2024年4月27日发(作者：oppo最新手机价格查询大全)

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(21)申请号 CN2.2

(22)申请日 2012.06.27

(71)申请人 夏普株式会社

地址 日本大阪府

(72)发明人 藤根俊之 能年智治 白谷洋二

(74)专利代理机构 上海专利商标事务所有限公司

代理人 张鑫

(51)

G09G3/36

G09G3/20

G09G3/34

H04N5/66

(10)申请公布号 CN 103930943 A

(43)申请公布日 2014.07.16

权利要求说明书 说明书 幅图

(54)发明名称

视频显示装置及电视接收装置

(57)摘要

本发明检测视频信号的发光的部

分，通过对发光部分的显示亮度进行增强

来进行显示，从而进一步增加明亮感，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

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，从而根据输入视频

信号每一帧的特征量来检测发光量。背光

源亮度拉伸部(3)根据检测到的发光量来拉

伸背光源的光源亮度。视频信号亮度拉伸

部(6)根据输入视频信号的发光量或者亮度

分布来对视频信号进行拉伸。映射部(7)使

非发光部的亮度降低来进行视频信号的映

射。由此，被视为发光的输入视频信号的

部分利用背光源的亮度拉伸与视频信号的

拉伸而得以增强。

法律状态

法律状态公告日

法律状态信息

2021-08-13

专利权的转移

2016-08-31

授权

2014-08-13

实质审查的生效

2014-07-16

公开

法律状态

专利权的转移

授权

实质审查的生效

公开

权 利 要 求 说 明 书

1.一种视频显示装置，包括：显示输入视频信号的显示部；对该显示

该控制部基于与所述输入视频信号的明亮度相关联的规定特征量来拉

2.如权利要求1所述的视频显示装置，其特征在于，

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每一帧的亮度直方图，根据该直方

部进行照明的光源；以及控制该显示部及该光源的控制部，其特征在于，

伸所述光源的亮度，并且基于所述特征量或者其它特征量来检测输入视频

信号的发光部，拉伸该发光部的视频信号并在所述显示部进行显示。

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，根据通过对每个像素的亮度赋予权重来对像素数进

数后得到的分数检测出预先规定的发光量，根据该检测到的发

所述光源的亮度。

行计

光量来拉伸

3.如权利要求2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，

将在

thresh＝A+Nσ(N为常数)

以上的像素视为所述发光部。

4.如权利要求1所述的视频显示装置，其特征在于，

所述特征量是关于所述输入视频信号各像素的RGB的灰度值的最大

所述控制部根据所述输入视频信号的所述RGB的灰度值的最大值平均

5.如权利要求2或3所述的视频显示装置，其特征在于，

所述控制部进行转换输入视频信号的输入灰度并输出的视频处理，

该视频处理包含如下处理：基于所述输入视频信号每一帧的亮度直方

值，

后得到的值来检测出预先规定的发光量，根据该检测到的发光量来拉伸所

述光源的亮度。

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，

频信号应用增益，使得所述特性转

到规定的输出灰度为止，对

述特性转换点的应用

输入灰度设定

对灰度低于所述特性转换点的视

换点的输入视频信号的输入灰度被拉伸

于在所述特性转换点以上的输入灰度，以将所

了增益后的输出灰度与最大输出灰度相连接的方式对

输出灰度。

6.如权利要求2至4的任一项所述的视频显示装置，其特征在于，

所述控制部进行转换输入视频信号的输入灰度并输出的视频处理，

该视频处理包含如下处理：预先设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拉伸，将应用所述增益

输出灰度拉伸至规定输出灰度为止的点的输入灰度设为特性转

比该特性转换点低的灰度，以应用了所述增益后的输出

号，对于该特性转换点以上的输入灰度，以将特

的输出灰度与最大输出灰度相连接的方式

后的

换点，对于

灰度来输出视频信

性转换点的应用了增益后

对输入灰度设定输出灰度。

7.如权利要求5或6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

8.如权利要求7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

号并对视频信号进行拉伸后，在除去所述发光部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。

度的拉伸及通过应用所述增益来进行的视频信号的拉伸而增加的显示亮度

降低的值。

9.一种电视接收装置，其特征在于，

包括权利要求1至8的任一项所述的视频显示装置。

说 明 书

技术领域

本发明涉及视频显示装置及电视接收装置，更详细而言，涉及具有用

背景技术

在视频显示装置中，已知有用于提高显示视频画质的增强功能。增强

例如，专利文献1中，公开了一种液晶显示装置，在该液晶显示装置中，

伴随着背光源的亮度调整，自动调整对比度以使得图像的明暗也与调整前

相近。在该液晶显示装置中，操作人员通过将背光源装置的光源打开关闭，

能改变图像的亮度，实现节电，在亮度改变时，增强功能起作用，显

像被调整成与亮度相符的对比度，即使降低背光源装置的亮度，图像

暗也与亮度降低前大体相同。

功能中进行扩大输入视频信号的强度分布的拉伸处理。例如在执行增强功

能时，通常，对视频信号的每一帧检测灰度的最大值，若该最大值的等级

较低，则对灰度较高的部分的视频信号施加增益以进行拉伸。此外，检测

视频信号的灰度的最小值，若该最小值较高，则对灰度较低的部分的视频

信号施加压缩增益以降低灰度。通过使用这样的增强功能，视频信号的信

号范围变宽，显示图像的对比感增大，画质得以提高。

于提高显示视频画质的增强功能的视频显示装置及电视接收装置。

示图

的明

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平9－80378号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在对显示亮度进行增强的情况下，若确定画面中明亮地发亮的发光部

在以往的增强功能中，观察视频信号的像素值的最大值、最小值，来

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

本发明是鉴于上述那样的实际情况而完成的，其目的在于提供一种视

解决技术问题所采用的技术方案

频显示装置及电视接收装置，其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，从而进一步增加明亮感，以高对比

度进行视频呈现，由此提高视频品质。

发光的部分，并有意地对该发光部分进行增强，从而使画面上发光的部分

更加突出，获得提高画质的效果，但以往并未基于这种思想来进行增强处

理。

进行将较高部分的灰度扩张提高、或将较低部分的灰度压缩降低之类的处

理。然而，由于标准化的视频信号实际上不会呈现出人眼看起来明亮的亮

度，因此，仅根据灰度值难以确定发光部分。即，对于各种视频，即使一

律通过观察图像值的最大值、最小值来进行增强，也不一定能始终获得具

有高对比度的高画质视频。

分，并对该发光部分的显示亮度进行增强，则对人眼而言对比感上升，明

亮感增加，从而能提供高品质的显示视频。

为了解决上述课题，本发明的第一技术方案在于，包括：显示输入视

频信号的显示部；对该显示部进行照明的光源；以及控制该显示部及该光

源的控制部，其特征在于，该控制部基于与所述输入视频信号的明亮度相

关联的规定特征量来拉伸所述光源的亮度，并且基于所述特征量或者其它

特征量检测输入视频信号的发光部，拉伸该发光

示部进行显示。 部的视频信号并在所述显

第2技术方案的特征在于，在第一技术方案中，所述特征量是输入视频

第3技术方案的视频显示装置的特征在于，在第2技术方案中，在将所

第4技术方案的特征在于，在第1技术方案中，所述特征量是关于所述

第5技术方案的特征在于，在第2或第3技术方案中，所述控制部进行转

换输入视频信号的输入灰度并输出的视频处理，该视频处理包含如下处理：

基于所述输入视频信号每一帧的亮度直方图，根据该直方图来检测出

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

转换点，对灰度低于所述特性转换点的视频信号应用增益，使得所述

输入视频信号各像素的RGB的灰度值的最大值，所述控制部根据所述输入

视频信号的所述RGB的灰度值的最大值平均后得到的值来检测出预先规定

的发光量，根据该检测到的发光量拉伸所述光源的亮度。

述亮度直方图的平均值设为A、标准偏差设为σ时，所述控制部将在

thresh＝A+Nσ(N为常数)以上的像素视为所述发光部。

信号的亮度值，所述控制部基于所述输入视频信号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，根据通过对每个像素的亮度赋予权重来对像

素数进行计数后得到的分数检测出预先规定的发光量，根据该检测到的发

光量来拉伸所述光源的亮度。

预先

特性

特性

于在

后的

转换点的输入视频信号的输入灰度被拉伸到规定的输出灰度为止，对

所述特性转换点以上的输入灰度，以将所述特性转换点的应用了增益

输出灰度与最大输出灰度相连接的方式对输入灰度设定输出灰度。

第6技术方案的特征在于，在第2至第4的任一技术方案中，所述控制部

进行转换输入视频信号的输入灰度并输出的视频处理，

下处理：预先设定应用于视频信号的增益与所述发光量

从输入视频信号检测到的所述发光量来决定增益，对输

决定的所述增益并进行拉伸，将应用所述增益后的输出

出灰度为止的点的输入灰度设为特性转换点，对于比该

度，以应用了所述增益后的输出灰度来输出视频信号，

以上的输入灰度，以将特性转换点的应用了增益后的输

灰度相连接的方式对输入灰度设定输出灰度。

该视频处理包含如

之间的关系，根据

入视频信号应用所

灰度拉伸至规定输

特性转换点低的灰

对于该特性转换点

出灰度与最大输出

第7技术方案的特征在于，在第5或第6技术方案中，所述视频处理包含

第8技术方案的特征在于，在第7技术方案中，所述压缩增益设为在所

第9技术方案为包括第1至第8技术方案的任一项技术方案的视频显示

发明效果

装置的电视接收装置。

述非发光部的规定区域中、使得因所述光源的亮度的拉伸及通过应用所述

增益来进行的视频信号的拉伸而增加的显示亮度降低的值。

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拉

伸后，在除去所述发光部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。

根据本发明的视频显示装置，能提供一种视频显示装置及电视接收装

附图说明

图1是对本发明所涉及的视频显示装置的一个实施方式

表示视频显示装置的主要部分的结构。

置，其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，由此提

高视频品质。

进行说明的图，

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

图3是用于说明根据特征量检测发光量的其它示例的图。

图4是表示与发光检测部所检测出的发光量相对应的亮度增强量的设

图。

图5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

控制例的图。

图6是用于说明视频信号亮度拉伸部中的视频信号的亮度拉伸的图，是

图7是用于说明视频信号亮度拉伸部中的视频信号的亮度拉伸的其它

的图。

图8是表示对输入视频信号施加增益来进行拉伸时的输入输出特性的 设定例

处理例

表示视频信号的输入输出特性的设定例的图。

亮度的

定例的

例。

的图。

图9是表示映射部所生成的色调映射的一个示例的图。

图10是表示映射部所生成的色调映射的其它示例的图。

图11是表示画面亮度处于被拉伸的状态的一个示例的图。

图12是用于说明本发明所涉及的亮度拉伸处理的效果的图。

具体实施方式

(实施方式1)

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，

由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。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。然后，

根据输入视频信号每一帧的特征量来检测

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。

发光量。

例如将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

检

成累计亮度信号Y的每个灰度的像素数而得的Y直方图，根据该Y直方图

测出发光的部分。发光的部分通过Y直方图的平均值与标准偏差而

此作为每个Y直方图的相对值而被检测出。 求得，因

并且，关于发光的部分的特征量(亮度)，亮度越高则赋予越大的权 重来累

号的发

拉伸的

计像素数，由此检测出其每一帧的发光量。发光量表示输入视频信

光程度，成为用于进行之后的背光源的亮度拉伸及视频信号的亮度

指标。

在利用发光检测部1进行发光检测的其它示例中，提取出构成1个像素

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

背光源亮度拉伸部3基于亮度增强量决定部2所决定的亮度增强量，来

的RGB的视频信号的灰度值中的最高灰度值(设为Max RGB)，并计算出

从一帧内的所有像素中所提取到的灰度值的平均值(设为Max RGB Ave)，

将该值用作为特征量。各像素的Max RGB Ave能用作为与视频的明亮度相

关联的特征量。于是，预先设定上述Max RGB Ave与表示其视频信号的发

光程度的发光量之间的关系。例如，在Max RGB Ave高到一定程度的区域

中，将视为发光的发光量设定得较高。于是，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。

量，决定用于进行背光源的亮度增强而使用的亮度增强量。此处，预先设

定了亮度增强量与发光量之间的关系，在亮度增强量决定部2中，基于从发

光检测部1输出的发光量来决定亮度增强量。例如，在发光量高到一定程度

的区域中，也将亮度增强量设定得较大。由此，发光量较大的图像的亮度

增强量变得更高。

拉伸背光源亮度，并增大背光源部5的光源(例如LED)的亮度。背光源部

5的LED的亮度由PWM(Pulse Width Modulation：

制，但也可以利用电流控制或者电流控制与

望的值。

脉冲调制)控制来进行控

PWM控制的组合来控制成所希

另一方面，视频信号拉伸部6对输入视频信号进行增益放大，来拉伸视

频信号的亮度。在该情况下，对于根据上述亮度直方图的平均值以及标准

偏差而获得的发光部，能通过规定的增益放大来对视频信号进行拉伸，或

者能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，并

对视频信号进行拉伸。

映射部7生成视频信号的输入输出特性(输出灰度对输入灰度的响应特

性)的色调映射。在该情况下，若直接应用视频信号亮度拉伸部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

被拉伸，从而画面亮度上升。因此，在低灰度侧的非发光部分使输出灰度

相对于输入灰度降低来进行色调映射。由此，色调映射的输入输出特性中，

视频信号被拉伸的区域主要成为高灰度的明亮区域，利用视频信号处

行使明亮区域变得更为明亮的控制。 理进

映射部7将用于控制显示部9的控制数据输出至显示控制部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由背光源部5的LED进行

并使用显示图像的液晶面板。 照明，

在上述结构中，基于发光检测部1所检测到的发光量来决定背光源部5

的亮度拉伸量，因此能进行使发光量较多的明亮图像更明亮地发亮的控制。

此外，视频信号处理所进行的视频信号的增益放大根据Y直方图的

和检测到的发光量而进行，并且通过色调映射对除发光部以外

光的部分进行亮度降低。由此，增大了发光部分的画面亮度，

对比度进行视频呈现，从而能提高画质。

发光区域

的视为不发

能以较高的

作为背光源部5与显示部9的控制例，能够采用所谓的

式，即：将视频区域分割成多个区域(area)，控制每个

源部5的光源。

区域有源控制方

区域所对应的背光

在区域有源控制中，将视频分割成规定的多个区域(area)，按每个分

提取出视频信号的最大灰度值，并根据提取到的最大灰度值决定每

的LED的点亮率。此处也可以不是每个分割区域的最大灰度值，而

分割区域的平均值等其它的统计值。于是，例如对于最大灰度值较

暗区域，降低点亮率而使背光源的亮度降低。接着，在该状态下根

增强量增大背光源整体的接入功率，提高背光源的整体亮度。由此，

此外，在非发光部分，利用视频信号处理降低与亮度拉伸相当的亮度，

此外，作为背光源部5与显示部9的控制例，也可以不应用上述那样的

此外，本发明的控制部用于控制背光源部5与显示部9，相当于发光检

在将上述显示装置作为电视接收装置而构成的情况下，电视接收装置

发光的明亮视频变得更为明亮，从而增加了明亮感。

割区域

个区域

是每个

低的昏

据亮度

因此，其结果是在画面上仅发光部分的亮度变高，从而能够显示高对比度

的高品质视频。

区域有源控制方式，而根据亮度增强量决定部2所决定的亮度增强量来拉伸

背光源部5的整个光源的发光亮度。由此，发光的明亮视频变得更为明亮，

增加了明亮感。此外，在非发光部分，利用视频信号处理降低与亮度拉伸

相当的亮度，因此，其结果是在画面上仅发光部分的亮度变高，从而能够

显示高对比度的高品质视频。

测部1、亮度增强量决定部2、背光源亮度拉伸部3、背光源控制部4、视频

信号亮度拉伸部6、映射部7、以及显示控制部8。

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

装置的电视接收装置。

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具体的

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。

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

(发光检测处理1)

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，对于

图2是表示根据输入视频信号的亮度信号Y而生成的亮度直方图的一个

特

示例的图。发光检测部1中，对于所输入的视频信号的每一帧，累计每个亮

度灰度的像素数而生成Y直方图。横轴是亮度Y的灰度值，若例如是8比

呈现的视频信号，则max值为255灰度。纵轴表示按每个灰度值累

像素数(频度)。若生成Y直方图，则根据该Y直方图计算平

标准偏差(σ)，并利用它们来计算2个阈值Th。

输入视频信号的每一帧生成累计亮度等级所对应的像素数而得到的亮度直

方图，根据该直方图检测出每一帧中的发光部分。

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。然后，根据输入视频信号每一帧的特征量来检测发光量。

说明。

计得到的

均值(Ave)、

第二阈值Th2用于设定发光边界，将Y直方图中在该阈值Th2以上的像

第二阈值Th2满足

素视为发光的部分来进行处理。

Th2＝Ave+Nσ…式(1)

N是规定的常数。

此外，第一阈值Th1是为了抑制比Th2要小的区域的灰度性等的异样感

Th1＝Ave+Mσ…式(2)

M是规定的常数，且M＜N。

此外，本例中还设定第三阈值Th3。第三阈值Th3位于Th1与Th2之间，

是为了检测发光量而设定的。发光量是用于定义发光部的发光程度的指标，

利用与特征量之间的关系而预先规定。本例中，发光量作为分数通过

所示的计算来进行计算。

而设定的值，满足

以下

阈值Th3可以为与Th2相同的值，但为了容易进行处理，设置为使得在

Th3＝Ave+Qσ(M＜Q≤N)…式(3)

分数(发光量)是通过对具有第三阈值Th3以上的灰度值的像素的像素

计数，并对距阈值Th3的距离进行加权计算而得到的表示明亮度的程

分数＝1000×Σcount[i]×(i²-

Th3²)/(Σcount[i]×Th3²)…式(4)

来计算。Σcount[i]是按每个灰度值i对像素数进行计数而累计得到的值。

度的值，例如通过

数进行

Th2以上的发光部分具有较宽的余量(margin)。因此满足

此

因此，在发光部分中偏离Th3的高灰度的像素较多的情况下，分数变高。

外，即使Th3以上的像素数固定，灰度较高的像素较多的部分的分

数更高。

(发光检测处理2)

图3是用于说明根据特征量检测发光量的其它示例的图。本例中，作为

然后，如图3所示，预先设定Max RGB Ave与发光量(分数)之间的关

域

区

系。在本例中，在从Max RGB Ave为最小的C0开始到中间点C1为止的区

中，发光量(分数)为零。即，将该区域视为不发光的区域。此外，在

域C1～C2(C1＜C2)中，根据Max RGB Ave的增加发光量也增大。

C3(Max RGB Ave的最大值)为止，发光量固定为最大等级。

输入视频信号的特征量，使用在帧内的所有像素中对构成一个像素的RGB

的视频信号的灰度值中最高灰度值(Max RGB)进行平均后得到的值(Max

RGB Average(Max RGB Ave))。

从C2～

发光检测部1根据预先设定的图3所示的特性，来决定与检测到的Max

图4是表示与发光检测部所检测出的发光量相对应的亮度增强量的设

图。亮度增强量决定部2根据发光检测部1所检测到的发光量(分数)

背光源的亮度拉伸中所使用的亮度增强量。亮度增强量作为表示希

RGB Ave相对应的发光量(分数)。

定例的

来计算

望显示

的最大亮度的量，例如能够利用画面亮度(cd/m²)及亮度拉伸的倍

率等值来表示。希望显示的最大亮度是指例如视频信号为最高灰度(8比特

呈现的情况下为255灰度)时的画面亮度。

在图4的示例中，在发光量在一定以上的较高等级(D2～D3(发光量

值))之间的情况下，亮度增强量在较高等级设定为固定，高灰度

的最大

发亮的

定以上视频拉伸成更高亮度，增加了明亮感。在该示例中，在分数高到一

的部分，设定成在亮度拉伸后能获得的画面的最大亮度为例如1500

设

(cd/m²)。此外，在发光量比D2低的区域(D1(D1＜D2)～D2)中，

定为发光量越小亮度拉伸量越小。在发光量最小的区域(D0(发光量＝

D1)中，不进行亮度增强。这是因为发光量较小，因此发光的部分较

即使进行亮度增强，效果也较小。在该情况下的画面的最大亮度例如

450cd/cm²。

0)～

少，

设为

(背光源的亮度拉伸处理)

图5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

控制例的图。

在背光源亮度拉伸部3中，使用亮度增强量决定部2根据视频信号的发

例如根据预先设定的图5的特性进行亮度拉伸。图5中，横轴是亮度增

例如，将不拉伸背光源亮度、通常点亮时的画面的最大亮度设为

亮度的

光量(分数)而决定的亮度增强量，来拉伸背光源部5的光源亮度。此处，

根据背光源亮度拉伸部3所决定的亮度拉伸量，背光源控制部4控制背光源

部5。

强量决定部2所决定的亮度增强量，纵轴表示背光源的亮度等级，例如由背

光源的驱动占空比或驱动电流值等规定。

450cd/m²。此处，在几乎不存在发光量较小的发光区域的情况

强量为最低等级，背光源的发光亮度等级被控制在图5的点下，亮度增

E1。

若从点E1所对应的状态开始发光量升高，则亮度增强量也增加。在该

情况下，如图5所示根据亮度增强量的增大，较大地拉伸背光源的发光亮度。

在亮度增强量为最大值的点E2处，将背光源的发光亮度拉伸为例如

大的画面亮度成为1500cd/m²。利用上述控制，

测到的发光量来拉伸背光源的发光亮度，

使得最

通过根据从输入视频信号检

从而能增强发光部分的明亮感。

(视频信号的亮度拉伸处理1)

图6是用于说明视频信号亮度拉伸部中的视频信号的亮度拉伸的图，是

如上所述，在发光检测部1中生成输入视频信号的亮度(Y)直方图，

该平均值与标准偏差决定用于设定发光边界的第二阈值Th2。Y直方

该阈值Th2以上的像素视为发光的部分。视频信号亮度拉伸部6中基

此时，作为一个示例，将视频信号的输入输出特性设定成如图6所示那

相

样。图6中，横轴是视频信号的亮度Y的输入灰度，纵轴是与该输入灰度

对应的输出灰度。此外，也可以设定RGB信号的输入输出特性来代

在RGB信号的情况下，分别对RGB信号应用以下所示的增

输出特性。例如在8比特呈现的视频信号的情况下，输

为255灰度。图6中，T1表示亮度拉伸处理后

于Y直方图进行对发光的部分的视频信号进行拉伸的视频处理。

并基于

图中在

表示视频信号的输入输出特性的设定例的图。

替亮度Y。

益，来规定输入

入输出灰度的最大值

的输入输出特性。

在输入输出特性T1的设定中，首先设定输入灰度的点I1。点I1设定在

Th2

预先设定的任意规定位置。规定位置不随第二阈值Th动态地变化。因此，

相比第二阈值Th2、点I1的位置位于低灰度侧时，点I1变成与第二阈值

相同的值。点I1相当于本发明的特性转

换点。

此时，相对于输入I1的输出灰度O1设定为预先规定的值。例如，设定

当

在输出灰度的最大值O2的80％的位置上。因此，在输入输出特性T1中，

输入灰度在0～I1的区域中时，向输入视频信号提供固定增益G1，

的输入灰度变为输出灰度O1。增益G1能够表示为输入输出

增益G1由决定输出灰度的I1的位置决定。

使得点I1

特性T1的倾斜。

然后，当最大输入灰度I2时，使得与输入灰度具有相同灰度的最大输

出值O2被输出，在输入灰度I1～最大灰度I2之间，线性地连接I1所对应

出灰度位置与最大输入值I2所对应的输出位置灰度位置。在I1～I2

中，在I1处充分进行了亮度拉伸的状态下，通过随着输入灰

渐增加输出亮度，能尽可能地防止亮度拉伸后的白限幅，

度性。

的输

的区域

度的变高而逐

从而能呈现出灰

由此，规定了图6所示那样的输入输出特性T1。利用此时的视频信号的

(视频信号的亮度拉伸处理2)

图7是用于说明视频信号亮度拉伸部中的视频信号的亮度拉伸的其它

的图。图6所示的处理例1中，根据视频信号的Y直方图，设置具有规

定输出灰度值的点I1，根据该点I1设定应用于输入视频信号的增益。

处理例

拉伸，发光的部分的视频信号的亮度得到了拉伸，但低灰度的非发光部分

也得到了拉伸，因此在后段的映射部7中，进行使非发光部分的视频信号的

亮度再次降低的色调映射处理。

与此相对，本处理例的情况下，发光检测部1基于根据Y直方图或者Max

如图7所示，视频信号亮度拉伸部6预先设定发光量与增益之间的关系。

然后，事先生成设定这些关系的LUT，利用该LUT决定与发光量相对应的

增益。这里，基本上发光量越高，拉伸视频信号

发光量的规定区域中能设定为不进行增益放大。

光的部分较少，即使进行视频信号的亮度拉伸，

RGB Ave检测到的发光量(分数)的值，设定用于拉伸视频信号的增益。

的增益越大。此外，在低

这是因为发光量较小时发

效果也较小。

图8是表示对输入视频信号施加增益来进行拉伸时的输入输出特性的

的图。视频信号亮度拉伸部6基于图7所示的关系根据发光量来决定

并将该增益应用于视频信号。例如根据图7的关系，决定增益G2。

在该情况下，如图8所示，对于输入灰度在从最低(0)开始到规定灰

的范围内的输入视频信号应用上述所决定的增益G2。增益G2表示为增

规定灰度I3能设定为任意。例如将输入灰度I3所对应的输出灰度O3设

出

益应用后的输入输出特性T2的倾斜量。

设定例

增益，

度I3

定成最大灰度O4的80％的灰度。然后，对视频信号应用增益G2，并将输

灰度变为最大灰度的80％时的输入灰度设为I3。当输入灰度在I3～

I4之间时，线性地连接I3的输出灰度位置与最大灰度I4的输

此，规定了图8所示那样的输入输出特性T2。I3相当

最大灰度

出灰度位置。由

于本发明的特性转换点。

利用此时的视频信号的拉伸，发光部分的视频信号的亮度得到了拉伸，

(映射处理1)

如上所述，在背光源亮度拉伸部3中，按照根据发光量所决定的亮度增

强量，来决定使背光源部5的亮度拉伸的拉伸量。此外，在视频信号亮度拉

伸部6中，基于Y直方图的分布状态、或者检测到的发光量来拉伸视频信

因此，照这样的话，输入视频信号的整个灰度区域的亮度增大，从而

产生所谓的泛白(black floating)而使品质降低，并且对比感也不够。

但非发光部分也得到了拉伸，因此在后段的映射部7中，进行使非发光部分

的视频信号的亮度再次降低的视频处理。

号。

易于

在映射部7中利用视频信号处理使非发光部的亮度降低。由此，对输入

图9是表示映射部7所生成的色调映射的一个示例的图，是表示利用图6

伸

所示的亮度拉伸处理1，根据视频信号的Y直方图中设定的I1的位置来拉

视频信号时的色调映射例的图。图9中，横轴是视频信号的输入灰度，

是输出灰度。输入输出灰度能设为视频信号的亮度Y或者RGB的灰

RGB信号的情况下，分别对RGB信号应用以下所示的增益，

出特性。

视频信号的发光部分的亮度进行拉伸，而非发光部分的亮度并不变化，从

而提供了对比感，并突出了发光部分的明亮感。

纵轴

度。在

来规定输入输

发光检测部1所检测到的第二阈值Th2以上的区域是视频中视为发光的

部分。映射部7中，对于在视频信号亮度拉伸部6中进行了亮度拉伸后的视

频信号去除发光的部分，并应用压缩增益，从而映射增益缩小后的特性。

此时，若对于灰度比发光边界即Th2低的区域一律应用固定的压缩增益

来抑制输出灰度，则会在灰度性方面产生异样感。因此，设定第一阈值Th1，

对于灰度比Th1低的区域设定增益G3，以线性地连接Th1与Th2之

进行色调映射。 间的方式

增益G3用于补偿并降低与由背光源亮度拉伸部3所进行的亮度拉伸量

此处，设为以b倍对背光源亮度进行亮度拉伸。b倍的基准是图5的点E1

此外，将利用视频信号亮度拉伸部6中的增益G1所拉伸的亮度拉伸量设

为a倍。a倍的基准是增益＝1(输入灰度＝输出灰度)时的输入输出特性。在

该情况下，映射部7的视频处理所进行的亮度降低量为1/a倍。因此，由

(1/b)^γ×(1/a)来设定应用于比第一阈值Th1要小的区域的增益G3。

视频信号的非发光部分中，灰度比第一阈值Th1低的范围维

号的灰度相对应的画面亮度。

的背光源亮度，表示以相对于此时的亮度几倍的倍数进行亮度拉伸。在该

情况下，若利用视频信号处理降低并补偿b倍的背光源亮度拉伸量，则其所

需的降低量为(1/b)^γ倍。

和视频信号亮度拉伸部6所进行的亮度拉伸量相当的亮度，设定为维持画面

上的输入视频信号的灰度的值。

由此，输入

持与输入视频信

第二阈值Th2以上的色调映射直接使用经视频信号亮度拉伸部6拉伸后

性

的输入输出特性。设定在第二阈值Th2以上的输入灰度I1中的输入输出特

的特性转换点(曲线拐点)也仍然维持原样。由此，在第二阈值Th2以

发光色区域中，通过视频信号的拉伸与背光源的亮度拉伸能获得具有

感的图像。

上的

明亮

而且，在第1阈值Th1～第2阈值Th2之间设定成以直线连接因增益G3而

下降的第1阈值Th1的输出灰度与第2阈值Th2的输出灰度。通过上述处

获得图9所示的色调映射。此时，对于Th1、Th2的连接部分、及输

的特性转换点，利用二次函数来对规定范围(例如连接部分

定值))进行平滑即可。

理，

入灰度I1

±Δ(Δ为规

(映射处理2)

图10是表示映射部7所生成的色调映射的其它示例的图，是表示利用图

灰

8所示的视频信号亮度拉伸处理，按照根据视频信号的发光量而设定的增益

来拉伸视频信号时的色调映射例的图。图10中，横轴是视频信号的输入灰

度，纵轴是输出灰度。输入输出灰度能设为视频信号的亮度Y或者RGB的

度。在RGB信号的情况下，分别对RGB信号应用以下所示的增益，

输入输出特性。 来规定

在本例中与图10的第一处理例相同，对于由视频信号亮度拉伸部6进行

亮度拉伸后的视频信号，去除发光的部分并应用压缩增益来进行增益缩小。

在该情况下，与图9的示例同样地设定第一阈值Th1，对于比Th1小

定增益G3，以线性地连接Th1与Th2之间的方式进行色调映的区域设

射。

增益G3用于降低与由背光源亮度拉伸部3所进行的亮度拉伸量和视频

量

信号亮度拉伸部6所进行的亮度拉伸量相当的亮度，若以b倍对背光源亮度

进行亮度拉伸，且在视频信号亮度拉伸部6中因增益G2而产生的亮度拉伸

为a倍，则应用于比第一阈值Th1要小的

输入视频信号的非发

频信号的灰度

区域的增益G3为(1/b)^γ×(1/a)。由此，

光部分中，灰度比第一阈值Th1低的区域维持与输入视

相对应的画面亮度。

此外，第二阈值Th2以上的色调映射直接使用经视频信号亮度拉伸部6

过

此外，在第1阈值Th1～第2阈值Th2之间，设定成以直线连接因增益G3

而下降的第1阈值Th1的输出灰度与第2阈值Th2的输出灰度。通过上述

获得图10所示的色调映射。若视频信号亮度拉伸部6所设定

特性转换点(曲线拐点)比第二阈值Th2小则无法维持，

Th1与第二阈值Th2的输出灰度的线所吸收。因此，将

于第二阈值Th2的输出灰度部分。此时，对于

二次函数来对规定范围(例如连接部分

可。

拉伸后的输入输出特性。由此，在第二阈值Th2以上的发光色区域中，通

视频信号的拉伸与背光源的亮度拉伸能获得具有明亮感的图像。

处理，

的输入灰度I3的

而被连接第一阈值

新的特性转换点设定

Th1、Th2的连接部分，利用

±Δ(Δ为规定值))进行平滑即

图11是表示画面亮度处于被拉伸的状态的一个示例的图。横轴是输入

S1相当于最小灰度的灰度值，S2相当于第一阈值Th1的灰度值，S3相

上

当于第二阈值Th2的灰度值。在输入灰度值处于S1～S2为止的情况下，如

所述，进行视频信号的色调映射，以降低因背光源的亮度拉伸及视频

的拉伸而增加的画面亮度量。因此，在S1～S2中以第一γ曲线(γ1)

面显示。第一γ曲线(γ1)例如是最大灰度值时画面亮度成为

准亮度。

视频信号的灰度值，纵轴是显示部9的画面亮度(cd/m²)。

信号

进行画

450cd/m²的标

在灰度较低的较暗视频的情况下，若提高亮度来进行显示，则会产生

只

对比度的下降、泛白等品质的下降，因此，通过视频信号处理来以背光源

的亮度拉伸量及视频信号的亮度拉伸量抑制亮度，使得画面亮度不会上升。

另外，S1～S2为止的γ曲线无需与上述的标准第一γ曲线(γ1)相一致，

要是与发光部分的拉伸区域具有差异的等

进行设定。 级，就能通过适当调整增益G3来

此外，在S2～S3中，根据Th1～Th2的色调映射，随着输入灰度的增大，

降

画面灰度离开第一γ曲线(γ1)并上升，在相当于第二阈值Th2的S3附近增

大至第二γ曲线(γ2)的水平。之后，画面亮度的增大率降低(倾斜变缓)，

从而到达输入最高灰度。第二γ曲线(γ2)是以γ曲线表示利用图6的增益G1

或者图8的增益G2拉伸视频信号时的画面灰度而得到的曲线。此外，通过

低灰度比S3高的高灰度区域的画面亮度的增大率，来防止因亮度拉

起的高灰度区域的失真，尽可能地维持灰度呈现。由此，能进

度区域的明亮感与对比感的高品质的视频显示。

伸而引

行具有高灰

图12是用于说明本发明所涉及的亮度拉伸处理的效果的图，是表示亮

映

该示例中，输入视频信号的亮度直方图h1在比第一阈值Th1要小的低灰

相

度区域中存在较多的像素，在比第二阈值Th2要大的高灰度区域中也存在

当多的像素。即，该图像是在比较昏暗的画面中存在有可视为发光的

部分的图像。

度拉伸处理前后的亮度直方图的状态的一个示例的图。图12中，h1表示根

据进行亮度拉伸处理前的输入视频信号取得的亮度直方图，h2表示利用上

述亮度拉伸1及映射处理1对h1的亮度直方图进行色调映射后的亮度直方

图，h3表示利用上述亮度拉伸2及映射处理2对h1的亮度直方图进行色调

射后的亮度直方图。

明亮

亮度拉伸处理1及映射处理1根据输入视频信号的亮度直方图来设定第

二阈值Th2，对从最低灰度开始到Th2以上的点I1为止的区域进行增益放

并利用映射处理使非发光部分即灰度比第一阈值Th1低的低灰度区

度降低。在通过该处理获得的亮度直方图h2中，低灰度的非

进行亮度拉伸而维持输入视频信号的灰度。此外，存在

边界高的高灰度侧的

即，仅对发光的部分

大，

域的亮

发光部分没有

于灰度比Th2的发光

发光的像素组通过亮度拉伸进一步向高灰度侧偏移。

进行亮度拉伸，从而增加对比感与明亮感。

亮度拉伸2及映射处理2基于根据输入视频信号检测到的发光量来决定

通过该处理获得的亮度直方图h3与直方图h2相同，低亮度的非发光部

理1

分没有进行亮度拉伸而维持输入视频信号的灰度，但高灰度侧的视为发光

的像素组相比于直方图Th2进一步向高灰度侧偏移。亮度拉伸1及映射处

中利用基于亮度直方图的分布状态(Ave.，σ)而设定的阈值(第二阈值

进行亮度拉伸，但亮度拉伸2及映射处理2中对发光部分的像素个数

权并累计，基于此进行亮度拉伸。因此，对于在高灰度区域中

的像素组的视频的情况等，亮度拉伸量变大，与直方图Th2

感进一步得到增强，对比感也得以提高。

增益，并将所决定的增益应用于低灰度区域进行增益放大，然后利用映射

处理使非发光部分即灰度比第一阈值Th1低的低灰度区域的亮度降低。

Th2)

进行加

存在有较多

的情况相比明亮

在上述例中，示出了能获得良好效果时的视频的状态的一个示例，即

标号说明

使在任意的处理的情况下，通过背光源的亮度拉伸及视频的亮度拉伸与色

调映射，也能进行提高对比感，并增加明亮部分的明亮感的高品质的视频

呈现。

1发光检测部、2亮度增强量决定部、3背光源亮度拉伸部、4背光

部、5背光源部、6视频信号亮度拉伸部、7映射部、8显示控制

显示部。

源控制

部、9