JP2018091922A - 表示装置及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、黒表示ムラを抑制し、表示コントラストを向上することが可能な表示装置及びその制御方法を提供する。【解決手段】 本発明に係る表示装置100は、複数の照明領域を有するバックライト101と、各照明領域の発光輝度を決定する輝度決定部105と、入力画像信号に加算オフセット値を加算して第1補正画像信号を生成する加算部103と、各照明領域の発光輝度に基づいて第1補正画像信号を補正して第2補正画像信号を生成する補正部107と、第2補正画像信号の画素値から減算オフセット値を減算して第3補正画像信号を生成する減算部109と、第3画像信号に基づいて画像を表示する液晶パネル102と、を備え、減算部109は、照射される光の輝度が所定の範囲内である表示部分領域のうち黒画像が表示される黒領域が所定の表示輝度で表示されるように、第2補正画像信号から減算オフセット値を減算する処理を施すことを特徴とする。【選択図】 図1
Description
本発明は、表示装置及びその制御方法に関するものである。
液晶表示装置は、液晶パネルと、バックライト(照明装置)とを含む。特許文献1に開示の液晶表示装置は、個別に発光輝度を制御可能な複数の発光領域を有するバックライトを備え、各発光領域に対応する表示分割領域の画像信号に基づいて各発光領域の発光輝度が制御される。これにより、画像信号のうち低階調の領域(暗部領域)が明るく表示される(黒浮き)現象を抑制し、コントラストを向上させることが可能となる。
一方で、液晶表示装置の液晶パネルを支える部材に加わる不均等な応力により、液晶パネルの液晶素子の一部の配向が乱れることがある。このような状態で画像信号の階調値を低い階調値で一様に設定した場合、表示輝度(画面の輝度)が部分的に高い表示ムラ(黒表示ムラ)が発生することがある。
特許文献2に開示された液晶表示装置では、入力画像信号に対してオフセット値を加算することにより、表示ムラを補正することが開示されている。
しかしながら、入力画像信号に対してオフセット値を加算するとコントラストが低下する可能性がある。
本発明は、画像信号に基づいてバックライトの輝度と液晶の透過率を制御する表示装置において、黒表示ムラを抑制し、かつ、表示コントラストを向上することが可能な表示装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するために、本発明に係る表示装置は、発光輝度を個別に制御可能な複数の照明領域を有する照明手段と、入力画像信号に基づいて前記複数の照明領域の発光輝度を決定する決定手段と、前記入力画像信号の画素値に第1オフセット値を加算して第1補正画像信号を生成する第1補正手段と、前記決定手段が決定した前記複数の光源の発光輝度に基づいて、前記第1補正画像信号を補正して第2補正画像信号を生成する第2補正手段と、前記第2補正画像信号の画素値から第2オフセット値を減算して出力画像信号を生成する第3補正手段と、前記出力画像信号に基づいて、前記照明手段から照射された光を変調して画像を表示する表示手段と、を備え、前記第3補正手段は、照射される光の輝度が所定の範囲内である前記表示手段の表示分割領域のうち黒画像が表示される黒領域が、所定の表示輝度で表示されるように、第2補正画像信号から前記第2オフセット値を減算する処理を施すことを特徴とする。
本発明によれば、画像信号に基づいてバックライトの輝度と液晶の透過率を制御する表示装置において、黒表示ムラを抑制し、かつ、表示コントラストを向上することが可能となる。
[実施例1]
本発明の実施例1に係る表示装置及びその制御方法について図面を参照して説明する。
本発明の実施例1に係る表示装置及びその制御方法について図面を参照して説明する。
図1は、実施例1の表示装置100の構成図を示す模式図である。表示装置100は、バックライト101、液晶パネル102、加算部103、特徴量検出部104、輝度決定部105、推定部106、画像補正部107演算部108、減算部109を有する。バックライト101は、輝度を独立に制御可能な複数の照明領域を有し、液晶パネル102に光を照射するする照明装置(バックライト装置)である。
図2は、バックライト101の構成を示す模式図である。例えば、バックライト101は、照明範囲を水平方向にm分割、垂直方向にn分割した合計m×n個の照明領域で構成されるとする。各照明領域は、それぞれ独立に制御可能な、複数の色に対応した複数の光源を備える。各光源の発光量を制御することにより、各照明領域の照明の光量が制御される。例えば、各照明領域は、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3原色の光源を持ち、各光源の発光輝度が独立に制御されるとする。
なお、バックライト101は、決定された各照明領域の発光輝度で、各照明領域から光が発せられるように、各照明領域が有する光源の発光を制御する発光制御回路を備える。発光制御回路は、決定された各照明領域の発光輝度に応じて、各光源の駆動電流や、点灯期間等を制御する。
液晶パネル102は、バックライト101から照射された光を液晶パネル102に入力された画像信号に基づいて変調して画像を表示する。液晶パネル102は入力された画像信号に基づく透過率で、バックライト101から照射された光を透過させ、画面に画像を表示する。液晶パネル102は、画素ごとに、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の副画素を有する。液晶パネル102は、副画素ごとに透過率を制御可能な液晶素子を有する。
液晶パネル102は、副画素ごとに、入力された画像信号の階調値(画素値)に応じて、液晶素子に電圧を印加して、透過率を制御する。なお、液晶パネル102は、入力された画像信号の画素の階調値が大きいほど、対応する液晶素子に大きな電圧を印加するとする。この場合、入力された画像信号の階調値が小さい場合、対応する液晶素子に印加される電圧は小さくなる。
本実施例では、入力画像信号の画素が、Rのサブピクセル、Gのサブピクセル、及び、Bのサブピクセルの3つのサブピクセルからなる場合の例を説明する。サブピクセルはそれぞれ12ビットの(0〜4095)の階調値を有する。以後、Rサブピクセルの階調値をR値、Gサブピクセルの階調値をG値、及び、Bサブピクセルの階調値をB値と記載する。
加算部103は、入力画像信号に定数aofsを加算して第1補正画像信号を算出する。加算部103は、入力画像信号の階調値を圧縮してから加算する。これにより、加算部103が加算オフセット値aofsを加算したことにより、画像信号の取り得る最大値が変化しない。加算部103は、入力画像信号の対象の画素のR値、G値、およびB値から、第1補正画像信号の対象の画素のR値、G値、およびB値を、式1を用いて、算出する。ここで、imgIn_r、imgIn_g、およびimgIn_bは、それぞれ入力画像信号の対象の画素のR値、G値、およびB値である。imgOut1_r、imgOut1_g、およびimgOut1_bは、それぞれ第1補正画像信号の対象の画素のR値、G値、およびB値である。
特徴量検出部104は、各照明領域から光が照射される表示部分領域に対応する入力画像信号の明るさを示す特徴量を、照明領域毎に検出する。例えば、特徴量は、各表示部分領域に対応する画像信号の階調値の平均値とする。なお、特徴量は、各表示部分領域のRGBの階調値の最大値、中央値、および最小値等の値とすることも可能である。また、表示部分領域と照明領域とは、1対1に対応する領域とする。
輝度決定部105は、各照明領域の特徴量に基づいて、各照明領域の複数の光源の発光量を決定する。例えば、特徴量が階調値の取り得る最大値(4095)の場合に、輝度決定部105は、光源の発光輝度を、設定可能な最大値(上限発光輝度)とするとする。また、特徴量が階調値の取り得る最小値(0)の場合に、輝度決定部105は、光源の発光輝度を、設定可能な最小値(下限発光輝度)とするとする。特徴量が最大値と最小値との間である場合に、輝度決定部105が決定する発光輝度は、上限発光輝度と下限発光輝度との間を線形で補間することによって求めるとする。
推測部106は、輝度決定部105で決定された各光源の発光輝度に基づいて、照明光量比率BGを求める。照明光量比率BGは、輝度決定部105で決定された各光源の発光輝度でバックライト101が液晶パネル102を照明する場合の光の量と、全光源を上限発光輝度にした場合の光の量との比率である。例えば、光の量は、輝度値を用いるとする。照明光量比率は、1以下の無次元数となる。
各表示部分領域を照明する光の量は、全ての照明領域から照射される光の量の合計となる。推測部106は、予め、保存された各照明領域が各表示部分領域を照明する割合を示す拡散データを用いて、輝度決定部で決定された発光輝度を重み付け加算して各表示部分領域の照明光量を算出する。例えば、照明領域iの発光輝度をLr(i)、照明領域jから発せられた光が照明領域kに対応する表示部分領域を照明する割合を示す拡散データをp(j、k)とすると、表示部分領域hの照明光量Lrs(h)は、式2から求められる。
推測部106は、表示部分領域hに対して得られた照明光量Lrs(h)を、全照明領域の光源を上限発光輝度で点灯した場合に表示部分領域hに照射される上限照明光量で正規化して、表示部分領域hの照明光量比率BG(h)を算出する。推測部106は、同様にして全ての表示部分領域の照明光量比率BGを取得する。
例えば、推測部106は、上述のように取得した照明光量比率を、各表示部分領域の中心の画素の照明光量比率とする。また、推測部106は、各表示部分領域の他の画素の照明光量比率を、隣接する表示部分領域の照明光量比率との距離に応じた補間演算によって算出するとする。推測部106は、R、G、Bの3色の光源それぞれについて照明光量比率BGを算出するとする。
補正部107は、推定部106が推定した画素毎の照明光量比率BGに基づいて、第1補正画像信号に伸長処理を施して第2補正画像信号を生成する。そして、補正部107は、第2補正画像信号を、減算部109に出力する。
補正部107は、第1補正画像信号の対象の画素の階調値に、対象の画素の照明光量比率BGに応じた係数を乗算して、第2補正画像信号の対象の画素の階調値とするとする。例えば、補正部107は、対象の画素の第1補正画像信号の階調値に、当該画素の照明光量比率BGの逆数(1/BG)を乗算して第2補正画像信号の対象の画素の階調値とするとする。第1補正画像信号の各画素について上述の処理を施すことにより、補正部107は、第2補正画像信号を生成する。
演算部108は、照明光量比率BGに基づいて減算オフセット値bofsを減算部109に設定する。演算部108は、減算オフセット値bofsを、各画素のサブピクセル毎に求めるとする。
減算部109は、照射される光の輝度が所定の範囲内である液晶パネル102の表示分割領域のうち、入力画像信号の黒画像が表示される黒領域が、所定の表示輝度で表示されるように、第2補正画像信号から減算オフセット値を減算する補正処理を実行する。減算部109は、第2補正画像信号から減算オフセット値bofsを減算して第3補正画像信号を生成して液晶パネル102に出力する。ここで、第3補正画像信号は、液晶パネル102に出力される出力画像信号である。なお、第3補正画像信号にさらに所定の画像処理を施して、液晶パネル102に出力することも可能である。
減算部109は、第2補正画像信号の対象の画素のR値、G値、およびB値から、第3補正画像信号の対象の画素のR値、G値、およびB値を、式3を用いて、算出する。ここで、imgOut2_r、imgOut2_g、およびimgOut2_bは、それぞれ第2補正画像信号の対象の画素のR値、G値、およびB値である。imgOut3_r、imgOut3_g、およびimgOut3_bは、それぞれ第3補正画像信号の対象の画素のR値、G値、およびB値である。bofs_r、bofs_g、およびbofs_bは、それぞれR、G、B各サブピクセルに対応する減算オフセット値である。
減算部109は、第2補正画像信号の階調値を減算した後に、伸長することにより、画像信号の階調値が取り得る最大値が変化しないようにしている。
次に本実施例の表示画像のコントラストについて説明するために、加算部103、補正部107、減算部109の動作について、詳細に説明する。
加算部103は、入力画像信号に加算オフセット値aofsを加算する。加算オフセット値aofsは、階調値0の時に表示輝度が0になる理想的な液晶パネルで設定された下限表示輝度を表示する場合の階調値である。例えば、下限表示輝度は、目標コントラストに基づいて決定するとする。目標コントラストとは、液晶パネル102に設定された表示輝度の取り得る最大値(上限表示輝度)と最小値(下限表示輝度)の比のことである。上限表示輝度を一定とする場合、目標コントラストに応じて、下限表示輝度が設定される。例えば、目標コントラストは1000:1であるとする。表示輝度と液晶パネル102に入力される画像信号の階調値との関係が線形であり、上限表示輝度値に対応する階調値が4095である場合、目標コントラストを満たす下限表示輝度値に対応する階調値aofsは4(4095/1000)である。
加算部103は、式1に基づいて入力画像信号にaofsを加算して、第1補正画像信号を生成する。階調値の取り得る範囲が0〜4095である入力画像信号に対し、加算オフセット値aofs=4とした場合、第1補正画像信号の階調値が取り得る範囲は、4〜4095になる。
補正部107は、照明光量比率BGに基づいて、第1補正画像信号に伸長処理を施す。
例えば、液晶パネル102に入力される画像信号の階調値が0である場合、各液晶素子に印加される電圧は小さくなり、液晶素子の内部の液晶の一部の配向が揃わないことがある。この場合、配向が揃わない液晶素子では、バックライト101から照射された光の一部が漏れ、輝度ムラ(黒表示ムラ)が発生する。
液晶素子にかかる電圧が増加するに応じて、液晶素子の配向が揃うため、上述の輝度ムラは低減する。つまり、黒表示ムラは、液晶パネル102で使用される階調値が0であるときに最も目立ち、液晶パネル102で使用される階調値の増加に伴い急激に低下する。そのため、液晶パネル102で使用される階調値を所定値(黒表示ムラ閾値Th1)以上に制限すれば、黒表示ムラを目立たなくすることができる。
加算部103は、入力画像信号で階調値が0であった画素に加算オフセット値aofsを加えて、第1補正画像信号の当該画素の階調値をaofsとする。さらに、補正部107は、第1補正画像信号当該画素の階調値aofsを照明光量比率BGに基づいて伸長して、第2補正画像信号の当該画素の階調値をaofs/BGとする。さらに、減算部109は、第2補正画像信号の当該画素の階調値をaofs/BGを減算オフセット値bofsだけ、減算する。
黒表示ムラが目立つ画像は、暗い画像である。ある表示部分領域に対応する画像が暗い場合、対応する照明領域の発光輝度は下限発光輝度に近づく。したがって、当該表示部分領域の照明光量比率BGは、下限照明光量比率minBGに近い値になる。
従って、第1画像信号の下限値(aofs)を下限照明光量比率minBGに基づいて伸長し、bofs減算した階調値が、黒表示ムラ閾値Th1以上であれば黒表示ムラを低減できる。つまり、加算オフセット値aofs、下限照明光量比率minBG、および減算オフセット値bofsが満たすべき関係性は、黒表示ムラ閾値Th1を用いて、式4に示す関係性である。照明光量比率BGが下限照明光量比率minBGである場合の減算オフセット値bofsを減算オフセット最大値b1とした場合の関係式を下記に示す。
式4から、下限照明光量比率minBGが満たすべき条件式(式5)が得られる。
一方、明るい画像の場合は黒表示ムラが目立たないので、液晶パネル102で使用される階調値がTh1未満になっても影響は少ない。
次に、減算部109の動作について説明する。
減算部109は、照射される光の輝度が所定の範囲である液晶パネル102の表示分割領域に表示される入力画像信号の黒領域が、所定の表示輝度で表示されるように、減算オフセット値bofsを決定する。具体的には、減算部109は、BGが所定の値よりも小さい場合、減算オフセット値bofsをb1とし、BGが所定の値以上である場合、1/BGが小さいほど減算オフセット値bofsが小さくなるように、減算オフセット値bofsを決定する。
以下で、減算部109の減算オフセット値の決定方法を説明する。加算部103の動作説明では、理想的な液晶パネルにおける動作を説明した。しかし、実際の液晶パネルでは、液晶パネルの最小透過率が0でないため、液晶パネルに入力される階調値が0であっても表示輝度が0にならない黒浮きが発生する。また、黒浮き量は、バックライト101から照射される照明光量に応じて変化する。例えば、黒浮き量は、バックライト101からの照明光量におおよそ比例して変化するとする。画像信号から減算するオフセット値は、照明光量に比例させる必要がある。
黒浮きの影響を抑制するために、ある画像信号で画像を表示した場合の表示輝度から、黒浮きにより加算される表示輝度(黒浮き量)が低減されるように、画像信号を処理することが望ましい。具体的には、液晶パネル102に出力する画像信号の階調値から黒浮き量と対応したオフセット値を減算する。これにより、理想的な液晶パネルで画像を表示した場合の表示輝度で、画像を表示することが可能となる。
本実施例の表示装置では、補正部107の後に、減算部109を設ける。補正部107以降の画像信号は、表示輝度=画像信号(透過率)×照明光量の関係にある。したがって、第2補正画像信号から減算オフセット値bofsを減算することで、表示輝度としては照明光量に比例した量を減算した結果が得られる。
その一方、照射光量が大きくなると、後段オフセット減算の結果が負値になる場合がある。式6は、第1補正画像信号と第3補正画像信号との関係式である。ここで、BG_rはR光源の照明光量比率、BG_gはG光源の照明光量比率、BG_bはB光源の照明光量比率をそれぞれ示す。
式6に示すように、入力画像信号において階調値が小さい(暗部)の画素に対して、対応する発光領域の照明光量比率が大きい場合、第3補正画像信号の当該画素の階調値が負値になることがある。減算部109での処理の結果、階調値が負値になった画素の階調値は、0にクリップされる。したがって、入力画像信号において、階調性を有する暗部領域の階調が失われて表示されてしまう。暗部領域の階調が失われることを低減するために、減算オフセット値bofsは、BGに基づいて制御する。
図3は、照明光量比率BGと減算オフセット値bofsとの関係を示す模式図である。図3の横軸は、照明光量比率BGの逆数を示す。図3の縦軸は、照明光量比率BGの逆数に対応する減算オフセット値bofsを示す。図3に示すように、BGが小さい(BGの逆数が大きい(1/BG≧p1))場合は、減算オフセット値bofsは、b1に固定される。また、BGが大きい(BGの逆数が小さい(1/BG<p1))場合は、1/BGが小さいほどbofsの値を小さくする。
言い換えると、減算部109は、バックライト101から照射される照明光量の比率BGが所定の値以下である場合(BG≦1/p1)に、減算オフセット値を固定値b1とする。また、照明光量の比率BGが所定の値より大きい場合(BG>1/p1)に、照明光量の比率BGに応じて減算オフセット値bofsを決定するとも言える。これにより、BGが大きい場合に、減算部109で減算された第2画像信号の階調値が負値にならないようにしている。
図4は、入力画像信号の階調値と、入力画像信号に基づいて画像を表示した場合の表示輝度との関係を示す模式図である。図4(A)は、対応する発光領域の照明光量比率の逆数がp1より小さい場合の、入力画像信号の階調値と表示輝度との関係を示す。また、図4(B)は、減算オフセット値bofsを対応する発光領域の照明光量比率によらずに固定値b1とした場合を示す比較図である。
図4(A)に示すように、上述のように、減算オフセット値を制御することによって、入力画像信号において階調値の小さい(暗部)領域において、表示輝度が表現される(階調を有する)。したがって、暗部領域を階調潰れせずに表示することができる。一方で、図4(B)に示すように、減算オフセット値bofsを固定値b1とした場合、入力画像信号の暗部領域において、表示輝度でクリップされ、暗部の階調が失われる。これは、前述した通り、入力画像信号の暗部領域の階調値が、減算部109の処理によって、0にクリップされてしまうためである。
次に、入力画像信号において黒画像(階調値が0)が表示される領域(黒領域)の表示輝度(以下、黒レベル)とコントラストとについて説明する。図5は、照明光量と、黒レベルとの関係を示す模式図である。図5(A)は、本実施例の処理を実行した場合の照明光量と黒レベルとの関係を示す。また、図5(B)は、本実施例において減算部109の処理を行わない場合の照明光量と黒レベルとの関係を示す。図中、斜線領域は、黒レベルにおける理想パネルにおける透過光量を示す。また、点画領域は、黒レベルにおける黒浮き量を意味する。実線は、この二つの量を加算した実際の表示装置の黒レベルを意味する。
図5(A)および図5(B)に示すように、下限表示輝度はともに同じv1である。減算部109による減算処理を行わない場合、照明光量が大きくなるに応じて黒浮き量が増加する。したがって、照明光量が大きくなるにつれて、黒浮き量の増加分により黒レベルが大きくなる。照明光量が大きくなるにつれて階調値0に対応する表示輝度が上昇することにより、照明光量が大きくなるにつれてコントラストが低下する。
一方、本実施例の処理を実行することにより、図5(A)に示すように、所定の照明光量(照明光量比率1/p1)まで黒画像が表示される領域の表示輝度(黒レベル)を一定に保つことが可能となる。つまり、本実施例の処理を実行することにより、所定の照明光量以下で光が照射される表示部分領域において、黒表示ムラを抑制しながら、コントラストの低下を軽減することが可能となる。
一方で、所定の照明光量より大きい光が照射される表示部分領域では、黒レベルが上がる。しかし、対応する発光領域の照明光量が大きいということは、表示部分領域に対応する画像が明るい画像であることを意味している。したがって、画像に黒の画素が少ないため、黒レベルが上がることの、視覚上の影響は少ない。
以上のように本実施例の表示装置によれば、黒表示ムラの低減と表示画像のコントラストの低下を抑制することが可能となる。
また、照明光量に応じた補正を施した後の画像信号(第3補正画像信号)に対して、減算処理を行うことで、黒レベルの変動を抑制することが可能となる。
さらに、照明光量に応じて減算処理で用いる減算量を制御することにより、暗部領域の階調性が潰れてしまうことを軽減することが可能となる。
[実施例2]
次に実施例2について説明する。実施例2の表示装置100の機能ブロックは、実施例1と同じであるため詳細な説明を省略する。
次に実施例2について説明する。実施例2の表示装置100の機能ブロックは、実施例1と同じであるため詳細な説明を省略する。
実施例1の表示装置100では、加算部103で入力画像信号に加算オフセット値aofsを定数としたが、実施例2の表示装置100では、加算オフセット値aofsを入力画像信号の階調値に応じて変更する。具体的には、画素の彩度が高い場合にオフセット量を小さくする。これにより、表示される画像の色域を広げることが可能となる。
加算部103は、各画素の副画素の階調値(R値、G値、B値)に対して、加算オフセット値(aofs_r,aofs_g,aofs_b)を加算する。階調値また、aofs_r,aofs_g,aofs_bは、入力画像信号の各画素のR値、G値、B値に基づいて、式7から各画素に対して個別に求められる。
(aofs_r,aofs_g,aofs_b)
=f(imgIn_r,imgIn_g,imgIn_b) (式7)
(aofs_r,aofs_g,aofs_b)
=f(imgIn_r,imgIn_g,imgIn_b) (式7)
ここで、変換特性fは、入力画像信号の各画素のR値、G値、B値から、加算オフセット値(aofs_r,aofs_g,aofs_b)を求める変換特性である。
図6は、入力画像信号の画素のimgIn_r、imgIn_g、imgIn_bが取り得る範囲を3次元グラフで表した模式図である。
L1は、対象画素Aの階調値が満たす条件(imgIn_g=imgIn_b=0)が成立する範囲を示す。すなわち、対象画素Aは、緑色成分、および青色成分がない(赤の彩度が高い)画素である。
図7は、対象画素Aのaofs_r、aofs_g、およびaofs_b、の値を示す模式図である。それぞれ、横軸に対象画素AのR値、縦軸に各色の加算オフセット値(aofs_r,aofs_g,もしくはaofs_b)を示す。
図7(A)は、対象画素AのR値と、対象画素AのR値に加算される加算オフセット値aofs_rとの関係を示す模式図である。階調値がL1の範囲にある対象画素Aにおいて、R値に加算される加算オフセット値aofs_rは、対象画素AのR値によらず一定の値とする。
図7(B)対象画素AのR値と、対象画素AのG値に加算される加算オフセット値aofs_gとの関係を示す模式図である。図7(C)は、対象画素AのR値と、対象画素AのB値に加算される加算オフセット値aofs_bとの関係を示す模式図である。加算部103は、所定の階調値の範囲内(区間B、C)において、aofs_g、aofs_bの値を、aofs_rよりも小さくする。これにより、対象画素Aが表示される場合の赤の色域を広げることが可能となる。
一方で、加算部103は、R階調値が閾値Th_r1より小さい区間Aにおいて、R値に対してaofs_g、aofs_bの値を、aofs_rと同程度とする。対象画素Aの階調値が小さい場合は、対象画素Aは暗部領域にあると考えられる。したがって、黒ムラが発生することがある。対象画素Aが暗部領域にある場合、各色に対して同程度のオフセット値を加算することにより黒表示ムラの補正を優先させる。
また、加算部103は、R値が閾値Th_r2より大きい区間Dにおいても、aofs_g、aofs_bの値を、aofs_rと同程度とする。これは、例えば、図6に図示した階調値m1からm2のグラデーションを表示した場合に、グラデーションの途中でオフセット量が変化することを起因として階調特性が低下する可能性を防止するためである。
加算部103は、R値が区間Cにある場合、aofs_g、およびaofs_bの値を、区間Bと区間Dの間を線形につなぐ値とする。次にL2の範囲について説明する。L2は、対象画素Bの階調値が満たす条件(imgIn_r=imgIn_g,imgIn_b=0)が成立する範囲を示す。すなわち、対象画素Bは、青色成分がなく、黄色の彩度が高い画素である。
図8は、対象画素Bのaofs_r、aofs_g、およびaofs_b、の値を示す模式図である。それぞれ、横軸に対象画素BのR値、縦軸に各色の加算オフセット値(aofs_r,aofs_g,もしくはaofs_b)を示す。なお、対象画素BのR値とG値とが等しいことから、図8の横軸にそって対象画素BのR値が変化した場合に、同様にG値も変化するとする。
図8(A)は、対象画素BのR値と、加算オフセット値aofs_rとの関係を示す模式図である。図8(B)対象画素BのR値と、加算オフセット値aofs_gとの関係を示す模式図である。対象画素Bにおいて、R値に加算される加算オフセット値aofs_r、およびaofs_gは、対象画素AのR値およびG値によらず一定の値とする。
図8(C)は、対象画素BのR値と、加算オフセット値aofs_bとの関係を示す模式図である。L2の範囲の画素は赤と緑の彩度が高い。加算部103は、L1の時と同様に、aofs_r、aofs_gに対してaofs_bの値を小さく区間を設けることで、当該区間において赤と緑の色域を広げる。
次にL3の範囲について説明する。L3は、対象画素Cの階調値が満たす条件ここは、(imgIn_r=imgIn_g=imgIn_b)が成立する範囲を示す。すなわち、対象画素Bは、各色の成分が同程度であり、彩度が高くない画素である。
図9は、対象画素Cのaofs_r、aofs_g、およびaofs_b、の値を示す模式図である。それぞれ、横軸に対象画素BのR値、縦軸に各色の加算オフセット値(aofs_r,aofs_g,もしくはaofs_b)を示す。なお、対象画素CのR値とG値とB値とが等しいことから、図9の横軸にそって対象画素CのR値が変化した場合に、同様にG値とB値とも変化するとする。
図9(A)は、対象画素CのR値と、加算オフセット値aofs_rとの関係を示す模式図である。図9(B)対象画素CのR値と、加算オフセット値aofs_gとの関係を示す模式図である。図9(C)は、対象画素CのR値と、加算オフセット値aofs_bとの関係を示す模式図である。対象画素Cにおいて、R値に加算される加算オフセット値aofs_r、aofs_g、およびaofs_bは、対象画素CのR値(G値、B値)によらず一定の値とする。これにより、白色の階調特性を変動させない。
以上のように、対象画素の彩度が高い場合に、階調値が小さい色に対する加算オフセット値を小さくすることで、黒ムラの低減と色域の拡張を行うことが可能となる。
[実施例3]
次に本発明の第3の実施例について説明する。先に説明した実施例1では、照明光量比率に応じた減算オフセット値を、照明光量比率に応じた補正を施された画像信号から減算する処理を施した。実施例3の表示装置は、照明光量比率に基づいて、加算部103と減算部109の処理のON/OFFを制御する。
次に本発明の第3の実施例について説明する。先に説明した実施例1では、照明光量比率に応じた減算オフセット値を、照明光量比率に応じた補正を施された画像信号から減算する処理を施した。実施例3の表示装置は、照明光量比率に基づいて、加算部103と減算部109の処理のON/OFFを制御する。
図10は、実施例3の表示装置200の機能ブロック図である。実施例3の表示装置200の機能ブロックの一部は、実施例1の表示装置100が含む同名の機能ブロックと同じ機能を発揮するものである。実施例1の表示装置100と同様の機能ブロックは、実施例1、図1と同じ符号を付して説明を省略する。表示装置200は、実施例1の表示装置100に対して、オフセット制御部201を有する点が異なる。
オフセット制御部201は、輝度決定部が決定した照明光量比率に基づいて加算部103が入力画像信号に加算オフセット値を加算する処理と、減算部109が第2補正画像信号から減算オフセット値を減算する処理とを実行するか否か制御する。すなわち、オフセット制御部201は、画像信号に対するオフセット値の加減算処理のON/OFFを制御する補正制御部である。ここで、オフセット値の加減算処理は、加算部103が入力画像信号に加算オフセット値を加算する処理と、減算部109が第2補正画像信号から減算オフセット値を減算する処理とを総称する意味である。
具体的には、オフセット制御部201は、照明光量比率BGの逆数が、p1以上の場合、オフセット値の加減算処理をONとする。また、照明光量比率BGの逆数がp1未満の場合は、オフセット制御部201は、加減算処理をOFFにする。
加算部103は、加減算処理ONの場合、実施例1と同様に入力画像信号に加算オフセット値を加算する処理を行う。加減算処理OFFの場合は、入力画像信号をそのまま第1補正画像信号として出力する(加算オフセット値を加算しない)。
減算部109は、加減算処理ONの場合、実施例1と同様に第2補正画像信号から減算オフセット値を減算する処理を行う。加減算処理OFFの場合は、第2補正画像信号をそのまま第3補正画像信号として出力する(減算オフセット値を減算しない)。
実施例1で説明した通り、1/BG<p1の期間は、減算オフセット値を固定値とした場合、暗部領域において減算結果が負値となり黒潰れが発生する懸念がある期間である。したがって、本実施例では、このような場合に入力画像信号に加算オフセット値を加算する処理と、第2補正画像信号から減算オフセット値を減算する処理とを実施しないようにすることで、暗部領域に黒潰れが発生することを抑制する。
以上のように本実施例では照明光量比率に応じて入力画像信号に加算オフセット値を加算する処理と、第2補正画像信号から減算オフセット値を減算する処理とを制御する。これにより、黒潰れの発生を抑制しながら、黒表示ムラを抑制し、かつコントラストの低下を抑制することが可能となる。
101 バックライト
102 液晶パネル
103 加算部
104 特徴量検出部
105 輝度決定部
106 推測部
107 補正部
108 演算部
109 減算部
201 オフセット制御部
102 液晶パネル
103 加算部
104 特徴量検出部
105 輝度決定部
106 推測部
107 補正部
108 演算部
109 減算部
201 オフセット制御部
Claims (10)
- 発光輝度を個別に制御可能な複数の照明領域を有する照明手段と、
入力画像信号に基づいて前記複数の照明領域の発光輝度を決定する決定手段と、
前記入力画像信号の画素値に第1オフセット値を加算して第1補正画像信号を生成する第1補正手段と、
前記決定手段が決定した前記複数の照明領域の発光輝度に基づいて、前記第1補正画像信号を補正して第2補正画像信号を生成する第2補正手段と、
前記第2補正画像信号の画素値から第2オフセット値を減算して出力画像信号を生成する第3補正手段と、
前記出力画像信号に基づいて、前記照明手段から照射された光を変調して画像を表示する表示手段と、
を備え、
前記第3補正手段は、照射される光の輝度が所定の範囲内である前記表示手段の表示分割領域のうち黒画像が表示される黒領域が、所定の表示輝度で表示されるように、第2補正画像信号から前記第2オフセット値を減算する処理を施すことを特徴とする表示装置。 - 前記表示手段は、入力された画像信号に応じて透過率を個別に制御可能な複数の液晶素子を有する液晶パネルであることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1補正手段は、前記第1オフセット値を、前記表示装置に設定されたコントラストに応じて決定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表示装置。
- 前記第2補正手段は、前記決定手段が決定した各照明領域の発光輝度で前記発光手段が発光した場合に、前記表示手段に照射される光の照明光量に基づいて、前記第1補正画像信号を補正して、前記第2補正画像信号を生成することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記第3補正手段は、
前記決定手段が決定した各照明領域の発光輝度で前記発光手段が発光した場合に、前記表示手段の各画素に照射される光の照明光量に基づいて、各画素に対する前記第2オフセット値を決定し、
前記第2補正画像信号の各画素から、決定された前記第2オフセット値を減算して、前記出力画像信号を生成することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記第3補正手段は、前記照明光量が所定の値以下である画素の前記第2オフセット値を、所定のオフセット値とし、前記照明手段から照射される照明光量が前記所定の値よりも大きい画素の前記第2オフセット値を、前記所定のオフセット値よりも低い値とすることを特徴とする請求項5に記載の表示装置。
- 前記入力画像信号の各画素は、赤色の副画素、緑色の副画素および青色の副画素を備え、
前記第1補正手段は、前記入力画像信号に基づいて副画素ごとに前記第1オフセット値を決定するものであって、
前記第1補正手段は、彩度が高い画素のうち、階調値が小さい色に対応する副画素の前記第1オフセット値を、他の副画素の前記第1オフセット値よりも小さくすることを特徴とする、
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記決定手段が決定した前記発光輝度に基づいて前記第1補正手段と前記第3補正手段の補正処理を実行するか否かを制御する補正制御手段を備えることを特徴とする、請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記決定手段が決定した前記発光輝度に基づいて、各照明領域の発光を制御する発光制御手段をさらに備えることを特徴とする、請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の表示装置。
- 発光輝度を個別に制御可能な複数の照明領域を有する照明手段と、入力された画像信号に基づいて前記照明手段から照射された光を変調して画像を表示する表示手段と、を備える表示装置の制御方法であって、
入力画像信号に基づいて前記複数の照明領域の発光輝度を決定する決定工程と、
前記入力画像信号の画素値に第1オフセット値を加算して第1補正画像信号を生成する第1補正工程と、
前記決定工程が決定した前記複数の光源の発光輝度に基づいて、前記第1補正画像信号を
補正して第2補正画像信号を生成する第2補正工程と、
前記第2補正画像信号の画素値から第2オフセット値を減算して出力画像信号を生成する第3補正工程と、
を備え、
前記第3補正工程は、各光源の発光輝度が所定の範囲である場合に、入力画像信号のうち黒を示す領域が、所定の表示輝度で表示されるように、第2補正画像信号から前記第2オフセット値を減算する処理を施すことを特徴とする表示装置の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016233254A JP2018091922A (ja) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | 表示装置及びその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2016233254A JP2018091922A (ja) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | 表示装置及びその制御方法 |
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Family
ID=62564429
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JP2016233254A Pending JP2018091922A (ja) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | 表示装置及びその制御方法 |
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JP (1) | JP2018091922A (ja) |
Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
CN111462670A (zh) * | 2019-01-21 | 2020-07-28 | 三星显示有限公司 | 显示设备及其驱动方法 |
-
2016
- 2016-11-30 JP JP2016233254A patent/JP2018091922A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111462670A (zh) * | 2019-01-21 | 2020-07-28 | 三星显示有限公司 | 显示设备及其驱动方法 |
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