显示控制装置和方法、及程序的制作方法

专利名称：显示控制装置和方法、及程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显示控制装置和方法、及程序，更具体地涉及一种能够 使用简单处理来适当地控制将由背光发射的光的亮度的显示控制装置和方 法、及程序。
背景技术：
迄今为止，作为使用透射型液晶板的液晶显示设备，已经提出了这样的 液晶显示设备，即，其中使用多个背光来改变使得进入液晶板上的每个显示 区域(块)的光量，并且实现了待显示图像的亮度的动态范围扩展(例如， 参考专利文献1 )。
如上所述，在其中多个背光中的每一个使得光进入与液晶板对应的相应 一个显示区域的情况下，如图1中所示，从待显示图像的图像信号获得将要 由每个背光发射的光量。
也就是，在图1中，阶梯形(step-shaped)波形的图像信号(由箭头All表 示)被输入到发光量计算单元11和除法单元12。基于该图像信号，发光量 计算单元11计算将要从一个背光13发射的光量。而且，除法单元12用所提 供的图像信号除以来自发光量计算单元11的光量，从而计算与背光13对应 的液晶板14的显示区域中的光的透射率。同时，在图l的波形中，水平轴表 示背光的水平位置，并且中心位置表示背光13的中心位置。
这里， 一个背光13的尺寸大于液晶板14的显示区域的像素的尺寸。因 此，基于与背光13对应的液晶板14的显示区域上显示的图像的每个像素的 像素值，来计算背光13的光量。
然后，当计算光量时，背光13基于由发光量计算单元11所计算的光量 来发光，并且使得光进入液晶板14。结果，从背光13发射由箭头A12表示 的波形的光。即，由于来自背光13的光被散射(diffuse),因此光中心处的 光量最大，并且光量随着距中心的距离增加而减少。
而且，液晶板14允许来自背光13的光以箭头A13表示的波形，即，以由除法单元12计算的透射率，被发射通过。结果，在液晶板14的显示区域
中，如由箭头A14所示，显示与输入图像信号的图像几乎相同的图像。
如上所示，基于输入图像信号来确定每个背光的发光级别。 然而，当基于每一块(如上所述被简单划分的)的输入图像信号的信息 如上直接计算发光级别时，输入图像信号不具有块内位置信息，并且不考虑 所述块发光时的散射。结果，在散射光的级别较低的情况下，会出现具有亮 度不足的像素。
然而，如果增加发光级别来防止这样的亮度不足，则块会发射多余的光， 从而会牺牲原始的优点，例如，功耗的降低以及黑电平的改善。
而且，在实际的发光时间，由于在划分区域的外部光被散射，因此其中 考虑其它块的发光的影响的计算变得必要。在其中将要仅从所包括的输入图 像信号中如上直接计算背光值的情况中，由于忽略了其他块的状态，因此所 述块发射多余的光。已经考虑了 一种使用全体帧的平均值和直方图来控制发 光量的方法，但是不能进行对每个局部块的发光量的优化。
因此，已经提出了这样一种技术，其中考虑并调整了其他块的发光级别，
达到与划分的数量(the number of divisions )对应的量的阶的方程组 (simultaneous equations )被求解来计算和调整每个块的发光级别(例如，参 考专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:曰本待审专利申请公开号No. 2007-322901 专利文献2:日本待审专利申请公开号No. 2007-03425
发明内容
技术问题
然而，在专利文献2中公开的技术中，具体地，在其中划分的数量增加 的情况下，存在使用硬件的求解计算和实时处理变得困难的风险，而且在划 分数量进一步增加的情况下还存在无法实现的风险。
而且，作为一种考虑除了对其执行处理的块的影响以外的影响的技术， 考虑了循环型的计算方法，其中每次确定划分区域之一，计算整个影响。这 具有计算量变大且无法实现实时处理的风险。鉴于上述环境作出了本发明，并且控制显示器以便背光通过使用一种简
单的计算方法来考虑除了处理被执行的块以外的块的散射的影响，以块为单 位以最佳亮度来发光。 技术方案
一种根据本发明一方面的显示控制装置包括外围代表值计算部件，用
于计算在由多个块组成的背光当中由感兴趣块的背光和该感兴趣块外围中的
块的背光的亮度的平均，作为外围代表值；外围贡献(contribution)量计算 部件，用于从外围代表值减去感兴趣块的亮度，以便计算外围块对感兴趣块 的亮度的外围贡献量；和背光亮度量计算部件，用于在基于图像信号的感兴 趣块的发光的必需亮度与外围贡献量之间的差的基础上，计算背光亮度。
所述外围代表值计算部件可以包括相邻平均计算部件，用于计算存在 于感兴趣块邻近的相邻块的亮度的平均值作为相邻平均值，所述平均值被分 配有与距感兴趣块的距离相一致的加权；和外围平均计算部件，用于计算处 于比相邻块距感兴趣块更远位置的、存在于感兴趣块外围的外围块的输出亮 度的平均值作为外围平均值，并且可以基于相邻平均值与外围平均值之间的 加权平均来计算外围代表值。
所述图像处理装置还可以包括亮度重心计算部件，用于计算感兴趣块中 的亮度的重心作为亮度重心，其中所述相邻平均计算部件可以计算存在于感 兴趣块邻近的相邻块的亮度的平均值作为相邻平均值，所述平均值被分配有 与距感兴趣块的亮度重心的距离一致的加权。
所述相邻平均计算部件可以通过或者分配与距感兴趣块的几何重心的距 离一致的加权或者分配与距感兴趣块的亮度重心的距离一致的加权，计算存 在于感兴趣块邻近的相邻块的亮度的平均值作为相邻平均值。
所述图像处理装置还可以包括设置部件，用于执行以下设置向存在于 感兴趣块邻近的相邻块的亮度的平均值或者分配与距感兴趣块的几何重心的 距离一致的加权或者分配与距感兴趣块的亮度重心的距离一致的加权。
一种根据本发明一方面的显示控制方法包括外围代表值计算步骤，用 于计算在由多个块组成的背光当中由感兴趣块的背光和该感兴趣块外围中的 块的背光的亮度的平均，作为外围代表值;外围贡献量计算步骤，用于从外 围代表值减去感兴趣块的亮度，以便计算外围块对感兴趣块的亮度的外围贡 献量；和背光亮度量计算步骤，用于在基于图像信号的感兴趣块的发光的必需亮度与外围贡献量之间的差的基础上，计算背光亮度。
一种根据本发明 一方面的程序使计算机执行包括下列步骤的处理外围 代表值计算步骤，用于计算在由多个块组成的背光当中由感兴趣块的背光和
该感兴趣块外围中的块的背光的亮度的平均，作为外围代表值；外围贡献量
计算步骤，用于从外围代表值减去感兴趣块的亮度，以便计算外围块对感兴
趣块的亮度的外围贡献量；和背光亮度量计算步骤，用于在基于图像信号的 感兴趣块的发光的必需亮度与外围贡献量之间的差的基础上，计算背光亮度。
在本发明的一方面，在由多个块组成的背光当中由感兴趣块的背光和感 兴趣块的外围中的块的背光的亮度的平均被计算为外围代表值。通过从外围 代表值减去感兴趣块的亮度，计算外围块对感兴趣块的亮度的外围贡献量。 在基于图像信号的感兴趣块的发光的必需亮度与外围贡献量之间的差的基础 上，计算背光亮度。
有益效果
根据本发明的 一 方面，能够适当地控制将由背光发射的光的亮度。


图1示出了相关技术的液晶显示设备的配置。
图2示出了应用本发明的显示设备的实施例的配置示例。
图3图示说明了图2的显示控制器的配置的示例。
图4图示说明了图3的背光亮度计算单元的配置的示例。
图5图示说明了使用图3的背光亮度计算单元来计算背光亮度的方法。
图6图示说明了图4的外围代表值计算单元的配置的示例。
图7图示说明了图6的相邻平均计算单元的配置的示例。
图8是图示说明显示处理的流程图。
图9是图示说明背光亮度计算处理的流程图。
图IO是图示说明外围代表值计算处理的流程图。
图11图示说明了外围代表值计算处理。
图12图示说明了外围代表值计算处理。
图13是图示说明相邻平均值计算处理的流程图。
图14图示说明了相邻平均值计算处理。
图15是通用个人计算机的配置的示例的图示说明。
具体实施例方式
参考附图，下面将给出应用本发明的实施例的描述。
图2示出了应用本发明的显示设备的实施例的配置示例。
显示设备61由显示控制器81-1到81-N、背光控制器82-1到82-N、背 光83-1到83-N、液晶板控制器84和液晶板85构成。
显示设备61是，例如，诸如液晶显示器的液晶显示设备，具有被输入到 显示设备61的显示控制器81-1到81-N的、将要在液晶^反85上显示的显示 图像的图像信号。
基于输入图像信号，显示控制器81-1到81-N计算将由背光83-l到83-N 发射的光量，更具体地，表示光的亮度的背光亮度，并且将该光量提供给背 光控制器82-l到82-N。
而且，基于图像信号，显示控制器81-1到81-N计算显示区域中的每个 像素相对于液晶板85 (来自每个背光83-1到83-N的大多数光进入该液晶板 85)的每个显示区域的透射率，并且将该透射率提供给液晶板控制器84。该 透射率被设置为例如在0和1之间的值。
同时，液晶板85的显示区域的像素是指用作图像的显示单位的一个小 区，并且该像素是从通过其发射R、 G和B的每一个的光的每个区域而形成 的。
基于从显示控制器81-1到81-N提供的背光亮度，背光控制器82-1到82-N 控制背光83-1到83-N以便发光。而且，背光83-1到83-N在背光控制器82-1 到82-N的控制下发光，并且使得光进入液晶板85。
同时，背光83-1到83-N使得在整个背光被划分为N个块的情况下的每 一块的每个区域发光。因此，在下面，与所有背光当中的背光83-1到83-N 对应的块将被称作块B1到BN，以这种方式与在每个附图标记的连字符之后 的值相关联。因此，背光83-1到83-N致使所有背光当中的相应块B1到BN 的区域发光。或者，通过从每个背光83-1到83-N发射的光，使得所有背光 当中的块B1到BN的每个区域发光。
液晶板控制器84使得液晶板85允许光以每个像素的透射率(即数值孔 径)被发射通过，该透射率是从显示控制器81-1到81-N提供的。液晶板85 使得来自背光83-1到83-N的、进入显示区域的每个像素的光以由液晶板控制器84表示的透射率被发射通过，并且显示一显示图像。
同时，下文中，在不必在显示控制器81-1到81-N、背光控制器82-l到 82-N以及背光83-1到83-N当中进行各自区分的情况下，这些将被分别简称 为显示控制器81、背光控制器82和背光83,并且也将以类似的方式来表示 剩余的配置。而且，由多个背光83构成的背光的整体配置被假设为表示整个 背光。
在显示设备61中，用作光源的背光83被布置在液晶板85的背面，并且 从背光85发射的大多数光进入与背光83相对的液晶板85的显示区域(块)。 例如，从背光83-1发射的大多数光进入液晶板85轮廓(figure)中上侧的一部 分。因此，在将要显示其在液晶板85轮廓中的左上部分较亮以及其它部分较 暗的图像的情况下，仅背光83-l可被使得以高亮度发光到某一程度，并且其 它背光83-2到83-N可被使得以比较低的亮度发光。结果，能够降低背光83 的功耗，并且也能够加宽显示图像的亮度的动态范围。
同时，显示设备61被提供有透射型液晶板85。不限于该液晶板，可以 使用任何类型的液晶板，只要它是使得来自背光83的光被发射通过以便显示 图像的透射型显示板。
接着，将参考图3来给出图2的显示控制器81的详细配置的示例的描述。
显示控制器81由背光亮度计算单元121、入射亮度计算单元122和除法 单元123构成。
输入到显示设备61的显示控制器81的图像信号被提供给显示控制器81 的背光亮度计算单元121和除法单元123。该图像信号被以例如运动图像的 图像信号来处理。
基于所提供的图像信号，背光亮度计算单元121,通过处理(将在后面 描述)，基于根据图像信号的显示图像中的区域当中与背光83的每一块对应 的液晶板85的显示区域中显示的区域中的像素的亮度(必需亮度)，将待由 背光83发射的光的发光级别计算为背光亮度，并且将背光亮度提供给入射亮 度计算单元122。
同时，与背光83对应的液晶板85的显示区域是指通过对整个液晶板85 的显示区域以虚拟方式划分而获得的区域，并且来自液晶板85的背面上正下 方的一个背光83的大多数光进入该区域。
例如，如果液晶板85的显示区域被虚拟地划分为图2中的N个区域，则使得与相应背光83-l到83-N对应的显示区域成为显示区域中的相应块。 下文中，与背光83对应的液晶板85的显示区域也将^^皮称作为局部显示区域。 同时，后面将参考图4来描述背光亮度计算单元121的详细配置。 基于从显示控制器81提供的背光亮度，相对于与背光83对应的液晶板 85的部分显示区域的每个像素，入射亮度计算单元122计算表示被估计从背 光83进入像素的光的亮度的像素入射亮度。即，像素入射亮度是表示在其中 背光83以所提供的背光亮度发光的情况下被估计从背光83进入局部显示区 域的像素的光的亮度的信息。
例如，入射亮度计算单元122预先存储一简档(profile)作为散射系数的分 布，该简档表示从背光83发射的光如何在相应背光83发光的情况下被散射。 然后，当背光83以从背光亮度计算单元121提供的背光亮度发光时，通过使 用所存储的简档，入射亮度计算单元122获取被估计从背光83进入与背光 83对应的液晶板85的局部显示区域的每个像素的光的亮度，并且将那些像 素中的每个像素的亮度设置为像素入射亮度。
当入射亮度计算单元122获得局部显示区域的每个像素的像素入射亮度 时，入射亮度计算单元122将那些像素入射亮度提供给除法单元123。
除法单元123用所提供的图像信号的信号值(更详细地，从信号值获得 的亮度)除以来自入射亮度计算单元122的像素入射亮度，以便计算局部显 示区域的每个像素的透射率。然后，除法单元123将所计算的每个像素的透 射率提供给液晶板控制器84。
例如，所关注的局部显示区域中的像素将被称作感兴趣像素。而且，感 兴趣像素的像素入射亮度被设置为CL,背光83的背光亮度被设置为BL,以 及与感兴趣像素相同位置处的显示图像中的像素的亮度，即显示感兴趣像素 中显示的图像处的显示图像中的像素，被设置为IL。而且，感兴趣像素中的 光的透射率被设置为T。
在这种情况下，当使得背光83以背光亮度BL发光时，从背光83进入 感兴趣像素的光的亮度，也就是，感兴趣像素的像素入射亮度，变成CL。然 后，当感兴趣像素使得以透射率T从背光83进入的像素入射亮度CL的光被 发射通过时，由观看液晶板85的用户觉察到的、从感兴趣像素发射的光的亮 度，即感兴趣像素的亮度(下文中也被称作显示亮度OL)，由像素入射亮度 CLx透射率T来表示。如果显示亮度OL等于显示图像的像素的亮度IL，则在液晶板85上显示与显示图像相同的图像。因此，如果显示亮度OL等于亮 度IL,则保持下列表达式(1 )。
透射率丁=(显示图像的像素的亮度IL) /(像素入射亮度CL) ...(l) 因此，除法单元123能够通过用表示与感兴趣像素对应的显示图像的^象 素的像素值的图像信号的提供信号值(更具体地，显示图像的像素的亮度IL ) 除以从入射亮度计算单元122提供的感兴趣像素的像素入射亮度CL,来计算 感兴趣像素的适当的透射率T。
接着，将参考图4来描述背光亮度计算单元121的详细配置。 背光亮度计算单元121由外围代表值计算单元141、外围贡献量计算单 元142、发光级别计算单元143、和发光简档存储器144组成。
基于输入图像信号，外围代表值计算单元141计算在由于当与每个背光 83对应的每个块和与外围块对应的背光83 —起发光时的光发射而引起的变 化按伪方式(pseudo-manner)被平均时的亮度值，作为外围代表值，并且将所 述亮度值提供给外围贡献量计算单元142。在这种情况下，外围代表值计算 单元141按需要读取当对应于每块的背光83发光时的简档，所迷简档存储在 发光简档存储器144中，并且通过使用该简档而获得外围代表值。
同时，后面将参考图6来描述外围代表值计算单元141的详细配置。 外围贡献量计算单元142基于从外围代表值计算单元141提供的以块为 单位的外围代表值以及在发光简档存储器144中存储的以每个块为单位的简 档，而获得对于感兴趣块的外围贡献量，并且将所述外围贡献量提供给发光 级别计算单元143。
基于从外围贡献量计算单元142提供的外围贡献量和输入图像的图像信 号，发光级別计算单元143以块为单元(即，对于每个背光83)计算发光级 别，并且将发光级别输出为背光亮度。
这里，将描述外围代表值、外围贡献量和背光亮度之间的关系。 背光83使得发射的光单个独地进入局部显示区域。在这种情况下，作为 光被散射的结果，使得光也进入外围局部显示区域。因此，背光83的背光亮 度也与外围背光83中的背光亮度有关。
例如，如果背光83处的背光亮度(即，以块为单位，将由背光亮度计算 单元121计算的背光亮度)被设置为感兴趣块的背光亮度，则也需要通过考 虑其外围中的块的背光亮度，确定感兴趣块中的背光亮度。在这种情况下，典型的技术如下通过累加与感兴趣块和感兴趣块外围 中的块对应的背光83的简档，获得感兴趣块的必需背光亮度。然而，如果将 要通过这种方法获得背光亮度，则块的亮度必须逐一地设置，并且必须以循 环方式计算。因此，计算量变大，并且存在实时处理变得困难的风险。
结果，例如，如图5所示，当将要获得与块B3对应的背光亮度时，背光 亮度计算单元121获得可以通过来自与外围块B1、 B2、 B4和B5对应的背光 83的散射而获得的亮度贡献量，作为外围贡献量，并且针对以块为单位的亮 度(其在液晶板85中是必需的)获得依据外围贡献量而获得的亮度的不足的 量，作为感兴趣块的背光亮度。同时，在图5中，水平轴表示块的一维布置 方向，并且垂直轴表示亮度的分布。
即，更具体地，例如，在图5中，如果包括块B3的块B1到B5以100 %的亮度发光，则形成平坦的亮度分布，如图5的直线L1所示。这时，在仅 块B3切断的情况下，形成由曲线L2表示的亮度分布。当针对块B3中的区 域观看时，这条曲线L2可被认为是块B1、 B2、 B4和B5的背光亮度的外围 贡献量。因此，例如，在这样的情形下，在目标亮度是100%的条件下，可 以考虑与夹在图5中的原有曲线L1和曲线L2之间的差值区域对应的块光亮 度(即，与块B3对应的背光亮度)是亮度变得100%的必要条件。
同时，图5中的曲线L2表示被当与由曲线L3表示的块B3对应的背光 83发光以达到100%亮度时的简档(散射系数的分布)除的值。
然而，在图像的普通显示中，由于未达到其中与块B1到B5对应的所有 背光83以图5所示的100%发光的状态，事实上，达到了比用直线L1表示 的100%低的值。因此，背光亮度计算单元121控制外围代表值计算单元141 以获得与图5中的直线L1对应的伪平均值作为外围代表值。
而且，外围贡献量计算单元142通过使用基于感兴趣块的发光简档的散 射系数，获得与实际直线L1对应的外围代表值作为与图5的曲线L2对应的 外围贡献量。
然后，关于基于图像信号实际上必需的亮度，发光级别计算单元143获 得来自以伪方式获得的外围贡献量的不足亮度作为与感兴趣块相对应的背光 83的背光亮度。
接着，将参考图6来描述外围代表值计算单元141的实施例的配置的示例。外围代表值计算单元141由外围平均计算单元161、重心计算单元162、 相邻平均计算单元163、外围伪平均值计算单元164和设置单元165组成。
外围平均计算单元161获得与感兴趣块对应的外围块中的亮度平均，其 中，以感兴趣块为中心，在水平方向和垂直方向上由5 x 5的块形成的相邻块 被排除，并且将该亮度的平均提供给外围伪平均值计算单元164。同时，在 这个示例中，将给出以下示例的描述其中，相邻块是以感兴趣块为中心的 水平方向和垂直方向上的5 x 5的块。或者，相邻块可以是除此以外范围内的 块。
基于感兴趣块中的图像信号，重心计算单元162基于感兴趣块的像素单 元中的亮度分布来计算感兴趣块中的亮度的重心，并且将该亮度的重心提供 给相邻平均计算单元163。
相邻平均计算单元163获得具有一加权(加权简档系数)的亮度平均值 作为相邻平均值，该加权与在由以感兴趣块为中心的水平方向和垂直方向上 的5 x 5块形成的相邻块中距感兴趣块的距离一致，并且将该亮度平均值提供 给外围伪平均值计算单元164。这时，相邻平均计算单元163从发光简档存 储器144读取相邻块中的简档，并且获得与距感兴趣块的距离一致的加权的 平均作为相邻平均值。通过设置单元165可以设置以下方式感兴趣块和每 个相邻块之间的距离应当被设置为感兴趣块的几何重心与每个相邻块的几何 重心之间的距离或者应当被设置为感兴趣块的亮度的重心与每个相邻块的几 何重心之间的距离。然后，分配有与所述距离之——致的加权的亮度平均值 被作为相邻平均值提供给外围伪平均值计算单元164。同时，后面将参考图7 来描述相邻平均计算单元163的配置的细节。而且，此处所称的几何重心是 当例如所述块为矩形时的对角线的交叉点的位置。
外围伪平均值计算单元164获得通过使用可靠性、加权平均所述外围平 均值和所述相邻平均值而得到的外围伪平均值作为外围代表值，所述外围平 均值是从外围平均计算单元161提供的周围块的亮度平均值，以及所述相邻 平均值是从相邻平均计算单元163提供的相邻块的亮度平均值，并且将外围 伪平均值提供给外围贡献量计算单元142。
接着，将参考图7来描述相邻平均计算单元163的实施例的详细配置的 示例。
相邻平均计算单元163由加权简档系数计算单元181、重心控制器l82、选择器183、存储器184和平均值计算单元185组成。
加权简档系数计算单元181计算与执行了处理的相邻块的几何重心和感兴趣块的几何重心之间的距离 一致的加权简档系数，并且将该加权简档系数和使用发光简档存储器144执行处理的相邻块的简档提供给重心控制器182和选择器183。
重心控制器182通过处理加权简档系数，以便变成与执行了处理的相邻块的几何重心和感兴趣块的亮度重心之间的距离对应的加权简档系数，来执行重心控制，并且将该加权简档系数和简档一起输出到选择器183。
根据由键盘、操作按钮等形成的设置单元165执行的设置，选择器183在存储器184中以使得彼此相关联的方式存储下列中的一个已经受了重心控制的加权简档系数和筒档；以及未经受重心控制的加权简档系数和简档。
平均值计算单元185通过用在存储器184中存储的所有相邻块的简档系数和简档的乘积和除以简档系数之和来获得一平均，并且将该平均作为相邻平均值提供给外围伪平均值计算单元164。
接着，将参考图8的流程图来描述图2的显示设备61执行的显示处理。
在步骤Sll中，背光亮度计算单元121执行背光亮度计算处理(将在后面描述)，根据输入图像信号计算背光83的背光亮度，并且将所计算的背光亮度提供给入射亮度计算单元122和背光控制器82。同时，后面将参考图9的流程图来描述背光亮度计算处理的细节。
在步骤S12中，基于从背光亮度计算单元121提供的背光亮度，入射亮度计算单元122针对与背光83对应的液晶板85的局部显示区域的每个像素计算像素入射亮度。入射亮度计算单元122将所计算的像素入射亮度提供给除法单元123。
在步骤S13中，除法单元123通过用所提供的图像信号除以从入射亮度计算单元122提供的像素入射亮度，获得局部显示区域的每个像素的像素的透射率，并且将像素的透射率提供给液晶板控制器84。
在步骤S14中，基于从入射亮度计算单元122提供的背光亮度，背光控制器82使得背光83以背光亮度发光。而且，背光83在背光控制器82的控制下发光，并且使得特定的背光亮度的光进入液晶板85。
同时，步骤Sll到S14的上述处理分别由显示控制器81-1到81-N单独地执行。而且，步骤S14的处理由每个背光控制器82-1到82-N和由每个背光83-1到83-N单独地执行。
在步骤S15中，基于(从显示控制器81提供的)液晶板85的显示区域的每个像素的透射率，液晶板控制器84控制液晶板85的操作以便改变每个像素的透射率。
在步骤S16中，在液晶板控制器84的控制下，液晶板85将显示区域的像素的透射率改变为特定于每个像素的透射率，并且使得从背光83进入的光被发射通过，从而显示一显示图像。
在步骤S17中，显示设备61确定是否将要完成显示图像的显示。例如，在其中用户指示显示图像的显示的完成或者显示了提供的图像信号的所有帧的显示图像的情况下，确定完成了显示图像的显示。
当在步骤S17中确定将不完成显示图像的显示时，处理返回到步骤Sll，并且重复上述处理。也就是，关于下一帧的显示图像而获得背光亮度和透射率，并且显示该显示图像。
作为比较，当在步骤S17中确定将要完成显示图像的显示时，显示设备61的每个单元完成正执行的处理，并且显示处理被完成。
以上述的方式，当提供图像信号时，显示设备61获得背光亮度和透射率，并且显示该显示图像。
接着，将参考图9的流程图来描述背光亮度计算处理，该背光亮度计算处理是图8的流程图中的步骤S11的处理。
在步骤S21中，外围代表值计算单元141执行外围代表值计算处理，以便计算外围代表值，并且将该外围代表值提供给外围贡献量计算单元142。
接着，将参考图IO的流程图来描述外围代表值计算处理。
在步骤S41中，外围平均计算单元161计算外围块的外围平均值。这里，例如图11中所示的外围块是指存在于感兴趣块 外围的块，其中排除了以执行了处理的感兴趣块B1为中心使用虚线包围的由5x5块表示的相邻块。因此，外围平均计算单元161计算外围块中的亮度的平均值，并且将该平均值提供给外围伪平均值计算单元164。
顺便提及，在与每个块对应的背光83的亮度的分布中，在中央部分到达块内最大值，如图12的块B所示。随着距中心的距离增加，亮度被降低，并且在作为与相邻块的边界的最外围部分到达块内最小值。在如上处理块单位
的亮度的情况下，亮度的分布是不均匀的。因此，在外围平均计算单元161和相邻平均计算单元163中，从发光简档存储器144读取表示每个块的亮度
分布的简档，并且基于最外围部分的最大值来执行计算。
同时，在图ll的示例中，关于所有块(其中排除了以感兴趣块B1为中心的、使用虚线包围的由5x5块表示的相邻块)，获得亮度平均值。可替换地，通过将所述块设置到对感兴趣块仅具有较大影响的范围，例如，其中排除了以感兴趣块为中心的7 x 7块的块当中的相邻块可被设置为外围块。
在步骤S42中，基于图像信号，重心计算单元162计算感兴趣块内的亮度的重心位置，并且将亮度的重心位置提供给相邻平均计算单元163的重心控制器182。即，在一块内，如果该块内的每个像素的发光状态是均匀的，则背光83的发光的亮度分布是以下分布，其中在图12中所示的重心附近得到块内最大值和在块边界附近的最外围部分得到块内最小值。实际上，背光83的亮度的分布由于块内的每个像素的发光的分布而变化。因此，基于图像信号，重心计算单元162基于块内的每个像素的亮度，通过分配加权来计算重心位置，从而基于块内的亮度而计算重心位置。
在步骤S43中，通过执行相邻平均值计算处理，相邻平均计算单元163基于与到由使用虛线包围的以图11中所示的感兴趣块B1为中心的5 x 5块表示的总计24个相邻块的距离一致的加权，获得亮度的平均值作为相邻平均值，并且将该平均值提供给外围伪平均值计算单元164。
这里，下面将参考图13的流程图给出相邻平均值计算处理的描述。
在步骤S61中，加权简档系数计算单元181将还未执行处理的相邻块之一设置为执行了处理的块，计算加权简档系数ki以便与执行了处理的所设定的相邻块的几何重心位置与感兴趣块的几何重心位置之间的距离成反比，并且将加权简档系数ki提供给重心控制器182和选择器183。这时，加权简档系数计算单元181从发光简档存储器144读取执行了处理的相邻块的简档，并且将作为该块的最外围部分的最大值的亮度(作为执行了处理的相邻块的亮度pi)提供给重心控制器182和选择器183。同时，加权筒档系数ki和相邻块的亮度pi中的i是用于识别相邻块的标识符。即，在图ll中，i是l到24。
在步骤S62中，基于从重心计算单元162提供的亮度的重心，重心控制器182执行重心控制，因此与相邻块的几何重心和感兴趣块的几何重心之间的距离一致获得的加权简档系数ki变成与相邻块的几何重心和感兴趣块的亮度的重心之间的距离 一致获得的加权简档系数Ki,并且将加权简档系数提供
给选择器183。同时，重心控制器182也将相应的亮度pi提供给选择器183。 即，例如，在图11中相邻块N1和感兴趣块B1的情况下，根据图14中 所示的几何重心之间的距离dc已经计算了由加权简档系数计算单元181计算 的加权简档系数ki。相反，重心控制器182执行重心控制，使得加权简档系 数ki变成基于感兴趣块Bl的亮度的重心g和相邻块Nl的几何重心之间的距 离dg而获得的加权简档系数Ki,如图14所示。更具体地，计算下列表示式 (2),以便执行加权简档系数ki的重心控制，从而计算加权简档系数Ki。 Ki = dc/dgxki …(2) 此处，Ki表示经受重心控制的加权简档系数，dc表示感兴趣块的几何重 心与相邻块的几何重心之间的距离，dg表示感兴趣块的亮度的重心与相邻块 的几何重心之间的距离，以及ki表示未经受重心控制的加权简档系数。即， 重心控制是基于感兴趣块的几何重心和相邻块的几何重心之间的距离dc与感 兴趣块的亮度的重心和相邻块的几何重心之间的距离dg之比，从加权简档系 数ki到Ki的转换处理。
作为这些处理的结果，当步骤S62的处理完成时，将已经受了重心控制 的从重心控制器182提供的加权简档系数Ki和未经受重心控制的从加权简档 系数计算单元181提供的加权简档系数ki与关于各自简档的信息一起提供给 选择器183。
因此，在步骤S63中，选择器183确定是否已经通过设置单元165执行 了设置，从而预先已经受重心控制的加权简档系数Ki被选择性地输出到存储 器184并且被存储在其中。当在步骤S63中确定例如已经通过设置单元165 执行了设置，以便预先已经受重心控制的加权简档系数Ki被选择性地输出到 存储器184并且被存储其中时，在步骤S64中，选择器183以使得彼此相关 联的这种方式将已经受重心控制的加权筒档系数Ki以及相应的亮度pi存储 在存储器184中。
另一方面，当在步骤S63中确定未通过设置单元164执行设置，以便预 先未经受重心控制的加权筒档系数ki被选择性地输出到存储器184并且被存 储其中时，即，已经进行设置，以便未经受重心控制的加权简单系数ki被选 择性地输出到存储器184并且被存储其中时，在步骤S65中，选择器183以 使得彼此相关联的这种方式将未经受重心控制的加权简档系数ki以及相应的亮度pi存储在存储器184中。
在步骤S66中，加权简档系数计算单元181确定是否存在仍未处理的相 邻块。当存在仍未处理的相邻块时，处理返回到步骤S61。即，重复步骤S61 到S66的处理，直到与所有相邻块和感兴趣块之间的距离一致的加权简档系 数被计算并且被存储在存储器184中。然后，例如，在图ll的示例中，由于 24个相邻块存在，当加权简档系数kl到k24或者Kl到K24以及相应亮度 pl到p24被存储在存储器184中时，在步骤S66中确定不存在仍未被处理的 相邻块，并且处理继续到步骤S67。
在步骤S67中，平均值计算单元185用存储器184中存储的、所有加权 简档系数ki或Ki和亮度pi的乘积和(二kl x pl+…k24 x p24)除以加权简档系 数ki或Ki的总数之和(=kl + ... + k24, or Kl + ... + K24),以便获得相邻平均 值，并且将该相邻平均值提供给外围伪平均值计算单元164。
作为上述处理的结果，感兴趣块的相邻块的亮度的平均值被获得作为使 用与感兴趣块和相邻块之间的距离 一致的加权简档系数已经执行了加权平均 处理的相邻平均值。
在这点上，描述返回到图IO的流程图。
当作为步骤S43的处理的结果获得相邻平均值时，在步骤S44中，外围 伪平均值计算单元164向外围贡献量计算单元142提供基于从外围平均计算 单元161提供的外围平均值avel和从相邻平均计算单元163提供的相邻平均 值ave2的各自可靠性的平均，所述平均被设置为外围代表值ave。
更具体地，外围伪平均值计算单元164通过计算下列表达式(3)来计算 外围伪平均值，并且将计算结果作为外围代表值ave提供给外围贡献量计算 单元142。
ave =(avel x A + ave2 x B)/(A+B) …(3)
这里，ave表示感兴趣块的外围伪平均值，即外围代表值，avel表示外 围平均值，A表示外围平均值的可靠性，ave2表示相邻平均值，B表示相邻 平均值的可靠性。同时，在考虑对感兴趣块的贡献量中，基于接近感兴趣块 的相邻块而获得的相邻平均值ave2被认为比基于比该相邻块更远离感兴趣块 的外围块而获得的外围平均值avel具有更高的可靠性。因此，通常，设置B >A。
作为上述处理的结果，计算外围伪平均值，其是当基于感兴趣块和存在于相邻和外围中的块将要显示与图像信号对应的图像时的伪平均亮度，并且 将该值作为外围代表值提供给外围贡献量计算单元142。
在这点上，描述返回到图9的流程图。
在步骤S21中，通过外围代表值计算处理来获得感兴趣块的外围代表值， 并且将其提供给外围贡献量计算单元142。然后，所述处理继续到步骤S22。
在步骤S22中，外围贡献量计算单元142存取发光筒档存储器144,读 出感兴趣块的简档，获得作为感兴趣块的最外围部分中的最大值的散射系数 pb，通过计算下列表达式(4)来计算感兴趣块的外围贡献量gp,并且将散 射系数pb提供给发光级别计算单元143。
gp = avex(l—pb) …(4)
这里，gp表示外围贡献量，ave表示外围代表值，并且pb表示达到感兴 趣块的最外围部分的最大值的散射系数。
即，外围贡献量gp是甚至在能够发射作为感兴趣块、相邻块和周围块中 的每一个发光的结果的作为外围代表值的亮度的条件下，感兴趣块被切断的
状态下，能够通过相邻块和外围块的背光83的散射而获得的亮度，
在步骤S23中，发光级别计算单元143存取发光简档存储器144,读取 感兴趣块的简档，获取作为感兴趣块的最外围部分的最大值的散射系数pb, 基于与根据图像信号的必需亮度pt的关系计算下列表达式(5)，以便计算感 兴趣块的发光级别，并且将发光级别作为背光亮度bkl提供给背光控制器82。 bkl = (pt - gp)/pb …(5) 这里，bkl表示感兴趣块的发光级别，即，背光亮度，pt表示基于图像信 号的感兴趣块中必需的亮度，gp表示外围贡献量，以及pb表示作为感兴趣 块的最外围部分中的最大值的散射系数。
即，获得通过将必需的亮度与外围贡献量之间的差除以作为感兴趣块的 最外围部分中的最大值的散射系数而获得的值作为背光亮度。
将概括上述的处理。当感兴趣块、相邻块和周围块基于图像信号以伪方 式发光时，外围代表值计算处理允许感兴趣块的外围中的伪平均亮度作为外 围代表值而被获得。接着，通过使用所获得的外围代表值，处于其中仅感兴 趣块不发光的状态的感兴趣块的亮度被获得作为外围贡献量。如果恢复成初 始的，则可以获得由感兴趣块通过相邻块和外围块的背光散射获得的亮度作 为伪外围贡献量。然后，通过将感兴趣块中基于图像信号实际上必需的亮度和以伪方式获得的外围贡献量之间的差除以作为感兴趣块的最外围部分中的 最大值的散射系数而获得的亮度被获得作为背光亮度。
根据前面，能够仅通过用于以下的计算来获得与感兴趣块对应的背光的
背光亮度根据使用与距离 一致的加权简档系数从简单平均值获得的外围贡
献量与基于外围块和相邻块的简档的必需的亮度之间的差，获得背光亮度的 计算。结果，不必考虑其他块的发光级别，对针对划分数量的阶的方程组求 解，以便计算和调整每个块的发光级别，或者执行循环计算，如到目前为止 所作的那样。因此，变得能够使得背光使用简单且高速的处理按块为单位以 最佳亮度发光。
顺带地，上述图像处理序列可以通过硬件也可以通过软件来执行。当处 理序列将要通过软件来执行时，组成软件的程序从记录介质被安装到合并有 专用硬件的计算机，或者将这样的程序从记录介质安装到能够通过安装各种 程序执行各种处理的通用计算机。
图15示出了通用个人计算机的配置的示例。该个人计算机合并CPU(中 央处理单元)1001。输入/输出接口 1005经由总线1004被连接到CPU 1001。 ROM(只读存储器)1002和RAM(随机存取存储器)1003被连接到总线1004。
连接到输入/输出接口 1005的是输入单元1006，其包括例如通过其用 户输入操作命令的键盘、鼠标等的输入设备；输出单元1007,用于在显示设 备上输出处理操作屏幕以及处理结果的图像；存储单元1008,包括用于存储 程序和各种类型数据的硬盘驱动器，等；和通信单元1009，其包括LAN(局 域网)适配器等，经由以因特网为代表的网络执行通信处理。而且，驱动器 1010连接到输入/输出接口 1005，所述驱动器1010用于从可移动介质1011 读取数据和将数据写入可移动介质1011,所述可移动介质例如》兹盘(包括软 盘)、光盘(包括CD-ROM (致密盘-只读存储器)和DVD(数字多用途盘))、 磁光盘(包括MD(迷你盘))、或者半导体存储器。
CPU 1001根据在ROM 1002中存储的程序或者根据从可移动介质1011 (例如，磁盘、光盘、磁光盘或者半导体存储器)读取并被安装到存储单元 1008的、以及从存储单元1008加载到RAM 1003的程序4丸行各种类型的处 理。在RAM 1003中，适当地存储CPU 1001执行各种类型的处理所必需的 数据。
同时，在本说明书中，描述记录在记录介质上的程序的步骤不仅包括按照已记载顺序以时间序列方式执行的处理，而且包括尽管它们不是以时间序 列方式执行但并行或单独地执行的处理。 附图标记的解释说明
61显示设备，81-l到81-N、 81显示控制器,82-l到82-N、 82背光控制 器，83-1到83-N、 83背光，84液晶板控制器，85液晶板，121背光亮度计 算单元，122入射亮度计算单元，123除法单元，141外围代表值计算单元， 142外围贡献量计算单元，143发光级别计算单元，144发光简档存储器，161 外围平均计算单元，162重心计算单元，163相邻平均计算单元，164外围伪 平均值计算单元，181加权简档系数计算单元，182重心控制器，183选择器， 184存储器，185平均值计算单元。
权利要求
1.一种显示控制装置，包括外围代表值计算部件，用于计算在由多个块组成的背光当中由感兴趣块的背光和该感兴趣块外围中的块的背光的亮度的平均，作为外围代表值；外围贡献量计算部件，用于从外围代表值减去感兴趣块的亮度，以便计算外围块对感兴趣块的亮度的外围贡献量；和背光亮度量计算部件，用于在基于图像信号的感兴趣块的发光的必需亮度与外围贡献量之间的差的基础上，计算背光亮度。
2. 如权利要求1所述的显示控制装置，其中所述外围代表值计算部件包括相邻平均计算部件，用于计算存在于感兴趣块邻近的相邻块的亮度的平 均值作为相邻平均值，所述平均值被分配有与距感兴趣块的距离相一致的加 权5和外围平均计算部件，用于计算处于比相邻块距感兴趣块更远位置的、存 在于感兴趣块外围的外围块的输出亮度的平均值作为外围平均值，和 基于相邻平均值与外围平均值之间的加权平均来计算外围代表值。
3. 如权利要求2所述的图像处理装置，还包括亮度重心计算部件，用于 计算感兴趣块中的亮度的重心作为亮度重心，其中所述相邻平均计算部件计算存在于感兴趣块邻近的相邻块的亮度的 平均值作为相邻平均值，所述平均值被分配有与距感兴趣块的亮度重心的距 离一致的加;f又。
4. 如权利要求3所述的图像处理装置，其中所述相邻平均计算部件通过 或者分配与距感兴趣块的几何重心的距离一致的加权或者分配与距感兴趣块 的亮度重心的距离一致的加权，计算存在于感兴趣块邻近的相邻块的亮度的 平均值作为相邻平均值。
5. 如权利要求4所述的图像处理装置，还包括设置部件，用于执行以下 设置向存在于感兴趣块邻近的相邻块的亮度的平均值或者分配与距感兴趣 块的几何重心的距离一致的加权或者分配与距感兴趣块的亮度重心的距离一 致的加4又。
6. —种显示控制方法，包括外围代表值计算步骤，用于计算在由多个块组成的背光当中由感兴趣块的背光和该感兴趣块外围中的块的背光的亮度的平均，作为外围代表值；外围贡献量计算步骤，用于从外围代表值减去感兴趣块的亮度，以便计 算外围块对感兴趣块的亮度的外围贡献量；和背光亮度量计算步骤，用于在基于图像信号的感兴趣块的发光的必需亮 度与外围贡献量之间的差的基础上，计算背光亮度。
7. —种使计算机执行处理的程序，所述处理包括外围代表值计算步骤，用于计算在由多个块组成的背光当中由感兴趣块 的背光和该感兴趣块外围中的块的背光的亮度的平均，作为外围代表值；外围贡献量计算步骤，用于从外围代表值减去感兴趣块的亮度，以便计 算外围块对感兴趣块的亮度的外围贡献量；和背光亮度量计算步骤，用于在基于图像信号的感兴趣块的发光的必需亮 度与外围贡献量之间的差的基础上，计算背光亮度。
全文摘要
提供一种能够使用简单处理来适当地控制背光的发光亮度的显示控制装置和方法、及程序。外围代表值计算单元(141)基于输入图像信号来计算在由多个块组成的背光当中围绕目标块的块以及目标块的背光的输出亮度，作为外围代表值。外围贡献量计算单元(142)基于当目标块发光时作为输出亮度分布的发光简档，用外围代表值除以发光效率，以便计算外围块对目标块的外围贡献量。发光级别计算单元(143)用目标块的必需发光量除以外围贡献量，以便计算背光亮度作为发光级别。本发明可应用于诸如液晶显示器之类的显示设备。
文档编号H04N5/66GK101681611SQ200980000435
公开日2010年3月24日 申请日期2009年4月10日 优先权日2008年4月11日
发明者平松健, 浅野光康, 稻田哲治, 西田幸司 申请人:索尼株式会社