图像显示装置和图像显示方法

专利名称：图像显示装置和图像显示方法
技术领域：
本发明涉及图像显示装置，特别涉及具有控制背光源的亮度的功能(背光源调光功能)的图像显示装置。
背景技术：
在液晶显示装置等具备背光源的图像显示装置中，基于输入图像来控制背光源的亮度，由此可以抑制背光源的功耗，改善显示图像的画质。特别是将画面分割为多个区域， 基于区域内的输入图像来控制与该区域对应的背光源的光源的亮度，由此可以实现进一步的低功耗化和高画质化。下面，将这样基于区域内的输入图像来控制背光源的光源的亮度并且驱动显示面板的方法称为“区域激活驱动”。
在进行区域激活驱动的液晶显示装置中，作为背光源的光源，例如使用RGB 3色的LED (Light Emitting Diode 发光二极管)、白色LED。作为决定该LED的亮度的典型的方法，以往以来已知有下面2个方法。第1方法是基于区域内的像素的亮度的最大值来决定与该区域对应的LED的亮度的方法(下面，称为“Max方式”)。第2方法是基于区域内的像素的亮度的平均值来决定与该区域对应的LED的亮度的方法(下面，称为“Mean方式”)。 用上述方法等求出与各区域对应的LED的亮度，将其作为LED数据提供给背光源用驱动电路。另外，基于该LED数据和输入图像，生成显示用数据(用于控制液晶的光透射率的数据)，该显示用数据被提供给液晶面板用驱动电路。
根据上面的液晶显示装置，基于输入图像，求出最佳的显示用数据和LED数据，基于显示用数据来控制液晶的光透射率，基于LED数据来控制与各区域对应的LED的亮度，由此可以在液晶面板中显示与输入图像相当的图像。另外，当区域内像素的亮度小时，可以通过降低与该区域对应的LED的亮度来降低背光源的功耗。
此外，在日本特开2007-183608号公报中，公开了下面的液晶显示装置。记载了以下内容基于各单位图像元素的灰度级值的最大值(例如，如果R、G以及B各自的值是255、 240以及M5，则最大值是25 ，算出各区域的灰度级值的平均值(与分割后的区域数量相等的数量的各区域的平均值)。并且，从该算出的多个各区域的平均值求出最大平均值(各区域的平均值的最大值)、最小平均值(各区域的平均值的最小值)以及整体平均值(各区域平均值的平均值)，以根据该值和从外部设定的最小调光值和最大调光值来调节背光源的光的亮度的方式生成调光曲线。由此，具有画质改善和功耗降低等效果。
现有技术文献
专利文献
专利文献1 日本特开2007-183608号公报发明内容
发明要解决的问题
但是，根据上述Max方式，不会产生亮度不足的问题，但是功耗变大。另一方面，根据上述Mean方式，功耗被降低，但是产生亮度不足的问题。关于该内容，参照图20 图22 在下面进行说明。图20是示意地示出输入图像的例子的图。在图20中，假定用附图标记 81的箭头所示的区域是要进行高灰度级显示的区域，用附图标记82、83的箭头所示的区域是要进行低灰度级显示的区域。
当对图20所示的输入图像使用Max方式来决定各区域的(LED的)亮度时，整个画面的亮度的分布例如成为图21所示的内容。在此，当着眼于在图21中用附图标记82、83 的箭头所示的区域时，无论是否是要进行低灰度级显示的区域，均成为比较高的亮度。其原因是基于区域内的像素的亮度的最大值来决定LED的亮度，因此，在区域内如果包括1个高灰度级的像素数据，LED的亮度都会变高。因此，当在输入图像内包括高灰度级的噪声数据时，LED的亮度被不必要地提高，功耗增大。
另一方面，当对图20所示的输入图像使用Mean方式来决定各区域的亮度时，在整个画面的亮度分布成为例如图22所示的内容。在此，当着眼于在图22中用附图标记81 的箭头所示的区域时，无论是否是要进行高灰度级显示的区域，均成为中间的亮度。其原因是基于区域内的像素的亮度的平均值来决定LED的亮度，因此，在区域内如果混合存在高灰度级的像素数据和低灰度级的像素数据，则LED的亮度成为与当全区域是中间灰度级时同等的亮度。因此，在要进行高灰度级显示的区域中，发生亮度不足，画质降低。
在日本特开2007-183608号公报中公开的液晶显示装置中，以各区域平均值为基础来决定LED的亮度，因此，在区域内混合存在高灰度级的像素数据和低灰度级的像素数据的情况下，产生亮度不足。另外，当因为噪声数据，各区域平均值被提高时，调光值上升， 无法充分地得到功耗降低的效果。
因此，本发明的目的在于在进行区域激活驱动的图像显示区域中，抑制要进行高灰度级显示的区域的亮度不足的发生并且实现低功耗化。
用于解决问题的方案
本发明的第1方面的特征在于，是具有控制背光源的亮度的功能的图像显示装置，
具备
显示面板，其包括多个显示元素；
背光源，其包括多个光源；
背光源数据处理部，其将输入图像分割为多个区域，基于上述输入图像来求出背光源数据，上述背光源数据表示与各区域对应的光源发光时的亮度，
显示用数据算出部，其基于上述输入图像和上述背光源数据，求出用于控制上述显示元素的光透射率的显示用数据，
面板驱动电路，其基于上述显示用数据，对上述显示面板输出控制上述显示元素的光透射率的信号；以及
背光源驱动电路，其基于上述背光源数据，对上述背光源输出控制上述光源的亮度的信号，
上述背光源数据处理部具有
阈值数据保持部，其保持为了求出上述背光源数据而设定的阈值数据；
比较用数据算出部，其基于上述输入图像，按照每一区域求出要作为上述阈值数据的比较对象的比较用数据；
数据比较部，其比较上述阈值数据和上述比较用数据；以及
背光源数据算出部，其按照每一区域，根据上述数据比较部的比较结果求出上述背光源数据。
本发明的第2方面的特征在于，在本发明的第1方面中，
上述背光源数据处理部还具有
区域最大值检测部，其检测区域最大值，上述区域最大值是以针对各区域的上述输入图像为基础的亮度或灰度级的最大值；和
区域平均值算出部，其算出区域平均值，上述区域平均值是以针对各区域的上述输入图像为基础的亮度或灰度级的平均值，
上述比较用数据算出部将上述区域最大值、上述区域平均值和通过使用了上述区域最大值和上述区域平均值的运算处理而得到的值中的任一个作为上述比较用数据。
本发明的第3方面的特征在于，在本发明的第2方面中，
上述比较用数据算出部将上述区域最大值作为上述比较用数据，
上述背光源数据算出部基于上述数据比较部的比较结果，针对上述比较用数据比上述阈值数据大的区域，将与上述区域最大值对应的值作为上述背光源数据，针对上述比较用数据比上述阈值数据小的区域，将与上述区域平均值对应的值作为上述背光源数据。
本发明的第4方面的特征在于，在本发明的第2方面中，
上述比较用数据算出部将通过从上述区域最大值减去上述区域平均值而得到的值作为上述比较用数据，
上述背光源数据算出部基于上述数据比较部的比较结果，针对上述比较用数据比上述阈值数据大的区域，将与上述区域最大值对应的值作为上述背光源数据，针对上述比较用数据比上述阈值数据小的区域，将与上述区域平均值对应的值作为上述背光源数据。
本发明的第5方面的特征在于，在本发明的第2方面中，
上述背光源数据算出部分别用下面的公式求出针对上述比较用数据比上述阈值数据大的区域的上述背光源数据E 1和针对上述比较用数据比上述阈值数据小的区域的上述背光源数据E2。
El = Ma X par 11 +Me X par 12+outpar 1 X par 13
E2 = Ma X par21+Me X par22+outpar2 X par23
在此，Ma表示上述区域最大值，Me表示上述区域平均值，outparl和outpar2表示在上述背光源数据能取得的值的范围内设定的值，par 1U par 12, par 13, par2U par22以及 par23表示从外部任意地设定的值。
本发明的第6方面的特征在于，在本发明的第1方面中，
上述背光源数据处理部还具有第1直方图生成部，上述第1直方图生成部基于上述输入图像，生成表示针对各区域的亮度或灰度级的出现频数的分布的直方图，
上述比较用数据算出部基于由上述第1直方图生成部生成的直方图来求出上述比较用数据。
本发明的第7方面的特征在于，在本发明的第6方面中，
上述比较用数据算出部基于上述直方图，提取事先设定的第1规定值以上的亮度或灰度级的数据中的表示事先设定的第2规定值以上的出现频数的亮度或灰度级的数据， 将该提取到的数据的平均值作为上述比较用数据。
本发明的第8方面的特征在于，在本发明的第6方面中，
上述比较用数据算出部
基于上述直方图，提取事先设定的第3规定值以上的亮度或灰度级的数据中的表示事先设定的第4规定值以上的出现频数的亮度或灰度级的数据，将该提取到的数据的平均值作为第1平均值来求出，
基于上述直方图，提取上述第3规定值以下的亮度或灰度级的数据中的表示上述第4规定值以上的出现频数的亮度或灰度级的数据，将该提取到的数据的平均值作为第2 平均值来求出，
将通过从上述第1平均值减去上述第2平均值而得到的值作为上述比较用数据。
本发明的第9方面的特征在于，在本发明的第1方面中，
还具备用于从外部设定上述阈值数据的阈值数据设定部。
本发明的第10方面的特征在于，在本发明的第1方面中，
上述背光源数据处理部还具有
第2直方图生成部，其基于上述输入图像，生成表示全部区域的亮度或灰度级的出现频数的分布的直方图；和
阈值数据算出部，其基于由上述第2直方图生成部生成的直方图，求出上述阈值数据。
本发明的第11方面的特征在于，在本发明的第10方面中，
上述阈值数据算出部基于上述直方图，将上述输入图像能取得的亮度或灰度级中的出现频数最大的亮度或灰度级作为上述阈值数据。
本发明的第12方面的特征在于，在本发明的第10方面中，
上述阈值数据算出部基于上述直方图，提取表示事先设定的第5规定值以上的出现频数的亮度或灰度级的数据，将该提取到的数据的平均值作为上述阈值数据。
本发明的第13方面的特征在于，是具备显示面板和背光源的图像显示装置的图像显示方法，上述显示面板包括多个显示元素，上述背光源包括多个光源，
上述图像显示方法包括
背光源数据处理步骤，将输入图像分割为多个区域，基于上述输入图像，求出表示与各区域对应的光源发光时的亮度的背光源数据；
显示用数据算出步骤，基于上述输入图像和上述背光源数据，求出用于控制上述显示元素的光透射率的显示用数据；
面板驱动步骤，基于上述显示用数据，对上述显示面板输出控制上述显示元素的光透射率的信号；以及
背光源驱动步骤，基于上述背光源数据，对上述背光源输出控制上述光源的亮度的信号，
上述背光源数据处理步骤包括
比较用数据算出步骤，基于上述输入图像，按照每一区域求出要作为为了求出上述背光源数据而设定的阈值数据的比较对象的比较用数据；
数据比较步骤，比较上述阈值数据和上述比较用数据；以及
背光源数据算出步骤，按照每一区域，根据在上述数据比较步骤中得到的比较结果求出上述背光源数据。
另外，可以考虑将在本发明的第13方面通过参照实施方式和附图而掌握的变形例作为用于解决问题的方案。
发明效果
根据本发明的第1方面，比较规定的阈值数据和按照每一区域基于输入图像求出的比较用数据，按照每一区域，根据该比较结果，求出用于控制背光源的光源亮度的背光源数据。因此，与以往不同地，可以按照每一区域用不同的方法求出背光源数据。由此，可以根据针对各区域的要显示的图像，使背光源有效地发光。
根据本发明的第2方面，按照各区域的像素的亮度或灰度级的最大值(区域最大值)、各区域的像素的亮度或灰度级的平均值(区域平均值)和通过使用了区域最大值和区域平均值的运算处理而得到的值中的任一个与阈值数据的比较结果，求出背光源数据。由此，可以按照每一区域考虑亮度或灰度级的最大值和平均值，并且求出背光源的亮度，可以使背光源有效地发光。
根据本发明的第3方面，针对区域最大值比阈值数据大的区域，将与区域最大值对应的值作为背光源数据，针对区域最大值比阈值数据小的区域，将与区域平均值对应的值作为背光源数据。因此，如果在区域内存在比阈值数据高的亮度或灰度级的像素，则背光源基于该区域内的像素的亮度或灰度级的最大值发光，如果在区域内不存在比阈值数据高的亮度或灰度级的像素，则背光源基于该区域内的像素的亮度或灰度级的平均值发光。因此，可以通过将阈值数据设定为最佳的值来抑制要进行高灰度级显示的区域的亮度不足的发生，并且降低功耗。
根据本发明的第4方面，针对区域最大值与区域平均值的差比阈值数据大的区域，将与区域最大值对应的值作为背光源数据，针对区域最大值与区域平均值的差比阈值数据小的区域，将与区域平均值对应的值作为背光源数据。因此，针对例如在低灰度级的像素数据中要显示高灰度级的像素数据存在于比较窄的区域内这样的图像，即，要显示要抑制亮度不足的发生的图像的区域，背光源基于该区域内的像素的亮度或灰度级的最大值发光，例如针对包括高灰度级的像素数据和低灰度级的像素数据不规则地混合存在这样的图像，即，包括噪声数据的区域，背光源基于该区域内的像素的亮度或灰度级的平均值发光。 因此，可以通过将阈值数据设定为最佳的值来抑制要进行高灰度级显示的区域的亮度不足的发生，并且抑制噪声数据的存在所带来的功耗的不必要的增大。
根据本发明的第5方面，设有用于求出背光源数据的2个计算式，根据阈值数据与比较用数据的比较结果，按照每一区域使用该2个计算式中的任一个。并且，在该2个计算式中，包括成为对于区域最大值的系数、对于区域平均值的系数的参数。因此，可以通过将 2个计算式所包括的参数的值设定为最佳的值来抑制要进行高灰度级显示的区域的亮度不足的发生，并且降低功耗。
根据本发明的第6方面，基于由输入图像生成的直方图，求出要作为阈值数据的比较对象的比较用数据。因此，可以根据针对输入图像的亮度或灰度级的分布状态，求出最佳的背光源数据。
根据本发明的第7方面，规定值以上的亮度或灰度级的数据中的以规定的频数以上出现的数据的平均值成为要作为阈值数据的比较对象的比较用数据。由此，可以与本发明的第6方面同样地，根据针对输入图像的亮度或灰度级的分布状态，求出最佳的背光源数据。
根据本发明的第8方面，规定值以上的亮度或灰度级的数据中的以规定的频数以上出现的数据的平均值与规定值以上的亮度或灰度级的数据中的以不到规定的频数出现的数据的平均值的差成为要作为阈值数据的比较对象的比较用数据。由此，可以与本发明的第6方面同样地，根据针对输入图像的亮度或灰度级的分布状态，求出最佳的背光源数据。
根据本发明的第9方面，用户可以直接地设定作为与比较用数据的比较对象的阈值数据的值。
根据本发明的第10方面，基于由输入图像生成的直方图，设定作为与比较用数据的比较对象的阈值数据的值。因此，可以根据针对输入图像的亮度或灰度级的分布状态，求出最佳的背光源数据。
根据本发明的第11方面，将输入图像中出现频数最多的亮度或灰度级的值设为作为与比较用数据的比较对象的阈值数据的值。由此，可以与本发明的第10方面同样地， 根据针对输入图像的亮度或灰度级的分布状态，求出最佳的背光源数据。
根据本发明的第12方面，将输入图像中以事先设定的频数以上出现的亮度或灰度级的数据的平均值设为阈值数据的值。由此，可以与本发明的第10方面同样地，根据针对输入图像的亮度或灰度级的分布状态，求出最佳的背光源数据。


图1是示出本发明的第1实施方式的区域激活驱动处理部的详细构成的框图。
图2是示出上述第1实施方式的液晶显示装置的构成的框图。
图3是示出图2所示背光源的详细内容的图。
图4是示出在上述第1实施方式中，区域激活驱动处理部的处理步骤的流程图。
图5是示出在上述第1实施方式中，亮度扩散滤子的图。
图6是示出在上述第1实施方式中，得到液晶数据和LED数据为止的经过的图。
图7的A-C是用于说明上述第1实施方式的效果的图。
图8是用于说明上述第1实施方式的效果的图。
图9的A-C是用于说明上述第1实施方式的变形例的效果的图。
图10是示出本发明的第2实施方式的区域激活驱动处理部的详细构成的框图。
图11的A和B是用于说明上述第2实施方式的效果的图。
图12的A-D是用于说明上述第2实施方式的效果的图。
图13是示出本发明的第3实施方式的区域激活驱动处理部的详细构成的框图。
图14是用于说明在上述第3实施方式中，阈值比较值的求出方法的图。
图15是用于说明在上述第3实施方式的变形例中，阈值比较值的求出方法的图。
图16是示出与控制用判断阈值的设定相关的第1变形例的区域激活驱动处理部的详细构成的框图。
图17是示出与控制用判断阈值的设定相关的第4变形例的区域激活驱动处理部的详细构成的框图。
图18是在与控制用判断阈值的设定相关的第4变形例中，用于说明控制用判断阈值的求出方法的图。
图19是在与控制用判断阈值的设定相关的第5变形例中，用于说明控制用判断阈值的求出方法的图。
图20是示意地示出输入图像的例子的图。
图21是示意地示出基于各区域的最大亮度，决定了 LED的亮度时的整个画面的亮度分布的图。
图22是示意地示出基于各区域的平均亮度，决定了 LED的亮度时的整个画面的亮度分布的图。
具体实施方式
下面，边参照附图，边说明本发明的实施方式。
<1.第1实施方式〉
<1. 1整体构成和动作概要>
图2是示出本发明的第1实施方式的液晶显示装置10的构成的框图。图2所示的液晶显示装置10具备液晶面板11、面板驱动电路12、背光源13、背光源驱动电路14、区域激活驱动处理部15以及RGB信号处理部16。该液晶显示装置10是将画面分割为多个区域并基于各区域内的输入图像，进行控制背光源的光源的亮度并且驱动液晶面板11的区域激活驱动。下面，设为m和η是2以上的整数，ρ和q是1以上的整数，ρ和q中的至少一个是2以上的整数。
对液晶显示装置10输入包括R图像、G图像以及B图像的RGB图像信号30。R图像、G图像以及B图像均包括(mXn)个像素的亮度。RGB信号处理部16将RGB图像信号30 分离为R、G以及B各自的颜色成分，并将其作为(R、G以及B各自的颜色成分的)输入图像 31提供给区域激活驱动处理部15。区域激活驱动处理部15基于该输入图像31，求出用于液晶面板11的驱动的显示用数据(下面，称为液晶数据3 和用于背光源13的驱动的背光源控制数据(下面，称为LED数据3 (详细后述)。
液晶面板11具备(mXnX3)个显示元素21。显示元素21在行方向(在图2中是横向)上各配置:3m个，在列方向(在图2中为纵方向)上各配置η个，在整体上二维状配置。在显示元素21中，包括透射红色光的R显示元素、透射绿色光的G显示元素以及透射蓝色光的B显示元素。R显示元素、G显示元素以及B显示元素在行方向上并排地配置，用 3个形成1个像素。此外，显示元素21的并排不限于该形式。
面板驱动电路12是液晶面板11的驱动电路。面板驱动电路12基于从区域激活驱动处理部15输出的液晶数据32，对液晶面板11输出控制显示元素21的光透射率的信号 (电压信号)。从面板驱动电路12输出的电压被写入显示元素21内的像素电极，显示元素 21的光透射率根据被写入像素电极的电压变化。
背光源13设于液晶面板11的背面侧，对液晶面板11的背面照射背光源的光。图 3是示出背光源13的详细内容的图。背光源13如图3所示，包括(pXq)个LED单元22。LED单元22在行方向上各配置ρ个，在列方向上各配置q个，在整体上二维状配置。LED单元22包括红色LED23、绿色LEDM和蓝色LED25各1个。从包含于1个LED单元22的3个 LED23 25出射的光射到液晶面板11的背面的一部分。
背光源驱动电路14是背光源13的驱动电路。背光源驱动电路14基于从区域激活驱动处理部15输出的LED数据33，对背光源13输出控制LED23 25的亮度的信号(电压信号或电流信号)。LED23 25的亮度与单元内和单元外的LED的亮度独立地被控制。
液晶显示装置10的画面被分割为(p Xq)个区域，1个LED单元22与1个区域对应起来。区域激活驱动处理部15针对(pXq)个区域的每一个，基于区域内的R像素，求出与该区域对应的红色LED23的亮度(发光时的亮度)。同样地，绿色LED24的亮度基于区域内的G图像来决定，蓝色LED25的亮度基于区域内的B图像来决定。区域激活驱动处理部15求出背光源13所包括的所有的LED23 25的亮度，对背光源驱动电路14输出表示所求出的亮度的LED数据33。
另外，区域激活驱动处理部15基于LED数据33，求出液晶面板11所包括的所有的显示元素21的背光源的光的亮度(在与各显示元素21对应的部分由背光源的光显示的亮度)。而且，区域激活驱动处理部15基于输入图像31和背光源的光的亮度，求出液晶面板 11所包括的所有的显示元素21的光透射率，对面板驱动电路12输出表示所求出的光透射率的液晶数据32。
在液晶显示装置10中，R显示元素的亮度成为从背光源13出射的红色光的亮度与 R显示元素的光透射率的乘积。从1个红色LED23出射的光以对应的1个区域为中心射到多个区域。因此，R显示元素的亮度成为从多个红色LED23出射的光的亮度的合计与R显示元素的光透射率的乘积。同样地，G显示元素的亮度成为从多个绿色LED24出射的光的亮度的合计与G显示元素的光透射率的乘积，B显示元素的亮度成为从多个蓝色LED25出射的光的亮度的合计与B显示元素的光透射率的乘积。
根据如上构成的液晶显示装置10，基于输入图像31，求出作为用于在液晶面板11 中显示图像的数据的液晶数据32和LED数据33。并且，基于LED数据33控制LED23 25 的亮度，且基于液晶数据32控制显示元素21的光透射率，由此与从外部传送的RGB图像信号30相当的图像在液晶面板11中显示。
<1. 2区域激活驱动处理部的构成和动作>
图1是示出本实施方式的区域激活驱动处理部15的详细的构成的框图。区域激活驱动处理部15具备背光源数据处理部150和液晶数据算出部159。背光源数据处理部150 将输入图像31分割为多个区域，基于该输入图像31，求出表示与各区域对应的LED发光时的亮度(下面，也称为“LED输出值”)的LED数据33。液晶数据算出部159基于输入图像 31和LED数据33，求出表示液晶面板11所包括的所有的显示元素21的光透射率的液晶数据32。
在背光源数据处理部150中，作为用于执行规定的处理的构成要素，包括区域最大值检测部151、区域平均值算出部152、数据比较部153以及LED输出值算出部154，作为用于保存规定的数据的构成要素，包括控制用判断阈值存储部155。
区域最大值检测部151针对各区域，基于输入图像31，检测区域内的像素的亮度的最大值。该检测的最大值作为区域最大值34从区域最大值检测部151输出。区域平均值算出部152针对各区域，基于输入图像31算出区域内的像素的亮度的平均值。该算出的平均值作为区域平均值35从区域平均值算出部152输出。在控制用判断阈值存储部155中， 保存有作为为了决定基于什么来求出LED输出值所需的数据的控制用判断阈值36。此外， 需要将该控制用判断阈值36设定为最佳的值，使得背光源13(LED23 25)有效地点亮。
数据比较部153比较控制用判定阈值36和各区域的区域最大值34，对LED输出值算出部IM提供针对各区域的比较结果37。LED输出值算出部IM按照每一区域，根据数据比较部153的比较结果37求出LED输出值。此时，针对各区域，如果比较结果37示出区域最大值34比控制用判断阈值36大，则与区域最大值34对应的值(例如，区域最大值 34其值本身)成为LED输出值。另一方面，针对各区域，如果比较结果37示出区域最大值 34是控制用判断阈值36以下，则与区域平均值35对应的值(例如，区域平均值35其值本身)成为LED输出值。
如上所示，在本实施方式中，针对比事先设定的控制用判断阈值36高的亮度的像素所存在的区域，基于该区域内的像素的亮度的最大值决定LED输出值。另一方面，针对不存在比控制用判断阈值36高的亮度的像素的区域，基于该区域内的像素的亮度的平均值决定LED输出值。此外，在本实施方式中，利用区域最大值检测部151实现区域最大值检测部和比较用数据算出部，利用区域平均值算出部152实现区域平均值算出部，利用LED输出值算出部154实现背光源数据算出部，利用控制用判断阈值存储部155实现阈值数据保持部，利用液晶数据算出部159实现显示用数据算出部。另外，利用区域最大值34实现比较用数据，利用控制用判断阈值36实现阈值数据。
<1. 3区域激活驱动处理部的处理步骤>
图4是示出区域激活驱动处理部15的处理步骤的流程图。在区域激活驱动处理部15中，输入输入图像31所包括的颜色成分(下面，称为颜色成分C)的图像(步骤S11)。 在颜色成分C的输入图像中包括(mXn)个像素的亮度。
下面，区域激活驱动处理部15对颜色成分C的输入图像进行亚采样处理(平均化处理)，求出包括(spXsq)个(s是2以上的整数)的像素的亮度的缩小图像(步骤S12)。 在步骤S 12中，颜色成分C的输入图像在横向上被缩小到(sp/m)倍，在纵向上被缩小到 (sq/n)倍。下面，区域激活驱动处理部15将缩小图像分割为(pXq)个区域(步骤S 13)。 在各区域中包括(sXs)个像素的亮度。
下面，区域激活驱动处理部15针对(pXq)个区域的每一个，求出区域内像素的亮度的最大值(区域最大值)Ma(步骤S14)。而且，区域激活驱动处理部15针对(pXq)个区域的每一个，求出区域内像素的亮度的平均值(区域平均值)Me (步骤S15)。
下面，区域激活驱动处理部15比较上述控制用判断阈值存储部155所保持的控制用判断阈值Sth和在步骤S 14中求出的针对各区域的像素的亮度的最大值Ma (步骤S16)。 并且区域激活驱动处理部15根据在步骤S16中的比较结果，求出针对(pXq)个区域的每一个的LED输出值E (步骤S17)。此时，针对像素的亮度的最大值Ma比控制用判断阈值Sth 大的区域，与该最大值Ma对应的值成为LED输出值E。另一方面，针对像素的亮度的最大值Ma是控制用判断阈值Mh以下的区域，与像素的亮度的平均值Me对应的值成为LED输出值E。
下面，区域激活驱动处理部15对在步骤S17中求出的(p Xq)个LED输出值E使用亮度扩散滤子(点扩散滤子)，由此求出包括(tpXtq)个(t是2以上的整数)的亮度的第1背光源亮度数据(步骤S18)。在步骤S18中，(pXq)个LED输出值E在横向和纵向上分别扩大到t倍。此外，在亮度扩散滤子中，例如如图5所示，保存有作为为了算出各区域的显示亮度(推测为通过全部LED发光而在各区域中显示的亮度)而用数值表示了光的扩散方式的数据的PSF数据(Point Spread Filter Data 点扩散滤子数据)。
下面，区域激活驱动处理部15通过对第1背光源亮度数据进行线形插值处理来求出包括(mXn)个亮度的第2背光源亮度数据(步骤S19)。在步骤S19中，第1背光源亮度数据在横向上扩大到(m/tp)倍，在纵向上扩大到(n/tq)倍。第2背光源亮度数据表示当(P Xq)个颜色成分C的LED以在步骤S 17中求出的LED输出值E的亮度发光时，入射到(mXn)个颜色成分C的显示元素21的颜色成分C的背光源的光的亮度。
下面，区域激活驱动处理部15将第2背光源亮度数据所包括的(mXn)个亮度分别除以颜色成分C的输入图像所包括的(mXn)个像素的亮度，由此求出(mXn)个颜色成分C的显示元素21的光透射率T (步骤S20)。
最后，区域激活驱动处理部15针对颜色成分C，输出表示在步骤S20中求出的 (mXn)个光透射率T的液晶数据32和表示在步骤S 17中求出的(pXq)个LED输出值E 的LED数据33 (步骤S21)。此时，液晶数据32和LED数据33与面板驱动电路12和背光源驱动电路14的规格配合地转换为最佳范围的值。
区域激活驱动处理部15对R图像、G图像以及B图像进行图4所示的处理，由此基于包括(mXnX3)个像素的亮度的输入图像31，求出表示(mXnX3)个光透射率的液晶数据32和表示(pXqX:3)个LED输出值的LED数据33。
图6 是示出在 m = 1920、η = 1080、ρ = 32、q = 16、s = 10、t = 5 的情况下，得到液晶数据32和LED数据33为止的经过的图。如图6所示，对包括(1920X1080)个像素的亮度的颜色成分C的输入图像进行亚采样处理，由此可以得到包括(320X160)个像素的亮度的缩小图像。缩小图像被分割为(32X16)个区域(区域大小是(10X10)像素)。针对各区域求出像素的亮度的最大值Ma和平均值Me，由此得到包括(32X16)个区域最大值的最大值数据和包括(32X16)个区域平均值的平均值数据。
之后，针对各区域的像素的亮度的最大值Ma与控制用判断阈值Mh比较，根据其比较结果，如上所述求出各区域的LED输出值。由此，得到表示(32X16)个LED输出值的颜色成分C的LED数据33。
下面，在颜色成分C的LED数据33中使用亮度扩散滤子，由此得到包括(160X80) 个亮度的第1背光源亮度数据。而且，对第1背光源亮度数据进行线形插值处理，由此得到包括(1920X 1080)个亮度的第2背光源亮度数据。最后，将第2背光源亮度数据所包括的亮度除以输入图像所包括的像素的亮度，由此得到包括(1920X 1080)个光透射率的颜色成分C的液晶数据32。
此外，在图4和图6中，为了易于说明，区域激活驱动处理部15设为按顺序进行对各颜色成分的图像的处理，也可以分时地进行对各颜色成分的图像的处理。另外，在图4和图6中，区域激活驱动处理部15为了除去噪声，对输入图像进行亚采样处理，基于缩小图像进行区域激活驱动，但是也可以采用基于原来的输入图像进行区域激活驱动的构成。
<1.4 效果〉
根据本实施方式，在进行区域激活驱动的液晶显示装置中，各区域的LED输出值如下所示来决定。如果在区域内存在比事先设定的控制用判断阈值36高的亮度的像素，则 LED输出值基于该区域内的像素的亮度的最大值(区域最大值34)来决定。另一方面，如果在区域内不存在比控制用判断阈值36高的亮度的像素，则LED输出值基于该区域内的像素的亮度的平均值(区域平均值3 来决定。在此，通过将控制用判断阈值36设定为最佳的值而在包括要进行高灰度级显示的像素的区域中基于区域最大值34决定LED输出值，由此抑制亮度不足的发生，且在不包括要进行高灰度级显示的像素的区域中，基于区域平均值 35来决定LED输出值，由此降低功耗。
例如，在画面被分割为(3X5)个区域的液晶显示装置中，各区域的区域平均值35 如图7的(A)所示，假定各区域的区域最大值34如图7的(B)所示。另外，假定控制用判断阈值36设定为“180”。此时，在区域最大值34和区域平均值35不同的区域中用附图标记61、62所示的区域中，区域最大值34变得比180大。因此，针对区域61、62，区域最大值 34设为LED输出值。另一方面，在区域最大值34和区域平均值35不同的区域中用附图标记63 66所示的区域中，区域最大值34成为180以下。因此，针对区域63 66，区域平均值35设为LED输出值。其结果是，针对全区域的LED输出值如图7的(C)所示来决定。
下面，说明对区域激活驱动处理部15提供图20所示输入图像31时得到的整个画面的亮度分布。当着眼于用附图标记81的箭头所示的区域时，在该区域内的各区域中包括高灰度级的像素数据，因此，LED输出值基于区域最大值34来决定。因此，该区域的LED以高亮度来发光。另一方面，当着眼于用附图标记82、83的箭头所示的区域时，由低灰度级的像素数据构成的不包括特别高的灰度级的像素数据(不包括比控制用判断阈值36高的亮度的噪声数据)，因此，LED输出值基于区域平均值35来决定。因此，该区域的LED以低亮度来发光。其结果是，整个画面的亮度的分布成为图8所示的内容。
如上所示，基于本实施方式，在要进行高灰度级显示的区域内，LED以高亮度发光， 在除此以外的区域内LED不会不必要地以高亮度发光而是以适当的亮度发光。这样，在进行区域激活驱动的图像显示装置中，抑制要进行高灰度级显示的区域的亮度不足的发生， 并且实现低功耗化。
<1.5 变形例〉
在上述第1实施方式中，各区域的LED输出值根据区域最大值34与控制用判断阈值36的比较结果，设为与区域最大值34对应的值或与区域平均值35对应的值。但是，本发明不限于此。可以采用如下构成事先准备用于求出LED输出值的2个计算式，根据区域最大值34与控制用判断阈值36的比较结果，在每一区域中使用该2个计算式中的任一个。 下面说明该构成。
在本变形例中，用于求出LED输出值的2个计算式事先保存于LED输出值算出部 154。具体地说，作为用于求出针对区域最大值34比控制用判断阈值36大的区域的LED输出值El的计算式，在LED输出值算出部IM保存下式(1)，作为用于求出针对区域最大值 34是控制用判断阈值36以下的区域的LED输出值E2的计算式，在LED输出值算出部IM 保存下式⑵。
El = Ma X par 11 +Me X par 12+outpar 1 X par 13
…(1)
E2 = Ma X par21+Me X par22+outpar2 X par23
... (2)
在此，Ma表示区域最大值，Me表示区域平均值，outparl和outpar2表示在LED输出值的能取得的值的范围内设定的值，par 1U par 12, par 13, par2U par22以及par23表示从外部任意地设定的值。
但是，根据上式(1)，有时E 1的值作为LED输出值而超过能取得的值的最大值。 在这种情况下，作为LED输出值，能取得的值的最大值成为El的值。E2的值也是同样的。
如上所述，在LED输出值算出部巧4保存2个计算式的构成中，与上述第1实施方式同样地，数据比较部153比较控制用判断阈值36和各区域的区域最大值34，向LED输出值算出部IM提供针对各区域的比较结果37。并且，如果比较结果37示出区域最大值34 比控制用判断阈值36大，则LED输出值算出部巧4基于上式(1)求出LED输出值。另一方面，如果比较结果37示出区域最大值34是控制用判断阈值36以下，则LED输出值算出部 154基于上式(2)求出LED输出值。
下面，举出具体例来说明。此外，在此，在画面被分割为(3XQ个区域的液晶显示装置中，假定各区域的区域平均值35如图9的(A)所示，各区域的区域最大值34如图9的 (B)所示。另外，假定控制用判断阈值 36、outparl、outpar2、parll、par 12、parl3、par21、 par22以及par23如下所示进行设定。控制用判断阈值=180，outpar 1 = 255，outpar2 =0，par 11 = 0. 8，par 12 = 0. 2，par 13 = 0，par21 = 0. 2，par22 = 0. 7，par33 = 0. 1。
根据图9的㈧和图9的(B)，当着眼于区域最大值34和区域平均值35不同的区域61 66时，该区域61 66的LED输出值如下所示被算出。此外，算出结果的小数点以下被舍去。
针对区域61、62，区域最大值34比180大。因此，LED输出值基于上式(1)如下地被算出。
区域 61 :E1 = 192X0. 8+64X0. 2+255X0 = 166
区域 62 :E1 = 192X0. 8+128X0. 2+255X0 = 179
针对区域63 66，区域最大值34成为180以下。因此，LED输出值基于上式(2) 如下地被算出。
区域 63 :E2 = 128X0. 2+96X0. 7+0X0. 1 = 92
区域 64 :E2 = 160X0. 2+144X0. 7+0X0. 1 = 132
区域 65 :E2 = 96X0. 2+64 X 0. 7+0 X0. 1 = 64
区域 66 :E2 = 160X0. 2+128X0. 7+0X0. 1 = 121
另外，针对区域最大值34与区域平均值35相等的区域，如果区域最大值34比控制用判断阈值36大，则基于上式(1)算出LED输出值，如果区域最大值34是控制用判断阈值36以下，则基于上式(2)算出LED输出值。此外，根据上式(2)，par21和par22的和成为0. 9，且outparf设定为0。因此，与上述第1实施方式不同，针对区域最大值34和区域平均值35相等的区域中区域最大值34成为控制用判断阈值36以下的区域，LED输出值成为比区域平均值35(=区域最大值34)小的值。
如上所示针对各区域，根据区域最大值34与控制用判断阈值36的比较结果，可以使用上式(1)或上式O)的一个求出LED输出值。其结果是，针对全区域的LED输出值如图9的(C)所示来决定。这样即使在本变形例中，将用于求出LED输出值的计算式的参数 (outparU outpar2> par 11、par 12> par 13> par21> par22> par23) Ij^MiM^O., fiitt 可以抑制要进行高灰度级显示的区域的亮度不足的发生并且降低功耗。
<2.第2实施方式〉
<2.1构成和动作〉
下面，说明本发明的第2实施方式。整体构成和动作概要与上述第1实施方式相同，因此，省略说明(参照图2和图3)。图10是示出本实施方式的区域激活驱动处理部15 的详细构成的框图。在本实施方式中，除了上述第1实施方式的构成要素以外，在背光源数据处理部150中设有阈值比较值算出部156。
区域最大值检测部151和区域平均值算出部152进行与上述第1实施方式同样的动作。阈值比较值算出部156针对各区域，接受从区域最大值检测部151输出的区域最大值34和从区域平均值算出部152输出的区域平均值35，将通过从区域最大值34减去区域平均值35而得到的值作为在数据比较部153中要作为控制用判断阈值36的比较对象的值 (下面，称为“阈值比较值”)38而输出。数据比较部153比较控制用判断阈值36和各区域的阈值比较值38，向LED输出值算出部IM提供针对各区域的比较结果37。LED输出值算出部巧4按照每一区域，根据数据比较部153的比较结果37求出LED输出值。此时，针对各区域，如果比较结果37示出阈值比较值38比控制用判断阈值36大，则与区域最大值34 对应的值作为LED输出值。另一方面，针对各区域，如果比较结果37示出阈值比较值38是控制用判断阈值36以下，则与区域平均值35对应的值作为LED输出值。
这样，在本实施方式中，如果区域内像素的亮度的最大值与平均值的差比事先设定的控制用判断阈值36大时，则针对该区域，基于像素的亮度的最大值决定LED输出值。 另一方面，如果区域内像素的亮度的最大值与平均值的差是事先设定的控制用判断阈值36 以下时，则针对该区域，基于像素的亮度的平均值决定LED输出值。此外，在本实施方式中， 利用阈值比较值算出部156实现比较用数据算出部，利用阈值比较值38实现比较用数据。
<2. 2 效果〉
基于本实施方式，除了可以得到与上述第1实施方式同样的效果以外，在包括噪声数据的区域中可以得到抑制背光源的亮度不必要地变高的效果。下面说明该内容。
作为包括要进行高灰度级显示的像素的数据的图像数据并且是要抑制亮度不足的发生的图像数据，典型地说，如图11的(A)所示，可以举出在扩展到比较宽的区域的低灰度级像素数据中，高灰度级像素数据存在于比较窄的区域内这样的图像数据。另外，作为噪声数据，典型地说，如图11的(B)所示，可以举出高灰度级的像素数据和低灰度级的像素数据不规则地混合存在的图像数据。此外，图11的㈧和图11的⑶示出的图像数据分别是1个区域的图像数据。
在此，针对图11的(A)示出的图像数据，区域最大值34成为较高值，区域平均值 35成为较低值。因此，区域最大值34与区域平均值35的差变得较大。另一方面，针对图 11的(B)示出的图像数据，区域最大值34成为较高值，区域平均值35成为中间值。因此， 区域最大值34与区域平均值35的差变得较小。因此，可以基于区域最大值34与区域平均值35的差，区别图11的㈧示出的图像数据和图11的⑶示出的图像数据。
因此，在本实施方式中，通过从区域最大值34减去区域平均值35而得到的值成为阈值比较值38，针对阈值比较值38比控制用判断阈值36大的区域，基于区域最大值34决定LED输出值，针对阈值比较值38成为控制用判断阈值36以下的区域，基于区域平均值35 决定LED输出值。由此，通过将控制用判断阈值36事先设定为最佳的值，在图11的㈧所示的图像数据的区域中，基于区域最大值34决定LED输出值，由此抑制亮度不足的发生，且在图11的(B)所示的图像数据的区域中，基于区域平均值35决定LED输出值，由此，降低功耗。
例如，在画面被分割为(3X5)个区域的液晶显示装置中，假定各区域的区域平均值35如图12的㈧所示，各区域的区域最大值35如图12的⑶所示。另外，假定控制用判断阈值36设定为“100”。此时，各区域的阈值比较值38 (区域最大值34与区域平均值 35的差)如图12的(C)所示。在此，着眼于阈值比较值38成为0以外的值的区域61 66。针对区域61，阈值比较值38比100大。因此，针对区域61，区域最大值34成为LED输出值。而针对区域62 66，阈值比较值38成为100以下。因此，针对区域62 66，区域平均值35成为LED输出值。其结果是，针对全区域的LED输出值如图12的(D)所示来决定。
这样，在本实施方式中，针对噪声数据，考虑区域最大值34与区域平均值35的差比较小，根据区域最大值34与区域平均值35的差与事先设定的控制用判断阈值36的比较结果，决定LED输出值。此时，针对区域最大值34与区域平均值35的差是控制用判断阈值 36以下的区域，根据区域平均值35决定LED输出值。由此，在包括噪声数据的区域中抑制背光源的亮度不必要地变高，进一步降低功耗。
<2. 3 其它〉
与上述第1实施方式同样地，在本实施方式中，可以采用如下构成事先具备用于求出LED输出值的2个计算式，根据区域最大值34与控制用判断阈值36的比较结果，按照每一区域使用该2个计算式中的任一个(上述第1实施方式的变形例的构成)。
<3.第3实施方式〉
<3.1构成和动作〉
下面，说明本发明的第3实施方式。整体构成和动作概要与上述第1实施方式相同，因此，省略说明(参照图2和图3)。图13是示出本实施方式的区域激活驱动处理部15 的详细构成的框图。在本实施方式中，除了上述第1实施方式的构成要素以外，在背光源数据处理部150中设有各区域直方图生成部157a和阈值比较值算出部156。
区域最大值检测部151和区域平均值算出部152进行与上述第1实施方式同样的动作。各区域直方图生成部157a基于输入图像31，按照每一区域生成表示每个亮度的值的出现频数的分布的直方图39。阈值比较值算出部156针对各区域，基于用各区域直方图生成部157a生成的直方图39，求出阈值比较值38。数据比较部153和LED输出值算出部 154进行与上述第2实施方式相同的动作。
下面，说明阈值比较值算出部156的阈值比较值38的求出方法。在此，假定针对某区域得到图14所示的直方图39。此外，在图14中，横轴表示亮度值，纵轴表示出现频数。 在本实施方式中，作为求出阈值比较值38时所用的参数，设有亮度值用参数Ll和出现频数用参数F1。并且，根据与亮度不足的抑制、功耗的降低有关的用户的要求程度等，在亮度值用参数Ll和出现频数用参数Fl中事先设定有值。
阈值比较值算出部156首先基于直方图39，提取亮度值是亮度值用参数Ll的值以上的数据，且提取出现频数是出现频数用参数Fl的值以上的数据。由此，在图14中，提取用附图标记71示出部分的数据。接着，阈值比较值算出部156求出针对该提取数据的亮度值的平均值。这样求出的平均值成为本实施方式的阈值比较值38。在图14示出的例子中，阈值比较值38成为“180”。
如上所示，在本实施方式中，针对基于直方图39求出的阈值比较值38比控制用判断阈值36大的区域，基于该区域内像素的亮度的最大值来决定LED输出值，针对基于直方图39求出的阈值比较值38成为控制用判断阈值36以下的区域，基于该区域内的像素的亮度的平均值来决定LED输出值。此外，在本实施方式中，利用各区域直方图生成部157a实现第1直方图生成部。另外，亮度值用参数Ll的值相当于第1规定值，出现频数用参数Fl 的值相当于第2规定值。
<3. 2 效果〉
根据本实施方式，根据用户的要求等，适当地设定用于求出阈值比较值38的参数 (亮度值用参数Ll和出现频数用参数Fl)的值，由此与上述第1和第2实施方式同样地， 在进行区域激活驱动的图像显示装置中，抑制要进行高灰度级显示的区域的亮度不足的发生，并且实现低功耗化。
<3. 3 变形例〉
下面，说明上述第3实施方式的变形例。在本变形例中，仅阈值比较值算出部156 的阈值比较值38的求出方法与上述第3实施方式不同，因此，下面，仅说明阈值比较值38 的求出方法。此外，在此，假定针对某区域得到图15所示直方图39。
在本变形例中，作为求出阈值比较值38时所用的参数，设有亮度值用参数L2和出现频数用参数F2。并且，与上述第3实施方式同样地，根据与亮度不足的抑制、功耗的降低相关的用户的要求程度等，在亮度值用参数L2和出现频数用参数F2中事先设定有值。此外，在本变形例中，亮度值用参数L2的值相当于第3规定值，出现频数用参数F2的值相当于第4规定值。
阈值比较值算出部156首先基于直方图39，提取亮度值是亮度值用参数L2的值以上的数据，且提取出现频数是出现频数用参数F2的值以上的数据。由此，提取在图15中用附图标记72示出部分的数据。并且，阈值比较值算出部156求出针对该提取到的数据的亮度值的平均值。将这样求出的平均值在此作为第1平均值Avel。下面，阈值比较值算出部 156基于直方图39，提取亮度值未到亮度值用参数L2的值的数据，且提取出现频数是出现频数用参数F2的值以上的数据。由此，提取在图15中用附图标记73示出部分的数据。并且，阈值比较值算出部156求出针对该提取到的数据的亮度值的平均值。将这样求出的平均值在此作为第2平均值Ave2。而且，阈值比较值算出部156从第1平均值Avel减去第2 平均值Ave2。通过该减法得到的值成为本实施方式的阈值比较值38。在图15所示的例子中，第1平均值Avel成为“220”，第2平均值Ave2成为“60”。因此，阈值比较值38成为作为通过从“220”减去“60”而得到的值的“ 160”。
根据如上所示求出的阈值比较值38与控制用判断阈值36的比较结果来决定LED 输出值，由此在进行区域激活驱动的图像显示装置中，抑制要进行高灰度级显示的区域的亮度不足的发生，并且实现低功耗化。
<4.与控制用判断阈值的设定有关的变形例〉
在上述各实施方式中，在控制用判断阈值存储部155中保存有事先设定的控制用判断阈值36，但是本发明不限于此。下面，说明与控制用判断阈值36的设定有关的各种变形例。此外，在下面说明的图16、图17中，示出了使上述第1实施方式的区域激活驱动处理部15的构成(图1)变形的例子，但是也可以同样地使上述第2和第3实施方式的构成 (图10、图23)变形。
<4.1第1变形例〉
图16是示出第1变形例的区域激活驱动处理部15的详细构成的框图。在本变形例中，如图16所示，设有用于从区域激活驱动处理部15的外部设定控制用判断阈值 36的控制用判断阈值设定部17。当举出具体例时，作为控制用判断阈值设定部17，设有 ⑶I (Graphical User hterface 图形化用户界面)画面，用户使用该⑶I画面输入的值作为控制用判断阈值36而保存在控制用判断阈值存储部155中。这样，根据本变形例，用户可以直接地设定控制用判断阈值36。
<4. 2第2变形例>
在本变形例中，与上述第1变形例同样地，如图16所示构成区域激活驱动处理部 15。本变形例的控制用判断阈值设定部17根据该液晶显示装置10的状态(由用户设定的模式)设定控制用判断阈值36。例如，作为AV位置模式(为了进行与用户的喜好相应的画质的调整而设置的模式)，假定在该液晶显示装置10中设有“动态模式”、“标准模式”、“电影模式”以及“计算机模式”这4个模式。并且，假定该各模式与控制用判断阈值36如下所示对应起来。动态模式50、标准模式150、电影模式200、计算机模式255。此时，假设当由用户选择电影模式时，控制用判断阈值设定部17将作为与电影模式对应起来的值的 “200”作为控制用判断阈值36保存在控制用判断阈值存储部155中。这样，根据本变形例， 按照由用户选择的(示出液晶显示装置10的状态)模式，设定控制用判断阈值36。
<4. 3第3变形例>
在本变形例中，与上述第1变形例同样地，如图16所示构成区域激活驱动处理部 15。本变形例的控制用判断阈值设定部17使用遥控器等根据由用户设定的内容设定控制用判断阈值36。例如，假定在该液晶显示装置10中设有(用户)从“高”、“中”、“低”以及 “关闭”这4个选择项中选择峰值亮度的功能。并且，假定该各选择项与控制用判断阈值36 如下所示事先对应起来。
高50、中100、低200、关闭255。
此时，当假定由用户选择“高”这一选择项时，控制用判断阈值设定部17将作为与 “高”这一选择项对应起来的值的“50”作为控制用判断阈值36而保存在控制用判断阈值存储部155中。这样，根据本变形例，按照由用户从事先准备的选择项中选择的选择项，设定控制用判断阈值36。
<4. 4第4变形例>
图17是示出第4变形例的区域激活驱动处理部15的详细构成的框图。在本变形例中，除了上述各实施方式的构成要素以外，在背光源数据处理部150中设有全区域直方图生成部157b和控制用判断阈值算出部158。此外，利用全区域直方图生成部157b实现第 2直方图生成部，利用控制用判断阈值算出部158实现阈值数据算出部。
全区域直方图生成部157b基于输入图像31，生成表示全区域(不是每一区域)的每个亮度的值的出现频数的分布的直方图40。控制用判断阈值算出部158基于该直方图 40求出控制用判断阈值36，在控制用判断阈值存储部155中保存该控制用判断阈值36。此时，输入图像31能取得的亮度值中出现频数最多的亮度值设为控制用判断阈值36。例如， 假定由全区域直方图生成部157b生成了图18所示的直方图40。此时，出现频数最多的亮度值是“60”，因此，控制用判断阈值36设为“60”。这样，根据本变形例，基于输入图像31 生成直方图40，出现频数最多的亮度值设为控制用判断阈值36。
<4. 5第5变形例〉
在本变形例中，与上述第4变形例同样地，如图17所示构成区域激活驱动处理部 15。但是，控制用判断阈值算出部158的控制用判断阈值36的求出方法与上述第4变形例不同。在本变形例中，作为求出控制用判断阈值36时所用的参数，设有出现频数用参数F3。 此外，该出现频数用参数F3相当于第5规定值。
控制用判断阈值算出部158首先基于由全区域直方图生成部157b生成的直方图 40，提取出现频数是出现频数用参数F3的值以上的数据。控制用判断阈值算出部158接着求出针对该提取数据的亮度值的平均值。这样求出的平均值设为控制用判断阈值36。例如， 假定由全区域直方图生成部157b生成图19所示的直方图40。此时，首先，提取在图19中用附图标记74、75示出的部分数据。下面，算出该提取到的数据的亮度值的平均值。并且， 作为其算出结果的“140”设为控制用判断阈值36。这样，根据本变形例，基于输入图像31 生成直方图40，以事先设定的频数以上出现的亮度值的数据的平均值设为控制用判断阈值 36。
<5.其它〉
在上述各实施方式中，举例说明了液晶显示装置，但是本发明不限于此。在具备背光源并进行区域激活驱动的任意的图像显示装置中，如上所述求出各区域的LED输出值， 由此可以得到与液晶显示装置的情况相同的效果。
另外，在上述各实施方式中，使用针对亮度数据的最大值、平均值等进行了用于算出LED输出值的处理，但是本发明不限于此，可以使用针对灰度级数据的最大值、平均值等进行算出LED输出值的处理。
而且，在上述各实施方式中，以作为背光源13使用了 RGB的3色LED (图3的红色 LED23、绿色LED24以及蓝色LED2Q为前提。但是，即使在将白色LED用作背光源13的构成中，也可以使用本发明。在这种情况下，针对向背光源驱动电路14提供的LED数据33的求出方法，可以考虑2个方法。第1方法是针对R图像、G图像以及B图像的每一个求出LED 输出值，将该求出的3个LED输出值中最大的值设为LED数据33的方法。第2方法是按照每一像素(每一单位像素)提取RGB的数据中的最大值，将使用该提取到的(针对全像素的)最大值求出的LED输出值设为LED数据33的方法。此外，从通用性的观点来看，优选第1方法，从电路规模、成本的观点来看，优选第2方法。
附图标记说明
10 液晶显示装置
11 液晶面板
12:面板驱动电路
13 背光源
14 背光源驱动电路
15 区域激活驱动处理部
16 RGB信号处理部
31 输入图像
32 液晶数据
33 LED数据
34 区域最大值
35 区域平均值
36 控制用判断阈值
37 比较结果
38 阈值比较值
39,40 直方图
150背光源数据处理部
151区域最大值检测部
152区域平均值算出部
153数据比较部
154:LED输出值算出部
155控制用判断阈值存储部
156阈值比较值算出部
157a:各区域直方图生成部
157b 全区域直方图生成部
158控制用判断阈值算出部
159液晶数据算出部
权利要求
1.一种图像显示装置，其特征在于， 具有控制背光源的亮度的功能， 具备显示面板，其包括多个显示元素； 背光源，其包括多个光源；背光源数据处理部，其将输入图像分割为多个区域，基于上述输入图像来求出背光源数据，上述背光源数据表示与各区域对应的光源发光时的亮度，显示用数据算出部，其基于上述输入图像和上述背光源数据，求出用于控制上述显示元素的光透射率的显示用数据，面板驱动电路，其基于上述显示用数据，对上述显示面板输出控制上述显示元素的光透射率的信号；以及背光源驱动电路，其基于上述背光源数据，对上述背光源输出控制上述光源的亮度的信号，上述背光源数据处理部具有阈值数据保持部，其保持为了求出上述背光源数据而设定的阈值数据； 比较用数据算出部，其基于上述输入图像，按照每一区域求出要作为上述阈值数据的比较对象的比较用数据；数据比较部，其比较上述阈值数据和上述比较用数据；以及背光源数据算出部，其按照每一区域，根据上述数据比较部的比较结果求出上述背光源数据。
2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于， 上述背光源数据处理部还具有区域最大值检测部，其检测区域最大值，上述区域最大值是以针对各区域的上述输入图像为基础的亮度或灰度级的最大值；和区域平均值算出部，其算出区域平均值，上述区域平均值是以针对各区域的上述输入图像为基础的亮度或灰度级的平均值，上述比较用数据算出部将上述区域最大值、上述区域平均值和通过使用了上述区域最大值和上述区域平均值的运算处理而得到的值中的任一个作为上述比较用数据。
3.根据权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于，上述比较用数据算出部将上述区域最大值作为上述比较用数据， 上述背光源数据算出部基于上述数据比较部的比较结果，针对上述比较用数据比上述阈值数据大的区域，将与上述区域最大值对应的值作为上述背光源数据，针对上述比较用数据比上述阈值数据小的区域，将与上述区域平均值对应的值作为上述背光源数据。
4.根据权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于，上述比较用数据算出部将通过从上述区域最大值减去上述区域平均值而得到的值作为上述比较用数据，上述背光源数据算出部基于上述数据比较部的比较结果，针对上述比较用数据比上述阈值数据大的区域，将与上述区域最大值对应的值作为上述背光源数据，针对上述比较用数据比上述阈值数据小的区域，将与上述区域平均值对应的值作为上述背光源数据。
5.根据权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于，上述背光源数据算出部分别用下面的公式求出针对上述比较用数据比上述阈值数据大的区域的上述背光源数据E 1和针对上述比较用数据比上述阈值数据小的区域的上述背光源数据E2 El = Ma X par 11 +Me X par 12+outpar 1 X par 13 E2 = Ma X par21+Me X par22+outpar2 X par23在此，Ma表示上述区域最大值，Me表示上述区域平均值，outparl和outpar2表示在上述背光源数据能取得的值的范围内设定的值，pariU parl2、parl3、par21、par22以及 par23表示从外部任意地设定的值。
6.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，上述背光源数据处理部还具有第1直方图生成部，上述第1直方图生成部基于上述输入图像，生成表示针对各区域的亮度或灰度级的出现频数的分布的直方图，上述比较用数据算出部基于由上述第1直方图生成部生成的直方图来求出上述比较用数据。
7.根据权利要求6所述的图像显示装置，其特征在于，上述比较用数据算出部基于上述直方图，提取事先设定的第1规定值以上的亮度或灰度级的数据中的表示事先设定的第2规定值以上的出现频数的亮度或灰度级的数据，将该提取到的数据的平均值作为上述比较用数据。
8.根据权利要求6所述的图像显示装置，其特征在于， 上述比较用数据算出部基于上述直方图，提取事先设定的第3规定值以上的亮度或灰度级的数据中的表示事先设定的第4规定值以上的出现频数的亮度或灰度级的数据，将该提取到的数据的平均值作为第1平均值来求出，基于上述直方图，提取上述第3规定值以下的亮度或灰度级的数据中的表示上述第4 规定值以上的出现频数的亮度或灰度级的数据，将该提取到的数据的平均值作为第2平均值来求出，将通过从上述第1平均值减去上述第2平均值而得到的值作为上述比较用数据。
9.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于， 还具备用于从外部设定上述阈值数据的阈值数据设定部。
10.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于， 上述背光源数据处理部还具有第2直方图生成部，其基于上述输入图像，生成表示全部区域的亮度或灰度级的出现频数的分布的直方图；和阈值数据算出部，其基于由上述第2直方图生成部生成的直方图，求出上述阈值数据。
11.根据权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于，上述阈值数据算出部基于上述直方图，将上述输入图像能取得的亮度或灰度级中的出现频数最大的亮度或灰度级作为上述阈值数据。
12.根据权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于，上述阈值数据算出部基于上述直方图，提取表示事先设定的第5规定值以上的出现频数的亮度或灰度级的数据，将该提取到的数据的平均值作为上述阈值数据。
13.一种图像显示方法，其特征在于，是具备显示面板和背光源的图像显示装置的图像显示方法，上述显示面板包括多个显示元素，上述背光源包括多个光源， 上述图像显示方法包括背光源数据处理步骤，将输入图像分割为多个区域，基于上述输入图像，求出表示与各区域对应的光源发光时的亮度的背光源数据；显示用数据算出步骤，基于上述输入图像和上述背光源数据，求出用于控制上述显示元素的光透射率的显示用数据；面板驱动步骤，基于上述显示用数据，对上述显示面板输出控制上述显示元素的光透射率的信号；以及背光源驱动步骤，基于上述背光源数据，对上述背光源输出控制上述光源的亮度的信号，上述背光源数据处理步骤包括比较用数据算出步骤，基于上述输入图像，按照每一区域求出要作为为了求出上述背光源数据而设定的阈值数据的比较对象的比较用数据；数据比较步骤，比较上述阈值数据和上述比较用数据；以及背光源数据算出步骤，按照每一区域，根据在上述数据比较步骤中得到的比较结果求出上述背光源数据。
14.根据权利要求13所述的图像显示方法，其特征在于， 上述背光源数据处理步骤还包括区域最大值检测步骤，检测区域最大值，上述区域最大值是以针对各区域的上述输入图像为基础的亮度或灰度级的最大值；和区域平均值算出步骤，算出区域平均值，上述区域平均值是以针对各区域的上述输入图像为基础的亮度或灰度级的平均值，在上述比较用数据算出步骤中，将上述区域最大值、上述区域平均值和通过使用了上述区域最大值和上述区域平均值的运算处理而得到的值中的任一个作为上述比较用数据。
15.根据权利要求14所述的图像显示方法，其特征在于，在上述比较用数据算出步骤中，将上述区域最大值作为上述比较用数据， 在上述背光源数据算出步骤中，基于在上述数据比较步骤中得到的比较结果，针对上述比较用数据比上述阈值数据大的区域，将与上述区域最大值对应的值作为上述背光源数据，针对上述比较用数据比上述阈值数据小的区域，将与上述区域平均值对应的值作为上述背光源数据。
16.根据权利要求14所述的图像显示方法，其特征在于，在上述比较用数据算出步骤中，将通过从上述区域最大值减去上述区域平均值而得到的值作为上述比较用数据，在上述背光源数据算出步骤中，基于在上述数据比较步骤中得到的比较结果，针对上述比较用数据比上述阈值数据大的区域，将与上述区域最大值对应的值作为上述背光源数据，针对上述比较用数据比上述阈值数据小的区域，将与上述区域平均值对应的值作为上述背光源数据。
17.根据权利要求14所述的图像显示方法，其特征在于，在上述背光源数据算出步骤中，分别用下面的公式求出针对上述比较用数据比上述阈值数据大的区域的上述背光源数据E 1和针对上述比较用数据比上述阈值数据小的区域的上述背光源数据E2 El = Ma X par 11 +Me X par 12+outpar 1 X par 13 E2 = Ma X par21+Me X par22+outpar2 X par23在此，Ma表示上述区域最大值，Me表示上述区域平均值，outparl和outpar2表示在上述背光源数据能取得的值的范围内设定的值，parll、par 12,par 13、par21、par22以及 par23表示从外部任意地设定的值。
18.根据权利要求13所述的图像显示方法，其特征在于，在上述背光源数据处理步骤中，还包括第1直方图生成步骤，上述第1直方图生成步骤是基于上述输入图像，生成表示针对各区域的亮度或灰度级的出现频数的分布的直方图，在上述比较用数据算出步骤中，基于在上述第1直方图生成步骤中生成的直方图来求出上述比较用数据。
19.根据权利要求18所述的图像显示方法，其特征在于，在上述比较用数据算出步骤中，基于上述直方图，提取事先设定的第1规定值以上的亮度或灰度级的数据中的表示事先设定的第2规定值以上的出现频数的亮度或灰度级的数据，将该提取到的数据的平均值作为上述比较用数据。
20.根据权利要求18所述的图像显示方法，其特征在于， 在上述比较用数据算出步骤中，基于上述直方图，提取事先设定的第3规定值以上的亮度或灰度级的数据中的表示事先设定的第4规定值以上的出现频数的亮度或灰度级的数据，将该提取到的数据的平均值作为第1平均值来求出，基于上述直方图，提取上述第3规定值以下的亮度或灰度级的数据中的表示上述第4 规定值以上的出现频数的亮度或灰度级的数据，将该提取到的数据的平均值作为第2平均值来求出，将通过从上述第1平均值减去上述第2平均值而得到的值作为上述比较用数据。
21.根据权利要求13所述的图像显示方法，其特征在于， 还包括用于从外部设定上述阈值数据的阈值数据设定步骤。
22.根据权利要求13所述的图像显示方法，其特征在于， 上述背光源数据处理步骤还包括第2直方图生成步骤，基于上述输入图像，生成表示全部区域的亮度或灰度级的出现频数的分布的直方图；和阈值数据算出步骤，基于由上述第2直方图生成步骤生成的直方图，求出上述阈值数据。
23.根据权利要求22所述的图像显示方法，其特征在于，在上述阈值数据算出步骤中，基于上述直方图，将上述输入图像能取得的亮度或灰度级中的出现频数最大的亮度或灰度级作为上述阈值数据。
24.根据权利要求22所述的图像显示方法，其特征在于，在上述阈值数据算出步骤中，基于上述直方图，提取表示事先设定的第5规定值以上的出现频数的亮度或灰度级的数据，将该提取到的数据的平均值作为上述阈值数据。
全文摘要
在进行区域激活驱动的图像显示装置中，抑制要进行高灰度级显示的区域的亮度不足的发生，并且实现低功耗化。区域最大值检测部(151)基于输入图像来检测区域内的像素的亮度的最大值(区域最大值)(34)。区域平均值算出部(152)基于输入图像来算出区域内的像素的亮度的平均值(区域平均值)(35)。数据比较部(153)比较在控制用判断阈值存储部(155)中保存的控制用判断阈值(36)和各区域的区域最大值(34)，输出针对各区域的比较结果。LED输出值算出部(154)针对区域最大值(34)比控制用判断阈值(36)大的区域，将与区域最大值(34)对应的值作为LED输出值，针对区域最大值(34)是控制用判断阈值(36)以下的区域，将与区域平均值(35)对应的值作为LED输出值。
文档编号G09G3/20GK102498508SQ20108003988
公开日2012年6月13日 申请日期2010年5月7日 优先权日2009年9月7日
发明者乙井克也, 合志清一, 桥本胜照, 藤原晃史 申请人:夏普株式会社