视频显示装置及电视接收装置制造方法
视频显示装置及电视接收装置制造方法
【专利摘要】本发明检测视频信号的发光的部分，对发光部分的显示亮度进行增强以使其突出显示，从而进一步增加亮度感，以高对比度进行视频呈现。发光检测部(1)利用与输入视频信号的明亮度相关联的规定的特征量，通过与特征量之间的关系预先规定视频信号的发光量，根据输入视频信号的每一帧的特征量来检测发光量。黑检测部(10)基于规定的条件从输入视频信号中检测进行黑显示的量。背光源亮度扩展部(3)根据检测到的发光量对背光源的光源亮度进行扩展，此时，基于由黑检测部(10)检测到的进行黑显示的量来对背光源的亮度扩展量进行限制。
【专利说明】视频显示装置及电视接收装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及视频显示装置及电视接收装置，更详细而言，涉及具有视频信号与背 光源的亮度扩展功能以提高显示视频的画质的的视频显示装置及电视接收装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，有关电视接收机的显示技术，对将自然界中存在的物体忠实地再现并显 示的HDR(high dynamic range imaging:高动态范围成像）相关的技术进行了大量的研究。 HDR的目的之一在于忠实地再现例如画面内的焰火、霓虹灯这样的发光色部分，从而产生亮 度感。
[0003] 该情况下，能利用发光检测功能来检测并分离发光色与物体色，并能通过信号处 理和背光源的发光亮度控制来仅使画面上的发光色变亮。这里，在进行各种变化的视频中， 根据视频的亮度分布，检测出相对明亮地发光的部分，并有意地对该发光部分进行扩展，从 而使画面上发光的部分更加突出，获得提高画质的效果。
[0004] 作为现有技术，例如专利文献1公开了进行与所输入的视频信号相对应的光量控 制、以及与光量控制连动的视频信号处理的视频显示装置。该视频显示装置基于视频信号 生成直方图数据，并基于该直方图数据对光量进行控制，使得光源的光量随着相当于黑色 的灰度的比率变大而变少。此外，对决定视频信号的相对于输入灰度的输出灰度的特性的 第一灰度修正数据进行保存，基于直方图数据生成随着相当于黑色的灰度的比率变大而变 大的附加数据，并对中间灰度区域中的每个灰度，将该附加数据附加给第一灰度修正数据， 以提高视频信号中规定的中间灰度区域的灰度。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本专利特开2008-20887号公报
【发明内容】
[0008] 发明所要解决的技术问题
[0009] 如上所述，在HDR技术中，对在画面中明亮地发亮的发光部分进行检测，并对该发 光部分的显示亮度进行扩展，从而使人眼的对比感上升、亮度感增加，能提供高品质的显示 视频。然而，该情况下存在如下问题：例如对于夜空等接近黑色的部分的颜色，无法通过信 号处理使其变暗，会导致所谓的漏光（black float)变显著，视频品质下降。
[0010] 专利文献1的视频显示装置根据视频信号的相当于黑色的比率来控制光量和视 频信号，但当相当于黑色的比率较高时，减少光量，相应地通过视频处理来提高输出灰度。 艮P，并非检测发光部分来对此时的亮度进行扩展，也没有公开使画面内的发光部分尤其显 著来使其明亮，防止此时的漏光等视频品质的降低的思想。
[0011] 本发明是鉴于上述那样的实际情况而完成的，其目的在于提供视频显示装置及电 视接收装置，其检测视频信号的正在发光的部分，对发光部分的显示亮度进行扩展以使其 突出显示，从而进一步增加亮度感，以高对比度进行显示，并根据此时视频的黑显示来控制 壳度扩展，从而始终呈现1?品质的视频。
[0012] 解决技术问题的技术方案
[0013] 为了解决上述问题，本发明的第一技术方案在于一种视频显示装置，具有显示输 入视频信号的显示部、对该显示部进行照明的光源、以及对该显示部和该光源进行控制的 控制部，该控制部基于与所述视频信号的明亮度相关联的规定的特征量来决定光源的亮度 扩展量，并基于该亮度扩展量来对所述光源的亮度进行扩展，其特征在于，该视频显示装置 具有黑检测部，该黑检测部基于规定的条件从所述输入视频信号中检测进行黑显示的量， 所述控制部在所述黑检测部所检测到的进行黑显示的量处于规定范围内时，根据所述进行 黑显示的量对基于所述规定的特征量而决定的亮度扩展量进行限制。
[0014] 第二技术方案的特征在于，在第一技术方案中，该控制部基于所述规定的特征量 或其它特征量来检测输入视频信号的发光部，对该发光部的视频信号进行扩展并显示在所 述显示部中。
[0015] 第三技术方案的特征在于，在第二技术方案中，所述特征量是输入视频信号的亮 度值，所述控制部基于所述输入视频信号的每一帧的亮度直方图，根据该直方图检测出预 先规定的所述发光部，对于包含该检测到的发光部的规定范围的输入视频信号，根据对每 个像素的亮度进行加权并对像素数进行计数后得到的得分，检测出预先规定的发光量，根 据该检测到的发光量来决定所述光源的亮度的扩展量。
[0016] 第四技术方案的特征在于，在第三技术方案中，所述控制部在将所述亮度直方图 的平均值设为A、标准偏差设为σ时，将thresh = Α+Νσ (N为常数）以上的像素视为所述 发光部。
[0017] 第五技术方案的特征在于，在第三技术方案中，所述特征量是关于所述输入视频 信号的各像素的RGB的灰度值的最大值，所述控制部根据对所述输入视频信号的所述RGB 的灰度值的最大值进行平均后得到的值来检测出预先规定的发光部的发光量，根据该检测 到的发光量来决定所述光源的亮度的扩展量。
[0018] 第六技术方案的特征在于，在第三或第四技术方案中，所述控制部进行将输入视 频信号的输入灰度进行转换并输出的视频处理，该视频处理包含如下处理：基于所述输入 视频信号的每一帧的亮度直方图，根据该直方图来检测出预先规定的所述发光部，在该检 测到的所述发光部的区域内，设定规定的特性转换点，对灰度比所述特性转换点要低的视 频信号应用增益，使得所述特性转换点的输入视频信号的输入灰度被扩展到规定的输出灰 度为止，对于在所述特性转换点以上的输入灰度，以将对所述特性转换点应用了增益后的 输出灰度与最大输出灰度相连接的方式设定相对于输入灰度的输出灰度。
[0019] 第七技术方案的特征在于，在第三至第五的任一技术方案中，所述控制部进行将 输入视频信号的输入灰度进行转换并输出的视频处理，该视频处理包含如下处理：预先确 定应用于视频信号的增益与所述发光量之间的关系，根据从输入视频信号检测到的所述发 光量来决定增益，对输入视频信号应用所决定的所述增益并进行扩展，将应用所述增益后 的输出灰度扩展至规定输出灰度为止的点的输入灰度设为特性转换点，对于比该特性转换 点低的灰度，以应用了所述增益后的输出灰度来输出视频信号，对于该特性转换点以上的 输入灰度，以将对特性转换点应用了增益后的输出灰度与最大输出灰度相连接的方式设定 相对于输入灰度的输出灰度。
[0020] 第八技术方案的特征在于，在第六或第七技术方案中，所述视频处理包含如下处 理：在将规定的增益提供给所述输入视频信号并对视频信号进行扩展后，在除所述发光部 以外的非发光部的规定区域中，提供压缩增益来使输出灰度降低。
[0021] 第九技术方案的特征在于，在第八技术方案中，所述压缩增益设为在所述非发光 部的规定区域中、使因所述光源的亮度的扩展及通过应用所述增益所进行的视频信号的扩 展而增加的显示亮度降低的值。
[0022] 第十技术方案在于一种视频显示装置，具有显示输入视频信号的显示部、对该显 示部进行照明的光源、以及对该显示部和该光源进行控制的控制部，该控制部对于输入视 频信号的规定的特征量，累计像素数来生成直方图，将该直方图的规定范围的上部区域检 测作为发光部，基于输入视频信号的其它特征量决定光源的亮度扩展量，基于该亮度扩展 量来扩展并增大所述光源的亮度，使除所述发光部以外的非发光部的视频信号的亮度下 降，从而对所述发光部的显示亮度进行增强，其特征在于，该视频显示装置具有黑检测部， 该黑检测部基于规定的条件从所述输入视频信号中检测进行黑显示的量，所述控制部在所 述黑检测部所检测到的进行黑显示的量处于规定范围内时，根据所述进行黑显示的量对基 于所述其它特征量而决定的亮度扩展量进行限制。
[0023] 第十一技术方案的特征在于，在第十技术方案中，所述其它特征量是输入视频信 号的灰度值，所述控制部将基于输入视频信号的图像分割为多个区域，基于所述分割后的 区域的视频信号的灰度值改变所述光源的区域的点亮率，并基于整个所述区域的平均点亮 率来决定所述亮度扩展量。
[0024] 第十二技术方案的特征在于，在第i^一技术方案中，所述控制部预先确定所述平 均点亮率与在所述显示部的画面上能获得的最大亮度之间的关系，基于根据所述平均点亮 率而确定的所述最大亮度，来决定所述亮度扩展量。
[0025] 第十三技术方案的特征在于，在第十一或第十二技术方案中，所述控制部在将所 述直方图的平均值设为A、标准偏差设为〇时，将thresh = Α+Νσ (N为常数）以上的像素 作为发光部。
[0026] 第十四技术方案的特征在于，在第十至第十三的任一技术方案中，所述控制部在 所述特征量较低的规定区域中，通过降低所述视频信号的亮度，使因所述光源的亮度的扩 展而产生的显示部的显示亮度的增加量降低。
[0027] 第十五技术方案在于一种电视接收装置，包括第一至第十四的任一技术方案的视 频显示装置。
[0028] 发明效果
[0029] 根据本发明的视频显示装置，能提供视频显示装置及电视接收装置，其检测视频 信号的正在发光的部分，对发光部分的显示亮度进行扩展以使其突出显示，从而进一步增 加壳度感，以商对比度进行视频呈现，由此提商视频品质。
【专利附图】
【附图说明】
[0030] 图1是对本发明所涉及的视频显示装置的一个实施方式进行说明的图，表示视频 显示装置的主要部分的结构。
[0031] 图2表示根据输入视频信号的亮度信号Y生成的亮度直方图的一个示例。
[0032] 图3是用于说明根据特征量检测发光量的另一个示例的图。
[0033] 图4是用于说明黑检测部的黑检测处理例的图。
[0034] 图5是表示黑检测部所检测到的黑检测得分与增强比率的关系的设定例的图。
[0035] 图6是对根据视频显示装置中所应显示的广播视频信号来计算CMI的方法进行说 明的图。
[0036] 图7是用于说明黑检测部的黑检测处理的其它示例的图。
[0037] 图8是表示人类的视觉细胞对亮度的响应曲线的图。
[0038] 图9是表示几何平均值与增强比率的关系的设定例的图。
[0039] 图10是表示发光量与作为基础的亮度增强量的关系的设定例的图。
[0040] 图11是表示与亮度增强量决定部所决定的亮度增强量相对应的背光源亮度的控 制例的图。
[0041] 图12是用于说明视频信号亮度扩展部中的视频信号的亮度扩展的图，是表示视 频信号的输入输出特性的设定例的图。
[0042] 图13是用于说明视频信号亮度扩展部中的视频信号的亮度扩展的其它处理例的 图。
[0043] 图14是表示对输入视频信号施加增益来进行扩展时的输入输出特性的设定例的 图。
[0044] 图15是表示映射部所生成的色调映射的一个示例的图。
[0045] 图16是表示映射部所生成的色调映射的其它示例的图。
[0046] 图17是表示画面亮度处于被扩展的状态的一个示例的图。
[0047] 图18是用于说明本发明所涉及的亮度扩展处理的效果的图。
[0048] 图19是对本发明的视频显示装置的实施方式2进行说明的图，表示视频显示装置 的主要部分的结构。
[0049] 图20是对区域主动控制和亮度扩展部中的发光区域的控制处理进行说明的图。
[0050] 图21是对区域主动控制和亮度扩展部中的发光区域的控制处理进行说明的其它 图。
[0051] 图22是对平均点亮率的决定处理进行具体说明的图。
[0052] 图23是对区域主动控制和亮度扩展部中的发光区域的控制处理进行说明的另一 图。
[0053] 图24是表示根据输入视频信号的亮度信号Υ生成的Υ直方图的示例的图。
[0054] 图25是表示映射部所生成的色调映射的一个示例的图。
[0055] 图26是用于对区域主动控制和亮度扩展部所输出的Max亮度进行说明的图。
[0056] 图27是表示通过区域主动控制和亮度扩展部的处理、使得画面亮度被增强的状 态的图。
【具体实施方式】
[0057] (实施方式1)
[0058] 图1是对本发明的视频显示装置的实施方式1进行说明的图，表示视频显示装置 的主要部分的结构。视频显示装置具有对输入视频信号进行图像处理以进行视频显示的结 构，可适用于电视接收装置等。
[0059] 从广播信号分离得到的视频信号或从外部设备输入的视频信号输入至发光检测 部1以及黑检测部10。发光检测部1利用与输入视频信号的明亮度相关联的规定特征量， 根据与上述特征量之间的关系来预先规定视频信号的发光量。并且，根据输入视频信号的 每一帧的特征量检测发光量。
[0060] 例如使用视频信号的亮度作为特征量，对于输入视频信号的每一帧，生成对亮度 信号Y的每一灰度的像素数进行累计而得到的Y直方图，并根据该Y直方图来检测正在发 光的部分。正在发光的部分是利用Y直方图的平均值和标准偏差来求得的，作为每一 Y直 方图的相对值来检测。
[0061] 并且，对于正在发光的部分的特征量（亮度），亮度越高，附加越大的权重，并累计 像素数，从而检测每一帧的发光量。发光量表示输入视频信号的发光程度，成为用于进行之 后的背光源亮度扩展及视频信号的亮度扩展的指标。
[0062] 在发光检测部1进行的发光检测的其它示例中，提取构成一个像素的RGB的视频 信号的灰度值中最高的灰度值（设为Max RGB)，并计算从一帧内的所有像素提取出的灰度 值的平均值（设为Max RGB Ave)，并将该值用作特征量。各像素的Max RGB Ave也能用作 与视频的明亮度相关联的特征量。并且，预先确定上述Max RGB Ave与表示该视频信号的 发光程度的发光量的关系。例如确定为在Max RGB Ave高到一定程度的区域中，视为正在 发光，发光量变高。并且，对于输入视频的每一帧，根据上述Max RGB Ave获得此时的发光 量。
[0063] 黑检测部10根据预先确定的条件来从输入视频信号中检测相当于黑显示的量 (像素数）。以下，将相当于黑显示的量仅设为黑色的量，并将相当于黑显示的量的检测处 理作为黑检测处理进行说明。
[0064] 关于黑检测处理的具体处理将在下文阐述，这里，通过规定的运算处理从输入视 频信号中检测每一帧的黑色的量。然后，基于预先确定的黑色的量与背光源的亮度增强比 率的关系来决定与检测到的黑色的量相对应的亮度增强比率，并输出到亮度增强量决定部 2。亮度增强比率用于根据黑显示的量对基于发光检测部1所检测到的发光部的发光量而 决定的基础亮度增强量进行限制和调整。
[0065] 亮度增强量决定部2基于发光检测部1所检测到的输入视频信号的发光量、以及 从黑检测部10输出的亮度增强量的比率，决定用于进行背光源的亮度增强而使用的亮度 增强量。
[0066] 这里，首先，亮度增强量决定部2基于从发光检测部1输出的发光量决定作为基础 的亮度增强量。该情况下，预先确定了亮度增强量与发光量的关系，在亮度增强量决定部2 中，基于从发光检测部1输出的发光量，决定作为基础的亮度增强量。例如确定为在发光量 高到某一程度的区域中，作为基础的亮度增强量也较大。由此，在发光量较大的图像中，作 为基础的亮度增强量更高。
[0067] 然后，亮度增强量决定部2将作为基础的亮度增强量与基于黑检测部10所检测到 的黑色的量的增强比率相乘，从而决定亮度增强的增加量。将该亮度增强的增加量与未进 行亮度增强的状态下的亮度水平相加。未进行亮度增强的状态下的亮度水平是预先决定的 水平，例如为显示最大灰度的视频信号时的画面亮度是450cd/m2的亮度水平。由此，决定 了最终的亮度增强量。
[0068] 背光源亮度扩展部3基于亮度增强量决定部2所决定的亮度增强量对背光源亮度 进行扩展，从而增大背光源部5的光源（例如LED)的亮度。背光源部5的LED的亮度进行 PWM(Pulse Width Modulation :脉宽调制）控制，但也可进行电流控制或利用它们的组合来 控制成达到所希望的值。
[0069] 另一方面，视频信号亮度扩展部6对输入视频信号进行增益提升从而对视频信号 的亮度进行扩展。该情况下，对于根据上述亮度直方图的平均值以及标准偏差而得到的发 光部，能通过规定的增益提升来对视频信号进行扩展，或利用根据亮度直方图或Max RGB Ave计算出的发光量来决定增益，从而对视频信号进行扩展。
[0070] 映射部7生成视频信号的输入输出特性（输入灰度所对应的输出灰度的响应特 性）的色调映射。该情况下，若直接应用视频信号亮度扩展部6所决定的增益来对输入输 出特性进行色调映射，则视频信号的发光部以外的区域也会被扩展，导致画面亮度上升。因 此，在低灰度侧的非发光部分，使输入灰度所对应的输出灰度降低来进行色调映射。由此， 在色调映射的输入输出特性中，视频信号被扩展的区域主要是高灰度的较亮区域，通过视 频信号处理完成了使较亮区域更明亮的控制。
[0071] 映射部7将用于控制显示部9的控制数据输出到显示控制部8,显示控制部8基于 该数据，控制显示部9的显示。显示部9使用液晶面板，该液晶面板由背光源部5的LED进 行照明来显示图像。
[0072] 在上述结构中，背光源部5的亮度扩展量基于发光检测部1所检测到的发光量来 决定，因此，能进行使发光量较多的明亮视频更为明亮地发光的控制。此时，根据黑检测部 10检测到的视频中的黑色的量对基于发光检测部1所检测到的发光量而决定的亮度扩展 量进行限制。例如，黑色的量越多，则对亮度扩展量抑制得越多。由此，即使在使发光量较 多的较亮视频更明亮地发光的情况下，在若视频中黑色的区域较多且增强得较多、则漏光 较为显著的视频中，也能通过限制亮度扩展量来抑制漏光，从而显示高品质的视频。
[0073] 此外，视频信号处理中的视频信号的增益提升根据Y直方图的发光区域、所检测 到的发光量来进行，并进一步通过色调映射，对除发光部以外的视为未发光的部分进行亮 度降低。由此，使正在发光的部分的画面亮度增大，能以高对比度来呈现视频，能提高画质。
[0074] 作为背光源部5和显示部9的控制例，能够采用所谓的区域主动控制方式，S卩，将 视频区域分割为多个区域（area)，并对每个区域所对应的背光源部5的光源进行控制。
[0075] 在区域主动控制中，将视频分割为规定的多个区域（area)，对其每一分割区域提 取视频信号的最大灰度值，根据提取出的最大灰度值，决定每一区域的LED的点亮率。这 里，可以不是每个分割区域的最大灰度值，而是每个分割区域的平均值等其它统计值。然 后，例如，对于最大灰度值较低的较暗区域，通过降低点亮率来使背光源的亮度下降。然后， 在该状态下，根据亮度增强量，增大整个背光源的接入功率，由此提高背光源的整体亮度。 由此，发光的较亮视频变得更亮，增加了亮度感。
[0076] 此外，对于非发光部分，由于通过视频信号处理来降低与亮度扩展相当的亮度，因 此，其结果是，在画面上仅发光部分的亮度提高，从而能显示高对比度的品质较高的视频。
[0077] 此外，作为背光源部5与显示部9的控制例，也可以不采用上述那样的区域主动控 制方式，而根据亮度增强量决定部2所决定的亮度增强量来对背光源部5的整个光源的发 光亮度进行扩展。由此，发光的较亮视频变得更亮，增加了亮度感。此外，对于非发光部分， 由于通过视频信号处理来降低与亮度扩展相当的亮度，因此，其结果是，在画面上发光部分 的壳度变1?，从而能显不1?对比度的品质较1?的视频。
[0078] 另外，本实施方式中，本发明的控制部对背光源部5和显示部9进行控制，对应于 发光检测部1、亮度增强量决定部2、背光源亮度扩展部3、背光源控制部4、视频信号亮度扩 展部6、映射部7、以及显示控制部8。
[0079] 将上述显示装置作为电视接收装置构成的情况下，电视接收装置具有对由天线接 收到的广播信号进行选台并进行解调、解码以生成重放用视频信号的单元，对重放用视频 信号适当实施规定的图像处理，作为图1的输入视频信号进行输入。由此，能将接收到的广 播信号显示于显示部9。本发明可构成为视频显示装置、及包括该视频显示装置的电视接收 装直。
[0080] 以下，对具有上述结构的本实施方式的各部分的处理例进行更为具体的说明。
[0081] 首先，对发光检测部1中的发光检测处理进行更具体的说明。
[0082] 在上述那样的发光检测部1中，使用与输入视频信号的明亮度相关联的规定的特 征量，并通过与上述特征量之间的关系预先规定视频信号的发光量。并且，根据输入视频信 号的每一帧的特征量检测发光量。
[0083] (发光检测处理1)
[0084] 在发光检测处理的第一例中，使用视频信号的亮度作为特征量，生成对输入视频 信号的每一帧将与亮度水平相对应的像素数累计后得到的亮度直方图，并根据该直方图对 每一巾贞检测正在发光的部分。
[0085] 图2表示根据输入视频信号的亮度信号Υ生成的亮度直方图的一个示例。在发光 检测部1中，对输入的视频信号的每一帧，通过累计每一亮度灰度的像素数来生成Υ直方 图。横轴为亮度Υ的灰度值，max(最大）值在例如八位呈现的视频信号的情况下为255灰 度。纵轴表示对每个灰度值进行累计得到的像素数（频度）。若生成Y直方图，则根据该Y 直方图来计算平均值（Ave)、标准偏差（〇 )，并利用它们来计算2个阈值Th。
[0086] 第二阈值Th2是确定发光边界的阈值，Y直方图中在该阈值Th2以上的像素被视 为正在发光的部分并进行处理。
[0087] 设第二阈值Th2为
[0088] Th2 = Ave+N σ · --式⑴
[0089] 。NS规定的常数。
[0090] 此外，第一阈值Thl为了抑制比Th2要小的区域的灰度特性等的不协调感而设定 为
[0091] Thl = Ave+M σ · --式（2)
[0092] 。Μ为规定的常数，Μ < Ν。
[0093] 另外，在本例中，进一步设定第三阈值Th3。第三阈值Th3处于Thl与Th2之间，为 了检测发光量而设置。发光量将发光部的发光程度确定为指标，利用与特征量的关系来预 先规定。本例中，通过以下所示的计算将发光量计算为得分。
[0094] 阈值Th3也可以是与Th2相同的值，但设置成使Th2以上的发光部分具有余量 (margin)而取得较宽，使得易于进行处理。因此，
[0095] Th3 = Ave+Q σ (Μ < Q ^ Ν) · · ·式（3)
[0096] 成立。
[0097] 得分（发光量）定义为"某一阈值以上的像素的比率" X "与阈值间的距离（亮 度之差）"，表示通过对具有大于第三阈值Th3的灰度值的像素的像素数进行计数，并对与 阈值Th3间的距离进行加权而计算得到的明亮度的程度，例如，通过下式（4)来进行计算。
[0098] [数学式1]
[0099]
【权利要求】
1. 一种视频显示装置，具有显示输入视频信号的显示部、对该显示部进行照明的光源、 以及对该显示部和该光源进行控制的控制部，该控制部基于与所述视频信号的明亮度相关 联的规定的特征量来决定光源的亮度扩展量，并基于该亮度扩展量来对所述光源的亮度进 行扩展，其特征在于， 该视频显示装置具有黑检测部，该黑检测部基于规定的条件从所述输入视频信号中检 测进行黑显示的量， 所述控制部在所述黑检测部所检测到的进行黑显示的量处于规定范围内时，根据所述 进行黑显示的量对基于所述规定的特征量而决定的亮度扩展量进行限制。
2. 如权利要求1所述的视频显示装置，其特征在于， 该控制部基于所述规定的特征量或其它特征量来检测输入视频信号的发光部，对该发 光部的视频信号进行扩展并显示在所述显示部中。
3. 如权利要求2所述的视频显示装置，其特征在于， 所述规定的特征量是输入视频信号的亮度值， 所述控制部基于所述输入视频信号的每一帧的亮度直方图，根据该直方图检测出预先 规定的所述发光部，对于包含该检测到的发光部的规定范围的输入视频信号，根据对每个 像素的亮度进行加权并对像素数进行计数后得到的得分，检测出预先规定的发光量，根据 该检测到的发光量来决定所述光源的亮度的扩展量。
4. 如权利要求3所述的视频显示装置，其特征在于， 所述控制部在将所述亮度直方图的平均值设为A、标准偏差设为σ时，将 thresh = Α+Ν σ (Ν 为常数） 以上的像素视为所述发光部。
5. 如权利要求3所述的视频显示装置，其特征在于， 所述其它特征量是关于所述输入视频信号的各像素的RGB的灰度值的最大值， 所述控制部根据对所述输入视频信号的所述RGB的灰度值的最大值进行平均后得到 的值来检测出预先规定的发光部的发光量，根据该检测到的发光量来决定所述光源的亮度 的扩展量。
6. 如权利要求3或4所述的视频显示装置，其特征在于， 所述控制部进行将输入视频信号的输入灰度进行转换并输出的视频处理， 该视频处理包含如下处理：基于所述输入视频信号的每一帧的亮度直方图，根据该直 方图来检测出预先规定的所述发光部，在该检测到的所述发光部的区域内，设定规定的特 性转换点，对灰度比所述特性转换点要低的视频信号应用增益，使得所述特性转换点的输 入视频信号的输入灰度被扩展到规定的输出灰度为止，对于在所述特性转换点以上的输入 灰度，以将对所述特性转换点应用了增益后的输出灰度与最大输出灰度相连接的方式设定 相对于输入灰度的输出灰度。
7. 如权利要求3至5中任一项所述的视频显示装置，其特征在于， 所述控制部进行将输入视频信号的输入灰度进行转换并输出的视频处理， 该视频处理包含如下处理：预先确定应用于视频信号的增益与所述发光量之间的关 系，根据从输入视频信号检测到的所述发光量来决定增益，对输入视频信号应用所决定的 所述增益并进行扩展，将应用所述增益后的输出灰度扩展至规定输出灰度为止的点的输入 灰度设为特性转换点，对于比该特性转换点低的灰度，以应用了所述增益后的输出灰度来 输出视频信号，对于该特性转换点以上的输入灰度，以将对特性转换点应用了增益后的输 出灰度与最大输出灰度相连接的方式设定相对于输入灰度的输出灰度。
8. 如权利要求6或7所述的视频显示装置，其特征在于， 所述视频处理包含如下处理：在将规定的增益提供给所述输入视频信号并对视频信号 进行扩展后，在除所述发光部以外的非发光部的规定区域中，提供压缩增益来使输出灰度 降低。
9. 如权利要求8所述的视频显示装置，其特征在于， 所述压缩增益设为在所述非发光部的规定区域中、使因所述光源的亮度的扩展及通过 应用所述增益所进行的视频信号的扩展而增加的显示亮度降低的值。
10. -种视频显示装置，具有显示输入视频信号的显示部、对该显示部进行照明的光 源、以及对该显示部和该光源进行控制的控制部， 该控制部对于输入视频信号的规定的特征量，累计像素数来生成直方图，将该直方图 的规定范围的上部区域检测作为发光部， 基于输入视频信号的其它特征量决定光源的亮度扩展量，基于该亮度扩展量来扩展并 增大所述光源的亮度， 使除所述发光部以外的非发光部的视频信号的亮度下降，从而对所述发光部的显示亮 度进行增强，其特征在于， 该视频显示装置具有黑检测部，该黑检测部基于规定的条件从所述输入视频信号中检 测进行黑显示的量， 所述控制部在所述黑检测部所检测到的进行黑显示的量处于规定范围内时，根据所述 进行黑显示的量对基于所述其它特征量而决定的亮度扩展量进行限制。
11. 如权利要求10所述的视频显示装置，其特征在于， 所述其它特征量是输入视频信号的灰度值， 所述控制部将基于输入视频信号的图像分割为多个区域，基于所述分割后的区域的视 频信号的灰度值改变所述光源的区域的点亮率，并基于整个所述区域的平均点亮率来决定 所述亮度扩展量。
12. 如权利要求11所述的视频显示装置，其特征在于， 所述控制部预先确定所述平均点亮率与在所述显示部的画面上能获得的最大亮度之 间的关系，基于根据所述平均点亮率而确定的所述最大亮度，来决定所述亮度扩展量。
13. 如权利要求11或12所述的视频显示装置，其特征在于， 所述控制部在将所述直方图的平均值设为A、标准偏差设为σ时，将 thresh = Α+Ν σ (Ν 为常数） 以上的像素作为发光部。
14. 如权利要求10至13中任一项所述的视频显示装置，其特征在于，所述控制部在所 述特征量较低的规定区域中，通过降低所述视频信号的亮度，使因所述光源的亮度的扩展 而产生的显示部的显示亮度的增加量降低。
15. -种电视接收装置，其包括权利要求1至14中任一项所述的视频显示装置。
【文档编号】H04N5/66GK104115490SQ201280069925
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2012年7月10日 优先权日:2012年2月17日
【发明者】藤根俊之, 白谷洋二 申请人:夏普株式会社
【专利摘要】本发明检测视频信号的发光的部分，对发光部分的显示亮度进行增强以使其突出显示，从而进一步增加亮度感，以高对比度进行视频呈现。发光检测部(1)利用与输入视频信号的明亮度相关联的规定的特征量，通过与特征量之间的关系预先规定视频信号的发光量，根据输入视频信号的每一帧的特征量来检测发光量。黑检测部(10)基于规定的条件从输入视频信号中检测进行黑显示的量。背光源亮度扩展部(3)根据检测到的发光量对背光源的光源亮度进行扩展，此时，基于由黑检测部(10)检测到的进行黑显示的量来对背光源的亮度扩展量进行限制。
【专利说明】视频显示装置及电视接收装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及视频显示装置及电视接收装置，更详细而言，涉及具有视频信号与背 光源的亮度扩展功能以提高显示视频的画质的的视频显示装置及电视接收装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，有关电视接收机的显示技术，对将自然界中存在的物体忠实地再现并显 示的HDR(high dynamic range imaging:高动态范围成像）相关的技术进行了大量的研究。 HDR的目的之一在于忠实地再现例如画面内的焰火、霓虹灯这样的发光色部分，从而产生亮 度感。
[0003] 该情况下，能利用发光检测功能来检测并分离发光色与物体色，并能通过信号处 理和背光源的发光亮度控制来仅使画面上的发光色变亮。这里，在进行各种变化的视频中， 根据视频的亮度分布，检测出相对明亮地发光的部分，并有意地对该发光部分进行扩展，从 而使画面上发光的部分更加突出，获得提高画质的效果。
[0004] 作为现有技术，例如专利文献1公开了进行与所输入的视频信号相对应的光量控 制、以及与光量控制连动的视频信号处理的视频显示装置。该视频显示装置基于视频信号 生成直方图数据，并基于该直方图数据对光量进行控制，使得光源的光量随着相当于黑色 的灰度的比率变大而变少。此外，对决定视频信号的相对于输入灰度的输出灰度的特性的 第一灰度修正数据进行保存，基于直方图数据生成随着相当于黑色的灰度的比率变大而变 大的附加数据，并对中间灰度区域中的每个灰度，将该附加数据附加给第一灰度修正数据， 以提高视频信号中规定的中间灰度区域的灰度。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本专利特开2008-20887号公报
【发明内容】
[0008] 发明所要解决的技术问题
[0009] 如上所述，在HDR技术中，对在画面中明亮地发亮的发光部分进行检测，并对该发 光部分的显示亮度进行扩展，从而使人眼的对比感上升、亮度感增加，能提供高品质的显示 视频。然而，该情况下存在如下问题：例如对于夜空等接近黑色的部分的颜色，无法通过信 号处理使其变暗，会导致所谓的漏光（black float)变显著，视频品质下降。
[0010] 专利文献1的视频显示装置根据视频信号的相当于黑色的比率来控制光量和视 频信号，但当相当于黑色的比率较高时，减少光量，相应地通过视频处理来提高输出灰度。 艮P，并非检测发光部分来对此时的亮度进行扩展，也没有公开使画面内的发光部分尤其显 著来使其明亮，防止此时的漏光等视频品质的降低的思想。
[0011] 本发明是鉴于上述那样的实际情况而完成的，其目的在于提供视频显示装置及电 视接收装置，其检测视频信号的正在发光的部分，对发光部分的显示亮度进行扩展以使其 突出显示，从而进一步增加亮度感，以高对比度进行显示，并根据此时视频的黑显示来控制 壳度扩展，从而始终呈现1?品质的视频。
[0012] 解决技术问题的技术方案
[0013] 为了解决上述问题，本发明的第一技术方案在于一种视频显示装置，具有显示输 入视频信号的显示部、对该显示部进行照明的光源、以及对该显示部和该光源进行控制的 控制部，该控制部基于与所述视频信号的明亮度相关联的规定的特征量来决定光源的亮度 扩展量，并基于该亮度扩展量来对所述光源的亮度进行扩展，其特征在于，该视频显示装置 具有黑检测部，该黑检测部基于规定的条件从所述输入视频信号中检测进行黑显示的量， 所述控制部在所述黑检测部所检测到的进行黑显示的量处于规定范围内时，根据所述进行 黑显示的量对基于所述规定的特征量而决定的亮度扩展量进行限制。
[0014] 第二技术方案的特征在于，在第一技术方案中，该控制部基于所述规定的特征量 或其它特征量来检测输入视频信号的发光部，对该发光部的视频信号进行扩展并显示在所 述显示部中。
[0015] 第三技术方案的特征在于，在第二技术方案中，所述特征量是输入视频信号的亮 度值，所述控制部基于所述输入视频信号的每一帧的亮度直方图，根据该直方图检测出预 先规定的所述发光部，对于包含该检测到的发光部的规定范围的输入视频信号，根据对每 个像素的亮度进行加权并对像素数进行计数后得到的得分，检测出预先规定的发光量，根 据该检测到的发光量来决定所述光源的亮度的扩展量。
[0016] 第四技术方案的特征在于，在第三技术方案中，所述控制部在将所述亮度直方图 的平均值设为A、标准偏差设为σ时，将thresh = Α+Νσ (N为常数）以上的像素视为所述 发光部。
[0017] 第五技术方案的特征在于，在第三技术方案中，所述特征量是关于所述输入视频 信号的各像素的RGB的灰度值的最大值，所述控制部根据对所述输入视频信号的所述RGB 的灰度值的最大值进行平均后得到的值来检测出预先规定的发光部的发光量，根据该检测 到的发光量来决定所述光源的亮度的扩展量。
[0018] 第六技术方案的特征在于，在第三或第四技术方案中，所述控制部进行将输入视 频信号的输入灰度进行转换并输出的视频处理，该视频处理包含如下处理：基于所述输入 视频信号的每一帧的亮度直方图，根据该直方图来检测出预先规定的所述发光部，在该检 测到的所述发光部的区域内，设定规定的特性转换点，对灰度比所述特性转换点要低的视 频信号应用增益，使得所述特性转换点的输入视频信号的输入灰度被扩展到规定的输出灰 度为止，对于在所述特性转换点以上的输入灰度，以将对所述特性转换点应用了增益后的 输出灰度与最大输出灰度相连接的方式设定相对于输入灰度的输出灰度。
[0019] 第七技术方案的特征在于，在第三至第五的任一技术方案中，所述控制部进行将 输入视频信号的输入灰度进行转换并输出的视频处理，该视频处理包含如下处理：预先确 定应用于视频信号的增益与所述发光量之间的关系，根据从输入视频信号检测到的所述发 光量来决定增益，对输入视频信号应用所决定的所述增益并进行扩展，将应用所述增益后 的输出灰度扩展至规定输出灰度为止的点的输入灰度设为特性转换点，对于比该特性转换 点低的灰度，以应用了所述增益后的输出灰度来输出视频信号，对于该特性转换点以上的 输入灰度，以将对特性转换点应用了增益后的输出灰度与最大输出灰度相连接的方式设定 相对于输入灰度的输出灰度。
[0020] 第八技术方案的特征在于，在第六或第七技术方案中，所述视频处理包含如下处 理：在将规定的增益提供给所述输入视频信号并对视频信号进行扩展后，在除所述发光部 以外的非发光部的规定区域中，提供压缩增益来使输出灰度降低。
[0021] 第九技术方案的特征在于，在第八技术方案中，所述压缩增益设为在所述非发光 部的规定区域中、使因所述光源的亮度的扩展及通过应用所述增益所进行的视频信号的扩 展而增加的显示亮度降低的值。
[0022] 第十技术方案在于一种视频显示装置，具有显示输入视频信号的显示部、对该显 示部进行照明的光源、以及对该显示部和该光源进行控制的控制部，该控制部对于输入视 频信号的规定的特征量，累计像素数来生成直方图，将该直方图的规定范围的上部区域检 测作为发光部，基于输入视频信号的其它特征量决定光源的亮度扩展量，基于该亮度扩展 量来扩展并增大所述光源的亮度，使除所述发光部以外的非发光部的视频信号的亮度下 降，从而对所述发光部的显示亮度进行增强，其特征在于，该视频显示装置具有黑检测部， 该黑检测部基于规定的条件从所述输入视频信号中检测进行黑显示的量，所述控制部在所 述黑检测部所检测到的进行黑显示的量处于规定范围内时，根据所述进行黑显示的量对基 于所述其它特征量而决定的亮度扩展量进行限制。
[0023] 第十一技术方案的特征在于，在第十技术方案中，所述其它特征量是输入视频信 号的灰度值，所述控制部将基于输入视频信号的图像分割为多个区域，基于所述分割后的 区域的视频信号的灰度值改变所述光源的区域的点亮率，并基于整个所述区域的平均点亮 率来决定所述亮度扩展量。
[0024] 第十二技术方案的特征在于，在第i^一技术方案中，所述控制部预先确定所述平 均点亮率与在所述显示部的画面上能获得的最大亮度之间的关系，基于根据所述平均点亮 率而确定的所述最大亮度，来决定所述亮度扩展量。
[0025] 第十三技术方案的特征在于，在第十一或第十二技术方案中，所述控制部在将所 述直方图的平均值设为A、标准偏差设为〇时，将thresh = Α+Νσ (N为常数）以上的像素 作为发光部。
[0026] 第十四技术方案的特征在于，在第十至第十三的任一技术方案中，所述控制部在 所述特征量较低的规定区域中，通过降低所述视频信号的亮度，使因所述光源的亮度的扩 展而产生的显示部的显示亮度的增加量降低。
[0027] 第十五技术方案在于一种电视接收装置，包括第一至第十四的任一技术方案的视 频显示装置。
[0028] 发明效果
[0029] 根据本发明的视频显示装置，能提供视频显示装置及电视接收装置，其检测视频 信号的正在发光的部分，对发光部分的显示亮度进行扩展以使其突出显示，从而进一步增 加壳度感，以商对比度进行视频呈现，由此提商视频品质。
【专利附图】
【附图说明】
[0030] 图1是对本发明所涉及的视频显示装置的一个实施方式进行说明的图，表示视频 显示装置的主要部分的结构。
[0031] 图2表示根据输入视频信号的亮度信号Y生成的亮度直方图的一个示例。
[0032] 图3是用于说明根据特征量检测发光量的另一个示例的图。
[0033] 图4是用于说明黑检测部的黑检测处理例的图。
[0034] 图5是表示黑检测部所检测到的黑检测得分与增强比率的关系的设定例的图。
[0035] 图6是对根据视频显示装置中所应显示的广播视频信号来计算CMI的方法进行说 明的图。
[0036] 图7是用于说明黑检测部的黑检测处理的其它示例的图。
[0037] 图8是表示人类的视觉细胞对亮度的响应曲线的图。
[0038] 图9是表示几何平均值与增强比率的关系的设定例的图。
[0039] 图10是表示发光量与作为基础的亮度增强量的关系的设定例的图。
[0040] 图11是表示与亮度增强量决定部所决定的亮度增强量相对应的背光源亮度的控 制例的图。
[0041] 图12是用于说明视频信号亮度扩展部中的视频信号的亮度扩展的图，是表示视 频信号的输入输出特性的设定例的图。
[0042] 图13是用于说明视频信号亮度扩展部中的视频信号的亮度扩展的其它处理例的 图。
[0043] 图14是表示对输入视频信号施加增益来进行扩展时的输入输出特性的设定例的 图。
[0044] 图15是表示映射部所生成的色调映射的一个示例的图。
[0045] 图16是表示映射部所生成的色调映射的其它示例的图。
[0046] 图17是表示画面亮度处于被扩展的状态的一个示例的图。
[0047] 图18是用于说明本发明所涉及的亮度扩展处理的效果的图。
[0048] 图19是对本发明的视频显示装置的实施方式2进行说明的图，表示视频显示装置 的主要部分的结构。
[0049] 图20是对区域主动控制和亮度扩展部中的发光区域的控制处理进行说明的图。
[0050] 图21是对区域主动控制和亮度扩展部中的发光区域的控制处理进行说明的其它 图。
[0051] 图22是对平均点亮率的决定处理进行具体说明的图。
[0052] 图23是对区域主动控制和亮度扩展部中的发光区域的控制处理进行说明的另一 图。
[0053] 图24是表示根据输入视频信号的亮度信号Υ生成的Υ直方图的示例的图。
[0054] 图25是表示映射部所生成的色调映射的一个示例的图。
[0055] 图26是用于对区域主动控制和亮度扩展部所输出的Max亮度进行说明的图。
[0056] 图27是表示通过区域主动控制和亮度扩展部的处理、使得画面亮度被增强的状 态的图。
【具体实施方式】
[0057] (实施方式1)
[0058] 图1是对本发明的视频显示装置的实施方式1进行说明的图，表示视频显示装置 的主要部分的结构。视频显示装置具有对输入视频信号进行图像处理以进行视频显示的结 构，可适用于电视接收装置等。
[0059] 从广播信号分离得到的视频信号或从外部设备输入的视频信号输入至发光检测 部1以及黑检测部10。发光检测部1利用与输入视频信号的明亮度相关联的规定特征量， 根据与上述特征量之间的关系来预先规定视频信号的发光量。并且，根据输入视频信号的 每一帧的特征量检测发光量。
[0060] 例如使用视频信号的亮度作为特征量，对于输入视频信号的每一帧，生成对亮度 信号Y的每一灰度的像素数进行累计而得到的Y直方图，并根据该Y直方图来检测正在发 光的部分。正在发光的部分是利用Y直方图的平均值和标准偏差来求得的，作为每一 Y直 方图的相对值来检测。
[0061] 并且，对于正在发光的部分的特征量（亮度），亮度越高，附加越大的权重，并累计 像素数，从而检测每一帧的发光量。发光量表示输入视频信号的发光程度，成为用于进行之 后的背光源亮度扩展及视频信号的亮度扩展的指标。
[0062] 在发光检测部1进行的发光检测的其它示例中，提取构成一个像素的RGB的视频 信号的灰度值中最高的灰度值（设为Max RGB)，并计算从一帧内的所有像素提取出的灰度 值的平均值（设为Max RGB Ave)，并将该值用作特征量。各像素的Max RGB Ave也能用作 与视频的明亮度相关联的特征量。并且，预先确定上述Max RGB Ave与表示该视频信号的 发光程度的发光量的关系。例如确定为在Max RGB Ave高到一定程度的区域中，视为正在 发光，发光量变高。并且，对于输入视频的每一帧，根据上述Max RGB Ave获得此时的发光 量。
[0063] 黑检测部10根据预先确定的条件来从输入视频信号中检测相当于黑显示的量 (像素数）。以下，将相当于黑显示的量仅设为黑色的量，并将相当于黑显示的量的检测处 理作为黑检测处理进行说明。
[0064] 关于黑检测处理的具体处理将在下文阐述，这里，通过规定的运算处理从输入视 频信号中检测每一帧的黑色的量。然后，基于预先确定的黑色的量与背光源的亮度增强比 率的关系来决定与检测到的黑色的量相对应的亮度增强比率，并输出到亮度增强量决定部 2。亮度增强比率用于根据黑显示的量对基于发光检测部1所检测到的发光部的发光量而 决定的基础亮度增强量进行限制和调整。
[0065] 亮度增强量决定部2基于发光检测部1所检测到的输入视频信号的发光量、以及 从黑检测部10输出的亮度增强量的比率，决定用于进行背光源的亮度增强而使用的亮度 增强量。
[0066] 这里，首先，亮度增强量决定部2基于从发光检测部1输出的发光量决定作为基础 的亮度增强量。该情况下，预先确定了亮度增强量与发光量的关系，在亮度增强量决定部2 中，基于从发光检测部1输出的发光量，决定作为基础的亮度增强量。例如确定为在发光量 高到某一程度的区域中，作为基础的亮度增强量也较大。由此，在发光量较大的图像中，作 为基础的亮度增强量更高。
[0067] 然后，亮度增强量决定部2将作为基础的亮度增强量与基于黑检测部10所检测到 的黑色的量的增强比率相乘，从而决定亮度增强的增加量。将该亮度增强的增加量与未进 行亮度增强的状态下的亮度水平相加。未进行亮度增强的状态下的亮度水平是预先决定的 水平，例如为显示最大灰度的视频信号时的画面亮度是450cd/m2的亮度水平。由此，决定 了最终的亮度增强量。
[0068] 背光源亮度扩展部3基于亮度增强量决定部2所决定的亮度增强量对背光源亮度 进行扩展，从而增大背光源部5的光源（例如LED)的亮度。背光源部5的LED的亮度进行 PWM(Pulse Width Modulation :脉宽调制）控制，但也可进行电流控制或利用它们的组合来 控制成达到所希望的值。
[0069] 另一方面，视频信号亮度扩展部6对输入视频信号进行增益提升从而对视频信号 的亮度进行扩展。该情况下，对于根据上述亮度直方图的平均值以及标准偏差而得到的发 光部，能通过规定的增益提升来对视频信号进行扩展，或利用根据亮度直方图或Max RGB Ave计算出的发光量来决定增益，从而对视频信号进行扩展。
[0070] 映射部7生成视频信号的输入输出特性（输入灰度所对应的输出灰度的响应特 性）的色调映射。该情况下，若直接应用视频信号亮度扩展部6所决定的增益来对输入输 出特性进行色调映射，则视频信号的发光部以外的区域也会被扩展，导致画面亮度上升。因 此，在低灰度侧的非发光部分，使输入灰度所对应的输出灰度降低来进行色调映射。由此， 在色调映射的输入输出特性中，视频信号被扩展的区域主要是高灰度的较亮区域，通过视 频信号处理完成了使较亮区域更明亮的控制。
[0071] 映射部7将用于控制显示部9的控制数据输出到显示控制部8,显示控制部8基于 该数据，控制显示部9的显示。显示部9使用液晶面板，该液晶面板由背光源部5的LED进 行照明来显示图像。
[0072] 在上述结构中，背光源部5的亮度扩展量基于发光检测部1所检测到的发光量来 决定，因此，能进行使发光量较多的明亮视频更为明亮地发光的控制。此时，根据黑检测部 10检测到的视频中的黑色的量对基于发光检测部1所检测到的发光量而决定的亮度扩展 量进行限制。例如，黑色的量越多，则对亮度扩展量抑制得越多。由此，即使在使发光量较 多的较亮视频更明亮地发光的情况下，在若视频中黑色的区域较多且增强得较多、则漏光 较为显著的视频中，也能通过限制亮度扩展量来抑制漏光，从而显示高品质的视频。
[0073] 此外，视频信号处理中的视频信号的增益提升根据Y直方图的发光区域、所检测 到的发光量来进行，并进一步通过色调映射，对除发光部以外的视为未发光的部分进行亮 度降低。由此，使正在发光的部分的画面亮度增大，能以高对比度来呈现视频，能提高画质。
[0074] 作为背光源部5和显示部9的控制例，能够采用所谓的区域主动控制方式，S卩，将 视频区域分割为多个区域（area)，并对每个区域所对应的背光源部5的光源进行控制。
[0075] 在区域主动控制中，将视频分割为规定的多个区域（area)，对其每一分割区域提 取视频信号的最大灰度值，根据提取出的最大灰度值，决定每一区域的LED的点亮率。这 里，可以不是每个分割区域的最大灰度值，而是每个分割区域的平均值等其它统计值。然 后，例如，对于最大灰度值较低的较暗区域，通过降低点亮率来使背光源的亮度下降。然后， 在该状态下，根据亮度增强量，增大整个背光源的接入功率，由此提高背光源的整体亮度。 由此，发光的较亮视频变得更亮，增加了亮度感。
[0076] 此外，对于非发光部分，由于通过视频信号处理来降低与亮度扩展相当的亮度，因 此，其结果是，在画面上仅发光部分的亮度提高，从而能显示高对比度的品质较高的视频。
[0077] 此外，作为背光源部5与显示部9的控制例，也可以不采用上述那样的区域主动控 制方式，而根据亮度增强量决定部2所决定的亮度增强量来对背光源部5的整个光源的发 光亮度进行扩展。由此，发光的较亮视频变得更亮，增加了亮度感。此外，对于非发光部分， 由于通过视频信号处理来降低与亮度扩展相当的亮度，因此，其结果是，在画面上发光部分 的壳度变1?，从而能显不1?对比度的品质较1?的视频。
[0078] 另外，本实施方式中，本发明的控制部对背光源部5和显示部9进行控制，对应于 发光检测部1、亮度增强量决定部2、背光源亮度扩展部3、背光源控制部4、视频信号亮度扩 展部6、映射部7、以及显示控制部8。
[0079] 将上述显示装置作为电视接收装置构成的情况下，电视接收装置具有对由天线接 收到的广播信号进行选台并进行解调、解码以生成重放用视频信号的单元，对重放用视频 信号适当实施规定的图像处理，作为图1的输入视频信号进行输入。由此，能将接收到的广 播信号显示于显示部9。本发明可构成为视频显示装置、及包括该视频显示装置的电视接收 装直。
[0080] 以下，对具有上述结构的本实施方式的各部分的处理例进行更为具体的说明。
[0081] 首先，对发光检测部1中的发光检测处理进行更具体的说明。
[0082] 在上述那样的发光检测部1中，使用与输入视频信号的明亮度相关联的规定的特 征量，并通过与上述特征量之间的关系预先规定视频信号的发光量。并且，根据输入视频信 号的每一帧的特征量检测发光量。
[0083] (发光检测处理1)
[0084] 在发光检测处理的第一例中，使用视频信号的亮度作为特征量，生成对输入视频 信号的每一帧将与亮度水平相对应的像素数累计后得到的亮度直方图，并根据该直方图对 每一巾贞检测正在发光的部分。
[0085] 图2表示根据输入视频信号的亮度信号Υ生成的亮度直方图的一个示例。在发光 检测部1中，对输入的视频信号的每一帧，通过累计每一亮度灰度的像素数来生成Υ直方 图。横轴为亮度Υ的灰度值，max(最大）值在例如八位呈现的视频信号的情况下为255灰 度。纵轴表示对每个灰度值进行累计得到的像素数（频度）。若生成Y直方图，则根据该Y 直方图来计算平均值（Ave)、标准偏差（〇 )，并利用它们来计算2个阈值Th。
[0086] 第二阈值Th2是确定发光边界的阈值，Y直方图中在该阈值Th2以上的像素被视 为正在发光的部分并进行处理。
[0087] 设第二阈值Th2为
[0088] Th2 = Ave+N σ · --式⑴
[0089] 。NS规定的常数。
[0090] 此外，第一阈值Thl为了抑制比Th2要小的区域的灰度特性等的不协调感而设定 为
[0091] Thl = Ave+M σ · --式（2)
[0092] 。Μ为规定的常数，Μ < Ν。
[0093] 另外，在本例中，进一步设定第三阈值Th3。第三阈值Th3处于Thl与Th2之间，为 了检测发光量而设置。发光量将发光部的发光程度确定为指标，利用与特征量的关系来预 先规定。本例中，通过以下所示的计算将发光量计算为得分。
[0094] 阈值Th3也可以是与Th2相同的值，但设置成使Th2以上的发光部分具有余量 (margin)而取得较宽，使得易于进行处理。因此，
[0095] Th3 = Ave+Q σ (Μ < Q ^ Ν) · · ·式（3)
[0096] 成立。
[0097] 得分（发光量）定义为"某一阈值以上的像素的比率" X "与阈值间的距离（亮 度之差）"，表示通过对具有大于第三阈值Th3的灰度值的像素的像素数进行计数，并对与 阈值Th3间的距离进行加权而计算得到的明亮度的程度，例如，通过下式（4)来进行计算。
[0098] [数学式1]
[0099]
【权利要求】
1. 一种视频显示装置，具有显示输入视频信号的显示部、对该显示部进行照明的光源、 以及对该显示部和该光源进行控制的控制部，该控制部基于与所述视频信号的明亮度相关 联的规定的特征量来决定光源的亮度扩展量，并基于该亮度扩展量来对所述光源的亮度进 行扩展，其特征在于， 该视频显示装置具有黑检测部，该黑检测部基于规定的条件从所述输入视频信号中检 测进行黑显示的量， 所述控制部在所述黑检测部所检测到的进行黑显示的量处于规定范围内时，根据所述 进行黑显示的量对基于所述规定的特征量而决定的亮度扩展量进行限制。
2. 如权利要求1所述的视频显示装置，其特征在于， 该控制部基于所述规定的特征量或其它特征量来检测输入视频信号的发光部，对该发 光部的视频信号进行扩展并显示在所述显示部中。
3. 如权利要求2所述的视频显示装置，其特征在于， 所述规定的特征量是输入视频信号的亮度值， 所述控制部基于所述输入视频信号的每一帧的亮度直方图，根据该直方图检测出预先 规定的所述发光部，对于包含该检测到的发光部的规定范围的输入视频信号，根据对每个 像素的亮度进行加权并对像素数进行计数后得到的得分，检测出预先规定的发光量，根据 该检测到的发光量来决定所述光源的亮度的扩展量。
4. 如权利要求3所述的视频显示装置，其特征在于， 所述控制部在将所述亮度直方图的平均值设为A、标准偏差设为σ时，将 thresh = Α+Ν σ (Ν 为常数） 以上的像素视为所述发光部。
5. 如权利要求3所述的视频显示装置，其特征在于， 所述其它特征量是关于所述输入视频信号的各像素的RGB的灰度值的最大值， 所述控制部根据对所述输入视频信号的所述RGB的灰度值的最大值进行平均后得到 的值来检测出预先规定的发光部的发光量，根据该检测到的发光量来决定所述光源的亮度 的扩展量。
6. 如权利要求3或4所述的视频显示装置，其特征在于， 所述控制部进行将输入视频信号的输入灰度进行转换并输出的视频处理， 该视频处理包含如下处理：基于所述输入视频信号的每一帧的亮度直方图，根据该直 方图来检测出预先规定的所述发光部，在该检测到的所述发光部的区域内，设定规定的特 性转换点，对灰度比所述特性转换点要低的视频信号应用增益，使得所述特性转换点的输 入视频信号的输入灰度被扩展到规定的输出灰度为止，对于在所述特性转换点以上的输入 灰度，以将对所述特性转换点应用了增益后的输出灰度与最大输出灰度相连接的方式设定 相对于输入灰度的输出灰度。
7. 如权利要求3至5中任一项所述的视频显示装置，其特征在于， 所述控制部进行将输入视频信号的输入灰度进行转换并输出的视频处理， 该视频处理包含如下处理：预先确定应用于视频信号的增益与所述发光量之间的关 系，根据从输入视频信号检测到的所述发光量来决定增益，对输入视频信号应用所决定的 所述增益并进行扩展，将应用所述增益后的输出灰度扩展至规定输出灰度为止的点的输入 灰度设为特性转换点，对于比该特性转换点低的灰度，以应用了所述增益后的输出灰度来 输出视频信号，对于该特性转换点以上的输入灰度，以将对特性转换点应用了增益后的输 出灰度与最大输出灰度相连接的方式设定相对于输入灰度的输出灰度。
8. 如权利要求6或7所述的视频显示装置，其特征在于， 所述视频处理包含如下处理：在将规定的增益提供给所述输入视频信号并对视频信号 进行扩展后，在除所述发光部以外的非发光部的规定区域中，提供压缩增益来使输出灰度 降低。
9. 如权利要求8所述的视频显示装置，其特征在于， 所述压缩增益设为在所述非发光部的规定区域中、使因所述光源的亮度的扩展及通过 应用所述增益所进行的视频信号的扩展而增加的显示亮度降低的值。
10. -种视频显示装置，具有显示输入视频信号的显示部、对该显示部进行照明的光 源、以及对该显示部和该光源进行控制的控制部， 该控制部对于输入视频信号的规定的特征量，累计像素数来生成直方图，将该直方图 的规定范围的上部区域检测作为发光部， 基于输入视频信号的其它特征量决定光源的亮度扩展量，基于该亮度扩展量来扩展并 增大所述光源的亮度， 使除所述发光部以外的非发光部的视频信号的亮度下降，从而对所述发光部的显示亮 度进行增强，其特征在于， 该视频显示装置具有黑检测部，该黑检测部基于规定的条件从所述输入视频信号中检 测进行黑显示的量， 所述控制部在所述黑检测部所检测到的进行黑显示的量处于规定范围内时，根据所述 进行黑显示的量对基于所述其它特征量而决定的亮度扩展量进行限制。
11. 如权利要求10所述的视频显示装置，其特征在于， 所述其它特征量是输入视频信号的灰度值， 所述控制部将基于输入视频信号的图像分割为多个区域，基于所述分割后的区域的视 频信号的灰度值改变所述光源的区域的点亮率，并基于整个所述区域的平均点亮率来决定 所述亮度扩展量。
12. 如权利要求11所述的视频显示装置，其特征在于， 所述控制部预先确定所述平均点亮率与在所述显示部的画面上能获得的最大亮度之 间的关系，基于根据所述平均点亮率而确定的所述最大亮度，来决定所述亮度扩展量。
13. 如权利要求11或12所述的视频显示装置，其特征在于， 所述控制部在将所述直方图的平均值设为A、标准偏差设为σ时，将 thresh = Α+Ν σ (Ν 为常数） 以上的像素作为发光部。
14. 如权利要求10至13中任一项所述的视频显示装置，其特征在于，所述控制部在所 述特征量较低的规定区域中，通过降低所述视频信号的亮度，使因所述光源的亮度的扩展 而产生的显示部的显示亮度的增加量降低。
15. -种电视接收装置，其包括权利要求1至14中任一项所述的视频显示装置。
【文档编号】H04N5/66GK104115490SQ201280069925
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2012年7月10日 优先权日:2012年2月17日
【发明者】藤根俊之, 白谷洋二 申请人:夏普株式会社
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