JP5556328B2 - 映像表示装置 - Google Patents
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Description
像信号を増幅することにより、入力映像の振幅がダイナミックレンジ幅と同等である場合においても、破綻を抑えながら適切に映像のコントラスト感を向上させることができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る映像表示装置1の全体構成及びその周辺構成を示すブロック図である。図1において、映像表示装置1は、例えばDVDプレイヤ2Aのような映像源2と接続され、映像処理LSI11と、ディスプレイ12と、CPU13と、バックライト制御部14とを備えている。
ラメータであり、最小輝度、平均輝度、最大輝度、低輝度領域ヒストグラム度数、および、高輝度領域ヒストグラム度数である。
図4において、CPU13は、まず、入力映像信号Aの最大階調付近、最小階調付近のヒストグラム度数に応じて最小輝度MIN、最大輝度MAXのレベルをシフトさせた、擬似最小輝度MIN´、擬似最大輝度MAX´を算出する(ステップS41)。
擬似最小輝度MIN´は、最小輝度MINのレベルシフト量をSMINとすると式(1)により算出される。
MIN´=MIN+SMIN ・・・・・(1)
式(1)において、SMINは、低輝度領域ヒストグラムをLH、SMINの算出式切替の閾値をTHL1、および、THL2、SMINの最大値をSV1とすると、式(2−A)、式(2−B)、式(2−C)により算出される。
SMIN=SV1 ・・・・・(2−A)
THL1≦LH<THL2のとき
SMIN=−SV1/(THL2−THL1)×(LH−THL1)+SV1 ・・・・・(2−B)
THL2≦LHのとき
SMIN=0 ・・・・・(2−C)
図5に式(2−A)、式(2−B)、式(2−C)によって算出される最小輝度MINのレベルシフト量SMINの特性を示す。LH<THL1の場合は、SMINはSV1に固定される。SV1は任意の値(階調)を設定することが可能であるが、ここでは16を設定するとして説明を行う。
MAX´=MAX−SMAX ・・・・・(3)
式(3)において、SMAXは、高輝度領域ヒストグラムをHH、SMAXの算出式切替の閾値をTHH1、および、THH2、SMAXの最大値をSV2とすると、式(4−A)、式(4−B)、式(4−C)により算出される。
SMAX=SV2 ・・・・・(4−A)
THH1≦HH<THH2のとき
SMAX=−SV2/(THH2−THH1)×(HH−THH1)+SV2・・・・・(4−B)
THH2≦HHのとき
SMAX=0 ・・・・・(4−C)
図6に式(4−A)、式(4−B)、式(4−C)によって算出される最大輝度MAXのレベルシフト量SMAXの特性を示す。HH<THH1の場合は、SMAXはSV2に固定される。SV2は任意の値(階調)を設定することが可能であるが、ここでは16を設定するとして説明を行う。一方、THH2≦HHの場合は、SMAXは0に固定される。また、THH1≦HH<THH2の場合は、SMAXはHHが大きくなるにつれ、SV2から0に徐々に減少する特性となる。THH1、および、THH2は、映像信号の画素数に応じた任意の値を設定することが可能である。
例えば、図7に示すように、映像信号Aの低輝度領域ヒストグラムLH、高輝度領域ヒストグラムHHがそれぞれTHL2、THH2よりも大きく、図8(a)に示すように、映像信号Aの最大振幅がダイナミックレンジ幅に対して90%である場合、図5、図6より、SMIN、SMAXはともに0となるため、擬似最大輝度MAX´、および、擬似最小輝度MIN´はそれぞれ、MAX、MINと等しくなり、式(5)よりCPU13が求める増幅率Gは、図8(b)に示すように、約1.1倍となる。この場合には、映像信号処理部112の増幅部1121において増幅処理を施すことにより、約1.1倍のコントラスト向上効果を得ることができる。
を求める。
実施の形態1では、式(5)により増幅率Gを算出し、図8(b)、図10(c)に示すように、低輝度側、高輝度側ともに同じ増幅率で映像の増幅を実施するとしたが、低輝度領域ヒストグラムLH、高輝度領域ヒストグラムHHに基づき、低輝度側と高輝度側で別々の増幅率で映像を増幅するようにしてもかまわない。
次に、低輝度側、及び、高輝度側の増幅率を決めるための重みW1、W2(W1が低輝度側、W2が高輝度側)を算出する。低輝度側の重みW1は、重みの最大値をWMAX、重みの最小値をWMIN、W1、W2の算出式切替の閾値をTHW1、THW2、とすると、式(7−A)、(7−B)、(7−C)により算出される。
W1=WMAX ・・・・・(7−A)
THW1≦DH<THW2のとき
W1=(WMIN−WMAX)/(THW2−THW1)×(DH−THW1)
+WMAX ・・・・・(7−B)
THW2≦DHのとき
W1=WMIN ・・・・・(7−C)
また、高輝度側の重みW2は、式(8−A)、式(8−B)、式(8−C)により算出される。
THW1≦DH<THW2のとき
W2=(WMAX−WMIN)/(THW2−THW1)×(DH−THW1)
+WMIN ・・・・・(8−B)
THW2≦DHのとき
W2=WMAX ・・・・・(8−C)
図11に式(7−A)、式(7−B)、式(7−C)によって算出される低輝度側の重みW1の特性を示す。DH<THW1の場合は、W1はWMINに固定される。一方、THW2≦DHの場合は、W1はWMAXに固定される。WMIN、および、WMAXは任意の値を設定することが可能であるが、ここではWMIN=0.91(倍)、WMAX=1.1(倍)を設定することとする。THW1≦DH<THW2の場合は、W1はDHが大きくなるにつれ、WMAXからWMINに徐々に減少する特性となる。THW1、および、THW2は任意の値を設定することが可能である。
高輝度側の重みW2の特性を示す。DH<THW2の場合は、W2はWMAXに固定される。一方、THW2≦DHの場合は、W2はWMINに固定される。THW1≦DH<THW2の場合は、W2はDHが大きくなるにつれ、WMINからWMAXに徐々に増加する特性となる。
G2´=G×W2 ・・・・・(9−B)
式(9−A)、式(9−B)において、Gは式(5)によって算出された増幅率である。低輝度領域ヒストグラムLHが高輝度領域ヒストグラムHHよりも大きい場合には、W2がW1よりも大きい値となり、高輝度側の仮の増幅率G2´が低輝度側の仮の増幅率G1´よりも大きな値となる。また、高輝度領域ヒストグラムHHが低輝度領域ヒストグラムLHよりも大きい場合には、W1がW2よりも大きい値となり、低輝度側の仮の増幅率G1´が高輝度側の仮の増幅率G2´よりも大きな値となる。
次に、CPU13は低輝度側の増幅率G1と高輝度側の増幅率G2を算出する(式(11−A)、式(11−B)参照)。
G2=G2´/H ・・・・・(11−B)
仮の増幅率G1´、G2´を補正係数Hで除算することにより、増幅率G1、G2を用いて増幅した擬似入力映像信号A´の振幅がダイナミックレンジと等しくなる。
なっている。一方、入力映像信号Aに着目すると、増幅率G1、G2で増幅した信号(図12(b)のGA)の振幅はダイナミックレンジ幅を超えている。
11 映像処理LSI
111 特徴検出部
112 映像信号処理部
1121 増幅部
12 ディスプレイ
121 画面
122 バックライト
13 CPU
131 制御データ生成部
14 バックライト制御部
2 映像源
2A DVDプレイヤ
Claims (4)
- 画面と前記画面に向けて発光するバックライトとを有したディスプレイを備え、自装置に入力された入力映像信号を処理して前記ディスプレイに映像表示する映像表示装置であって、
前記入力映像信号の最大輝度、最小輝度、平均輝度、低輝度領域ヒストグラム度数および高輝度領域ヒストグラム度数を検出する特徴検出部と、
前記特徴検出部が検出した値に基づいて前記入力映像信号を増幅する際の増幅率と、前記入力映像信号を前記平均輝度を基準として該増幅率にて増幅した後の信号を前記映像信号処理部の出力のダイナミックレンジ幅に前記増幅した後の映像信号を収めるための該映像信号のDCレベルのシフト量とを含む前記入力映像信号を補正するための制御データを生成する制御データ生成部と、
前記制御データ生成部が生成した制御データに基づいて前記入力映像信号を補正して前記ディスプレイに出力する映像信号処理部とを備え、
前記制御データ生成部は、前記入力映像信号の低輝度ヒストグラム度数と高輝度ヒストグラム度数とを比較し、該比較した結果に基づいて低輝度側の増幅率および高輝度側の増幅率を算出し、算出された前記低輝度側の増幅率に基づいて平均輝度よりも低い輝度の入力映像信号に対する制御データを生成し、算出された前記高輝度側の増幅率に基づいて平均輝度よりも高い輝度の入力映像信号に対する制御データを生成することを特徴とする映像表示装置。 - 前記映像信号処理部は、前記入力映像信号を増幅して出力する増幅部と、前記増幅部から出力された信号のDCレベルをシフトするDCレベル調整部とを含み、
前記増幅部にて前記入力映像信号に対する前記ダイナミックレンジ幅を超える増幅処理は、前記低輝度領域ヒストグラム度数が閾値THLH1より小さく、前記高輝度領域ヒストグラム度数が閾値THHH1より小さい場合にのみ実行されて前記DCレベル調整部へ出力されることを特徴とする請求項1記載の映像表示装置。 - 前記増幅部にて実行される、前記入力映像信号に対する前記ダイナミックレンジ幅を超える増幅処理に用いられる増幅率は、前記低輝度領域ヒストグラム度数および前記高輝度領域ヒストグラム度数が小さいほど前記増幅率が大きくなるように前記制御データ生成部
が前記増幅率を生成することを特徴とする請求項2記載の映像表示装置。 - 前記バックライトの輝度制御を行うバックライト制御部を備え、前記バックライト制御部は、前記制御データ生成部が出力した前記制御データを用いて前記画面に映像表示した際の視覚的輝度と前記入力映像信号が表す映像の輝度とが同じになるように、前記バックライトの輝度制御を行うことを特徴とする請求項1記載の映像表示装置。
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