視頻顯示裝置及電視接收裝置制造方法
【專利摘要】檢測(cè)出視頻信號(hào)的正在發(fā)光的部分，將發(fā)光部分的顯示亮度增強(qiáng)使其顯著地進(jìn)行顯示，此時(shí)，根據(jù)周圍明亮度的狀態(tài)來控制亮度拉伸，從而進(jìn)一步增加明亮感并提高視頻品質(zhì)。發(fā)光檢測(cè)部(12)對(duì)于輸入視頻信號(hào)的規(guī)定的特征量，累計(jì)像素?cái)?shù)來生成直方圖，將該直方圖的規(guī)定范圍的上部區(qū)域檢測(cè)作為發(fā)光部。區(qū)域有源控制/亮度拉伸部(14)基于根據(jù)規(guī)定條件從輸入視頻信號(hào)計(jì)算出的、與明亮度相關(guān)的指標(biāo)，將背光源部(16)的亮度拉伸并增大，將除發(fā)光部以外的非發(fā)光部的視頻信號(hào)的亮度降低。此時(shí)，區(qū)域有源控制/亮度拉伸部(14)根據(jù)明亮度檢測(cè)部(19)檢測(cè)出的裝置周圍的明亮度，對(duì)控制曲線進(jìn)行切換，該控制曲線對(duì)與明亮度相關(guān)的指標(biāo)以及拉伸量之間的關(guān)系進(jìn)行規(guī)定。
【專利說明】視頻顯示裝置及電視接收裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及視頻顯示裝置及電視接收裝置，更詳細(xì)而言，涉及具有用于提高顯示 視頻的畫質(zhì)的視頻信號(hào)及背光源的亮度拉伸功能（luminance stretching function)的視 頻顯示裝置及電視接收裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，有關(guān)電視接收機(jī)的顯示技術(shù)，對(duì)將自然界中存在的物體忠實(shí)地再現(xiàn)并顯 示的HDR(high dynamic range imaging:高動(dòng)態(tài)范圍成像）相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行了大量的研究。 HDR的目的之一在于忠實(shí)地再現(xiàn)例如畫面內(nèi)的煙火、霓虹燈這樣的發(fā)光色部分，從而產(chǎn)生明 亮感。
[0003] 該情況下，能利用發(fā)光檢測(cè)功能來檢測(cè)并分離出發(fā)光色與物體色，并能通過信號(hào) 處理和背光源的發(fā)光亮度控制來僅使畫面上的發(fā)光色變亮。這里，在進(jìn)行各種變化的視頻 中，根據(jù)視頻的亮度分布，檢測(cè)出相對(duì)明亮地進(jìn)行發(fā)光的部分，并有意地對(duì)該發(fā)光部分進(jìn)行 拉伸，從而使畫面上發(fā)光的部分更加突出，獲得提高畫質(zhì)的效果。
[0004] 作為現(xiàn)有技術(shù)，例如專利文獻(xiàn)1公開了一種顯示裝置，該顯示裝置的目的在于：根 據(jù)視頻的特征量和周圍的明亮度來實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)漠嬅骘@示亮度，并且充分降低功耗。該顯示 裝置具有：根據(jù)輸入視頻信號(hào)來顯示視頻的液晶面板；背光源單元；以及用于檢測(cè)出裝置 周圍的明亮度的明亮度傳感器。而且，根據(jù)由明亮度傳感器檢測(cè)出的明亮度，來改變亮度變 換特性，該亮度變換特性對(duì)與輸入視頻信號(hào)的特征量（例如APL)對(duì)應(yīng)的背光源的發(fā)光亮度 進(jìn)行規(guī)定。此時(shí)，亮度變換特性的變化如下：隨著液晶顯示裝置的周圍變暗，將發(fā)光亮度降 低，且使亮度變換特性的傾斜度發(fā)生變化的點(diǎn)即特性變更點(diǎn)的位置朝特征量的變化方向移 動(dòng)。之后，根據(jù)獲得的亮度變換特性，對(duì)背光源的發(fā)光亮度進(jìn)行控制。 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利特開平2010-271480號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0006] 如上所述，在HDR技術(shù)中，對(duì)在畫面中明亮地發(fā)亮的發(fā)光部分進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)該發(fā) 光部分的顯示亮度進(jìn)行拉伸，從而使人眼的對(duì)比感上升、明亮感增加，能提供高品質(zhì)的顯示 視頻。 然而，視頻顯示裝置周圍的明亮度根據(jù)時(shí)間、環(huán)境而發(fā)生變化，顯示畫面的觀看方式也 根據(jù)周圍明亮度發(fā)生變化。若無論周圍明亮度的狀態(tài)如何都以一定條件來使HDR進(jìn)行動(dòng) 作，則有時(shí)會(huì)感到視頻刺眼、不協(xié)調(diào)，有時(shí)所謂的漏光（black floating)變得顯著、品質(zhì)下 降。 例如，在視頻顯示裝置的周圍環(huán)境較暗那樣的情況下，若以HDR進(jìn)行信號(hào)處理并利用 背光源亮度拉伸將畫面亮度統(tǒng)一增大，則由于周圍較暗，刺眼感增強(qiáng)，有時(shí)反而產(chǎn)生不協(xié)調(diào) 感。此外，周圍環(huán)境較暗時(shí)，因亮度拉伸而導(dǎo)致所謂漏光變得顯著，觀看品質(zhì)下降。另一方 面，顯示裝置的周圍環(huán)境較明亮?xí)r，刺眼感和漏光不那么顯著，因此，通過亮度拉伸提高了 對(duì)比感和明殼感，由此能提商視頻品質(zhì)。
[0007] 專利文獻(xiàn)1的視頻顯示裝置根據(jù)明亮度傳感器檢測(cè)出的明亮度，改變亮度變換特 性，該亮度變換特性對(duì)與輸入視頻信號(hào)的特征量（例如APL)對(duì)應(yīng)的背光源的發(fā)光亮度進(jìn)行 規(guī)定，然而，專利文獻(xiàn)1并非是檢測(cè)出發(fā)光部分并將此時(shí)的亮度進(jìn)行拉伸，未公開以下技術(shù) 思想：即，將畫面內(nèi)的發(fā)光部分顯著加亮，此時(shí)，根據(jù)裝置周圍的狀態(tài)來控制亮度拉伸的程 度，從而抑制刺眼感，防止視頻品質(zhì)因漏光而下降。
[0008] 本發(fā)明是鑒于上述情形而完成的，其目的在于提供一種視頻顯示裝置及電視接收 裝置，其檢測(cè)出視頻信號(hào)的正在發(fā)光的部分，將發(fā)光部分的顯示亮度拉伸使其顯著地進(jìn)行 顯示，從而進(jìn)一步增強(qiáng)明亮感，以較高對(duì)比度進(jìn)行顯示，此時(shí)，根據(jù)視頻顯示裝置的周圍的 明亮度狀態(tài)來控制亮度拉伸，始終進(jìn)行沒有不協(xié)調(diào)感的高品質(zhì)的視頻呈現(xiàn)。 解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0009] 為了解決上述問題，本發(fā)明的第1技術(shù)單元涉及視頻顯示裝置，該視頻顯示裝置： 具有顯示輸入視頻信號(hào)的顯示部；對(duì)該顯示部進(jìn)行照明的光源；及對(duì)該顯示部和該光源進(jìn) 行控制的控制部，該控制部基于與明亮度相關(guān)的指標(biāo)，對(duì)所述光源的亮度進(jìn)行拉伸和增大， 并且對(duì)于所述輸入視頻信號(hào)的規(guī)定的特征量，累計(jì)像素?cái)?shù)來生成直方圖，將該直方圖的規(guī) 定范圍的上部區(qū)域檢測(cè)作為發(fā)光部，其中該指標(biāo)基于規(guī)定的條件從所述輸入視頻信號(hào)計(jì)算 得到，通過降低除所述發(fā)光部以外的非發(fā)光部的視頻信號(hào)的亮度，對(duì)所述發(fā)光部的顯示亮 度進(jìn)行增強(qiáng)，該視頻顯示裝置的特征在于，該視頻顯示裝置具有明亮度檢測(cè)部，該明亮度檢 測(cè)部對(duì)該視頻顯示裝置周圍的明亮度進(jìn)行檢測(cè)，所述控制部根據(jù)由所述明亮度檢測(cè)部檢測(cè) 出的所述視頻顯示裝置的周圍的明亮度，切換控制曲線，該控制曲線對(duì)與所述明亮度相關(guān) 的指標(biāo)以及拉伸所述光源的亮度的亮度拉伸量之間的關(guān)系進(jìn)行規(guī)定。
[0010] 第2技術(shù)單元是如第1技術(shù)單元所述的視頻顯示裝置，其特征在于，所述控制部將 輸入視頻信號(hào)所產(chǎn)生的圖像分割成多個(gè)區(qū)域，并基于分割出的所述區(qū)域的視頻信號(hào)的灰度 值，改變與每一所述區(qū)域?qū)?yīng)的所述光源的點(diǎn)亮率，所述控制曲線是對(duì)相當(dāng)于全部區(qū)域的 所述點(diǎn)亮率進(jìn)行平均而得到的平均點(diǎn)亮率與在所述顯示部的畫面上能得到的最大亮度所 表示的所述亮度拉伸量之間的關(guān)系進(jìn)行規(guī)定的控制曲線，所述控制部將所述平均點(diǎn)亮率用 作為與所述明亮度相關(guān)的指標(biāo)，基于根據(jù)該平均點(diǎn)亮率設(shè)定的所述最大亮度，對(duì)所述光源 的亮度進(jìn)行拉伸。
[0011] 第3技術(shù)單元是如第1技術(shù)單元所述的視頻顯示裝置，其特征在于，所述控制曲線 是將得分與所述亮度拉伸量之間的關(guān)系進(jìn)行規(guī)定的控制曲線，其中該得分通過對(duì)于包含檢 測(cè)出的所述發(fā)光部的區(qū)域在內(nèi)的規(guī)定范圍的視頻將每個(gè)像素的明亮度加權(quán)并計(jì)數(shù)像素?cái)?shù) 來得到，所述控制部將所述得分用作為與所述明亮度相關(guān)的指標(biāo)，根據(jù)利用所述輸入視頻 信號(hào)計(jì)算出的所述得分，對(duì)所述光源的亮度進(jìn)行拉伸。
[0012] 第4技術(shù)單元是如第1?第3技術(shù)單元中任一項(xiàng)所述的視頻顯示裝置，其特征在 于，所述控制曲線是由所述明亮度檢測(cè)部檢測(cè)出的明亮度越暗則所述亮度拉伸量越小的控 制曲線。
[0013] 第5技術(shù)單元是如第2?第4技術(shù)單元中任一項(xiàng)所述的視頻顯示裝置，其特征在 于，所述控制部進(jìn)行將輸入視頻信號(hào)的輸入灰度轉(zhuǎn)換并輸出的視頻處理，對(duì)輸入灰度和輸 出灰度之間的關(guān)系進(jìn)行規(guī)定的輸入輸出特性具有閾值，該閾值設(shè)定在比所述發(fā)光部和所述 非發(fā)光部的邊界灰度更低的非發(fā)光部區(qū)域中，所述控制部預(yù)先設(shè)定應(yīng)用于視頻信號(hào)的增益 與所述亮度拉伸量之間的關(guān)系，根據(jù)所述亮度拉伸量，對(duì)輸入視頻信號(hào)的輸入灰度決定使 輸出灰度降低的增益，在灰度比所述閾值低的低灰度區(qū)域應(yīng)用決定的所述增益來進(jìn)行所述 視頻處理，在該視頻處理中，所述明亮度檢測(cè)部檢測(cè)出的明亮度越暗，將所述閾值越是朝高 灰度一側(cè)移動(dòng)。
[0014] 第6技術(shù)單元是如第1?第5技術(shù)單元中任一項(xiàng)所述的視頻顯示裝置，其特征 在于，所述控制部在將所述直方圖的平均值設(shè)為A、標(biāo)準(zhǔn)偏差設(shè)為σ時(shí)，將在thresh = A+N〇 (N為常數(shù)）以上的像素視為所述發(fā)光部。
[0015] 第7技術(shù)單元是如第5技術(shù)單元所述的視頻顯示裝置，其特征在于，所述控制部在 所述特征量較低的規(guī)定區(qū)域，通過所述視頻處理，將因所述光源的亮度拉伸而產(chǎn)生的顯示 部的顯示亮度的增加量降低。
[0016] 第8技術(shù)單元為包括第1至第7技術(shù)單元中任一技術(shù)單元的視頻顯示裝置的電視 接收裝置。 發(fā)明效果
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的視頻顯示裝置，提供一種視頻顯示裝置及電視接收裝置，其檢測(cè)出 視頻信號(hào)的正在發(fā)光的部分，將發(fā)光部分的顯示亮度拉伸使其顯著地進(jìn)行顯示，從而進(jìn)一 步增強(qiáng)明亮感，以較高對(duì)比度進(jìn)行顯示，且此時(shí)，根據(jù)視頻的黑顯示狀態(tài)來控制亮度拉伸， 始終進(jìn)行1?品質(zhì)的視頻呈現(xiàn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是對(duì)本發(fā)明所涉及的視頻顯示裝置的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說明的圖，表示視頻 顯示裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)。 圖2是對(duì)區(qū)域有源控制/亮度拉伸部的發(fā)光區(qū)域的控制處理進(jìn)行說明的圖。 圖3是對(duì)區(qū)域有源控制/亮度拉伸部的發(fā)光區(qū)域的控制處理進(jìn)行說明的另一圖。 圖4是對(duì)平均點(diǎn)亮率的決定處理進(jìn)行具體說明的圖。 圖5是用于對(duì)區(qū)域有源控制/亮度拉伸部的處理例進(jìn)行說明的圖。 圖6是表示根據(jù)亮度信號(hào)Y生成的Y直方圖的示例的圖。 圖7是表示映射部所生成的色調(diào)映射的一個(gè)示例的圖。 圖8是用于對(duì)區(qū)域有源控制/亮度拉伸部所輸出的Max(最大）亮度進(jìn)行說明的圖。 圖9是用于對(duì)根據(jù)周圍明亮度的檢測(cè)結(jié)果來改變的Max亮度的控制例進(jìn)行說明的圖。 圖10是用于對(duì)根據(jù)周圍明亮度的檢測(cè)結(jié)果來改變的Max亮度的控制例的另一示例進(jìn) 行說明的圖。 圖11是用于對(duì)根據(jù)周圍明亮度的檢測(cè)結(jié)果來改變的Max亮度的控制例的又一示例進(jìn) 行說明的圖。 圖12是對(duì)根據(jù)周圍明亮度的檢測(cè)結(jié)果來改變的第1閾值進(jìn)行說明的圖。 圖13是對(duì)與明亮度檢測(cè)相應(yīng)的色調(diào)映射的示例進(jìn)行說明的圖。 圖14是表示利用區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14的處理來增強(qiáng)畫面亮度的狀態(tài)的圖。 圖15是對(duì)本發(fā)明所涉及的視頻顯示裝置的其它實(shí)施方式進(jìn)行說明的圖。 圖16表示根據(jù)輸入視頻信號(hào)的亮度信號(hào)Y生成的Y直方圖的示例。 圖17是表示與第3閾值Th3以上的像素相對(duì)應(yīng)的亮度拉伸量的計(jì)算例的圖。 圖18是用于對(duì)根據(jù)周圍明亮度的檢測(cè)結(jié)果來改變的亮度拉伸量的控制曲線的設(shè)定例 進(jìn)行說明的圖。 圖19是用于對(duì)根據(jù)周圍明亮度的檢測(cè)結(jié)果來改變的亮度拉伸量的控制曲線的另一設(shè) 定例進(jìn)行說明的圖。 圖20是對(duì)本發(fā)明所涉及的視頻顯示裝置的又一實(shí)施方式進(jìn)行說明的圖。 圖21是用于對(duì)根據(jù)視頻顯示裝置應(yīng)顯示的廣播視頻信號(hào)計(jì)算出CMI的方法進(jìn)行說明 的圖。 圖22是用于對(duì)用作為特征量的RGB的最大灰度值進(jìn)行說明的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] (實(shí)施方式1) 圖1是對(duì)本發(fā)明所涉及的視頻顯示裝置的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說明的圖，表示視頻顯示 裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)。視頻顯示裝置具有對(duì)輸入視頻信號(hào)進(jìn)行圖像處理以進(jìn)行視頻顯示 的結(jié)構(gòu)，可適用于電視接收裝置等。 從廣播信號(hào)分離出的視頻信號(hào)、從外部設(shè)備輸入的視頻信號(hào)輸入到信號(hào)處理部11及 區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14。此時(shí)，對(duì)要提供給區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14的視頻 信號(hào)應(yīng)用由信號(hào)處理部11的映射部13所生成的色調(diào)映射，之后將其輸入到區(qū)域有源控制 /亮度拉伸部14。
[0020] 信號(hào)處理部11的發(fā)光檢測(cè)部12基于輸入視頻信號(hào)的特征量，生成每一巾貞的直方 圖，檢測(cè)出正在發(fā)光的部分。正在發(fā)光的部分是利用直方圖的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差來求得的， 因此作為每一直方圖的相對(duì)值來檢測(cè)。
[0021] 明亮度檢測(cè)部19具有對(duì)視頻顯示裝置周圍的明亮度（周圍的照度）進(jìn)行檢測(cè)的 明亮度傳感器。能對(duì)明亮度傳感器適用例如光電二極管。將明亮度檢測(cè)部檢測(cè)出的檢測(cè)結(jié) 果輸出至發(fā)光檢測(cè)部12和區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14。
[0022] 映射部13使用發(fā)光檢測(cè)部12檢測(cè)出的發(fā)光部分的信息、及從區(qū)域有源控制/亮 度拉伸部14輸出的Max亮度，生成色調(diào)映射，并應(yīng)用于輸入視頻信號(hào)。Max亮度表示想要在 畫面上顯示的最大亮度，相當(dāng)于背光源的亮度拉伸量。
[0023] 區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14根據(jù)所輸入的視頻信號(hào)，將基于視頻信號(hào)的圖像分 割成規(guī)定區(qū)域，并對(duì)每一分割區(qū)域提取出視頻信號(hào)的最大灰度值等規(guī)定統(tǒng)計(jì)值。然后，基于 該最大灰度值等，計(jì)算出背光源部16的點(diǎn)亮率。對(duì)與視頻的分割區(qū)域相對(duì)應(yīng)的背光源部16 的每一區(qū)域確定點(diǎn)亮率。此外，背光源部16由多個(gè)LED構(gòu)成，可對(duì)每一區(qū)域進(jìn)行亮度控制。
[0024] 背光源部16的每一區(qū)域的點(diǎn)亮率基于預(yù)定的運(yùn)算式來決定，但基本上，在高灰度 的較亮的具有最大灰度值的區(qū)域中，維持LED的亮度不使其下降，在低灰度的較暗區(qū)域，進(jìn) 行使LED的亮度下降這樣的運(yùn)算。 然后，區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14根據(jù)各區(qū)域的點(diǎn)亮率來計(jì)算整個(gè)背光源部16的 平均點(diǎn)亮率，并根據(jù)該平均點(diǎn)亮率，利用規(guī)定的運(yùn)算式來計(jì)算出背光源部16的亮度拉伸 量。由此，得到在畫面內(nèi)的區(qū)域中能獲得的最大亮度值（Max亮度）。對(duì)于此處獲得的Max 亮度，基于明亮度檢測(cè)部19檢測(cè)出的裝置周圍的明亮度檢測(cè)結(jié)果，對(duì)Max亮度進(jìn)行調(diào)整，并 輸出至信號(hào)處理部11的映射部13。
[0025] 接著，區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14將根據(jù)周圍的明亮度檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了調(diào)整后 的Max亮度返還給信號(hào)處理部11，從而降低與背光源部16的亮度拉伸量相當(dāng)?shù)牧炼?。?時(shí)，對(duì)整個(gè)背光源部16進(jìn)行亮度拉伸，對(duì)于除發(fā)光部以外的、視為未發(fā)光的部分，利用視頻 信號(hào)處理使其亮度下降。由此，僅使正在發(fā)光的部分的畫面亮度增大，能以高對(duì)比度來進(jìn)行 視頻呈現(xiàn)，能提高畫質(zhì)。
[0026] 區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14將用于控制背光源部16的控制數(shù)據(jù)輸出到背光源 控制部15,背光源控制部15基于該數(shù)據(jù)，對(duì)每一分割區(qū)域控制背光源部16的LED的發(fā)光亮 度。對(duì)背光源部16的LED的亮度進(jìn)行PWM(Pulse Width Modulation :脈沖寬度調(diào)制）控 制，但也可利用電流控制或它們的組合來將背光源部16的LED的亮度控制成所希望的值。 此外，區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14將用于控制顯示部18的控制數(shù)據(jù)輸出到顯示控 制部17,顯示控制部17基于該數(shù)據(jù)，控制顯示部18的顯示。顯示部18使用液晶面板，該液 晶面板由背光源部16的LED進(jìn)行照明來顯示圖像。
[0027] 另外，在本實(shí)施方式中，本發(fā)明的控制部控制背光源部16和顯示部18,相當(dāng)于信 號(hào)處理部11、區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14、背光源控制部15、及顯示控制部17。
[0028] 將上述顯示裝置作為電視接收裝置而構(gòu)成的情況下，電視接收裝置具有對(duì)由天線 接收到的廣播信號(hào)進(jìn)行選臺(tái)并進(jìn)行解調(diào)、解碼以生成重放用視頻信號(hào)的單元，對(duì)重放用視 頻信號(hào)適當(dāng)實(shí)施規(guī)定的圖像處理，作為圖1的輸入視頻信號(hào)進(jìn)行輸入。由此，能將接收到的 廣播信號(hào)顯示于顯示部18。本發(fā)明可構(gòu)成為視頻顯示裝置、及包括該視頻顯示裝置的電視 接收裝置。
[0029] 以下，對(duì)具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施方式的各部分的處理例進(jìn)行更為具體的說明。 區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14將視頻分割為規(guī)定的多個(gè)區(qū)域（area)，并對(duì)每一區(qū)域控 制與該分割出的區(qū)域相對(duì)應(yīng)的LED的發(fā)光亮度。圖2?圖3是對(duì)區(qū)域有源控制/亮度拉伸 部14的發(fā)光區(qū)域的控制處理進(jìn)行說明的圖。適用于本實(shí)施方式的區(qū)域有源控制將視頻分 割為規(guī)定的多個(gè)區(qū)域（area)，并對(duì)每一區(qū)域控制與該分割出的區(qū)域相對(duì)應(yīng)的LED的發(fā)光亮 度。
[0030] 此處，區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14基于輸入視頻信號(hào)，將一幀的視頻分割為預(yù) 定的多個(gè)區(qū)域，對(duì)每一該分割區(qū)域提取出視頻信號(hào)的最大灰度值。例如，將如圖2(A)所示 的視頻分割成預(yù)定的多個(gè)區(qū)域。此處，提取出各區(qū)域的視頻信號(hào)的最大灰度值。在其它示 例中，可使用視頻信號(hào)的灰度平均值等其它統(tǒng)計(jì)值而并非使用最大灰度值。以下，利用提取 出最大灰度值的示例來進(jìn)行說明。
[0031] 區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14根據(jù)提取出的最大灰度值，決定每一區(qū)域的LED的 點(diǎn)亮率。在圖2(B)示出此時(shí)的各區(qū)域的LED的點(diǎn)亮率的情形。在視頻信號(hào)的灰度較高的 明亮部分，使LED的點(diǎn)亮率上升來進(jìn)行明亮顯示。對(duì)此時(shí)的處理進(jìn)行更為具體的說明。
[0032] 在圖3示出提取出1幀的各分割區(qū)域的最大灰度值時(shí)的情形。為了簡(jiǎn)化說明，在圖 3中，將1幀的畫面分割成8個(gè)區(qū)域（區(qū)域〈1>?〈8>)。圖3(A)表示各區(qū)域（區(qū)域〈1>? 〈8>)的點(diǎn)亮率，圖3(B)表示各區(qū)域的點(diǎn)亮率與整體畫面的平均點(diǎn)亮率。此處，根據(jù)各區(qū)域 的最大灰度值、計(jì)算出該區(qū)域的背光源的LED點(diǎn)亮率。點(diǎn)亮率能以例如LED的驅(qū)動(dòng)占空比 (duty)來表示。在該情況下，點(diǎn)亮率Max (最大值）為100%。
[0033] 在決定各區(qū)域的LED的點(diǎn)亮率時(shí)，對(duì)于最大灰度值較低的較暗區(qū)域，降低點(diǎn)亮 率，以使背光源的亮度下降。作為一個(gè)示例，在視頻的灰度值由0-255的8位數(shù)據(jù)來呈現(xiàn) 的情況下，在最大灰度值為128的情況下，使背光源下降至（1八255/128)) 2 2 = 0.217倍 (21. 7% )。 在圖3的示例中，將各區(qū)域的背光源的點(diǎn)亮率決定為在10?90%的范圍內(nèi)。上述點(diǎn)亮 率計(jì)算方法表示其一個(gè)示例，但基本上是根據(jù)預(yù)定的運(yùn)算式來計(jì)算各區(qū)域的點(diǎn)亮率，使得 在較亮的高灰度的區(qū)域中不降低背光源亮度，在低灰度的較暗區(qū)域使背光源的亮度降低。 之后，對(duì)根據(jù)視頻信號(hào)的最大灰度值計(jì)算得到的每個(gè)區(qū)域的背光源的點(diǎn)亮率進(jìn)行平 均，計(jì)算出1幀中背光源的平均點(diǎn)亮率。在該示例中，平均點(diǎn)亮率成為圖3(B)所示平均點(diǎn) 亮率的水平。平均點(diǎn)亮率是本發(fā)明中與明亮度相關(guān)的指標(biāo)的一個(gè)示例。
[0034] 圖4是對(duì)平均點(diǎn)亮率的決定處理進(jìn)行更具體的說明的圖。如上所述那樣決定各區(qū) 域的LED的點(diǎn)亮率時(shí)，對(duì)于最大灰度值較低的較暗區(qū)域，降低點(diǎn)亮率，以使背光源的亮度下 降。此處，各區(qū)域的實(shí)際點(diǎn)亮率以能夠準(zhǔn)確地顯示想要顯示的灰度、且盡可能降低LED占空 比的方式來決定。由于需要在各區(qū)域中盡可能地降低LED占空比，且在不破壞想要顯示的 灰度的情況下準(zhǔn)確地進(jìn)行顯示，因此，能夠顯示區(qū)域內(nèi)的最大灰度、且設(shè)定盡可能降低LED 占空比的LED占空比（假設(shè)的點(diǎn)亮率），并基于此來設(shè)定顯示部18 (此處指LCD面板）的灰 度。
[0035] 作為一個(gè)示例，對(duì)以0-255的8位數(shù)據(jù)呈現(xiàn)視頻的灰度值的情況，且在圖4(A)示 出圖3(A)中的一個(gè)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)像素的灰度值的情況進(jìn)行說明。此處，1個(gè)區(qū)域與9個(gè)像 素相對(duì)應(yīng)。圖4(A)所示的像素組中，最大灰度值為128,在該情況下，如圖4(B)所示，使該 區(qū)域中的背光源的點(diǎn)亮率降低至（1八255/128)) 2 2 = 0. 217倍（21. 7% )。
[0036] 接著，作為一個(gè)示例，區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14在按此方式?jīng)Q定點(diǎn)亮率的同 時(shí)，對(duì)顯示部18中每個(gè)像素的灰度值在考慮包含該像素的區(qū)域的點(diǎn)亮率的情況下進(jìn)行計(jì) 算。例如，在想要顯示的灰度值為96的情況下，由于96八128/255) = 192,因此只要使用灰 度值192來呈現(xiàn)像素即可。同樣，對(duì)圖4(A)的各像素計(jì)算出進(jìn)行顯示時(shí)的灰度值，圖4(C) 示出該計(jì)算結(jié)果。
[0037] 基于根據(jù)平均點(diǎn)亮率決定的Max亮度值，將實(shí)際背光源部16的亮度進(jìn)一步拉伸并 增強(qiáng)。作為基礎(chǔ)的基準(zhǔn)亮度例如是在最大灰度值時(shí)畫面亮度達(dá)到550(cd/m2)的亮度?；?準(zhǔn)亮度并不限于該示例，可適當(dāng)設(shè)定。
[0038] 圖5是用于對(duì)區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14的處理例進(jìn)行說明的圖。如上所述， 區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14基于根據(jù)各區(qū)域的最大灰度值決定的點(diǎn)亮率，計(jì)算出整個(gè)畫 面的平均點(diǎn)亮率。若點(diǎn)亮率較高的區(qū)域變多，則整個(gè)畫面的平均點(diǎn)亮率變高。然后，利用 圖5的關(guān)系，決定可獲得的殼度的最大值（Max殼度）。橫軸表不背光源的點(diǎn)殼率（窗口尺 寸），縱軸表示Max亮度下的畫面亮度（cd/m 2)。平均點(diǎn)亮率能以點(diǎn)亮率為100%的點(diǎn)亮區(qū) 域（窗口區(qū)域）與點(diǎn)亮率為〇%的滅燈區(qū)域之比來表示。在沒有點(diǎn)亮區(qū)域的狀態(tài)下，點(diǎn)亮率 為零，隨著點(diǎn)亮區(qū)域的窗口變大，點(diǎn)亮率增大，在全點(diǎn)亮狀態(tài)下，點(diǎn)亮率成為100%。
[0039] 圖5中，設(shè)背光源全點(diǎn)亮（平均點(diǎn)亮率為100% )時(shí)的Max亮度為例如550(cd/ m2)。而且，隨著平均點(diǎn)亮率下降，使Max亮度增大。此時(shí)，灰度值為255灰度級(jí)（用8位來 呈現(xiàn)的情況）的像素在畫面內(nèi)的畫面亮度最高，成為能獲得的最大的畫面亮度（Max亮度）。 因而可知，即使是平均點(diǎn)亮率相同，畫面亮度根據(jù)像素的灰度值可能無法上升到最大亮度。
[0040] 在平均點(diǎn)亮率Q1時(shí)，Max亮度的值最大，此時(shí)的最大的畫面亮度為1500 (cd/m2)。 艮P，在Q1時(shí)，能獲得的最大的畫面亮度與全點(diǎn)亮?xí)r的550(cd/m2)相比，被拉伸到1500(cd/ m2)。Q1設(shè)定在平均點(diǎn)亮率較低的位置。即，在整體較暗的畫面中平均點(diǎn)亮率較低、且在一 部分具有高灰度的峰值的畫面的情況下，背光源的亮度最高可被拉伸到1500 (cd/m2)為止。 此外，平均點(diǎn)亮率越高、背光源的亮度的拉伸程度越小的理由在于，對(duì)于原本明亮的畫面， 若背光源的亮度過度，則反而會(huì)感到刺眼，因此，要抑制拉伸的程度。
[0041] Max亮度從最大的平均點(diǎn)亮率Q1到平均點(diǎn)亮率0(全黑）為止，使Max亮度的值 逐漸下降。在平均點(diǎn)亮率最低的規(guī)定區(qū)域中，畫面亮度下降到比全點(diǎn)亮?xí)r的550(cd/m 2)更 低。即，若以全點(diǎn)亮?xí)r作為基準(zhǔn)，則畫面亮度朝負(fù)方向拉伸。平均點(diǎn)亮率較低的范圍相當(dāng)于 較暗畫面的視頻，與其拉伸背光源的亮度來提高畫面亮度，不如反過來抑制背光源的亮度， 使對(duì)比感提商，從而抑制漏光（black float)，保持顯不品質(zhì)。
[0042] 區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14根據(jù)圖5的曲線來拉伸背光源的亮度，并將其控制 信號(hào)輸出到背光源控制部15。此處，如上所述，根據(jù)對(duì)視頻的每個(gè)分割區(qū)域檢測(cè)出的最大灰 度值，來使平均點(diǎn)亮率發(fā)生變化，根據(jù)該平均點(diǎn)亮率，來改變亮度拉伸的狀態(tài)。
[0043] 對(duì)輸入到區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14的視頻信號(hào)應(yīng)用色調(diào)映射，使低灰度區(qū)域 的增益降低來進(jìn)行輸入，其中，該色調(diào)映射通過以下說明的信號(hào)處理部11所進(jìn)行的信號(hào)處 理來生成。由此，在低灰度的非發(fā)光區(qū)域，對(duì)應(yīng)于背光源的亮度的拉伸量，由視頻信號(hào)處理 來降低亮度，其結(jié)果是，僅正在發(fā)光的區(qū)域中，畫面亮度被增強(qiáng)，明亮感增強(qiáng)。
[0044] 區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14根據(jù)圖5的曲線、將背光源的平均點(diǎn)亮率、以及根 據(jù)明亮度檢測(cè)部19的檢測(cè)結(jié)果求出的Max亮度的值輸出到信號(hào)處理部11的映射部13。在 映射部13中，使用從區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14輸出的Max亮度，進(jìn)行色調(diào)映射。
[0045] 對(duì)信號(hào)處理部11進(jìn)行說明。 在信號(hào)處理部11的發(fā)光檢測(cè)部12中，根據(jù)視頻信號(hào)，檢測(cè)出正在發(fā)光的部分。圖6表 示根據(jù)亮度信號(hào)Y生成的Y直方圖的示例。在發(fā)光檢測(cè)部12中，對(duì)輸入的視頻信號(hào)的每一 幀，通過累計(jì)每一亮度灰度的像素?cái)?shù)來生成Y直方圖。橫軸表示亮度Y的灰度值，縱軸表示 對(duì)每一灰度值累計(jì)的像素?cái)?shù)（頻度）。亮度Y是制作直方圖的視頻的特征量之一，對(duì)于特征 量的其它示例將在后面闡述。此處，設(shè)為對(duì)于亮度Y，檢測(cè)出發(fā)光部分。 若生成Y直方圖，則根據(jù)該Y直方圖來計(jì)算出平均值（Ave)、標(biāo)準(zhǔn)偏差（〇)，并利用它 們來計(jì)算2個(gè)閾值Th。
[0046] 第2閾值Th2是確定發(fā)光邊界的閾值，Y直方圖中在該閾值Th2以上的像素被視 為正在發(fā)光的部分并進(jìn)行處理。 設(shè)第2閾值Th2為 Th2 = Ave+N σ · · ·式⑴。 Ν為規(guī)定的常數(shù)。
[0047] 此外，第1閾值Thl為了抑制比Th2要小的區(qū)域的灰度特性等的不協(xié)調(diào)感而設(shè)定 為 Thl = Ave+Μσ · · ·式⑵。 Μ為規(guī)定的常數(shù)，Μ < N。此外，Μ值是根據(jù)明亮度檢測(cè)部19檢測(cè)到的周圍明亮度的檢 測(cè)結(jié)果而變化的值。 將發(fā)光檢測(cè)部12所檢測(cè)出的第1及第2閾值Thl、Th2的值輸出到映射部13,用于生 成色調(diào)映射。
[0048] 圖7是表示映射部13所生成的色調(diào)映射的一個(gè)示例的圖。橫軸是視頻的亮度值 的輸入灰度，縱軸是輸出灰度。發(fā)光檢測(cè)部12所檢測(cè)出的在第2閾值Th2以上的像素是視 頻中正在發(fā)光的部分，除正在發(fā)光的部分以外應(yīng)用壓縮增益，以降低增益。此時(shí)，若對(duì)比發(fā) 光邊界即Th2要小的區(qū)域統(tǒng)一應(yīng)用固定的壓縮增益，來抑制輸出灰度，則會(huì)在灰度特性方 面產(chǎn)生不協(xié)調(diào)感。因此，利用發(fā)光檢測(cè)部12設(shè)定并檢測(cè)第1閾值Thl，對(duì)比Thl要小的區(qū)域 設(shè)定第1增益G1，并以線性連接Thl與Th2之間的方式設(shè)定第2增益G2,由此來進(jìn)行色調(diào) 映射。
[0049] 對(duì)增益的設(shè)定方法進(jìn)行說明。 從區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14向映射部13輸入Max亮度的值。如上所述，Max亮 度表示根據(jù)背光源的平均點(diǎn)亮率以及明亮度檢測(cè)部19檢測(cè)到的周圍明亮度的檢測(cè)結(jié)果來 決定的最大亮度，例如作為背光源占空比（backlight duty)的值來進(jìn)行輸入。
[0050] 第1增益G1應(yīng)用于比第1閾值Thl要小的區(qū)域，由 G1 = (Ls/Lm)1/Y · · ·(式 3) 來設(shè)定。Ls為基準(zhǔn)亮度（不拉伸背光源亮度時(shí)的基準(zhǔn)亮度；作為一個(gè)示例，最大的畫 面亮度為550cd/m2時(shí)的亮度），Lm表示從區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14輸出的Max亮度。 因而，應(yīng)用于比第1閾值Thl要小的區(qū)域的第1增益G1使視頻信號(hào)的輸出灰度下降，以減 小與因背光源的亮度拉伸而增加的畫面亮度相應(yīng)的量。
[0051] 將第2閾值Th2以上的色調(diào)映射設(shè)為f(x) = X。即，設(shè)為輸入灰度=輸出灰度，不 進(jìn)行使輸出灰度下降的處理。第1閾值Thl?第2閾值Th2之間以用直線連接因第1增益 G1而下降的第1閾值Thl的輸出灰度、與第1閾值Thl的輸出灰度的方式進(jìn)行設(shè)定。 即，通過 G2 = (Th2-Gl · ThlV(Th2-Thl) · · ·式（4) 來決定第2增益G2。 通過上述處理，獲得圖7所示的色調(diào)映射。此時(shí)，對(duì)于Thl、Th2的連接部分，利用二次 函數(shù)來對(duì)規(guī)定范圍（例如連接部分± △( △為規(guī)定值））進(jìn)行平滑即可。
[0052] 將由映射部13生成的色調(diào)映射應(yīng)用于輸入視頻信號(hào)，將基于背光源的亮度拉伸 量來抑制低灰度部分的輸出后得到的視頻信號(hào)輸入到區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14。
[0053] 圖8是用于對(duì)區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14所輸出的Max亮度進(jìn)行說明的圖。 區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14輸入應(yīng)用了由映射部13生成的色調(diào)映射后的視頻信 號(hào)，基于該視頻信號(hào)，進(jìn)行區(qū)域有源控制，基于平均點(diǎn)亮率來決定Max亮度。此時(shí)，根據(jù)來自 明亮度檢測(cè)部19的周圍明亮度的檢測(cè)結(jié)果來改變Max亮度的控制曲線，但本文中為了說明 不考慮明亮度檢測(cè)。
[0054] 將基于上述平均點(diǎn)亮率來決定的幀設(shè)為N幀。將N幀的Max亮度的值輸出到信號(hào) 處理部11的映射部13。在映射部13中，使用所輸入的N幀的Max亮度，生成如圖7所示的 色調(diào)映射，將其應(yīng)用于N+1幀的視頻信號(hào)。
[0055] 如此，對(duì)基于區(qū)域有源的平均點(diǎn)亮率的Max亮度進(jìn)行反饋，以將其使用于下一幀 的色調(diào)映射。映射部13基于在N幀決定的Max亮度，對(duì)比第1閾值Thl要小的區(qū)域應(yīng)用使 視頻輸出下降的增益（第1增益G1)。對(duì)于Thl與Th2之間的區(qū)域，應(yīng)用線性連接Thl與 Th2之間的第2增益G2,使Thl與Th2之間的視頻輸出下降。
[0056] 由于在N幀應(yīng)用使視頻輸出下降的增益，因此，在平均點(diǎn)亮率為Q1以上的高點(diǎn)亮 率的區(qū)域，在N+1幀有每一區(qū)域的最大灰度值下降，點(diǎn)亮率下降的趨勢(shì)，由此，在N+1幀，Max 亮度有上升的趨勢(shì)。由此，背光源的亮度拉伸量進(jìn)一步變大，畫面的明亮感有增加的趨勢(shì)。 但是，在點(diǎn)亮率比Q1要低的區(qū)域，未觀察到該趨勢(shì)，并具有相反的趨勢(shì)。
[0057] 接著，對(duì)信號(hào)處理部11的明亮度檢測(cè)部19的檢測(cè)處理進(jìn)行說明。在本發(fā)明所涉及 的實(shí)施方式中，根據(jù)明亮度檢測(cè)部19的周圍明亮度的檢測(cè)結(jié)果來改變?nèi)缟鲜鰣D5所示的、 與平均點(diǎn)亮率相對(duì)應(yīng)的Max亮度的控制曲線。
[0058] (基于明亮度檢測(cè)的背光源亮度控制例） 如上所述，區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14輸入應(yīng)用了由映射部13生成的色調(diào)映射后 的視頻信號(hào)，基于該視頻信號(hào)，進(jìn)行區(qū)域有源控制，決定基于平均點(diǎn)亮率的Max亮度。此時(shí)， 區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14根據(jù)明亮度檢測(cè)部19的周圍明亮度的檢測(cè)結(jié)果，改變Max 亮度的控制曲線，使曲線成為周圍越暗、則在平均點(diǎn)亮率較低的規(guī)定區(qū)域使畫面亮度越低 的曲線、或者使曲線成為平均點(diǎn)亮率與Max亮度之間的關(guān)系較緩和的曲線，從而將整體Max 亮度降低。 此外，同時(shí)，映射部13根據(jù)明亮度檢測(cè)部19檢測(cè)到的周圍明亮度的檢測(cè)結(jié)果，在周圍 較暗的情況下，將第1閾值Thl朝亮度等特征量較高的一側(cè)偏移，由此在視頻信號(hào)處理中將 較暗區(qū)域的灰度降低為較低，從而得到對(duì)比感。
[0059] 圖9是用于對(duì)根據(jù)周圍明亮度的檢測(cè)結(jié)果來改變的Max亮度的控制例進(jìn)行說明的 圖。 如上所述，區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14基于根據(jù)各區(qū)域的最大灰度值等決定的點(diǎn) 亮率，計(jì)算整個(gè)畫面的平均點(diǎn)亮率。若點(diǎn)亮率較高的區(qū)域變多，則整個(gè)畫面的平均點(diǎn)亮率變 1?。然后，利用圖9的關(guān)系，決定可獲取的殼度的最大值（Max殼度）。
[0060] 此時(shí)，根據(jù)明亮度檢測(cè)部19檢測(cè)到的周圍明亮度的檢測(cè)結(jié)果，來改變控制曲線， 該控制曲線決定圖9的Max亮度與平均點(diǎn)亮率之間的關(guān)系。例如，如圖9所示，準(zhǔn)備2級(jí)的 Max亮度控制曲線，周圍明亮度較亮的情況下，以控制曲線R1進(jìn)行控制，在較暗的情況下， 以控制曲線R2進(jìn)行控制。對(duì)于所謂較亮的情況和較暗的情況，對(duì)表示明亮度檢測(cè)結(jié)果的信 號(hào)設(shè)定規(guī)定閾值，將檢測(cè)結(jié)果與該閾值進(jìn)行比較，從而判斷周圍比規(guī)定水平亮還是暗。例 如，利用由光電二極管構(gòu)成的明亮度傳感器來檢測(cè)周圍照度（勒克斯）時(shí)，預(yù)先決定照度的 閾值，根據(jù)基于檢測(cè)結(jié)果的周圍照度，來判定環(huán)境是亮還是暗。此外，可設(shè)置多級(jí)閾值，根據(jù) 多級(jí)周圍照度來進(jìn)行控制。
[0061] 在圖9的控制曲線中，將在平均點(diǎn)亮率的整個(gè)范圍內(nèi)的最大的Max亮度的水平設(shè) 為B、平均點(diǎn)亮率為100%時(shí)的Max亮度水平設(shè)為C、具有最大的Max亮度的平均點(diǎn)亮率設(shè)為 D。周圍較亮的情況下的控制曲線R1中，在該情況下，B約為1500cd/m2, C約為550cd/m2， 將B與C的亮度差設(shè)定為B為C的約3倍。在控制曲線R1中，在平均點(diǎn)亮率較低的較暗視 頻的區(qū)域中，也將Max亮度設(shè)定為某一程度的較高亮度，提供在明亮的周圍環(huán)境中看起來 明亮的視頻。即便平均點(diǎn)亮率為〇%，此時(shí)的Max亮度也有550cd/m 2。
[0062] 另一方面，在周圍較暗的情況下的控制曲線R2中，在平均點(diǎn)亮率在規(guī)定范圍內(nèi)較 低的較暗視頻的區(qū)域中，使Max亮度降低為比明亮的周圍環(huán)境的情況下的控制曲線R1要 低。該情況下，最低點(diǎn)亮率（點(diǎn)亮率為〇% )時(shí)的Max亮度為0(cd/m2)，此時(shí)，背光源完全 熄滅。即，若以C水平的550cd/m2作為基準(zhǔn)，在低點(diǎn)亮率的規(guī)定區(qū)域中，將背光源朝負(fù)方向 拉伸。
[0063] 在控制曲線R2中，對(duì)于較暗視頻的區(qū)域，相比提高M(jìn)ax亮度來強(qiáng)調(diào)畫面的明亮度， 更重視防止較暗的周圍環(huán)境中的刺眼感。此外，在較暗視頻的區(qū)域，若提高M(jìn)ax亮度來進(jìn)行 亮度拉伸，則漏光感顯著，因此，將Max亮度抑制得較低，從而使漏光變得不顯著。在該示例 中，具有Max亮度的平均點(diǎn)亮率B的位置保持不變，其不根據(jù)周圍明亮度的變化而改變。
[0064] 此外，在圖9的示例中，將控制曲線設(shè)定為2級(jí)曲線，但不限于2級(jí)，能以3級(jí)以上 的多級(jí)來進(jìn)行控制。此外，可每次生成控制曲線使其根據(jù)明亮度檢測(cè)部19檢測(cè)出的周圍明 亮度（周圍照度）以無級(jí)形式變化。
[0065] 圖10是用于對(duì)根據(jù)周圍明亮度的檢測(cè)結(jié)果來改變的Max亮度的控制例的另一示 例進(jìn)行說明的圖。與圖9的示例相同地，在圖10的示例中，根據(jù)明亮度檢測(cè)部19的周圍明 亮度的檢測(cè)結(jié)果，使設(shè)定Max亮度與平均點(diǎn)亮率之間的關(guān)系的控制曲線發(fā)生變化，但其設(shè) 定與圖9的控制曲線的設(shè)定不同。在圖10的示例中，準(zhǔn)備2級(jí)的Max亮度的控制曲線，在 周圍明亮度較亮的情況下，以控制曲線R3進(jìn)行控制，在周圍明亮度較暗的情況下，以控制 曲線R4進(jìn)行控制。對(duì)于所謂較亮的情況和較暗的情況，與上述相同地，對(duì)表示檢測(cè)結(jié)果的 信號(hào)設(shè)定規(guī)定閾值，將檢測(cè)結(jié)果與該閾值進(jìn)行比較，從而判斷周圍比規(guī)定水平亮還是暗。
[0066] 周圍較亮的情況下的控制曲線R3中，B約為1500cd/m2，C約為550cd/m2,將B與C 的亮度差設(shè)定為B為C的約3倍。此外，在平均點(diǎn)亮率較低的較暗視頻的區(qū)域中，將Max亮 度設(shè)定為比全點(diǎn)亮?xí)r的C的水平要低，平均點(diǎn)亮率為0%時(shí)，Max亮度為0(cd/m 2)，此時(shí)，背 光源完全熄滅。 由此，周圍較亮?xí)r的控制曲線R3中，利用高M(jìn)ax亮度的亮度拉伸來增強(qiáng)明亮感，對(duì)除 發(fā)光部以外的區(qū)域利用視頻信號(hào)處理進(jìn)行亮度降低，因此，能呈現(xiàn)具有高對(duì)比感的高品質(zhì) 的視頻。此外，在平均點(diǎn)亮率接近最低的較暗區(qū)域中，使Max亮度降低來減輕較暗視頻的漏 光。
[0067] 另一方面，周圍較暗的情況下的控制曲線R4中，與控制曲線R3相比，使控制曲線 整體變緩和，對(duì)整體設(shè)定比控制曲線R3低的Max亮度。在該情況下，對(duì)于最大的Max亮度 的水平B，R3約為1500cd/m 2,但在R4中抑制成約為550cd/m2。在周圍較暗的環(huán)境中，通過 將Max亮度設(shè)定為較低，從而抑制刺眼感。此外，在平均點(diǎn)亮率較低的視頻較暗的區(qū)域中， 將Max亮度進(jìn)一步降低為比控制曲線R3還要低。在較暗的周圍環(huán)境中，亮度拉伸造成的畫 面上的漏光感變得更為顯著，因此，將Max亮度抑制為較低，使漏光變得不顯著。在該示例 中，具有Max亮度的平均點(diǎn)亮率D的位置保持不變，其不根據(jù)周圍明亮度的變化而改變。
[0068] 此外，在圖10的示例中，將控制曲線設(shè)定為2級(jí)曲線，但不限于2級(jí)，能以3級(jí)以 上的多級(jí)來進(jìn)行控制。此外，可每次生成控制曲線使其根據(jù)周圍明亮度以無級(jí)形成變化。 例如，作為以3級(jí)來設(shè)定控制曲線時(shí)的設(shè)定例，能進(jìn)行如下設(shè)定：周圍照度為400勒克 斯時(shí)，將水平B設(shè)為1500cd/m2、水平C設(shè)為550cd/m2,周圍照度為200勒克斯時(shí)，將水平B 設(shè)為900cd/m2、水平C設(shè)為300cd/m2,周圍照度為500勒克斯時(shí)，將水平B設(shè)為450cd/m 2、水 平C設(shè)為150cd/m2。在該情況下，將水平B相對(duì)于水平C的比例設(shè)定為1. 5?3倍左右，在 全點(diǎn)亮率為100%時(shí)，也將周圍照度降低，并且將Max亮度降低。
[0069] 圖11是用于對(duì)根據(jù)周圍明亮度的檢測(cè)結(jié)果來改變的Max亮度的控制例的又一示 例進(jìn)行說明的圖。與圖10的示例相同地，在圖11的示例中，根據(jù)明亮度檢測(cè)部19檢測(cè)到的 周圍明亮度的檢測(cè)結(jié)果，使決定Max亮度與平均點(diǎn)亮率之間的關(guān)系的控制曲線發(fā)生變化。 此處，準(zhǔn)備2級(jí)的Max亮度的控制曲線，在周圍明亮度較亮的情況下，以控制曲線R5進(jìn)行 控制，在周圍明亮度較暗的情況下，以控制曲線R6進(jìn)行控制。對(duì)于所謂較亮的情況和較暗 的情況，與上述相同地，對(duì)表示檢測(cè)結(jié)果的信號(hào)設(shè)定規(guī)定閾值，將檢測(cè)結(jié)果與該閾值進(jìn)行比 較，從而判斷周圍比規(guī)定水平亮還是暗。
[0070] 周圍較亮的情況下的控制曲線R5中，B約為1500cd/m2，C約為550cd/m 2,將B與C 的亮度差設(shè)定為B為C的約3倍。此外，在平均點(diǎn)亮率較低的較暗視頻的區(qū)域中，將Max亮 度設(shè)定為比全點(diǎn)亮?xí)r的C的水平要低，平均點(diǎn)亮率為0%時(shí)，Max亮度為0(cd/m 2)，此時(shí)，背 光源完全熄滅。 由此，周圍較亮?xí)r的控制曲線R3中，利用高M(jìn)ax亮度的亮度拉伸來增強(qiáng)明亮感，對(duì)除 發(fā)光部以外的區(qū)域利用視頻信號(hào)處理進(jìn)行亮度降低，因此，能呈現(xiàn)具有高對(duì)比感的高品質(zhì) 的視頻。此外，在平均點(diǎn)亮率接近最低的較暗區(qū)域中，使Max亮度降低來減輕較暗視頻的漏 光。
[0071] 另一方面，周圍較暗的情況下的控制曲線R6中，與控制曲線R5相比，使控制曲線 整體變緩和，對(duì)整體設(shè)定比控制曲線R5低的Max亮度。在該情況下，對(duì)于最大的Max亮度 的水平B，R5約為1500cd/m 2,但在R6中抑制成約為550cd/m2。 在周圍較暗的環(huán)境中，通過在控制曲線6中將Max殼度設(shè)定為較低，從而抑制刺眼感。 此外，在平均點(diǎn)亮率較低的視頻較暗的區(qū)域中，將Max亮度進(jìn)一步降低為比控制曲線R5還 要低，將Max亮度抑制為較低，進(jìn)一步使漏光變得不顯著。 此外，與控制曲線R5相比，在控制曲線R6中將具有Max亮度的平均點(diǎn)亮率的位置D朝 低平均點(diǎn)亮率一側(cè)偏移。由此，即便在整體較暗的視頻中，也重視較小面積的發(fā)亮部分來進(jìn) 行重放。
[0072] 此外，在圖11的示例中，將控制曲線設(shè)定為2級(jí)曲線，但不限于2級(jí)，能以3級(jí)以 上的多級(jí)來進(jìn)行控制。此外，可每次生成控制曲線使其根據(jù)周圍明亮度以無級(jí)形式變化。
[0073] 圖12是對(duì)根據(jù)周圍明亮度的檢測(cè)結(jié)果來改變的第1閾值進(jìn)行說明的圖。如上所 述，發(fā)光檢測(cè)部12對(duì)輸入的視頻信號(hào)的每一幀，通過累計(jì)每一亮度灰度的像素?cái)?shù)來生成Y 直方圖。之后，根據(jù)該Y直方圖計(jì)算出平均值（Ave)、標(biāo)準(zhǔn)偏差（〇)，設(shè)定對(duì)發(fā)光邊界進(jìn)行 規(guī)定的第2閾值Th2、用于抑制比Th2小的區(qū)域的灰度特性等不協(xié)調(diào)感的第1閾值Thl (Thl =Ave+M σ)。
[0074] 此時(shí)，根據(jù)明亮度檢測(cè)部19檢測(cè)到的周圍明亮度的檢測(cè)結(jié)果，來改變圖12的第1 閾值Thl的位置。具體而言，變更Thl =Ave+M〇中的"M"的值，使Thl的位置朝直方圖的 亮度方向變化。此時(shí)，可根據(jù)明亮度檢測(cè)部19的檢測(cè)結(jié)果，預(yù)先將第1閾值Thl的位置以 多級(jí)來進(jìn)行設(shè)定，或者可將第1閾值Thl的位置設(shè)定為其根據(jù)明亮度的檢測(cè)結(jié)果以無級(jí)形 式變化。
[0075] 例如，如圖12所示，明亮度檢測(cè)部19檢測(cè)出的明亮度越暗，Μ的值越大，將第1閾 值Thl朝高亮度一側(cè)偏移。由此，在周圍較暗的環(huán)境中，將第1閾值Thl的位置朝高亮度一 側(cè)偏移，對(duì)較暗環(huán)境中的畫質(zhì)的銳度進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，使其成為重視了對(duì)比感的畫質(zhì)。另一方面， 在周圍較亮的環(huán)境中，將第1閾值Thl維持在低亮度一側(cè)，使其成為重視了畫面的明亮度的 畫質(zhì)。
[0076] 圖13是對(duì)與明亮度檢測(cè)相應(yīng)的色調(diào)映射的示例進(jìn)行說明的圖。如上所述，映射部 13對(duì)小于第1閾值Thl的區(qū)域設(shè)定第1增益G1，并以線性連接Thl與Th2之間的方式設(shè)定 第2增益G2,由此來進(jìn)行色調(diào)映射。此時(shí)，根據(jù)第1閾值Thl的位置來進(jìn)行色調(diào)映射，該第 1閾值根據(jù)明亮度檢測(cè)部19檢測(cè)到的周圍明亮度的檢測(cè)結(jié)果來決定。在該情況下，如圖12 所示，周圍明亮度越暗，則第1閾值Thl越是朝高亮度一側(cè)偏移，由此在更寬的范圍內(nèi)將低 亮度區(qū)域的灰度抑制得較低，從而能使畫質(zhì)成為進(jìn)一步重視了對(duì)比感的畫質(zhì)。
[0077] 圖14是表示通過區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14的處理來增強(qiáng)畫面亮度的狀態(tài)的 圖。橫軸是輸入視頻信號(hào)的灰度值，縱軸是顯示部18的畫面亮度（cd/m 2)。 T2、T3分別相當(dāng)于發(fā)光檢測(cè)部12中使用的第1及第2閾值Thl、Th2的灰度值的位置。 如上所述，在由發(fā)光檢測(cè)部12檢測(cè)出的第2閾值Th2以上的區(qū)域中，不進(jìn)行根據(jù)背光源的 亮度拉伸量來使視頻信號(hào)的輸出灰度下降的信號(hào)處理。其結(jié)果是，在T3?T4中，利用根據(jù) 區(qū)域有源控制所決定的Max亮度得到的γ曲線，對(duì)輸入視頻信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)并顯示。例如， 在Max亮度為1500 (cd/m2)的情況下，當(dāng)輸入視頻信號(hào)為最高灰度值（255)時(shí)，畫面亮度為 1500 (cd/m2)。此時(shí)的Max亮度是根據(jù)基于視頻信號(hào)來決定的平均點(diǎn)亮率、以及明亮度檢測(cè) 處理所得到的周圍的明亮度檢測(cè)結(jié)果，來決定的Max亮度。
[0078] 另一方面，對(duì)于T1?T2范圍的輸入灰度值的情況，如上所述，由于對(duì)視頻信號(hào)應(yīng) 用第1增益G1，以減少與因背光源的亮度拉伸而增加的畫面亮度相應(yīng)的量，因此，由基于基 準(zhǔn)亮度的Y曲線來進(jìn)行畫面顯示。根據(jù)由區(qū)域有源控制/亮度拉伸部14所決定的Max亮 度，在映射部13中與亮度拉伸量相對(duì)應(yīng)地、在小于閾值Thl (相當(dāng)于T2)的范圍內(nèi)對(duì)視頻信 號(hào)的輸出值進(jìn)行抑制。在T2?T3中，畫面亮度根據(jù)Th2?Thl的色調(diào)映射而轉(zhuǎn)變。
[0079] 若Max亮度變大，則T1?T2的基于基準(zhǔn)亮度的曲線、與T3?T4的基于Max亮度 的曲線在畫面亮度方向上的差變大?；诨鶞?zhǔn)亮度的曲線如上所述是最大灰度值的畫面亮 度為不拉伸背光源亮度時(shí)的基準(zhǔn)亮度（作為一個(gè)示例，最大灰度值的畫面亮度為550cd/m 2) 的Y曲線，基于Max亮度的曲線是最大灰度值的畫面亮度為由區(qū)域有源控制/亮度拉伸部 14決定的Max亮度的γ曲線。
[0080] 如此，在輸入視頻信號(hào)從0灰度（T1)到T2之間，利用基準(zhǔn)亮度來控制畫面亮度。 在灰度較低的較暗視頻的情況下，若提高亮度來進(jìn)行顯示，則會(huì)導(dǎo)致對(duì)比度的下降、漏光等 的品質(zhì)下降，因此，通過視頻信號(hào)處理來以背光源的亮度拉伸量抑制亮度，使得畫面亮度不 會(huì)上升。 此外，輸入視頻信號(hào)為T3以上的范圍是被視為正在發(fā)光的范圍，因此，在利用亮度拉 伸來對(duì)背光源進(jìn)行了拉伸的狀態(tài)下，維持視頻信號(hào)而不進(jìn)行抑制。由此，畫面亮度得以增 強(qiáng)，從而能進(jìn)行更有明亮感的高品質(zhì)的圖像顯示。
[0081] 在該情況下，例如，若明亮度檢測(cè)部19的檢測(cè)結(jié)果表示周圍的明亮度變暗從而抑 制Max亮度，則T1?T2的基于基準(zhǔn)亮度的曲線與T3?T4的基于Max亮度的曲線在畫面 亮度方向上的差減小。即，隨著根據(jù)明亮度檢測(cè)部檢測(cè)出的周圍的明亮度的量來決定的Max 亮度減小，T3?T4的曲線朝低亮度一側(cè)偏移。此外，T2的位置與根據(jù)周圍明亮度檢測(cè)結(jié)果 而變化的第1閾值Thl的位置相當(dāng)，因此，若周圍變暗，則T2的位置也朝輸入信號(hào)的高灰度 一側(cè)偏移，成為重視對(duì)比感的顯示。另外，T1?T2范圍的γ曲線無需與基準(zhǔn)亮度一致，只 要是與發(fā)光部分的增強(qiáng)區(qū)域具有差異的水平，就能通過適當(dāng)調(diào)整增益G1來進(jìn)行設(shè)定。
[0082] (實(shí)施方式2) 圖15是對(duì)本發(fā)明所涉及的視頻顯示裝置的其它實(shí)施方式進(jìn)行說明的圖。 實(shí)施方式2具有與實(shí)施方式1相同的結(jié)構(gòu)，但與實(shí)施方式1不同的是，并不由區(qū)域有源 控制/亮度拉伸部14來決定在進(jìn)行色調(diào)映射時(shí)使用的Max亮度的值，而是基于發(fā)光檢測(cè)部 12和明亮度檢測(cè)部19的檢測(cè)結(jié)果來決定亮度拉伸量，并基于該決定的亮度拉伸量來執(zhí)行 色調(diào)映射。因而，在信號(hào)處理部11的映射部13中，無需像實(shí)施方式1那樣，從區(qū)域有源控 制/亮度拉伸部14輸出亮度拉伸所產(chǎn)生的Max亮度值。
[0083] 與實(shí)施方式1相同，明亮度檢測(cè)部19包括對(duì)視頻顯示裝置周圍的明亮度（周圍的 照度）進(jìn)行檢測(cè)的光電二極管等明亮度傳感器，將明亮度檢測(cè)部得到的檢測(cè)結(jié)果輸出至發(fā) 光檢測(cè)部12。
[0084] 圖16表示根據(jù)輸入視頻信號(hào)的亮度信號(hào)Y生成的Y直方圖的示例。與實(shí)施方式1 相同，發(fā)光檢測(cè)部12中，將亮度用作為視頻的特征量，對(duì)輸入的視頻信號(hào)的每一幀，累計(jì)像 素的每一亮度灰度的像素?cái)?shù)，從而生成Y直方圖。然后，根據(jù)該Y直方圖，計(jì)算平均值（Ave)、 標(biāo)準(zhǔn)偏差（σ )，并利用它們來計(jì)算2個(gè)閾值Thl、Th2。與實(shí)施方式1相同，第2閾值Th2是 決定發(fā)光邊界的閾值，Y直方圖中在該閾值Th2以上的像素被視為正在發(fā)光部分。作為視 頻的特征量，能使用下述的其它特征量，但此處使用亮度作為視頻的特征量。
[0085] 在本實(shí)施方式中，除實(shí)施方式1的第1閾值Thl和第2閾值Th2以外，還設(shè)定了第 3閾值Th3。第3閾值Th3處于Thl與Th2之間，為了檢測(cè)出發(fā)光部分的像素的狀態(tài)而設(shè)置。 閾值Th3也可以是與Th2相同的值，是為了使Th2以上的發(fā)光部分具有較大的余量 (margin)，易于進(jìn)行處理而設(shè)置的。 因此， Th3 = Ave+Q σ (M < Q 蘭 N) · · ·式（5) 成立。
[0086] 圖17是表示與第3閾值Th3以上的像素相對(duì)應(yīng)的亮度拉伸量的計(jì)算例的圖。橫 軸表示閾值Th3以上的像素值的得分（score)，縱軸表示與得分相對(duì)應(yīng)的亮度拉伸量。得分 相當(dāng)于本發(fā)明的與亮度相關(guān)的指標(biāo)的一個(gè)示例。 得分定義為"某一閾值以上的像素的比例"X "與閾值間的距離（亮度的差）"，表示通 過對(duì)具有大于第3閾值Th3的灰度值的像素的像素?cái)?shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并對(duì)與閾值Th3間的距離 進(jìn)行加權(quán)而計(jì)算得到的明亮度的程度，例如，通過下式（6)來進(jìn)行計(jì)算。 數(shù)學(xué)式1

【權(quán)利要求】
1. 一種視頻顯示裝置， 該視頻顯示裝置具有：顯示輸入視頻信號(hào)的顯示部；對(duì)該顯示部進(jìn)行照明的光源；及 對(duì)該顯示部和該光源進(jìn)行控制的控制部， 該控制部基于與明亮度相關(guān)的指標(biāo)，對(duì)所述光源的亮度進(jìn)行拉伸和增大，并且對(duì)于所 述輸入視頻信號(hào)的規(guī)定的特征量，累計(jì)像素?cái)?shù)來生成直方圖，將該直方圖的規(guī)定范圍的上 部區(qū)域檢測(cè)作為發(fā)光部，其中該指標(biāo)基于規(guī)定的條件從所述輸入視頻信號(hào)計(jì)算得到， 通過降低除所述發(fā)光部以外的非發(fā)光部的視頻信號(hào)的亮度，對(duì)所述發(fā)光部的顯示亮度 進(jìn)行增強(qiáng)，該視頻顯示裝置的特征在于， 該視頻顯示裝置具有明亮度檢測(cè)部，該明亮度檢測(cè)部對(duì)該視頻顯示裝置周圍的明亮度 進(jìn)行檢測(cè)， 所述控制部根據(jù)由所述明亮度檢測(cè)部檢測(cè)出的所述視頻顯示裝置的周圍的明亮度，切 換控制曲線，該控制曲線對(duì)與所述明亮度相關(guān)的指標(biāo)以及拉伸所述光源的亮度的亮度拉伸 量之間的關(guān)系進(jìn)行規(guī)定。
2. 如權(quán)利要求1所述的視頻顯示裝置，其特征在于， 所述控制部將輸入視頻信號(hào)所產(chǎn)生的圖像分割成多個(gè)區(qū)域，并基于分割出的所述區(qū)域 的視頻信號(hào)的灰度值，改變與每一所述區(qū)域?qū)?yīng)的所述光源的點(diǎn)亮率， 所述控制曲線是對(duì)相當(dāng)于全部區(qū)域的所述點(diǎn)亮率進(jìn)行平均而得到的平均點(diǎn)亮率與在 所述顯示部的畫面上能得到的最大亮度所表示的所述亮度拉伸量之間的關(guān)系進(jìn)行規(guī)定的 控制曲線， 所述控制部將所述平均點(diǎn)亮率用作為與所述明亮度相關(guān)的指標(biāo)，基于根據(jù)該平均點(diǎn)亮 率設(shè)定的所述最大亮度，對(duì)所述光源的亮度進(jìn)行拉伸。
3. 如權(quán)利要求1所述的視頻顯示裝置，其特征在于， 所述控制曲線是將得分與所述亮度拉伸量之間的關(guān)系進(jìn)行規(guī)定的控制曲線，其中該得 分通過對(duì)包含檢測(cè)出的所述發(fā)光部的區(qū)域在內(nèi)的規(guī)定范圍的視頻將每個(gè)像素的明亮度加 權(quán)并計(jì)數(shù)像素?cái)?shù)來得到， 所述控制部將所述得分用作為與所述明亮度相關(guān)的指標(biāo)，根據(jù)利用所述輸入視頻信號(hào) 計(jì)算出的所述得分，對(duì)所述光源的亮度進(jìn)行拉伸。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的視頻顯示裝置，其特征在于， 所述控制曲線是由所述明亮度檢測(cè)部檢測(cè)出的明亮度越暗則所述亮度拉伸量越小的 控制曲線。
5. 如權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的視頻顯示裝置，其特征在于， 所述控制部進(jìn)行將輸入視頻信號(hào)的輸入灰度轉(zhuǎn)換并輸出的視頻處理， 對(duì)輸入灰度和輸出灰度之間的關(guān)系進(jìn)行規(guī)定的輸入輸出特性具有閾值，該閾值設(shè)定在 比所述發(fā)光部和所述非發(fā)光部的邊界灰度更低的非發(fā)光部區(qū)域中， 所述控制部預(yù)先設(shè)定應(yīng)用于視頻信號(hào)的增益與所述亮度拉伸量之間的關(guān)系，根據(jù)所述 亮度拉伸量，對(duì)輸入視頻信號(hào)的輸入灰度決定使輸出灰度降低的增益，在灰度比所述閾值 低的低灰度區(qū)域應(yīng)用決定的所述增益來進(jìn)行所述視頻處理，在該視頻處理中，所述明亮度 檢測(cè)部檢測(cè)出的明亮度越暗，將所述閾值越是朝高灰度一側(cè)移動(dòng)。
6. 如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的視頻顯示裝置，其特征在于， 所述控制部在將所述直方圖的平均值設(shè)為A、標(biāo)準(zhǔn)偏差設(shè)為σ時(shí)，將 thresh = Α+Ν σ (Ν 為常數(shù)） 以上的像素作為所述發(fā)光部。
7. 如權(quán)利要求5所述的視頻顯示裝置，其特征在于， 所述控制部在所述特征量較低的規(guī)定區(qū)域中，通過所述視頻處理，將因所述光源的亮 度拉伸而產(chǎn)生的顯示部的顯示亮度的增加量降低。
8. -種電視接收裝置，其特征在于， 包括權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的視頻顯示裝置。
【文檔編號(hào)】G02F1/133GK104115214SQ201280069348
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月8日
【發(fā)明者】藤根俊之, 白谷洋二 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社