專利名稱：顯示裝置和顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用液晶等的顯示裝置和顯示方法，尤其涉及透射型液晶顯示裝置的背光光源的劃分點亮(Local Dimming 區(qū)域調(diào)光)技術(shù)。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置是透射型時，由照明裝置(以下稱作“背光”)向液晶顯示元件(以下稱作“液晶面板”)的背面照射照明光，由液晶顯示元件調(diào)制照明光的透射率而產(chǎn)生亮度變化來顯示圖像。在投影機中，存在采用反射型的液晶顯示元件的投影機，與透射型的不同點僅在于透射率變?yōu)榉瓷渎省Ｍǔ５囊壕э@示裝置使畫面整體與輸入的影像信號的顯示內(nèi)容無關(guān)地以最大亮度發(fā)光?？墒牵谝壕э@示裝置整體的消耗功率中背光的消耗功率所占的比例大，消耗功率的浪費多。另外，液晶面板不能完全地阻斷光，因而不能再現(xiàn)完全的黑色，顯示圖像由于泛白(floating black)而成為對比度低的圖像為了改善這些問題，存在根據(jù)顯示內(nèi)容使背光的發(fā)光亮度動態(tài)地變化的技術(shù)，但是，只要在影像信號的畫面中存在即便很少的明亮的部分，則不能降低背光的發(fā)光亮度，因而不能取得大的效果。于是，存在將畫面劃分為多個O 數(shù)百左右)發(fā)光區(qū)域，根據(jù)輸入的影像信號的對應(yīng)于各發(fā)光區(qū)域的顯示內(nèi)容，使該發(fā)光區(qū)域的發(fā)光亮度變化的方法(以下稱作“區(qū)域調(diào)光”)(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。對于區(qū)域調(diào)光而言，若在特定的發(fā)光區(qū)域內(nèi)不存在明亮的像素，則即便在其他的發(fā)光區(qū)域存在明亮的像素，也能夠降低該特定的發(fā)光區(qū)域的背光的發(fā)光亮度，因而能夠高效地削減功率。另外，還兼具如下效果在屬于圖像中的黑區(qū)域的發(fā)光區(qū)域中，背光的發(fā)光亮度被抑制得較低，因而抑制該發(fā)光區(qū)域內(nèi)的像素的泛白，可實現(xiàn)對比度高的顯示?？墒?，作為該區(qū)域調(diào)光的一般的問題點有，對每個發(fā)光區(qū)域，使背光的發(fā)光亮度變化時，隨之顯示圖像的亮度也變化。對此，提出了通過預(yù)測亮度的變化量來校正圖像數(shù)據(jù)， 從而改善問題的技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)1、2)。上述的技術(shù)中，需要對影像信號所包含的每個像素，正確地識別背光的發(fā)光亮度。 背光所發(fā)出的照明光擴散到大范圍，因而對每個像素正確地預(yù)測背光的發(fā)光亮度不僅需要大量的運算量，而且從算法來看，實際上極其困難，不易實施。但是，若花費成本和人工，則在原理上是可實現(xiàn)的技術(shù)。在此說明能夠?qū)γ總€像素正確地預(yù)測背光的發(fā)光亮度的情況下的、影像信號的各像素的透射率的校正動作。若能夠估計每個像素的背光的發(fā)光亮度，則能夠根據(jù)(式1)計算校正后的透射率。(校正透射率)=(透射率)*(最大光量)/(估計的關(guān)注像素的背光的發(fā)光亮度值)…(式！)可是，由于背光的發(fā)光亮度擴散到低亮度區(qū)域，因而高亮度區(qū)域的端部的像素的背面光量降低。由于原本是高亮度區(qū)域的像素，因而可以預(yù)測透射率設(shè)定為接近最大的值。該情況下，根據(jù)上述式校正后的透射率被設(shè)定為1以上。可是，透射率設(shè)定為1以上在物理上是不可能的，因而在實際中必須限制為規(guī)定的最大透射率。因而，在高亮度區(qū)域的端部的像素中出現(xiàn)亮度降低，產(chǎn)生亮度不均、對比度降低以及光暈(halo)(在低亮度物體的周圍的高亮度區(qū)域中產(chǎn)生的低亮度物體的影子)等圖像劣化。另外，同樣地，對黑區(qū)域的端部的像素而言，鄰接的發(fā)光區(qū)域的背光的發(fā)光亮度擴散過來，因而該像素的背面光量上升。可是，在最小透射率上存在限度，進(jìn)一步降低透射率來校正在物理上是不可能的，因而在實際中必須限制為最小透射率。其結(jié)果，黑區(qū)域的端部的像素的亮度上升，產(chǎn)生亮度不均、泛白、對比度降低以及光暈(在高亮度物體的周圍的黑區(qū)域所產(chǎn)生的高亮度物體的拖尾)等圖像質(zhì)量劣化。無論多么正確地進(jìn)行背光的發(fā)光亮度的預(yù)測，上述問題也是因物理性的器件 (device)特性而難以改善的問題。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)[專利文獻(xiàn)1]日本特開2005-258403號公報[專利文獻(xiàn)2]日本特開2002-099250號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題如上所述，即使能夠正確地預(yù)測每個像素的背光的發(fā)光亮度，但在屬于鄰接暗區(qū)域的亮區(qū)域端部的像素等中，有時產(chǎn)生背光的發(fā)光亮度低于要求的亮度的現(xiàn)象，超越物理性的器件特性。這些像素的亮度降低，其結(jié)果，產(chǎn)生明亮區(qū)域的亮度不均、或者亮區(qū)域與暗區(qū)域之間的對比度降低。另外，對鄰接明亮區(qū)域的黑區(qū)域端部的像素而言，鄰接的發(fā)光區(qū)域的背光的發(fā)光亮度擴散過來，因而該像素的背面光量上升?？墒?，在最小透射率上存在限度，因而進(jìn)一步降低透射率來校正在物理上是不可能的，因而在現(xiàn)實中必須限制為最小透射率，其結(jié)果，存在黑區(qū)域端部的像素的亮度上升、亮度不均、泛白、對比度降低的問題。另外，“包圍暗的前景的明亮的背景的邊界變暗”或“包圍明亮的前景的暗的背景的邊界變明亮”的現(xiàn)象稱作光暈，造成嚴(yán)重的圖像質(zhì)量劣化。進(jìn)而，在活動圖像中，背景的光暈追隨上述前景的運動，因而進(jìn)一步被識別為顯著的圖像質(zhì)量劣化。本發(fā)明的目的在于提供在顯示裝置的區(qū)域調(diào)光技術(shù)中，能夠利用人的視覺特性， 補償因顯示器件的物理性制約造成的亮度不均或者局部的對比度降低引起的圖像質(zhì)量劣化的顯示裝置和顯示方法。解決問題的方案本發(fā)明的顯示裝置包括光調(diào)制單元，將照明光根據(jù)光調(diào)制系數(shù)進(jìn)行調(diào)制從而在畫面上顯示圖像；照射單元，以對所述畫面的每個發(fā)光區(qū)域不同的照射光量，向所述光調(diào)制單元照射照明光；控制單元，對每個發(fā)光區(qū)域控制所述照射單元中的發(fā)光亮度；變換單元， 對影像信號實施灰度變換的處理，并對每個像素獲取變換后的亮度值；以及驅(qū)動單元，基于獲取的變換后的亮度值，對每個像素控制所述光調(diào)制系數(shù)，所述變換單元對于所述影像信號內(nèi)的處理對象像素，設(shè)定所述處理對象像素的周圍明度越高，使所述處理對象像素的亮度值越低的變換特性，并使用設(shè)定的變換特性進(jìn)行灰度變換。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，在顯示裝置的區(qū)域調(diào)光技術(shù)中，能夠利用人的視覺特性，補償因顯示器件的物理性制約造成的亮度不均或者局部的明暗對比度降低引起的圖像質(zhì)量劣化。


圖1是表示本發(fā)明實施方式1的圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖2是表示本發(fā)明實施方式1的局部灰度變換單元的具體結(jié)構(gòu)的方框圖。圖3是用于說明本發(fā)明實施方式1的動態(tài)灰度校正單元的灰度變換特性的設(shè)定方法的圖。圖4是表示本發(fā)明的實施方式1的設(shè)定液晶面板的透射率的動作的流程圖。圖5是表示本發(fā)明實施方式1的設(shè)定背光的發(fā)光亮度的動作的流程圖。圖6A是用于說明本發(fā)明實施方式1的亮度值的變換處理的作用效果的、表示輸入的影像信號的亮度值的圖，圖6B是用于說明本發(fā)明實施方式1的亮度值的變換處理的作用效果的、表示背光的亮度的圖，圖6C是用于說明本發(fā)明實施方式1的亮度值的變換處理的作用效果的、表示周圍明度的圖，圖6D是用于說明本發(fā)明的實施方式1的亮度值的變換處理的作用效果的、表示液晶面板的透射率的圖，圖6E是用于說明本發(fā)明的實施方式1的亮度值的變換處理的作用效果的、表示液晶面板上的控制后的顯示亮度的圖，圖6F是用于說明本發(fā)明實施方式1的亮度值的變換處理的作用效果的、表示液晶面板上的視覺上的亮度的7是表示影像信號內(nèi)的像素和區(qū)間BLKl 5之間的關(guān)系的圖。圖8是表示本發(fā)明實施方式2的圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖9A是用于說明本發(fā)明實施方式2的亮度值的變換處理的作用效果的、表示輸入的影像信號的亮度值的圖，圖9B是用于說明本發(fā)明實施方式2的亮度值的變換處理的作用效果的、表示背光的亮度的圖，圖9C是用于說明本發(fā)明實施方式2的亮度值的變換處理的作用效果的、表示周圍明度的圖，圖9D是用于說明本發(fā)明的實施方式2的亮度值的變換處理的作用效果的、表示液晶面板的透射率的圖，圖9E是用于說明本發(fā)明的實施方式2的亮度值的變換處理的作用效果的、表示液晶面板上的控制后的顯示亮度的圖，圖9F是用于說明本發(fā)明實施方式2的亮度值的變換處理的作用效果的、表示液晶面板上的視覺上的亮度的圖。圖10是表示本發(fā)明實施方式3的灰度變換特性的圖。圖IlA是用于說明本發(fā)明實施方式3的亮度值的變換處理的作用效果的、表示輸入的影像信號的亮度值的圖，圖IlB是用于說明本發(fā)明實施方式3的亮度值的變換處理的作用效果的、表示背光的亮度的圖，圖IlC是用于說明本發(fā)明實施方式3的亮度值的變換處理的作用效果的、表示周圍明度的圖，圖IlD是用于說明本發(fā)明的實施方式3的亮度值的變換處理的作用效果的、表示液晶面板的透射率的圖，圖IlE是用于說明本發(fā)明的實施方式3 的亮度值的變換處理的作用效果的、表示液晶面板上的控制后的顯示亮度的圖，圖IlF是用于說明本發(fā)明實施方式3的亮度值的變換處理的作用效果的、表示液晶面板上的視覺上的亮度的圖。
圖12是表示本發(fā)明實施方式4的圖像變換裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖13A是用于說明本發(fā)明實施方式4的亮度值的變換處理的作用效果的、表示輸入的影像信號的亮度值的圖，圖13B是用于說明本發(fā)明實施方式4的亮度值的變換處理的作用效果的、表示背光的亮度的圖，圖13C是用于說明本發(fā)明實施方式4的亮度值的變換處理的作用效果的、表示周圍明度的圖，圖13D是用于說明本發(fā)明的實施方式4的亮度值的變換處理的作用效果的、表示液晶面板的透射率的圖，圖13E是用于說明本發(fā)明的實施方式4 的亮度值的變換處理的作用效果的、表示液晶面板上的控制后的顯示亮度的圖，圖13F是用于說明本發(fā)明實施方式4的亮度值的變換處理的作用效果的、表示液晶面板上的視覺上的亮度的圖。標(biāo)號說明11顯示單元12、1001 控制單元13驅(qū)動單元14光量估計單元15影像校正單元101液晶面板102 背光103光擴散片104局部灰度變換單元105液晶面板驅(qū)動單元106、1002背光控制單元107背光驅(qū)動單元201周圍明度檢測單元202動態(tài)灰度校正單元301、302、303、304、305、306、307、308、801、802、803、804、805、806、807、808、809 灰
度變換特性
具體實施例方式下面，參照

本發(fā)明的實施方式的圖像顯示裝置和圖像顯示方法。本實施方式的顯示裝置是輸入的影像信號的顯示裝置，其特征在于包括液晶面板，能夠?qū)γ總€像素控制光的透射率；背光單元，對于所述液晶面板的背面，以對該液晶面板的每個發(fā)光區(qū)域不同的照射光進(jìn)行照明；控制單元，對每個所述發(fā)光區(qū)域控制所述背光單元的發(fā)光亮度；灰度變換單元，利用灰度變換特性，對所述輸入的影像信號內(nèi)的像素所具有的信號值進(jìn)行灰度變換；以及液晶面板驅(qū)動單元，基于灰度變換后的信號值控制所述透射率，所述灰度變換單元設(shè)定灰度變換特性，該灰度變換特性具有相對于該處理對象的像素周圍的像素而增強所述輸入的影像信號的像素中的作為處理對象的像素的對比度的變換特性，以及根據(jù)利用設(shè)置于該變換對象的像素的周圍的多個像素所具有的信號值所得的該處理對象的像素周圍的平均明亮度，變換該處理對象的像素的明亮度的變換特性。另外，也可為下述結(jié)構(gòu)，其特征在于所述灰度變換單元對所述周圍明度信號設(shè)定具有處理對象的像素的周圍越暗，使該處理對象的像素越明亮的變換特性的灰度變換特性，以及設(shè)定具有該變換處理對象的像素的周圍越明亮，使該變換處理對象的像素越暗的變換特性的灰度變換特性。進(jìn)而，也可為下述結(jié)構(gòu)所述顯示裝置還包括周圍明度檢測單元，利用在所述輸入的影像信號內(nèi)的像素的信號值中的、所述灰度變換單元的處理對象的像素的周圍的多個像素所具有的信號值，生成表示該處理對象的像素周圍的平均明亮度的信息即周圍明度信號。進(jìn)而，也可為下述結(jié)構(gòu)，其特征在于所述顯示裝置還包括周圍明度檢測單元，生成周圍明度信號，其表示使用在所述輸入的影像信號內(nèi)的像素的信號值中的、所述灰度變換單元的處理對象的像素的周圍的多個像素所具有的信號值而得到的該處理對象的像素周圍的平均明亮度，所述灰度變換單元將所述周圍明度信號用作所述處理對象的像素周圍的平均明亮度。進(jìn)而，也可為下述結(jié)構(gòu)，其特征在于所述顯示裝置還包括局部柱狀圖檢測單元， 生成基于在所述輸入的影像信號內(nèi)的像素的信號值中的、所述灰度變換單元的處理對象的像素的周圍的多個像素所具有的信號而得到的柱狀圖(histogram)，并且將該柱狀圖輸出至所述灰度變換單元，所述灰度變換單元將所述柱狀圖用作所述處理對象的像素周圍的平均明亮度。另外，也可為下述結(jié)構(gòu)所述局部灰度變換特性還包括提高所述影像信號的信號值中的半色調(diào)的明亮度的變換特性。另外，也可為下述結(jié)構(gòu)所述背光控制單元基于灰度校正后的影像信號的信號值， 控制每個所述發(fā)光區(qū)域的發(fā)光亮度。(實施方式1)下面，參照

本實施方式1的圖像顯示裝置。圖1是表示本發(fā)明實施方式1的圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。本實施方式1的圖像顯示裝置具有顯示單元11、控制單元12、驅(qū)動單元13、光量估計單元14、以及影像校正單元15。進(jìn)一步，顯示單元11具有液晶面板101、背光102、以及光擴散片103。另外，控制單元12具有局部灰度變換單元104和背光控制單元106。另外， 驅(qū)動單元13具有液晶面板驅(qū)動單元105和背光驅(qū)動單元107。<液晶面板101>液晶面板101對照射到其背面的照明光，根據(jù)從液晶面板驅(qū)動單元105輸入的控制信號進(jìn)行調(diào)制，由此在其表面即畫面上顯示圖像。另外，液晶面板101具有用玻璃基板夾住液晶層的結(jié)構(gòu)，通過柵極驅(qū)動器(gate driver)(未圖示)以及源極驅(qū)動器(source driver)(未圖示)等，對與各像素對應(yīng)的液晶層施加信號電壓從而控制透射率。液晶面板驅(qū)動單元105將控制信號提供給液晶面板101 具有的柵極驅(qū)動器以及源極驅(qū)動器。另外，液晶面板101采用IPS(In Plane Switching 面內(nèi)切換)方式。IPS方式具有以下特征由于液晶分子和玻璃基板平行地旋轉(zhuǎn)的單純的運動，所以視野角寬，根據(jù)觀看的方向變化的色調(diào)變化、以及全灰度下的色調(diào)變化少。另外，只要是進(jìn)行光調(diào)制的器件，液晶面板101可以利用任何器件，例如也可采用VA(Vertical Alignment 垂直取向)方式等光調(diào)制的其他方式。也就是說，液晶面板101是一種非自發(fā)光型顯示器件，作為本發(fā)明的顯示單元，也可替代而使用其他種類的非自發(fā)光型顯示器件。因此，本發(fā)明的圖像顯示裝置并不限定于液晶顯示裝置。另外，透射率是顯示器件為液晶面板時使用的、對應(yīng)每個像素的影像信號而決定的光調(diào)制系數(shù)，因而在使用的顯示器件不是液晶面板時，可采用其他的光調(diào)制系數(shù)。< 背光 102>背光102向液晶面板101的背面照射用于顯示圖像的照明光。背光102具有光源。背光102基于從背光驅(qū)動單元107輸出的控制信號，將以至少一個以上的光源為單位的發(fā)光區(qū)域作為基本單位來進(jìn)行控制。也就是說，基于來自背光驅(qū)動單元107的控制信號，各自獨立地控制發(fā)光區(qū)域，因而能夠照射按每個發(fā)光區(qū)域不同的發(fā)光亮度的光。各個發(fā)光區(qū)域和液晶面板101的圖像顯示區(qū)域?qū)χ迷O(shè)置，各自主要照射相對的圖像顯示區(qū)域。這里描述“主要照射”是因為有時一部分的照明光也會照射到非對置的圖像顯示區(qū)域。這里，光源采用發(fā)出白色光的LED。另外，光源不限定于直接發(fā)出白色光的光源。 例如，也可為將RGB的光進(jìn)行混色而發(fā)出白色的光源。另外，也可為組合藍(lán)色的發(fā)光二極管和黃色的熒光體的光源。另外，代替LED也可使用其他種類的光源(例如，半導(dǎo)體激光光源或者有機EL (Electroluminescence 電致發(fā)光)光源等)。<光擴散片103>光擴散片103配置于液晶面板101與背光102之間，使照明光擴散，以使從背光 102照射的該照明光相對于液晶面板101變得均勻。<局部灰度變換單元104>局部灰度變換單元104對輸入的影像信號的每個部分區(qū)域，設(shè)定各不相同的灰度變換特性，并且根據(jù)設(shè)定的灰度變換特性，進(jìn)行每個該部分區(qū)域的亮度值的變換處理。另外，所謂部分區(qū)域表示含有至少一個以上的像素并且相對于輸入的影像信號的全區(qū)域的一部分的區(qū)域。也就是說，部分區(qū)域可以為輸入的影像信號所具有的一個像素，也可以為多個像素的集合。另外，也可將背光102中的區(qū)域調(diào)光的控制單位的發(fā)光區(qū)域作為部分區(qū)域，也可將多個該發(fā)光區(qū)域作為部分區(qū)域。圖2是表示本實施方式1的局部灰度變換單元104的具體結(jié)構(gòu)的圖。局部灰度變換單元104具有周圍明度檢測單元201和動態(tài)灰度校正單元202。以下，為了便于說明，假設(shè)在周圍明度檢測單元201和動態(tài)灰度校正單元202中，對每個像素進(jìn)行處理。進(jìn)而，將在周圍明度檢測單元201和動態(tài)灰度校正單元202中作為變換處理的對象的像素稱作變換像
ο〈周圍明度檢測單元201>周圍明度檢測單元201基于與變換像素鄰接的周圍的像素所具有的亮度值，對每個該變換像素計算周圍明度US，并生成表示計算出的周圍明度US的周圍明度信號。進(jìn)而， 周圍明度檢測單元201將生成的周圍明度信號輸出到動態(tài)灰度校正單元202。這里，周圍明度US是變換像素的周圍的平均明亮度。在該周圍明度US小于變換像素的亮度值時，表示該變換像素比周圍明亮。另一方面，在周圍明度US大于變換像素的亮度值時，表示該變換像素比周圍暗。CN 102483905 A說明書7/20 具體而言，周圍明度檢測單元201使用二維的低通濾波器或者一維的低通濾波器等，對配置于變換像素的周圍的像素的亮度值進(jìn)行濾波處理。該低通濾波器的濾波器特性優(yōu)選與背光102的光學(xué)的聚散度的程度大體一致。另外，為了減少運算量，濾波器也可由 IIRdnfinite Impulse Response 無限脈沖響應(yīng))濾波器構(gòu)成。另外，作為部分區(qū)域而采用背光102的發(fā)光區(qū)域時，將在一個發(fā)光區(qū)域所包含的像素的亮度值的平均值使用為該發(fā)光區(qū)域的代表值。例如，將1920X1080像素的影像信號劃分成6X6的發(fā)光區(qū)域來控制時，在一個發(fā)光區(qū)域中含有320X180像素。因此，將 320X180像素所具有的亮度值的平均值作為一個發(fā)光區(qū)域的亮度值來處理。另外，周圍明度檢測單元201也可對每個變換像素生成周圍明度信號并輸出到動態(tài)灰度校正單元202。進(jìn)而，還可以對在影像信號所包含的全部的變換像素生成了周圍明度信號后，將周圍明度信號輸出到動態(tài)灰度校正單元202。<動態(tài)灰度校正單元202>動態(tài)灰度校正單元202基于在周圍明度檢測單元201中計算出的周圍明度US，對每個變換像素動態(tài)地設(shè)定灰度變換特性，變換該變換像素所具有的亮度值IS，生成亮度值 OS。進(jìn)而，動態(tài)灰度校正單元202將變換后的亮度值OS輸出至影像校正修正單元15。上述“動態(tài)”意味著對每個變換像素灰度變換特性變化。這是由于周圍明度US對每個變換像素變化。另外，動態(tài)灰度校正單元202設(shè)定模仿了人的視覺無意識地進(jìn)行的視覺特性、尤其稱作明暗對比以及色對比的視覺特性的變換特性，并根據(jù)該變換特性進(jìn)行變換。作為該視覺特性，利用即使某個點的明亮度在物理上無變化，也在周圍明亮?xí)r感覺到暗，周圍暗時感覺到亮這一稱作明暗對比的視覺特性。此時，視覺通過與所注目的像素的周圍的比較廣的附近(局部區(qū)域)的對比而感受對比感。即，視覺將局部對比度作為對比感識別。這里， 所謂局部對比度是與輸入的影像信號的全區(qū)域相對的、一部分區(qū)域的局部性對比度。另外，影像信號的視覺上的明亮度不依賴于上述局部的亮度變化，而取決于影像信號整體的低頻分量的灰度級。另外，所謂視覺上的亮度，是用戶在視認(rèn)液晶面板時所感覺到的外表的亮度，與由實際的信號規(guī)定的亮度值不同。在此，參照

動態(tài)灰度校正單元202的基于周圍明度US的灰度變換特性的設(shè)定方法。圖3是用于說明本發(fā)明實施方式1的動態(tài)灰度校正單元202的灰度變換特性的設(shè)定方法的圖。圖3所示的圖表的橫軸是變換像素所具有的亮度值IS，縱軸是從動態(tài)灰度校正單元202輸出的變換后的亮度值OS。另外，橫軸和縱軸兩者都將亮度值的最大值設(shè)定為1進(jìn)而，圖中的多個曲線301 308是表示對周圍明度檢測單元201所輸出的每個周圍明度US設(shè)定的灰度變換特性的多個曲線群。另外，在圖3中，為了便于說明，只圖示了 8個灰度變換特性，為了能夠進(jìn)行更精密的灰度校正，優(yōu)選設(shè)定更多的灰度變換特性。動態(tài)灰度校正單元202根據(jù)周圍明度US選擇適當(dāng)?shù)那€，據(jù)此能夠表現(xiàn)人的視覺特性。隨著周圍明度US變小(變暗)，由動態(tài)灰度校正單元202選擇的曲線從曲線308 向曲線301推移。也就是說，若假設(shè)固定變換像素的亮度值IS，則隨著變換像素的周圍變暗，變換后的亮度值OS的值變大(變明亮)。反之，隨著周圍明度US變大(變明亮)，由動態(tài)灰度校正單元202選擇的曲線從曲線301向曲線308推移。也就是說，若假設(shè)固定變換像素的亮度值IS，則隨著變換像素的周圍變明亮，變換后的亮度值OS的值變小(變暗)。該變換特性直接表現(xiàn)人的視覺特性即“明暗對比”，可表現(xiàn)為若假設(shè)將輸入的亮度值IS固定在規(guī)定的等級，則校正后的亮度值OS相對于周圍明度US具有單調(diào)遞減特性。在此，說明連接圖3所示的·的直線。眾所周知，人所視認(rèn)的亮度不是識別影像信號的細(xì)微部分的亮度變換，而是以比較廣的范圍的平均的明亮度來識別。因此，影像信號的視覺上的亮度能夠以在圖3中IS = US時的相對于IS的OS的特性來表現(xiàn)(IS = US意味著廣范圍的平均明亮度)。在圖3的情況下，該連接 的直線是經(jīng)原點的斜率為1的直線，因而表現(xiàn)出不使視覺上的亮度變化的特性。曲線301 308以經(jīng)這樣決定的直線上的1點、并且隨著周圍明度US減小，校正后的亮度值OS增大的方式來設(shè)定。在圖3中，固定了周圍明度US時的、相對于輸入的亮度值IS的校正后的亮度值OS 的變化呈向下凸的曲線。這是相對于亮度值IS的變化的比，使校正后的亮度值OS的變化的比擴大的特性，是增強視覺性對比感的特性。因此，具有不使明亮度感變化而增強人類感受對比感的局部對比度的特性。另外，圖3所示曲線群可以預(yù)先設(shè)定，也可以根據(jù)輸入的影像信號設(shè)定。預(yù)先設(shè)定的情況下，該曲線群存儲于動態(tài)灰度校正單元202的內(nèi)部存儲器(未圖示)。〈背光控制單元106>背光控制單元106基于輸入的影像信號，對背光102的每個發(fā)光區(qū)域，生成規(guī)定該背光102的發(fā)光亮度的控制信號，將該控制信號輸出到背光驅(qū)動單元107和光量估計單元 14。具體而言，背光控制單元106基于發(fā)光區(qū)域所包含的像素的亮度值，計算該發(fā)光區(qū)域的亮度值。例如，也可將上述發(fā)光區(qū)域所包含的像素的亮度值中的最大的亮度值作為發(fā)光區(qū)域的亮度值。另外，也可對發(fā)光區(qū)域所包含的像素具有的亮度值的平均值、以及該發(fā)光區(qū)域所包含的像素所具有的亮度值的最大值的各個值進(jìn)行加權(quán)，將其加權(quán)結(jié)果的合成值作為發(fā)光區(qū)域的亮度值。這里，設(shè)定用于加權(quán)的權(quán)重，以使平均值和最大值之差越大，越增加平均值的權(quán)重，平均值和最大值的差越小，越增加最大值的權(quán)重。根據(jù)該特性，能夠避免對于發(fā)光區(qū)域所包含的最大值過于敏感地反應(yīng)，而設(shè)定閃爍等少的適當(dāng)?shù)谋彻獾陌l(fā)光亮度。進(jìn)而，背光控制單元106對如上述計算的發(fā)光區(qū)域的亮度值進(jìn)行過濾處理，以使與相鄰的發(fā)光區(qū)域的邊界不醒目。具體而言，采用二維的低通濾波器對發(fā)光區(qū)域進(jìn)行過濾處理。并且，基于過濾處理后的亮度值，生成實際地使背光102發(fā)光的控制信號另外，對于背光102的發(fā)光亮度的決定，也可使用從以往提出的各種方法中的任何一種也能夠以上述的發(fā)光區(qū)域內(nèi)的像素具有的亮度值、或者RGB的最大值、平均值或混合最大值與平均值的值等為基準(zhǔn)，對每個發(fā)光區(qū)域決定背光102的發(fā)光亮度。另外，也可不只參照發(fā)光區(qū)域內(nèi)的像素，還參照周圍的發(fā)光區(qū)域的像素，來決定該發(fā)光區(qū)域的發(fā)光亮度。另外，也可考慮之前幀或者之前字段(field)的信息以及運動矢量決定發(fā)光亮度。該情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)邊緣的晃動以及閃爍少的區(qū)域調(diào)光控制。〈背光驅(qū)動單元107>背光驅(qū)動單元107基于從背光控制單元106輸出的控制信號，生成對每個發(fā)光區(qū)域控制背光102的控制信號，將該控制信號輸出到背光102。〈光量估計單元14>光量估計單元14基于從背光控制單元106輸入的控制信號，對每個像素估計到達(dá)液晶面板101的背面的照明光的亮度(以下，為了便于說明，稱作“背面亮度”)的估計值。 光量估計單元14將每個像素的背面亮度的估計值輸出到影像校正單元15?！从跋裥Ｕ龁卧?5>影像校正單元15基于從光量估計單元14輸入的背面亮度的估計值，對每個像素校正從局部灰度變換單元104輸入的校正后的亮度值OS。以下，為了便于說明，將通過該校正所得的亮度值稱作“再校正后的亮度值OS’ ”。某個像素的再校正后的亮度值OS’能夠通過將關(guān)于該像素的校正后的亮度值OS除以關(guān)于該像素的背面亮度的估計值取得。影像校正單元15將再校正后的亮度值OS’輸出到液晶面板驅(qū)動單元105。如上所述，在亮度值的再校正中，通過將校正后的亮度值OS除以背面亮度的估計值取得再校正后的亮度值Os’。因此，半色調(diào)的情況下，能夠根據(jù)背面亮度的估計值提高亮度值，進(jìn)而使液晶面板101的透射率上升，因而能夠補償由背光控制單元106的區(qū)域調(diào)光控制引起的顯示亮度降低。<液晶面板驅(qū)動單元105>液晶面板驅(qū)動單元105基于從局部灰度變換單元104輸入的校正后的亮度值0S， 生成控制液晶面板101中的各像素的透射率的控制信號，將該控制信號輸出到液晶面板 101。下面，參照

圖像顯示裝置的控制單元12的動作。圖4是表示本實施方式1的設(shè)定液晶面板101的透射率的動作的流程圖。首先，周圍明度檢測單元201對輸入的影像信號的每個像素計算周圍明度，生成表示計算出的周圍明度的周圍明度信號(S1001)。接下來，動態(tài)灰度校正單元202基于周圍明度，從預(yù)先存儲在內(nèi)部的多個灰度變換特性中選擇一個灰度變換特性(S1002)。進(jìn)而，動態(tài)灰度校正單元202利用在S1002中選擇的灰度變換特性，變換該變換像素的亮度值(S1003)。通過對在影像信號所包含的全部像素進(jìn)行上述步驟，能夠?qū)⑤斎氲挠跋裥盘栕儞Q成考慮了明暗對比的特性的影像信號。圖5是表示本實施方式1的設(shè)定背光102的發(fā)光亮度的動作的流程圖。首先，背光控制單元106將輸入的影像信號分割為例如320 X 180像素等的各個發(fā)光區(qū)域(S2001)。接下來，背光控制單元106基于發(fā)光區(qū)域內(nèi)所包含的像素具有的亮度值，計算該發(fā)光區(qū)域的亮度值。例如，將在該發(fā)光區(qū)域所包含的像素的亮度值中的最大亮度值作為該發(fā)光區(qū)域的亮度值(S2002)。
然后，背光控制單元106基于每個發(fā)光區(qū)域的亮度值，進(jìn)行使用低通濾波器的濾波處理，計算將發(fā)光區(qū)域的亮度值、以及配置于該發(fā)光區(qū)域的周圍的發(fā)光區(qū)域的亮度值考慮在內(nèi)的亮度值(S2003)。最后，背光控制單元106將在S2003中計算的每個發(fā)光區(qū)域的亮度值輸出到背光驅(qū)動單元107 (S2004)。圖6A 圖6F是用于說明本實施方式1的亮度值的變換處理的作用效果的圖。另夕卜，圖6A 圖6F的橫軸是影像信號的在水平方向上連續(xù)的像素，為了便于說明，劃分成5 個區(qū)間BLKl 5而記載。也就是說，在區(qū)間BLKl 5內(nèi)分別含有多個像素。圖7是表示影像信號內(nèi)的像素與區(qū)間BLKl 5的關(guān)系的圖。在圖7所示的例子中，區(qū)間BLKl 5在水平方向上被連續(xù)配置，在區(qū)間BLKl 5內(nèi)分別含有5個像素。另外，假設(shè)以區(qū)間(BLK) 單位控制背光102的亮度。圖6A是表示輸入的影像信號的在區(qū)間BLKl 5內(nèi)的像素的亮度值的圖。圖6B是表示背光102的亮度的圖。圖6C是表示輸入的影像信號的在區(qū)間BLKl 5內(nèi)的像素的周圍明度的圖。。圖6D是表示從液晶面板驅(qū)動單元105輸出的控制信號規(guī)定的液晶面板101 的透射率的圖。圖6E是表示液晶面板101的被控制后的顯示亮度的圖。圖6F是表示液晶面板101上的視覺上的亮度的圖。在圖6B中，虛線表示從背光驅(qū)動單元107輸出的控制信號規(guī)定的每個發(fā)光區(qū)域的背光102的發(fā)光亮度。實線表示液晶面板101的背面亮度。也就是說，背光102根據(jù)控制信號以對每個區(qū)間規(guī)定的亮度發(fā)出照明光(圖6B的虛線)，該照明光例如通過光擴散片103 的作用而擴散。因此，例如像區(qū)間BLK2、3那樣，在相鄰的區(qū)間之間背光102的發(fā)光亮度存在差異的情況下，實際地到達(dá)液晶面板101的背面的照明光的亮度(背面亮度)，對每個像素不相同(圖6B的實線)。在本實施方式1中，由光量估計單元14估計每個像素的背面亮度。另外，如圖6A所示，輸入的影像信號的亮度值不恒定的情況下，在產(chǎn)生亮度值的變化的部分(例如，區(qū)間BLK2)以及其周邊(例如，區(qū)間BLK1)中，對每個像素，周圍明度不相同(圖6C)。這樣，在某個像素的亮度值與其周圍明度之間存在差異(即，局部對比度)的情況下，由局部灰度變換單元104對該像素(即，局部地)進(jìn)行采用前述的灰度變換特性增強該差異的灰度校正(亮度值的變換處理)。對比圖6A與圖6C可知例如，在區(qū)間BLK2內(nèi)的中央部分，像素的亮度值小于該像素的周圍明度。因而，對該部分的各像素，進(jìn)行使亮度值更小的灰度校正，基于校正后的亮度值所決定的液晶面板101的透射率如圖6D中以左側(cè)的圓形框圍著的那樣，周圍越明亮， 透射率越低。例如，在區(qū)間BLK1、2的邊界附近部分，像素的亮度值大于該像素的周圍明度。因此，對于該部分的各像素，應(yīng)該進(jìn)行使亮度值更大的灰度校正。但是，該部分的各像素的亮度值已經(jīng)是可設(shè)定范圍內(nèi)的最大值，使亮度值更大的灰度校正即使計算上可能，但是在物理上不可實現(xiàn)的。也就是說，對于該部分的各像素，透射率不會脫離液晶面板101中可實現(xiàn)的范圍而進(jìn)一步提高(在圖6D中，以虛線所示的現(xiàn)象)，而被維持在最大值。例如，在區(qū)間BLK4的左側(cè)部分，像素的亮度值大于該像素的周圍明度。因而，對該部分的各像素，進(jìn)行使亮度值更大的灰度校正，基于校正后的亮度值所決定的液晶面板101 的透射率如圖6D中以右側(cè)的圓形框圍著的那樣，周圍越暗，透射率越高。例如，在區(qū)間BLK4的中央部分，像素的亮度值小于該像素的周圍明度。因此，對于該部分的各像素，應(yīng)該進(jìn)行使亮度值更小的灰度校正。但是，該部分的各像素的亮度值已經(jīng)是可設(shè)定范圍內(nèi)的最小值，使亮度值更小的灰度校正即使計算上可能，但是在物理上不可實現(xiàn)的。也就是說，對于該部分的各像素，透射率不會脫離液晶面板101中可實現(xiàn)的范圍而進(jìn)一步降低(在圖6D中，以虛線所示的現(xiàn)象)，而被維持在最小值。進(jìn)而，在本實施方式1中，估計背面亮度(圖6B)，基于該估計值對校正后的亮度值進(jìn)行再校正。在亮度值的再校正中，半色調(diào)的情況下，進(jìn)行亮度值根據(jù)背面亮度的估計值而提高那樣的處理。因此，與再校正后的亮度值對應(yīng)的液晶面板101的透射率(圖6D)在輸入的影像信號的亮度值是半色調(diào)的區(qū)域中，整體地上升。液晶面板101的顯示亮度(圖6E)為在圖6B中以實線表示的背面亮度(S卩，實際到達(dá)液晶面板101的背面的照明光的亮度)和在圖6D中以實線表示的透射率的乘積。因而，如圖6E所示，例如在區(qū)間BLK2中，面對暗區(qū)域的亮區(qū)域的端部的亮度由于背面亮度的降低而降低，但相應(yīng)程度地，面對亮區(qū)域的暗區(qū)域的端部的亮度也由于灰度校正的效果而降低。此時，由于用戶的視覺上產(chǎn)生的明暗對比的效果，補償亮區(qū)域的亮度降低，能使用戶感覺該區(qū)域的亮度保持在原來的等級(最大值)(區(qū)間BLK2的向上的箭頭)。進(jìn)而，例如在區(qū)間BLK4中，面對亮區(qū)域的暗區(qū)域的端部的亮度由于背面亮度的上升而上升(即，現(xiàn)象為產(chǎn)生泛白)，但相應(yīng)程度地，面對暗區(qū)域的亮區(qū)域的端部的亮度也由于灰度校正的效果而上升。此時，由于用戶的視覺上產(chǎn)生的明暗對比的效果，補償暗區(qū)域的亮度上升，能使用戶感覺該區(qū)域的亮度保持在原來的等級(最小值)(區(qū)間BLK4的向下的
刖大“也就是說，在透射率因物理性特性而不能表現(xiàn)的區(qū)域中，利用明暗對比的特性設(shè)定液晶面板101的發(fā)光亮度(圖6E)。據(jù)此，能夠表現(xiàn)亮度，以原樣保持明亮部分的亮度，泛白的現(xiàn)象不被察覺(圖6F)。進(jìn)而，通過基于背面亮度的估計值的亮度值的再校正提高半色調(diào)的亮度值，從而能夠補償區(qū)域調(diào)光控制引起的亮度降低，由此能夠?qū)崿F(xiàn)與輸入的影像信號的亮度值同等的、液晶面板101的顯示亮度。如上所述，根據(jù)本實施方式1，局部灰度變換單元104能夠?qū)⑤斎氲挠跋裥盘柕牧炼戎低ㄟ^利用了人的視覺特性的灰度變換特性進(jìn)行變換。進(jìn)而，液晶面板驅(qū)動單元105基于局部灰度變換單元104的變換結(jié)果，生成控制液晶面板101的透射率的控制信號，將該控制信號輸出至液晶面板101，由此能夠進(jìn)行透射率的控制。另外，背光控制單元106能夠設(shè)定對背光102的每個發(fā)光區(qū)域規(guī)定發(fā)光亮度的亮度值。進(jìn)而，背光驅(qū)動單元107基于對每個發(fā)光區(qū)域規(guī)定的亮度值，生成使背光102發(fā)光的控制信號，將該控制信號輸出至背光102， 由此能夠?qū)Ρ彻?02的LED以每個發(fā)光區(qū)域不同的發(fā)光亮度進(jìn)行控制。尤其，在本實施方式1中，如上所述，通過利用了人的視覺特性的灰度變換特性進(jìn)行亮度值的變換，因而能夠利用人類的視覺特性補償因液晶面板101的物理性制約造成的亮度不均、或者由局部的對比度降低引起的圖像質(zhì)量劣化。(實施方式2)
下面，參照

本實施方式2的圖像顯示裝置。圖8是表示本發(fā)明實施方式2的圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。本實施方式2的圖像顯示裝置具有顯示單元11、控制單元12以及驅(qū)動單元13。進(jìn)一步，顯示單元11具有液晶面板101、背光102、以及光擴散片103。另外，控制單元12具有局部灰度變換單元104以及背光控制單元106。另外，驅(qū)動單元13具有液晶面板驅(qū)動單元 105和背光驅(qū)動單元107。S卩，本實施方式2的圖像顯示裝置與前述的實施方式1的圖像顯示裝置的不同之處在于，沒有光量估計單元14以及影像校正單元15?！匆壕姘?01>液晶面板101根據(jù)從液晶面板驅(qū)動單元105輸入的控制信號，對照射到其背面的照明光進(jìn)行調(diào)制，由此在其表面即畫面上顯示圖像。另外，液晶面板101具有用玻璃基板夾住液晶層的結(jié)構(gòu)，通過柵極驅(qū)動器(未圖示)以及源極驅(qū)動器(未圖示)等，對與各像素對應(yīng)的液晶層施加信號電壓從而控制透射率。液晶面板驅(qū)動單元105將控制信號提供給液晶面板101具有的柵極驅(qū)動器以及源極驅(qū)動器。另外，液晶面板101采用IPS方式。IPS方式具有以下特征由于液晶分子與玻璃基板平行地旋轉(zhuǎn)的單純的運動，視野角廣，根據(jù)觀看的方向變化的色調(diào)變化、以及全灰度下的色調(diào)變化少。另外，只要是進(jìn)行光調(diào)制的器件，液晶面板101可以利用任何器件，例如也可采用 VA方式等光調(diào)制的其他方式。也就是說，液晶面板101是一種非自發(fā)光型顯示器件，作為本發(fā)明的顯示單元，也可替代而使用其他種類的非自發(fā)光型顯示器件。因此，本發(fā)明的圖像顯示裝置并不限定于液晶顯示裝置。另外，透射率是顯示器件為液晶面板時使用的、對應(yīng)每個像素的影像信號而決定的光調(diào)制系數(shù)，因而所使用的顯示器件非液晶面板時，可采用其他的光調(diào)制系數(shù)。〈背光102>背光102向液晶面板101的背面照射用于顯示圖像的照明光。背光102具有光源。背光102基于從背光驅(qū)動單元107輸出的控制信號，將以至少一個以上的光源為單位的發(fā)光區(qū)域作為基本單位進(jìn)行控制。也就是說，基于來自背光驅(qū)動單元107的控制信號，各自獨立地控制發(fā)光區(qū)域，因而能夠照射按每個發(fā)光區(qū)域不同的發(fā)光亮度的光。各個發(fā)光區(qū)域和液晶面板101的圖像顯示區(qū)域?qū)χ迷O(shè)置，各自主要照射相對的圖像顯示區(qū)域。這里描述“主要照射”是因為有時一部分的照明光也會照射到非對置的圖像顯示區(qū)域。這里，光源采用發(fā)出白色光的LED。另外，光源不限定于直接發(fā)出白色光的光源。 例如，也可為將RGB的光進(jìn)行混色而發(fā)出白色的光源。另外，代替LED也可使用其他種類的光源(例如，半導(dǎo)體激光光源或者有機EL光源等)。〈光擴散片103>光擴散片103配置于液晶面板101和背光102之間，使照明光擴散，以使從背光 102照射的該照明光相對于液晶面板101變得均勻。<局部灰度變換單元104>
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局部灰度變換單元104對輸入的影像信號的每個部分區(qū)域，設(shè)定各不相同的灰度變換特性，并且根據(jù)設(shè)定的灰度變換特性，進(jìn)行每個該部分區(qū)域的亮度值的變換處理。另外，所謂部分區(qū)域表示含有至少一個以上的像素并且相對于輸入的影像信號的全區(qū)域的一部分的區(qū)域。也就是說，部分區(qū)域可以為輸入的影像信號具有的一個像素，也可以為多個像素的集合。另外，也可將背光102中的區(qū)域調(diào)光的控制單位的發(fā)光區(qū)域作為部分區(qū)域，也可將多個該發(fā)光區(qū)域作為部分區(qū)域。局部灰度變換單元104的具體的結(jié)構(gòu)，如實施方式1中的利用圖2的說明所述。<液晶面板驅(qū)動單元105>液晶面板驅(qū)動單元105基于從局部灰度變換單元104輸入的校正后的亮度值0S， 生成控制液晶面板101中的各像素的透射率的控制信號，將該控制信號輸出到液晶面板 101。〈背光控制單元106>背光控制單元106基于輸入的影像信號，對背光102的每個發(fā)光區(qū)域，生成規(guī)定該背光102的發(fā)光亮度的控制信號，將該控制信號輸出到背光驅(qū)動單元107。具體而言，背光控制單元106基于發(fā)光區(qū)域所包含的像素的亮度值，計算該發(fā)光區(qū)域的亮度值。例如，也可將上述發(fā)光區(qū)域所包含的像素的亮度值中的最大的亮度值作為發(fā)光區(qū)域的亮度值。另外，也可對發(fā)光區(qū)域所包含的像素具有的亮度值的平均值、以及該發(fā)光區(qū)域所包含的像素具有的亮度值的最大值的各個值進(jìn)行加權(quán)，將其加權(quán)結(jié)果的合成值作為發(fā)光區(qū)域的亮度值。這里，設(shè)定用于加權(quán)的權(quán)重，以使平均值和最大值之差越大，越增加平均值的權(quán)重，平均值和最大值的差越小，越增加最大值的權(quán)重。根據(jù)該特性，能夠避免對發(fā)光區(qū)域所包含的最大值過于敏感地反應(yīng)，而設(shè)定閃爍等少的適當(dāng)?shù)谋彻獾陌l(fā)光亮度。進(jìn)而，背光控制單元106對如上述計算的發(fā)光區(qū)域的亮度值進(jìn)行過濾處理，以使與相鄰的發(fā)光區(qū)域的邊界不醒目。具體而言，采用二維的低通濾波器對發(fā)光區(qū)域進(jìn)行過濾處理。并且，基于過濾處理后的亮度值，生成實際地使背光102發(fā)光的控制信號另外，對于背光102的發(fā)光亮度的決定，也可使用從以往提出的各種方法中的任何一種也能夠以上述的發(fā)光區(qū)域內(nèi)的像素所具有的亮度值、或者RGB的最大值、平均值或混合最大值與平均值的值等為基準(zhǔn)，對每個發(fā)光區(qū)域決定背光102的發(fā)光亮度。另外，也可不只參照發(fā)光區(qū)域內(nèi)的像素，還參照周圍的發(fā)光區(qū)域的像素，來決定該發(fā)光區(qū)域的發(fā)光亮度。另外，也可考慮之前的幀或者之前的字段的信息以及運動矢量決定發(fā)光亮度。該情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)邊緣的晃動以及閃爍少的區(qū)域調(diào)光控制?！幢彻怛?qū)動單元107>背光驅(qū)動單元107基于從背光控制單元106輸出的控制信號，生成對每個發(fā)光區(qū)域控制背光102的控制信號，將該控制信號輸出到背光102。圖像顯示裝置的控制單元12中進(jìn)行的設(shè)定液晶面板101的透射率的動作，如實施方式1中的用圖4的說明所述。圖像顯示裝置的控制單元12中進(jìn)行的設(shè)定背光102的發(fā)光亮度的動作，如實施方式1中的利用圖5的說明所述。圖9A 圖9F是用于說明本實施方式2的亮度值的變換處理的作用效果的圖。另夕卜，圖9A 圖9F的橫軸是影像信號的在水平方向上連續(xù)的像素，為了便于說明，劃分成5個區(qū)間BLKl 5而記載。也就是說，在區(qū)間BLKl 5內(nèi)分別含有多個像素。影像信號內(nèi)的像素與區(qū)間BLKl 5的關(guān)系，如實施方式1中的利用圖7的說明所述。另外，假設(shè)以區(qū)間(BLK)單位控制背光102的亮度。圖9A是表示輸入的影像信號的在區(qū)間BLKl 5內(nèi)的像素的亮度值的圖。圖9B是表示背光102的亮度的圖。圖9C是表示輸入的影像信號的在區(qū)間BLKl 5內(nèi)的像素的周圍明度的圖。。圖9D是表示從液晶面板驅(qū)動單元105輸出的控制信號規(guī)定的液晶面板101 的透射率的圖。圖9E是表示液晶面板101的被控制后的顯示亮度的圖。圖9F是表示液晶面板101上的視覺上的亮度的圖。在圖9B中，虛線表示從背光驅(qū)動單元107輸出的控制信號規(guī)定的每個發(fā)光區(qū)域的背光102的發(fā)光亮度。實線表示液晶面板101的背面亮度。也就是說，背光102以根據(jù)控制信號對每個區(qū)間規(guī)定的亮度發(fā)出照明光(圖9B的虛線)，該照明光例如通過光擴散片103 的作用而擴散。因此，例如像區(qū)間BLK2、3那樣，在相鄰的區(qū)間之間背光102的發(fā)光亮度存在差異的情況下，實際地到達(dá)液晶面板101的背面的照明光的亮度，對每個像素不相同(圖 9B的實線)。另外，在本實施方式2中，不同于實施方式1，不進(jìn)行每個像素的背面亮度的估計。另外，如圖9A所示，輸入的影像信號的亮度值不恒定的情況下，在產(chǎn)生亮度值的變化的部分(例如，區(qū)間BLK2)以及其周邊(例如，區(qū)間BLK1)中，對每個像素周圍明度不相同(圖9C)。這樣，在某個像素的亮度值和其周圍明度之間存在差異(即，局部對比度)的情況下，由局部灰度變換單元104對該像素(即，局部地)進(jìn)行采用前述的灰度變換特性來增強該差異的灰度校正(亮度值的變換處理)。對比圖9A與圖9C可知例如，在區(qū)間BLK2內(nèi)的中央部分，像素的亮度值小于該像素的周圍明度。因而，對該部分的各像素，進(jìn)行使亮度值更小的灰度校正，基于校正后的亮度值所決定的液晶面板101的透射率如圖9D中以左側(cè)的圓形框圍著的那樣，周圍越亮，透射率越低。例如，在區(qū)間BLK1、2的邊界附近部分，像素的亮度值大于該像素的周圍明度。因此，對于該部分的各像素，應(yīng)該進(jìn)行使亮度值更大的灰度校正。但是，該部分的各像素的亮度值已經(jīng)是可設(shè)定范圍內(nèi)的最大值，使亮度值更大的灰度校正即使計算上可能，但是在物理上不可實現(xiàn)的。也就是說，對于該部分的各像素，透射率不會脫離液晶面板101中可實現(xiàn)的范圍而進(jìn)一步提高(在圖9D中，以虛線所示的現(xiàn)象)，而被維持在最大值。例如，在區(qū)間BLK4的左側(cè)部分，像素的亮度值大于該像素的周圍明度。因而，對該部分的各像素，進(jìn)行使亮度值更大的灰度校正，基于校正后的亮度值所決定的液晶面板101 的透射率如圖9D中以右側(cè)的圓形框圍著的那樣，周圍越暗，透射率越高。例如，在區(qū)間BLK4的中央部分，像素的亮度值小于該像素的周圍明度。因此，對于該部分的各像素，應(yīng)該進(jìn)行使亮度值更小的灰度校正。但是，該部分的各像素的亮度值已經(jīng)是可設(shè)定范圍內(nèi)的最小值，使亮度值更小的灰度校正即使計算上可能，但是在物理上不可實現(xiàn)的。也就是說，對于該部分的各像素，透射率不會脫離液晶面板101中可實現(xiàn)的范圍而進(jìn)一步降低(在圖9D中，以虛線所示的現(xiàn)象)，而被維持在最小值。液晶面板101的顯示亮度(圖9E)為在圖9B中以實線表示的背面亮度(S卩，實際地到達(dá)液晶面板101的背面的照明光的亮度)和在圖9D中以實線表示的透射率的乘積。因而，如圖9E所示，例如在區(qū)間BLK2中，面對暗區(qū)域的亮區(qū)域的端部的亮度由于背面亮度的降低而降低，但相應(yīng)程度地，面對亮區(qū)域的暗區(qū)域的端部的亮度也由于灰度校正的效果而降低。此時，由于用戶的視覺上產(chǎn)生的明暗對比的效果，補償亮區(qū)域的亮度降低，能使用戶感覺該區(qū)域的亮度保持在原來的等級(最大值)(區(qū)間BLK2的向上的箭頭)。進(jìn)而，例如在區(qū)間BLK4中，面對亮區(qū)域的暗區(qū)域的端部的亮度由于背面亮度的上升而上升(即，現(xiàn)象為產(chǎn)生泛白)，但相應(yīng)程度地，面對暗區(qū)域的亮區(qū)域的端部的亮度也由于灰度校正的效果而上升。此時，由于用戶的視覺上產(chǎn)生的明暗對比的效果，補償暗區(qū)域的亮度上升，能使用戶感覺該區(qū)域的亮度保持在原來的等級(最小值)(區(qū)間BLK4的向下的
刖大“也就是說，在透射率因物理性特性而不能表現(xiàn)的區(qū)域中，利用明暗對比的特性設(shè)定液晶面板101的發(fā)光亮度(圖9E)。據(jù)此，能夠表現(xiàn)亮度(圖9F)，以原樣保持明亮部分的亮度，泛白不被察覺。另外，在本實施方式中，像BLK3那樣的中間程度的明亮度被顯示為暗于輸入信號。如上所述，根據(jù)本實施方式2，局部灰度變換單元104能夠?qū)⑤斎氲挠跋裥盘柕牧炼戎低ㄟ^利用了人的視覺特性的灰度變換特性進(jìn)行變換。進(jìn)而，液晶面板驅(qū)動單元105基于局部灰度變換單元104的變換結(jié)果，生成控制液晶面板101的透射率的控制信號，將該控制信號輸出至液晶面板101，由此能夠進(jìn)行透射率的控制。另外，背光控制單元106能夠設(shè)定對背光102的每個發(fā)光區(qū)域規(guī)定發(fā)光亮度的亮度值。進(jìn)而，背光驅(qū)動單元107基于對每個發(fā)光區(qū)域規(guī)定的亮度值，生成使背光102發(fā)光的控制信號，將該控制信號輸出至背光102， 由此能夠?qū)Ρ彻?02的LED以每個發(fā)光區(qū)域不同的發(fā)光亮度進(jìn)行控制。尤其，在本實施方式2中，如上所述，通過利用了人的視覺特性的灰度變換特性進(jìn)行亮度值的變換，因而能夠利用人類的視覺特性補償因液晶面板101的物理性制約造成的亮度不均、或者由局部的對比度降低引起的圖像質(zhì)量劣化。(實施方式3)下面說明實施方式3。在實施方式2中，以圖3所示的連接 的直線，即經(jīng)原點斜率為1的直線為基準(zhǔn)， 設(shè)定局部灰度變換單元104中的動態(tài)灰度變換單元202的灰度特性。如此設(shè)定的情況下， 形成視覺上的亮度不變更而只增強局部的對比度的特性。但是，進(jìn)行區(qū)域調(diào)光控制的情況下，基于輸入的影像信號的亮度值，對背光102的每個發(fā)光區(qū)域設(shè)定不同亮度值。具體而言，設(shè)定為小于輸入的影像信號的亮度值的亮度值因此，在基于輸入的影像信號的亮度值設(shè)定液晶面板101的透射率的情況下，背光102的發(fā)光區(qū)域的亮度值變小，因而液晶面板101上所顯示的亮度值比實際地要顯示的亮度暗。于是，在本實施方式3中，其特征在于設(shè)定動態(tài)灰度校正單元202的灰度變換特性，以使不僅增強影像信號的局部的對比度，而且提高視覺上的亮度。通過將如上所述由輸入的影像信號規(guī)定的亮度值利用使視覺上的亮度提高的灰度變換特性進(jìn)行變換，從而能夠即使進(jìn)行了區(qū)域調(diào)光控制的結(jié)果是降低了背光102的亮度值的情況下，不僅能夠補償因液晶面板的物理性制約造成的亮度不均或者由局部的對比度降低引起的圖像質(zhì)量劣化，而且能夠以與不進(jìn)行區(qū)域調(diào)光控制的影像信號的顯示亮度相近的顯示亮度，顯示該影像信號。另外，與本實施方式2的不同之處僅在于動態(tài)灰度校正單元202所保持的灰度變換特性，其他的結(jié)構(gòu)均相同以下，說明由動態(tài)灰度校正單元202保持的灰度變換特性。圖10是表示本發(fā)明實施方式3的灰度變換特性的圖。如實施方式1中的說明所述，以影像信號整體的灰度變換特性為基準(zhǔn)，設(shè)定相對于各周圍明度US的灰度變換特性。在本實施方式3中，為了提高視覺上的亮度，如圖10所示，以位于經(jīng)原點斜率為1的直線的上側(cè)的方式，將影像信號整體的灰度變換特性設(shè)定成曲線801。并且，以該曲線801為基準(zhǔn)，將每個周圍明度US的灰度變換特性設(shè)定為從曲線 802至曲線809。另外，在圖10中，為了便于說明，只圖示了 8個灰度變換特性，為了能夠進(jìn)行更精密的灰度校正，優(yōu)選設(shè)定更多的灰度變換特性。另外，隨著周圍明度US變小(變暗)，動態(tài)灰度校正單元202所設(shè)定的灰度變換特性從曲線809向曲線802推移。也就是說，在固定了變換像素的亮度值的情況下，隨著變換像素的周圍變暗，變換后的亮度值OS的值變大(變明亮)。另一方面，隨著周圍明度US變大(變明亮)，動態(tài)灰度校正單元202設(shè)定的灰度變換特性從曲線802向曲線809推移。也就是說，在固定變換像素的亮度值時，隨著變換像素的周圍變明亮，變換后的亮度值OS的值變小(變暗)。圖IlA 圖IlF是用于說明本實施方式3的亮度值的變換處理的作用效果的圖。 另外，圖IlA 圖IlF的橫軸是影像信號的在水平方向上連續(xù)的像素，為了便于說明，劃分成5個區(qū)間BLKl 5而記載。也就是說，在區(qū)間BLKl 5內(nèi)分別含有多個像素。影像信號內(nèi)的像素與區(qū)間BLKl 5的關(guān)系，如實施方式1中的利用圖7的說明所述。另外，假設(shè)以區(qū)間(BLK)單位控制背光102的亮度。圖IlA是表示輸入的影像信號的在區(qū)間BLKl 5內(nèi)的像素的亮度值的圖。圖IlB 是表示背光102的亮度的圖。圖IlC是表示輸入的影像信號的在區(qū)間BLKl 5內(nèi)的像素的周圍明度的圖。。圖IlD是表示從液晶面板驅(qū)動單元105輸出的控制信號規(guī)定的液晶面板101的透射率的圖。圖IlE是表示液晶面板101的被控制后的顯示亮度的圖。圖IlF是表示液晶面板101上的視覺上的亮度的圖。在圖IlB中，虛線表示從背光驅(qū)動單元107輸出的控制信號規(guī)定的每個發(fā)光區(qū)域的背光102的發(fā)光亮度。實線表示液晶面板101的背面亮度。也就是說，背光102以根據(jù)控制信號對每個區(qū)間規(guī)定的亮度發(fā)出照明光(圖IlB的虛線)，該照明光例如通過光擴散片103的作用而擴散。因此，例如像區(qū)間BLK2、3那樣，在相鄰的區(qū)間之間背光102的發(fā)光亮度存在差異的情況下，實際地到達(dá)液晶面板101的背面的照明光的亮度(背面亮度)，對每個像素不相同(圖IlB的實線)。另外，在本實施方式3中，與實施方式2同樣，不進(jìn)行每個像素的背面亮度的估計。另外，如圖IlA所示，輸入的影像信號的亮度值不恒定的情況下，在產(chǎn)生亮度值的變化的部分(例如，區(qū)間BLK2)以及其周邊(例如，區(qū)間BLK1)中，對每個像素周圍明度不相同(圖11C)。這樣，在某個像素的亮度值與其周圍明度之間存在差異(即，局部對比度)的情況下，由局部灰度變換單元104對該像素(即，局部地)進(jìn)行采用前述的灰度變換特性來增強該差異的灰度校正(亮度值的變換處理)。對比圖IlA與圖IlC可知例如，在區(qū)間BLK2內(nèi)的中央部分，像素的亮度值小于該像素的周圍明度。因而，對該部分的各像素，進(jìn)行使亮度值更小的灰度校正，基于校正后的亮度值所決定的液晶面板101的透射率，如圖IlD中以左側(cè)的圓形框圍著的那樣，周圍越明亮，透射率越低。例如，在區(qū)間BLK1、2的邊界附近部分，像素的亮度值大于該像素的周圍明度。因此，對于該部分的各像素，應(yīng)該進(jìn)行使亮度值更大的灰度校正。但是，該部分的各像素的亮度值已經(jīng)是可設(shè)定范圍內(nèi)的最大值，使亮度值更大的灰度校正即使計算上可能，但是在物理上不可實現(xiàn)的。也就是說，對于該部分的各像素，透射率不會脫離液晶面板101中可實現(xiàn)的范圍而進(jìn)一步提高(在圖IlD中，以虛線所示的現(xiàn)象)，而被維持在最大值。例如，在區(qū)間BLK4的左側(cè)部分，像素的亮度值大于該像素的周圍明度。因而，對該部分的各像素，進(jìn)行使亮度值更大的灰度校正，基于校正后的亮度值所決定的液晶面板101 的透射率，如圖IlD中以右側(cè)的圓形框圍著的那樣，周圍越暗，透射率越高。例如，在區(qū)間BLK4的中央部分，像素的亮度值小于該像素的周圍明度。因此，對于該部分的各像素，應(yīng)該進(jìn)行使亮度值更小的灰度校正。但是，該部分的各像素的亮度值已經(jīng)是可設(shè)定范圍內(nèi)的最小值，使亮度值更小的灰度校正即使計算上可能，但是在物理上不可實現(xiàn)的。也就是說，對于該部分的各像素，透射率不會脫離液晶面板101中可實現(xiàn)的范圍而進(jìn)一步降低(在圖IlD中，以虛線所示的現(xiàn)象)，而被維持在最小值。進(jìn)而，在本實施方式3中，對于灰度變換特性設(shè)定有使半色調(diào)的亮度值提高的特性，因而即使不進(jìn)行基于背面亮度的估計值的亮度值的再校正，也能夠在半色調(diào)的區(qū)域中， 使液晶面板101的透射率(圖11D)整體地上升。液晶面板101的顯示亮度(圖11E)為在圖IlB中以實線表示的背面亮度和在圖 IlD中以實線表示的透射率的乘積。因而，如圖IlE所示，例如在區(qū)間BLK2中，面對暗區(qū)域的亮區(qū)域的端部的亮度由于背面亮度的降低而降低，但相應(yīng)程度地，面對亮區(qū)域的暗區(qū)域的端部的亮度也由于灰度校正的效果而降低。此時，由于用戶的視覺上產(chǎn)生的明暗對比的效果，補償亮區(qū)域的亮度降低，能使用戶感覺該區(qū)域的亮度保持在原來的等級(最大值)(區(qū)間BLK2的向上的箭頭)。進(jìn)而，例如在區(qū)間BLK4中，面對亮區(qū)域的暗區(qū)域的端部的亮度由于背面亮度的上升而上升(即，現(xiàn)象為產(chǎn)生泛白)，但相應(yīng)程度地，面對暗區(qū)域的亮區(qū)域的端部的亮度也由于灰度校正的效果而上升。此時，由于用戶的視覺上產(chǎn)生的明暗對比的效果，補償暗區(qū)域的亮度上升，能使用戶感覺該區(qū)域的亮度保持在原來的等級(最小值)(區(qū)間BLK4的向下的
刖大“也就是說，在透射率因物理性特性而不能表現(xiàn)的區(qū)域中，利用明暗對比的特性設(shè)定液晶面板101的發(fā)光亮度(圖11E)。據(jù)此，能夠表現(xiàn)亮度(圖11F)，以原樣保持明亮部分的亮度而泛白的現(xiàn)象不被察覺。進(jìn)而，通過對于灰度變換特性設(shè)定使半色調(diào)的亮度值提高的特性，能夠補償區(qū)域調(diào)光控制引起的亮度降低，據(jù)此，能夠?qū)崿F(xiàn)與輸入的影像信號的亮度值同等的、液晶面板 101的顯示亮度。
如上所述，根據(jù)本實施方式3，在動態(tài)灰度校正單元202中，設(shè)定使影像信號整體的視覺上的亮度提高、同時使半色調(diào)更明亮的灰度變換特性。據(jù)此，即使在進(jìn)行區(qū)域調(diào)光控制的結(jié)果在背光102的亮度值降低的情況下，不僅能夠補償因液晶面板的物理性制約造成的亮度不均或者由局部的對比度降低引起的圖像質(zhì)量劣化，而且能夠以與不進(jìn)行區(qū)域調(diào)光控制的影像信號的顯示亮度相近的顯示亮度顯示該影像信號。換言之，在本實施方式3中， 即使不進(jìn)行如實施方式1那樣的背光102的背面亮度的估計以及基于該估計結(jié)果的亮度值的再校正，也能夠?qū)崿F(xiàn)與實施方式1同樣的作用效果。(實施方式4)下面說明實施方式4。進(jìn)行區(qū)域調(diào)光控制的情況下，如在實施方式3中說明，通常，液晶面板101上顯示的亮度值比實際地要顯示的亮度暗為了解決此問題，在本實施方式4中，其特征在于在動態(tài)灰度校正單元202中使用使影像信號的半色調(diào)的亮度值提高的灰度變換特性，并且背光控制單元106使用局部灰度變換單元104的輸出結(jié)果即校正后的亮度值OS。通過采用如上所述的結(jié)構(gòu)，能夠補償由于區(qū)域調(diào)光控制變暗的半色調(diào)的亮度值。下面，參照

本實施方式4。 圖12是表示本發(fā)明實施方式4的圖像變換裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。本實施方式4的圖像變換裝置的控制單元1001具有背光控制單元1002以代替背光控制單元106。另外，對與實施方式1、2同樣的結(jié)構(gòu)附加同一標(biāo)號，并省略其詳細(xì)的說明。背光控制單元1002基于從局部灰度變換單元104輸出的校正后的亮度值，對背光 102的每個發(fā)光區(qū)域，生成規(guī)定該背光102的發(fā)光亮度的控制信號，將該控制信號輸出到背光驅(qū)動單元107。之后的動作與實施方式1、2同樣。圖13A 圖13F是用于說明本實施方式4的亮度值的變換處理的作用效果的圖。 另外，圖13A 圖13F的橫軸是影像信號的在水平方向上連續(xù)的像素，為了便于說明，劃分成5個區(qū)間BLKl 5而記載。也就是說，在區(qū)間BLKl 5內(nèi)分別含有多個像素。影像信號內(nèi)的像素與區(qū)間BLKl 5的關(guān)系，如實施方式1中的利用圖7的說明所述。另外，假設(shè)以區(qū)間(BLK)單位控制背光102的亮度。圖13A是表示輸入的影像信號的在區(qū)間BLKl 5內(nèi)的像素的亮度值的圖。圖13B 是表示背光102的亮度的圖。圖13C是表示輸入的影像信號的在區(qū)間BLKl 5內(nèi)的像素的周圍明度的圖。圖13D是表示從液晶面板驅(qū)動單元105輸出的控制信號規(guī)定的液晶面板 101的透射率的圖。圖13E是表示液晶面板101的被控制后的顯示亮度的圖。圖13F是表示液晶面板101上的視覺上的亮度的圖。在圖13A中，虛線表示輸入到控制單元12的影像信號的亮度值(由局部灰度變換單元104變換之前的亮度值)，實線表示輸入到控制單元12并由局部灰度變換單元104變換后的亮度值。也就是說，在本實施方式4中，輸入到背光控制單元1002的亮度值是在圖 13A中以實線表示的變換后的亮度值。在圖13B中，虛線表示從背光驅(qū)動單元107輸出的控制信號規(guī)定的每個發(fā)光區(qū)域的背光102的發(fā)光亮度。背光控制單元1002輸入在圖13A中以實線表示的變換后的亮度值，因此與輸入在圖13中以虛線表示的變換前的亮度值的情況相比，背光102的發(fā)光亮度
尚ο在圖13B中，實線表示液晶面板101的背面亮度。也就是說，背光102以根據(jù)控制信號對每個區(qū)間規(guī)定的亮度發(fā)出照明光(圖13B的虛像)，該照明光例如通過光擴散片103 的作用而擴散。因此，例如像區(qū)間BLK2、3那樣，在相鄰的區(qū)間之間背光102的發(fā)光亮度存在差異的情況下，實際地到達(dá)液晶面板101的背面的照明光的亮度(背面亮度)，對每個像素不相同(圖13B的實線)。另外，在本實施方式4中，與實施方式2、3同樣，不進(jìn)行每個像素的背面亮度的估計。另外，如圖13A所示，輸入到控制單元12的影像信號的亮度值不恒定的情況下，在產(chǎn)生亮度值的變化的部分(例如，區(qū)間BLK2)以及其周邊(例如，區(qū)間BLK1)中，對每個像素周圍明度不相同(圖13C)。這樣，在某個像素的亮度值與其周圍明度之間存在差異(即，局部對比度)的情況下，由局部灰度變換單元104對該像素(即，局部地)進(jìn)行采用前述的灰度變換特性來增強該差異的灰度校正(亮度值的變換處理)。對比圖13A與圖13C可知例如，在區(qū)間BLK2內(nèi)的中央部分，像素的亮度值小于該像素的周圍明度。因而，對該部分的各像素，如圖13A中以左側(cè)的圓形框圍著的那樣，進(jìn)行使亮度值更小的灰度校正。而且，基于校正后的亮度值所決定的液晶面板101的透射率，如圖13D中以左側(cè)的圓形框圍著的那樣，周圍越明亮，透射率越低。例如，在區(qū)間BLK1、2的邊界附近部分，像素的亮度值大于該像素的周圍明度。因此，對于該部分的各像素，應(yīng)該進(jìn)行使亮度值更大的灰度校正。但是，該部分的各像素的亮度值已經(jīng)是可設(shè)定范圍內(nèi)的最大值，使亮度值更大的灰度校正即使計算上可能，但是在物理上不可實現(xiàn)的。也就是說，對于該部分的各像素，透射率不會脫離液晶面板101中可實現(xiàn)的范圍而進(jìn)一步提高(在圖13D中，以虛線所示的現(xiàn)象)，而被維持在最大值。例如，在區(qū)間BLK4的左側(cè)部分，像素的亮度值大于該像素的周圍明度。因而，對該部分的各像素，如圖13A中以右側(cè)的圓形框圍著的那樣，進(jìn)行使亮度值更大的灰度校正。而且，基于校正后的亮度值所決定的液晶面板101的透射率，如圖13D中以右側(cè)的圓形框圍著的那樣，周圍越暗，透射率越高。例如，在區(qū)間BLK4的中央部分，像素的亮度值小于該像素的周圍明度。因此，對于該部分的各像素，應(yīng)該進(jìn)行使亮度值更小的灰度校正。但是，該部分的各像素的亮度值已經(jīng)是可設(shè)定范圍內(nèi)的最小值，使亮度值更小的灰度校正即使計算上可能，但是在物理上不可實現(xiàn)的。也就是說，對于該部分的各像素，透射率不會脫離液晶面板101中可實現(xiàn)的范圍而進(jìn)一步降低(在圖13D中，以虛線所示的現(xiàn)象)，而被維持在最小值。進(jìn)而，在本實施方式4中，對于灰度變換特性設(shè)定有使半色調(diào)的亮度值提高的特性，因而即使不進(jìn)行基于背面亮度的估計值的亮度值的再校正，也在半色調(diào)的區(qū)域中，能夠使液晶面板101的透射率(圖13D)整體地上升。液晶面板101的顯示亮度(圖13E)為在圖13B中以實線表示的背面亮度和在圖 13D中以實線表示的透射率的乘積。因而，如圖13E所示，例如在區(qū)間BLK2中，面對暗區(qū)域的亮區(qū)域的端部的亮度由于背面亮度的降低而降低，但相應(yīng)程度地，面對亮區(qū)域的暗區(qū)域的端部的亮度也由于灰度校正的效果而降低。此時，由于用戶的視覺上產(chǎn)生的明暗對比的效果，補償亮區(qū)域的亮度降低，能使用戶感覺該區(qū)域的亮度保持在原來的等級(最大值)(區(qū)間BLK2的向上的箭頭)。進(jìn)而，例如在區(qū)間BLK4中，面對亮區(qū)域的暗區(qū)域的端部的亮度由于背面亮度的上升而上升(即，現(xiàn)象為產(chǎn)生泛白)，但相應(yīng)程度地，面對暗區(qū)域的亮區(qū)域的端部的亮度也由于灰度校正的效果而上升。此時，由于用戶的視覺上產(chǎn)生的明暗對比的效果，補償暗區(qū)域的亮度上升，能使用戶感覺該區(qū)域的亮度保持在原來的等級(最小值)(區(qū)間BLK4的向下的箭頭)。也就是說，在透射率因物理性特性而不能表現(xiàn)的區(qū)域中，利用明暗對比的特性設(shè)定液晶面板101的發(fā)光亮度(圖13E)。據(jù)此，能夠表現(xiàn)亮度(圖13F)，以原樣保持明亮部分的亮度而泛白的現(xiàn)象不被察覺。進(jìn)而，通過對于灰度變換特性設(shè)定使半色調(diào)的亮度值提高的特性，能夠補償區(qū)域調(diào)光控制引起的亮度降低，據(jù)此，能夠?qū)崿F(xiàn)與輸入的影像信號的亮度值同等的、液晶面板 101的顯示亮度。另外，在本實施方式4中，背光控制單元1002使用校正后的亮度值設(shè)定背光102 的發(fā)光亮度，因而在灰度變換特性中設(shè)定的、提高半色調(diào)的明亮度的特性也可以比利用圖8 所說明的特性稍弱。以上說明了本發(fā)明的各實施方式。另外，上述各實施方式例如與其他的實施方式適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行組合等，可以加以各種變更來實施。另外，例如，在上述各實施方式中，為了簡化說明，沒有特別留意顏色而以輸入影像信號為亮度來加以說明，但本發(fā)明不限定于單色，毋庸置疑，也可適用于彩色。另外，在RGB獨立地進(jìn)行背光102的控制的情況下，將影像信號置換成R信號、G信號、和B信號，從而獨立地控制3信道即可。另外，在背光是白色而僅控制其亮度的情況下，即使對于全彩圖像，也將RGB變換成亮度/色差信號，對亮度信號進(jìn)行同樣的處理即可。另外，也可代替亮度信號而利用RGB 的最大值等，這對于防止色飽和發(fā)揮特別的效果。另外，在上述各實施方式中，以液晶顯示裝置為例加以說明，但并不限定于此。只要是利用液晶以及DMD (Digital Mirror Device 數(shù)碼微鏡器件)之類的能夠改變透射率或者反射率的元件、以及可分割點亮的光源的裝置，則本發(fā)明也可適用于投影機等其他圖
像顯示裝置。另外，在上述各實施方式中，將基于配置在變換像素的周圍的像素的亮度值計算周圍明度US，并且基于該周圍明度US設(shè)定灰度變換特性的結(jié)構(gòu)作為例子進(jìn)行說明。但是， 本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不限于該結(jié)構(gòu)，例如，也可為基于配置在該變換像素的周圍的像素的亮度值而生成柱狀圖，并基于該柱狀圖的形狀，在動態(tài)灰度校正單元設(shè)定灰度變換特性的結(jié)構(gòu)。2009年9月四日提交的日本專利申請?zhí)卦?009-223980號所包含的說明書、說明書附圖和說明書摘要的公開內(nèi)容全都引用于本申請。工業(yè)實用性本發(fā)明的顯示裝置和顯示方法在區(qū)域調(diào)光技術(shù)中，具有能夠利用人的視覺特性補償因顯示器件的物理性制約造成的亮度不均或者由局部的對比度降低引起的圖像質(zhì)量劣化的效果，適用于液晶顯示裝置等的圖像顯示裝置。
權(quán)利要求
1.顯示裝置，包括光調(diào)制單元，將照明光根據(jù)光調(diào)制系數(shù)進(jìn)行調(diào)制，從而在畫面上顯示圖像； 照射單元，以對所述畫面的每個發(fā)光區(qū)域不同的照射光量，向所述光調(diào)制單元照射照明光；控制單元，對每個發(fā)光區(qū)域控制所述照射單元中的發(fā)光亮度； 變換單元，對影像信號實施灰度變換的處理，并對每個像素獲取變換后的亮度值；以及驅(qū)動單元，基于獲取的變換后的亮度值，對每個像素控制所述光調(diào)制系數(shù)， 所述變換單元對于所述影像信號內(nèi)的處理對象像素，設(shè)定所述處理對象像素的周圍明度越高，使所述處理對象像素的亮度值越低的變換特性，并使用設(shè)定的變換特性進(jìn)行灰度變換。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，所述變換單元檢測所述處理對象像素的周圍的平均明亮度作為所述處理對象像素的周圍明度。
3.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，所述變換特性包括不使與周圍明度相等的亮度值變化的特性。
4.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，所述變換特性包括使半色調(diào)的亮度值提高的特性。
5.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，所述控制單元基于獲取的變換后的亮度值，對每個發(fā)光區(qū)域控制所述照射單元的發(fā)光亮度。
6.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，所述變換單元進(jìn)行使位于所述光調(diào)制系數(shù)為所述光調(diào)制單元的可實現(xiàn)范圍內(nèi)的最大值的像素的附近的處理對象像素的亮度值降低的灰度變換。
7.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，所述變換單元進(jìn)行使位于所述光調(diào)制系數(shù)為所述光調(diào)制單元的可實現(xiàn)范圍內(nèi)的最小值的像素的附近的處理對象像素的亮度值上升的灰度變換。
8.顯示裝置，包括光調(diào)制單元，將照明光根據(jù)光調(diào)制系數(shù)進(jìn)行調(diào)制從而在畫面上顯示圖像；照射單元，以對所述畫面的每個發(fā)光區(qū)域不同的光量，向所述光調(diào)制單元照射照明光；控制單元，對每個發(fā)光區(qū)域控制所述照射單元中的發(fā)光亮度；影像校正單元，基于到達(dá)所述光調(diào)制單元的照明光的光量，校正影像信號；變換單元，對所述影像信號實施灰度變換的處理，并對每個像素獲取變換后的亮度值；以及驅(qū)動單元，基于獲取的變換后的亮度值，對每個像素控制所述光調(diào)制系數(shù)， 所述變換單元對于所述影像信號內(nèi)的處理對象像素，使用所述處理對象像素的周圍明度越高，使所述處理對象像素的亮度值越低的變換特性，進(jìn)行增強局部對比度的灰度變換。
9.顯示方法，包括光調(diào)制步驟，將照明光根據(jù)光調(diào)制系數(shù)進(jìn)行調(diào)制，從而在畫面上顯示圖像；照射步驟，以對所述畫面的每個發(fā)光區(qū)域不同的照射光量，向光調(diào)制單元照射照明光；控制步驟，對每個發(fā)光區(qū)域控制照射單元的發(fā)光亮度；變換步驟，對影像信號實施灰度變換的處理，并對每個像素獲取變換后的亮度值；以及驅(qū)動步驟，基于獲取的變換后的亮度值，對每個像素控制所述光調(diào)制系數(shù)， 所述變換步驟中，對于所述影像信號內(nèi)的處理對象像素，使用所述處理對象像素的周圍明度越高，使所述處理對象像素的亮度值越低的變換特性，進(jìn)行增強局部對比度的灰度變換。
10.顯示方法，包括光調(diào)制步驟，將照明光根據(jù)光調(diào)制系數(shù)進(jìn)行調(diào)制，從而在畫面上顯示圖像；照射步驟，以對所述畫面的每個發(fā)光區(qū)域不同的光量，向光調(diào)制單元照射照明光；控制步驟，對每個發(fā)光區(qū)域控制照射單元的發(fā)光亮度；影像校正步驟，基于到達(dá)所述光調(diào)制單元的照明光的光量，校正影像信號；變換步驟，對所述影像信號實施灰度變換的處理，并對每個像素獲取變換后的亮度值；以及驅(qū)動步驟，基于獲取的變換后的亮度值，對每個像素控制所述光調(diào)制系數(shù)， 所述變換步驟中，對于所述影像信號內(nèi)的處理對象像素，使用所述處理對象像素的周圍明度越高，使所述處理對象像素的亮度值越低的變換特性，進(jìn)行增強局部對比度的灰度變換。
全文摘要
公開了在區(qū)域調(diào)光技術(shù)中，能夠利用人的視覺特性，補償因顯示器件的物理性制約造成的亮度不均或者由局部的對比度降低引起的圖像質(zhì)量劣化的顯示裝置。液晶面板(101)根據(jù)透射率對照明光進(jìn)行調(diào)制從而在畫面上顯示圖像。背光(102)以對畫面的每個發(fā)光區(qū)域不同的照射光量，向液晶面板(101)照射照明光。背光控制單元(106)對每個發(fā)光區(qū)域控制背光(102)的發(fā)光亮度。局部灰度變換單元(104)對影像信號實施灰度變換的處理，并對每個像素獲取變換后的亮度值。背光驅(qū)動單元(107)基于獲取的變換后的亮度值，對每個像素控制透射率。局部灰度變換單元對影像信號內(nèi)的處理對象像素，設(shè)定處理對象像素的周圍明度越高、使處理對象像素的亮度值越低的變換特性，并使用設(shè)定的變換特性進(jìn)行灰度變換。
文檔編號G09G3/34GK102483905SQ20108003945
公開日2012年5月30日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者井東武志, 山下春生 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社