图像显示装置及方法
【专利说明】图像显示装置及方法
[0001 ] 本申请是申请日为2013年03月12日、申请号为201380015618.9(国际申请号为PCT/JP2013/056732)、发明名称为“图像显示装置及方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及图像显示装置及方法，特别涉及控制透射型显示面板的背光亮度的技术。
【背景技术】
[0003]以往，提出了具备将配设在液晶面板的背面的背光单元的各段的背光亮度单独地控制的功能(背光局部调光(BLD、back local dimming)功能)的液晶显示装置(专利文献
Do
[0004]该液晶显示装置对应于在液晶面板上显示的图像的亮度水平，按照每个区域，以使得在图像明亮的区域中变亮、在暗的区域中变暗的方式控制背光亮度。由此，使明暗部分的对比度变大，能够显示动态范围宽的图像。
[0005]此外，专利文献2所记载的显示器具有使光成像到背投屏幕上的第I光调制器和背投屏幕内的第2光调制器，通过这两个光调制器将光调制，能够显示具有宽动态范围的图像。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:特开2010 — 097909号公报
[0009]专利文献2:米国特许第7581837号公报
【发明内容】
[0010]发明所要解决的课题
[0011]专利文献I所记载的发明按照每个区域，以使显示在液晶面板上的图像的亮的区域变亮、暗的区域变暗的方式控制(BLD控制)背光亮度。因此，根据专利文献I所记载的发明，能够显示宽动态范围的图像。但是，在专利文献I所记载的发明中，例如低亮度区域及中间亮度区域也被变更背光亮度，色阶(灰度等级、gradat1n)变得反差强，有显示不自然的图像的情况。
[0012]专利文献2所记载的发明也能够显示具有宽动态范围的图像。但是，在专利文献2中，没有公开将自然的观感良好的图像显示再现的技术。
[0013]本发明是鉴于这样的情况而做出的，目的是提供一种能够将宽动态范围的摄影场景忠实地显示再现的图像显示装置及方法。
[0014]用于解决课题的手段
[0015]有关本发明的一实施方式的图像显示装置，具备:图像取得机构，取得实施了动态范围扩大处理而得到的宽动态范围图像、或者不伴随动态范围扩大处理的通常图像;透射型显示面板，显示由上述图像取得机构取得的宽动态范围图像或通常图像;背光单元，配设于上述透射型显示面板的背面，能够按照每个划分的段将针对该透射型显示面板的背光进行亮度控制;判别机构，基于从上述图像取得机构取得的图像所读取出的元信息，判别上述图像是上述宽动态范围图像还是通常图像；以及控制机构，在根据上述判别机构的判别结果将由上述图像取得机构取得的图像判别为上述宽动态范围图像时，控制上述背光单元，以使得该宽动态范围图像中的与通过上述动态范围扩大处理被抑制了的高亮度部相对应的段的背光亮度比与低亮度部相对应的段的背光亮度高。
[0016]有关本发明的一实施方式的图像显示方法，包括:图像取得工序，取得实施了动态范围扩大处理而得到的宽动态范围图像、或者不伴随动态范围扩大处理的通常图像;显示工序，使透射型显示面板显示通过上述图像取得工序取得的宽动态范围图像或通常图像；判别工序，基于从通过上述图像取得工序取得的图像所读取出的元信息，判别上述图像是上述宽动态范围图像还是通常图像；以及控制工序，控制背光单元，该背光单元配设于上述透射型显示面板的背面、能够将针对该透射型显示面板的背光按照每个划分的段进行亮度控制;上述控制工序中，在根据上述判别工序的判别结果将由上述图像取得工序取得的图像判别为上述宽动态范围图像时，控制上述背光单元，以使得该宽动态范围图像中的与通过上述动态范围扩大处理被抑制了的高亮度部相对应的段的背光亮度比与低亮度部相对应的段的背光亮度高。
[0017]为了达到上述目的，有关本发明的一方式的图像显示装置，具备:图像取得机构，取得使用第I图像和与第I图像相比以低感度或低曝光拍摄的第2图像实施了动态范围扩大处理的第3图像、或不伴随动态范围扩大处理的第4图像;透射型显示面板，显示由图像取得机构取得的第3图像或第4图像;背光单元，配设于透射型显示面板的背面，能够将针对该透射型显示面板的背光按照每个划分的段(segment)进行亮度控制;判别机构，判别由图像取得机构取得的图像是第3图像还是第4图像;控制机构，在根据判别机构的判别结果将由图像取得机构取得的图像判别为第3图像时，控制背光单元，以使得与该第3图像中的通过动态范围扩大处理被抑制的高亮度部对应的段的背光亮度相比于与低亮度部对应的段的背光亮度高。
[0018]根据本发明的一方式，在将通过将第I图像和相对于第I图像以低感度或低曝光拍摄的第2图像合成从而生成的宽动态范围的第3图像、即与低亮度部的色阶相比高亮度部的色阶被抑制了的第3图像显示于透射型显示面板时，将背光单元的各段的背光亮度单独地控制，显示为宽动态范围的图像。即，控制(BLD控制)背光单元，以使得与第3图像中的被抑制的高亮度部对应的段的背光亮度比与低亮度部对应的段的背光亮度高。由此，虽然第3图像是高亮度部被抑制的宽动态范围的图像，但该被抑制的高亮度部的亮度被扩展，能够将与第3图像对应的摄影场景忠实地显示再现。
[0019]另外，上述方式中的透射型显示面板，包括以背光为光源的透射型显示面板、和以外光和背光的两者为光源的混合方式的显示面板这两者。
[0020]在有关本发明的其他方式的图像显示装置中，控制机构在根据判别机构的判别结果将由图像取得机构取得的图像判别为第4图像时，控制背光单元，以使得全部段分别成为相同的背光亮度。由此，能够将与第4图像对应的摄影场景忠实地显示再现。
[0021]在有关本发明的另一其他方式的图像显示装置中，图像取得机构取得第3图像以及有关与该第3图像建立了关联的宽动态范围合成的合成信息；判别机构基于取得的合成信息，判别由图像取得机构取得的图像是第3图像还是第4图像。这是因为，即使将图像解析，也不能判别是否是宽动态范围的摄影场景的图像，所以利用与第3图像建立关联并记录的有关宽动态范围合成的合成信息。
[0022]在有关本发明的另一其他方式的图像显示装置中，第3图像中，预先设定的阈值以下的低亮度部仅使用第I图像而生成，超过阈值的高亮度部至少使用第2图像而生成;合成信息包括阈值。仅使用第3图像中的第I图像而生成的低亮度部被充分地分配了色阶，但至少使用第2图像而生成的高亮度部在宽动态范围合成时色阶被抑制。上述阈值表示色阶没有被抑制的低亮度部和色阶被抑制的高亮度部之间的的边界的亮度值。
[0023]在有关本发明的另一其他方式的图像显示装置中，控制机构基于合成信息中所包含的阈值，将第3图像中的超过阈值的像素判别为高亮度部的像素。
[0024]在有关本发明的另一其他方式的图像显示装置中，优选的是，控制机构具有按照每个背光单元的段从第3图像中提取与各段对应的多个像素的提取机构，在判别为提取出的多个像素中的一定的比例以上的像素与高亮度部的像素相对应、或者判别为提取出的多个像素的平均值为与高亮度部相对应的亮度值时，控制背光单元，以使得该段的背光亮度变高。
[0025]第3图像的像素不与背光单元的段一对一地对应，段更大。段的背光亮度基于与该段对应的多个像素的像素值来决定。即，在与段对应的多个像素中的一定的比例以上的像素与高亮度部的像素相对应、或者多个像素的平均值被判别为与高亮度部相对应的亮度值的情况下，进行BLD控制以使得该段的背光亮度变高。
[0026]在有关本发明的另一其他方式的图像显示装置中，优选的是，控制机构具有存储机构，所述存储机构存储表示对应于背光单元的各段的多个像素的代表亮度值与背光亮度之间的关系的表或计算式，基于由提取机构提取出的多个像素的代表亮度值以及存储机构中所存储的表或计算式来计算对应的背光亮度，基于按照每个背光单元的段所计算出的背光亮度来控制背光单元。
[0027]即，根据与各段相对应的多个像素的代表亮度值的大小，变更该段的背光亮度，由此将被抑制了的高亮度部的亮度提高。此时的背光亮度使用预先存储的表示亮度值(代表亮度值)与背光亮度的关系的表或计算式来求出。
[0028]在有关本发明的另一其他方式的图像显示装置中，优选的是，图像取得机构取得第3图像以及有关与第3图像建立了关联的宽动态范围合成的合成信息;合成信息包括与第3图像的动态范围的宽度关联的信息;存储机构存储与第3图像的动态范围的宽度相对应的多个表或计算式、即动态范围越宽使背光亮度越高的表或计算式;控制机构基于合成信息中所包含的与动态范围的宽度关联的信息，从存储机构取得相对应的表或计算式，使用该表或计算式来计算背光亮度。
[0029]第3图像存在动态范围的宽度(高亮度部的抑制的大小)不同的多个种类，具有包括与动态范围的宽度关联的信息在内的合成信息，另一方面，表示亮度值与背光亮度之间的关系的表或计算式对应于第3图像的动态范围的宽度而准备有多个。并且，在第3图像的BLD控制时，使用与第3图像的动态范围的宽度对应的表或计算式来计算背光亮度。
[0030]在有关本发明的另一其他方式的图像显示装置中，优选的是，图像取得机构取得第3图像以及与第3图像建立了关联的增益修正表、即与第I图像与第3图像之间的色阶变换特性的差相对应的增益修正表;控制机构基于取得的增益修正表以及与背光单元的各段相对应的多个像素的代表亮度值，按照每个段来计算背光亮度。
[0031]第I图像和第3图像，图像处理时的色阶变换特性(伽马特性等)不同。在第3图像的取得时，还取得与第I图像与第3图像之间的色阶变换特性的差相对应的增益修正表。控制机构使用与第3图像一起取得的增益修正表，基于该增益修正表以及与背光单元的各段相对应的多个像素的代表亮度值，按照每个段来计算背光亮度。
[0032]有关本发明的另一其他方式的图像显示方法，包括:图像取得工序，取得使用第I图像以及与第I图像相比以低感度或低曝光所拍摄的第2图像实施了动态范围扩大处理的第3图像、或不伴随动态范围扩大处理的第4图像;显示工序，使透射型显示面板显示通过图像取得工序取得的第3图像或第4图像;判别工序，判别通过图像取得工序取得的图像是第3图像还是第4图像;控制工序，对背光单元进行控制，该背光单元配设于透射型显示面板的背面、且能够将针对该透射型显示面板的背光按照每个划分的段来进行亮度控制;控制工序中，在根据判别工序的判别结果将通过图像取得工序取得的图像判别为第3图像时，控制背光单元，以使得第3图像中的与通过动态范围扩大处理被抑制的高亮度部对应的段的背光亮度相比于与低亮度部相对应的段的背光亮度变高。
[0033]发明的