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CN104011786A - 视频显示装置 - Google Patents

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CN104011786A
CN104011786A CN201280064480.7A CN201280064480A CN104011786A CN 104011786 A CN104011786 A CN 104011786A CN 201280064480 A CN201280064480 A CN 201280064480A CN 104011786 A CN104011786 A CN 104011786A
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小桥川诚司
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Sharp Corp
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Abstract

本发明在由多个监视器构成一个画面的视频显示装置中，实现高对比感，且抑制各监视器之间的亮度偏差。监视器(1～4)包括：图像解析部，该图像解析部求出与LED背光源的每个分割区域相对应的显示区域的视频的第一特征量；以及灰度控制部，该灰度控制部根据第一特征量，来对每个分割区域设定LED的第一亮度，在LED的驱动电流的合计值在规定的允许电流值以下的范围内，计算出用于统一地拉伸第一亮度的亮度拉伸量。视频显示装置具备微机(19)，该微机(19)在从监视器(1～4)取得的亮度拉伸量中选择最小的最小亮度拉伸量，并将所选择的最小亮度拉伸量输出至各监视器(1～4)。各监视器(1～4)的灰度控制部基于从微机(19)获取的最小亮度拉伸量，统一地拉伸第一亮度，来设定第二亮度。

Description

视频显示装置
技术领域
本发明涉及视频显示装置，更详细而言，涉及由多个监视器构成一个画面的视频显示装置。
背景技术
以往，已知有一种多显示器装置，该多显示器装置将多个视频显示装置排列成纵横矩阵状，显示由各视频显示装置分割的图像，整体构成一个大画面。在这样的多显示器装置中，容易引起各画面之间的亮度不均匀，因此为了解决亮度的不均匀，提出了各种方法。例如，专利文献1中记载了如下技术：即、为了解决多显示器装置中画面之间的亮度不均匀，而控制光源的亮度。具体而言，构成多显示器装置的各视频显示部包括：具有用于在视频显示部中形成视频的多个光源的背光源单元和用于调整背光源单元的光源的明亮度的光量调整单元。然后，利用该光量调整单元，能分别地控制各背光源的明亮度。
此外，在上述那样的多显示器装置中也采用液晶显示器，使用LED背光源来用作液晶显示器的照明的方式日益普及。在采用LED背光源的情况下，具有能进行局部调光(dimming)的优点。局部调光过程中，将背光源分割成多个区域，根据各区域的视频信号对每个区域来控制LED发光。例如，可进行如下控制：即，在画面内的较暗部分中抑制LED发光，在画面内的较亮部分中增强LED发光。由此，能降低背光源的功耗，并且提高显示画面的对比度。
例如，在图10中示出现有的局部调光的控制例。此处，将背光源分割成8个区域，根据与各区域相对应的视频信号的最大灰度值，对LED的亮度进行控制。另外，各区域的视频信号的最大灰度值处于图10(A)所示状态。A～H表示区域编号，其下方的数字为各区域内的最大灰度值。例如，局部调光所涉及的各区域的LED亮度如图10(B)所示。即，根据各区域的视频信号，对每个区域控制LED亮度。此处，在视频信号的最大灰度值较低的区域中视频较暗，因此，使LED亮度降低以减轻漏光现象、提高对比度，并力图实现LED的低功耗化。在该情况下，各个区域中的最大亮度被限制为以占空比100％来点亮背光源的所有LED时的亮度(例如，450cd/m2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2009-169196号公报
发明内容发明所要解决的技术问题
如上所述，在将背光源分割成多个区域、根据各区域所对应的视频信号来控制LED亮度的现有局部调光控制中，各个区域的最大亮度被限制成以占空比100％来点亮背光源的所有LED时的亮度，在进行该限制的过程中，进行与视频信号相对应的LED亮度控制。因此，即使例如将明亮的视频特意进一步增亮来提高对比度，也会有界限。
与此相对，考虑如下方法：以电力不超过规定值的方式进行PWM(脉冲宽度调制：Pulse Width Modulation)控制，在点亮LED的面积较小时局部性地施加电力，并提高峰值亮度。通过该方法，与通常的局部调光相比，能呈现高亮度。然而，在将该方法应用于上述的多显示器装置的各监视器的情况下，存在如下问题：即、在监视器之间会产生亮度偏差。例如，假设如下情况：由图11所示那样的4个监视器1～4构成一个画面，在该画面中显示黑白视频。
图11中，在将白色圆圈部分W的视频信号的灰度(也称为像素灰度)设为255、将其它黑色部分的像素灰度设为0的情况下，在监视器1、3的画面中，成为峰值亮度的白色圆圈部分W占整个画面的比例较低，因此LED的点亮面积变小。因此，进行控制使得局部性地施加电力来使LED较强地发光，白色圆圈部分W的亮度变高。另一方面，在监视器2、4的画面中，由于白色圆圈部分W占整个画面的比例较高，因此LED的点亮面积变大。因此，进行控制使得LED较弱地发光，白色圆圈部分W的亮度变低。通过这样的控制，监视器1～4中白色圆圈部分W的亮度会产生偏差。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，在由多个监视器构成一个画面的视频显示装置中，将背光源分割成多个区域，在根据各区域所对应的视频信号来控制背光源的亮度时，能实现较高的对比感，且能抑制各监视器之间的亮度偏差。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述问题，本发明的第一技术方案是由多个监视器构成一个画面的视频显示装置，其特征在于，各个所述监视器包括：显示面板，该显示面板显示视频信号；背光源，该背光源使用LED作为对该显示面板进行照明的光源；图像解析部，该图像解析部将该背光源分割成多个区域，并求出与每个该分割出的区域即分割区域相对应的显示区域的视频的第一特征量；以及灰度控制部，该灰度控制部根据该图像解析部求出的第一特征量，来对每个所述分割区域设定LED的第一亮度，并且对于每个所述分割区域的所述第一亮度，在LED的驱动电流的合计值在规定的允许电流值以下的范围内，计算出用于统一地拉伸所述第一亮度的亮度拉伸量，所述视频显示装置具有控制部，该控制部在从各个所述监视器取得的亮度拉伸量中选择最小的最小亮度拉伸量，并将该选择出的最小亮度拉伸量输出至各个所述监视器，各个所述监视器的灰度控制部基于从所述控制部取得的最小亮度拉伸量，统一地拉伸所述第一亮度来设定每个区域的第二亮度。
第二技术方案的特征在于，在第一技术方案中，各个所述监视器的图像解析部基于所述分割区域的视频信号的第一特征量来改变该分割区域所对应的所述LED的区域的点亮率，通过对于所述LED的全部区域，将该LED的区域的点亮率进行平均，来求出所述LED的平均点亮率，各个所述监视器的灰度控制部基于预先与所述平均点亮率建立关联的所述显示面板的画面上能取得的最大显示亮度，求出所述亮度拉伸量。
第三技术方案的特征在于，在第一技术方案中，各个所述监视器的图像解析部求出所述视频信号的APL，各个所述监视器的灰度控制部基于预先与所述APL建立关联的所述显示面板的画面上能取得的最大显示亮度，求出所述亮度拉伸量。
第四技术方案的特征在于，在第一至第三的任一项技术方案中，各个所述监视器的灰度控制部将与所述最小亮度拉伸量相对应的一定倍率乘上所述第一亮度来设定所述第二亮度，根据该第二亮度的最大亮度来求出最大LED灰度值。
第五技术方案的特征在于，在第一至第四的任一项技术方案中，所述第一特征量是所述分割区域内的视频信号的最大灰度值。
发明效果
根据本发明，在由多个监视器构成一个画面的视频显示装置中，将背光源分割成多个区域，在根据各区域所对应的视频信号来控制背光源的亮度时，增大各区域间的亮度比，提高对比度，并且在点亮背光源的面积较小时，局部性地施加电力来提高峰值亮度，并且，通过使各监视器中的峰值部分(白色部分等)的亮度与峰值部分的亮度为最小的监视器的亮度相一致，从而能实现高对比感，并能抑制各监视器之间的亮度偏差。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的视频显示装置的画面例的图。
图2是用于说明图1所示的视频显示装置的主要部分结构例的图。
图3是用于说明监视器的区域有源控制部中的LED亮度的设定例的图。
图4是用于说明电力限制控制的局部调光的控制例的图。
图5是表示改变LED亮度占空比时的液晶面板上的亮度的状态的图。
图6表示将显示画面分割成8个的示例的图。
图7是用于说明监视器的区域有源控制部中的LED亮度的设定例的图。
图8是用于说明对各监视器分别地进行电力限制控制时的控制例的图。
图9是用于说明本发明所涉及的视频显示装置的电力限制控制的控制例的图。
图10是用于说明现有的局部调光的控制的图。
图11是表示由多个监视器构成一个画面时的画面的图。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的视频显示装置所涉及的优选实施方式进行说明。图1示出了本发明所涉及的视频显示装置的画面例。本示例的视频显示装置中，由4个监视器1～4构成一个画面，各监视器1～4的显示画面分别被分割成A～H这8个区域。
图2是用于说明图1所示的视频显示装置的主要部分结构例的图。图2(A)是表示监视器1的主要部分结构例的图，但由于其它的监视器2～4的结构也基本相同，因此以监视器1为代表来进行例示。图中，11表示图像处理部、121表示LED控制模块、17表示LED背光源、18表示液晶面板。LED控制模块121包括区域有源控制部131、LED控制部14、LED驱动器15、以及定时控制器16。此外，如图2(B)所示，各监视器1～4分别具有LED控制模块121～124，LED控制模块121～124与微机19相连接。
以下，以监视器1为例对在各监视器1～4中独立地进行电力限制控制的情况进行说明。图2(A)中，对图像处理部11输入从广播信号分离出的视频信号、或来自外部设备的视频信号，并进行与现有技术相同的视频信号处理。例如，适当地执行IP变换、降噪、缩放处理、γ处理、白平衡调整等。此外，基于用户设定值，调整对比度、色调等并进行输出。
区域有源控制部131包括图像解析部131a、灰度控制部131b。若从图像处理部11输入视频信号，则图像解析部131a求出与每个分割区域相对应的显示区域的视频的第一特征量，该分割区域是通过将LED背光源17分割成多个区域所得的区域。第一特征量例如是分割区域内视频信号的最大灰度值。此外，图像解析部131a基于分割区域的视频信号的第一特征量来改变与分割区域相对应的LED背光源17的区域的点亮率，通过对于LED的所有区域，将LED的区域的点亮率进行平均，来求出LED背光源17的平均点亮率。然后，图像解析部131a将上述求出的每个区域的最大灰度值(第一特征量)作为LED数据输出至灰度控制部131b，并且将LED背光源17的平均点亮率输出至灰度控制部131b。
另外，在图像解析部131a中，将表示液晶的各像素的灰度的数据作为液晶数据来输出到灰度控制部131b。此时，液晶数据和LED数据以在作为最终输出的LED背光源17和液晶面板18中维持同步的方式被输出。
此外，将LED数据设为每个分割区域的视频信号的最大灰度值，但也可以不是最大灰度值，而是例如分割区域内的视频信号的灰度平均值等其它的规定统计量。一般而言，使用区域内的最大灰度值作为LED数据，下面使用分割区域内的最大灰度值来进行说明。
灰度控制部131b基于从图像解析部131a输出的LED数据(每个分割区域的最大灰度值)及LED背光源17的平均点亮率进行电力限制控制，从而确定控制LED背光源17的各LED点亮的控制值(下面，称为LED灰度值)。然后，LED控制部14输出基于灰度控制部131b所确定的LED灰度值的控制信号，LED驱动器15根据从LED控制部14输出的控制信号，控制LED背光源17的各LED发光。
此外，灰度控制部131b基于从图像解析部131a输出的液晶数据，确定用于控制液晶的各像素灰度的控制值(下面，称为像素灰度值)。然后，定时控制器16输出基于灰度控制部131b中所确定的像素灰度值的控制信号，来控制液晶面板18的各像素灰度。
此处，电力限制控制是指对于显示画面内需要进一步的亮度的区域进一步提高背光源的亮度、提高对比度，并将背光源的LED全部点亮时的驱动电流的总量设为上限，在各区域中点亮的LED的驱动电流总量不超过该全部点亮时的驱动电流的总量的范围内，增加LED的发光亮度。
LED背光源17的LED亮度可以通过PWM(脉冲宽度调制：Pulse WidthModulation)控制、或者电流控制、或者将以上两者相组合来进行控制。在任一情况下都控制成使得LED以希望的亮度发光。在以下示例中，以利用PWM的占空比控制作为示例进行说明。从灰度控制部131b输出的LED灰度值是区域有源控制部131对每个分割区域进行LED发光控制用的值，由此来实现局部调光。
图3是用于说明监视器1的区域有源控制部131中的LED亮度的设定例的图。区域有源控制部131的灰度控制部131b基于图3所示的控制函数(曲线)来确定LED背光源17的亮度。横轴是LED背光源17的平均点亮率(窗口尺寸)。点亮率用来确定整体背光源的平均点亮率，能以全部点亮区域(窗口区域)与熄灭区域之比来表示。在没有表示窗口区域的点亮区域的状态下，点亮率为零，随着点亮区域的窗口变大，点亮率增大，在全部点亮的状态下，点亮率成为100％。
此处，LED背光源17由多个LED构成，可对每个区域进行亮度的控制。LED背光源17的每个区域的点亮率基于每个区域的最大灰度值，由预先设定的运算式来确定，但基本上，在高灰度的较亮的具有最大灰度值的区域中，维持使LED的亮度不下降，在低灰度的较暗的具有最大灰度值的区域，进行使LED的亮度下降的运算。
然后，区域有源控制部131的图像解析部131a根据各区域的点亮率计算LED背光源17的整体平均点亮率，灰度控制部131b根据该平均点亮率，利用规定的运算式、表格来计算LED背光源17的最大发光亮度的亮度拉伸量。图3的纵轴表示最大(Max)亮度(cd/m2)，即在画面内的整个区域中所能取得的最大灰度值时的拉伸后的最大画面亮度。也就是说，纵轴表示画面上的最大显示亮度，示出了多个分割区域中能取得最大显示亮度的区域的亮度，即，示出了包含画面内的窗口的区域的亮度。上述亮度拉伸量是由平均点亮率决定的值，最大亮度是由亮度拉伸量决定的值，因此如图3的曲线所例示的那样，也可以说最大亮度是根据平均点亮率而决定的值。
即，该图3示出了控制函数的一个示例，该控制函数表示LED背光源17的平均点亮率与最大亮度之间的关系。关于LED背光源17整体的平均点亮率，在不存在点亮区域的状态下，平均点亮率为零，在全部点亮的状态下，平均点亮率成为100％。图3的控制函数保存在未图示的存储器中，基于根据视频信号求出的LED背光源17的平均点亮率来进行参照。
此处，通过电力限制控制，将用于点亮LED的电力(驱动电流值的总量)设为恒定。因此，平均点亮率越大、能施加于一个分割区域的电力越小。在平均点亮率较小的范围内(例如，P1～P2为止)，能将电力集中于该较小的窗口，因此，在P2，各LED能以占空比100％来控制，以最大亮度A来点亮。另外，平均点亮率在P1～P2的范围内时，点亮区域较小，因此能以最大亮度A来点亮，但这样做的话会产生如下问题：低灰度部分也变亮，漏光变得醒目。因此，在图3的示例中，为了降低漏光，平均点亮率在P1～P2的范围内时，使得随着平均点亮率变小，降低最大亮度。
然后，平均点亮率从0的状态开始上升，若平均点亮率变为点P2，则最大亮度达到最大。此时的LED占空比为100％(最大亮度A)。并且，若平均点亮率变得比点P2还要高，则通过电力限制控制使能施加于各LED的电力降低，从而区域能取得的最大亮度也逐渐下降。点P3是整个画面全部点亮时的状态，在本示例的情况下，各LED的占空比例如会降低至36.5％。
在电力限制控制中，对于显示画面内要求进一步的亮度的区域，进一步提高背光源亮度，并提高对比度。此处，将背光源的LED全部点亮时的驱动电流的总量设为上限，在各区域中点亮的LED的驱动电流总量不超过全部点亮时的驱动电流的总量的范围内，以一定倍率来增加LED的发光亮度。
具体而言，如图4所示，图10(B)中对每个区域设定的LED发光亮度(第一亮度)乘上一定倍率(a倍)来提高亮度。也就是说，上述的亮度拉伸量根据该一定倍率(a倍)来确定。此时应满足的条件如下：各区域的驱动电流值的总量<LED全部点亮时的总驱动电流值。在该情况下，一个区域中，允许超过全部点亮时的亮度(例如为450cd/m2)，在电力有余量的范围内，将更多的驱动电流施加于LED，使其更加明亮。通过进行以上控制，实际上能呈现2～3倍的峰值亮度。该图4中所例示的LED的发光亮度相当于将第一亮度放大a倍后得到的第二亮度。
图5是表示改变LED亮度占空比时的液晶面板上的亮度的状态的图。横轴表示视频信号的灰度(像素灰度)，纵轴表示液晶面板上的亮度值。例如，以36.5％的占空比来控制LED背光源17的LED时，视频信号的灰度表现如T1所示。此时，液晶面板上的亮度值＝(灰度值)2.2(即伽马＝2.2)。以100％的占空比来控制LED时，灰度表现如T2所示。即，由于LED的亮度从36.5％增大到100％，增大到约2.7倍，因此，液晶面板上的亮度值也增大到约2.7倍。此时，希望增加高亮度的明亮感的区域High和低灰度部分的区域Low的亮度都增大到大约2.7倍。
图6表示将显示画面分割成8个的示例。设各分割区域编号为A～H，并表示每各个区域的视频信号的最大灰度值。此处，将本发明的第一特征量设为每个区域的最大灰度值，但除此之外，也可使用区域内的灰度值的平均等其它的统计值。本示例中，8个分割区域中的视频信号的最大灰度值例如为64、224、160、32、128、192、192、96，最大灰度值的平均是灰度256的53％的值。即，在该情况下，上述图3的曲线图中，点P4处，相当于平均点亮率(窗口尺寸)为53％。
此处，对于编号A～H的各个区域，根据区域内的最大灰度值计算该区域的LED背光源17的LED点亮率。该点亮率能例如由LED背光源17的驱动占空比(LED duty)来表示。在该情况下，点亮率的最大值为100％。另外，如上所述，利用PWM以及/或者电流控制来控制使得LED的亮度成为所希望的值。
在确定各区域的LED的点亮率时，对于最大灰度值较低的较暗区域，降低点亮率，以使背光源的亮度下降。作为一个示例，在视频的灰度值由0-255的8位数据来呈现的情况下，在最大灰度值为128时，使背光源点亮率下降至(1/(255/128))2.2＝0.217倍(21.7％)。基本上，在较亮的高灰度的区域中，不降低背光源亮度，对于低灰度的较暗区域，则根据预先设定的运算式来计算各区域的点亮率，以使背光源的亮度下降。
图像解析部131a对根据视频信号的最大灰度值计算得到的每个区域的背光源的点亮率进行平均，计算出1帧中LED背光源17的平均点亮率。计算得到的画面整体的平均点亮率随着各区域中点亮率高的区域变多，自然变高。图6的示例中，平均点亮率的实际值大约为53％。
例如在上述的图3中，平均点亮率为53％(P4)时，与能取得最大亮度的区域的LED背光源17的亮度相当的LED的占空比为55％。即，在该画面中平均点亮率为53％时，通过电力限制控制，将LED背光源17提高到相当于55％的占空比为止。此时的占空比55％相当于全部点亮(平均点亮率100％)时的占空比36.5％的约1.5倍。即，对于将LED全部点亮时的LED的占空比36.5％而言，平均点亮率为53％时，能对点亮LED施加电力，以使得LED的亮度成为占空比36.5％的约1.5倍的亮度。
如上所述，将平均点亮率53％时的一定倍率a＝1.5(该倍率a也称为亮度增加率或空占比增加率)乘上对每个区域设定的LED的发光亮度(第一亮度)，对每个区域求出提高了峰值亮度的第二亮度。由此，以电力不超过规定值的方式来进行PWM控制，在点亮面积较小时局部施加电力，提高峰值亮度，由此，与通常的局部调光相比，能呈现较高的亮度。
由此，灰度控制部131b根据图像解析部131a所求得的每个分割区域的视频信号的第一特征量，来设定每个分割区域的LED的第一亮度，并且对于每个分割区域的第一亮度，在LED的驱动电流的合计值成为规定的允许电流值以下的范围内，对第一亮度乘上一定倍率以统一进行拉伸，来设定每个区域的第二亮度。另外，第一特征量例如是最大灰度值，基于LED背光源17的平均点亮率来确定一定倍率(亮度拉伸量)。第一亮度在图10(B)中例示，第二亮度在图4中例示。
此外，灰度控制部131b也可以基于视频信号的APL(Average PictureLevel：平均图像电平)来进行电力限制控制，以取代LED背光源17的平均点亮率。APL能通过利用图像解析部131a解析视频信号而求出。该APL是视频信号整体灰度的平均值，因此，若视频信号的APL较低，则LED背光源17的平均点亮率也较低，若视频信号的APL较高，则LED背光源17的平均点亮率也较高。因此，在将图3的横轴设为APL的情况下，也能进行同样的控制。
以上，对每各个监视器1～4独立进行电力限制控制的情况进行了说明，但在假设为上述图1那样的视频时，存在如下问题：即、由于电力限制控制而导致监视器1～4中白色圆圈部分W的亮度发生偏差。基于图1和图7对此进行说明。图7的控制函数与图3的控制函数相同。监视器1～4中显示了图1的视频，将白色圆圈部分W的视频信号的像素灰度设为255，将其他的黑色部分的像素灰度设为0。监视器1、3中成为峰值亮度的白色圆圈部分W占整个画面的比例较低，平均点亮率(或者APL)分别设为r1(＝15％)，r3(＝10％)。在该情况下，LED的点亮面积变小，因此进行控制使得对局部施加电力来使LED较强地发光，从而提高白色圆圈部分W的亮度。在图7的示例中，监视器1的最大亮度为b1、监视器3的最大亮度为b3。
另一方面，监视器2、4中成为峰值亮度的白色圆圈部分W占整个画面的比例较高，平均点亮率(或者APL)分别设为r2(＝70％)，r4(＝60％)。在该情况下，由于LED的点亮面积变大，因此进行控制使LED较弱地发光，从而降低白色圆圈部分W的亮度。在图7的示例中，监视器2的最大亮度为b2、监视器4的最大亮度为b4。由此，监视器1～4的最大亮度由低到高的顺序为b2、b4、b3、b1，分别根据这些最大亮度b2、b4、b3、b1来拉伸各监视器1～4的第一亮度，因此各监视器1～4的白色圆圈部分W的亮度产生偏差。基于图8对此进行说明。
图8是用于说明对各监视器1～4分别地进行电力限制控制时的控制例的图。与监视器1同样，监视器2包括区域有源控制部132，区域有源控制部132包括图像解析部132a、灰度控制部132b。监视器3包括区域有源控制部133，区域有源控制部133包括图像解析部133a、灰度控制部133b。监视器4包括区域有源控制部134，区域有源控制部134包括图像解析部134a、灰度控制部134b。另外，本示例中，对如下情况进行说明：在将图1的视频信号显示于各监视器1～4中时，使用视频信号的APL以取代LED背光源17的平均点亮率。
在监视器1的情况下，由于白色圆圈部分W所占的比例较小，因此控制使得LED较强地发光。首先，若将图1的视频信号输入至图像解析部131a，则对该视频信号进行解析，根据视频信号求出APL。在监视器1中APL求出为15％。接着，将图像解析部131a中求出的APL(15％)输入至灰度控制部131b，在灰度控制部131b中，基于APL(15％)参照图7的曲线，作为液晶面板18的画面上能取得的最大显示亮度，获得最大亮度b1。
如上所述，灰度控制部131b根据图像解析部131a所求得的每个分割区域的视频信号的最大灰度值，来设定每个分割区域的LED的第一亮度，并且对于每个分割区域的第一亮度，在LED的驱动电流的合计值成为规定的允许电流值以下的范围内，对第一亮度乘上一定倍率以统一进行拉伸，来设定每个区域的第二亮度。即，灰度控制部131b利用最大亮度b1来确定一定倍率(亮度拉伸量)，并将所确定的一定倍率乘上第一亮度来设定第二亮度。灰度控制部131b确定相当于该第二亮度的最大亮度的最大LED灰度值，即，确定白色圆圈部分W的LED灰度值。另外，基于最大亮度b1时的LED占空比(即、第二亮度的最大亮度)来决定最大LED灰度值。在上述的图7中，在最大亮度b1的情况下，最大LED灰度值为250。
通过上述方式，灰度控制部131b将白色圆圈部分W的LED灰度值设为250，峰值亮度设为255来进行输出。另外，在图1的示例中，峰值亮度是白色圆圈部分W的像素灰度值，此处为255。通过进行这种灰度控制，控制使得画面上的最大显示亮度成为最大亮度b1。另外，对于监视器3，白色圆圈部分W所占比例也较小，使LED较强地发光，因此利用与监视器1同样的方法，将白色圆圈部分W的LED灰度值设为250，将峰值亮度设为255来进行输出。通过进行这种灰度控制，控制使得画面上的最大显示亮度成为最大亮度b3。
此外，在监视器2的情况下，白色圆圈部分W所占的比例较大，控制使得LED较弱地发光。首先，若将图1的视频信号输入至图像解析部132a，则对该视频信号进行解析，根据视频信号求出APL。在监视器2中APL求出为70％。接着，将图像解析部132a中求出的APL(70％)输入至灰度控制部132b，在灰度控制部132b中，基于APL(70％)参照图7的曲线，作为液晶面板18的画面上能取得的最大显示亮度，获得最大亮度b2。
然后，灰度控制部132b确定白色圆圈部分W的LED灰度值，使得画面上的最大显示亮度成为最大亮度b2，并输出所确定的白色圆圈部分W的LED灰度值。具体而言，灰度控制部132b将白色圆圈部分W的LED灰度值设为100，峰值亮度设为255来进行输出。通过进行这种灰度控制，控制使得画面上的最大显示亮度为最大亮度b2。另外，对于监视器4，白色圆圈部分W所占比例也较大，使LED较弱地发光，因此与监视器2同样，将白色圆圈部分W的LED灰度值设为100，将峰值亮度设为255来进行输出。通过进行这种灰度控制，控制使得画面上的最大显示亮度为最大亮度b4。
如上所述，监视器1～4的最大亮度由低到高的顺序为b2、b4、b3、b1，各监视器1～4的一定倍率(亮度拉伸量)产生偏差，白色圆圈部分W的亮度(LED灰度)变得不均匀。
本发明的主要目的在于，在由多个监视器构成一个画面的视频显示装置中，将背光源分割成多个区域，在根据与各区域相对应的视频信号来控制背光源的亮度时，能实现较高的对比感，且能抑制各监视器之间的亮度偏差。为此，作为其结构，各监视器1～4的灰度控制部131b～134b根据图像解析部131a～134a所求出的第一特征量(例如最大灰度值)来设定每个分割区域的LED的第一亮度，并且，对于每个分割区域的第一亮度，在LED的驱动电流的合计值在规定的允许电流值以下的范围内，计算出用于统一地拉伸第一亮度的亮度拉伸量。该亮度拉伸量(即一定倍率)能如上所述那样根据图7所示的最大亮度b1～b4来求出。
然后，视频显示装置具备微机19，该微机19在从各监视器1～4取得的亮度拉伸量中选择最小的最小亮度拉伸量，并将所选择的最小亮度拉伸量输出至各监视器1～4。该微机19相当于本发明的控制部。各监视器1～4的灰度控制部131b～134b基于从微机19获取的最小亮度拉伸量，统一地拉伸第一亮度，从而对每个区域设定第二亮度。具体而言，各监视器1～4的灰度控制部131b～134b将与从微机19取得的最小亮度拉伸量相对应的一定倍率乘上第一亮度来设定第二亮度，并根据第二亮度的最大亮度求出最大LED灰度值。
图9是用于说明本发明所涉及的视频显示装置的电力限制控制的控制例的图。各监视器1～4的灰度控制部131b～134b从图像解析部131a～134a输入视频信号的APL及峰值亮度。作为视频信号，输入与图1的示例相同的视频。另外，上述图7的控制函数保存在未图示的存储器中，基于根据视频信号求出的LED背光源17的平均点亮率或者视频信号的APL来进行参照。在本示例的情况下，输入至监视器1的视频信号的APL为15％，输入至监视器2的视频信号的APL为70％，输入至监视器3的视频信号的APL为10％，输入至监视器4的视频信号的APL是60％。这些APL与图8的示例相同。此外，输入至监视器1～4的视频信号的峰值亮度为255，是相同的。
灰度控制部131b～134b基于从图像解析部131a～134a输入的APL并参照图7的控制函数，按照监视器1～4的顺序来确定与APL15％、70％、10％、60％相对应的最大亮度。在本示例的情况下，与图7的示例相同，按照监视器1～4的顺序来求出最大亮度b1、b2、b3、b4，并根据这些最大亮度分别计算出亮度拉伸量b1’、b2’、b3’、b4’。微机19从各监视器1～4取得亮度拉伸量b1’、b2’、b3’、b4’，从所取得的亮度拉伸量b1’、b2’、b3’、b4’中选择最小的最小亮度拉伸量，并将所选择的最小亮度拉伸量输出至各监视器1～4。此处，选择与最大亮度b2相对应的亮度拉伸量b2’。
监视器1的灰度控制部131b根据图像解析部131a中求出的每个分割区域的视频信号的最大灰度值，来设定每个分割区域的LED的第一亮度。然后，灰度控制部131b对于每个分割区域的第一亮度，在LED的驱动电流的合计值在规定的允许电流值以下的范围内，将第一亮度乘上一定倍率以进行拉伸，来设定每个区域的第二亮度。此时，灰度控制部131b将与从微机19取得的最小亮度拉伸量b2’相对应的一定倍率乘上第一亮度来设定第二亮度，并根据第二亮度的最大值求出最大LED灰度值。
在上述的图7中，最大亮度b2(APL70％)时，与能取得最大亮度的区域的LED背光源17的亮度相当的LED的占空比例如为45％。即，在该画面中的APL为70％时，通过电力限制控制，将LED背光源17提高到相当于45％的占空比为止。此时的占空比45％是全部点亮(APL100％)时的占空比36.5％的大约1.2倍，因此能将上述一定倍率确定为1.2。因此，将第一亮度增加到1.2倍来设定第二亮度。
然后，灰度控制部131b将上述一定倍率(本示例中为1.2)乘上第一亮度来设定第二亮度，根据第二亮度的最大亮度来求出最大LED灰度值，这相当于图1所示的白色圆圈部分W的LED灰度值。在本示例的情况下，监视器1的白色圆圈部分W的LED灰度值为100、峰值亮度为255，通过进行这样的灰度控制，能使监视器1的最大显示亮度与最大亮度b2相匹配。
对于监视器2～4，与上述相同，灰度控制部132b～134b利用最大亮度b2来确定一定倍率(本示例中为1.2)，并将所确定的一定倍率乘上第一亮度来设定第二亮度。然后，监视器2～4的灰度控制部132b～134b与监视器1同样，根据第二亮度的最大亮度求出最大LED灰度值。由此，灰度控制部132b～134b与监视器1同样，将白色圆圈部分W的LED灰度值确定为100。通过进行这样的灰度调整，能使监视器2～4的最大显示亮度与最大亮度b2相匹配。
如上所述，监视器1～4中的视频信号的峰值亮度为255，是相同的，因此各监视器之间的最大灰度值为相同值。然后，各监视器的第一亮度基于最大灰度值来确定，因此各监视器之间第一亮度的最大亮度也成为相同值。监视器1～4中，将由最大亮度b2所得的一定倍率乘上第一亮度的最大亮度，因此第二亮度的最大亮度在各监视器1～4中相一致。然后，根据第二亮度的最大亮度求出最大LED灰度值。其结果，在监视器1～4中，白色圆圈部分W的LED灰度值及峰值亮度均与监视器2的LED灰度值及峰值亮度相一致，因此能使各监视器的最大显示亮度与最大亮度b2相一致。
即，各监视器1～4的最大显示亮度与各监视器的最大显示亮度中成为最小的监视器2的显示亮度相匹配，从而能在各监视器之间使亮度相一致。而且，亮度被拉伸了与最大亮度b2相对应的亮度拉伸量，因此能实现高对比感，且能抑制各监视器之间的亮度偏差。
此处，各监视器1～4通过电力限制控制被调整到各监视器的最大显示亮度。因此，为了使各监视器的亮度相一致，需要与各监视器的最大显示亮度中成为最小的监视器的显示亮度相匹配。因此，本发明中，各监视器的最大显示亮度与各监视器的最大显示亮度中成为最小的监视器的显示亮度相匹配，从而在各监视器之间，使显示亮度相一致。
如以上所说明的那样，根据本发明，在由多个监视器构成一个画面的视频显示装置中，将背光源分割成多个区域，在根据各区域所对应的视频信号来控制背光源的亮度时，增大各区域间的亮度比，提高对比度，并且在点亮背光源的面积较小时，局部性地施加电力来提高峰值亮度，并且，通过使各监视器中的峰值部分(白色部分等)的亮度与峰值部分的亮度为最小的监视器的亮度相一致，从而能实现高对比感，并能抑制各监视器之间的亮度偏差。
标号说明
1～4…监视器、11…图像处理部、121～124…LED控制模块、131～134…区域有源控制部、131a～134a…图像解析部、131b～134b…灰度控制部、14…LED控制部、15…LED驱动器、16…定时控制器、17…LED背光源、18…液晶面板、19…微机。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修正后)一种视频显示装置，该视频显示装置由多个监视器构成一个画面，其特征在于，
各个所述监视器包括：显示面板，该显示面板显示视频信号；
背光源，该背光源使用LED作为对该显示面板进行照明的光源；
图像解析部，该图像解析部将该背光源分割成多个区域，并求出与每个该分割出的区域即分割区域相对应的显示区域的视频的第一特征量；以及
灰度控制部，该灰度控制部根据该图像解析部求出的第一特征量，来对每个所述分割区域设定LED的第一亮度，并且对于每个所述分割区域的所述第一亮度，在每个监视器的LED的驱动电流的合计值在规定的允许电流值以下的范围内，计算出用于统一地提高所述第一亮度的亮度拉伸量，
所述视频显示装置具有控制部，该控制部在从各个所述监视器取得的亮度拉伸量中选择最小的最小亮度拉伸量，并将该选择出的最小亮度拉伸量输出至各个所述监视器，
各个所述监视器的灰度控制部基于从所述控制部取得的最小亮度拉伸量，统一地提高所述第一亮度来设定每个区域的第二亮度。
2.(修正后)如权利要求1所述的视频显示装置，其特征在于，
各个所述监视器的图像解析部基于所述分割区域的视频信号的第一特征量来改变该分割区域所对应的所述背光源的点亮率，通过对各个分割区域的所述背光源的点亮率进行平均，来求出所述背光源的全部区域的平均点亮率，
各个所述监视器的灰度控制部基于预先与所述平均点亮率建立关联的所述显示面板的画面上能取得的最大显示亮度，求出所述亮度拉伸量。
3.(修正后)如权利要求1所述的视频显示装置，其特征在于，
各个所述监视器的图像解析部求出与所述第一特征量不同的所述视频信号的APL，
各个所述监视器的灰度控制部基于预先与所述APL建立关联的所述显示面板的画面上能取得的最大显示亮度，求出所述亮度拉伸量。
4.如权利要求1至3中任一项所述的视频显示装置，其特征在于，
各个所述监视器的灰度控制部将与所述最小亮度拉伸量相对应的一定倍率乘上所述第一亮度来设定所述第二亮度，根据该第二亮度的最大亮度来求出最大LED灰度值。
5.如权利要求1至4中任一项所述的视频显示装置，其特征在于，
所述第一特征量是所述分割区域内的视频信号的最大灰度值。

Claims (5)

1.一种视频显示装置，该视频显示装置由多个监视器构成一个画面，其特征在于，
各个所述监视器包括：显示面板，该显示面板显示视频信号；
背光源，该背光源使用LED作为对该显示面板进行照明的光源；
图像解析部，该图像解析部将该背光源分割成多个区域，并求出与每个该分割出的区域即分割区域相对应的显示区域的视频的第一特征量；以及
灰度控制部，该灰度控制部根据该图像解析部求出的第一特征量，来对每个所述分割区域设定LED的第一亮度，并且对于每个所述分割区域的所述第一亮度，在LED的驱动电流的合计值在规定的允许电流值以下的范围内，计算出用于统一地拉伸所述第一亮度的亮度拉伸量，
所述视频显示装置具有控制部，该控制部在从各个所述监视器取得的亮度拉伸量中选择最小的最小亮度拉伸量，并将该选择出的最小亮度拉伸量输出至各个所述监视器，
各个所述监视器的灰度控制部基于从所述控制部取得的最小亮度拉伸量，统一地拉伸所述第一亮度来设定每个区域的第二亮度。
2.如权利要求1所述的视频显示装置，其特征在于，
各个所述监视器的图像解析部基于所述分割区域的视频信号的第一特征量来改变该分割区域所对应的所述LED的区域的点亮率，通过对于所述LED的全部区域，将该LED的区域的点亮率进行平均，来求出所述LED的平均点亮率，
各个所述监视器的灰度控制部基于预先与所述平均点亮率建立关联的所述显示面板的画面上能取得的最大显示亮度，求出所述亮度拉伸量。
3.如权利要求1所述的视频显示装置，其特征在于，
各个所述监视器的图像解析部求出所述视频信号的APL，
各个所述监视器的灰度控制部基于预先与所述APL建立关联的所述显示面板的画面上能取得的最大显示亮度，求出所述亮度拉伸量。
4.如权利要求1至3中任一项所述的视频显示装置，其特征在于，
各个所述监视器的灰度控制部将与所述最小亮度拉伸量相对应的一定倍率乘上所述第一亮度来设定所述第二亮度，根据该第二亮度的最大亮度来求出最大LED灰度值。
5.如权利要求1至4中任一项所述的视频显示装置，其特征在于，
所述第一特征量是所述分割区域内的视频信号的最大灰度值。
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