JP2018194651A - 表示装置及びその制御方法、プログラム、記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 ユーザが画像に対して拡大縮小等の画像処理を施す場合に、電力を効率よく利用して好適な画質の画像を表示することを可能とすることを目的とする。【解決手段】 本発明の表示装置１は、入力画像データに基づいて画面に画像を表示する表示装置１であって、ユーザの指示に応じて入力画像データにスケーリング処理を施すことが可能な画像処理部１０１と、表示装置１の表示輝度の上限値を決定する輝度補正部１０８とを備え、画像処理部１０１は、ユーザが入力画像データにスケーリング処理を施すことを指示したことに応じて、スケーリング処理を施す前の入力画像データに基づいて決定された表示輝度の上限値ＢＭ１と、スケーリング処理を施された後の表示画像データに基づいて決定された表示輝度の上限値ＢＭ２との差が、閾値Ｔｈ以下になるように、スケーリング処理を入力画像に施すことを特徴とする。【選択図】 図２

Description

本発明は、入力画像データに応じて表示輝度の上限値を設定して画像を表示する表示装置、及びその制御方法、プログラム、記憶媒体に関する。

画面に表示された画像（表示画像）の輝度の上限の向上と、表示画像のコントラストの向上とが望まれている。液晶表示装置では、バックライトユニットのローカルデミング制御を行うことにより、白色の表示輝度（画面の輝度）を高め、黒色の表示輝度を低減することができる。それにより、表示画像の輝度の上限の向上と、表示画像のコントラストの向上との両方を実現することができる。

しかしながら、バックライトユニットの発光輝度を高めると、表示輝度を高めることができるものの、バックライトユニットの消費電力が増す。特に、画面の領域全体に対してバックライトユニットの発光輝度を高めると、バックライトユニットの消費電力が大幅に増す。そして、電力（電源が液晶表示装置に出力可能な電力、液晶表示装置に入力可能な電力、等）には上限があり、バックライトユニットの発光輝度を高めることで、液晶表示装置に必要な電力が上限を超えることがある。液晶表示装置に必要な電力が上限を超えると、電源、液晶表示装置の電源回路、等を保護するために、画面が突然暗くなったり、画像が突然表示されなくなったりする。

表示装置に必要な電力が上限を超えるのを防ぐ技術は、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示の技術では、画像データに基づいて表示装置の消費電力が推定され、推定された消費電力が閾値より大きい場合に、推定された消費電力が閾値以下となるように画像データが補正される。

特開２００６−１１９４６５号公報

ユーザが画像を編集するために表示装置を用いる場合、表示している画像の一部を拡大して、ユーザが画像の細部を確認することや、表示している画像を縮小して、ユーザが画像の全体を確認することがある。

しかしながら、上述した従来の技術では、ユーザが画像を確認するために拡大縮小等の画像処理を施した場合、画像処理が施されたあとの画像に基づいて、画像データが補正されることにより、画像処理の前後で、表示輝度が変化してしまう場合があった。

そこで、本発明は、ユーザが画像に対して拡大縮小等の画像処理を施す場合に、電力を効率よく利用し、かつ表示輝度の変化を抑制して画像を表示することができる技術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、本発明の一実施形態に係る表示装置は、入力画像に基づいて画面に画像を表示する表示装置であって、ユーザの指示に応じて前記入力画像にスケーリング処理を施すことが可能な処理手段と、前記画像に基づいて、前記表示装置の表示輝度の上限値を決定する決定手段と、を備え、前記処理手段は、ユーザが前記入力画像に前記スケーリング処理を施すことを指示したことに応じて、前記スケーリング処理を施す前の第１画像に基づいて前記決定手段に決定された表示輝度の第１上限値と、前記スケーリング処理を施された後の第２画像に基づいて前記決定手段に決定された表示輝度の第２上限値との差が、所定の閾値以下になるように、前記スケーリング処理を前記入力画像に施すことを特徴とする。

本発明によれば、ユーザが画像に対して拡大縮小等の画像処理を施す場合に、電力を効率よく利用し、かつ表示輝度の変化を抑制して画像を表示することが可能となる。

表示装置の構成例を示す構成図である。 制御回路基板の機能ブロックを示すブロック図である。 画像処理部が実行する拡大処理を説明するための模式図である。 特徴量取得部の処理の例を示す模式図である。 基準輝度決定部の処理を示す模式図である。 制御輝度と特徴量との対応関係を示した模式図である。 パラメータ決定部が実行するパラメータ決定処理を示すフローチャートである。 記憶部に記憶された複数のパラメータを示すテーブルを示した模式図である。 ＡＰＬと表示輝度の上限値との関係を示す模式図である。

＜実施例１＞
以下、本発明の実施例１について説明する。なお、以下では、本実施例に係る表示装置が透過型の液晶表示装置である場合の例を説明するが、本実施例に係る表示装置は液晶表示装置に限らない。本実施例に係る表示装置は、発光部と、発光部からの光を入力画像データに基づいて透過することにより画像を表示する表示部と、を有する表示装置であればよい。例えば、本実施例に係る表示装置は、液晶素子の代わりにＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）シャッターを用いたＭＥＭＳシャッター方式表示装置であってもよい。また、本実施形に係る表示装置は、表示部を透過した光を、投影面に照射して画像を表示する投影装置（プロジェクター）であってもよい。

図１は、本実施例に係る表示装置１の構成例を示す構成図である。表示装置１は、液晶パネル部１０、バックライトユニット２０、および制御回路基板１００を有する。液晶パネル１０は、バックライトユニット２０から発せられた光を制御回路基板１００から入力された表示画像データに基づいて透過することにより画像を表示する。

液晶パネル部１０は、液晶ドライバ、コントロール基板、及び、液晶パネルを有する。液晶パネルは、複数の液晶素子を有する透過面を有する。コントロール基板は、液晶パネル部１０に入力された画像データに応じて液晶ドライバに指示を出力することにより、液晶ドライバの処理を制御する。液晶ドライバは、コントロール基板から出力された上記指示に応じて、液晶パネルの各液晶素子を駆動する。それにより、各液晶素子の透過率が、液晶パネル部１０に入力された画像データに応じた値に制御される。バックライトユニット２０から発せられた光が各液晶素子を透過することにより、画面に画像が表示される。図１の点線で区切られた矩形領域は、バックライトユニット２０の光源に対応する複数の対応領域に対応する。対応領域については後述する。

対応領域の形状は矩形（四角形）に限らない。例えば、対応領域の形状は、円形、三角形、五角形、六角形、等であってもよい。複数の対応領域の配置はマトリクス状の配置に限られない。例えば、複数の対応領域が千鳥格子状に配置されていてもよい。

バックライトユニット２０は、個別に発光を制御可能な複数の光源部２１を有する。各光源部２１は、１つ以上の発光素子（光源）を有する。発光素子としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＥＬ素子、冷陰極管、等を使用することができる。バックライトユニット２０は、複数の光源部、各光源部の発光を制御する制御回路、及び、各光源部から発せられた光を拡散させる光学ユニットを有する。バックライトユニット２０は、例えば、水平方向ｍ個×垂直方向ｎ個の光源部を有する（ｍとｎは自然数）。本実施例では、バックライトユニット２０は、水平方向６個×垂直方向４個の光源部を有する。

また、本実施例では、各光源部は、白色の光を発する発光素子を有する。例えば、発光素子は、流れる電流に応じた輝度で白色光を発する白色ＬＥＤであるとする。制御回路基板１００は、発光素子に流れる電流を、Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＰＷＭ）で制御することにより、各光源部の発光輝度を制御する。なお、光源部は、発光素子として、赤色の光を発する赤色ＬＥＤ、緑色の光を発する緑色ＬＥＤ、および青色の光を発する青色ＬＥＤを備えるものであってもよい。

なお、複数の光源部の配置はマトリクス状の配置に限られない。例えば、複数の光源部が千鳥格子状に配置されていてもよい。本実施例では、複数の光源部２１は、画面を構成する複数の対応領域にそれぞれ対応付けられている。

制御回路基板１００は、入力画像データに基づく画像が表示されるように、液晶パネル１０およびバックライトユニット２０を制御する制御装置である。制御回路基板１００は、表示装置１があらかじめ定められた電力閾値Ｐｔｈ以下の消費電力で駆動するように、表示輝度の範囲を制御する。具体的には、制御回路基板１００は、表示装置１があらかじめ定められた電力閾値Ｐｔｈ以下の消費電力で駆動するように、表示輝度の上限値を制御する。

また、制御回路基板１００は、入力画像データに、ユーザの指示に応じて、拡大縮小処理等の画像処理を施して表示画像データを生成することができる。また、制御回路基板１００は、画像処理を施した表示画像データを表示する場合の表示輝度の上限値と、画像処理を施す前に表示された画像の表示輝度の上限値との差が、所定の閾値以下になるように、画像処理の強度を設定する。

図２は、制御回路基板１００の機能ブロックを示すブロック図である。制御回路基板１００は、画像処理部１０１、特徴量取得部１０２、基準輝度決定部１０３、電力推定部１０４、輝度推定部１０５、補正値決定部１０６、画像補正部１０７、輝度補正部１０８、記憶部１０９、およびパラメータ決定部１１０を有する。

画像処理部１０１は、入力画像データにスケーリング処理を施して表示画像データを生成し、特徴量取得部１０２と画像補正部１０７とに出力する。入力画像データは、非図示の外部機器から画像処理部１０１に入力されるとする。なお、外部機器は、被写体を撮影して得られた画像データを出力する撮像装置や、記憶媒体に蓄積された画像データを出力することが可能な出力装置であるとする。また、入力画像データは、記憶部１０９から画像処理部１０１に入力されてもよい。なお、入力画像データは、撮像装置等の外部機器から非図示の入力端子を介して画像処理部１０１に入力されてもよい。画像処理部１０１は、パラメータ決定部１１０が決定した画像処理パラメータを用いて、入力画像データに画像処理を施す。スケーリング処理は、入力画像データに対して拡大処理、もしくは縮小処理を施す処理である。この場合、画像処理部１０１は、パラメータ決定部１１０から、拡大率および拡大基準位置を取得する。なお、拡大率は、１である場合に、等倍を示し、１以下の値を含む。なお、画像処理部１０１は、画像処理を施さない入力画像データを表示画像データとして出力することも可能である。

図３は、画像処理部１０１が実行する拡大処理を説明するための模式図である。スケーリング処理前の画像は、グレーの背景画像の中央部に矩形の白色のオブジェクトが表示される画像であるとする。図３（ａ）は、スケーリング処理前の画像を表示した画面を示した模式図である。制御回路１００は、ユーザが拡大率を指定するためのＧｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＧＵＩ）を表示するとする。また、ユーザは、スケーリング処理前の画像に対して、拡大基準位置ＲＰとして画像の中心を指定するとする。

例えば、画像を拡大する場合、画像処理部１０１は、拡大基準位置ＲＰと拡大率とに応じて、画像の一部を切り取り（トリミング）、切り取った画像の解像度を上げて、表示画像データを生成する。図３（ａ）の一点鎖線で示した矩形の枠線は、拡大基準位置ＲＰに対して設定された拡大率に基づいて、決定されたトリミング領域Ｚａを示す。なお、スケーリング処理は、ユーザが指定した領域を拡大する処理であってもよい。この場合、ユーザが指定した領域の画素数と、拡大後の画素数とに応じた拡大率が、ユーザが指定した拡大率であるとする。図３（ｂ）は、図３（ａ）で示した拡大基準位置ＲＰとユーザが指定した拡大率とに基づいてトリミング領域Ｚａを拡大した拡大処理後の画像を示す模式図である。画像処理部１０１の詳細は、後述する。

特徴量取得部１０２は、複数の光源部のそれぞれについて、その光源部に対応する対応領域に表示される画像の特徴量を、表示画像データから取得する。そして、特徴量取得部１０２は、各光源部に対して取得した特徴量を、基準輝度決定部１０３へ出力する。対応領域は、入力画像データ、パネル解像度、およびバックライトユニット２０の光源部の数に基づいて決定される。本実施例では、特徴量取得部１０２は、各対応領域に表示される画像の階調値の最大値を、当該対応領域の光源部に対する特徴量として取得する。なお、特徴量として、各対応領域に表示される画像の階調値の平均値等の統計量を用いてもよい。特徴量は、各対応領域に表示される画像の明るさに対応する値であれば、代用可能である。

ここで、各画素値がＲＧＢ値（赤色の階調値であるＲ値、緑色の階調値であるＧ値、及び、青色の階調値であるＢ値の組み合わせ）であるＲＧＢ画像データが表示画像データとして取得される場合を考える。この場合には、対応領域内の最大Ｒ値（Ｒ値の最大値）が特徴量として取得されてもよいし、最大Ｇ値（Ｇ値の最大値）が特徴量として取得されてもよいし、最大Ｂ値（Ｂ値の最大値）が特徴量として取得されてもよい。最大Ｒ値、最大Ｇ値、及び、最大Ｂ値のうちの最大値が、特徴量として取得されてもよい。各画素についてＲＧＢ値からＹ値（輝度値）が算出されてもよい。そして、Ｙ値の最大値が特徴量として取得されてもよい。

図４は、特徴量取得部１０２の処理の例を示す模式図である。図４（ａ）は、特徴量取得部１０２が図３（ａ）の画像に基づいて取得した各対応領域の特徴量を示す模式図である。画像の階調値が１０ビットの値（０〜１０２３）で示される場合の例を示す。階調値が大きいほど（輝度が高いほど）白色に近く、且つ、階調値が小さいほど（輝度が低いほど）黒色に近い色であるとする。図３（ａ）において、中央の白色の矩形オブジェクトは階調値１０２３のベタ画像であり、点描で示した領域は階調値１のベタ画像であるとする。

図４（ａ）は、図３（ａ）の表示画像データから取得された各対応領域の特徴量を示す。図４において、水平方向に並んだ数値（１〜６）は、対応領域の水平位置（水平方向における位置ｍ）を示し、垂直方向に並んだ数値（１〜４）は、対応領域の垂直位置（垂直方向における位置ｎ）を示す。以降、対応領域を水平位置ｍと垂直位置ｎとを用いて、対応領域（ｍ、ｎ）と示す。

図４（ａ）に示すように、矩形オブジェクトの一部を含む対応領域（３，２）（４，２）（３，３）（４，３）では、特徴量（階調値の最大値；最大階調値）として１０２３が取得されている。そして、オブジェクトを含まない対応領域では、特徴量として１が取得されている。

図４（ｂ）は、図３（ｂ）に示した拡大処理を施された画像に基づいて、特徴量取得部１０２が取得した各対応領域の特徴量を示す模式図である。矩形オブジェクトの少なくとも一部を含む領域が拡大したことに応じて、１０２３の特徴量となる対応領域が増加する。つまり、画像処理を施すことにより、対応領域の特徴量が変化することがある。

表示画像データはＲＧＢ画像データに限られない。例えば、各画素値がＹＣｂＣｒ値（輝度値であるＹ値、色差値であるＣｂ値、及び、色差値であるＣｒ値の組み合わせ）であるＹＣｂＣｒ画像データが、表示画像データとして取得されてもよい。特徴量は最大階調値に限られない。例えば、特徴量として、階調値の他の代表値（最小値、平均値、中間値、最頻値、等）、階調値のヒストグラム、等が取得されてもよい。複数の光源部の間で共通の特徴量が取得されてもよい。例えば、複数の光源部の間で共通の特徴量として、表示画像データ全体に対応する特徴量が取得されてもよい。

基準輝度決定部１０３は、記憶部１０９に記憶された特徴量と基準輝度との対応関係を示すルックアップテーブルを用いて、各光源部の基準の発光輝度（発光量）である基準輝度を決定する。そして、基準輝度決定部１０３は、各光源部の基準輝度を電力推定部１０４、輝度推定部１０５、および輝度補正部１０８へ出力する。本実施例では、基準輝度決定部１０３は、複数の光源部のそれぞれについて、その光源部に対して取得された特徴量に応じて、当該光源部の基準輝度を決定する。

図５は、基準輝度決定部１０３の処理を示す模式図である。図５（ａ）は、特徴量と基準輝度の対応関係を示すルック・アップ・テーブル（ＬＵＴ）である。図５（ａ）の横軸は特徴量を示し、図５（ａ）の縦軸は基準輝度を示す。基準輝度（発光輝度）０［％］は、光源部が消灯している状態に対応し、基準輝度１００［％］は、上限の発光輝度で光源部が発光している状態に対応する。基準輝度１００［％］で発光した場合の光源部の輝度は、予めユーザが設定した表示輝度、もしくは光源部が発することが可能な最大の輝度であるとする。例えば、基準輝度１００［％］で発光した光源部から、２００００ｃｄ／ｍ^２で光が照射されるとする。

基準輝度決定部１０３は、上記ＬＵＴを用いて、各対応領域の特徴量に基づいて、各光源部の基準輝度を決定する。図５（ｂ）は、基準輝度決定部１０３が、決定した各光源部の基準輝度を示す模式図である。基準輝度決定部１０３は、図４（ｂ）に示す特徴量が取得された場合、図５（ａ）の対応関係から、図５（ｂ）の基準輝度を決定する。

なお、基準輝度の決定方法は上記方法に限られない。例えば、ＬＵＴの代わりに、特徴量と基準輝度との対応関係を示す関数が使用されてもよい。特徴量と基準輝度との対応関係は図５（ａ）の対応関係に限られない。特徴量に対して段階的に基準輝度が上昇するものであってもよい。また、光源部からの光が、当該光源部に対応する対応領域の周辺へ漏れる場合を考慮して、各光源部の基準輝度を決定するものであってもよい。

電力推定部１０４は、各光源部が基準輝度で発光した場合にバックライトユニット２０が消費すると推定される消費電力Ｐを算出する。各光源部の発光素子は、各光源部に対して決定された基準輝度に応じたパルス幅で電流を印加される。電力推定部１０４は、予め決められた各光源部に流れる電流値Ｉと、各光源部に対して決定された基準輝度に応じたパルス幅とに基づいて、バックライトユニット２０が消費すると推定される消費電力Ｐを算出する。例えば、１つの光源部が１００％の発光輝度で点灯した場合に消費する電力が４０Ｗであるとする。光源部の消費電力は、発光輝度に比例すると、図５（ｂ）に示した基準輝度で各光源部が駆動した場合の消費電力Ｐは、８００Ｗである。電力推定部１０４は、輝度補正部１０８、および記憶部１０９に消費電力Ｐを出力する。

なお、後述するように消費電力Ｐが電力閾値Ｐｔｈより高い場合、消費電力が電力閾値Ｐｔｈと同等になるように各光源部の輝度が調整される。したがって、電力推定部１０４は、消費電力Ｐが電力閾値Ｐｔｈより高い場合、電力閾値Ｐｔｈを記憶部１０９に出力してもよい。

輝度推定部１０５は、各光源部の基準輝度に基づいて、液晶パネルに入射する光の輝度分布を推定し、補正値決定部１０６に出力する。輝度推定部１０５は、各光源部が基準輝度に基づいて発光した場合に液晶パネルに入射する光の輝度分布を、各光源部から隣接する光源部の対応領域への漏れ光の影響を考慮して推定する。

補正値決定部１０６は、入射輝度推定部１０５で推定された輝度分布に基づいて、表示画像データを補正する画像補正値を決定する。補正値決定部１０６は、画像補正値を画像補正部１０７へ出力する。本実施例では、以下の式１を用いて、表示画像データの階調値に乗算されるゲイン値である補正係数Ｇｐｎが、画像補正値として算出される。式１において、「Ｌｔ」は、全ての光源部を１００％の基準輝度で点灯した場合に液晶パネルに入射する光の輝度であり、「Ｌｐｎ」は、推定された入射輝度である。なお、画像補正値はゲイン値に限られない。例えば、画像補正値として、入力画像データの階調値に加算されるオフセット値が決定されてもよい。
Ｇｐｎ＝Ｌｔ／Ｌｐｎ ・・・（式１）

画像補正部１０７は、補正値決定部１０６によって決定された画像補正値を用いて表示画像データの各階調値を補正して、液晶パネル部１０へ出力する。液晶パネル部１０は、入力された画像データに基づいて、各液晶素子を制御することから、画像補正部１０７は、液晶パネルを制御するともいえる。

輝度補正部１０８は、複数の光源部の輝度を補正して制御輝度を決定する。輝度補正部１０８は、消費電力Ｐが電力閾値Ｐｔｈよりも大きい場合に、各光源部の基準輝度を低減して制御輝度とする。例えば、輝度補正部１０８は、各光源部の基準輝度に、補正値（Ｐｔｈ／Ｐ）を乗算して制御輝度を取得するとする。具体的には、輝度補正部１０８は、各光源部の基準輝度に応じた各光源部のＰＷＭ制御のためのパルス幅を、消費電力Ｐと電力閾値Ｐｔｈとの比を用いて、低減する処理を施す。

図５（ｂ）に示した各光源部の基準輝度に基づいて取得した消費電力Ｐが、電力閾値Ｐｔｈよりも大きい場合について説明する。例えば、電力閾値Ｐｔｈは６００Ｗであるとする。上述したように、図５（ｂ）に示した各光源部の基準輝度に基づいて取得した消費電力Ｐが８００Ｗであるとすると、輝度補正部１０８は、補正値を０．７５とする。

図６は、輝度補正部１０８により補正された各光源部の輝度を示す模式図である。図６（ａ）は、上述の補正値を適用した制御輝度と特徴量との対応関係を示した模式図である。図６（ａ）の点線は、図５（ａ）に示した特徴量と基準輝度との対応関係を示す。図６（ａ）の実線は、特徴量と制御輝度との対応関係を示す。つまり、輝度補正部１０８による補正を行うことで、各対応領域に対応する光源部は、特徴量に対して関連付けられた基準輝度よりも低い制御輝度で制御される。上述の例示した基準輝度の最大値と補正値とに基づいて、制御輝度を決定した場合、制御輝度の取りうる最大値は、１５０００ｃｄ／ｍ^２（２００００ｃｄ／ｍ^２×０．７５）となる。図６（ｂ）は、輝度補正部１０８が決定した各光源部の制御輝度を示す模式図である。全ての光源部の基準輝度に補正値が乗算されて制御輝度となる。

輝度補正部１０８は、各光源部の制御輝度を、バックライトユニット２０に出力する。バックライトユニット２０は、取得した制御輝度に基づいて、ＰＷＭ制御で各光源部の発光を制御する。したがって、輝度補正部１０８は、各光源部の制御輝度をバックライトユニット２０に出力することにより、バックライトユニット２０を制御するともいえる。

なお、バックライトユニット２０の輝度の上限値は、表示装置１の表示可能な輝度の上限値に対応する。すなわち、制御輝度を低減することによって、表示装置が表示可能な表示輝度の上限値は低下する。液晶パネルの液晶素子に対応する画素値が最大値（１０２３）である場合、画素値に基づいて駆動された当該液晶素子の透過率が１０％であるとする。各光源部の発光を基準輝度で制御した場合、基準輝度の上限値が２００００ｃｄ／ｍ^２であるとすると、表示輝度の上限値は、２０００ｃｄ／ｍ^２（２００００ｃｄ／ｍ^２×０．１）である。一方で、上述のように、消費電力Ｐが電力閾値Ｐｔｈ以下となるように光源部の取りうる輝度の上限値を低下する処理を実行した場合、表示輝度の上限値も低下する。例えば、上述のように、各光源部の基準輝度に対して消費電力Ｐに基づく補正処理を施した場合、制御輝度の上限値が１５０００ｃｄ／ｍ^２であるとすると、表示輝度の上限値は、１５００ｃｄ／ｍ^２（１５０００ｃｄ／ｍ^２×０．１）に低下する。

即ち、上述の処理により、制御回路１００は、消費電力があらかじめ設定された電力以下（電力閾値Ｐｔｈ以下）となるように、表示輝度の上限値を制御するといえる。したがって、表示装置１は、電力閾値Ｐｔｈ以下の消費電力で、画像が表示することが可能となる。また、以降の処理で、表示装置が表示可能な輝度の上限値を比較する処理は、バックライトユニット２０の発光輝度を比較する処理としてもよい。

記憶部１０９は、制御回路基板１００の各機能ブロックが用いるパラメータを記憶する記憶媒体である。例えば、記憶部１０９は、特徴量と基準輝度との対応関係を示すＬＵＴや、画像処理部１０１が画像処理に使用するパラメータ、消費電力Ｐ等を記憶する。

パラメータ決定部１１０は、画像処理部１０１が、画像データに画像処理を施して表示画像データを生成するために用いるパラメータを決定する。パラメータ決定部１１０は、画像処理の前後で、液晶パネル部１０の表示輝度の上限値の変化量が、閾値Ｂｔｈ以下になるように、画像処理に用いるパラメータを決定する。画像処理部１０１が、入力画像データに施す画像処理が、拡大縮小処理であるとして説明する。この場合、パラメータ決定部１１０が決定するパラメータは、拡大率、および拡大基準位置である。

図７は、パラメータ決定部１１０が実行するパラメータ決定処理を示すフローチャートである。具体的には、パラメータ決定部１１０は、画像処理部１０１が使用する処理パラメータＭを決定するフローチャートである。パラメータ決定部１１０は、ユーザの指示に応じて、パラメータ決定処理を開始するとする。

ステップＳ６０１で、パラメータ決定部１１０は、画像処理を施す前の画像データＩｍｇ１に基づいて推定される消費電力Ｐ１を取得する処理を実行する。パラメータ決定部１１０は、画像処理を施す前の画像データＩｍｇ１を表示している場合の消費電力Ｐ１を記憶部１０９から読み出す。例えば、画像処理を施す前の画像データＩｍｇ１に基づいて画像を表示した場合の消費電力Ｐ１は、電力閾値Ｐｔｈ以下であるとする。処理は、ステップＳ６０２に進む。

ステップＳ６０２で、パラメータ決定部１１０は、画像処理を施す前の画像データＩｍｇ１に基づいて画像を表示する場合の表示輝度の上限値ＢＭ１を取得する。パラメータ決定部１１０は、電力閾値Ｐｔｈに対する消費電力Ｐ１の比と、基準輝度の上限値とに基づいて、上限値ＢＭ１を取得する。上述したように、消費電力Ｐ１が電力閾値Ｐｔｈ以下である場合、各光源部の基準輝度に対して補正は行われず制御輝度は基準輝度と同等となる。したがって、上限値ＢＭ１は、２０００ｃｄ／ｍ^２であるとする。処理は、ステップＳ６０３に進む。

ステップＳ６０３で、パラメータ決定部１１０は、画像処理のパラメータの初期値（初期パラメータＭｉ）を取得する。例えば、パラメータ決定部１１０は、ユーザが非図示の操作部を介して入力した拡大率Ｍｕｓｅｒと、拡大基準位置Ｒ（ｘ、ｙ）とを取得するとする。本実施例では、記憶部１０９に予め記憶された複数の拡大率から、ユーザが選択した拡大率を初期値とするとする。例えば、Ｍｕｓｅｒは、３倍（×３）であるとする。また、拡大基準位置Ｒ（ｘ、ｙ）は、画像データの中心であるとする。本説明では、拡大基準位置Ｒ（ｘ、ｙ）は固定とするとする。パラメータ決定部１１０は、取得した初期パラメータＭｉを、画像処理パラメータＭ（ｉ）（ｉ＝０）として設定する。処理は、ステップＳ６０４に進む。

なお、パラメータの初期値は、ユーザが任意に入力することも可能であるし、予め用意された複数のパラメータからユーザが選択して決定することも可能である。また、ユーザが画像処理の実行を指示したことに応じて、あらかじめ定められた初期パラメータを取得してもよい。

ステップＳ６０４で、パラメータ決定部１１０は、設定されたパラメータＭ（ｉ）を用いて画像データに画像処理を施して処理画像データＩｍｇ２を生成する。処理は、ステップＳ６０５に進む。なお、ステップＳ６０４の処理は、画像処理部１０１が実行することも可能である。

ステップＳ６０５で、パラメータ決定部１１０は、処理画像データＩｍｇ２に基づいて画像を表示した場合の消費電力Ｐ２を生成する。パラメータ決定部１１０は、各対応領域に対応する処理画像データの特徴量を取得する。そして、パラメータ決定部１１０は、各対応領域の特徴量と、特徴量と基準輝度との対応関係に基づいて、各光源部の基準輝度を取得する。パラメータ決定部１１０は、各光源部が取得された基準輝度で点灯した場合に推定される消費電力を、消費電力Ｐ２とする。なお、ステップＳ６０５で消費電力Ｐ２を取得する処理の一部の処理を、パラメータ決定部１１０の指示に応じて、特徴量取得部１０２、基準輝度決定部１０３、および電力推定部１０４が実行することも可能である。なお、ステップＳ６０５で消費電力Ｐ２を取得する方法は、上述の処理に限らない。例えば、処理画像データＩｍｇ２の平均画素値（Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｉｘｅｌ Ｌｅｖｅｌ、ＡＰＬ）を用いて、消費電力Ｐ２を取得することも可能である。画像データのＡＰＬが高いほど、当該画像データから求められる各対応領域の特徴量が高くなる可能性が高い。パラメータ決定部１１０は、記憶部１０９に予め記憶されたＡＰＬと消費電力との関係を示す対応情報に基づいて、処理画像データＩｍｇ２に対応する消費電力Ｐ２を取得してもよい。ＡＰＬに基づいて消費電力Ｐ２を取得することにより、上述したような各対応領域の特徴量取得処理、各光源部の基準輝度決定処理、および消費電力算出処理にかかる処理負荷を低減することが可能である。処理は、ステップＳ６０５に進む。

ステップＳ６０６で、パラメータ決定部１１０は、処理画像データに基づいて画像を表示する場合の表示輝度の上限値ＢＭ２を取得する。上限値ＢＭ２は、パラメータＭ（ｉ）で、画像処理が施された処理画像データＩｍｇ２に基づいて決定されたバックライトユニット２０の制御輝度で、処理画像データＩｍｇ２に基づく画像を表示した場合における表示装置１の表示輝度の推定上限値である。

パラメータ決定部１１０は、電力閾値Ｐｔｈに対する消費電力Ｐ２の比に基づいて、表示輝度の上限値ＢＭ２を算出する。パラメータ決定部１１０は、基準輝度で画像を表示した場合の表示輝度の上限値に対して、電力閾値Ｐｔｈに対する消費電力Ｐ２の比を除算した値を、上限値ＢＭ２とする。例えば、電力閾値Ｐｔｈに対する消費電力Ｐ２の比（Ｐ２／Ｐｔｈ）が、４／３であるとする。この場合、基準輝度で画像を表示した場合の表示輝度の上限値（２０００ｃｄ／ｍ^２）から４／３を除算して、上限値ＢＭ２は、１５００ｃｄ／ｍ^２と算出される。処理は、ステップＳ６０７に進む。

ステップＳ６０７で、パラメータ決定部１１０は、画像処理前後の表示輝度の上限値の差分が閾値Ｔｈ以下であるか否かを判定する。閾値Ｔｈは、画像処理前後で表示輝度の上限値が変更したとしても、ユーザが違和感を得づらい変化量である。例えば、閾値Ｔｈは５０ｃｄ／ｍ^２であるとする。画像処理前後の表示輝度の上限値の差が閾値Ｔｈ以下である場合、処理はステップＳ６０８に進む。画像処理前後の表示輝度の上限値の差が閾値Ｔｈ以下でない場合、処理はステップＳ６０９に進む。

なお、閾値Ｔｈは、ユーザが任意に設定することが可能である。閾値Ｔｈは直接輝度値を指定してもよいし、輝度差で指定しても良い。輝度差で指定する場合は、例えばＣＩＥ １９７６で規定されるＬ＊ａ＊ｂ表色系における輝度、色差の差を示すΔＥ＊ａｂが閾値以下とのなるように指定することが想定される。ΔＥ＊ａｂが１以下、と言うような指定をすれば、ユーザが輝度変化を感知できない範囲であれば輝度変化を許容する、と言う設定となる。

閾値Ｔｈは、表示している画像に応じて動的に変更されるものであってもよい。例えば、ユーザが指定した表示輝度の変動を許容する変化率（％）を、画像処理を施す前の画像データに基づいて画像を表示した場合の表示輝度の上限値ＢＭ１に乗算した値を閾値Ｔｈとすることも可能である。また、閾値Ｔｈを０とすることにより、表示輝度の変化を許容しないようにパラメータＭを決定することが可能となる。

ステップＳ６０８で、パラメータ決定部１１０は、Ｍ（ｉ）を、画像処理に用いるパラメータとして決定する。パラメータ決定部１１０は、パラメータを画像処理部１０１に出力し、画像処理部１０１に画像処理を開始することを指示する。ステップＳ６０８の処理が実行された場合、パラメータ決定処理は終了する。ステップＳ６０８は、ステップＳ６０７において、画像処理前後の表示輝度の上限値の差が閾値Ｔｈ以下である場合の処理である。すなわち、処理画像データに基づいて画像を表示したとしても、画像処理前後の表示輝度の変化が許容される範囲内での変化であるといえる。したがって、処理画像データに基づいて、画像を表示する。

ステップＳ６０９で、パラメータ決定部１１０は、画像処理前後で表示輝度の上限値が増加するか否かを判定する。つまり、パラメータ決定部１１０は、上限値ＢＭ１が上限値ＢＭ２より小さいか否かを判定する。画像処理前後で表示輝度の上限値が増加する場合、処理はステップＳ６１０に進む。画像処理前後で表示輝度の上限値が増加しない場合、処理はステップＳ６１２に進む。

ステップＳ６１０で、パラメータ決定部１１０は、Ｍ（ｉ）を、画像処理に用いるパラメータとして決定する。パラメータ決定部１１０は、パラメータを画像処理部１０１に出力し、画像処理部１０１に画像処理を開始することを指示する。処理は、ステップＳ６１１に進む。

ステップＳ６１１で、パラメータ決定部１１０は、処理画像データに基づく画像が表示される場合の表示輝度の上限値が、画像処理前の画像データに基づいて画像を表示する場合の表示輝度の上限値ＢＭ１となるように、輝度パラメータを出力する。例えば、パラメータ決定部１１０は、輝度パラメータとして、消費電力Ｐ１を示す情報を輝度補正部１０８に出力するとする。輝度補正部１０８は、取得した消費電力Ｐ１に基づいて、補正値を算出して、各光源部の輝度を決定する。なお、パラメータ決定部１１０は、輝度補正部１０８に消費電力Ｐ１に対する電力閾値Ｐｔｈの比を補正値として出力することも可能である。ステップＳ６１１の処理が完了した場合、パラメータ決定処理は終了する。

ステップＳ６１２で、パラメータ決定部１１０は、予め記憶部１０９に記憶された複数のパラメータについて、Ｓ６１０までの判定が終了しているか否かを判定する。複数のパラメータについて判定が終了している場合、処理は、Ｓ６１３に進む。複数のパラメータについて判定が終了していない場合、処理は、Ｓ６１４に進む。

ステップＳ６１３で、パラメータ決定部１１０は、表示輝度の上限値の変動を閾値Ｔｈ以下に抑えた状態で、ユーザが指示した画像処理を実行することができないとして、例外処理を実行する。例外処理は、画像データに画像処理を実行することを中止する処理である。また、例外処理は、ユーザに表示輝度の上限値の変動を閾値Ｔｈ以下に抑えた状態で、ユーザが指示した画像処理を実行することができないことを通知する処理であってもよい。

また、例外処理として、ユーザに表示輝度の上限値の変動を抑制する必要があるか否かを選択することを要求するインデックスを表示するように制御する処理であってもよい。ユーザが表示輝度の上限値の変動を抑制する必要があると入力した場合、画像処理の実行を中止する。ユーザが表示輝度の上限値の変動を抑制する必要がないと入力した場合、初期パラメータを用いて画像処理が実行されるように、画像処理部１０１に初期パラメータを出力する。ステップＳ６１３が完了したことに応じて、パラメータ決定処理は終了する。

ステップＳ６１４で、パラメータ決定部１１０は、パラメータＭを更新する。例えば、パラメータ決定部１１０は、予め記憶部１０９に記憶された複数のパラメータに基づいて、パラメータＭを変更する。図８は、記憶部１０９に記憶された複数のパラメータを示すテーブルを示した模式図である。例えば、パラメータは拡大率であり、離散的にあらかじめ設定された複数の拡大率が記憶される。

ステップＳ６１４で、パラメータ決定部１１０は、テーブルに保存されている複数のパラメータうち、パラメータＭに近いパラメータを用いて、パラメータＭを更新する。また、パラメータとして拡大率３倍（×３）が指定されている場合、ユーザは、画像を拡大して表示することを望んでいることから、１倍より大きい拡大率の中から更新するパラメータを決定する。例えば、パラメータ決定部１１０は、パラメータＭを拡大率３．２倍（×３．２）に更新する。処理は、ステップＳ６０４に戻る。以降、更新されたパラメータＭを用いて、Ｓ６０４以降の一連の処理が繰り返される。

上述のように、画像処理前後で表示輝度の上限値の変化が所定の閾値以下になるように、画像処理パラメータを決定することにより、画像処理前後で、画像が表示される輝度や色の変動を抑制することが可能となる。

なお、画像処理部が拡大処理を画像データに施す場合に、パラメータ決定部１１０が、調整するパラメータは拡大率に限らない。パラメータ決定部１１０は、画像処理前後の表示輝度の上限値が所定の閾値以下になるように、拡大基準位置を調整するものであってもよい。また、パラメータ決定部１１０は、拡大率と拡大基準位置とを調整することも可能である。

なお、上述のような処理は液晶パネルを用いたディスプレイに限らない。例えば、有機ＥＬ素子を備える有機ＥＬディスプレイであっても、上述のように消費電力に基づいて、表示輝度の上限値を設定する処理を実行することがある。具体的には、表示する画像を有機ＥＬディスプレイで表示した場合の消費電力を推定し、電力閾値との比較により、表示輝度を全体的に制限する処理を行う。表示輝度を全体的に制限する処理は、例えば、画像データの画素値に補正値をかけることで実現可能である。また、有機ＥＬ素子の駆動電圧や電流の制限値に補正値を適用することで実現することが可能である。したがって、本発明を、有機ＥＬパネルを用いる有機ＥＬディスプレイに適用することも可能である。

また、表示輝度の上限値を制御するためのパラメータは、推定される消費電力に限らない。例えば、表示画像の平均的な明るさ（Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｉｘｅｌ Ｌｅｖｅｌ、ＡＰＬ）を用いて、表示輝度を制限することが可能である。上述した有機ＥＬディスプレイの場合、画素の明るさ（階調値）に応じて対応する有機ＥＬ素子の消費電力が決定される。したがって、表示画像のＡＰＬは、有機ＥＬディスプレイの消費電力に相当する。

上述した処理において、消費電力を計算する処理に代わって、画像のＡＰＬを取得し、消費電力が電力閾値以下で動作するように予め決定されたＡＰＬと表示輝度の上限値との関係を示す情報に基づいて、表示輝度の上限値を決定してもよい。図９は、ＡＰＬと表示輝度の上限値との関係を示す模式図である。ＡＰＬは、画像のすべての画素の画素値が最大値であった場合を１００％として表すとする。ＡＰＬ閾値（４０％）以下のＡＰＬでは、表示装置が本来表示可能な輝度の最大値（１００％）を上限値として画像を表示する。ＡＰＬがＡＰＬ閾値よりも高くなった場合は、表示輝度の上限値がＡＰＬに応じて低下する。この場合、決定された表示輝度の上限値と、表示装置が本来表示可能な輝度の最大値との比かが補正値となる。

（その他の実施例）
本発明は、上述の実施例の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１ 表示装置
１０ 液晶パネル部
２０ バックライトユニット
１００ 制御回路基板
１０１ 画像処理部
１０２ 特徴量取得部
１０３ 基準輝度決定部
１０４ 電力推定部
１０５ 輝度推定部
１０６ 補正値決定部
１０７ 画像補正部
１０８ 輝度補正部
１０９ 記憶部
１１０ パラメータ決定部

Claims (13)

1. 入力画像に基づいて画面に画像を表示する表示装置であって、
   ユーザの指示に応じて前記入力画像にスケーリング処理を施すことが可能な処理手段と、
   前記画像に基づいて、前記表示装置の表示輝度の上限値を決定する決定手段と、
   を備え、
   前記処理手段は、ユーザが前記入力画像に前記スケーリング処理を施すことを指示したことに応じて、前記スケーリング処理を施す前の第１画像に基づいて前記決定手段に決定された表示輝度の第１上限値と、前記スケーリング処理を施された後の第２画像に基づいて前記決定手段に決定された表示輝度の第２上限値との差が、所定の閾値以下になるように、前記スケーリング処理を前記入力画像に施すことを特徴とする表示装置。
2. 前記決定手段は、前記画像に基づいて、前記表示装置の消費電力が所定の電力以下となるように、前記表示輝度の上限値を決定することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記決定手段は、前記画像の画素値の平均値に基づいて、前記表示輝度の上限値を決定することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記処理手段は、前記第２上限値と前記第１上限値との差分が前記所定の閾値以下となるように、前記入力画像に施す前記スケーリング処理のパラメータを変更する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の表示装置。
5. 前記処理手段は、前記第２上限値が前記第１上限値と同じになるように、前記入力画像に施す前記スケーリング処理のパラメータを変更する請求項４に記載の表示装置。
6. 前記スケーリング処理は、画像を拡大する処理であって、前記パラメータは、拡大率および拡大基準位置の少なくとも一方である請求項４または請求項５に記載の表示装置。
7. 前記処理手段は、
   前記ユーザが入力した拡大率で、前記入力画像にスケーリング処理を施した画像に基づいて、前記決定手段が前記表示輝度の上限値を決定した場合の表示輝度の上限値である推定上限値と、前記第１上限値との差が、前記所定の閾値よりも大きい場合に、前記ユーザが入力した拡大率と異なる拡大率で、前記入力画像にスケーリング処理を施し、
   そうでない場合、前記ユーザが入力した拡大率で、前記入力画像にスケーリング処理を施すことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
8. 個別に発光を制御可能な複数の発光手段と、
   前記入力画像に基づいて、前記複数の発光手段から照射された光を透過する透過面を備える透過手段と、
   を備え、
   各発光手段は、対応する前記透過面の領域に表示される前記画像の一部に応じた輝度で発光するものであって、
   各発光手段の輝度の上限値は、前記決定手段が決定した前記表示輝度の上限値に応じた輝度であ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。
9. 前記透過手段は、液晶パネルであることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
10. マトリクス状に配置された複数の有機ＥＬ素子を備え、前記入力画像の各画素の画素値に基づいて各有機ＥＬ素子の発光を制御する有機ＥＬパネルを備え、
    前記有機ＥＬパネルは、画素値が最大である画素に対応する有機ＥＬ素子の発光輝度が、前記決定手段が決定した前記表示輝度の上限値に応じた輝度となるように、制御す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。
11. 入力画像に基づいて画面に画像を表示する表示装置の制御方法であって、
    ユーザの指示に応じて前記画像にスケーリング処理を施すことが可能な処理工程と、
    前記入力画像に基づいて、前記表示装置の表示輝度の上限値を決定する決定工程と、
    前記決定工程が決定した前記表示輝度の上限値を用いて、前記画像が前記画面に表示されるように制御する制御工程と、
    を備え、
    前記処理工程は、ユーザが前記入力画像に前記スケーリング処理を施すことを指示したことに応じて、前記スケーリング処理を施す前の第１画像に基づいて前記決定工程で決定された表示輝度の第１上限値と、前記スケーリング処理を施された後の第２画像に基づいて前記決定工程で決定される表示輝度の第２上限値との差が、所定の閾値以下になるように、前記所定の画像処理を前記入力画像に施すことを特徴とする表示装置の制御方法。
12. 請求項１１に記載の表示装置の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータが読出し可能な記憶媒体。
13. 請求項１２に記載の表示装置の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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