JP2024083233A - 表示装置および表示装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】対象画像、たとえば、文字列画像における輝度ムラを抑制することができる表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置は、画像データに基づき画像を表示する表示部と、表示部に光を照射するバックライト部と、画像データに基づき画像に基準コントラストよりも高いコントラストを有する対象画像が含まれているか否かを判定する画像判定部と、画像データに基づき画像の各輝度値を設定する輝度値設定部と、を備え、輝度値設定部は、画像判定部によって画像に対象画像が含まれると判定された場合、画像データに基づき設定される、対象画像内の２以上のエリアの輝度値の差が小さくなるように、対象画像の２以上のエリアの少なくとも１つに設定される輝度値を変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置および表示装置の制御方法に関する。

特許文献１では表示する画像を複数の領域に分割し、分割した各領域の画像の特徴量に応じて光源の輝度を設定する画像表示装置（表示装置）が開示されている。

特許文献１に開示された表示装置では、光源の輝度制御の下限値を領域毎に調整することで画像全体の輝度ムラを抑制することができる。

特開２０１９－９０９９７号公報

特許文献１に開示された表示装置では、光源としてＬＥＤ（light emitting diode）を実装したバックライトが用いられている。ところで、光源としてミニＬＥＤなど従来のＬＥＤよりも小さい発光素子を実装したバックライトを用いると、基準コントラストよりも高いコントラストを有する対象画像に輝度ムラが生じる場合がある。たとえば、複数の文字画像からなる字幕画像、または、高コントラストの画像エリアと所定の輝度を有する平滑な画像エリアとが混在している画像などの文字列画像に輝度ムラが生じる場合がある。

本開示の目的は、基準コントラストよりも高いコントラストを有する対象画像における輝度ムラを抑制することができる表示装置および表示装置の制御方法を提供することにある。

本開示の一態様に係る表示装置は、画像データに基づき画像を表示する表示部と、前記表示部に光を照射するバックライト部と、前記画像データに基づき前記画像に基準コントラストよりも高いコントラストを有する対象画像が含まれるか否かを判定する画像判定部と、前記画像データに基づき前記画像の各輝度値を設定する輝度値設定部と、を備え、前記輝度値設定部は、前記画像判定部によって前記画像に前記対象画像が含まれると判定された場合、前記画像データに基づき設定される、前記対象画像内の２以上のエリアの前記輝度値の差が小さくなるように、前記対象画像内の前記２以上のエリアの少なくとも１つに設定される前記輝度値を変更する。

本開示の一態様に係る表示装置の制御方法は、画像データに基づき、表示部に表示する画像に基準コントラストよりも高いコントラストを有する対象画像が含まれるか否か判定する第１ステップと、前記画像データに基づき、前記画像の各輝度値を設定する第２ステップと、を含み、前記第１ステップにおいて、前記画像に前記対象画像が含まれると判定された場合、前記第２ステップでは、前記画像データに基づき設定される、前記対象画像内の２以上のエリアの前記輝度値の差が小さくなるように、前記対象画像内の前記２以上のエリアの少なくとも１つに設定される前記輝度値を変更する。

本開示の第１実施形態に係る表示装置の要部構成の一例を示すブロック図である。 本開示の第１実施形態に係る表示装置において出力したい文字列画像と、実際の出力結果として示される文字列画像との対応関係の一例を示す図である。 本開示の第１実施形態に係る表示装置が備える文字検出部の要部構成の一例を示すブロック図である。 本開示の第１実施形態に係る表示装置で表示させる文字列画像と、各文字画像の平均階調値および最大階調値の対応関係の一例を示す表である。 本開示の第１実施形態に係る表示装置の輝度値設定変更処理の一例を示すフローチャートである。 本開示の第２実施形態に係る表示装置の要部構成の一例を示すブロック図である。 代表階調値に応じた輝度値（入力輝度値）と、表示部で表示される表示画像 の輝度値（出力輝度値）との関係の一例を示すグラフである。 本開示の第２実施形態に係る表示装置で表示させる文字列画像と、各文字画像の代表階調値および出力階調値の対応関係の一例を示す表である。 本開示の第３実施形態に係る表示装置の要部構成の一例を示すブロック図である。 本開示の第３実施形態に係る表示装置が備える表示部におけるミニＬＥＤによる点灯範囲の一例を示す図である。 本開示の第３実施形態に係る表示装置が備える表示部におけるミニＬＥＤによる点灯範囲の一例を示す図である。 本開示の第４実施形態に係る表示装置の要部構成の一例を示すブロック図である。 本開示の第４実施形態に係る表示装置が備える表示部が表示する人工物画像の一例のビル群を示す図である。 本開示の第４実施形態に係る表示装置が備える表示部が表示する人工物画像の一例の街並みを示す図である。 本開示の第４実施形態に係る表示装置が備える表示部が表示するテストパターン画像の一例を示す図である。

本開示の実施形態及び変形例を、図面を参照しながら説明する。なお、以下ではすべての図を通じて同一または相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、以下に説明する実施形態及び変形例は、本開示の一例に過ぎず、本開示は、実施形態及び変形例に限定されない。この実施形態及び変形例以外であっても、本開示の技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

（第１実施形態）
図１を参照して本開示の第１実施形態に係る表示装置１の構成について説明する。図１は、本開示の第１実施形態に係る表示装置１の要部構成の一例を示すブロック図である。

表示装置１は、外部から入力された画像信号に基づき、画像を表示させる表示装置である。表示装置１は、例えば、画像を表示させる表示パネル１１として液晶パネルを用いた薄型液晶テレビを例示することができる。

なお、詳細は後述するが表示装置１は、表示パネル１１に表示される表示画像（画像）全体を複数の領域に分け、各領域で映し出す画像の明るさに合わせてバックライト部２０から出射される光の明るさを調整する、いわゆるローカルディミングを実行するように構成されている。

表示装置１は、図１に示されるように、表示パネル１１を有する表示部１０、複数のミニＬＥＤ２２（光源）を有するバックライト部２０、エリア制御部３０、および文字検出部４０（文字判定部、すなわち、画像判定部の一例）を備えてなる構成である。外部から入力された画像信号から生成された画像データは、文字検出部４０を介して、エリア制御部３０に入力される。そして、エリア制御部３０で、バックライト部２０を制御する制御情報を生成するとともに、表示部１０で表示させる画像データを補正する。

バックライト部２０は、エリア制御部３０から入力された制御情報に基づきミニＬＥＤ２２の点灯を制御する。また、表示部１０は、エリア制御部３０で補正された画像データに基づき、画像を表示パネル１１に表示させる。なお、ミニＬＥＤ２２は、一般的なＬＥＤよりも小さいＬＥＤ素子であり、ＬＥＤ素子の発光部の１辺の長さ（発光部長さ）が約３０μｍより大きく約８００μｍ以下の範囲の値となる。

表示装置１では、バックライト部２０から出射された光を表示部１０において画素単位で制御することで表示パネル１１に画像を表示することができる。

表示パネル１１は、一般的には液晶パネルであり、カラーフィルタを備えた液晶シャッタをマトリクス状に構成している。マトリクス状に配された画素毎に電圧を設定し、それに応じた液晶シャッタの開閉量を得ることで、各画素の輝度を制御する。なお、各画素は、Ｒ，Ｇ，Ｂのサブ画素から構成される。

バックライト部２０は、表示部１０が備える表示パネル１１に光を照射し、映像を表示させるものである。バックライト部２０は、光源として複数のミニＬＥＤ２２が実装された光源基板２１を含む。本開示の第１実施形態に係る表示装置１はローカルディミングを実行するように構成されている。このため、バックライト部２０では光源基板２１を複数の発光領域に分割しており、それぞれの発光領域毎に、光の出射量を調整して制御する。より具体的には表示画像を複数のエリア５０に分割しており、バックライト部２０では各エリア５０に対応して分割された発光領域毎に光の出射量を調整している。

なお、各画素の輝度の制御は、ミニＬＥＤ２２の点灯率に応じて行われる。つまり、ミニＬＥＤ２２の点灯率により各エリアの輝度を制御し、さらに液晶の階調（透過率）によって各画像の輝度を制御する。ミニＬＥＤ２２の単体で点灯率が１００％のとき、１０００ｃｄ／ｍ^２である光源基板において、ミニＬＥＤ２２の点灯率が５０％でさらに液晶の階調(透過率)が５０%のときの表示画像の画素の輝度は２５％となり、２５０ｃｄ／ｍ^２となる。このようにミニＬＥＤ２２の点灯率と液晶の透過率とによって表示画像の各画素の輝度値を規定することができる。

ところで、バックライト部２０が光源としてミニＬＥＤ２２を備える構成の場合、光源としてＬＥＤを備えた構成と比較して各発光領域のサイズを小さくすることができる。それゆえ、バックライト部２０が光源としてミニＬＥＤ２２を備える構成の場合、表示画像を約１００個以上のエリア５０に分割できる。これに対して光源としてＬＥＤを備える場合は、表示画像のエリア５０の分割数は約１００個未満程度となる。

ここで、表示画像に文字列画像が含まれており、各発光領域から出射された光で輝度を制御するエリア５０が１文字分の文字画像の表示領域に相当するとする。また、各エリア５０の輝度値は、各エリア５０に含まれる複数の画素の平均輝度値となるように各発光領域から出射される光量が調整されるように構成されているとする。

このように構成されている場合、図２に示されるように、各エリア５０において表示される文字の密度（文字部分の画素数）が異なる場合、文字の密度の違いに応じて明るく表示される文字と暗く表示される文字とが生じ、文字列画像全体でみたとき輝度ムラが生じる。図２は本開示の第１実施形態に係る表示装置１において出力したい文字列画像と、実際の出力結果として示される文字列画像との対応関係の一例を示す図である。

つまり、図２に示される例では、黒の背景に白文字で「黒」「レ」「ベ」「ル」という文字列画像が表示されている。このとき、各エリア５０における１文字の密度が大きい「黒」は、他の密度が小さい「レ」「ベ」「ル」よりも明るく表示されるため「黒レベル」という文字列画像全体でみたとき輝度ムラが生じる。

このような文字列画像における輝度ムラは、光源としてミニＬＥＤ２２を備え、高精細に輝度の調整を行うことができる構成において特に顕著となる。

そこで、本開示の第１実施形態に係る表示装置１では、表示画像において複数の文字画像（文字列画像）を含むか否か文字検出部４０により判定し、複数の文字画像を含む場合、エリア制御部３０は各文字画像が表示される各エリア５０に光を出射するミニＬＥＤ２２の点灯率を制御することによって輝度値を変更させるように構成されている。

より具体的には、文字検出部４０は、表示部１０に表示させる表示画像において複数の文字画像からなる文字列画像を含むか否か判定する。文字検出部４０は、表示画像において文字列画像を含むと判定した場合は、文字列画像に関する情報をエリア制御部３０に送信する。なお、文字列画像に関する情報とは表示画像においてどの領域に文字列画像が表示されているのかを示す文字列画像の表示領域情報を含む。文字検出部４０の詳細な構成についての説明は後述する。

エリア制御部３０は、ローカルディミングの制御を行うブロックである。エリア制御部３０は表示部１０で表示される表示画像を、複数のミニＬＥＤ２２が実装された光源基板を各発光領域に対応するエリア５０に分割する。そして、分割したエリア５０それぞれに対応したバックライト点灯率信号を含む制御情報と、この制御情報に応じて補正された画像データとを生成する。

なお、エリア制御部３０には、不図示の信号処理部によって画像信号が信号処理されることで生成された画像データが送信される。信号処理部は、信号処理の一例として画像の階調特性をトーンマッピング等によって調整したり、フィルタ処理によってノイズ除去したりする。

図１に示されるようにエリア制御部３０は、階調算出部３１、点灯率算出部３２（輝度値設定部）、点灯率変換部３３、および画像補正部３４を含む。

階調算出部３１は、画像データから階調値を算出する。以下、階調値が８ビットで表現される、つまり０から２５５の画素値を持つ場合を例として説明する。階調算出部３１は、表示画像を各発光領域に対応するエリア５０毎に分割し、それぞれのエリア５０における階調値を算出する。階調算出部３１は、算出した各エリア５０における階調値を点灯率算出部３２に送信する。

点灯率算出部３２は、階調算出部３１から受信した各エリア５０における階調値に基づき代表となる代表階調値を決定する。そして、点灯率算出部３２は、決定した代表階調値に応じたバックライト点灯率を算出することで各エリア５０の輝度値を設定する。なお、代表階調値の０から２５５が、バックライト点灯率の０％から１００％に対応するように設定されている。

また、点灯率算出部（輝度値設定部）３２は、最大／平均階調変更部３２ａを含んでいる。文字検出部４０から文字列画像に関する情報を受信した場合、最大／平均階調変更部３２ａは、複数の文字画像それぞれに対応する各エリア５０における代表階調値を、各エリア５０における最大階調値（所定輝度値の一例）とする。ただし、点灯率算出部（輝度値設定部）３２は、複数の文字画像それぞれに対応する各エリア５０における代表階調値を、複数の文字画像のそれぞれを構成する複数の画素の最大階調値の８０％の階調値等、最大階調値よりも小さい所定階調値（所定輝度値の一例）に設定してもよい。また、点灯率算出部（輝度値設定部）３２は、複数の文字画像それぞれに対応する各エリア５０における代表階調値を、複数の文字画像に対応する階調値（輝度値）の平均値（所定輝度値の一例）に設定してもよい。つまり、前述の所定階調値（所定輝度値）は、複数の文字画像のそれぞれに対応する複数の画素の複数の階調値（輝度値）に基づいて決定されていれば、いかなるものであってもよい。一方、最大／平均階調変更部３２ａは、文字列画像を除く表示画像については、各エリア５０における代表階調値を各エリア５０における平均階調値とする。そして、点灯率算出部３２は、各エリア５０に対応する各発光領域のバックライト点灯率を、最大／平均階調変更部３２ａによる変更後の代表階調値に応じた輝度値となるように設定する。

点灯率変換部３３は、点灯率算出部３２から受信したバックライト点灯率を所定の変換式等によって出力バックライト点灯率に変換する。なお、変換式はローカルディミングの強さを変える式である。ローカルディミングの強さとは、バックライト部２０から表示部１０に出射される光の調整量の大きさである。ローカルディミングの強さが強いほうが光の調整量が大きくなり、映像のコントラストが大きくなる。ローカルディミングの強さが弱いと光の調整量が小さくなり、コントラストが小さくなる。また、ローカルディミングの強さは、出力バックライト点灯率の変化幅に対応している。ローカルディミングの強さが強ければ出力バックライト点灯率の変化幅が大きくなり、ローカルディミングの強さが弱ければ出力バックライト点灯率の変化幅が小さくなる。

画像補正部３４は、出力バックライト点灯率に応じて、表示部１０に表示させる画像データを補正する。例えば、バックライト点灯率１００％に対して、出力バックライト点灯率が５０％に変換された場合、表示パネル１１に対して照射させる光量は、本来、照射させるべき光量の略半分になる。このため、表示パネル１１において表示させる画像の明るさを維持するためには、表示させる画像の階調値を略倍にする必要がある。このように、エリア５０毎に出力バックライト点灯率を変えた場合、表示させる画像の階調もエリア５０毎に補正する必要がある。画像補正部３４は、補正した画像データを表示部１０に送信する。

（文字検出部＜画像判定部の一例＞）
次に図３を参照して本開示の第１実施形態に係る表示装置１が備える文字検出部４０の詳細な構成について説明する。図３は、本開示の第１実施形態に係る表示装置１が備える文字検出部４０の要部構成の一例を示すブロック図である。なお、ここでは文字列画像が字幕画像である場合について説明する。文字判定部４０は、画像に基準コントラストよりも高いコントラスト（明暗の差）を有する対象画像が含まれているか否かを判定する画像判定部の一例である。つまり、本実施の形態においては、文字判定部４０は、画像に複数の文字画像が含まれているか否かを判定することにより、画像に基準コントラストよりも高いコントラストを有する対象画像が含まれているか否かを判定する。たとえば、対象画像としての複数の文字画像は、特に、白黒表示されていれば、基準コントラストよりも高いコントラストを有するものとする。ただし、対象画像としての複数の文字画像は、白黒表示されていない場合（たとえば、白赤表示）でも、基準コントラストよりも高いコントラストを有する場合もある。本明細書においては、対象画像は、高コントラストを有し、かつ、輝度が一定なエリア（輝度と位置との関係を示すグラフがフラットである）が含まれる画像であって、文字画像を含んでいてもよい。なお、本実施の形態においては、高コントラストとは、たとえば、２つのエリア５０の対比において、輝度が２倍～３倍程度異なる状態、または、８ビット階調差が５０程度である状態を意味するものとする。

なお、本明細書では、基準コントラストは、予め任意に設定されたコントラストであり、コントラストは、対象画像内の２以上のエリア５０の輝度値の差を意味するものとする。輝度の大きさを表す単位としては、ルクス（ｌｘ）、カンデラ（ｃｄ）、ルーメン（ｌｍ）、ニト（ｎｔ／ｎｉｔ）などがある。コントラストは、画面内の「白（最大輝度）」と「黒（最小輝度）」との比率である。コントラストは、たとえば、「５００：１」以上などのように表記されてよい。この場合、左側の数字「５００」が白色を意味し、右側の数字「１」が黒色を意味している。ただし、コントラストは、たとえば、階調差が５０以上であると表記されてもよい。つまり、コントラストは、ルクス、カンデラ、ルーメン、ニト、または階調差等のいずれの形式で表記されてもよい。なお、輝度と階調値との関係は、ガンマカーブを描くため、厳密には、コントラスト（明暗の差）は、階調差とは異なる。

文字検出部４０は、図３に示されるように動きベクトル検出部４１、補間フレーム生成部４２、および字幕検出部４３を備えてなる、いわゆるＭＥＭＣ（Motion Estimation Motion Compensation）の制御回路によって実現できる。

動きベクトル検出部４１は、時間的に前後となる画像のフレームＡとフレームＢとの間で被写体などの移動方向および移動速度を示す動きベクトルを検出する。そして、動きベクトル検出部４１は、検出結果を補間フレーム生成部４２に送信する。

補間フレーム生成部４２は、動きベクトル検出部４１で検出された動きベクトルに基づきフレームＡとフレームＢとの間を補間する補間フレームを生成し、画像データとともにエリア制御部３０に送信する。

字幕検出部４３は、動きベクトル検出部４１による動きベクトルの検出結果と、画像データにおける輝度の変化とに基づき、複数の文字画像からなる字幕画像の有無を判定し、字幕画像の表示領域を検出する。つまり、字幕検出部４３は、動きベクトル検出部４１により動きがないと判断された領域でかつ輝度の変化がない領域がある場合、その領域を字幕画像の表示領域と判定する。そして字幕検出部４３は、文字画像の表示領域情報として、字幕画像の表示領域を示す情報をエリア制御部３０に送信する。

なお、文字検出部４０は上記したＭＥＭＣの制御回路に限定されるものではない。例えば、文字検出部４０は、ＡＩ技術を利用して画像データを解析し字幕画像を示す特定のパターンを検出する構成であってもよい。このように文字検出部４０がＡＩ技術を用いて字幕画像を検出する構成の場合、文字検出部４０は、表示装置１の各部の各種制御を行うＣＰＵなどの主制御部によって実現することができる。

また、表示画像に表示される文字列画像がＯＳＤ（On-Screen Display）である場合は、文字検出部４０を不図示のＯＳＤ生成部とすることができる。ＯＳＤ生成部は、メニュー表示やチャンネル表示等の文字情報をＯＳＤとして表示画像に重畳する処理を行うものであり、例えば、ＣＰＵなどの主制御部によって実現することができる。文字検出部４０がＯＳＤ生成部によって実現される場合、ＯＳＤ生成部は生成したＯＳＤを表示させる位置を文字画像の表示領域情報としてエリア制御部３０に送信する。

以上のように、本開示の第１実施形態に係る表示装置１は、点灯率算出部３２が含む最大／平均階調変更部３２ａが複数の文字画像それぞれに対応する各エリア５０の代表階調値を、各エリア５０における最大階調値とし、バックライト点灯率を算出する構成である。このため、図４に示すように、平均階調値が小さい「レ」、「ベ」、「ル」の各文字画像についても最大階調に合わせた階調で表示させることができる。このため、複数の文字画像からなる字幕画像などの輝度ムラを抑制することができる。図４は、本開示の第１実施形態に係る表示装置１で表示させる文字列画像と、各文字画像の平均階調値および最大階調値の対応関係の一例を示す表である。図４に示す例では、「黒」、「レ」、「ベ」、「ル」それぞれのエリア５０において最大階調値として２５５階調を含むため、各エリア５０の代表階調値をすべて２５５階調とすることができる。

なお、点灯率算出部３２は、複数の文字画像それぞれに対応する各エリア５０の代表階調値を、各エリア５０における最大階調値とする構成であったが、最大階調値の代わりに、平均階調値と最大階調値とを所定の割合で足し合わせた値（代表階調値＝平均階調値・α+最大階調値・（１－α）；０≦α≦１）としてもよい。このように、代表階調値を各エリア５０の平均階調値と最大階調値とを所定の割合で足し合わせた値とした場合であっても、複数の文字画像それぞれに対応する各エリア５０における代表階調値の差を小さくすることができる。このため文字列画像における輝度ムラを改善することができる。

また、文字列画像がＯＳＤである場合、ＯＳＤのアルファ値（透過度）に応じて上記した最大階調値に対する所定の割合の値を変更できるように構成されていてもよい。つまり、ＯＳＤのアルファ値が大きい場合は、ＯＳＤの透過度が高くなるため、ＯＳＤが重畳されている表示画像を主として表示させることが望まれる場合である。このため、ＯＳＤのアルファ値が大きい場合、上記した最大階調値に対する所定の割合は、できるだけ小さい値となるように設定される。一方、ＯＳＤのアルファ値が小さい場合は、ＯＳＤの透過度が低くなるため、ＯＳＤを主として表示することが望まれる場合である。このため、ＯＳＤのアルファ値が小さい場合は、上記した最大階調値に対する割合は、できるだけ最大階調値に近い値となるように設定される。

上記した構成を有する表示装置１は、図５に示されるように、文字画像それぞれに設定される輝度値を変更することができる。図５は、本開示の第１実施形態に係る表示装置１の輝度値設定変更処理の一例を示すフローチャートである。

まず、表示装置１は、画像データを受信する（ステップＳ１１）。画像データを受信すると、文字検出部４０が表示部１０に表示する画像に複数の文字画像が含まれているか否か判定する（ステップＳ１２）。

文字検出部４０が複数の文字画像を含まないと判定した場合（ステップＳ１２において「Ｎｏ」）は、ステップＳ１４に進む。一方、文字検出部４０が複数の文字画像を含むと判定した場合（ステップＳ１２において「Ｙｅｓ」）、エリア制御部３０は文字画像それぞれに設定されている輝度値を変更する（ステップＳ１３）。すなわち、エリア制御部３０は各文字画像が表示される各エリア５０に光を出射するミニＬＥＤ２２の点灯率を制御することによって輝度値を変更させる。

そして、バックライト部２０は、設定されている輝度値に基づき表示部１０が備える表示パネル１１に光を照射し、表示パネル１１において画像を表示させる（ステップＳ１４）。

（第２実施形態）
上記したように、本開示の第１実施形態に係る表示装置１では、文字検出部４０が表示画像に複数の文字画像からなる文字列画像が含まれると判定した場合、点灯率算出部３２に含まれる最大／平均階調変更部３２ａが、複数の文字画像それぞれに対応する各エリア５０における最大階調値を各エリア５０の代表階調値とする構成であった。

これに対して、本開示の第２実施形態に係る表示装置１００では図６に示されるように、点灯率算出部３２が最大／平均階調変更部３２ａの代わりに輝度補正部３２ｂを備える点で相違する。図６は、本開示の第２実施形態に係る表示装置１００の要部構成の一例を示すブロック図である。第２実施形態に係る表示装置１００において第１実施形態に係る表示装置１と同様な部材には同じ符号を付しその説明は省略する。

具体的には、表示装置１００では、複数の文字画像それぞれに対応する各エリア５０の平均階調値に応じた輝度値を図７に示されるグラフとなる輝度補正式３（補正式）によって補正する。図７は、代表階調値に応じた輝度値（入力輝度値）と、表示部１０で表示される表示画像の輝度値（出力輝度値）との関係の一例を示すグラフである。なお、図７では横軸を代表階調値に応じた輝度値（入力輝度値）とし、縦軸を表示部１０で表示される表示画像の輝度値（出力輝度値）とする。また、入力輝度値と出力輝度値とが比例関係にあるときを破線で示し、第２実施形態に係る表示装置１００で採用する輝度補正式３による入力輝度値と出力輝度値との関係を実線で示す。図７に示されるように、第２実施形態に係る表示装置１００で採用する輝度補正式３を示すグラフは、入力輝度値と出力輝度値とが比例関係となるリニアなグラフに沿って、上に凸となる曲線を描いたグラフとなる。換言すると、第２実施形態に係る表示装置１００で採用する輝度補正式は、中間の入力輝度値に対する出力輝度値と、最大の入力輝度値に対する出力輝度値との差が、入力輝度値と出力輝度値とが比例関係となるときよりも小さくなる式であると言える。

このように輝度補正式３を示すグラフがリニアなグラフに沿って上に凸となる曲線（たとえば、ガンマ補正のための曲線）となる場合、代表階調値に応じた輝度値が最大輝度値よりも低くなる場合であっても、入力輝度値と出力輝度値とが比例関係となるときに比べて、出力輝度値を高くすることができる。つまり、図８に示されるように、輝度補正部３２ｂは、「黒」、「レ」、「ベ」、「ル」という文字画像について、「黒」よりも代表階調値が小さい「レ」、「ベ」、「ル」の出力階調を「黒」の出力階調に近い階調となるように設定することができる。それゆえ、第２実施形態に係る表示装置１００は、文字列画像における輝度ムラを抑制することができる。図８は、本開示の第２実施形態に係る表示装置で表示させる文字列画像と、各文字画像の代表階調値および出力階調値の対応関係の一例を示す表である。

（第３実施形態）
上記したように、本開示の第１実施形態に係る表示装置１では、文字検出部４０が表示画像に複数の文字画像が含まれると判定した場合、点灯率算出部３２に含まれる最大／平均階調変更部３２ａが、複数の文字画像それぞれに対応する各エリア５０における最大階調値を各エリア５０の代表階調値とする構成であった。

これに対して、本開示の第３実施形態に係る表示装置２００では、図９に示されるように、点灯率算出部３２が最大／平均階調変更部３２ａの代わりにブラー設定部３２ｃを備える点で相違する。図９は、本開示の第３実施形態に係る表示装置２００の要部構成の一例を示すブロック図である。第３実施形態に係る表示装置２００において第１実施形態に係る表示装置１と同様な部材には同じ符号を付しその説明は省略する。

具体的には、表示装置２００では、複数の文字画像それぞれに対応する各エリア５０における複数の画素５１それぞれに出射する光の範囲をその周囲にまで拡張させて出射させるように制御する。

具体的には、表示装置２００では、各エリア５０に対応してミニＬＥＤ２２から光が出射される。通常、１つのエリア５０を表示する場合は、図１０に示されるように、１つのエリア５０に応じた点灯範囲６０だけがミニＬＥＤ２２から出射された光で照射される。しかしながら表示装置２００では、点灯範囲６０に隣接する範囲も点灯範囲（第１隣接点灯範囲６１）とする。図１０は本開示の第３実施形態に係る表示装置２００が備える表示部１０におけるミニＬＥＤ２２による点灯範囲の一例を示す図である。なお、第１隣接点灯範囲６１の輝度値は、点灯範囲６０の輝度値の所定の割合となる値である。点灯範囲６０の輝度値に対する第１隣接点灯範囲６１の輝度値の割合は、表示部１０で表示させるコンテンツの種類に応じて適宜設定することができる。例えば、花火などの明るい画像を含むコンテンツの場合、暗い画像を含むコンテンツの場合のときよりも、点灯範囲６０の輝度値に対する第１隣接点灯範囲６１の輝度値の割合が高くなるように設定されてもよい。

ブラー設定部３２ｃは、エリア５０それぞれに対応する点灯範囲６０の輝度値と、点灯範囲６０それぞれに応じた第１隣接点灯範囲６１の輝度値とを求める。ここで、任意のエリア５０を注目エリアとしたとき、注目エリアに対応する点灯範囲６０の輝度値は以下のように求めることができる。すなわち、注目エリアに対応する点灯範囲６０の輝度値は、注目エリアの点灯範囲６０に予め設定されている輝度値に、この注目エリアと隣接する周囲の複数のエリア５０の点灯範囲６０それぞれに応じた第１隣接点灯範囲６１の輝度値を加算する。

換言すると、ブラー設定部３２ｃは、複数の文字画像のうちの第１文字画像を表示するエリア５０に対応して設定された点灯範囲６０の輝度値に、第１文字画像と隣接する第２文字画像を表示するエリア５０に対応して設定された点灯範囲６０の輝度値の所定の割合となる値を加算させる。そして、ブラー設定部３２は、文字画像それぞれに対応するエリア５０内の輝度値を変更する。

このように、各エリア５０を照らすミニＬＥＤ２２からの光を、各エリア５０と隣接するエリア５０にまで及ぼすように輝度値を設定することで所望のエリア５０の輝度値を上昇させることができる。このため、輝度値が小さくなるエリア５０について輝度値を上昇させることができるため複数の文字画像からなる文字列画像において、輝度ムラが生じることを抑制することができる。

なお、図１１に示されるように上記した第１隣接点灯範囲に加えてさらに第１隣接点灯範囲の外周を囲む範囲を点灯範囲とする第２隣接点灯範囲６２を設ける構成であってもよい。図１１は、本開示の第３実施形態に係る表示装置２００が備える表示部１０におけるミニＬＥＤ２２による点灯範囲の一例を示す図である。

（第４実施形態）
図１２～図１５を用いて、第４実施形態の表示装置３００を説明する。なお、下記において前述の各実施形態の表示装置３００と同様である点についての説明は繰り返さない。本実施形態の表示装置３００は、以下の点で、前述の各実施形態の表示装置と異なる。

図１２は、第４実施形態に係る表示装置３００の要部構成の一例を示すブロック図である。

図１２に示されるように、本実施の形態の表示装置３００は、文字検出部３０の代わりに、高コントラストでありかつ輝度が一定なエリア（輝度と位置との関係を示すグラフがフラットである）エリアがある対象画像が含まれるか否かを判定する画像判定部７０を備えている。高コントラスト画像とは、予め任意に設定された基準コントラストよりも高いコントラスト（明暗の差）を有する画像である。より具体的に言うと、本実施の形態の表示装置３００の画像判定部７０は、画像データに基づき画像に特定値よりも高い空間周波数成分を有する画像領域の面積が所定値以上である対象画像が含まれるか否かを判定する。たとえば、画像判定部７０は、対比される２つの隣接する画素の入力階調値の差に基づいて、画像の空間周波数を算出する。それにより、算出された空間周波数が特定値以上であるか否かを判定する。さらに、画像判定部７０は、空間周波数が特定値以上であると判定された隣接する画素が縦方向および横方向のそれぞれにおいて所定数以上連続していれば、特定値よりも高い空間周波数成分を有する画像領域の面積が所定値以上であると判定する。これにより、画像判定部７０は、表示パネル１１に表示される画像に前述の対象画像が含まれていると判定する。本実施の形態の画像判定部７０は、画像に基準コントラストよりも高いコントラスト（明暗の差）を有する対象画像が含まれるか否かを判定する画像判定部の一例である。

本実施の形態の表示装置３００において、画像判定部７０によって画像に対象画像が画像に含まれると判定された場合がある。この場合、点灯率算出部３０（輝度値設定部）は、画像データに設定される、対象画像内の複数のエリア５０の輝度値の差が小さくなるように、対象画像内の複数のエリア５０の少なくとも１つに設定される輝度値を変更する。なお、点灯率算出部３２は、図１に示される最大／平均階調変更部３２ａを有するものだけでなく、図６に示される輝度補正部３２ｂを有するもの、または、図９に示されるブラー設定部３２ｃを有するものであってもよい。

本実施の形態の対象画像としては、図１３示されるビル群の近景もしくは図１４に示される街並みのなどのハイコントラストな人工物画像、または、図１５に示されるテストパターン等のハイコントラストな画像が考えられる。したがって、本開示の対象画像は、第１～第３実施形態において用いられた複数の文字画像、または、本実施の形態で説明された人工物画像もしくはテストパターン画像等を含む。

第１実施形態に係る表示装置１、第２実施形態に係る表示装置１００、および第３実施形態に係る表示装置２００が備える文字検出部４０およびエリア制御部３０は、演算処理装置が記憶装置に格納されたプログラムを読み出し実行することで実現されてもよい。また、第４実施形態に係る表示装置３００が備える画像判定部７０およびエリア制御部３０は、演算処理装置が記憶装置に格納されたプログラムを読み出し実行することで実現されてもよい。例えば、表示装置１、表示装置１００、表示装置２００、および表示装置３００が演算処理装置としてＣＰＵ（Central Processing Unit）を備える構成の場合、ＣＰＵが記憶装置に格納されたプログラムを読み出し実行することで文字検出部４０（または画像判定部７０）およびエリア制御部３０を実現することができる。また、プログラムを記憶する記憶装置は、コンピュータ読み取り可能なＲＯＭ（Read Only Memory）、光ディスク、ハードディスクドライブなどの非一時的記録媒体であってもよい。

また、文字検出部４０（または画像判定部７０）およびエリア制御部３０は、上述の制御を実行するためにのみ用いられる電子回路を有する専用回路によって実現される構成であってもよい。上述のＣＰＵすなわちプロセッサと専用回路とは、コントローラと呼ばれる装置に含まれる。

１ 表示装置
３ 輝度補正式
１０ 表示部
１１ 表示パネル
２０ バックライト部
３０ エリア制御部
３１ 階調算出部
３２ 点灯率算出部
３２ａ 平均階調変更部
３２ｂ 輝度補正部
３２ｃ ブラー設定部
３３ 点灯率変換部
３４ 画像補正部
４０ 文字検出部（画像判定部）
４１ ベクトル検出部
４２ 補間フレーム生成部
４３ 字幕検出部
５０ エリア
５１ 画素
６０ 点灯範囲
６１ 第１隣接点灯範囲
６２ 第２隣接点灯範囲
７０ 画像判定部
１００ 表示装置
２００ 表示装置
３００ 表示装置

Claims (11)

1. 画像データに基づき画像を表示する表示部と、
   前記表示部に光を照射するバックライト部と、
   前記画像データに基づき前記画像に基準コントラストよりも高いコントラストを有する対象画像が含まれるか否かを判定する画像判定部と、
   前記画像データに基づき前記画像の各輝度値を設定する輝度値設定部と、
   を備え、
   前記輝度値設定部は、前記画像判定部によって前記画像に前記対象画像が含まれると判定された場合、前記画像データに基づき設定される、前記対象画像内の２以上のエリアの前記輝度値の差が小さくなるように、前記対象画像内の前記２以上のエリアの少なくとも１つに設定される前記輝度値を変更する、
   表示装置。
2. 前記対象画像は、文字画像、人工物画像、またはテストパターン画像を含む、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記輝度値設定部は、前記画像を前記２以上のエリアを含む複数のエリアに分割し、前記画像データに基づき前記複数のエリアのそれぞれごとに前記輝度値を設定する、請求項１に記載の表示装置。
4. 前記バックライト部は光源として複数のミニＬＥＤを含む、請求項１に記載の表示装置。
5. 前記画像判定部は、前記画像データに基づき前記画像に前記対象画像としての複数の文字画像が含まれるか否かを判定する文字判定部であり、
   前記輝度値設定部は、前記文字判定部によって前記画像に前記複数の文字画像が含まれていると判定された場合、前記画像データに基づき設定される、前記複数の文字画像の前記輝度値の差が小さくなるように、前記複数の文字画像の少なくとも１つに設定される前記輝度値を変更する、請求項１～３のいずれかに記載の表示装置。
6. 前記輝度値設定部は、前記複数の文字画像のそれぞれに設定される前記輝度値を、前記複数の文字画像のそれぞれを構成する複数の画素の輝度値に基づく所定輝度値に設定する、請求項５に記載の表示装置。
7. 前記輝度値設定部は、前記複数の文字画像のそれぞれに設定される前記輝度値を、前記複数の文字画像のそれぞれを構成する複数の画素の輝度値のうち最大となる輝度値に設定する、請求項５に記載の表示装置。
8. 前記輝度値設定部は、前記画像データに基づき設定された前記複数の文字画像のそれぞれの前記輝度値である入力輝度値を補正式により補正して得た出力輝度値を、前記バックライト部に出力しており、
   前記補正式を示すグラフは、前記入力輝度値と前記出力輝度値との関係が比例関係となるグラフに沿って上に凸となる曲線を描いたグラフとなる、請求項５に記載の表示装置。
9. 前記輝度値設定部は、前記複数の文字画像のうちの第１文字画像に設定された前記輝度値に、前記第１文字画像と隣接する第２文字画像に設定された前記輝度値の所定の割合となる値を加算することで、前記第１文字画像の前記輝度値を変更する、請求項５に記載の表示装置。
10. 前記対象画像は、特定値よりも高い空間周波数成分を有する画像領域の面積が所定値以上である画像である、請求項１に記載の画像形成装置。
11. 画像データに基づき、表示部に表示する画像に基準コントラストよりも高いコントラストを有する対象画像が含まれるか否か判定する第１ステップと、
    前記画像データに基づき、前記画像の各輝度値を設定する第２ステップと、を含み、
    前記第１ステップにおいて、前記画像に対象画像が前記画像に含まれると判定された場合、前記第２ステップでは、前記画像データに基づき設定される、前記対象画像内の２以上のエリアの前記輝度値の差が小さくなるように、前記対象画像内の前記２以上のエリアの少なくとも１つに設定される前記輝度値を変更する、表示装置の制御方法。

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