TV tuner, and receives the RGB signal as input RGB signals R [i], G [i], B [i] (i = 1, 2,..., Np).
信号値クリッピング部１１は、入力ＲＧＢ信号（第１入力ＲＧＢ信号）に対して信号値クリッピング処理を施すものであり、該処理が施された後の信号値クリッピング後ＲＧＢ信号（第２入力ＲＧＢ信号）を後段のγ補正部１２へ出力する。ここでの信号値クリッピング処理とは、画像内における輝度、あるいは輝度・彩度共に高い画素に対して入力ＲＧＢ値の彩度及び輝度を下げるように、入力ＲＧＢ信号の各信号値をある値以下にクリップする（切り捨てる）処理である。信号値クリッピング処理のより具体的な内容については、後に詳細に説明する。
The signal
γ補正部１２は、信号値クリッピング後ＲＧＢ信号にγ補正処理を施してγ補正後ＲＧＢ信号を算出し、このγ補正後ＲＧＢ信号を後段の出力信号生成部１３へ出力する。
The
出力信号生成部１３は、γ補正後ＲＧＢ信号から、バックライト１７におけるバックライト値と、液晶パネル１５の各画素におけるＲＧＢＷのサブピクセル透過率を算出し、出力する。すなわち、出力信号生成部１３は、γ補正後ＲＧＢ信号からバックライト値を求めると共に、γ補正後ＲＧＢ信号を上記バックライトに適合する透過率信号に変換する。
The
出力信号生成部１３で求められたバックライト値は、バックライト制御部１６に出力され、バックライト制御部１６は、このバックライト値に応じてバックライト１７の輝度を調節する。バックライト１７はＣＣＦＬや白色ＬＥＤなどの白色光源を利用したものであり、バックライト制御部１６によって、バックライト値に比例した明るさに制御することができる。バックライト１７の明るさの制御方法は、用いられる光源の種類によって異なるが、例えば、バックライト値に比例した電圧をかけたり、バックライト値に比例した電流を流したりして明るさを制御することができる。また、バックライトがＬＥＤなどの場合は、パルス幅変調（ＰＷＭ）でデューティー比を変えて明るさを制御することも可能である。さらに、バックライト光源の明るさが非線形特性を持つ場合、バックライト値からルックアップテーブルで光源への印加電圧や印加電流等を求めてバックライトへの明るさ制御を行うことにより所望の明るさに制御する方法などもある。
The backlight value obtained by the output
出力信号生成部１３で求められた透過率信号は、液晶パネル制御部１４に出力され、液晶パネル制御部１４は、この透過率信号に基づいて液晶パネル１５の各サブピクセルの透過率が所望の透過率になるように制御する。液晶パネル制御部１４は、走査線駆動回路、信号線駆動回路等を含む構成であり、走査信号およびデータ信号を生成して、この走査信号およびデータ信号等のパネル制御信号によって液晶パネル１５を駆動する。上記透過率信号は、信号線駆動回路でのデータ信号の生成に用いられる。液晶パネル１５の透過率制御には、サブピクセルの透過率に比例した電圧をかけ液晶パネルの透過率を制御する方法や、非線形特性を線形化するために、サブピクセルの透過率から液晶パネルにかける電圧をルックアップテーブルから表引きし、液晶パネルを所望の透過率に制御する方法などがある。
The transmittance signal obtained by the output
尚、本発明の液晶表示装置において、入力信号は上述のようなＲＧＢ信号に限られるものではなく、ＹＵＶ信号などのカラー信号でもよい。ＲＧＢ信号以外のカラー信号が入力される場合、それをＲＧＢ信号に変換してから出力信号生成部１３に入力する構成であっても良く、あるいは、出力信号生成部１３がＲＧＢ信号以外のカラー入力信号をＲＧＢＷ信号へ変換可能な構成であっても良い。
In the liquid crystal display device of the present invention, the input signal is not limited to the RGB signal as described above, and may be a color signal such as a YUV signal. When a color signal other than an RGB signal is input, the color signal may be converted into an RGB signal and then input to the output
本液晶表示装置において、液晶パネル１５の各サブピクセルにおける表示輝度は、バックライトの明るさ（照射輝度）と、該サブピクセルにおける透過率との積によって表される。ここで、本液晶表示装置における表示原理、および消費電力削減効果について以下に詳細に説明する。尚、本液晶表示装置では、バックライト値およびサブピクセル透過率は、出力信号生成部１３において求められる。したがって、以下に説明するバックライト値およびサブピクセル透過率の算出方法は、信号値クリッピング部１１およびγ補正部１２での処理が施された後のγ補正後ＲＧＢ信号に対して実施される。しかしながら、以下の説明では、入力ＲＧＢ信号からバックライト値およびサブピクセル透過率を求める場合を例示する。また、以下の説明では、ＲＧＢＷサブピクセルそれぞれの透過率を同じ値にした時に、ＲＧＢサブピクセルから出力される輝度とＷサブピクセルから出力される輝度と等しいと仮定する。
In the present liquid crystal display device, the display brightness in each subpixel of the
以下の説明では、入力ＲＧＢ信号を（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）として表し、出力信号生成部１３において求められる透過率信号を（ｒ［ｉ］，ｇ［ｉ］，ｂ［ｉ］）として表し、出力信号生成部１３において求められるバックライト値をＷｂｓとして表す。
In the following description, the input RGB signal is represented as (R [i], G [i], B [i]), and the transmittance signal obtained by the output
本液晶表示装置におけるバックライト値およびサブピクセルの透過率の決定方法では、最初に、バックライトに対応する表示領域内の全ての画素毎に必要最小限のバックライト値を求める。このとき、画素の表示データ内容に応じて、バックライト値の求め方は２つの方法に分かれる。具体的には、注目画素内のサブピクセルにおける最大輝度（すなわちｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］））と最小輝度（すなわちｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］））との関係によって、その注目画素に対するバックライト値の求め方が異なる。 In the method of determining the backlight value and the sub-pixel transmittance in the present liquid crystal display device, first, the minimum necessary backlight value is obtained for every pixel in the display area corresponding to the backlight. At this time, the method for obtaining the backlight value is divided into two methods according to the display data content of the pixel. Specifically, the maximum luminance (that is, max (R [i], G [i], B [i])) and the minimum luminance (that is, min (R [i], G [i]) in the sub-pixel in the target pixel. , B [i])), the method for obtaining the backlight value for the target pixel differs.
先ずは、ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）≧ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）／２となる画素において、バックライト値の求め方を図３（ａ），（ｂ）を参照して説明する。ここで、図３（ａ）は本液晶表示装置におけるバックライト値の求め方を示す図である。また、図３（ｂ）は、比較のために特許文献１におけるバックライト値の求め方を示した図である。
First, the backlight value is obtained for pixels satisfying min (R [i], G [i], B [i]) ≧ max (R [i], G [i], B [i]) / 2. This will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b). Here, FIG. 3A is a diagram showing how to obtain the backlight value in the present liquid crystal display device. FIG. 3B is a diagram showing how to obtain the backlight value in
図３（ａ），（ｂ）において、ある注目画素の目標とするパネル出力輝度が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（５０，６０，４０）の場合を考える。このとき、Ｇの輝度値６０がｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）であり、Ｂの輝度値４０がｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）であり、ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）≧ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）／２の関係が満たされている。
3A and 3B, consider a case where the target panel output luminance of a pixel of interest is (R, G, B) = (50, 60, 40). At this time, the
特許文献１における表示方法では、図３（ｂ）に示すように、バックライトの輝度値は、ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）＝６０に設定され、各サブピクセルの透過率はこのバックライト値に合わせて決定される。すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルにおけるそれぞれの透過率は、８３％（＝５０／６０），１００％（＝６０／６０），６７％（＝４０／６０）に設定される。
In the display method in
一方、本液晶表示装置においては、入力信号Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］のＲ，Ｇ，Ｂ各成分において、ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）／２に相当する値分をＷ成分の輝度値（すなわちＷ透過量）に振り分ける。その結果、ＲＧＢ信号で表されている入力信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（５０，６０，４０）は、ＲＧＢＷ信号で表される出力信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗ）＝（２０，３０，１０，３０）に変換される。また、この注目画素において、バックライトの輝度値はｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）／２＝３０に設定される。また、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルにおけるそれぞれの透過率は、このバックライト値に合わせて決定される。具体的には、各サブピクセルの透過率は（出力輝度値）／（バックライト値）で決定される。すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルにおけるそれぞれの透過率は、６７％（＝２０／３０），１００％（＝３０／３０），３３％（＝１０／３０），１００％（＝３０／３０）に設定される。但し、図３（ａ）において示される透過率は、この注目画素において求められたバックライト値が全画素に対して求められた複数のバックライト値のうちで最も大きく、そのバックライトにおける輝度値として採用された場合の透過率を例示したものである。 On the other hand, in the present liquid crystal display device, max (R [i], G [i], B [i] is obtained for each of the R, G, B components of the input signals R [i], G [i], B [i]. ]) / 2 is allocated to the luminance value of the W component (that is, the W transmission amount). As a result, the input signal (R, G, B) = (50, 60, 40) represented by the RGB signal is the output signal (R, G, B, W) = (20, 60) represented by the RGBW signal. 30, 10, 30). In this target pixel, the luminance value of the backlight is set to max (R [i], G [i], B [i]) / 2 = 30. Further, the respective transmittances of the R, G, B, and W sub-pixels are determined in accordance with the backlight value. Specifically, the transmittance of each sub-pixel is determined by (output luminance value) / (backlight value). That is, the transmittances of the R, G, B, and W sub-pixels are 67% (= 20/30), 100% (= 30/30), 33% (= 10/30), 100% ( = 30/30). However, the transmittance shown in FIG. 3A is the largest among the plurality of backlight values obtained for all the pixels, and the luminance value in the backlight. Is an example of the transmittance when it is adopted as.
また、本液晶表示装置における上述のバックライト値を特許文献１の方法で求められるバックライト値と比較するには、サブピクセルの面積比をも考慮する必要がある。すなわち、特許文献１では１画素が３つのサブピクセルに分割されているのに対し、本液晶表示装置では１画素が４つのサブピクセルに分割されている。このため、本液晶表示装置では、１つのサブピクセルの面積が、特許文献１に比べ３／４の面積しかなく、このようなサブピクセルにおける面積の低下を補うため、本液晶表示装置では、バックライトの輝度値を４／３倍することで、特許文献１の方法で求められるバックライト値と同一の基準にて比較可能となる。
Further, in order to compare the above backlight value in the present liquid crystal display device with the backlight value obtained by the method of
この結果、図３（ａ）の例におけるバックライト値を図３（ｂ）のバックライト値と同一基準に補正すれば、（４／３）×６０／２＝４０となる。同様の表示を行う図３（ｂ）の例ではバックライト値は６０であるため、上記注目画素において、本発明による消費電力の削減効果があることが分かる。 As a result, if the backlight value in the example of FIG. 3A is corrected to the same standard as the backlight value of FIG. 3B, (4/3) × 60/2 = 40. In the example of FIG. 3B in which the same display is performed, the backlight value is 60. Therefore, it can be seen that the pixel of interest has the effect of reducing power consumption according to the present invention.
次に、ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）＜ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）／２となる画素におけるバックライト値の求め方を図４（ａ），（ｂ）を参照して説明する。ここで、図４（ａ）は本液晶表示装置におけるバックライト値の求め方を示す図である。また、図４（ｂ）は、比較のために特許文献１におけるバックライト値の求め方を示した図である。
Next, how to obtain a backlight value in a pixel where min (R [i], G [i], B [i]) <max (R [i], G [i], B [i]) / 2 Will be described with reference to FIGS. 4 (a) and 4 (b). Here, FIG. 4A is a diagram showing how to obtain the backlight value in the present liquid crystal display device. FIG. 4B is a diagram showing how to obtain the backlight value in
図４（ａ），（ｂ）において、ある注目画素の目標とするパネル出力輝度が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（５０，６０，２０）の場合を考える。このとき、Ｇの輝度値６０がｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）であり、Ｂの輝度値２０がｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）であり、ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）＜ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）／２の関係が満たされている。
In FIGS. 4A and 4B, a case is considered where the target panel output luminance of a target pixel is (R, G, B) = (50, 60, 20). At this time, the
特許文献１における表示方法では、図４（ｂ）に示すように、バックライトの輝度値は、ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）＝６０に設定され、各サブピクセルの透過率はこのバックライト値に合わせて決定される。すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルにおけるそれぞれの透過率は、８３％（＝５０／６０），１００％（＝６０／６０），３３％（＝２０／６０）に設定される。
In the display method in
一方、本液晶表示装置においては、入力信号Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］のＲ，Ｇ，Ｂ各成分において、ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）に相当する値分をＷ成分の輝度値に振り分ける。その結果、ＲＧＢ信号で表されている入力信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（５０，６０，２０）は、ＲＧＢＷ信号で表される出力信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗ）＝（３０，４０，０，２０）に変換される。また、この注目画素において、バックライトの輝度値は、（ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）−ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］））＝４０に設定される。また、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルにおけるそれぞれの透過率は、このバックライト値に合わせて決定される。具体的には、各サブピクセルの透過率は（出力輝度値）／（バックライト値）で決定される。すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルにおけるそれぞれの透過率は、７５％（＝３０／４０），１００％（＝４０／４０），０％（＝０／４０），５０％（＝２０／４０）に設定される。 On the other hand, in the present liquid crystal display device, min (R [i], G [i], B [i] in each of R, G, B components of the input signals R [i], G [i], B [i]. ]) Is assigned to the luminance value of the W component. As a result, an input signal (R, G, B) = (50, 60, 20) represented by an RGB signal is an output signal (R, G, B, W) = (30, 60) represented by an RGBW signal. 40, 0, 20). In this target pixel, the luminance value of the backlight is (max (R [i], G [i], B [i]) − min (R [i], G [i], B [i]). ) = 40. Further, the respective transmittances of the R, G, B, and W sub-pixels are determined in accordance with the backlight value. Specifically, the transmittance of each sub-pixel is determined by (output luminance value) / (backlight value). That is, the transmittances of the R, G, B, and W sub-pixels are 75% (= 30/40), 100% (= 40/40), 0% (= 0/40), and 50% ( = 20/40).
但し、図４（ａ）において示される透過率は、この注目画素において求められたバックライト値が全画素に対して求められた複数のバックライト値のうちで最も大きく、そのバックライトにおける輝度値として採用された場合の透過率を例示したものである。また、図４（ａ）の例においても、バックライトの輝度値を４／３倍することで、特許文献１の方法で求められるバックライト値と同一の基準にて比較可能となる。
However, the transmittance shown in FIG. 4 (a) is the largest among the plurality of backlight values obtained for all the pixels, and the luminance value in the backlight. Is an example of the transmittance when it is adopted as. In the example of FIG. 4A as well, by multiplying the backlight luminance value by 4/3, comparison with the backlight value obtained by the method of
この結果、図４（ａ）の例において、バックライト値は（４／３）×（６０−２０）＝５３．３となる。同様の表示を行う図４（ｂ）の例ではバックライト値は６０であるため、上記注目画素において、本発明による消費電力の削減効果があることが分かる。 As a result, in the example of FIG. 4A, the backlight value is (4/3) × (60−20) = 53.3. In the example of FIG. 4B in which the same display is performed, the backlight value is 60. Therefore, it can be seen that the pixel of interest has the effect of reducing power consumption according to the present invention.
上記図３（ａ），（ｂ）および図４（ａ），（ｂ）は、各画素についての必要最小限のバックライト値の求め方を説明したものであるが、上記の方法に則って、バックライトに対応する表示領域内の全ての画素毎に必要最小限のバックライト値を求める。こうして求まった複数のバックライト値のうち、最大の値をそのバックライトにおける輝度値として設定する。 FIGS. 3A and 3B and FIGS. 4A and 4B explain how to obtain the minimum backlight value for each pixel. In accordance with the above method, FIG. The minimum necessary backlight value is obtained for every pixel in the display area corresponding to the backlight. Of the plurality of backlight values thus obtained, the maximum value is set as the luminance value of the backlight.
上記説明の方法によって実施される、本液晶表示装置におけるバックライト値およびサブピクセル透過率の決定手順を図５（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。 The procedure for determining the backlight value and the subpixel transmittance in the present liquid crystal display device, which is performed by the method described above, will be described with reference to FIGS.
図５（ａ）は、ある一つのバックライトに対応する表示領域の入力信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）を示すものである。ここでは、説明を簡単にするために、上記表示領域が４つの画素Ａ〜Ｄから構成されているとする。 FIG. 5A shows input signals (R [i], G [i], B [i]) in the display area corresponding to a certain backlight. Here, in order to simplify the description, it is assumed that the display area is composed of four pixels A to D.
これらの画素Ａ〜Ｄについて、入力信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）をＲＧＢＷ信号で表される出力信号（Ｒｔ［ｉ］，Ｇｔ［ｉ］，Ｂｔ［ｉ］，Ｗｔ［ｉ］）に変換した結果は、図５（ｂ）に示すものとなる。この出力信号は、ＲＧＢＷ各サブピクセルにおける透過量を示すものである。この透過量を求める際には、先ずＷ透過量Ｗｔ［ｉ］が、
Ｗｔ［ｉ］＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢ／２，ｍｉｎＲＧＢ）
ただし、
ｍａｘＲＧＢ＝ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）
ｍｉｎＲＧＢ＝ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）
の式によって求められる。
For these pixels A to D, input signals (R [i], G [i], B [i]) are output signals (Rt [i], Gt [i], Bt [i]) represented by RGBW signals. , Wt [i]) is converted into the result shown in FIG. This output signal indicates the amount of transmission in each RGBW subpixel. When obtaining this transmission amount, first, the W transmission amount Wt [i]
Wt [i] = min (maxRGB / 2, minRGB)
However,
maxRGB = max (R [i], G [i], B [i])
minRGB = min (R [i], G [i], B [i])
It is calculated by the following formula.
Ｗ透過量Ｗｔ［ｉ］が求められると、求まったＷ透過量Ｗｔ［ｉ］を入力信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）から差し引くように、
Ｒｔ［ｉ］＝Ｒ［ｉ］−Ｗｔ［ｉ］
Ｇｔ［ｉ］＝Ｇ［ｉ］−Ｗｔ［ｉ］
Ｂｔ［ｉ］＝Ｂ［ｉ］−Ｗｔ［ｉ］
の式によってＲＧＢ透過量（Ｒｔ［ｉ］，Ｇｔ［ｉ］，Ｂｔ［ｉ］）が求められる。
When the W transmission amount Wt [i] is obtained, the obtained W transmission amount Wt [i] is subtracted from the input signal (R [i], G [i], B [i]).
Rt [i] = R [i] -Wt [i]
Gt [i] = G [i] -Wt [i]
Bt [i] = B [i] -Wt [i]
The RGB transmission amount (Rt [i], Gt [i], Bt [i]) is obtained by the following equation.
また、各画素毎に求まるバックライト値は、図５（ｃ）に示すものとなる。これにより、バックライト値は、画素毎に求まった複数のバックライト値のうちの最大の値、すなわち１００に設定される。 Further, the backlight value obtained for each pixel is as shown in FIG. Thereby, the backlight value is set to the maximum value among the plurality of backlight values obtained for each pixel, that is, 100.
こうして求まったバックライト値１００に対して各画素の透過率（ｒ［ｉ］，ｇ［ｉ］，ｂ［ｉ］，ｗ［ｉ］）が、図５（ｂ）に示す出力信号（Ｒｔ［ｉ］，Ｇｔ［ｉ］，Ｂｔ［ｉ］，Ｗｔ［ｉ］）の値に基づいて求められ、その結果は図５（ｄ）に示すものとなる。そして、最終的な各画素における表示輝度は、図５（ｅ）に示す結果となり、図５（ａ）に示す入力信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）の輝度値と一致していることが確認できる。
The transmissivity (r [i], g [i], b [i], w [i]) of each pixel with respect to the
このように、上述した出力信号生成部１３でのバックライト値およびサブピクセル透過率の算出処理では、Ｗサブピクセルに白成分の光量を分担させることでカラーフィルタによる光の吸収を抑え、バックライト１７における消費電力を削減できるものである。このため、表示画像データにおいては、Ｗサブピクセルへの白成分光量の振り分けが可能であることが、バックライト消費電力の削減効果を得るための必須条件となる。
As described above, in the calculation process of the backlight value and the subpixel transmittance in the output
すなわち、出力信号生成部１３でのバックライト値およびサブピクセル透過率の算出処理は、バックライトに対応する表示領域内の全ての画素でＷサブピクセルへ振り分ける白成分光量が多い（すなわち、彩度が低い）場合には、バックライト消費電力の削減効果が大きくなる。一方で、バックライトに対応する表示領域内にＷサブピクセルへ振り分ける白成分光量が少ない（すなわち、彩度が高い）画素があれば、バックライト消費電力の削減効果は小さく、さらに輝度が高ければ、特許文献１の表示方法に比べてむしろ消費電力が増加することもありうる。
That is, the calculation process of the backlight value and the sub-pixel transmittance in the output
以下に、輝度が同じで彩度が異なる２つの画素についての、バックライト値の設定例を示す。 An example of setting the backlight value for two pixels having the same luminance and different saturation will be shown below.
まず、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１７５，２３９，１１１）の画素Ａ（輝度＝２０７、彩度＝０．５３６）の場合、バックライト値は以下のように算出される。 First, in the case of pixel A (luminance = 207, saturation = 0.536) of (R, G, B) = (175, 239, 111), the backlight value is calculated as follows.
画素Ａにおいて、Ｗサブピクセルへ振り分けられる光量（Ｗ透過量）は、（１１１）である。そして、Ｗサブピクセルへの振り分け光量を差し引いた、Ｒ，Ｇ，Ｂサブピクセルの各光量は、（６４，１２８，０）となる。その結果、画素Ａにおいて設定されるバックライト値は（１２８）となる。 In the pixel A, the amount of light (W transmission amount) distributed to the W sub-pixel is (111). Then, the respective light amounts of the R, G, and B sub-pixels after subtracting the distribution light amount to the W sub-pixel are (64, 128, 0). As a result, the backlight value set in the pixel A is (128).
一方、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１５９，２５５，６３）の画素Ｂ（輝度＝２０７、彩度＝０．７５３）の場合、バックライト値は以下のように算出される。 On the other hand, when the pixel B is (R, G, B) = (159, 255, 63) (luminance = 207, saturation = 0.553), the backlight value is calculated as follows.
画素Ｂにおいて、Ｗサブピクセルへ振り分けられる光量は、（６３）である。そして、Ｗサブピクセルへの振り分け光量を差し引いた、Ｒ，Ｇ，Ｂサブピクセルの各光量は、（９６，１９２，０）となる。その結果、画素Ｂにおいて設定されるバックライト値は（１９２）となる。 In the pixel B, the amount of light distributed to the W sub-pixel is (63). Then, the respective light amounts of the R, G, and B sub-pixels after subtracting the distribution light amount to the W sub-pixel are (96, 192, 0). As a result, the backlight value set in the pixel B is (192).
このように、画素Ａと画素Ｂとを比較すると、両者は輝度が等しいにも関わらず、彩度の高い画素Ｂのほうがバックライト値が大きく設定されており、バックライト消費電力の削減効果が小さいことが分かる。 As described above, when comparing the pixel A and the pixel B, the backlight value of the pixel B having higher saturation is set to be larger although the luminance is the same, and the effect of reducing the backlight power consumption can be obtained. I understand that it is small.
ここで、出力信号生成部１３は、本液晶表示装置に対して最初に入力される原画像データ（すなわち、第１入力ＲＧＢ信号）に対しても、上記処理によってバックライト値およびサブピクセル透過率を算出することはできる。しかしながらこの場合には、上述した理由により、全ての画像に対して消費電力削減効果が得られるとは限らない（尚、実際には、最も表示機会が多いと考えられる通常の中間調表示画面では、消費電力削減の効果が得られる場合が多い）。
Here, the output
このため、本液晶表示装置においては、出力信号生成部１３の前段に信号値クリッピング部１１を配置し、第１入力ＲＧＢ信号に信号値クリッピング処理を施している。これにより、出力信号生成部１３における処理において、バックライト消費電力の低減効果をより確実により大きく得ることができる。
For this reason, in the present liquid crystal display device, the signal
これより、本液晶表示装置における信号処理内容について詳細に説明する。先ずは、信号値クリッピング部１１における信号値クリッピング処理を説明する。
Hereafter, the signal processing contents in the present liquid crystal display device will be described in detail. First, the signal value clipping process in the signal
図６は、信号値クリッピング部１１の要部構成を説明する図である。信号値クリッピング部１１は、第１バックライト上限値算出部２１、γ補正後ＲＧＢ信号最小値算出部２２、信号上限値算出部２３、第１信号値クリッピング後ＲＧＢ信号算出部２５を備えて構成されている。また、図７は、信号値クリッピング部１１の動作を説明するフローチャートである。
FIG. 6 is a diagram for explaining a main configuration of the signal
最初に、第１バックライト上限値算出部２１において、入力ＲＧＢ信号の上限値及び第１バックライト値低減率から、下記の(1)式を用いてバックライト上限値ＭＡＸｗが算出される（Ｓ１１）。(1)式の導出方法については後述する。
First, the first backlight upper limit
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ１ …(1)
ただし、
ＭＡＸ：入力ＲＧＢ信号の上限値
（＝信号値クリッピング処理を行わない場合のバックライト値の上限値）
ＢｌＲａｔｉｏ１：第１バックライト値設定率
（＝１−ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ１）
ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ１：第１バックライト値低減率
（０≦ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ１≦１）
次に、Ｓ１２〜Ｓ１５の処理を、入力ＲＧＢ信号の画素の数だけ繰り返すことにより、全ての画素に対して、第１信号値クリッピング後ＲＧＢ信号が算出される。
MAXw = MAX × BlRatio1 (1)
However,
MAX: Upper limit of input RGB signal
(= Upper limit value of backlight value when signal value clipping processing is not performed)
BlRatio 1: First backlight value setting rate
(= 1-BlLowRatio1)
BlLowRatio1: First backlight value reduction rate
(0 ≦ BlLowRatio1 ≦ 1)
Next, by repeating the processing of S12 to S15 by the number of pixels of the input RGB signal, the RGB signal after the first signal value clipping is calculated for all the pixels.
Ｓ１２では、γ補正後ＲＧＢ信号最小値算出部２２により、入力ＲＧＢ信号、及びγ係数から、下記の(2)式を用いてγ補正後のＲＧＢ信号の最小値ｍｉｎＲＧＢｇが算出される。
In S12, the minimum value minRGBg of the RGB signal after γ correction is calculated from the input RGB signal and the γ coefficient by the RGB signal minimum
ｍｉｎＲＧＢｇ＝ｍｉｎ（Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍｉｎＲＧＢ，γ） …(2)
ただし、
Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］：γ補正後のＲＧＢ信号
ｍｉｎ（Ａ，Ｂ，…）：Ａ，Ｂ，…の最小値
ｍｉｎＲＧＢ：入力ＲＧＢ信号の最小値
（＝ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］））
γ：γ係数（＞０）
ｆｇ（ｘ，ｇ）：γ補正関数（γ補正により、入力ＲＧＢ信号値の大小関係が逆転しないものとし、例えば、ｆｇ（ｘ，ｇ）＝（ｘ／ＭＡＸ）ｇ×ＭＡＸとする）
Ｓ１３では、信号上限値算出部２３により、下記の(3)式を用いて信号上限値ＭＡＸｃが算出される。信号上限値算出部２３は、入力ＲＧＢ信号の上限値、γ係数、バックライト上限値、白色輝度比、及びγ補正後ＲＧＢ信号最小値から、信号上限値ＭＡＸｃを算出する。
minRGBg = min (Rg [i], Gg [i], Bg [i])
= Fg (minRGB, γ) (2)
However,
Rg [i], Gg [i], Bg [i]: RGB signal after γ correction min (A, B,...): Minimum value of A, B,... MinRGB: Minimum value of input RGB signal
(= Min (R [i], G [i], B [i]))
γ: γ coefficient (> 0)
fg (x, g): γ correction function (assuming that γ correction does not reverse the magnitude relation of input RGB signal values, for example, fg (x, g) = (x / MAX) g × MAX)
In S13, the signal upper limit
ＭＡＸｃ＝ｆｇ（ｍｉｎ（ＭＡＸｗ＋ｍｉｎ（ＭＡＸｗ×ＷＲ，ｍｉｎＲＧＢｇ），ＭＡＸ），１／γ） …(3)
ただし、
ＷＲ：白色輝度比（ＲＧＢＷサブピクセルそれぞれの透過率を同じ値にした時のＲＧＢサブピクセルから出力される輝度に対し、Ｗサブピクセルから出力される輝度が何倍明るいかを示す値）
Ｓ１５では、第１信号値クリッピング後ＲＧＢ信号算出部２５により、入力ＲＧＢ信号、及び信号上限値から、下記の(4)〜(6)式を用いて信号値クリッピング後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）が算出される。
MAXc = fg (min (MAXw + min (MAXw × WR, minRGBg), MAX), 1 / γ) (3)
However,
WR: White luminance ratio (value indicating how many times the luminance output from the W sub-pixel is brighter than the luminance output from the RGB sub-pixel when the transmittance of each RGBW sub-pixel is set to the same value)
In S15, the RGB
Ｒｓ［ｉ］＝ｍｉｎ（ＭＡＸｃ，Ｒ［ｉ］） …(4)
Ｇｓ［ｉ］＝ｍｉｎ（ＭＡＸｃ，Ｇ［ｉ］） …(5)
Ｂｓ［ｉ］＝ｍｉｎ（ＭＡＸｃ，Ｂ［ｉ］） …(6)
ここで、各ステップにおける、算出式の導出方法について説明する。まず、バックライト上限値ＭＡＸｗの取り得る値の範囲と上記(1)式とを導出する。
Rs [i] = min (MAXc, R [i]) (4)
Gs [i] = min (MAXc, G [i]) (5)
Bs [i] = min (MAXc, B [i]) (6)
Here, a method for deriving a calculation formula in each step will be described. First, a range of possible values of the backlight upper limit value MAXw and the above equation (1) are derived.
最初に、画像データ（入力ＲＧＢ信号）に対して信号値クリッピングを行わない場合で、かつ、バックライト値が最も大きくなる場合を考える。これは、彩度が１であり（Ｗサブピクセルに光量を分担できない）、かつＲＧＢ値の少なくとも１つがＭＡＸ（入力ＲＧＢ信号の上限値）であるような画素が存在する場合であり、この時のバックライト値はＭＡＸとなる。 First, let us consider a case where signal value clipping is not performed on image data (input RGB signal) and the backlight value is the largest. This is a case where there is a pixel whose saturation is 1 (the amount of light cannot be shared by the W sub-pixel) and at least one of the RGB values is MAX (the upper limit value of the input RGB signal). The backlight value is MAX.
尚、ここでいうＭＡＸは、入力ＲＧＢ信号の上限値を指すが、一意の値ではなく複数の値が考えられる。すなわち、ＭＡＸの下限値は、入力ＲＧＢ信号の全てのＲＧＢ値の最大値（ＭＡＸｉ）となる。これは、ＭＡＸをＭＡＸｉより小さな値にすると、所望のバックライト値にすることを保障できないからである。一方、ＭＡＸの上限値は、入力ＲＧＢ信号の取り得る値の最大値（ＭＡＸｓ）となる。これは、ＭＡＸｓより大きいバックライト値を必要としないからである。 Here, MAX indicates the upper limit value of the input RGB signal, but a plurality of values are conceivable instead of a unique value. That is, the lower limit value of MAX is the maximum value (MAXi) of all RGB values of the input RGB signal. This is because if MAX is set to a value smaller than MAXi, it cannot be ensured that the desired backlight value is obtained. On the other hand, the upper limit value of MAX is the maximum value (MAXs) that the input RGB signal can take. This is because a backlight value larger than MAXs is not required.
入力ＲＧＢ信号のビット幅をＢｗとした場合、ＭＡＸｓは、
ＭＡＸｓ＝２Ｂｗ−１
で表される。例えば、Ｂｗが８の場合、ＭＡＸｓは２８−１＝２５５となる。よって、有効なＭＡＸの範囲は、
ＭＡＸｉ≦ＭＡＸ≦ＭＡＸｓ
で表される。
When the bit width of the input RGB signal is Bw, MAXs is
MAXs = 2 Bw −1
It is represented by For example, when Bw is 8, MAXs is 2 8 −1 = 255. Therefore, the effective range of MAX is
MAXi ≦ MAX ≦ MAXs
It is represented by
基本的にＭＡＸの設定値としては、ＭＡＸｉ≦ＭＡＸ≦ＭＡＸｓを満たせば、どのような値でも良い。ＭＡＸ＝ＭＡＸｉに設定すれば、バックライト値を最も下げることができる。ただし、画像ごとにＭＡＸを計算する必要がある。一方、ＭＡＸ＝ＭＡＸｓに設定すれば、ＭＡＸｉに比べてバックライト上限値（ＭＡＸｗ）が高くなるが、ＭＡＸが画像に依存しない一定値となるため、画像ごとにＭＡＸを計算し直す必要がない。 Basically, any set value of MAX may be used as long as MAXi ≦ MAX ≦ MAXs is satisfied. If MAX = MAXi is set, the backlight value can be lowered most. However, it is necessary to calculate MAX for each image. On the other hand, if MAX = MAXs is set, the backlight upper limit (MAXw) is higher than MAXi, but MAX is a constant value that does not depend on the image, so there is no need to recalculate MAX for each image.
次に、画像データ（入力ＲＧＢ信号）に対して信号値クリッピングを行う場合で、かつ、バックライト値が最も大きくなる場合を考える。この場合、ＲＧＢ値のいかんにかかわらず、最大限のクリッピング、すなわち信号上限値ＭＡＸｃを０にすることで、バックライト値を０にすることができる。すなわち、信号値クリッピングを行う場合のバックライト値の最大値は０となる。 Next, consider a case where signal value clipping is performed on image data (input RGB signal) and the backlight value is maximized. In this case, the backlight value can be set to 0 by setting the maximum clipping, that is, the signal upper limit value MAXc to 0, regardless of the RGB value. That is, the maximum backlight value when signal value clipping is performed is zero.
従って、バックライト上限値ＭＡＸｗの範囲は、０〜ＭＡＸとなり、ＢｌＲａｔｉｏ１の範囲を０〜１としたとき、ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ１の範囲は０〜１となり、バックライト上限値ＭＡＸｗは、(1)式で表すことができる。 Therefore, the range of the backlight upper limit MAXw is 0 to MAX, and when the range of BlRatio1 is 0 to 1, the range of BlLowRatio1 is 0 to 1, and the backlight upper limit MAXw is expressed by the equation (1). Can do.
次に、γ補正後のＲＧＢ信号の最小値算出式は、γ補正によっても入力ＲＧＢ信号値の大小関係が逆転しないので、(2)式のように展開することができる。 Next, the RGB signal minimum value calculation formula after γ correction can be expanded as shown in formula (2) because the magnitude relationship of the input RGB signal values is not reversed even by γ correction.
次に、入力画像の各画素に対し、信号値クリッピング処理を行うかどうかの判定条件を導出する。 Next, a determination condition for determining whether or not to perform signal value clipping processing is derived for each pixel of the input image.
最初に、信号値クリッピング処理を行わない場合の、バックライト値算出までのアルゴリズムは以下のようになる。
１）γ補正（Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］）
Ｒｇ［ｉ］＝ｆｇ（Ｒ［ｉ］，γ） …(29)
Ｇｇ［ｉ］＝ｆｇ（Ｇ［ｉ］，γ） …(30)
Ｂｇ［ｉ］＝ｆｇ（Ｂ［ｉ］，γ） …(31)
２）Ｗ透過量算出（Ｗｔｇ［ｉ］）
Ｗｔｇ［ｉ］＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｇ）
…(32)
３）ＲＧＢ透過量算出（Ｒｔｇ［ｉ］，Ｇｔｇ［ｉ］，Ｂｔｇ［ｉ］）
Ｒｔｇ［ｉ］＝Ｒｇ［ｉ］−Ｗｔｇ［ｉ］ …(33)
Ｇｔｇ［ｉ］＝Ｇｇ［ｉ］−Ｗｔｇ［ｉ］ …(34)
Ｂｔｇ［ｉ］＝Ｂｇ［ｉ］−Ｗｔｇ［ｉ］ …(35)
４）バックライト値算出（Ｗｂｇ）
Ｗｂｇ＝ｍａｘ（Ｒｔｇ［１］，Ｇｔｇ［１］，Ｂｔｇ［１］，Ｗｔｇ［１］／ＷＲ，
．．．
Ｒｔｇ［Ｎｐ］，Ｇｔｇ［Ｎｐ］，Ｂｔｇ［Ｎｐ］，
Ｗｔｇ［Ｎｐ］／ＷＲ） …(36)
尚、(36)式におけるＷＲは白色輝度比であり、ＲＧＢＷサブピクセルそれぞれの透過率を同じ値にした時のＲＧＢサブピクセルから出力される輝度に対し、Ｗサブピクセルから出力される輝度が何倍明るいかを示す値である。
First, the algorithm up to the calculation of the backlight value when the signal value clipping process is not performed is as follows.
1) γ correction (Rg [i], Gg [i], Bg [i])
Rg [i] = fg (R [i], γ) (29)
Gg [i] = fg (G [i], γ) (30)
Bg [i] = fg (B [i], γ) (31)
2) W transmission amount calculation (Wtg [i])
Wtg [i] = min (maxRGBg / (1 + 1 / WR), minRGBg)
… (32)
3) RGB transmission amount calculation (Rtg [i], Gtg [i], Btg [i])
Rtg [i] = Rg [i] −Wtg [i] (33)
Gtg [i] = Gg [i] −Wtg [i] (34)
Btg [i] = Bg [i] −Wtg [i] (35)
4) Backlight value calculation (Wbg)
Wbg = max (Rtg [1], Gtg [1], Btg [1], Wtg [1] / WR,
. . .
Rtg [Np], Gtg [Np], Btg [Np],
Wtg [Np] / WR) (36)
Note that WR in equation (36) is a white luminance ratio, and what is the luminance output from the W sub-pixel with respect to the luminance output from the RGB sub-pixel when the transmittance of each RGBW sub-pixel is the same value? It is a value indicating whether it is twice as bright.
まず、白色輝度比ＷＲを考慮したＷ透過量（Ｗｔｇ［ｉ］／ＷＲ）がＭＡＸｗを超えない条件は、以下のとおりである。 First, the conditions under which the W transmission amount (Wtg [i] / WR) considering the white luminance ratio WR does not exceed MAXw are as follows.
Ｗｔｇ［ｉ］／ＷＲ≦ＭＡＸｗ …(37)
(37)式に(32)式を代入すると、
ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｇ）／ＷＲ≦ＭＡＸｗ
…(38)
となる。
Wtg [i] / WR ≦ MAXw (37)
Substituting (32) into (37),
min (maxRGBg / (1 + 1 / WR), minRGBg) / WR ≦ MAXw
… (38)
It becomes.
次に、各ＲＧＢ透過量がＭＡＸｗを超えない条件は、以下のとおりである。 Next, the conditions under which each RGB transmission amount does not exceed MAXw are as follows.
Ｒｔｇ［ｉ］≦ＭＡＸｗ …(39)
Ｇｔｇ［ｉ］≦ＭＡＸｗ …(40)
Ｂｔｇ［ｉ］≦ＭＡＸｗ …(41)
(32)〜(35)，(39)〜(41)式より、全てのＲＧＢ透過量がＭＡＸｗを超えない条件は、以下のとおりである。
Rtg [i] ≦ MAXw (39)
Gtg [i] ≦ MAXw (40)
Btg [i] ≦ MAXw (41)
From the equations (32) to (35) and (39) to (41), the conditions under which all RGB transmission amounts do not exceed MAXw are as follows.
ｍａｘ（Ｒｔｇ［ｉ］，Ｇｔｇ［ｉ］，Ｂｔｇ［ｉ］）≦ＭＡＸｗ
ｍａｘＲＧＢｇ−Ｗｔｇ［ｉ］≦ＭＡＸｗ
よって、
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｇ）
≦ＭＡＸｗ …(42)
となる。
max (Rtg [i], Gtg [i], Btg [i]) ≦ MAXw
maxRGBg−Wtg [i] ≦ MAXw
Therefore,
maxRGBg-min (maxRGBg / (1 + 1 / WR), minRGBg)
≦ MAXw (42)
It becomes.
ここで、
ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ）≦ｍｉｎＲＧＢｇ …(43)
が満たされるとき、Ｗ透過量がＭＡＸｗを超えない条件は、(38)式より以下の通りである。
｛ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ）｝／ＷＲ≦ＭＡＸｗ
よって、
ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）≦ＭＡＸｗ …(44)
となる。
here,
maxRGBg / (1 + 1 / WR) ≦ minRGBg (43)
When the condition is satisfied, the condition that the W transmission amount does not exceed MAXw is as follows from the equation (38).
{MaxRGBg / (1 + 1 / WR)} / WR ≦ MAXw
Therefore,
maxRGBg / (1 + WR) ≦ MAXw (44)
It becomes.
また、同じく(43)式が満たされるとき、ＲＧＢ透過量がＭＡＸｗを超えない条件は、(42)式より以下の通りである。 Similarly, when the expression (43) is satisfied, the condition that the RGB transmission amount does not exceed MAXw is as follows from the expression (42).
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ）≦ＭＡＸｗ
よって、
ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）≦ＭＡＸｗ
となり、(44)式と同じとなる。
maxRGBg−maxRGBg / (1 + 1 / WR) ≦ MAXw
Therefore,
maxRGBg / (1 + WR) ≦ MAXw
And is the same as equation (44).
よって(43)式を満たすとき、ＲＧＢＷ透過量全てがＭＡＸｗを超えない条件は、(44)式となる。 Therefore, when the expression (43) is satisfied, the condition that the entire RGBW transmission amount does not exceed MAXw is the expression (44).
一方、
ｍｉｎＲＧＢｇ＜ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ） …(45)
が満たされるとき、Ｗ透過量がＭＡＸｗを超えない条件は、(38)式より以下の通りである。
on the other hand,
minRGBg <maxRGBg / (1 + 1 / WR) (45)
When the condition is satisfied, the condition that the W transmission amount does not exceed MAXw is as follows from the equation (38).
ｍｉｎＲＧＢｇ／ＷＲ≦ＭＡＸｗ …(46)
また、同じく(45)式が満たされるとき、ＲＧＢ透過量がＭＡＸｗを超えない条件は、(42)式より以下の通りである。
minRGBg / WR ≦ MAXw (46)
Similarly, when the expression (45) is satisfied, the condition that the RGB transmission amount does not exceed MAXw is as follows from the expression (42).
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ≦ＭＡＸｗ …(47)
よって(45)式を満たすとき、ＲＧＢＷ透過量全てがＭＡＸｗを超えない条件は、(46)式と(47)式とをまとめることで、以下のようになる。
maxRGBg−minRGBg ≦ MAXw (47)
Therefore, when the expression (45) is satisfied, the condition that the entire RGBW transmission amount does not exceed MAXw is as follows by combining the expressions (46) and (47).
ｍａｘ（ｍｉｎＲＧＢｇ／ＷＲ，ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ）≦ＭＡＸｗ
…(48)
ここで(45)式より、
ｍｉｎＲＧＢｇ／ＷＲ
＜ｍａｘＲＧＢｇ／（ＷＲ×（１＋１／ＷＲ））
＝ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）
＝ｍａｘＲＧＢｇ−ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ）
＜ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ
となるので、(48)式は次式のようになる。
max (minRGBg / WR, maxRGBg−minRGBg) ≦ MAXw
… (48)
Here, from Equation (45),
minRGBg / WR
<MaxRGBg / (WR × (1 + 1 / WR))
= MaxRGBg / (1 + WR)
= MaxRGBg-maxRGBg / (1 + 1 / WR)
<MaxRGBg-minRGBg
Therefore, the equation (48) becomes the following equation.
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ≦ＭＡＸｗ
この式は、(47)式と同じである。
maxRGBg-minRGBg ≦ MAXw
This equation is the same as equation (47).
逆に、上記(43)式が満たされるとき、ＲＧＢＷ透過量の少なくとも１つがＭＡＸｗを超える条件は、(44)式より、
ＭＡＸｗ＜ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ） …(49)
となる。
Conversely, when the above equation (43) is satisfied, the condition that at least one of the RGBW transmission amounts exceeds MAXw is from the equation (44):
MAXw <maxRGBg / (1 + WR) (49)
It becomes.
また、上記(45)式が満たされるとき、ＲＧＢＷ透過量の少なくとも１つがＭＡＸｗを超える条件は、(47)式より、
ＭＡＸｗ＜ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ …(50)
となる。
When the above equation (45) is satisfied, the condition that at least one of the RGBW transmission amounts exceeds MAXw is from the equation (47):
MAXw <maxRGBg−minRGBg (50)
It becomes.
上記(43)，(49)，(45)，(50)式を、更に式変形すると以下の通りである。 The above equations (43), (49), (45), and (50) are further modified as follows.
まず、(43)式より、
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）≦ｍｉｎＲＧＢｇ
となる。よって、
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ≦ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ） …(51)
となる。
First, from equation (43)
maxRGBg−maxRGBg / (1 + WR) ≦ minRGBg
It becomes. Therefore,
maxRGBg−minRGBg ≦ maxRGBg / (1 + WR) (51)
It becomes.
(51)式を満たすときは、(49)式は次のように変形できる。 When Expression (51) is satisfied, Expression (49) can be modified as follows.
ＭＡＸｗ
＜ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ），ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ）
…(52)
次に、(45)式より、
ｍｉｎＲＧＢｇ＜ｍａｘＲＧＢｇ−ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）
となる。よって、
ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）＜ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ …(53)
となる。
MAXw
<Max (maxRGBg / (1 + WR), maxRGBg−minRGBg)
… (52)
Next, from equation (45)
minRGBg <maxRGBg−maxRGBg / (1 + WR)
It becomes. Therefore,
maxRGBg / (1 + WR) <maxRGBg−minRGBg (53)
It becomes.
(53)式を満たすときは、(50)式は、同じく(52)式のように変形できる。 When the equation (53) is satisfied, the equation (50) can be similarly transformed into the equation (52).
(51)〜(53)式より、ＲＧＢＷ透過量の少なくとも１つがＭＡＸｗを超える条件は、単に(52)式に簡略化することができる。すなわち、入力ＲＧＢ値が(52)式を満たす場合は、信号値クリッピング処理を行うことで、バックライト値がＭＡＸｗを超えないようにする。 From the equations (51) to (53), the condition that at least one of the RGBW transmission amounts exceeds MAXw can be simply simplified to the equation (52). That is, when the input RGB value satisfies the equation (52), the signal value clipping process is performed so that the backlight value does not exceed MAXw.
次に、信号上限値の算出式である(3)式を導出する。 Next, formula (3), which is a calculation formula for the signal upper limit value, is derived.
入力ＲＧＢ信号の各信号値を、ある値以下にクリップするＲＧＢの変換式は(4)乃至(6)式のとおりであり、実際に信号値クリッピングが行われるためのＭＡＸｃの範囲は、以下のようになる。 The RGB conversion equations for clipping each signal value of the input RGB signal to a certain value or less are as shown in equations (4) to (6). The range of MAXc for actually performing signal value clipping is as follows: It becomes like this.
０≦ＭＡＸｃ＜ｍａｘＲＧＢ …(54)
また、(4)〜(6)式より、
ｍａｘＲＧＢｓ＝ｍｉｎ（ＭＡＸｃ，ｍａｘＲＧＢ）＝ＭＡＸｃ …(55)
ｍｉｎＲＧＢｓ＝ｍｉｎ（ＭＡＸｃ，ｍｉｎＲＧＢ） …(56)
となる。
0 ≦ MAXc <maxRGB (54)
Also, from equations (4)-(6)
maxRGBs = min (MAXc, maxRGB) = MAXc (55)
minRGBs = min (MAXc, minRGB) (56)
It becomes.
入力ＲＧＢ値が(52)式を満たす場合、信号値クリッピング処理により以下の(57)式を満たせば、バックライト値は必ずＭＡＸｗ以下になる。 When the input RGB value satisfies the equation (52), the backlight value is always MAXw or less if the following equation (57) is satisfied by the signal value clipping process.
ＭＡＸｗ
＝ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋ＷＲ），ｍａｘＲＧＢｓｇ−ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
…(57)
そこで、(57)式を満たすＭＡＸｃを導出する。
MAXw
= Max (maxRGBsg / (1 + WR), maxRGBsg-minRGBsg)
… (57)
Therefore, MAXc satisfying equation (57) is derived.
(55)〜(56)式を、(57)式に代入すると以下の通りである。 Substituting Equations (55) to (56) into Equation (57) is as follows.
ＭＡＸｗ＝ｍａｘ（ＭＡＸｃｇ／（１＋ＷＲ），
ＭＡＸｃｇ−ｆｇ（ｍｉｎ（ＭＡＸｃ，ｍｉｎＲＧＢ），γ））
＝ｍａｘ（ＭＡＸｃｇ／（１＋ＷＲ），
ＭＡＸｃｇ−ｍｉｎ（ＭＡＸｃｇ，ｍｉｎＲＧＢｇ））
ただし、ＭＡＸｃｇ＝ｆｇ（ＭＡＸｃ，γ）である。
MAXw = max (MAXcg / (1 + WR),
MAXcg-fg (min (MAXc, minRGB), γ))
= Max (MAXcg / (1 + WR),
MAXcg-min (MAXcg, minRGBg))
However, MAXcg = fg (MAXc, γ).
ここで、
ＭＡＸｃｇ≦ｍｉｎＲＧＢｇ …(58)
が満たされる場合は、
ＭＡＸｗ＝ｍａｘ（ＭＡＸｃｇ／（１＋ＷＲ），ＭＡＸｃｇ−ＭＡＸｃｇ）
＝ｍａｘ（ＭＡＸｃｇ／（１＋ＷＲ），０）
＝ＭＡＸｃｇ／（１＋ＷＲ）
となる。よって、
ＭＡＸｃ＝ｆｇ（ＭＡＸｗ×（１＋ＷＲ），１／γ） …(59)
となる。
here,
MAXcg ≦ minRGBg (58)
Is satisfied,
MAXw = max (MAXcg / (1 + WR), MAXcg−MAXcg)
= Max (MAXcg / (1 + WR), 0)
= MAXcg / (1 + WR)
It becomes. Therefore,
MAXc = fg (MAXw × (1 + WR), 1 / γ) (59)
It becomes.
(59)式を、(58)式に代入する（(58)式からＭＡＸｃを消去する）と以下のようになる。 When the formula (59) is substituted into the formula (58) (MAXc is deleted from the formula (58)), the result is as follows.
ＭＡＸｗ×（１＋ＷＲ）≦ｍｉｎＲＧＢｇ …(60)
すなわち、(60)式を満たす場合は、ＭＡＸｃは(59)式となる。
MAXw × (1 + WR) ≦ minRGBg (60)
That is, when the expression (60) is satisfied, MAXc becomes the expression (59).
また、
ｍｉｎＲＧＢｇ＜ＭＡＸｃｇ …(61)
が満たされる場合は、
ＭＡＸｗ＝ｍａｘ（ＭＡＸｃｇ／（１＋ＷＲ），ＭＡＸｃｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ）
＝ｍａｘ（ＭＡＸｃｇ−ＭＡＸｃｇ／（１＋１／ＷＲ），
ＭＡＸｃｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ）
＝ＭＡＸｃｇ＋ｍａｘ（−ＭＡＸｃｇ／（１＋１／ＷＲ），−ｍｉｎＲＧＢｇ）
＝ＭＡＸｃｇ−ｍｉｎ（ＭＡＸｃｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｇ）
となる。
Also,
minRGBg <MAXcg (61)
Is satisfied,
MAXw = max (MAXcg / (1 + WR), MAXcg-minRGBg)
= Max (MAXcg-MAXcg / (1 + 1 / WR),
MAXcg-minRGBg)
= MAXcg + max (-MAXcg / (1 + 1 / WR), -minRGBg)
= MAXcg-min (MAXcg / (1 + 1 / WR), minRGBg)
It becomes.
上記(61)式が満たされ、かつ、
ＭＡＸｃｇ／（１＋１／ＷＲ）≦ｍｉｎＲＧＢｇ …(62)
の場合は、
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸｃｇ−ＭＡＸｃｇ／（１＋１／ＷＲ）
＝ＭＡＸｃｇ／（１＋ＷＲ）
となる。よって、
ＭＡＸｃ＝ｆｇ（ＭＡＸｗ×（１＋ＷＲ），１／γ）
となり、この式は(59)式と同じになる。
The above equation (61) is satisfied, and
MAXcg / (1 + 1 / WR) ≦ minRGBg (62)
In the case of,
MAXw = MAXcg-MAXcg / (1 + 1 / WR)
= MAXcg / (1 + WR)
It becomes. Therefore,
MAXc = fg (MAXw × (1 + WR), 1 / γ)
This equation is the same as equation (59).
(59)式を、(61)〜(62)式に代入する（(61)〜(62)式からＭＡＸｃを消去）と以下の通りとなる。 Substituting Equation (59) into Equations (61) to (62) (erasing MAXc from Equations (61) to (62)) results in the following.
ＭＡＸｗ×（１＋ＷＲ）／（１＋１／ＷＲ）
≦ｍｉｎＲＧＢｇ
＜ＭＡＸｗ×（１＋ＷＲ）
よって、
ＭＡＸｗ×ＷＲ≦ｍｉｎＲＧＢｇ＜ＭＡＸｗ×（１＋ＷＲ） …(63)
となる。すなわち、(63)式を満たす場合は、ＭＡＸｃは(59)式となる。
MAXw × (1 + WR) / (1 + 1 / WR)
≦ minRGBg
<MAXw × (1 + WR)
Therefore,
MAXw × WR ≦ minRGBg <MAXw × (1 + WR) (63)
It becomes. That is, when the expression (63) is satisfied, MAXc becomes the expression (59).
また、上記(61)式が満たされ、かつ、
ｍｉｎＲＧＢｇ＜ＭＡＸｃｇ／（１＋１／ＷＲ） …(64)
の場合は、
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸｃｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ
ＭＡＸｃｇ＝ＭＡＸｗ＋ｍｉｎＲＧＢｇ
となる。よって、
ＭＡＸｃ＝ｆｇ（ＭＡＸｗ＋ｍｉｎＲＧＢｇ，１／γ） …(65)
となる。
Further, the above equation (61) is satisfied, and
minRGBg <MAXcg / (1 + 1 / WR) (64)
In the case of,
MAXw = MAXcg-minRGBg
MAXcg = MAXw + minRGBg
It becomes. Therefore,
MAXc = fg (MAXw + minRGBg, 1 / γ) (65)
It becomes.
(64)式が満たされるときは、(61)式も必ず満たされる。よって、(65)式を、(64)式に代入する（(64)式からＭＡＸｃを消去）以下の通りとなる。 When equation (64) is satisfied, equation (61) is also satisfied. Therefore, substituting the expression (65) into the expression (64) (erasing MAXc from the expression (64)) is as follows.
ｍｉｎＲＧＢｇ＜（ＭＡＸｗ＋ｍｉｎＲＧＢｇ）／（１＋１／ＷＲ）
ｍｉｎＲＧＢｇ×（１＋１／ＷＲ）＜ＭＡＸｗ＋ｍｉｎＲＧＢｇ
ｍｉｎＲＧＢｇ×（ＷＲ＋１）＜（ＭＡＸｗ＋ｍｉｎＲＧＢｇ）×ＷＲ
よって、
ｍｉｎＲＧＢｇ＜ＭＡＸｗ×ＷＲ …(66)
となる。すなわち、(66)式を満たす場合は、ＭＡＸｃは(65)式となる。
minRGBg <(MAXw + minRGBg) / (1 + 1 / WR)
minRGBg × (1 + 1 / WR) <MAXw + minRGBg
minRGBg × (WR + 1) <(MAXw + minRGBg) × WR
Therefore,
minRGBg <MAXw × WR (66)
It becomes. That is, when the expression (66) is satisfied, MAXc becomes the expression (65).
(58)式が満たされる場合と(61)式が満たされる場合とをまとめると、以下の通りである。先ず、(60)式が満たされる場合のＭＡＸｃは(59)式となる。(63)式が満たされる場合のＭＡＸｃは(59)式となる。そして、(66)式が満たされる場合のＭＡＸｃは(65)式となる。 The case where the equation (58) is satisfied and the case where the equation (61) is satisfied are summarized as follows. First, MAXc when Expression (60) is satisfied is Expression (59). MAXc when Expression (63) is satisfied is Expression (59). Then, MAXc when Expression (66) is satisfied is Expression (65).
上記の結果をさらにまとめると、以下の通りである。すなわち、
ＭＡＸｗ×ＷＲ≦ｍｉｎＲＧＢｇ …(67)
の場合のＭＡＸｃは、
ＭＡＸｃ＝ｆｇ（ＭＡＸｗ×（１＋ＷＲ），１／γ）
＝ｆｇ（（ＭＡＸｗ＋ＭＡＸｗ×ＷＲ），１／γ）
となる（すなわち、(59)式となる）。
The above results are further summarized as follows. That is,
MAXw × WR ≦ minRGBg (67)
MAXc in the case of
MAXc = fg (MAXw × (1 + WR), 1 / γ)
= Fg ((MAXw + MAXw × WR), 1 / γ)
(That is, the equation (59) is obtained).
次に、
ｍｉｎＲＧＢｇ＜ＭＡＸｗ×ＷＲ …(66)
の場合のＭＡＸｃは、
ＭＡＸｃ＝ｆｇ（（ＭＡＸｗ＋ｍｉｎＲＧＢｇ），１／γ）
となる（すなわち、(65)式となる）。
next,
minRGBg <MAXw × WR (66)
MAXc in the case of
MAXc = fg ((MAXw + minRGBg), 1 / γ)
(That is, (65)).
上記の結果をさらにまとめると、ＭＡＸｃは無条件で下記の(68)式となる。 When the above results are further summarized, MAXc is unconditionally expressed by the following equation (68).
ＭＡＸｃ＝ｆｇ（ＭＡＸｗ＋ｍｉｎ（ＭＡＸｗ×ＷＲ，ｍｉｎＲＧＢｇ），１／γ）
…(68)
ここで(68)式が(54)式を満たすかどうかを検証するが、(68)式は負になることはないので、ＭＡＸｃ＜ｍａｘＲＧＢとなるかどうかを検証する。まず、ＭＡＸｗが次式を満たすときを考える。
MAXc = fg (MAXw + min (MAXw × WR, minRGBg), 1 / γ)
… (68)
Here, it is verified whether the expression (68) satisfies the expression (54), but since the expression (68) never becomes negative, it is verified whether MAXc <maxRGB. First, consider when MAXw satisfies the following equation.
ＭＡＸｗ＝ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ），
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ） …(69)
上記(69)式が満たされ、かつ、
ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）≦ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ …(70)
の場合は、(69)式より、
ＭＡＸｗ＝ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ …(71)
となる。(71)式を、(68)式に代入すると以下の通りとなる。
MAXw = max (maxRGBg / (1 + WR),
maxRGBg-minRGBg) (69)
The above equation (69) is satisfied, and
maxRGBg / (1 + WR) ≦ maxRGBg−minRGBg (70)
In the case of
MAXw = maxRGBg−minRGBg (71)
It becomes. Substituting equation (71) into equation (68) yields the following.
ＭＡＸｃｇ
＝ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ
＋ｍｉｎ（（ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ）×ＷＲ，ｍｉｎＲＧＢｇ）
ここで、(70)式より、
ｍａｘＲＧＢｇ≦（ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ）×（１＋ＷＲ）
ｍａｘＲＧＢｇ≦ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ
＋（ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ）×ＷＲ
となり、
ｍｉｎＲＧＢｇ≦（ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ）×ＷＲ
となるため、
ＭＡＸｃｇ＝ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ＋ｍｉｎＲＧＢｇ
ＭＡＸｃｇ＝ｍａｘＲＧＢｇ
となる。よって、
ＭＡＸｃ＝ｍａｘＲＧＢ …(72)
となる。
MAXcg
= MaxRGBg-minRGBg
+ Min ((maxRGBg−minRGBg) × WR, minRGBg)
Here, from equation (70),
maxRGBg ≦ (maxRGBg−minRGBg) × (1 + WR)
maxRGBg ≦ maxRGBg−minRGBg
+ (MaxRGBg−minRGBg) × WR
And
minRGBg ≦ (maxRGBg−minRGBg) × WR
So that
MAXcg = maxRGBg−minRGBg + minRGBg
MAXcg = maxRGBg
It becomes. Therefore,
MAXc = maxRGB (72)
It becomes.
次に、上記(69)式が満たされ、かつ、
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ＜ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ） …(73)
の場合は、(69)式より、
ＭＡＸｗ＝ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ） …(74)
となる。(74)式を、(68)式に代入すると以下の通りとなる。
Next, the above equation (69) is satisfied, and
maxRGBg-minRGBg <maxRGBg / (1 + WR) (73)
In the case of
MAXw = maxRGBg / (1 + WR) (74)
It becomes. Substituting equation (74) into equation (68) yields the following.
ＭＡＸｃｇ
＝ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）
＋ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｇ×ＷＲ／（１＋ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｇ）
ここで、(73)式より、
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）＜ｍｉｎＲＧＢｇ
となり、
ｍａｘＲＧＢｇ×ＷＲ／（１＋ＷＲ）＜ｍｉｎＲＧＢｇ
となるため、
ＭＡＸｃｇ＝ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）＋ｍａｘＲＧＢｇ×ＷＲ／（１＋ＷＲ）
ＭＡＸｃｇ＝ｍａｘＲＧＢｇ
となる。よって、
ＭＡＸｃ＝ｍａｘＲＧＢ
となり、72)式と同じとなる。
MAXcg
= MaxRGBg / (1 + WR)
+ Min (maxRGBg × WR / (1 + WR), minRGBg)
Here, from equation (73)
maxRGBg−maxRGBg / (1 + WR) <minRGBg
And
maxRGBg × WR / (1 + WR) <minRGBg
So that
MAXcg = maxRGBg / (1 + WR) + maxRGBg × WR / (1 + WR)
MAXcg = maxRGBg
It becomes. Therefore,
MAXc = maxRGB
And is the same as equation 72).
したがって、ＭＡＸｗが(69)式を満たすとき、ＭＡＸｃ＝ｍａｘＲＧＢ（(72)式）となる。 Therefore, when MAXw satisfies Expression (69), MAXc = maxRGB (Expression (72)).
上記結果より、ＭＡＸｗが(52)式を満たすとき、すなわち(69)式の場合よりもＭＡＸｗが小さければ、ＭＡＸｃも(68)式の場合よりも小さくなるため、ＭＡＸｃ＜ｍａｘＲＧＢとなり、(74)式を満たす（信号値クリッピングされる）。 From the above results, when MAXw satisfies the equation (52), that is, if MAXw is smaller than the case of the equation (69), MAXc is also smaller than the case of the equation (68), so MAXc <maxRGB, and (74) The expression is satisfied (signal value is clipped).
逆に、ＭＡＸｗが下記の(75)式を満たすとき、すなわち(69)式の場合よりもＭＡＸｗが大きければ、ＭＡＸｃも(68)式の場合よりも大きくなるため、ｍａｘＲＧＢ＜ＭＡＸｃとなる。 On the contrary, when MAXw satisfies the following expression (75), that is, when MAXw is larger than the case of expression (69), MAXc becomes larger than the case of expression (68), and therefore maxRGB <MAXc.
ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ），ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ）
＜ＭＡＸｗ …(75)
以上をまとめると、信号上限値ＭＡＸｃの算出アルゴリズムは、以下のようになる。
(A) ＭＡＸｗ＜ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ），
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ） …(52)
の場合
ＭＡＸｃ＝ｆｇ（ＭＡＸｗ＋ｍｉｎ（ＭＡＸｗ×ＷＲ，ｍｉｎＲＧＢｇ），１／γ）
…(68)
(B) 上記以外の場合
(4)乃至(6)式で、信号値クリッピング前後のＲＧＢ値を同じにするため、ＭＡＸｃをｍａｘＲＧＢ以上の値、例えば次式のように設定する。
max (maxRGBg / (1 + WR), maxRGBg-minRGBg)
<MAXw (75)
In summary, the algorithm for calculating the signal upper limit value MAXc is as follows.
(A) MAXw <max (maxRGBg / (1 + WR),
maxRGBg-minRGBg) (52)
In the case of MAXc = fg (MAXw + min (MAXw × WR, minRGBg), 1 / γ)
… (68)
(B) Other than above
In the equations (4) to (6), in order to make the RGB values before and after the signal value clipping the same, MAXc is set to a value equal to or greater than maxRGB, for example, the following equation.
ＭＡＸｃ＝ｍａｘＲＧＢ
ここで、(52)式を満たさない場合、すなわち、(69)及び(75)式を満たすとき、(68)式で得られるＭＡＸｃは、ｍａｘＲＧＢ以上の値になるため、(52)式を満たすかどうかの場合分けをする必要がない。
MAXc = maxRGB
Here, when Expression (52) is not satisfied, that is, when Expressions (69) and (75) are satisfied, MAXc obtained by Expression (68) is greater than or equal to maxRGB, and therefore satisfies Expression (52). There is no need to divide whether or not.
よって、信号上限値の算出式は、単に(68)式となるが、ＭＡＸｗ＋ｍｉｎ（ＭＡＸｗ×ＷＲ，ｍｉｎＲＧＢｇ）の逆γ補正時に、信号上限値であるＭＡＸを超えないように、(3)式のようにリミッタをかけている。 Therefore, the calculation formula for the signal upper limit value is simply the formula (68), but in the inverse γ correction of MAXw + min (MAXw × WR, minRGBg), the formula (3) is set so as not to exceed the signal upper limit value MAX. The limiter is applied.
本発明における信号値クリッピング処理により、色彩の鮮やかさや明るさの点で、入力画像の画質が変化するが、一般的な画像では、高輝度・高彩度の部分は、それほど多くなく、彩度あるいは輝度が低下する部分は、画像の一部に限られる場合が多い。 The signal value clipping process in the present invention changes the image quality of the input image in terms of color vividness and brightness, but in general images, there are not so many high-brightness and high-saturation parts, and saturation or brightness. In many cases, the portion where the decrease is limited to a part of the image.
上記説明の処理により、入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）は、信号値クリッピング部１１によって信号値クリッピング後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）に変換される。この信号値クリッピング後ＲＧＢ信号は、続いてγ補正部１２においてγ補正処理され、γ補正後ＲＧＢ信号（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）に変換される。
By the processing described above, the input RGB signals (R [i], G [i], B [i]) are converted into RGB signals (Rs [i], Gs [i], Bs [i]). The RGB signal after clipping of the signal value is subsequently subjected to γ correction processing in the
続いて、出力信号生成部１３の構成を図８を参照して説明する。出力信号生成部１３は、Ｗ透過量算出部４１、ＲＧＢ透過量算出部４２、バックライト値算出部４３、透過率算出部４４を備えて構成されている。また、図９は、出力信号生成部１３の動作を説明するためのフローチャートである。
Next, the configuration of the output
Ｗ透過量算出部４１は、γ補正後ＲＧＢ信号及び白色輝度比から、下記(19)式を用いて注目画素におけるＷ透過量Ｗｔｓｇ［ｉ］を算出する（Ｓ４１）。
The W transmission
Ｗｔｓｇ［ｉ］＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
…(19)
ただし、
ｍａｘＲＧＢｓｇ＝ｍａｘ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
ｍｉｎＲＧＢｓｇ＝ｍｉｎ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
次に、ＲＧＢ透過量算出部４２は、γ補正後ＲＧＢ信号、及びＷ透過量算出部４１から出力されたＷ透過量から、下記(20)乃至(22)式を用いて注目画素におけるＲＧＢ透過量（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］）を算出する（Ｓ４２）。
Wtsg [i] = min (maxRGBsg / (1 + 1 / WR), minRGBsg)
… (19)
However,
maxRGBsg = max (Rsg [i], Gsg [i], Bsg [i])
minRGBsg = min (Rsg [i], Gsg [i], Bsg [i])
Next, the RGB transmission
Ｒｔｓｇ［ｉ］＝Ｒｓｇ［ｉ］−Ｗｔｓｇ［ｉ］ …(20)
Ｇｔｓｇ［ｉ］＝Ｇｓｇ［ｉ］−Ｗｔｓｇ［ｉ］ …(21)
Ｂｔｓｇ［ｉ］＝Ｂｓｇ［ｉ］−Ｗｔｓｇ［ｉ］ …(22)
Ｓ４１〜Ｓ４２の処理は入力ＲＧＢ信号の画素の数だけ繰り返され、全ての画素に対してＲＧＢＷ透過量（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］，Ｗｔｓｇ［ｉ］）が算出される。
Rtsg [i] = Rsg [i] −Wtsg [i] (20)
Gtsg [i] = Gsg [i] −Wtsg [i] (21)
Btsg [i] = Bsg [i] −Wtsg [i] (22)
The processing of S41 to S42 is repeated for the number of pixels of the input RGB signal, and RGBW transmission amounts (Rtsg [i], Gtsg [i], Btsg [i], Wtsg [i]) are calculated for all the pixels. The
バックライト値算出部４３は、白色輝度比、全画素のＲＧＢＷ透過量から、下記(23)式を用いてバックライト値Ｗｂｓｇを算出する（Ｓ４３）。
The backlight
Ｗｂｓｇ
＝ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［１］，Ｇｔｓｇ［１］，Ｂｔｓｇ［１］，
Ｗｔｓｇ［１］／ＷＲ，
．．．
Ｒｔｓｇ［Ｎｐ］，Ｇｔｓｇ［Ｎｐ］，Ｂｔｓｇ［Ｎｐ］，
Ｗｔｓｇ［Ｎｐ］／ＷＲ） …(23)
透過率算出部４４は、白色輝度比、ＲＧＢＷ透過量、及びバックライト値から、(24)乃至(28)式を用いて注目画素のＲＧＢＷ透過率（ｒｓｇ［ｉ］，ｇｓｇ［ｉ］，ｂｓｇ［ｉ］，ｗｓｇ［ｉ］）を算出する（Ｓ４４）。Ｓ４４の処理は入力ＲＧＢ信号の画素の数だけ繰り返され、各サブピクセルの透過率が算出される。
Wbsg
= Max (Rtsg [1], Gtsg [1], Btsg [1],
Wtsg [1] / WR,
. . .
Rtsg [Np], Gtsg [Np], Btsg [Np],
Wtsg [Np] / WR) (23)
The
ｒｓｇ［ｉ］＝Ｒｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ …(24)
ｇｓｇ［ｉ］＝Ｇｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ …(25)
ｂｓｇ［ｉ］＝Ｂｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ …(26)
ｗｓｇ［ｉ］＝（Ｗｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ）／ＷＲ …(27)
ただし、Ｗｂｓｇ＝０のとき、
ｒｓｇ［ｉ］＝ｇｓｇ［ｉ］＝ｂｓｇ［ｉ］＝ｗｓｇ［ｉ］＝０ …(28)
尚、バックライト値Ｗｂｓｇの算出に使用される(23)式は、次式のように簡略化することも可能である。
rsg [i] = Rtsg [i] / Wbsg (24)
gsg [i] = Gtsg [i] / Wbsg (25)
bsg [i] = Btsg [i] / Wbsg (26)
wsg [i] = (Wtsg [i] / Wbsg) / WR (27)
However, when Wbsg = 0,
rsg [i] = gsg [i] = bsg [i] = wsg [i] = 0 (28)
The equation (23) used for calculating the backlight value Wbsg can be simplified as the following equation.
Ｗｂｓｇ＝ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［１］，Ｇｔｓｇ［１］，Ｂｔｓｇ［１］，
．．．
Ｒｔｓｇ［Ｎｐ］，Ｇｔｓｇ［Ｎｐ］，Ｂｔｓｇ［Ｎｐ］）
これは、Ｗ透過量（Ｗｔｓｇ［ｉ］／ＷＲ）は、常にＲＧＢ透過量（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］）の最大値以下になるからである。以下に、その証明を行う。
Wbsg = max (Rtsg [1], Gtsg [1], Btsg [1],
. . .
Rtsg [Np], Gtsg [Np], Btsg [Np])
This is because the W transmission amount (Wtsg [i] / WR) is always equal to or less than the maximum value of the RGB transmission amounts (Rtsg [i], Gtsg [i], Btsg [i]). The proof is given below.
ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］）−Ｗｔｓｇ［ｉ］／ＷＲ
＝ｍａｘＲＧＢｓｇ−Ｗｔｓｇ［ｉ］−Ｗｔｓｇ［ｉ］／ＷＲ
＝ｍａｘＲＧＢｓｇ−（１＋１／ＷＲ）×Ｗｔｓｇ［ｉ］
＝ｍａｘＲＧＢｓｇ−（１＋１／ＷＲ）×ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
＝ｍａｘＲＧＢｓｇ−ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｇ，（１＋１／ＷＲ）×ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
ここで、
ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｇ，（１＋１／ＷＲ）×ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
≦ｍａｘＲＧＢｓｇより、
０≦ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］）
−Ｗｔｓｇ［ｉ］／ＷＲ
よって、Ｗｔｓｇ［ｉ］／ＷＲ≦ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］）となる。
max (Rtsg [i], Gtsg [i], Btsg [i]) − Wtsg [i] / WR
= MaxRGBsg-Wtsg [i] -Wtsg [i] / WR
= MaxRGBsg- (1 + 1 / WR) * Wtsg [i]
= MaxRGBsg− (1 + 1 / WR) × min (maxRGBsg / (1 + 1 / WR), minRGBsg)
= MaxRGBsg-min (maxRGBsg, (1 + 1 / WR) * minRGBsg)
here,
min (maxRGBsg, (1 + 1 / WR) × minRGBsg)
From ≦ maxRGBsg,
0 ≦ max (Rtsg [i], Gtsg [i], Btsg [i])
-Wtsg [i] / WR
Therefore, Wtsg [i] / WR ≦ max (Rtsg [i], Gtsg [i], Btsg [i]).
このように、本実施の形態１に係る液晶表示装置では、出力信号生成部１３においてバックライト値およびＲＧＢＷ透過率を算出する前に、原入力である入力ＲＧＢ信号に対して信号値クリッピング処理を行うことで、バックライト値を確実に低減させることができる。
As described above, in the liquid crystal display device according to the first embodiment, the signal value clipping process is performed on the input RGB signal as the original input before the output
例えば、本実施の形態１における信号値クリッピング処理を、入力画像の画素値（Ｒ［１］，Ｇ［１］，Ｂ［１］）＝（１５９，２５５，６３）に適用した場合を考える（第１の算出例）。尚、ＭＡＸ＝２５５，γ＝２，ＷＲ＝１．２５とする。 For example, consider the case where the signal value clipping process in the first embodiment is applied to the pixel value (R [1], G [1], B [1]) = (159, 255, 63) of the input image ( First calculation example). Note that MAX = 255, γ = 2, and WR = 1.25.
まず、信号値クリッピング処理を行わない場合のバックライト値は以下のように算出される。上記画素の入力ＲＧＢ信号にγ補正を施すことで、γ補正後ＲＧＢ信号は以下のようになる。 First, the backlight value when the signal value clipping process is not performed is calculated as follows. By applying γ correction to the input RGB signal of the pixel, the RGB signal after γ correction is as follows.
Ｒｇ［１］＝（Ｒ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（１５９／２５５）２×２５５
＝９９
Ｇｇ［１］＝（Ｇ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（２５５／２５５）２×２５５
＝２５５
Ｂｇ［１］＝（Ｂ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（６３／２５５）２×２５５
＝１６
これより、Ｗ透過量Ｗｔｇ［１］を算出すると以下のようになる。
Rg [1] = (R [1] / MAX) γ × MAX = (159/255) 2 × 255
= 99
Gg [1] = (G [1] / MAX) γ × MAX = (255/255) 2 × 255
= 255
Bg [1] = (B [1] / MAX) γ × MAX = (63/255) 2 × 255
= 16
From this, the W transmission amount Wtg [1] is calculated as follows.
Ｗｔｇ［１］＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｇ）
＝ｍｉｎ（２５５／（１＋１／１．２５），１６）
＝ｍｉｎ（１４２，１６）＝１６
これより、ＲＧＢ透過量（Ｒｔｇ［１］，Ｇｔｇ［１］，Ｂｔｇ［１］）を算出すると以下のようになる。
Wtg [1] = min (maxRGBg / (1 + 1 / WR), minRGBg)
= Min (255 / (1 + 1 / 1.25), 16)
= Min (142,16) = 16
From this, the RGB transmission amount (Rtg [1], Gtg [1], Btg [1]) is calculated as follows.
Ｒｔｇ［１］＝Ｒｇ［１］−Ｗｔｇ［１］＝９９−１６＝８３
Ｇｔｇ［１］＝Ｇｇ［１］−Ｗｔｇ［１］＝２５５−１６＝２３９
Ｂｔｇ［１］＝Ｂｇ［１］−Ｗｔｇ［１］＝１６−１６＝０
これより、バックライト値Ｗｂｇを算出すると以下のようになる。
Rtg [1] = Rg [1] −Wtg [1] = 99−16 = 83
Gtg [1] = Gg [1] -Wtg [1] = 255-16 = 239
Btg [1] = Bg [1] -Wtg [1] = 16-16 = 0
From this, the backlight value Wbg is calculated as follows.
Ｗｂｇ
＝ｍａｘ（Ｒｔｇ［１］，Ｇｔｇ［１］，Ｂｔｇ［１］，Ｗｔｇ［１］／ＷＲ）
＝ｍａｘ（８３，２３９，０，１６／１．２５）
＝ｍａｘ（８３，２３９，０，１３）＝２３９
よって、信号値クリッピング処理を行わない場合のバックライト値は２３９となる。
Wbg
= Max (Rtg [1], Gtg [1], Btg [1], Wtg [1] / WR)
= Max (83,239,0,16 / 1.25)
= Max (83,239,0,13) = 239
Therefore, the backlight value when the signal value clipping process is not performed is 239.
一方、信号値クリッピング処理を行った場合のバックライト値は以下のように算出される。尚、以下の説明では、ＭＡＸ＝２５５，γ＝２，ＷＲ＝１．２５，ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ１＝０．５で信号値クリッピング処理を行った場合を例示する。 On the other hand, the backlight value when the signal value clipping process is performed is calculated as follows. In the following description, a case where signal value clipping processing is performed with MAX = 255, γ = 2, WR = 1.25, and BlLowRatio1 = 0.5 is exemplified.
まず、バックライト上限値ＭＡＸｗを算出すると以下のようになる。 First, the backlight upper limit MAXw is calculated as follows.
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ１＝２５５×（１−０．５）＝１２８
次に、γ補正後のＲＧＢ信号の最小値ｍｉｎＲＧＢｇを算出すると以下のようになる。
MAXw = MAX × BlRatio1 = 255 × (1-0.5) = 128
Next, the minimum value minRGBg of the RGB signal after γ correction is calculated as follows.
ｍｉｎＲＧＢｇ＝（ｍｉｎＲＧＢ／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（６３／２５５）２×２５５＝１６
これより、信号上限値ＭＡＸｃを算出すると以下のようになる。
minRGBg = (minRGB / MAX) γ × MAX
= (63/255) 2 × 255 = 16
Accordingly, the signal upper limit value MAXc is calculated as follows.
ＭＡＸｃ
＝ｆｇ（ｍｉｎ（ＭＡＸｗ＋ｍｉｎ（ＭＡＸｗ×ＷＲ，ｍｉｎＲＧＢｇ），ＭＡＸ），
１／γ）
＝ｆｇ（ｍｉｎ（１２８＋ｍｉｎ（１２８×１．２５，１６），２５５），１／２）
＝ｆｇ（１４４，１／２）＝（１４４／２５５）１／２×２５５＝１９２
これより、信号値クリッピング後入力ＲＧＢ信号を算出すると以下のようになる。
MAXc
= Fg (min (MAXw + min (MAXw × WR, minRGBg), MAX),
1 / γ)
= Fg (min (128 + min (128 × 1.25, 16), 255), 1/2)
= Fg (144,1 / 2) = (144/255) 1/2 * 255 = 192
Thus, the input RGB signal after signal value clipping is calculated as follows.
Ｒｓ［１］＝ｍｉｎ（ＭＡＸｃ，Ｒ［１］）＝ｍｉｎ（１９２，１５９）＝１５９
Ｇｓ［１］＝ｍｉｎ（ＭＡＸｃ，Ｇ［１］）＝ｍｉｎ（１９２，２５５）＝１９２
Ｂｓ［１］＝ｍｉｎ（ＭＡＸｃ，Ｂ［１］）＝ｍｉｎ（１９２，６３）＝６３
この信号値クリッピング後入力ＲＧＢ信号にγ補正を施すことで、γ補正後ＲＧＢ信号は以下のようになる。
Rs [1] = min (MAXc, R [1]) = min (192,159) = 159
Gs [1] = min (MAXc, G [1]) = min (192, 255) = 192
Bs [1] = min (MAXc, B [1]) = min (192, 63) = 63
By applying γ correction to the input RGB signal after the signal value clipping, the RGB signal after γ correction becomes as follows.
Ｒｓｇ［１］＝（Ｒｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（１５９／２５５）２×２５５
＝９９
Ｇｓｇ［１］＝（Ｇｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（１９２／２５５）２×２５５
＝１４４
Ｂｓｇ［１］＝（Ｂｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（６３／２５５）２×２５５
＝１６
これより、Ｗ透過量Ｗｔｓｇ［１］を算出すると以下のようになる。
Rsg [1] = (Rs [1] / MAX) γ × MAX = (159/255) 2 × 255
= 99
Gsg [1] = (Gs [1] / MAX) γ × MAX = (192/255) 2 × 255
= 144
Bsg [1] = (Bs [1] / MAX) γ × MAX = (63/255) 2 × 255
= 16
From this, the W transmission amount Wtsg [1] is calculated as follows.
Ｗｔｓｇ［１］
＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
＝ｍｉｎ（１４４／（１＋１／１．２５），１６）
＝ｍｉｎ（８０，１６）＝１６
これより、ＲＧＢ透過量（Ｒｔｓｇ［１］，Ｇｔｓｇ［１］，Ｂｔｓｇ［１］）を算出すると以下のようになる。
Wtsg [1]
= Min (maxRGBsg / (1 + 1 / WR), minRGBsg)
= Min (144 / (1 + 1 / 1.25), 16)
= Min (80,16) = 16
From this, the RGB transmission amount (Rtsg [1], Gtsg [1], Btsg [1]) is calculated as follows.
Ｒｔｓｇ［１］＝Ｒｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］＝９９−１６＝８３
Ｇｔｓｇ［１］＝Ｇｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］＝１４４−１６＝１２８
Ｂｔｓｇ［１］＝Ｂｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］＝１６−１６＝０
これより、バックライト値Ｗｂｓｇを算出すると以下のようになる。
Rtsg [1] = Rsg [1] −Wtsg [1] = 99−16 = 83
Gtsg [1] = Gsg [1] -Wtsg [1] = 144-16 = 128
Btsg [1] = Bsg [1] -Wtsg [1] = 16-16 = 0
From this, the backlight value Wbsg is calculated as follows.
Ｗｂｓｇ＝ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［１］，Ｇｔｓｇ［１］，Ｂｔｓｇ［１］，
Ｗｔｓｇ［１］／ＷＲ）
＝ｍａｘ（８３，１２８，０，１６／１．２５）
＝ｍａｘ（８３，１２８，０，１３）＝１２８
よって、信号値クリッピング処理を行う場合のバックライト値は１２８となる。
Wbsg = max (Rtsg [1], Gtsg [1], Btsg [1],
Wtsg [1] / WR)
= Max (83, 128, 0, 16 / 1.25)
= Max (83,128,0,13) = 128
Therefore, the backlight value when the signal value clipping process is performed is 128.
すなわち、本算出例では、信号値クリッピング処理によってバックライト値を２３９から１２８に低減させることができる（約４６％の低減）。 That is, in this calculation example, the backlight value can be reduced from 239 to 128 by signal value clipping processing (a reduction of about 46%).
次に、例えば、本実施の形態１における信号値クリッピング処理を、入力画像の画素値（Ｒ［１］，Ｇ［１］，Ｂ［１］）＝（１５９，１８７，８５）に適用した場合を考える（第２の算出例）。尚、信号値クリッピング処理における各種パラメータは、上記第１の算出例と同様とする。 Next, for example, when the signal value clipping process in the first embodiment is applied to the pixel value (R [1], G [1], B [1]) = (159, 187, 85) of the input image (Second calculation example). The various parameters in the signal value clipping process are the same as in the first calculation example.
まず、信号値クリッピング処理を行わない場合のバックライト値は以下のように算出される。上記画素の入力ＲＧＢ信号にγ補正を施すことで、γ補正後ＲＧＢ信号は以下のようになる。 First, the backlight value when the signal value clipping process is not performed is calculated as follows. By applying γ correction to the input RGB signal of the pixel, the RGB signal after γ correction is as follows.
Ｒｇ［１］＝（Ｒ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（１５９／２５５）２×２５５
＝９９
Ｇｇ［１］＝（Ｇ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（１８７／２５５）２×２５５
＝１３７
Ｂｇ［１］＝（Ｂ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（８５／２５５）２×２５５
＝２８
これより、Ｗ透過量Ｗｔｇ［１］を算出すると以下のようになる。
Rg [1] = (R [1] / MAX) γ × MAX = (159/255) 2 × 255
= 99
Gg [1] = (G [1] / MAX) γ × MAX = (187/255) 2 × 255
= 137
Bg [1] = (B [1] / MAX) γ × MAX = (85/255) 2 × 255
= 28
From this, the W transmission amount Wtg [1] is calculated as follows.
Ｗｔｇ［１］＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｇ）
＝ｍｉｎ（１３７／（１＋１／１．２５），２８）
＝ｍｉｎ（７６，２８）＝２８
これより、ＲＧＢ透過量（Ｒｔｇ［１］，Ｇｔｇ［１］，Ｂｔｇ［１］）を算出すると以下のようになる。
Wtg [1] = min (maxRGBg / (1 + 1 / WR), minRGBg)
= Min (137 / (1 + 1 / 1.25), 28)
= Min (76,28) = 28
From this, the RGB transmission amount (Rtg [1], Gtg [1], Btg [1]) is calculated as follows.
Ｒｔｇ［１］＝Ｒｇ［１］−Ｗｔｇ［１］＝９９−２８＝７１
Ｇｔｇ［１］＝Ｇｇ［１］−Ｗｔｇ［１］＝１３７−２８＝１０９
Ｂｔｇ［１］＝Ｂｇ［１］−Ｗｔｇ［１］＝２８−２８＝０
これより、バックライト値Ｗｂｇを算出すると以下のようになる。
Rtg [1] = Rg [1] −Wtg [1] = 99−28 = 71
Gtg [1] = Gg [1] −Wtg [1] = 137−28 = 109
Btg [1] = Bg [1] −Wtg [1] = 28−28 = 0
From this, the backlight value Wbg is calculated as follows.
Ｗｂｇ＝ｍａｘ（Ｒｔｇ［１］，Ｇｔｇ［１］，Ｂｔｇ［１］，
Ｗｔｇ［１］／ＷＲ）
＝ｍａｘ（７１，１０９，０，２８／１．２５）
＝ｍａｘ（７１，１０９，０，２２）＝１０９
よって、信号値クリッピング処理を行わない場合のバックライト値は１０９となる。
Wbg = max (Rtg [1], Gtg [1], Btg [1],
Wtg [1] / WR)
= Max (71,109,0,28 / 1.25)
= Max (71,109,0,22) = 109
Therefore, the backlight value when the signal value clipping process is not performed is 109.
一方、信号値クリッピング処理を行った場合のバックライト値は以下のように算出される。 On the other hand, the backlight value when the signal value clipping process is performed is calculated as follows.
まず、バックライト上限値ＭＡＸｗを算出すると以下のようになる。 First, the backlight upper limit MAXw is calculated as follows.
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ１＝２５５×（１−０．５）＝１２８
次に、γ補正後のＲＧＢ信号の最小値ｍｉｎＲＧＢｇを算出すると以下のようになる。
MAXw = MAX × BlRatio1 = 255 × (1-0.5) = 128
Next, the minimum value minRGBg of the RGB signal after γ correction is calculated as follows.
ｍｉｎＲＧＢｇ＝（ｍｉｎＲＧＢ／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（８５／２５５）２×２５５＝２８
これより、信号上限値ＭＡＸｃを算出すると以下のようになる。
minRGBg = (minRGB / MAX) γ × MAX
= (85/255) 2 × 255 = 28
Accordingly, the signal upper limit value MAXc is calculated as follows.
ＭＡＸｃ
＝ｆｇ（ｍｉｎ（ＭＡＸｗ＋ｍｉｎ（ＭＡＸｗ×ＷＲ，ｍｉｎＲＧＢｇ），ＭＡＸ），
１／γ）
＝ｆｇ（ｍｉｎ（１２８＋ｍｉｎ（１２８×１．２５，２８），２５５），１／２）
＝ｆｇ（１５６，１／２）＝（１４４／２５５）１／２×２５５＝１９９
これより、信号値クリッピング後入力ＲＧＢ信号を算出すると以下のようになる。
MAXc
= Fg (min (MAXw + min (MAXw × WR, minRGBg), MAX),
1 / γ)
= Fg (min (128 + min (128 × 1.25, 28), 255), 1/2)
= Fg (156, 1/2 ) = (144/255) 1/2 × 255 = 199
Thus, the input RGB signal after signal value clipping is calculated as follows.
Ｒｓ［１］＝ｍｉｎ（ＭＡＸｃ，Ｒ［１］）＝ｍｉｎ（１９９，１５９）＝１５９
Ｇｓ［１］＝ｍｉｎ（ＭＡＸｃ，Ｇ［１］）＝ｍｉｎ（１９９，１８７）＝１８７
Ｂｓ［１］＝ｍｉｎ（ＭＡＸｃ，Ｂ［１］）＝ｍｉｎ（１９９，８５）＝８５
すなわち、信号値クリッピング処理前後におけるＲＧＢ値は同じになるので、結果的に信号値クリッピングが行われない。よってバックライト値は、第２の算出例では信号値クリッピング処理を行わないときと同じになる。
Rs [1] = min (MAXc, R [1]) = min (199,159) = 159
Gs [1] = min (MAXc, G [1]) = min (199,187) = 187
Bs [1] = min (MAXc, B [1]) = min (199,85) = 85
That is, since the RGB values before and after the signal value clipping process are the same, the signal value clipping is not performed as a result. Therefore, the backlight value is the same as that when the signal value clipping process is not performed in the second calculation example.
〔実施の形態２〕
上記実施の形態１では、第１信号値クリッピング後ＲＧＢ信号算出部２５において、ＭＡＸｃを超える入力信号に対しては、丁度ＭＡＸｃとなるようなクリッピング処理を行っている。しかしながら、この方法では、入力信号の色相が変化する。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, the RGB
本実施の形態２では、入力ＲＧＢ信号の中間値を調整することで、色相が変化しないようにするクリッピング処理方法を提案する。ただし、入力信号のＲＧＢ値が全てＭＡＸｃ以上のときに限り、信号値クリッピング後の入力ＲＧＢ信号はモノクロとなり、色相が変化する。 In the second embodiment, a clipping processing method is proposed in which the hue is not changed by adjusting the intermediate value of the input RGB signal. However, only when the RGB values of the input signal are all greater than or equal to MAXc, the input RGB signal after signal value clipping is monochrome and the hue changes.
バックライト値の決定には、入力ＲＧＢ信号の最大値と最小値とが影響するので、中間値をどのように調整しても、最大値と最小値の間にある限りは、バックライト値に影響を与えることはない。 The determination of the backlight value is affected by the maximum and minimum values of the input RGB signal. Therefore, no matter how the intermediate value is adjusted, the backlight value is determined as long as it is between the maximum and minimum values. There is no impact.
本実施の形態２では、実施の形態１と同一の処理部及びステップに対しては、実施の形態１と同じ番号を付けると共に、詳細説明を省略する。尚、本実施の形態２に係る液晶表示装置は、図１０に示すように、実施の形態１における信号値クリッピング部１１の第１信号値クリッピング後ＲＧＢ信号算出部２５（Ｓ１５）を、第２信号値クリッピング後ＲＧＢ信号算出部３５に置き換えたものとして構成される。図１１は、図１０に示す信号値クリッピング部１１の動作を説明するフローチャートである。以下、実施の形態１からの変更点のみ説明する。
In the second embodiment, the same processing units and steps as those in the first embodiment are given the same numbers as in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted. In addition, as shown in FIG. 10, the liquid crystal display device according to the second embodiment includes a second signal value clipping RGB signal calculation unit 25 (S15) of the signal
第２信号値クリッピング後ＲＧＢ信号算出部３５には、実施の形態１における第１信号値クリッピング後ＲＧＢ信号算出部２５と同様に、入力ＲＧＢ信号、及び信号上限値算出部２３によって求められた信号上限値が入力される。第２信号値クリッピング後ＲＧＢ信号算出部３５は、これらの入力ＲＧＢ信号及び信号上限値から、色相が保持された信号値クリッピング後ＲＧＢ信号（ｍｉｎＲＧＢｓ，ｍｉｄＲＧＢｓ，ｍａｘＲＧＢｓ）を下記(7)乃至(10)式を用いて算出する（Ｓ２５）。
In the second signal value post-clipping RGB
ｍｉｎＲＧＢｓ＝ｍｉｎ（ＭＡＸｃ，ｍｉｎＲＧＢ） …(7)
ｍａｘＲＧＢｓ＝ｍｉｎ（ＭＡＸｃ，ｍａｘＲＧＢ） …(8)
ここで、０＜ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢの場合、
ｍｉｄＲＧＢｓ
＝（ｍｉｄＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）×（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）
／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）＋ｍｉｎＲＧＢｓ …(9)
また、０＜ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ以外の場合、
ｍｉｄＲＧＢｓ＝ｍｉｎＲＧＢｓ …(10)
ただし、
ｍｉｄＲＧＢ＝ｍｉｄ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）
ｍｉｄ（Ａ，Ｂ，．．．）：Ａ，Ｂ，．．．の中間の値
ｍｉｎＲＧＢｓ＝ｍｉｎ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）
ｍｉｄＲＧＢｓ＝ｍｉｄ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）
ｍａｘＲＧＢｓ＝ｍａｘ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）
ここで、Ｓ２５における算出式（(7)乃至(10)式）の導出方法について説明する。
minRGBs = min (MAXc, minRGB) (7)
maxRGBs = min (MAXc, maxRGB) (8)
Here, if 0 <maxRGB-minRGB,
midRGBs
= (MidRGB−minRGB) × (maxRGBs−minRGBs)
/ (MaxRGB−minRGB) + minRGBs (9)
In addition, when 0 <maxRGB−minRGB,
midRGBs = minRGBs (10)
However,
midRGB = mid (R [i], G [i], B [i])
mid (A, B,...): A, B,. . . An intermediate value of minRGBs = min (Rs [i], Gs [i], Bs [i])
midRGBs = mid (Rs [i], Gs [i], Bs [i])
maxRGBs = max (Rs [i], Gs [i], Bs [i])
Here, a method of deriving the calculation formulas (Equations (7) to (10)) in S25 will be described.
まず、入力ＲＧＢ値の最大・最小値に関しては、上記(7)，(8)式によって従来どおりの信号値クリッピング処理が行われる。一方、入力ＲＧＢ値のうちの中間の値に関しては、注目画素の色相が変化しないように調整される。尚、入力ＲＧＢ値のうちの中間の値とは、例えば入力ＲＧＢ信号においてＲ［ｉ］＞Ｇ［ｉ］＞Ｂ［ｉ］の関係が成立している場合は、Ｇ［ｉ］が中間の値である。 First, with respect to the maximum / minimum values of the input RGB values, the conventional signal value clipping processing is performed by the above equations (7) and (8). On the other hand, the intermediate value of the input RGB values is adjusted so that the hue of the target pixel does not change. The intermediate value of the input RGB values is, for example, that G [i] is an intermediate value when the relation of R [i]> G [i]> B [i] is established in the input RGB signal. Value.
色相を変化させない入出力ＲＧＢ値の関係は以下のとおりである。 The relationship between the input / output RGB values that do not change the hue is as follows.
（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）：（ｍｉｄＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）
＝（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）：（ｍｉｄＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）
（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）×（ｍｉｄＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）
＝（ｍｉｄＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）×（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）
ここで、０＜ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢの場合、
ｍｉｄＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ
＝（ｍｉｄＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）×（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）
／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）
となる。よって、
ｍｉｄＲＧＢｓ
＝（ｍｉｄＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）×（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）
／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）＋ｍｉｎＲＧＢｓ
となる。
(MaxRGB-minRGB): (midRGB-minRGB)
= (MaxRGBs-minRGBs) :( midRGBs-minRGBs)
(MaxRGB−minRGB) × (midRGBs−minRGBs)
= (MidRGB−minRGB) × (maxRGBs−minRGBs)
Here, if 0 <maxRGB-minRGB,
midRGBs-minRGBs
= (MidRGB−minRGB) × (maxRGBs−minRGBs)
/ (MaxRGB-minRGB)
It becomes. Therefore,
midRGBs
= (MidRGB−minRGB) × (maxRGBs−minRGBs)
/ (MaxRGB-minRGB) + minRGBs
It becomes.
一方、０＝ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢの場合は、
ｍｉｄＲＧＢｓ＝ｍｉｎＲＧＢｓ
である。
On the other hand, when 0 = maxRGB−minRGB,
midRGBs = minRGBs
It is.
本実施の形態２における信号値クリッピング処理を、入力画像の画素値（Ｒ［１］，Ｇ［１］，Ｂ［１］）＝（１５９，２５５，６３）に適用した場合を考える（第１の算出例）。 Consider a case where the signal value clipping process in the second embodiment is applied to pixel values (R [1], G [1], B [1]) = (159, 255, 63) of the input image (first). Calculation example).
まず、信号値クリッピング処理を行わない場合のバックライト値算出過程は、実施の形態１の第１の算出例の場合と同様であり、この場合のバックライト値は２３９になる。 First, the backlight value calculation process when the signal value clipping process is not performed is the same as that in the first calculation example of the first embodiment, and the backlight value in this case is 239.
一方、信号値クリッピング処理を行った場合のバックライト値は以下のように算出される。尚、以下の説明では、ＭＡＸ＝２５５，γ＝２，ＷＲ＝１．２５，ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ１＝０．５で信号値クリッピング処理を行った場合を例示する。 On the other hand, the backlight value when the signal value clipping process is performed is calculated as follows. In the following description, a case where signal value clipping processing is performed with MAX = 255, γ = 2, WR = 1.25, and BlLowRatio1 = 0.5 is exemplified.
まず、バックライト上限値ＭＡＸｗを算出すると以下のようになる。 First, the backlight upper limit MAXw is calculated as follows.
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ１＝２５５×（１−０．５）＝１２８
次に、γ補正後のＲＧＢ信号の最小値ｍｉｎＲＧＢｇを算出すると以下のようになる。
MAXw = MAX × BlRatio1 = 255 × (1-0.5) = 128
Next, the minimum value minRGBg of the RGB signal after γ correction is calculated as follows.
ｍｉｎＲＧＢｇ＝（ｍｉｎＲＧＢ／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（６３／２５５）２×２５５＝１６
これより、信号上限値ＭＡＸｃを算出すると以下のようになる。
minRGBg = (minRGB / MAX) γ × MAX
= (63/255) 2 × 255 = 16
Accordingly, the signal upper limit value MAXc is calculated as follows.
ＭＡＸｃ
＝ｆｇ（ｍｉｎ（ＭＡＸｗ＋ｍｉｎ（ＭＡＸｗ×ＷＲ，ｍｉｎＲＧＢｇ），ＭＡＸ），
１／γ）
＝ｆｇ（ｍｉｎ（１２８＋ｍｉｎ（１２８×１．２５，１６），２５５），１／２）
＝ｆｇ（１４４，１／２）＝（１４４／２５５）１／２×２５５＝１９２
これより、信号値クリッピング後入力ＲＧＢ信号を算出すると以下のようになる。
MAXc
= Fg (min (MAXw + min (MAXw × WR, minRGBg), MAX),
1 / γ)
= Fg (min (128 + min (128 × 1.25, 16), 255), 1/2)
= Fg (144,1 / 2) = (144/255) 1/2 * 255 = 192
Thus, the input RGB signal after signal value clipping is calculated as follows.
Ｒｓ［１］＝ｍｉｄＲＧＢｓ
＝（ｍｉｄＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）×（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）
／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）＋ｍｉｎＲＧＢｓ
＝（１５９−６３）×（１９２−６３）／（２５５−６３）＋６３
＝（９６×１２９）／１９２＋６３＝６５＋６３＝１２８
Ｇｓ［１］＝ｍａｘＲＧＢｓ＝ｍｉｎ（ＭＡＸｃ，ｍａｘＲＧＢ）
＝ｍｉｎ（ＭＡＸｃ，Ｇ［１］）＝ｍｉｎ（１９２，２５５）＝１９２
Ｂｓ［１］＝ｍｉｎＲＧＢｓ＝ｍｉｎ（ＭＡＸｃ，ｍｉｎＲＧＢ）
＝ｍｉｎ（ＭＡＸｃ，Ｂ［１］）＝ｍｉｎ（１９２，６３）＝６３
ここで、信号値クリッピング前後の色相を算出する。まず、信号値クリッピング前の色相Ｈ［１］（赤を０度とする）はＧが最大なので、
Ｈ［１］＝（２＋Ｃｒ−Ｃｂ）×６０
である。
Rs [1] = midRGBs
= (MidRGB−minRGB) × (maxRGBs−minRGBs)
/ (MaxRGB-minRGB) + minRGBs
= (159-63) x (192-63) / (255-63) +63
= (96 × 129) / 192 + 63 = 65 + 63 = 128
Gs [1] = maxRGBs = min (MAXc, maxRGB)
= Min (MAXc, G [1]) = min (192, 255) = 192
Bs [1] = minRGBs = min (MAXc, minRGB)
= Min (MAXc, B [1]) = min (192, 63) = 63
Here, the hue before and after the signal value clipping is calculated. First, since the hue H [1] (red is 0 degree) before signal value clipping is G,
H [1] = (2 + Cr−Cb) × 60
It is.
ここで、
Ｃｒ＝（ｍａｘＲＧＢ−Ｒ［１］）／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）
＝（２５５−１５９）／（２５５−６３）＝９６／１９２＝０．５
Ｃｂ＝（ｍａｘＲＧＢ−Ｂ［１］）／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ
＝（２５５−６３）／（２５５−６３）＝１９２／１９２＝１．０
である。よって、
Ｈ［１］＝（２＋０．５−１．０）×６０＝９０
となる。
here,
Cr = (maxRGB−R [1]) / (maxRGB−minRGB)
= (255-159) / (255-63) = 96/192 = 0.5
Cb = (maxRGB−B [1]) / (maxRGB−minRGB
= (255-63) / (255-63) = 192/192 = 1.0
It is. Therefore,
H [1] = (2 + 0.5−1.0) × 60 = 90
It becomes.
一方、信号値クリッピング後の色相Ｈｓ［１］は、
Ｈｓ［１］＝（２＋Ｃｒｓ−Ｃｂｓ）×６０
である。
On the other hand, the hue Hs [1] after the signal value clipping is
Hs [1] = (2 + Crs−Cbs) × 60
It is.
ここで、
Ｃｒｓ＝（ｍａｘＲＧＢｓ−Ｒｓ［１］）／（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）
＝（１９２−１２８）／（１９２−６３）＝６４／１２９＝０．５
Ｃｂｓ＝（ｍａｘＲＧＢｓ−Ｂｓ［１］）／（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ
＝（１９２−６３）／（１９２−６３）＝１２９／１２９＝１．０
である。よって、
Ｈｓ［１］＝（２＋０．５−１．０）×６０＝９０
となり、信号値クリッピングの前後で色相は変化していないことが分かる。
here,
Crs = (maxRGBs−Rs [1]) / (maxRGBs−minRGBs)
= (192-128) / (192-63) = 64/129 = 0.5
Cbs = (maxRGBs−Bs [1]) / (maxRGBs−minRGBs
= (192-63) / (192-63) = 129/129 = 1.0
It is. Therefore,
Hs [1] = (2 + 0.5−1.0) × 60 = 90
Thus, it can be seen that the hue does not change before and after the signal value clipping.
この信号値クリッピング後入力ＲＧＢ信号にγ補正を施すことで、γ補正後ＲＧＢ信号は以下のようになる。 By applying γ correction to the input RGB signal after the signal value clipping, the RGB signal after γ correction becomes as follows.
Ｒｓｇ［１］＝（Ｒｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（１２８／２５５）２×２５５
＝６４
Ｇｓｇ［１］＝（Ｇｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（１９２／２５５）２×２５５
＝１４４
Ｂｓｇ［１］＝（Ｂｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（６３／２５５）２×２５５
＝１６
これより、Ｗ透過量Ｗｔｓｇ［１］を算出すると以下のようになる。
Rsg [1] = (Rs [1] / MAX) γ × MAX = (128/255) 2 × 255
= 64
Gsg [1] = (Gs [1] / MAX) γ × MAX = (192/255) 2 × 255
= 144
Bsg [1] = (Bs [1] / MAX) γ × MAX = (63/255) 2 × 255
= 16
From this, the W transmission amount Wtsg [1] is calculated as follows.
Ｗｔｓｇ［１］
＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
＝ｍｉｎ（１４４／（１＋１／１．２５），１６）
＝ｍｉｎ（８０，１６）＝１６
これより、ＲＧＢ透過量（Ｒｔｓｇ［１］，Ｇｔｓｇ［１］，Ｂｔｓｇ［１］）を算出すると以下のようになる。
Wtsg [1]
= Min (maxRGBsg / (1 + 1 / WR), minRGBsg)
= Min (144 / (1 + 1 / 1.25), 16)
= Min (80,16) = 16
From this, the RGB transmission amount (Rtsg [1], Gtsg [1], Btsg [1]) is calculated as follows.
Ｒｔｓｇ［１］＝Ｒｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］＝６４−１６＝４８
Ｇｔｓｇ［１］＝Ｇｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］＝１４４−１６＝１２８
Ｂｔｓｇ［１］＝Ｂｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］＝１６−１６＝０
これより、バックライト値Ｗｂｓｇを算出すると以下のようになる。
Rtsg [1] = Rsg [1] −Wtsg [1] = 64−16 = 48
Gtsg [1] = Gsg [1] -Wtsg [1] = 144-16 = 128
Btsg [1] = Bsg [1] -Wtsg [1] = 16-16 = 0
From this, the backlight value Wbsg is calculated as follows.
Ｗｂｓｇ＝ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［１］，Ｇｔｓｇ［１］，Ｂｔｓｇ［１］，
Ｗｔｓｇ［１］／ＷＲ）
＝ｍａｘ（４８，１２８，０，１６／１．２５）
＝ｍａｘ（４８，１２８，０，１３）＝１２８
よって、信号値クリッピング処理を行う場合のバックライト値は１２８となる。
Wbsg = max (Rtsg [1], Gtsg [1], Btsg [1],
Wtsg [1] / WR)
= Max (48, 128, 0, 16 / 1.25)
= Max (48,128,0,13) = 128
Therefore, the backlight value when the signal value clipping process is performed is 128.
すなわち、本算出例では、信号値クリッピング処理によってバックライト値を２３９から１２８に低減させることができる（約４６％の低減）。 That is, in this calculation example, the backlight value can be reduced from 239 to 128 by signal value clipping processing (a reduction of about 46%).
〔実施の形態３〕
上記実施の形態１では、主に入力ＲＧＢ信号の最大値を低減させることで、信号量を抑え、バックライト値を低減させていた。これに対し、本実施の形態３は、逆に、主に入力ＲＧＢ信号の最小値を上昇させ、白成分を増やすことで、Ｗサブピクセルにより多くの光量を分担させ、バックライト値を低減させる処理（以下、逆信号値クリッピング処理）を行うものである。
[Embodiment 3]
In
図１２は、本実施の形態３に係る液晶表示装置の概略構成を示す図である。すなわち、本実施の形態３に係る液晶表示装置は、図１に示す液晶表示装置の信号値クリッピング部１１を、逆信号値クリッピング部５１に置き換えた構成である。本実施の形態３では、実施の形態１と同一の処理部及びステップに対しては、実施の形態１と同じ番号を付けると共に、詳細説明を省略する。
FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of the liquid crystal display device according to the third embodiment. That is, the liquid crystal display device according to the third embodiment has a configuration in which the signal
逆信号値クリッピング部５１は、入力ＲＧＢ信号（第１入力ＲＧＢ信号）に対して逆信号値クリッピング処理を施すものであり、該処理が施された後の逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号を後段のγ補正部１２へ出力する。ここでの逆信号値クリッピング処理とは、画像内における輝度・彩度共に高い画素に対し、入力ＲＧＢ値の彩度を下げ輝度を上げるように、入力ＲＧＢ信号の各信号値をある値以上に逆クリップする（切り上げる）処理である。
The inverse signal
これより、本液晶表示装置の逆信号値クリッピング部５１における逆信号値クリッピング処理を説明する。
The reverse signal value clipping process in the reverse signal
図１３は、逆信号値クリッピング部５１の要部構成を説明する図である。逆信号値クリッピング部５１は、第２バックライト上限値算出部６１、γ補正後ＲＧＢ信号最大値算出部６２、信号下限値算出部６３、第１逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号算出部６５を備えて構成されている。また、図１４は、逆信号値クリッピング部５１の動作を説明するフローチャートである。
FIG. 13 is a diagram illustrating the main configuration of the inverse signal
最初に、第２バックライト上限値算出部６１において、入力ＲＧＢ信号の上限値及びバックライト値低減率から、下記の(11)式を用いてバックライト上限値ＭＡＸｗが算出される（Ｓ５１）。
First, in the second backlight upper
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ２ …(11)
ただし、
ＢｌＲａｔｉｏ２：第２バックライト値設定率
（＝１−ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ２）
ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ２：第２バックライト値低減率
（０≦ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ２≦ＷＲ／（１＋ＷＲ））
次に、Ｓ５２〜Ｓ５５の処理を、入力ＲＧＢ信号の画素の数だけ繰り返すことにより、全ての画素に対して、第１逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号が算出される。
MAXw = MAX × BlRatio2 (11)
However,
BlRatio 2: Second backlight value setting rate
(= 1-BlLowRatio2)
BlLowRatio 2: Second backlight value reduction rate
(0 ≦ BlLowRatio2 ≦ WR / (1 + WR))
Next, by repeating the processing of S52 to S55 by the number of pixels of the input RGB signal, the RGB signal after the first inverse signal value clipping is calculated for all the pixels.
Ｓ５２では、γ補正後ＲＧＢ信号最大値算出部６２により、入力ＲＧＢ信号、及びγ係数から、下記の(12)式を用いて注目（処理対象）画素におけるγ補正後のＲＧＢ信号の最大値ｍａｘＲＧＢｇが算出される。
In S52, the RGB signal maximum
ｍａｘＲＧＢｇ＝ｍａｘ（Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍａｘＲＧＢ，γ） …(12)
ただし、
ｍａｘＲＧＢ：入力ＲＧＢ信号の最大値
（＝ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］））
ｍａｘ（Ａ，Ｂ，．．．）：Ａ，Ｂ，．．．の最大値
Ｓ５３では、信号下限値算出部６３により、下記の(13)式を用いて信号下限値ＭＩＮｃが算出される。信号下限値算出部６３は、γ係数、バックライト上限値、及びγ補正後ＲＧＢ信号最大値から、信号下限値ＭＩＮｃを算出する。
maxRGBg = max (Rg [i], Gg [i], Bg [i])
= Fg (maxRGB, γ) (12)
However,
maxRGB: Maximum value of input RGB signal
(= Max (R [i], G [i], B [i]))
max (A, B,...): A, B,. . . In the maximum value S53, the signal lower limit
ＭＩＮｃ＝ｆｇ（ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｇ−ＭＡＸｗ，０），１／γ） …(13)
Ｓ５５では、第１逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号算出部６５により、入力ＲＧＢ信号、及び信号下限値から、下記の(14)〜(16)式を用いて逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）が算出される。
MINc = fg (max (maxRGBg−MAXw, 0), 1 / γ) (13)
In S55, the RGB
Ｒｓ［ｉ］＝ｍａｘ（ＭＩＮｃ，Ｒ［ｉ］） …(14)
Ｇｓ［ｉ］＝ｍａｘ（ＭＩＮｃ，Ｇ［ｉ］） …(15)
Ｂｓ［ｉ］＝ｍａｘ（ＭＩＮｃ，Ｂ［ｉ］） …(16)
ここで、各ステップにおける算出式の導出方法について説明する。まず、バックライト上限値ＭＡＸｗの取り得る値の範囲と上記(11)式とを導出する。
Rs [i] = max (MINc, R [i]) (14)
Gs [i] = max (MINc, G [i]) (15)
Bs [i] = max (MINc, B [i]) (16)
Here, a method for deriving a calculation formula in each step will be described. First, the range of possible values of the backlight upper limit value MAXw and the above equation (11) are derived.
最初に、画像データ（入力ＲＧＢ信号）に対して逆信号値クリッピングを行わない場合で、かつ、バックライト値が最も大きくなる場合を考える。これは、彩度が１であり（Ｗサブピクセルに光量を分担できない）、かつＲＧＢ値の少なくとも１つがＭＡＸ（入力ＲＧＢ信号の上限値）であるような画素が存在する場合であり、この時のバックライト値はＭＡＸとなる。 First, consider a case where reverse signal value clipping is not performed on image data (input RGB signal) and the backlight value is the largest. This is a case where there is a pixel whose saturation is 1 (the amount of light cannot be shared by the W sub-pixel) and at least one of the RGB values is MAX (the upper limit value of the input RGB signal). The backlight value is MAX.
次に、画像データ（入力ＲＧＢ信号）に対して逆信号値クリッピングを行う場合で、かつ、バックライト値が最も大きくなる場合を考える。この場合、ＲＧＢ値の最小値が最大値に等しく（これ以上最小値を上げることができず、バックライト値を下げることができない）、かつＲＧＢ値の全てがＭＡＸであるような画素が存在するときに、最大のバックライト値となる。 Next, consider a case where reverse signal value clipping is performed on image data (input RGB signal) and the backlight value is maximized. In this case, there is a pixel in which the minimum RGB value is equal to the maximum value (the minimum value cannot be increased any more and the backlight value cannot be decreased), and all the RGB values are MAX. Sometimes it becomes the maximum backlight value.
ここで、ＷサブピクセルはＲＧＢサブピクセルよりもＷＲ倍明るく光ることができることから、上記画素においては、ＲＧＢ値のそれぞれにおける光量のＷＲ／（１＋ＷＲ）をＷサブピクセルに振り分け、各ＲＧＢサブピクセルには１／（１＋ＷＲ）を割り振ることで最も効率的なバックライト値とすることができる。この時のバックライト値はＭＡＸ／（１＋ＷＲ）となる。 Here, since the W sub-pixel can emit light WR times brighter than the RGB sub-pixel, in the pixel, WR / (1 + WR) of the light amount in each of the RGB values is distributed to the W sub-pixel, and is assigned to each RGB sub-pixel. Can be made the most efficient backlight value by allocating 1 / (1 + WR). The backlight value at this time is MAX / (1 + WR).
従って、バックライト上限値ＭＡＸｗの範囲は、以下の(76)式となり、ＢｌＲａｔｉｏ２の範囲を、１／（１＋ＷＲ）〜１としたとき、ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ２の範囲は０〜ＷＲ／（１＋ＷＲ）となり、バックライト上限値ＭＡＸｗは、(11)式で表すことができる。 Therefore, the range of the backlight upper limit value MAXw is the following expression (76). When the range of BlRatio2 is 1 / (1 + WR) to 1, the range of BlLowRatio2 is 0 to WR / (1 + WR), and the backlight The upper limit value MAXw can be expressed by equation (11).
ＭＡＸ／（１＋ＷＲ）≦ＭＡＸｗ≦ＭＡＸ …(76)
次に、γ補正後のＲＧＢ信号の最大値算出式は、γ補正によっても入力ＲＧＢ信号値の大小関係が逆転しないので、(12)式のように展開することができる。
MAX / (1 + WR) ≦ MAXw ≦ MAX (76)
Next, the RGB signal maximum value calculation formula after γ correction can be expanded as shown in formula (12) because the magnitude relationship of the input RGB signal values is not reversed even by γ correction.
次に、入力画像の各画素に対し、逆信号値クリッピング処理を行うかどうかの判定条件を導出する。 Next, a determination condition for determining whether to perform reverse signal value clipping processing is derived for each pixel of the input image.
まず、白色輝度比ＷＲを考慮したＷ透過量（Ｗｔｇ［ｉ］／ＷＲ）がＭＡＸｗを超えない条件は、実施の形態１で説明したように上記(38)式のとおりである。同様に、全てのＲＧＢ透過量がＭＡＸｗを超えない条件は、上記(42)式のとおりである。 First, the condition that the W transmission amount (Wtg [i] / WR) in consideration of the white luminance ratio WR does not exceed MAXw is as in the above equation (38) as described in the first embodiment. Similarly, the condition that all the RGB transmission amounts do not exceed MAXw is as in the above equation (42).
ここで、
ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ）≦ｍｉｎＲＧＢｇ …(43)
が満たされるとき、Ｗ透過量がＭＡＸｗを超えない条件は、実施の形態１で説明したように上記(44)式となる。
here,
maxRGBg / (1 + 1 / WR) ≦ minRGBg (43)
When the above is satisfied, the condition that the W transmission amount does not exceed MAXw is the above equation (44) as described in the first embodiment.
また、ｍａｘＲＧＢｇ≦ＭＡＸ、及び(76)式より、
ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）≦ＭＡＸ／（１＋ＷＲ）≦ＭＡＸｗ
となる。よって(44)式は常に成り立つ。
Moreover, from maxRGBg ≦ MAX and the equation (76),
maxRGBg / (1 + WR) ≦ MAX / (1 + WR) ≦ MAXw
It becomes. Therefore, equation (44) always holds.
また、同じく(43)式が満たされるとき、ＲＧＢ透過量がＭＡＸｗを超えない条件は、(42)式より以下の通りである。 Similarly, when the expression (43) is satisfied, the condition that the RGB transmission amount does not exceed MAXw is as follows from the expression (42).
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ）≦ＭＡＸｗ
よって、ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）≦ＭＡＸｗ
となり、(44)式と同じとなる。よって(43)式を満たすとき、ＲＧＢＷ透過量全てがＭＡＸｗを超えない条件は、(44)式となる。
maxRGBg−maxRGBg / (1 + 1 / WR) ≦ MAXw
Therefore, maxRGBg / (1 + WR) ≦ MAXw
And is the same as equation (44). Therefore, when the expression (43) is satisfied, the condition that the entire RGBW transmission amount does not exceed MAXw is the expression (44).
一方、
ｍｉｎＲＧＢｇ＜ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ） …(45)
が満たされるとき、Ｗ透過量がＭＡＸｗを超えない条件は、実施の形態１で説明したように上記(46)式となる。
on the other hand,
minRGBg <maxRGBg / (1 + 1 / WR) (45)
When the condition is satisfied, the condition that the W transmission amount does not exceed MAXw is the expression (46) as described in the first embodiment.
また、(45)式、ｍａｘＲＧＢｇ≦ＭＡＸ、及び(76)式より、
ｍｉｎＲＧＢｇ＜ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ）
＝ＷＲ×ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋ＷＲ）
≦ＷＲ×ＭＡＸ／（１＋ＷＲ）≦ＷＲ×ＭＡＸｗ
となる。よって(46)式は常に成り立つ。
Further, from the equation (45), maxRGBg ≦ MAX, and the equation (76),
minRGBg <maxRGBg / (1 + 1 / WR)
= WR × maxRGBg / (1 + WR)
≦ WR × MAX / (1 + WR) ≦ WR × MAXw
It becomes. Therefore, equation (46) always holds.
また、同じく(45)式が満たされるとき、ＲＧＢ透過量がＭＡＸｗを超えない条件は、(42)式より以下の通りである。 Similarly, when the expression (45) is satisfied, the condition that the RGB transmission amount does not exceed MAXw is as follows from the expression (42).
ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ≦ＭＡＸｗ …(47)
(47)式は常に成り立つとは限らない。よって、ＲＧＢＷ透過量全てがＭＡＸｗを超えない条件は、(45)式のとき、(47)式となる。
maxRGBg−minRGBg ≦ MAXw (47)
Equation (47) does not always hold. Therefore, the condition that all the RGBW transmission amounts do not exceed MAXw is the expression (47) when the expression (45) is satisfied.
逆にＲＧＢＷ透過量の少なくとも１つがＭＡＸｗを超える条件は、(45)式のとき、下記(77)式となる。 Conversely, the condition that at least one of the RGBW transmission amounts exceeds MAXw is the following equation (77) in the case of equation (45).
ＭＡＸｗ＜ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ …(77)
(77)式が成り立つ場合、ｍａｘＲＧＢｇ≦ＭＡＸ、及び(76)式より、
ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ）
≦ＭＡＸ／（１＋１／ＷＲ）＝ＷＲ×ＭＡＸ／（１＋ＷＲ）
≦ＷＲ×ＭＡＸｗ＜ＷＲ×（ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ）
となり、すなわち、
ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ）＜ＷＲ×（ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ）
となる。よって、
ｍｉｎＲＧＢｇ＜ｍａｘＲＧＢｇ／（１＋１／ＷＲ）
となり、上記式は(45)式と同じなので、(45)式が常に成り立つ。
MAXw <maxRGBg−minRGBg (77)
When equation (77) holds, from maxRGBg ≦ MAX and equation (76),
maxRGBg / (1 + 1 / WR)
≦ MAX / (1 + 1 / WR) = WR × MAX / (1 + WR)
≦ WR × MAXw <WR × (maxRGBg−minRGBg)
That is,
maxRGBg / (1 + 1 / WR) <WR × (maxRGBg−minRGBg)
It becomes. Therefore,
minRGBg <maxRGBg / (1 + 1 / WR)
Since the above equation is the same as equation (45), equation (45) always holds.
よってＲＧＢＷ透過量の少なくとも１つがＭＡＸｗを超える条件は、無条件で(77)式となる。入力ＲＧＢ値が(77)式を満たす場合は、逆信号値クリッピングを行うことで、バックライト値がＭＡＸｗを超えないようにする。 Therefore, the condition that at least one of the RGBW transmission amounts exceeds MAXw is unconditionally expressed by equation (77). When the input RGB value satisfies the expression (77), the backlight value does not exceed MAXw by performing reverse signal value clipping.
次に、信号下限値の算出式である(13)式を導出する。 Next, Equation (13), which is a calculation formula for the signal lower limit value, is derived.
入力ＲＧＢ信号の各信号値を、ある値以上に逆クリップするＲＧＢの変換式は(14)乃至(16)式のとおりであり、実際に逆信号値クリッピングが行われるためのＭＡＸｃの範囲は、以下のようになる。 The RGB conversion equations for reverse clipping each signal value of the input RGB signal to a certain value or more are as shown in Equations (14) to (16), and the range of MAXc for actually performing reverse signal value clipping is: It becomes as follows.
ｍｉｎＲＧＢ＜ＭＩＮｃ≦ｍａｘＲＧＢ …(78)
また、(14)〜(16)式より、
ｍａｘＲＧＢｓ＝ｍａｘ（ＭＩＮｃ，ｍａｘＲＧＢ）＝ｍａｘＲＧＢ …(79)
ｍｉｎＲＧＢｓ＝ｍａｘ（ＭＩＮｃ，ｍｉｎＲＧＢ）＝ＭＩＮｃ …(80)
となる。
minRGB <MINc ≦ maxRGB (78)
From the equations (14) to (16),
maxRGBs = max (MINc, maxRGB) = maxRGB (79)
minRGBs = max (MINc, minRGB) = MINc (80)
It becomes.
入力ＲＧＢ値が(77)式を満たす場合、逆信号値クリッピング処理により以下の(81)式を満たせば、バックライト値は必ずＭＡＸｗ以下になる。 When the input RGB value satisfies the expression (77), the backlight value is always MAXw or less if the following expression (81) is satisfied by the reverse signal value clipping process.
ＭＡＸｗ＝ｍａｘＲＧＢｓｇ−ｍｉｎＲＧＢｓｇ …(81)
そこで、(81)式を満たすＭＩＮｃを導出する。
MAXw = maxRGBsg−minRGBsg (81)
Therefore, MINc that satisfies Equation (81) is derived.
(79)〜(80)式を、(81)式に代入すると以下の通りである。 Substituting Equations (79) to (80) into Equation (81) is as follows.
ＭＡＸｗ＝ｍａｘＲＧＢｇ−ＭＩＮｃｇ
ＭＩＮｃｇ＝ｍａｘＲＧＢｇ−ＭＡＸｗ
よって、
ＭＩＮｃ＝ｆｇ（ｍａｘＲＧＢｇ−ＭＡＸｗ，１／γ） …(82)
となる。
MAXw = maxRGBg−MINcg
MINcg = maxRGBg−MAXw
Therefore,
MINc = fg (maxRGBg−MAXw, 1 / γ) (82)
It becomes.
ただし、ＭＩＮｃｇ＝ｆｇ（ＭＩＮｃ，γ）である。 However, MINcg = fg (MINc, γ).
ここで、(82)式が(78)式を満たすかどうかを検証する。 Here, it is verified whether the expression (82) satisfies the expression (78).
まず、(77)式より、
ＭＩＮｃ＝ｆｇ（ｍａｘＲＧＢｇ−ＭＡＸｗ，１／γ）
＞ｆｇ（ｍａｘＲＧＢｇ−（ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ），１／γ）
＝ｍｉｎＲＧＢ
となる。よって、ｍｉｎＲＧＢ＜ＭＩＮｃである。
First, from equation (77)
MINc = fg (maxRGBg−MAXw, 1 / γ)
> Fg (maxRGBg− (maxRGBg−minRGBg), 1 / γ)
= MinRGB
It becomes. Therefore, minRGB <MINc.
次に、０＜ＭＡＸｗより、
ＭＩＮｃ＝ｆｇ（ｍａｘＲＧＢｇ−ＭＡＸｗ，１／γ）
＜ｆｇ（ｍａｘＲＧＢｇ−０，１／γ）＝ｍａｘＲＧＢ
となる。よって、ＭＩＮｃ＜ｍａｘＲＧＢである。
Next, from 0 <MAXw
MINc = fg (maxRGBg−MAXw, 1 / γ)
<Fg (maxRGBg-0, 1 / γ) = maxRGB
It becomes. Therefore, MINc <maxRGB.
よって、(82)式は、(78)式を満たしている（逆信号値クリッピングされる）。以上をまとめると、信号下限値の算出アルゴリズムは、以下のようになる。
(A) ＭＡＸｗ＜ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ …(77)
の場合
ＭＩＮｃ＝ｆｇ（ｍａｘＲＧＢｇ−ＭＡＸｗ，１／γ） …(82)
(B) 上記以外の場合
(14)乃至(16)式で、逆信号値クリッピング前後のＲＧＢ値を同じにするため、ＭＩＮｃをｍｉｎＲＧＢ以下の値、例えば次式のように設定する。
Therefore, Expression (82) satisfies Expression (78) (reverse signal value clipping). In summary, the signal lower limit calculation algorithm is as follows.
(A) MAXw <maxRGBg−minRGBg (77)
MINc = fg (maxRGBg−MAXw, 1 / γ) (82)
(B) Other than above
In Equations (14) to (16), in order to make the RGB values before and after the reverse signal value clipping the same, MINc is set to a value equal to or less than minRGB, for example, the following equation.
ＭＩＮｃ＝ｍｉｎＲＧＢ
ここで、(77)式を満たさない場合、すなわち、ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ≦ＭＡＸｗのとき、(82)式で得られるＭＩＮｃは、以下のようにｍｉｎＲＧＢ以下の値になるため、(77)式を満たすかどうかの場合分けをする必要がない。
MINc = minRGB
Here, when Expression (77) is not satisfied, that is, when maxRGBg−minRGBg ≦ MAXw, MINc obtained by Expression (82) is equal to or less than minRGB as follows, and therefore Expression (77) is satisfied. There is no need to divide whether or not.
ＭＩＮｃｇ＝ｍａｘＲＧＢｇ−ＭＡＸｗ
≦ｍａｘＲＧＢｇ−（ｍａｘＲＧＢｇ−ｍｉｎＲＧＢｇ）
＝ｍｉｎＲＧＢｇ
よって、ＭＩＮｃ≦ｍｉｎＲＧＢとなる。
MINcg = maxRGBg−MAXw
≦ maxRGBg− (maxRGBg−minRGBg)
= MinRGBg
Therefore, MINc ≦ minRGB.
よって、信号下限値の算出式は、単に(82)式となるが、ｍａｘＲＧＢｇ−ＭＡＸｗの逆γ補正時に、信号下限値である０未満にならないように、(13)式のようにリミッタをかけている。 Therefore, the calculation formula for the signal lower limit value is simply the formula (82). However, when maxRGBg-MAXw inverse γ correction is performed, a limiter is applied as in formula (13) so that the signal lower limit value is not less than 0. ing.
上記説明の処理により、入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）は、逆信号値クリッピング部５１によって逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）に変換される。この逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号は、続いてγ補正部１２においてγ補正処理され、γ補正後ＲＧＢ信号（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）に変換されるが、γ補正部１２以降の処理は実施の形態１と同じである。
By the processing described above, the input RGB signals (R [i], G [i], B [i]) are converted into RGB signals (Rs [i], Gs [i] after the reverse signal value clipping by the reverse signal
このように、本実施の形態３に係る液晶表示装置では、出力信号生成部１３においてバックライト値およびＲＧＢＷ透過率を算出する前に、原入力である入力ＲＧＢ信号に対して逆信号値クリッピング処理を行うことで、バックライト値を確実に低減させることができる。
Thus, in the liquid crystal display device according to the third embodiment, before the output
例えば、本実施の形態３における逆信号値クリッピング処理を、入力画像の画素値（Ｒ［１］，Ｇ［１］，Ｂ［１］）＝（１５９，２５５，６３）に適用した場合を考える（第１の算出例）。尚、ＭＡＸ＝２５５，γ＝２，ＷＲ＝１．２５とする。 For example, consider the case where the inverse signal value clipping processing in the third embodiment is applied to the pixel values (R [1], G [1], B [1]) = (159, 255, 63) of the input image. (First calculation example). Note that MAX = 255, γ = 2, and WR = 1.25.
まず、逆信号値クリッピング処理を行わない場合のバックライト値算出過程は、実施の形態１の第１の算出例の場合と同様であり、そのバックライト値は２３９になる。 First, the backlight value calculation process when the inverse signal value clipping process is not performed is the same as that in the first calculation example of the first embodiment, and the backlight value is 239.
一方、逆信号値クリッピング処理を行った場合のバックライト値は以下のように算出される。尚、以下の説明では、ＭＡＸ＝２５５，γ＝２，ＷＲ＝１．２５，ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ２＝０．５で逆信号値クリッピング処理を行った場合を例示する。 On the other hand, the backlight value when the inverse signal value clipping process is performed is calculated as follows. In the following description, a case where reverse signal value clipping processing is performed with MAX = 255, γ = 2, WR = 1.25, and BlLowRatio2 = 0.5 is exemplified.
まず、バックライト上限値ＭＡＸｗを算出すると以下のようになる。 First, the backlight upper limit MAXw is calculated as follows.
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ２＝２５５×（１−０．５）＝１２８
次に、γ補正後のＲＧＢ信号の最大値ｍａｘＲＧＢｇを算出すると以下のようになる。
MAXw = MAX × BlRatio2 = 255 × (1-0.5) = 128
Next, the maximum value maxRGBg of the RGB signal after γ correction is calculated as follows.
ｍａｘＲＧＢｇ＝（ｍａｘＲＧＢ／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（２５５／２５５）２×２５５＝２５５
これより、信号下限値ＭＩＮｃを算出すると以下のようになる。
maxRGBg = (maxRGB / MAX) γ × MAX
= (255/255) 2 × 255 = 255
From this, the signal lower limit value MINc is calculated as follows.
ＭＩＮｃ＝ｆｇ（ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｇ−ＭＡＸｗ，０），１／γ）
＝ｆｇ（ｍａｘ（２５５−１２８，０），１／２）
＝ｆｇ（１２７，１／２）＝（１２７／２５５）１／２×２５５＝１８０
これより、逆信号値クリッピング後入力ＲＧＢ信号を算出すると以下のようになる。
MINc = fg (max (maxRGBg−MAXw, 0), 1 / γ)
= Fg (max (255-128, 0), 1/2)
= Fg (127, 1/2 ) = (127/255) 1/2 × 255 = 180
From this, the input RGB signal after inverse signal value clipping is calculated as follows.
Ｒｓ［１］＝ｍａｘ（ＭＩＮｃ，Ｒ［１］）＝ｍｉｎ（１８０，１５９）＝１８０
Ｇｓ［１］＝ｍａｘ（ＭＩＮｃ，Ｇ［１］）＝ｍｉｎ（１８０，２５５）＝２５５
Ｂｓ［１］＝ｍａｘ（ＭＩＮｃ，Ｂ［１］）＝ｍｉｎ（１８０，６３）＝１８０
この逆信号値クリッピング後入力ＲＧＢ信号にγ補正を施すことで、γ補正後ＲＧＢ信号は以下のようになる。
Rs [1] = max (MINc, R [1]) = min (180,159) = 180
Gs [1] = max (MINc, G [1]) = min (180,255) = 255
Bs [1] = max (MINc, B [1]) = min (180, 63) = 180
By applying γ correction to the input RGB signal after the inverse signal value clipping, the RGB signal after γ correction is as follows.
Ｒｓｇ［１］＝（Ｒｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（１８０／２５５）２×２５５
＝１２７
Ｇｓｇ［１］＝（Ｇｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（２５５／２５５）２×２５５
＝２５５
Ｂｓｇ［１］＝（Ｂｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（１８０／２５５）２×２５５
＝１２７
これより、Ｗ透過量Ｗｔｓｇ［１］を算出すると以下のようになる。
Rsg [1] = (Rs [1] / MAX) γ × MAX = (180/255) 2 × 255
= 127
Gsg [1] = (Gs [1] / MAX) γ × MAX = (255/255) 2 × 255
= 255
Bsg [1] = (Bs [1] / MAX) γ × MAX = (180/255) 2 × 255
= 127
From this, the W transmission amount Wtsg [1] is calculated as follows.
Ｗｔｓｇ［１］
＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
＝ｍｉｎ（２５５／（１＋１／１．２５），１２７）
＝ｍｉｎ（１４２，１２７）＝１２７
これより、ＲＧＢ透過量（Ｒｔｓｇ［１］，Ｇｔｓｇ［１］，Ｂｔｓｇ［１］）を算出すると以下のようになる。
Wtsg [1]
= Min (maxRGBsg / (1 + 1 / WR), minRGBsg)
= Min (255 / (1 + 1 / 1.25), 127)
= Min (142,127) = 127
From this, the RGB transmission amount (Rtsg [1], Gtsg [1], Btsg [1]) is calculated as follows.
Ｒｔｓｇ［１］＝Ｒｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］＝１２７−１２７＝０
Ｇｔｓｇ［１］＝Ｇｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］＝２５５−１２７＝１２８
Ｂｔｓｇ［１］＝Ｂｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］＝１２７−１２７＝０
これより、バックライト値Ｗｂｓｇを算出すると以下のようになる。
Rtsg [1] = Rsg [1] −Wtsg [1] = 127-127 = 0
Gtsg [1] = Gsg [1] -Wtsg [1] = 255-127 = 128
Btsg [1] = Bsg [1] −Wtsg [1] = 127-127 = 0
From this, the backlight value Wbsg is calculated as follows.
Ｗｂｓｇ＝ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［１］，Ｇｔｓｇ［１］，Ｂｔｓｇ［１］，
Ｗｔｓｇ［１］／ＷＲ）
＝ｍａｘ（５３，１２８，５３，１２７／１．２５）
＝ｍａｘ（０，１２８，０，１０２）＝１２８
よって、逆信号値クリッピング処理を行う場合のバックライト値は１２８となる。
Wbsg = max (Rtsg [1], Gtsg [1], Btsg [1],
Wtsg [1] / WR)
= Max (53, 128, 53, 127 / 1.25)
= Max (0,128,0,102) = 128
Therefore, the backlight value when the inverse signal value clipping process is performed is 128.
すなわち、本算出例では、逆信号値クリッピング処理によってバックライト値を２３９から１２８に低減させることができる（約４６％の低減）。 That is, in this calculation example, the backlight value can be reduced from 239 to 128 by the inverse signal value clipping process (a reduction of about 46%).
次に、例えば、本実施の形態３における逆信号値クリッピング処理を、入力画像の画素値（Ｒ［１］，Ｇ［１］，Ｂ［１］）＝（１５９，１８７，８５）に適用した場合を考える（第２の算出例）。尚、逆信号値クリッピング処理における各種パラメータは、上記第１の算出例と同様とする。 Next, for example, the inverse signal value clipping process in the third embodiment is applied to the pixel value (R [1], G [1], B [1]) = (159, 187, 85) of the input image. Consider a case (second calculation example). Various parameters in the inverse signal value clipping process are the same as those in the first calculation example.
まず、逆信号値クリッピング処理を行わない場合のバックライト値算出過程は、実施の形態１の第２の算出例の場合と同様であり、そのバックライト値は１０９となる。 First, the backlight value calculation process when the inverse signal value clipping processing is not performed is the same as that in the second calculation example of the first embodiment, and the backlight value is 109.
一方、逆信号値クリッピング処理を行った場合のバックライト値は以下のように算出される。 On the other hand, the backlight value when the inverse signal value clipping process is performed is calculated as follows.
まず、バックライト上限値ＭＡＸｗを算出すると以下のようになる。 First, the backlight upper limit MAXw is calculated as follows.
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ２＝２５５×（１−０．５）＝１２８
次に、γ補正後のＲＧＢ信号の最大値ｍａｘＲＧＢｇを算出すると以下のようになる。
MAXw = MAX × BlRatio2 = 255 × (1-0.5) = 128
Next, the maximum value maxRGBg of the RGB signal after γ correction is calculated as follows.
ｍａｘＲＧＢｇ＝（ｍａｘＲＧＢ／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（１８７／２５５）２×２５５＝１３７
これより、信号下限値ＭＩＮｃを算出すると以下のようになる。
maxRGBg = (maxRGB / MAX) γ × MAX
= (187/255) 2 × 255 = 137
From this, the signal lower limit value MINc is calculated as follows.
ＭＩＮｃ＝ｆｇ（ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｇ−ＭＡＸｗ，０），１／γ）
＝ｆｇ（ｍａｘ（１３７−１２８，０），１／２）
＝ｆｇ（９，１／２）＝（９／２５５）１／２×２５５＝４８
これより、逆信号値クリッピング後入力ＲＧＢ信号を算出すると以下のようになる。
MINc = fg (max (maxRGBg−MAXw, 0), 1 / γ)
= Fg (max (137-128, 0), 1/2)
= Fg (9, 1/2 ) = (9/255) 1/2 x 255 = 48
From this, the input RGB signal after inverse signal value clipping is calculated as follows.
Ｒｓ［１］＝ｍａｘ（ＭＩＮｃ，Ｒ［１］）＝ｍｉｎ（４８，１５９）＝１５９
Ｇｓ［１］＝ｍａｘ（ＭＩＮｃ，Ｇ［１］）＝ｍｉｎ（４８，１８７）＝１８７
Ｂｓ［１］＝ｍａｘ（ＭＩＮｃ，Ｂ［１］）＝ｍｉｎ（４８，８５）＝８５
すなわち、逆信号値クリッピング処理前後におけるＲＧＢ値は同じになるので、結果的に逆信号値クリッピングが行われない。よってバックライト値は、第２の算出例では逆信号値クリッピング処理を行わないときと同じになる。
Rs [1] = max (MINc, R [1]) = min (48,159) = 159
Gs [1] = max (MINc, G [1]) = min (48,187) = 187
Bs [1] = max (MINc, B [1]) = min (48,85) = 85
That is, since the RGB values before and after the reverse signal value clipping process are the same, the reverse signal value clipping is not performed as a result. Therefore, the backlight value is the same as when the inverse signal value clipping process is not performed in the second calculation example.
〔実施の形態４〕
上記実施の形態３では、第１逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号算出部６５において、ＭＩＮｃ未満の入力信号に対しては、丁度ＭＩＮｃとなるような逆クリッピング処理を行っている。しかしながら、この方法では、入力信号の色相が変化する。
[Embodiment 4]
In the third embodiment, the RGB
本実施の形態４では、入力ＲＧＢ信号の中間値を調整することで、色相が変化しないようにする逆クリッピング処理方法を提案する。 In the fourth embodiment, an inverse clipping processing method is proposed in which the hue is not changed by adjusting the intermediate value of the input RGB signal.
本実施の形態４では、実施の形態３と同一の処理部及びステップに対しては、実施の形態３と同じ番号を付けると共に、詳細説明を省略する。尚、本実施の形態４に係る液晶表示装置は、図１５に示すように、実施の形態３における逆信号値クリッピング部５１の第１逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号算出部６５（Ｓ５５）を、第２逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号算出部７５に置き換えたものとして構成される。図１６は、図１５に示す逆信号値クリッピング部５１の動作を説明するフローチャートである。以下、実施の形態３からの変更点のみ説明する。
In the fourth embodiment, the same processing units and steps as those in the third embodiment are given the same numbers as in the third embodiment, and detailed description thereof is omitted. In addition, as shown in FIG. 15, the liquid crystal display device according to the fourth embodiment includes a first reverse signal value post-clipping RGB signal calculation unit 65 (S55) of the reverse signal
第２逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号算出部７５には、実施の形態３における第１逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号算出部６５と同様に、入力ＲＧＢ信号、及び信号下限値算出部６３によって求められた信号下限値が入力される。第２逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号算出部７５は、これらの入力ＲＧＢ信号及び信号下限値から、色相が保持された逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号（ｍｉｎＲＧＢｓ，ｍｉｄＲＧＢｓ，ｍａｘＲＧＢｓ）を下記(17)乃至(18)式、および(9)乃至(10)式を用いて算出する（Ｓ６５）。
The second inverse signal value post-clipping RGB
ｍｉｎＲＧＢｓ＝ｍａｘ（ＭＩＮｃ，ｍｉｎＲＧＢ） …(17)
ｍａｘＲＧＢｓ＝ｍａｘ（ＭＩＮｃ，ｍａｘＲＧＢ） …(18)
ここで、０＜ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢの場合、
ｍｉｄＲＧＢｓ
＝（ｍｉｄＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）×（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）
／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）＋ｍｉｎＲＧＢｓ …(9)
また、０＜ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ以外の場合、
ｍｉｄＲＧＢｓ＝ｍｉｎＲＧＢｓ …(10)
尚、ステップＳ６５における算出式の導出方法は、実施の形態２のステップＳ２５における算出式の導出方法と同様である。
minRGBs = max (MINc, minRGB) (17)
maxRGBs = max (MINc, maxRGB) (18)
Here, if 0 <maxRGB-minRGB,
midRGBs
= (MidRGB−minRGB) × (maxRGBs−minRGBs)
/ (MaxRGB−minRGB) + minRGBs (9)
In addition, when 0 <maxRGB−minRGB,
midRGBs = minRGBs (10)
The calculation formula derivation method in step S65 is the same as the calculation formula derivation method in step S25 of the second embodiment.
本実施の形態４における信号値クリッピング処理を、入力画像の画素値（Ｒ［１］，Ｇ［１］，Ｂ［１］）＝（１５９，２５５，６３）に適用した場合を考える（第１の算出例）。尚、ＭＡＸ＝２５５，γ＝２，ＷＲ＝１．２５とする。 Consider a case where the signal value clipping process in the fourth embodiment is applied to pixel values (R [1], G [1], B [1]) = (159, 255, 63) of the input image (first). Calculation example). Note that MAX = 255, γ = 2, and WR = 1.25.
まず、信号値クリッピング処理を行わない場合のバックライト値算出過程は、実施の形態１の第１の算出例の場合と同様であり、この場合のバックライト値は２３９になる。 First, the backlight value calculation process when the signal value clipping process is not performed is the same as that in the first calculation example of the first embodiment, and the backlight value in this case is 239.
一方、逆信号値クリッピング処理を行った場合のバックライト値は以下のように算出される。尚、以下の説明では、ＭＡＸ＝２５５，γ＝２，ＷＲ＝１．２５，ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ２＝０．５で逆信号値クリッピング処理を行った場合を例示する。 On the other hand, the backlight value when the inverse signal value clipping process is performed is calculated as follows. In the following description, a case where reverse signal value clipping processing is performed with MAX = 255, γ = 2, WR = 1.25, and BlLowRatio2 = 0.5 is exemplified.
まず、バックライト上限値ＭＡＸｗを算出すると以下のようになる。 First, the backlight upper limit MAXw is calculated as follows.
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ２＝２５５×（１−０．５）＝１２８
次に、γ補正後のＲＧＢ信号の最大値ｍａｘＲＧＢｇを算出すると以下のようになる。
MAXw = MAX × BlRatio2 = 255 × (1-0.5) = 128
Next, the maximum value maxRGBg of the RGB signal after γ correction is calculated as follows.
ｍａｘＲＧＢｇ＝（ｍａｘＲＧＢ／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ
＝（２５５／２５５）２×２５５＝２５５
これより、信号下限値ＭＩＮｃを算出すると以下のようになる。
maxRGBg = (maxRGB / MAX) γ × MAX
= (255/255) 2 × 255 = 255
From this, the signal lower limit value MINc is calculated as follows.
ＭＩＮｃ＝ｆｇ（ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｇ−ＭＡＸｗ，０），１／γ）
＝ｆｇ（ｍａｘ（２５５−１２８，０），１／２）
＝ｆｇ（１２７，１／２）＝（１２７／２５５）１／２×２５５＝１８０
これより、逆信号値クリッピング後入力ＲＧＢ信号を算出すると以下のようになる。
MINc = fg (max (maxRGBg−MAXw, 0), 1 / γ)
= Fg (max (255-128, 0), 1/2)
= Fg (127, 1/2 ) = (127/255) 1/2 × 255 = 180
From this, the input RGB signal after inverse signal value clipping is calculated as follows.
Ｒｓ［１］＝ｍｉｄＲＧＢｓ
＝（ｍｉｄＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）×（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）
／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）＋ｍｉｎＲＧＢｓ
＝（１５９−６３）×（２５５−１８０）／（２５５−６３）＋１８０
＝９６×７５／１９２＋１８０＝３８＋１８０＝２１８
Ｇｓ［１］＝ｍａｘＲＧＢｓ＝ｍａｘ（ＭＩＮｃ，ｍａｘＲＧＢ）
＝ｍａｘ（ＭＩＮｃ，Ｇ［１］）＝ｍａｘ（１８０，２５５）＝２５５
Ｂｓ［１］＝ｍｉｎＲＧＢｓ＝ｍａｘ（ＭＩＮｃ，ｍｉｎＲＧＢ）
＝ｍａｘ（ＭＩＮｃ，Ｂ［１］）＝ｍａｘ（１８０，６３）＝１８０
ここで、逆信号値クリッピング前後の色相を算出する。まず、逆信号値クリッピング前の色相Ｈ［１］（赤を０度とする）はＧが最大なので、
Ｈ［１］＝（２＋Ｃｒ−Ｃｂ）×６０
である。
Rs [1] = midRGBs
= (MidRGB−minRGB) × (maxRGBs−minRGBs)
/ (MaxRGB-minRGB) + minRGBs
= (159-63) × (255-180) / (255-63) +180
= 96 × 75/192 + 180 = 38 + 180 = 218
Gs [1] = maxRGBs = max (MINc, maxRGB)
= Max (MINc, G [1]) = max (180,255) = 255
Bs [1] = minRGBs = max (MINc, minRGB)
= Max (MINc, B [1]) = max (180,63) = 180
Here, the hue before and after the inverse signal value clipping is calculated. First, since the hue H [1] (with red as 0 degree) before clipping the reverse signal value is G,
H [1] = (2 + Cr−Cb) × 60
It is.
ここで、
Ｃｒ＝（ｍａｘＲＧＢ−Ｒ［１］）／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）
＝（２５５−１５９）／（２５５−６３）＝９６／１９２＝０．５
Ｃｂ＝（ｍａｘＲＧＢ−Ｂ［１］）／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）
＝（２５５−６３）／（２５５−６３）＝１９２／１９２＝１．０
である。よって、
Ｈ［１］＝（２＋０．５−１．０）×６０＝９０
となる。
here,
Cr = (maxRGB−R [1]) / (maxRGB−minRGB)
= (255-159) / (255-63) = 96/192 = 0.5
Cb = (maxRGB−B [1]) / (maxRGB−minRGB)
= (255-63) / (255-63) = 192/192 = 1.0
It is. Therefore,
H [1] = (2 + 0.5−1.0) × 60 = 90
It becomes.
一方、逆信号値クリッピング後の色相Ｈｓ［１］は、
Ｈｓ［１］＝（２＋Ｃｒｓ−Ｃｂｓ）×６０
である。
On the other hand, the hue Hs [1] after the reverse signal value clipping is
Hs [1] = (2 + Crs−Cbs) × 60
It is.
ここで、
Ｃｒｓ＝（ｍａｘＲＧＢｓ−Ｒｓ［１］）／（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）
＝（２５５−２１８）／（２５５−１８０）＝３７／７５＝０．５
Ｃｂｓ＝（ｍａｘＲＧＢｓ−Ｂｓ［１］）／（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）
＝（２５５−１８０）／（２５５−１８０）＝７５／７５＝１．０
である。よって、
Ｈｓ［１］＝（２＋０．５−１．０）×６０＝９０
となり、逆信号値クリッピングの前後で色相は変化していないことが分かる。
here,
Crs = (maxRGBs−Rs [1]) / (maxRGBs−minRGBs)
= (255-218) / (255-180) = 37/75 = 0.5
Cbs = (maxRGBs−Bs [1]) / (maxRGBs−minRGBs)
= (255-180) / (255-180) = 75/75 = 1.0
It is. Therefore,
Hs [1] = (2 + 0.5−1.0) × 60 = 90
Thus, it can be seen that the hue does not change before and after the inverse signal value clipping.
この逆信号値クリッピング後入力ＲＧＢ信号にγ補正を施すことで、γ補正後ＲＧＢ信号は以下のようになる。 By applying γ correction to the input RGB signal after the inverse signal value clipping, the RGB signal after γ correction is as follows.
Ｒｓｇ［１］＝（Ｒｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（２１８／２５５）２×２５５
＝１８６
Ｇｓｇ［１］＝（Ｇｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（２５５／２５５）２×２５５
＝２５５
Ｂｓｇ［１］＝（Ｂｓ［１］／ＭＡＸ）γ×ＭＡＸ＝（１８０／２５５）２×２５５
＝１２７
これより、Ｗ透過量Ｗｔｓｇ［１］を算出すると以下のようになる。
Rsg [1] = (Rs [1] / MAX) γ × MAX = (218/255) 2 × 255
= 186
Gsg [1] = (Gs [1] / MAX) γ × MAX = (255/255) 2 × 255
= 255
Bsg [1] = (Bs [1] / MAX) γ × MAX = (180/255) 2 × 255
= 127
From this, the W transmission amount Wtsg [1] is calculated as follows.
Ｗｔｓｇ［１］
＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｓｇ）
＝ｍｉｎ（２５５／（１＋１／１．２５），１２７）
＝ｍｉｎ（１４２，１２７）＝１２７
これより、ＲＧＢ透過量（Ｒｔｓｇ［１］，Ｇｔｓｇ［１］，Ｂｔｓｇ［１］）を算出すると以下のようになる。
Wtsg [1]
= Min (maxRGBsg / (1 + 1 / WR), minRGBsg)
= Min (255 / (1 + 1 / 1.25), 127)
= Min (142,127) = 127
From this, the RGB transmission amount (Rtsg [1], Gtsg [1], Btsg [1]) is calculated as follows.
Ｒｔｓｇ［１］＝Ｒｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］＝１８６−１２７＝５９
Ｇｔｓｇ［１］＝Ｇｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］＝２５５−１２７＝１２８
Ｂｔｓｇ［１］＝Ｂｓｇ［１］−Ｗｔｓｇ［１］＝１２７−１２７＝０
これより、バックライト値Ｗｂｓｇを算出すると以下のようになる。
Rtsg [1] = Rsg [1] −Wtsg [1] = 186-127 = 59
Gtsg [1] = Gsg [1] -Wtsg [1] = 255-127 = 128
Btsg [1] = Bsg [1] −Wtsg [1] = 127-127 = 0
From this, the backlight value Wbsg is calculated as follows.
Ｗｂｓｇ＝ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［１］，Ｇｔｓｇ［１］，Ｂｔｓｇ［１］，
Ｗｔｓｇ［１］／ＷＲ）
＝ｍａｘ（５９，１２８，０，１２７／１．２５）
＝ｍａｘ（５９，１２８，０，１０２）＝１２８
よって、逆信号値クリッピング処理を行う場合のバックライト値は１２８となる。
Wbsg = max (Rtsg [1], Gtsg [1], Btsg [1],
Wtsg [1] / WR)
= Max (59, 128, 0, 127 / 1.25)
= Max (59,128,0,102) = 128
Therefore, the backlight value when the inverse signal value clipping process is performed is 128.
すなわち、本算出例では、逆信号値クリッピング処理によってバックライト値を２３９から１２８に低減させることができる（約４６％の低減）。 That is, in this calculation example, the backlight value can be reduced from 239 to 128 by the inverse signal value clipping process (a reduction of about 46%).
本液晶表示装置において、バックライト１７は、基本的には複数の画素に対して１つ設けられる。このため、例えば図１に示す液晶表示装置は、液晶パネル１５の表示画面全体に対して一つの白色バックライト１７を対応させた構成を例示している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、液晶パネル１５の表示画面を複数の領域に分割し、各領域毎にバックライト輝度調整が可能となるように、複数のバックライトを備えた構成としても良い。
In the present liquid crystal display device, basically, one
図１７は、１枚の表示領域に対し２つの白色バックライトを持つ例を示したものであるが、バックライトの数は限定されない。 FIG. 17 shows an example having two white backlights for one display area, but the number of backlights is not limited.
図１７に示す液晶表示装置は、信号値クリッピング部１１、γ補正部１２、入力信号分割部１５１、出力信号生成部１３ａおよび１３ｂ、液晶パネル制御部１４ａおよび１４ｂ、液晶パネル１５、バックライト制御部１６ａおよび１６ｂ、および白色バックライト１７ａおよび１７ｂを備えて構成されている。また、信号値クリッピング部１１に代えて逆信号値クリッピング部５１を備えた構成であってもよい。
17 includes a signal
入力信号分割部１５１は、γ補正部１２から入力される１画面分のγ補正後入力ＲＧＢ信号を２つのエリア分の信号に振り分け、それぞれのエリアの入力ＲＧＢ信号を出力信号生成部１３ａおよび１３ｂに入力する。出力信号生成部１３ａおよび１３ｂは、対応する各エリアに対して、図１における出力信号生成部１３と同等の処理を行う。
The input
液晶パネル制御部１４ａおよび１４ｂは、対応する各エリアに対して、図１における液晶パネル制御部１４と同等の処理を行うが、各制御部は、液晶パネル１５の対応するエリアに相当する位置の画素透過率を制御する。
The liquid crystal
バックライト制御部１６ａおよび１６ｂは、対応する各エリアに対して、図１におけるバックライト制御部１６と同等の処理を行う。白色バックライト１７ａおよび１７ｂは、それぞれバックライト１７と同じ構造であるが、各バックライトは、それぞれ対応するエリアを照明する。
The
このように、１画面を複数のエリアに分割し、エリア単位で制御を行うことで、更にバックライト値を下げることができる。尚、本実施の形態では、１画面を２つのエリアに分割しているが、３つ以上のエリアに分割して制御することも可能である。 Thus, the backlight value can be further lowered by dividing one screen into a plurality of areas and performing control in units of areas. In the present embodiment, one screen is divided into two areas, but it is also possible to control by dividing it into three or more areas.
一般的な画像においては、近傍領域に似たような色が連続する性質がある。このため、図１７に示す構成のように、バックライト領域を分割することにより、暗い画素が集まったバックライト領域のバックライトはより暗くできる。その結果、バックライトを分割しない時より、バックライトを分割した方が、全体のバックライト消費電力を下げることができる。 A general image has a property that colors similar to those in a neighboring region continue. For this reason, as in the configuration shown in FIG. 17, by dividing the backlight region, the backlight of the backlight region where dark pixels are gathered can be made darker. As a result, it is possible to reduce the overall backlight power consumption when the backlight is divided rather than when the backlight is not divided.
また、信号値クリッピング部１１（あるいは逆信号値クリッピング部５１）、γ補正部１２、および出力信号生成部１３の処理は、これをパソコン上で動作可能なソフトウェアで実現することが可能である。以下に、上記処理をソフトウェアで実現する場合の手順を説明する。
The processing of the signal value clipping unit 11 (or the inverse signal value clipping unit 51), the
図１８は、上記処理をソフトウェアで実現する場合のシステム構成を示す図である。上記システムは、パソコン本体１６１、入出力装置１６５で構成されている。また、パソコン本体１６１は、ＣＰＵ１６２、メモリ１６３、入出力インタフェース１６４を備えている。入出力装置１６５は、記憶媒体１６６を備えている。
FIG. 18 is a diagram showing a system configuration when the above processing is realized by software. The system includes a personal computer
まずＣＰＵ１６２は、入出力インタフェース１６４を介して、入出力装置１６５を制御し、記憶媒体１６６から信号値クリッピング（あるいは逆信号値クリッピング）、γ補正、出力信号生成の各プログラム、パラメータファイル（入力ＲＧＢ信号の上限値、バックライト値低減率、γ係数、及び白色輝度比や、１画面を複数エリアに分割する際に用いるエリア情報など）、及び入力画像データを読み込んで、メモリ１６３に格納する。
First, the
さらに、ＣＰＵ１６２は、メモリ１６３からプログラム、パラメータファイル、及び入力画像データを読み取り、メモリ１６３からプログラムの各命令に従って、入力された入力画像データに対して、信号値クリッピング（あるいは逆信号値クリッピング）、γ補正、及び出力信号生成処理を行った後、入出力インタフェース１６４を介して、入出力装置１６５を制御し、出力信号生成後のバックライト値、及びＲＧＢＷ透過率を記憶媒体１６６に出力する。
Further, the
あるいは、図１９のように、入出力インタフェース１６４を介して、出力信号生成後のバックライト値、及びＲＧＢＷ透過率を、それぞれ、バックライト制御部１６、液晶パネル制御部１４に出力することで、白色バックライト１７、及び液晶パネル１５を制御して、実際に画像を表示させることもできる。
Alternatively, as shown in FIG. 19, by outputting the backlight value after generation of the output signal and the RGBW transmittance to the
このように、上記システムでは、パソコン上で上述した信号値クリッピング（あるいは逆信号値クリッピング）、γ補正、及び出力信号生成を行うことができる。これにより、実際に信号値クリッピング部（あるいは逆信号値クリッピング部）や出力信号生成部を試作する前に、信号値クリッピング（あるいは逆信号値クリッピング）方法や出力信号生成方法の妥当性や、バックライト値低減の効果を確認することが可能となる。 Thus, in the above system, the above-described signal value clipping (or inverse signal value clipping), γ correction, and output signal generation can be performed on a personal computer. This allows the validity of the signal value clipping (or inverse signal value clipping) method and output signal generation method, and the The effect of reducing the write value can be confirmed.
１１ 信号値クリッピング部
１２ γ補正部
１３，１３ａ，１３ｂ 出力信号生成部
１４，１４ａ，１４ｂ 液晶パネル制御部
１５ ＲＧＢＷ液晶パネル
１６，１６ａ，１６ｂ バックライト制御部
１７，１７ａ，１７ｂ 白色バックライト
２１ 第１バックライト上限値算出部
２２ γ補正後ＲＧＢ信号最小値算出部
２３ 信号上限値算出部
２５ 第１信号値クリッピング後ＲＧＢ信号算出部
３５ 第２信号値クリッピング後ＲＧＢ信号算出部
４１ Ｗ透過量算出部
４２ ＲＧＢ透過量算出部
４３ バックライト値算出部
４４ 透過率算出部
５１ 逆信号値クリッピング部
６１ 第２バックライト上限値算出部
６２ γ補正後ＲＧＢ信号最大値算出部
６３ 信号下限値算出部
６５ 第１逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号算出部
７５ 第２逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号算出部
１５１ 入力信号分割部
１６１ パソコン本体
１６２ ＣＰＵ
１６３ メモリ
１６４ 入出力インタフェース
１６５ 入出力装置
１６６ 記憶媒体
11 Signal
163
Claims (15)
発光輝度を制御可能な白色アクティブバックライトと、
入力画像である入力ＲＧＢ信号に含まれる画素データのうち、輝度、あるいは輝度・彩度が共に高い画素データに対して、入力ＲＧＢ信号の彩度及び輝度を下げるように、入力ＲＧＢ信号の各信号値を予め定められた信号上限値以下に切り捨てる信号値クリッピング処理を施すことで、入力ＲＧＢ信号を信号値クリッピング後ＲＧＢ信号に変換する信号値クリッピング部と、
上記信号値クリッピング後ＲＧＢ信号に対してγ補正を行い、γ補正後ＲＧＢ信号に変換するγ補正部と、
上記γ補正後ＲＧＢ信号から、上記液晶パネルの各画素におけるＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルの透過率信号を生成するとともに、上記アクティブバックライトにおけるバックライト値を算出する出力信号生成部と、
上記出力信号生成部で生成された上記透過率信号をもとに液晶パネルを駆動制御する液晶パネル制御部と、
上記出力信号生成部で算出されたバックライト値に基づき、上記アクティブバックライトの発光輝度を制御するバックライト制御部とを備えていることを特徴とする透過型液晶表示装置。 A liquid crystal panel in which one pixel is divided into four sub-pixels of red (R), green (G), blue (B), and white (W);
A white active backlight with controllable brightness,
Each signal of the input RGB signal so as to lower the saturation and brightness of the input RGB signal with respect to the pixel data included in the input RGB signal which is the input image, with respect to pixel data having high brightness or high brightness / saturation. A signal value clipping unit that converts an input RGB signal to an RGB signal after clipping the signal value by performing a signal value clipping process that rounds down the value to a predetermined signal upper limit value or less;
A γ correction unit that performs γ correction on the RGB signal after clipping the signal value and converts the RGB signal to a RGB signal after γ correction;
An output signal generation unit that generates a transmittance signal of each of R, G, B, and W subpixels in each pixel of the liquid crystal panel from the RGB signal after the γ correction and calculates a backlight value in the active backlight When,
A liquid crystal panel control unit that drives and controls the liquid crystal panel based on the transmittance signal generated by the output signal generation unit;
A transmissive liquid crystal display device comprising: a backlight control unit that controls light emission luminance of the active backlight based on the backlight value calculated by the output signal generation unit.
発光輝度を制御可能な白色アクティブバックライトと、
入力画像である入力ＲＧＢ信号に含まれる画素データのうち、輝度・彩度共に高い画素データに対して、入力ＲＧＢ信号の彩度を下げ輝度を上げるように、入力ＲＧＢ信号の各信号値を予め定められた信号下限値以上に切り上げる逆信号値クリッピング処理を施すことで、入力ＲＧＢ信号を逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号に変換する逆信号値クリッピング部と、
上記逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号に対してγ補正を行い、γ補正後ＲＧＢ信号に変換するγ補正部と、
上記γ補正後ＲＧＢ信号から、上記液晶パネルの各画素におけるＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各サブピクセルの透過率信号を生成するとともに、上記アクティブバックライトにおけるバックライト値を算出する出力信号生成部と、
上記出力信号生成部で生成された上記透過率信号をもとに液晶パネルを駆動制御する液晶パネル制御部と、
上記出力信号生成部で算出されたバックライト値に基づき、上記アクティブバックライトの発光輝度を制御するバックライト制御部とを備えていることを特徴とする透過型液晶表示装置。 A liquid crystal panel in which one pixel is divided into four sub-pixels of red (R), green (G), blue (B), and white (W);
A white active backlight with controllable brightness,
Among the pixel data included in the input RGB signal that is the input image, the signal values of the input RGB signal are preliminarily set so as to lower the saturation of the input RGB signal and increase the luminance with respect to the pixel data having both high luminance and saturation. An inverse signal value clipping unit that converts an input RGB signal into an RGB signal after clipping the inverse signal value by performing an inverse signal value clipping process that is rounded up to a predetermined signal lower limit value or more;
A γ correction unit that performs γ correction on the RGB signal after clipping the reverse signal value and converts the RGB signal to an RGB signal after γ correction;
An output signal generation unit that generates a transmittance signal of each of R, G, B, and W subpixels in each pixel of the liquid crystal panel from the RGB signal after the γ correction and calculates a backlight value in the active backlight When,
A liquid crystal panel control unit that drives and controls the liquid crystal panel based on the transmittance signal generated by the output signal generation unit;
A transmissive liquid crystal display device comprising: a backlight control unit that controls light emission luminance of the active backlight based on the backlight value calculated by the output signal generation unit.
ＲＧＢＷサブピクセルにおいて、各ＲＧＢＷサブピクセルそれぞれの透過率を同じ値にした時のＲＧＢサブピクセルから出力される輝度に対し、Ｗサブピクセルから出力される輝度が何倍明るいかを示す値を白色輝度比ＷＲとし、この白色輝度比ＷＲを考慮した信号値クリッピング処理および出力信号生成処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の透過型液晶表示装置。 The signal value clipping unit and the output signal generation unit are
In the RGBW subpixel, the value indicating how many times the luminance output from the W subpixel is brighter than the luminance output from the RGB subpixel when the transmittance of each RGBW subpixel is set to the same value. 2. The transmission type liquid crystal display device according to claim 1, wherein a signal value clipping process and an output signal generation process are performed in consideration of the white luminance ratio WR.
ＲＧＢＷサブピクセルにおいて、各ＲＧＢＷサブピクセルそれぞれの透過率を同じ値にした時のＲＧＢサブピクセルから出力される輝度に対し、Ｗサブピクセルから出力される輝度が何倍明るいかを示す値を白色輝度比ＷＲとし、この白色輝度比ＷＲを考慮した逆信号値クリッピング処理および出力信号生成処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の透過型液晶表示装置。 The inverse signal value clipping unit and the output signal generation unit are
For RGBW subpixels, white luminance is a value indicating how many times the luminance output from the W subpixel is brighter than the luminance output from the RGB subpixel when the transmittance of each RGBW subpixel is set to the same value. 3. The transmissive liquid crystal display device according to claim 2, wherein a reverse signal value clipping process and an output signal generation process are performed in consideration of the white luminance ratio WR.
上記信号値クリッピング処理を以下の(A)〜(D)の手順によって行い、入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）を信号値クリッピング後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）に変換することを特徴とする請求項１，３，５のいずれか一項に記載の透過型液晶表示装置。
(A) バックライト上限値ＭＡＸｗを、(1)式を用いて算出する。
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ１ …(1)
ただし、
ＭＡＸ：信号値クリッピング処理を行わない場合のバックライト値の上限値
（≧入力ＲＧＢ信号の全てのＲＧＢ値の最大値）
ＢｌＲａｔｉｏ１：第１バックライト値設定率（＝１−ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ１）
ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ１：第１バックライト値低減率
（０≦ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ１≦１）
以下の(B)〜(D)の処理を、入力画像内の画素数だけ繰り返す。
(B) γ補正後のＲＧＢ信号の最小値ｍｉｎＲＧＢｇを、(2)式を用いて算出する。
ｍｉｎＲＧＢｇ＝ｍｉｎ（Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍｉｎＲＧＢ，γ） …(2)
ただし、
Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］：γ補正後のＲＧＢ信号
ｍｉｎＲＧＢ：入力ＲＧＢ信号の最小値
（＝ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］））
ｍｉｎ（Ａ，Ｂ，．．．）：Ａ，Ｂ，．．の最小値
γ：γ係数（＞０）
ｆｇ（ｘ，ｇ）：γ補正関数
(C) 信号上限値ＭＡＸｃを、(3)式を用いて算出する。
ＭＡＸｃ
＝ｆｇ（ｍｉｎ（ＭＡＸｗ＋ｍｉｎ（ＭＡＸｗ×ＷＲ，ｍｉｎＲＧＢｇ），ＭＡＸ），
１／γ） …(3)
ただし、
ＷＲ：白色輝度比（各ＲＧＢＷサブピクセルそれぞれの透過率を同じ値にした時のＲＧＢサブピクセルから出力される輝度に対し、Ｗサブピクセルから出力される輝度が何倍明るいかを示す値）
(D) 信号値クリッピング後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）を、(4)式〜(6)式を用いて算出する。
Ｒｓ［ｉ］＝ｍｉｎ（ＭＡＸｃ，Ｒ［ｉ］） …(4)
Ｇｓ［ｉ］＝ｍｉｎ（ＭＡＸｃ，Ｇ［ｉ］） …(5)
Ｂｓ［ｉ］＝ｍｉｎ（ＭＡＸｃ，Ｂ［ｉ］） …(6) The signal value clipping unit
The signal value clipping process is performed according to the following procedures (A) to (D), and the input RGB signal (R [i], G [i], B [i]) is converted into the RGB signal (Rs [i] after the signal value clipping. ], Gs [i], Bs [i]). The transmissive liquid crystal display device according to any one of claims 1, 3, and 5.
(A) The backlight upper limit value MAXw is calculated using equation (1).
MAXw = MAX × BlRatio1 (1)
However,
MAX: Upper limit of backlight value when signal value clipping processing is not performed
(≧ maximum value of all RGB values of input RGB signal)
BlRatio1: First backlight value setting rate (= 1-BlLowRatio1)
BlLowRatio1: First backlight value reduction rate
(0 ≦ BlLowRatio1 ≦ 1)
The following processes (B) to (D) are repeated for the number of pixels in the input image.
(B) The minimum value minRGBg of the RGB signal after γ correction is calculated using equation (2).
minRGBg = min (Rg [i], Gg [i], Bg [i])
= Fg (minRGB, γ) (2)
However,
Rg [i], Gg [i], Bg [i]: RGB signal after γ correction minRGB: Minimum value of input RGB signal
(= Min (R [i], G [i], B [i]))
min (A, B,...): A, B,. . Minimum value γ: γ coefficient (> 0)
fg (x, g): γ correction function
(C) The signal upper limit value MAXc is calculated using equation (3).
MAXc
= Fg (min (MAXw + min (MAXw × WR, minRGBg), MAX),
1 / γ) (3)
However,
WR: White luminance ratio (value indicating how many times the luminance output from the W sub-pixel is brighter than the luminance output from the RGB sub-pixel when the transmittance of each RGBW sub-pixel is set to the same value)
(D) The RGB signal (Rs [i], Gs [i], Bs [i]) after the signal value clipping is calculated using the equations (4) to (6).
Rs [i] = min (MAXc, R [i]) (4)
Gs [i] = min (MAXc, G [i]) (5)
Bs [i] = min (MAXc, B [i]) (6)
上記信号値クリッピング処理を以下の(A)〜(D)の手順によって行い、入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）を信号値クリッピング後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）に変換することを特徴とする請求項１，３，５，７のいずれか一項に記載の透過型液晶表示装置。
(A) バックライト上限値ＭＡＸｗを、(1)式を用いて算出する。
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ１ …(1)
ただし、
ＭＡＸ：信号値クリッピング処理を行わない場合のバックライト値の上限値
（≧入力ＲＧＢ信号の全てのＲＧＢ値の最大値）
ＢｌＲａｔｉｏ１：第１バックライト値設定率（＝１−ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ１）
ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ１：第１バックライト値低減率
（０≦ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ１≦１）
以下の(B)〜(D)の処理を、入力画像内の画素数だけ繰り返す。
(B) γ補正後のＲＧＢ信号の最小値ｍｉｎＲＧＢｇを、(2)式を用いて算出する。
ｍｉｎＲＧＢｇ＝ｍｉｎ（Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍｉｎＲＧＢ，γ） …(2)
ただし、
Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］：γ補正後のＲＧＢ信号
ｍｉｎＲＧＢ：入力ＲＧＢ信号の最小値
（＝ｍｉｎ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］））
ｍｉｎ（Ａ，Ｂ，．．．）：Ａ，Ｂ，．．の最小値
γ：γ係数（＞０）
ｆｇ（ｘ，ｇ）：γ補正関数
(C) 信号上限値ＭＡＸｃを、(3)式を用いて算出する。
ＭＡＸｃ
＝ｆｇ（ｍｉｎ（ＭＡＸｗ＋ｍｉｎ（ＭＡＸｗ×ＷＲ，ｍｉｎＲＧＢｇ），ＭＡＸ），
１／γ） …(3)
ただし、
ＷＲ：白色輝度比（各ＲＧＢＷサブピクセルそれぞれの透過率を同じ値にした時のＲＧＢサブピクセルから出力される輝度に対し、Ｗサブピクセルから出力される輝度が何倍明るいかを示す値）
(D) 信号値クリッピング後ＲＧＢ信号（ｍｉｎＲＧＢｓ，ｍｉｄＲＧＢｓ，ｍａｘＲＧＢｓ）を、(7)式〜(10)式を用いて算出する。
ｍｉｎＲＧＢｓ＝ｍｉｎ（ＭＡＸｃ，ｍｉｎＲＧＢ） …(7)
ｍａｘＲＧＢｓ＝ｍｉｎ（ＭＡＸｃ，ｍａｘＲＧＢ） …(8)
a) ０＜ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢの場合
ｍｉｄＲＧＢｓ
＝（ｍｉｄＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）×（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）
／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）＋ｍｉｎＲＧＢｓ …(9)
b) a)以外の場合
ｍｉｄＲＧＢｓ＝ｍｉｎＲＧＢｓ …(10)
ただし、
ｍｉｄＲＧＢ＝ｍｉｄ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）
ｍｉｄ（Ａ，Ｂ，．．．）：Ａ，Ｂ，．．．の中間の値
ｍｉｎＲＧＢｓ＝ｍｉｎ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）
ｍｉｄＲＧＢｓ＝ｍｉｄ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）
ｍａｘＲＧＢｓ＝ｍａｘ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］） The signal value clipping unit
The signal value clipping process is performed according to the following procedures (A) to (D), and the input RGB signal (R [i], G [i], B [i]) is converted into the RGB signal (Rs [i] after the signal value clipping. ], Gs [i], Bs [i]). The transmissive liquid crystal display device according to any one of claims 1, 3, 5, and 7.
(A) The backlight upper limit value MAXw is calculated using equation (1).
MAXw = MAX × BlRatio1 (1)
However,
MAX: Upper limit of backlight value when signal value clipping processing is not performed
(≧ maximum value of all RGB values of input RGB signal)
BlRatio1: First backlight value setting rate (= 1-BlLowRatio1)
BlLowRatio1: First backlight value reduction rate
(0 ≦ BlLowRatio1 ≦ 1)
The following processes (B) to (D) are repeated for the number of pixels in the input image.
(B) The minimum value minRGBg of the RGB signal after γ correction is calculated using equation (2).
minRGBg = min (Rg [i], Gg [i], Bg [i])
= Fg (minRGB, γ) (2)
However,
Rg [i], Gg [i], Bg [i]: RGB signal after γ correction minRGB: Minimum value of input RGB signal
(= Min (R [i], G [i], B [i]))
min (A, B,...): A, B,. . Minimum value γ: γ coefficient (> 0)
fg (x, g): γ correction function
(C) The signal upper limit value MAXc is calculated using equation (3).
MAXc
= Fg (min (MAXw + min (MAXw × WR, minRGBg), MAX),
1 / γ) (3)
However,
WR: White luminance ratio (a value indicating how many times the luminance output from the W sub-pixel is brighter than the luminance output from the RGB sub-pixel when the transmittance of each RGBW sub-pixel is set to the same value)
(D) The RGB signals (minRGBs, midRGBs, maxRGBs) after the signal value clipping are calculated using the equations (7) to (10).
minRGBs = min (MAXc, minRGB) (7)
maxRGBs = min (MAXc, maxRGB) (8)
a) When 0 <maxRGB-minRGB midRGBs
= (MidRGB−minRGB) × (maxRGBs−minRGBs)
/ (MaxRGB−minRGB) + minRGBs (9)
b) In cases other than a) midRGBs = minRGBs (10)
However,
midRGB = mid (R [i], G [i], B [i])
mid (A, B,...): A, B,. . . An intermediate value of minRGBs = min (Rs [i], Gs [i], Bs [i])
midRGBs = mid (Rs [i], Gs [i], Bs [i])
maxRGBs = max (Rs [i], Gs [i], Bs [i])
上記逆信号値クリッピング処理を以下の(A)〜(D)の手順によって行い、入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）を逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）に変換することを特徴とする請求項２，４，６のいずれか一項に記載の透過型液晶表示装置。
(A) バックライト上限値ＭＡＸｗを、(11)式を用いて算出する。
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ２ …(11)
ただし、
ＭＡＸ：信号値クリッピング処理を行わない場合のバックライト値の上限値
（≧入力ＲＧＢ信号の全てのＲＧＢ値の最大値）
ＢｌＲａｔｉｏ２：第２バックライト値設定率（＝１−ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ２）
ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ２：第２バックライト値低減率
（０≦ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ２≦ＷＲ／（１＋ＷＲ））
ＷＲ：白色輝度比（各ＲＧＢＷサブピクセルそれぞれの透過率を同じ値にした時のＲＧＢサブピクセルから出力される輝度に対し、Ｗサブピクセルから出力される輝度が何倍明るいかを示す値）
以下の(B)〜(D)の処理を、入力画像内の画素数だけ繰り返す。
(B) γ補正後のＲＧＢ信号の最大値ｍａｘＲＧＢｇを、(12)式を用いて算出する。
ｍａｘＲＧＢｇ＝ｍａｘ（Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍａｘＲＧＢ，γ） …(12)
ただし、
Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］：γ補正後のＲＧＢ信号
ｍａｘＲＧＢ：入力ＲＧＢ信号の最大値
（＝ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］））
ｍａｘ（Ａ，Ｂ，．．．）：Ａ，Ｂ，．．の最大値
γ：γ係数（＞０）
ｆｇ（ｘ，ｇ）：γ補正関数
(C) 信号下限値ＭＩＮｃを、(13)式を用いて算出する。
ＭＩＮｃ＝ｆｇ（ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｇ−ＭＡＸｗ，０），１／γ） …(13)
(D) 逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）を、(14)式〜(16)式を用いて算出する。
Ｒｓ［ｉ］＝ｍａｘ（ＭＩＮｃ，Ｒ［ｉ］） …(14)
Ｇｓ［ｉ］＝ｍａｘ（ＭＩＮｃ，Ｇ［ｉ］） …(15)
Ｂｓ［ｉ］＝ｍａｘ（ＭＩＮｃ，Ｂ［ｉ］） …(16) The inverse signal value clipping unit is
The reverse signal value clipping process is performed according to the following procedures (A) to (D), and the input RGB signal (R [i], G [i], B [i]) is converted into the RGB signal (Rs after reverse signal value clipping). 7. The transmissive liquid crystal display device according to claim 2, wherein the transmissive liquid crystal display device is converted into [i], Gs [i], Bs [i]).
(A) The backlight upper limit value MAXw is calculated using equation (11).
MAXw = MAX × BlRatio2 (11)
However,
MAX: Upper limit of backlight value when signal value clipping processing is not performed
(≧ maximum value of all RGB values of input RGB signal)
BlRatio2: Second backlight value setting rate (= 1-BlLowRatio2)
BlLowRatio 2: Second backlight value reduction rate
(0 ≦ BlLowRatio2 ≦ WR / (1 + WR))
WR: White luminance ratio (a value indicating how many times the luminance output from the W sub-pixel is brighter than the luminance output from the RGB sub-pixel when the transmittance of each RGBW sub-pixel is set to the same value)
The following processes (B) to (D) are repeated for the number of pixels in the input image.
(B) The maximum value maxRGBg of the RGB signal after γ correction is calculated using equation (12).
maxRGBg = max (Rg [i], Gg [i], Bg [i])
= Fg (maxRGB, γ) (12)
However,
Rg [i], Gg [i], Bg [i]: RGB signal after γ correction maxRGB: Maximum value of input RGB signal
(= Max (R [i], G [i], B [i]))
max (A, B,...): A, B,. . Maximum value of γ: γ coefficient (> 0)
fg (x, g): γ correction function
(C) The signal lower limit value MINc is calculated using equation (13).
MINc = fg (max (maxRGBg−MAXw, 0), 1 / γ) (13)
(D) The RGB signal (Rs [i], Gs [i], Bs [i]) after inverse signal value clipping is calculated using the equations (14) to (16).
Rs [i] = max (MINc, R [i]) (14)
Gs [i] = max (MINc, G [i]) (15)
Bs [i] = max (MINc, B [i]) (16)
上記逆信号値クリッピング処理を以下の(A)〜(D)の手順によって行い、入力ＲＧＢ信号（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）を逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）に変換することを特徴とする請求項２，４，６，８のいずれか一項に記載の透過型液晶表示装置。
(A) バックライト上限値ＭＡＸｗを、(11)式を用いて算出する。
ＭＡＸｗ＝ＭＡＸ×ＢｌＲａｔｉｏ２ …(11)
ただし、
ＭＡＸ：信号値クリッピング処理を行わない場合のバックライト値の上限値
（≧入力ＲＧＢ信号の全てのＲＧＢ値の最大値）
ＢｌＲａｔｉｏ２：第２バックライト値設定率（＝１−ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ２）
ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ２：第２バックライト値低減率
（０≦ＢｌＬｏｗＲａｔｉｏ２≦ＷＲ／（１＋ＷＲ））
ＷＲ：白色輝度比（各ＲＧＢＷサブピクセルそれぞれの透過率を同じ値にした時のＲＧＢサブピクセルから出力される輝度に対し、Ｗサブピクセルから出力される輝度が何倍明るいかを示す値）
以下の(B)〜(D)の処理を、入力画像内の画素数だけ繰り返す。
(B) γ補正後のＲＧＢ信号の最大値ｍａｘＲＧＢｇを、(12)式を用いて算出する。
ｍａｘＲＧＢｇ＝ｍａｘ（Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］）
＝ｆｇ（ｍａｘＲＧＢ，γ） …(12)
ただし、
Ｒｇ［ｉ］，Ｇｇ［ｉ］，Ｂｇ［ｉ］：γ補正後のＲＧＢ信号
ｍａｘＲＧＢ：入力ＲＧＢ信号の最大値
（＝ｍａｘ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］））
ｍａｘ（Ａ，Ｂ，．．．）：Ａ，Ｂ，．．の最大値
γ：γ係数（＞０）
ｆｇ（ｘ，ｇ）：γ補正関数
(C) 信号下限値ＭＩＮｃを、(13)式を用いて算出する。
ＭＩＮｃ＝ｆｇ（ｍａｘ（ｍａｘＲＧＢｇ−ＭＡＸｗ，０），１／γ） …(13)
(D) 逆信号値クリッピング後ＲＧＢ信号（ｍｉｎＲＧＢｓ，ｍｉｄＲＧＢｓ，ｍａｘＲＧＢｓ）を、(17)式〜(18)式および(9)式〜(10)式を用いて算出する。
ｍｉｎＲＧＢｓ＝ｍａｘ（ＭＩＮｃ，ｍｉｎＲＧＢ） …(17)
ｍａｘＲＧＢｓ＝ｍａｘ（ＭＩＮｃ，ｍａｘＲＧＢ） …(18)
a) ０＜ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢの場合
ｍｉｄＲＧＢｓ
＝（ｍｉｄＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）×（ｍａｘＲＧＢｓ−ｍｉｎＲＧＢｓ）
／（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）＋ｍｉｎＲＧＢｓ …(9)
b) a)以外の場合
ｍｉｄＲＧＢｓ＝ｍｉｎＲＧＢｓ …(10)
ただし、
ｍｉｄＲＧＢ＝ｍｉｄ（Ｒ［ｉ］，Ｇ［ｉ］，Ｂ［ｉ］）
ｍｉｄ（Ａ，Ｂ，．．．）：Ａ，Ｂ，．．．の中間の値
ｍｉｎＲＧＢｓ＝ｍｉｎ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）
ｍｉｄＲＧＢｓ＝ｍｉｄ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］）
ｍａｘＲＧＢｓ＝ｍａｘ（Ｒｓ［ｉ］，Ｇｓ［ｉ］，Ｂｓ［ｉ］） The inverse signal value clipping unit is
The reverse signal value clipping process is performed according to the following procedures (A) to (D), and the input RGB signal (R [i], G [i], B [i]) is converted into the RGB signal (Rs after reverse signal value clipping). 9. The transmissive liquid crystal display device according to claim 2, wherein the transmissive liquid crystal display device is converted into [i], Gs [i], Bs [i]).
(A) The backlight upper limit value MAXw is calculated using equation (11).
MAXw = MAX × BlRatio2 (11)
However,
MAX: Upper limit of backlight value when signal value clipping processing is not performed
(≧ maximum value of all RGB values of input RGB signal)
BlRatio2: Second backlight value setting rate (= 1-BlLowRatio2)
BlLowRatio 2: Second backlight value reduction rate
(0 ≦ BlLowRatio2 ≦ WR / (1 + WR))
WR: White luminance ratio (a value indicating how many times the luminance output from the W sub-pixel is brighter than the luminance output from the RGB sub-pixel when the transmittance of each RGBW sub-pixel is set to the same value)
The following processes (B) to (D) are repeated for the number of pixels in the input image.
(B) The maximum value maxRGBg of the RGB signal after γ correction is calculated using equation (12).
maxRGBg = max (Rg [i], Gg [i], Bg [i])
= Fg (maxRGB, γ) (12)
However,
Rg [i], Gg [i], Bg [i]: RGB signal after γ correction maxRGB: Maximum value of input RGB signal
(= Max (R [i], G [i], B [i]))
max (A, B,...): A, B,. . Maximum value of γ: γ coefficient (> 0)
fg (x, g): γ correction function
(C) The signal lower limit value MINc is calculated using equation (13).
MINc = fg (max (maxRGBg−MAXw, 0), 1 / γ) (13)
(D) Inverse signal value clipping RGB signals (minRGBs, midRGBs, maxRGBs) are calculated using equations (17) to (18) and equations (9) to (10).
minRGBs = max (MINc, minRGB) (17)
maxRGBs = max (MINc, maxRGB) (18)
a) When 0 <maxRGB-minRGB midRGBs
= (MidRGB−minRGB) × (maxRGBs−minRGBs)
/ (MaxRGB−minRGB) + minRGBs (9)
b) In cases other than a) midRGBs = minRGBs (10)
However,
midRGB = mid (R [i], G [i], B [i])
mid (A, B,...): A, B,. . . An intermediate value of minRGBs = min (Rs [i], Gs [i], Bs [i])
midRGBs = mid (Rs [i], Gs [i], Bs [i])
maxRGBs = max (Rs [i], Gs [i], Bs [i])
以下の(A)の手順を入力画像内の画素数だけ繰り返すことにより、各Ｗサブピクセルの透過量（Ｗｔｓｇ［ｉ］）を算出するＷ透過量算出部と、
以下の(B)の手順を入力画像内の画素数だけ繰り返すことにより、各ＲＧＢサブピクセルの透過量（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］）を算出するＲＧＢ透過量算出部と、
以下の(C)の手順により、バックライト値（Ｗｂｓｇ）を算出するバックライト値算出部と、
以下の(D)の手順を入力画像内の画素数だけ繰り返すにより、各ＲＧＢＷサブピクセルの透過率（ｒｓｇ［ｉ］，ｇｓｇ［ｉ］，ｂｓｇ［ｉ］，ｗｓｇ［ｉ］）を算出する透過率算出手段とを備えていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の透過型液晶表示装置。
(A) Ｗ透過量（Ｗｔｓｇ［ｉ］）を、(19)式により算出する。
Ｗｔｓｇ［ｉ］
＝ｍｉｎ（ｍａｘＲＧＢｓｇ／（１＋１／ＷＲ），ｍｉｎＲＧＢｓｇ） …(19)
ただし、
ｍａｘＲＧＢｓｇ＝ｍａｘ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
ｍｉｎＲＧＢｓｇ＝ｍｉｎ（Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］）
Ｒｓｇ［ｉ］，Ｇｓｇ［ｉ］，Ｂｓｇ［ｉ］：γ補正後ＲＧＢ信号
ＷＲ：白色輝度比（各ＲＧＢＷサブピクセルそれぞれの透過率を同じ値にした時のＲＧＢサブピクセルから出力される輝度に対し、Ｗサブピクセルから出力される輝度が何倍明るいかを示す値）
(B) ＲＧＢ透過量（Ｒｔｓｇ［ｉ］，Ｇｔｓｇ［ｉ］，Ｂｔｓｇ［ｉ］）を、(20)〜(22)式により算出する。
Ｒｔｓｇ［ｉ］＝Ｒｓｇ［ｉ］−Ｗｔｓｇ［ｉ］ …(20)
Ｇｔｓｇ［ｉ］＝Ｇｓｇ［ｉ］−Ｗｔｓｇ［ｉ］ …(21)
Ｂｔｓｇ［ｉ］＝Ｂｓｇ［ｉ］−Ｗｔｓｇ［ｉ］ …(22)
(C) バックライト値Ｗｂｓｇを、(23)式により算出する。
Ｗｂｓｇ＝ｍａｘ（Ｒｔｓｇ［１］，Ｇｔｓｇ［１］，Ｂｔｓｇ［１］，
Ｗｔｓｇ［１］／ＷＲ，
．．．
Ｒｔｓｇ［Ｎｐ］，Ｇｔｓｇ［Ｎｐ］，Ｂｔｓｇ［Ｎｐ］，
Ｗｔｓｇ［Ｎｐ］／ＷＲ） …(23)
(D) ＲＧＢＷ透過率（ｒｓｇ［ｉ］，ｇｓｇ［ｉ］，ｂｓｇ［ｉ］，ｗｓｇ［ｉ］）を、(24)〜(27)式により算出する。
ｒｓｇ［ｉ］＝Ｒｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ …(24)
ｇｓｇ［ｉ］＝Ｇｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ …(25)
ｂｓｇ［ｉ］＝Ｂｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ …(26)
ｗｓｇ［ｉ］＝（Ｗｔｓｇ［ｉ］／Ｗｂｓｇ）／ＷＲ …(27)
ただし、Ｗｂｓｇ＝０のとき、
ｒｓｇ［ｉ］＝ｇｓｇ［ｉ］＝ｂｓｇ［ｉ］＝ｗｓｇ［ｉ］＝０とする。 The output signal generation means includes
A W transmission amount calculation unit that calculates the transmission amount (Wtsg [i]) of each W sub-pixel by repeating the following procedure (A) for the number of pixels in the input image;
An RGB transmission amount calculation unit that calculates the transmission amount (Rtsg [i], Gtsg [i], Btsg [i]) of each RGB sub-pixel by repeating the following procedure (B) for the number of pixels in the input image. When,
A backlight value calculation unit for calculating a backlight value (Wbsg) by the following procedure (C);
By repeating the following procedure (D) for the number of pixels in the input image, the transmittance (rsg [i], gsg [i], bsg [i], wsg [i]) of each RGBW sub-pixel is calculated. The transmissive liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a rate calculating unit.
(A) The W transmission amount (Wtsg [i]) is calculated by the equation (19).
Wtsg [i]
= Min (maxRGBsg / (1 + 1 / WR), minRGBsg) (19)
However,
maxRGBsg = max (Rsg [i], Gsg [i], Bsg [i])
minRGBsg = min (Rsg [i], Gsg [i], Bsg [i])
Rsg [i], Gsg [i], Bsg [i]: RGB signal after γ correction WR: White luminance ratio (the luminance output from the RGB subpixel when the transmittance of each RGBW subpixel is the same value) On the other hand, a value indicating how many times the luminance output from the W subpixel is brighter)
(B) The RGB transmission amount (Rtsg [i], Gtsg [i], Btsg [i]) is calculated by the equations (20) to (22).
Rtsg [i] = Rsg [i] −Wtsg [i] (20)
Gtsg [i] = Gsg [i] −Wtsg [i] (21)
Btsg [i] = Bsg [i] −Wtsg [i] (22)
(C) The backlight value Wbsg is calculated by the equation (23).
Wbsg = max (Rtsg [1], Gtsg [1], Btsg [1],
Wtsg [1] / WR,
. . .
Rtsg [Np], Gtsg [Np], Btsg [Np],
Wtsg [Np] / WR) (23)
(D) The RGBW transmittance (rsg [i], gsg [i], bsg [i], wsg [i]) is calculated by the equations (24) to (27).
rsg [i] = Rtsg [i] / Wbsg (24)
gsg [i] = Gtsg [i] / Wbsg (25)
bsg [i] = Btsg [i] / Wbsg (26)
wsg [i] = (Wtsg [i] / Wbsg) / WR (27)
However, when Wbsg = 0,
It is assumed that rsg [i] = gsg [i] = bsg [i] = wsg [i] = 0.
各アクティブバックライトに対応する領域毎に、液晶パネルの透過率制御およびバックライトのバックライト値制御を行うことを特徴とする請求項１から１３の何れか一項に記載の透過型液晶表示装置。 A plurality of active backlights for the liquid crystal panel,
14. The transmissive liquid crystal display device according to claim 1, wherein transmittance control of the liquid crystal panel and backlight backlight value control are performed for each area corresponding to each active backlight. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008031072A JP2009192636A (en) | 2008-02-12 | 2008-02-12 | Transmissive-type liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008031072A JP2009192636A (en) | 2008-02-12 | 2008-02-12 | Transmissive-type liquid crystal display device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009192636A true JP2009192636A (en) | 2009-08-27 |
Family
ID=41074732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008031072A Pending JP2009192636A (en) | 2008-02-12 | 2008-02-12 | Transmissive-type liquid crystal display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009192636A (en) |
-
2008
- 2008-02-12 JP JP2008031072A patent/JP2009192636A/en active Pending
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