JP2019120792A - 画像表示装置、画像表示方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】光源の発光強度制御に伴う画像データの補正により生じる色の変化を低減する。【解決手段】本発明の画像処理装置は、発光手段と、前記光源が発する光を画像データに応じて変調することで画像を表示する表示手段と、前記発光手段の発光強度を制御する制御手段と、前記制御手段により制御される発光強度に基づいて前記画像データの補正を行う補正手段と、前記補正後の画像データの画素値が所定の値より大きいと判断または予測する場合に画素値の超過が発生したことを検出する検出手段と、を有し、前記制御手段は、前記超過が発生しない場合は、前記光源に対応する画像データの特徴量に基づいて決定される第１の発光強度を時間方向に平滑化するフィルタ処理によって得られる前記光源の第２の発光強度で前記光源の発光を制御し、前記超過が発生する場合は、前記第２の発光強度より高い発光強度である第３の発光強度で前記光源の発光を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置、画像表示方法、およびプログラムに関する。

液晶表示装置に関する技術として、光源毎に発光強度を調整することでコントラストを高める技術が知られている（ローカルディミング）。また、光源の発光強度に合わせて画像データの補正を行うことで、表示画像のコントラストをさらに向上することができる。

ここで、従来のローカルディミング処理では、発光強度の変化量が大きくなり、局所的な輝度変化が生じた場合ユーザに妨害感（フリッカ）を与えてしまうことがあった。特許文献１では、光源の発光強度を時間方向に平滑化することで、上記の妨害感を低減している。

特開２００９−１８１０７５号公報

しかしながら、特許文献１では、平滑化処理の時定数を大きくすると、発光強度の変化に伴う画像データの補正処理によって画像データが画素値の取り得る最大階調値を超過（飽和）してしまうことがある。この結果、色の再現性が維持できない状態（色飽和）が発生し、画像データの色バランスが崩れてしまうという課題があった。そこで、本発明は、光源の発光強度制御に伴う画像データの補正により生じる色の変化を低減することを目的とする。

本発明の第１の態様は、
１つ以上の光源を有する発光手段と、
前記光源が発する光を画像データに応じて変調することで画像を表示する表示手段と、
前記発光手段の発光強度を制御する制御手段と、
前記制御手段により制御される発光強度に基づいて前記画像データの補正を行う補正手段と、
前記補正後の画像データの画素値が所定の値より大きいと判断する場合または大きいと予測する場合に画素値の超過が発生したことを検出する検出手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記超過が発生しない場合は、前記光源に対応する画像データの画素値に関連する特徴量に基づいて決定される第１の発光強度を時間方向に平滑化するフィルタ処理によって得られる前記光源の第２の発光強度で前記光源の発光を制御し、
前記超過が発生する場合は、前記第２の発光強度より高い発光強度である第３の発光強度で前記光源の発光を制御する、
ことを特徴とする画像表示装置である。

本発明の第２の態様は、
１つ以上の光源を有する発光手段を備える画像表示装置の画像表示方法であって、
前記発光手段の発光強度を制御する制御ステップと、
前記制御ステップにおいて制御される発光強度に基づいて前記画像データの補正を行う補正ステップと、
前記補正後の画像データの画素値が所定の値より大きいと判断する場合または大きいと予測する場合に画素値の超過が発生したことを検出する検出ステップと、
前記光源が発する光を画像データに応じて変調することで画像を表示する表示ステップと、
を有し、
前記制御ステップでは、
前記超過が発生しない場合は、前記光源に対応する画像データの画素値に関連する特徴量に基づいて決定される第１の発光強度を時間方向に平滑化するフィルタ処理によって得られる前記光源の第２の発光強度で前記光源の発光を制御し、
前記超過が発生する場合は、前記第２の発光強度より高い発光強度である第３の発光強度で前記光源の発光を制御する、
ことを特徴とする画像表示方法である。

本発明の第３の態様は、上記方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、光源の発光強度制御に伴う画像データの補正により生じる色の変化を低減することができる。

実施形態１に係る画像表示装置の一例を示す機能ブロック図 実施形態１に係るバックライトユニットの一例を示す図 実施形態１に係る暫定強度の制御の一例を示す図 実施形態１に係る発光強度制御処理の流れを示すフローチャート 実施形態１に係る表示画像の一例を示す図 実施形態１に係る発光強度制御処理の一例を示す図 実施形態１に係る画像データ補正処理の一例を示す図 実施形態２に係る画像表示装置の一例を示す機能ブロック図

［実施形態１］
以下、本発明の実施形態１について説明する。
本実施形態に係る画像表示装置は、複数の光源から発せられる光を液晶パネルで画像データに応じて変調することにより画像表示を行う装置である。また、本実施形態に係る画像表示装置は、光源毎に発光強度を変更したり、光源毎の発光強度に合わせて画像データの補正を行うことで表示画像のコントラストを高めることができる。さらに、局所的に発光強度が変化する場合は、本実施形態に係る画像表示装置は、発光強度を時間方向に平滑化することでフリッカ（ちらつき）を抑制する。

ここで、平滑化によって発光強度を低下させた場合、発光強度に応じて画像データの画素値を補正することにより、画素値の飽和（画素値の取り得る最大階調値の超過）が生じる場合がある。画素値の飽和が生じることで色のバランスが崩れ色（味）に変化が生じてしまうため、本実施形態では、画像表示装置は画素値の飽和を検出して発光強度を調整することにより、色（味）の変化を低減させる。以下、本実施形態に係る画像表示装置の全体構成、発光強度制御処理について順に説明する。

＜全体構成＞
図１は、本実施形態に係る画像表示装置１００の一例を示す機能ブロック図である。本実施形態に係る画像表示装置１００は、バックライト制御部１０、画像データ補正部１１、表示部１２等から構成される。バックライト制御部１０は、特徴量取得部１０１、暫定強度算出部１０２、発光強度制御部１０３、バックライト駆動部１０４、画素値超過検出部１０５等から構成される。また、画像データ補正部１１は、補正係数算出部１０６、画素値補正部１０７等から構成される。さらに、表示部１２は、バックライトユニット１０８、液晶パネル１０９等で構成される。

バックライト制御部１０は、各光源の発光強度（発光輝度）を制御する機能部である。画像データ補正部１１は、バックライト制御部１０で制御される発光強度に基づいて画像データを補正する機能部である。表示部１２は、入力される画像データに基づいて光源点灯や画像を表示する機能部（表示装置）である。以下、それぞれの機能部について詳細に説明する。

（表示部１２）
表示部１２は、入力される画像データに基づいて、光源点灯や画像を表示する機能部（表示装置）である。表示部１２は、複数の光源が配置されたバックライトユニット１０８、液晶素子で構成された液晶パネル１０９等で構成される。

図２は、本実施形態に係るバックライトユニット１０８を示す。
バックライトユニット１０８は、液晶パネル１０９の背面に光を照射する部材である。バックライトユニット１０８は、光源に対応する横ｘ×縦ｙのバックライトエリアを有する。また、各光源の発光強度は、後述のバックライト駆動部１０４によって光源毎に制御される。バックライトエリアに配置される光源から発せられた光は、不図示の拡散板によって面方向に拡散され、所定の広がりをもったバックライトとして液晶パネル１０９を背後から照射する。

なお、本実施形態では、光源の発光素子として単色のＬＥＤを用いる例について説明するが、光源（発光素子）はＬＥＤに限定されない。例えば、発光素子として、レーザ素子、有機ＥＬ素子、冷陰極管素子、プラズマ素子等が使用されてもよい。なお、１つのバックライトエリアに配置される光源は１つに限定されず、２つ以上でもよい。また、光源から発せられる光の色は、赤、緑、青、紫外光等の任意の色であってもよい。さらに、１つのバックライトエリアに配置される光源は１つに限定されず、光源をいくつ有していてもよい。また、１つの光源（光源群）は、複数色の発光素子を有していてもよい。また、表示部１２において、バックライトパネルが複数設けられていてもよい。

液晶パネル１０９は、光源から発せられた光を透過することで画面に画像を表示する表示部である。液晶パネル１０９は複数の液晶素子を有しており、各液晶素子の透過率は画像データに応じて制御される。光源（バックライトユニット１０８）から発せられた光が、後述の画素値補正部１０７より出力される画像データに応じた透過率で液晶パネル１０９（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。なお、本実施形態に係る画像表示装置は、液晶表示素子以外の表示素子（ＭＥＭＳシャッター等）を用いることもできる。

（画像データ補正部１１）
画像データ補正部１１は、本実施形態に係る画像データの画素値を補正する機能部である。画像データの画素値の補正は、補正係数算出部１０６、画素値補正部１０７等により行う。画像データ補正部１１は、バックライト制御部１０により決定されたバックライトの発光強度によって、所望の画像が表示されるように画像データを補正するため、バックライトの発光強度に基づいて画像データの画素値が示す輝度または色度を補正する。

補正係数算出部１０６は、発光強度制御部１０３から出力される発光強度に基づいて、画像データの補正を行うための補正係数を算出する機能部である。具体的には、補正係数算出部１０６は、発光強度制御部１０３によって発光強度が低減される場合に各光源の発光強度に基づいて各光源に対応付けられた画像データの補正を行うための補正係数を算出して画素値補正部１０７へ出力する。本実施形態では、補正係数算出部１０６は、光源の仕様上の最大発光強度に対する発光強度制御部１０３から出力される発光輝度の比で除算することにより画像データの補正係数を算出する（式（１））。

ここで、ｃは補正係数、Ｐ_ｍａｘは最大の発光強度、Ｐ_ｎは発光強度制御部１０３から出力される発光強度（Ｐ_２またはＰ_３）を示す。例えば、あるバックライトエリア内のバックライトの発光強度が０．２（２０％）である場合、バックライトエリア内の画素値に対する補正係数は５．０（５００％）である。

画素値補正部１０７は、バックライトエリアに対応する画像データの画素値に対して、補正係数算出部１０６によって算出される補正係数ｃを乗算することで画像データの補正を行う機能部である。補正後の画像データは、画素値超過検出部１０５および液晶パネル１０９に出力される。ここで、補正後の画素値が飽和する場合は、画素値補正部１０７は、該当する画素値を上記の画素値の取り得る最大階調値となるように出力値を調整して液晶パネル１０９へ出力する（画素値超過検出部１０５への出力値の調整は行われない）。なお、画素値補正部１０７は、上述の画素値の飽和の有無を判断して、画素値超過検出部１０５へ判断結果を出力してもよい。

（バックライト制御部１０）
バックライト制御部１０は、光源の発光強度（発光輝度）を制御する機能部である。バックライト制御機能部１０は、画像データに基づいて決定される暫定強度（第１の発光強度Ｐ_１）に対して時間方向に平滑化して発光強度（第２の発光強度Ｐ_２）を求め、光源が第２の発光強度Ｐ_２で発光するように制御を行う。これにより、局所的に発光強度が変化する場合に生じるフリッカ（ちらつき）を抑制する。本実施形態では、バックライト制御部１０は、複数のフレームについて暫定強度を求めて時間方向（フレーム方向）に平滑化して第２の発光強度Ｐ_２を求める。ここで、画素値超過検出部１０５が画素値の飽和を検出する場合、バックライト制御部１０は、上述の第２の発光強度Ｐ_２より高い発光強度（第３の発光強度Ｐ_３）で光源が発光するように制御を行う。発光強度の制御は、特徴量取得部１０１、暫定強度算出部１０２、発光強度制御部１０３、画素値超過検出部１０５等により行い、光源の発光輝度の制御は、バックライト駆動部１０４等により行う。

特徴量取得部１０１は、入力された画像データに関連する特徴量Ｆを取得する機能部である。本実施形態では、特徴量取得部１０１は、各光源に対応付けられた画像データに基づいて光源毎に特徴量を取得する。具体的には、特徴量取得部１０１は、各光源に対応する画像データの画素値の最大値を特徴量として取得する。そして、特徴量取得部１０１は、後述する暫定強度算出部１０２および発光強度制御部１０３に取得した特徴量を出力する。

ここで、光源に対応する画像データの画素値の最大値を特徴量として用いる理由について説明する。後述する暫定強度算出部１０２は、上述の特徴量に応じて暫定強度Ｐ_１を求めるため、上記の最大値よりも小さい値を特徴量とすると暫定強度Ｐ_１も低下する。この
場合、上記の最大値に対して式（１）の補正係数を用いて上述の画像補正を行うと補正後の画像データの画素値が飽和する可能性がある。この場合、画素値補正部１０７は飽和した画素値については最大階調値を液晶パネル１０９に出力するため、液晶パネル１０９に表示される画像に色の変化が生じてしまう。以上より、最大画素値よりも小さい特徴量に基づいて発光強度を決定するのは望ましくないため、バックライトエリア毎（光源毎）に最大画素値を特徴量として取得している。

なお、特徴量を取得する対象は、光源に対応付けられた画像データのみに限定されない。例えば、特徴量取得部１０１は、光源に対応付けられた画像データと、当該光源の周辺に位置する光源に対応付けられた画像データとのうち、少なくともいずれか一方（両方を含む）の画素値から特徴量を取得することができる。また、特徴量取得部１０１は、画像データ中のノイズや小さな輝点が最大値として検出されないように、特徴量を取得する前処理として、画像データを空間平滑化フィルタにより平滑化してもよい。

暫定強度算出部１０２は、特徴量取得部１０１から出力される特徴量に基づいて、光源毎の暫定強度（第１の発光強度Ｐ_１）を算出する機能部である。具体的には、暫定強度算出部１０２は、特徴量が大きくなるほど発光強度が大きくなるように暫定強度Ｐ_１を算出して、後述する発光強度制御部１０３に出力する。暫定強度算出部１０２は、各バックライトエリアに対応付けられた画像データに応じて光源の発光強度を調整することでコントラストを高めている。図３は、特徴量と暫定強度との関係の一例を示す。本実施形態では、暫定強度は、特徴量に応じて変化する。以下の式（２）は、本実施形態における特徴量と暫定強度の関係を示す。

ここで、Ｐ_１は光源毎の暫定強度、Ｆは光源毎の特徴量、Ｖ_ｍａｘは画像データの画素値が取り得る最大階調値である。例えば、画像信号のビット数が１２ビットである場合、Ｖ_ｍａｘは４０９５である。なお、発光強度と最大画素値との対応関係は図３および式（２）に示す例に限定されない。

発光強度制御部１０３は、暫定強度算出部１０２が算出する暫定強度Ｐ_１に対して時間方向に平滑化するフィルタ処理を行うことで第２の発光強度Ｐ_２を算出し、後述するバックライト駆動部１０４および補正係数算出部１０６へ出力する機能部である。発光強度制御部１０３は、光源の発光強度の変化を滑らかにすることで、上述のフリッカを抑制する。ここで、発光強度制御部１０３は、後述する画素値超過検出部１０５が画素値の飽和を検出する場合、画素値の飽和が発生しないような（上記補正後の画素値が最大階調値以下となるような）発光強度（第３の発光強度Ｐ_３）を算出してバックライトの制御を行う。発光強度制御部１０３の詳細は、図４に示すフローチャートを用いて後述する。なお、発光強度制御部１０３は、特徴量Ｆを時間方向に平滑化して得られる値に基づいて第２の発光強度Ｐ_２を算出してもよい。

バックライト駆動部１０４は、発光強度制御部１０３が出力する発光強度に基づいてバックライトユニット１０８の光源を駆動する。本実施形態では、バックライト駆動部１０４は、画素値の飽和が生じない場合は発光強度Ｐ_２、画素値の飽和が生じる場合は発光強度Ｐ_３に基づいて図２に示すバックライトエリアの光源を駆動する。ここで、バックライト駆動部１０４の制御する信号は、例えば、光源に印加するパルス信号（電流または電圧
のパルス信号）のパルス幅を表す。その場合、バックライト駆動部１０４が制御信号を調整することにより、光源の発光強度が調整（ＰＷＭ制御）される。なお、制御信号は、光源に印加するパルス信号の波高値を表す信号であってもよい（ＰＡＭ制御）し、パルス幅と波高値の両方を表す信号であってもよい（ＰＷＡＭ制御）。

画素値超過検出部１０５は、画像データの画素値が、画素値の取り得る最大階調値を超過（飽和）しているか否かを検出する機能部である。本実施形態では、画素値超過検出部１０５は、バックライトエリア毎に補正後の画像データの画素値が１画素でも飽和する場合は、上述の最大階調値より大きいと判断する場合に画素値の飽和が発生したことを検出する。画素値超過検出部１０５は、飽和している場合は発光強度制御部１０３へ検出結果を出力し、飽和していない場合は上記出力を行わない。なお、画素値超過検出部１０５が超過の有無を判断する値は上述の最大階調値に限定されず任意の値（所定の値）でもよい。また、画素値超過検出部１０５は、画素値補正部１０７から上述の画素値の飽和の有無（判断結果）を受け取る場合は、当該判断結果に基づいて飽和の有無を検出してもよい。なお、画素値超過検出部１０５は、バックライトエリア内の所定数以上の画素値が飽和している場合に、画素値の飽和が発生したことを検出してもよい。

＜発光強度制御処理＞
本実施形態に係る発光強度制御部１０３の処理内容について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。本実施形態では、図５に示すバックライトエリアの発光強度を制御する例について説明する。図５は、Ｎ−３フレームからＮ＋６フレームのうちＮフレームで文字が表示される例を示す。また、画像データの画素値は１２ビットで表現され、Ｎ−３フレーム〜Ｎ−１フレームでは「背景色が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０）、文字なし」である。さらに、Ｎフレーム〜Ｎ＋６フレームでは「背景色が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０）、文字色が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（８１９，３２７６，３２７６）」に変化したものとする。

≪ステップＳ１０１≫
ステップＳ１０１では、発光強度制御部１０３は、暫定強度Ｐ_１に対して時間方向に平滑化するフィルタ処理を行い、第２の発光強度Ｐ_２を算出する。図６（Ａ）は、本実施形態のＮ−３フレーム〜Ｎ＋６フレームにおける入力画像データに基づく特徴量Ｆを示す。特徴量は、上述の通り特徴量取得部１０１によって取得される図５の各フレームの最大画素値である。図６（Ｂ）は、本実施形態のＮ−３フレーム〜Ｎ＋６フレームにおける暫定強度Ｐ_１を示す。暫定強度Ｐ_１は、暫定強度算出部１０２によって式（２）を用いて取得される光源の発光強度である。

本実施形態では、発光強度制御部１０３は、１フレーム前の第２の発光強度Ｐ_２および現在のフレームの暫定強度Ｐ_１を用いて、現在のフレームの第２の発光強度Ｐ_２を算出する（式（３））。

ここで、ｋは補正係数、Ｐ［ｍ］，Ｐ［ｍ−１］は、それぞれ現在のフレーム，１フレーム前のフレームにおけるＰ_１またはＰ_２の発光強度を示す。

図６（Ｃ）は、本実施形態のＮ−３フレーム〜Ｎ＋６フレームにおける第２の発光強度Ｐ_２を示す。図６（Ｃ）では、簡単のため、Ｎフレーム，Ｎ＋１，Ｎ＋２フレームにおける上述の式（３）により求まる第２の発光強度Ｐ_２を４０％（０．４），６０％（０．６），８０％（０．８）に近似して説明する。図６（Ｂ）では、Ｎ−１フレームの発光強度
が２０％、Ｎフレームの発光強度が８０％であったのに対し、図（Ｃ）では、Ｎフレームの発光強度は上述の平滑化により４０％に抑えられている。なお、平滑化の方法は特に限定されず、フリッカを抑制するために光源の発光強度の変化が滑らかになればよい。例えば、発光強度制御部１０３は、ｍ−１フレーム〜ｍ＋１フレームにおける暫定強度Ｐ_１を求め、これらの平均値をｍフレームの第２の発光強度Ｐ_２としてもよい。また、発光強度制御部１０３は、ｍ−１フレームの暫定強度Ｐ_１および第２の発光強度Ｐ_２とｍフレームの暫定強度Ｐ_１とを用いて補正係数ｋ，１−ｋをそれぞれに乗じることでｍフレームの第２の発光強度Ｐ_２を求めてもよい。なお、フレーム間における発光強度の上昇幅が最大０．２（２０％）となるように平滑化してもよい。

≪ステップＳ１０２≫
ステップＳ１０２において、発光強度制御部１０３は、画素値超過検出部１０５の出力結果に基づいて画素値における飽和の有無を判断する。本実施形態では、発光強度制御部１０３は、１フレーム前の画素値超過検出部１０５による検出結果から画素値の飽和の有無を判断する。発光強度制御部１０３は、飽和する場合はステップＳ１０３の処理へ移行し、飽和しない場合はステップＳ１０４の処理へ移行する。なお、発光強度制御部１０３は、同フレームの画素値超過検出部１０５による検出結果用いて飽和の有無を判断してもよい。

≪ステップＳ１０３≫
ステップＳ１０３において、１フレーム前に飽和が発生する場合（Ｓ１０２−ＹＥＳ）は、発光強度制御部１０３は、上述の補正処理により現在のフレームにおける画像データの画素値が飽和しないような第３の発光強度Ｐ_３で光源を制御する。第３の発光強度Ｐ_３の決定方法は特に限定されないが、上述の補正方法の場合、第２の発光強度Ｐ_２より高い発光強度に制御する。例えば、発光強度制御部１０３は、第３の発光強度Ｐ_３として第１の発光強度Ｐ_１を用いることで上述の飽和を解消することができる。また、最大の発光強度に対する第３の発光強度Ｐ_３の比が、画像データの画素値が取り得る最大階調値に対する特徴量Ｆの比と同一となるように第３の発光強度Ｐ_３を制御してもよい。図６（Ｄ）は、Ｎフレームで飽和が発生した場合に、次のフレームであるＮ＋１フレームでは第１の発光強度Ｐ_１で光源の発光を制御する例を示す。なお、発光強度制御部１０３は、第３の発光強度Ｐ_３として第１の発光強度Ｐ_１より高い発光強度を用いてもよい。

≪ステップＳ１０４≫
ステップＳ１０４において、飽和が発生しない場合（Ｓ１０２−ＮＯ）は、発光強度制御部１０３は、ステップＳ１０１において決定した第２の発光強度Ｐ_２で光源の発光強度を制御する。

以上に示す発光強度の調整が行われることで、画像表示装置１００は画像データの画素値の飽和を解消する。図７は、上述の制御によって決定される発光強度に基づく補正係数および補正後の最大画素値を示す。図７（Ａ）は、上述の第２の発光強度Ｐ_２で光源の発光を制御した場合の上述の式（１）で求まる補正係数である。図７（Ｂ）は、上述の補正係数で補正を行った場合の出力階調値を示す。図７（Ｂ）では、ＮフレームおよびＮ＋１フレームで飽和が発生している。図７（Ｃ）は、上述の第３の発光強度Ｐ_３で光源の発光を制御した場合の上述の式（１）で求まる補正係数である。図７（Ｄ）は、上述の補正係数で補正を行った場合の出力階調値を示す。図７（Ｄ）では、Ｎフレームで飽和が発生する場合でも、Ｎ＋１フレーム目では飽和が解消されている。

＜本実施形態の作用効果＞
以上で説明したように、画像表示装置１００は、光源の発光強度をバックライトエリア毎に変更することでコントラストを高めている。また、発光強度の変化量を滑らかに（平
滑化）することでフリッカを抑制する。さらに、平滑化により生じ得る画素値の飽和を検出し、上述の方法で当該飽和を解消することで、光源の発光強度制御に伴う色の変化を抑制する。また、本実施形態では、フリッカの抑制よりも色の変化の抑制を優先している。なぜならば、人間の視覚は輝度の変化に比べ色の変化に敏感であるためである。特に、上述の図５のような暗い背景に色のついた文字がフェードインしてくるようなシーンでは、光源の輝度変化よりも文字の色の変化が視認されて妨害感を与えてしまうが、本実施形態の構成により色の変化を抑制することができる。

［実施形態２］
上述の実施形態１では、画素値超過検出部は、１フレーム前における画素値の飽和の有無を現在のフレームにフィードバックすることで画素値の飽和の有無を判断している。本実施形態では、画素値超過検出部は、上述の特徴量Ｆと第２の発光強度Ｐ_２とに基づいて、同フレームにおいて画素値の飽和が発生することを予測する。以下、実施形態１と異なる構成や処理について詳しく説明し、実施形態１と同様の構成や処理については同じ番号を付し説明を省略する。

図８は、本実施形態に係る画像表示装置２００の機能ブロック図を示す。本実施形態に係る画像表示装置２００は、実施形態１の構成の発光強度制御部１０３および画素値超過検出部１０５の代わりに発光強度制御部２０３および画素値超過検出部２０５を備える。本実施形態では、画素値超過検出部２０５は、発光強度制御部２０３の一部として機能し、特徴量Ｆおよび第２の発光強度Ｐ_２に基づいて画素値の飽和が発生することを予測する。そして、画素値の飽和が発生すると予測される場合は、発光強度制御部２０３は、上述と同様に第３の発光強度Ｐ_３で光源の発光強度を制御する。

画素値超過検出部２０５は、画像データの画素値が飽和するか否かを予測により検出する機能部である。本実施形態では、画素値超過検出部２０５は、特徴量取得部１０１から出力される特徴量Ｆと発光強度制御部２０３で決定される第２の発光強度Ｐ_２とを受け付ける。ここで、補正係数算出部１０６は、特徴量Ｆを「最大の発光強度Ｐ_ｍａｘに対する現フレームの発光輝度Ｐ_２の比（Ｐ_２／Ｐ_ｍａｘ）」で除算することにより画像データの補正を行う。よって、画素値超過検出部２０５は、以下の式（４）を満たす場合に画素値の飽和が発生することを予測して、予測結果を発光強度制御部２０３に出力する。

発光強度制御部２０３は、画素値超過検出部２０５から画素値の飽和が検出される場合、画素値の飽和が発生しないような発光強度を算出してバックライトの制御を行う。具体的には、発光強度制御部２０３は、最大の発光強度Ｐ_ｍａｘに対する第３の発光強度Ｐ_３の比が、画像データの画素値が取り得る最大階調値Ｖ_ｍａｘに対する特徴量Ｆの比以上となる値を第３の発光強度Ｐ_３として出力する。また、発光強度制御部２０３は、画素値超過検出部２０５から画素値の飽和が検出されない場合、上述と同様に第２の発光強度Ｐ_２を出力する。

以上より、本実施形態の構成によれば、同フレームで画素値の飽和を検出および上述の方法で当該飽和を解消することで、光源の発光強度制御に伴う色の変化の発生を抑制する。

［実施形態の変形例］
上述の実施形態では、バックライトエリアに配置される光源が単色光源である例につい
て説明したが、光源はＲ，Ｇ，Ｂの３色光源から構成される光源群が配置されてもよい。この場合、光源の色毎に上述の制御を適用することができる。

上述の実施形態では、複数のバックライトエリアに光源が配置され、それぞれの発光強度が別個に制御（ローカルディミング制御）される例について説明したが、光源全体の発光強度が一律に制御（グローバルディミング制御）されてもよい。

［その他］
本発明は、上述の実施形態の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ー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。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１０１：特徴量取得部
１０２：暫定強度算出部
１０３，２０３：発光強度制御部
１０４：バックライト駆動部
１０５，２０５：画素値超過検出部
１０６：補正係数算出部
１０７：画素値補正部
１０８：バックライトユニット
１０９：液晶パネル

Claims (11)

1. １つ以上の光源を有する発光手段と、
   前記光源が発する光を画像データに応じて変調することで画像を表示する表示手段と、
   前記発光手段の発光強度を制御する制御手段と、
   前記制御手段により制御される発光強度に基づいて前記画像データの補正を行う補正手段と、
   前記補正後の画像データの画素値が所定の値より大きいと判断する場合または大きいと予測する場合に画素値の超過が発生したことを検出する検出手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、
   前記超過が発生しない場合は、前記光源に対応する画像データの画素値に関連する特徴量に基づいて決定される第１の発光強度を時間方向に平滑化するフィルタ処理によって得られる前記光源の第２の発光強度で前記光源の発光を制御し、
   前記超過が発生する場合は、前記第２の発光強度より高い発光強度である第３の発光強度で前記光源の発光を制御する、
   ことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記所定の値は、前記画像データの画素値が取り得る最大階調値であって、
   前記制御手段は、前記超過が発生する場合は、前記補正後の画像データの画素値の最大値が前記最大階調値以下となるように前記光源の発光強度を制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記補正手段は、前記画像データを、最大の発光強度に対する前記第２の発光強度の比または最大の発光強度に対する前記第３の発光強度の比で除算することで補正を行う、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
4. 前記第３の発光強度は、最大の発光強度に対する前記第３の発光強度の比が、前記画像データの画素値が取り得る最大階調値に対する前記特徴量の比以上となる値である、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
5. 前記第３の発光強度は、前記第１の発光強度である、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
6. 前記検出手段は、前記補正後の画像データに基づいて、前記超過の有無を検出し、
   前記制御手段は、１フレーム前の検出手段による検出結果を用いて、光源の発光を制御する、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
7. 前記検出手段は、前記特徴量および前記第２の発光強度に基づいて前記超過が発生することを予測し、
   前記制御手段は、同フレームの検出手段による検出結果を用いて、光源の発光を制御する、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
8. 前記発光手段は、複数の前記光源を有し、
   前記制御手段は、複数の前記光源毎に前記発光強度を制御する、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
9. 前記特徴量は、前記光源に対応する画像データまたは前記光源の周辺に位置する複数の
   光源に対応する画像データの少なくとも一方の画素値の最大値である、
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像表示装置。
10. １つ以上の光源を有する発光手段を備える画像表示装置の画像表示方法であって、
    前記発光手段の発光強度を制御する制御ステップと、
    前記制御ステップにおいて制御される発光強度に基づいて前記画像データの補正を行う補正ステップと、
    前記補正後の画像データの画素値が所定の値より大きいと判断する場合または大きいと予測する場合に画素値の超過が発生したことを検出する検出ステップと、
    前記光源が発する光を画像データに応じて変調することで画像を表示する表示ステップと、
    を有し、
    前記制御ステップでは、
    前記超過が発生しない場合は、前記光源に対応する画像データの画素値に関連する特徴量に基づいて決定される第１の発光強度を時間方向に平滑化するフィルタ処理によって得られる前記光源の第２の発光強度で前記光源の発光を制御し、
    前記超過が発生する場合は、前記第２の発光強度より高い発光強度である第３の発光強度で前記光源の発光を制御する、
    ことを特徴とする画像表示装置の画像表示方法。
11. 請求項１０に記載の方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。