專利名稱：圖像顯示方法、圖像顯示裝置以及對(duì)比度調(diào)整電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像顯示技術(shù)，該技術(shù)執(zhí)行模擬視頻信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換(模擬至數(shù)字的轉(zhuǎn)換)，以顯示圖像。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，使用例如PDP(等離子體顯示面板)及液晶面板的固定像素裝置的圖像顯示裝置，相對(duì)于使用陰極射線管的圖像顯示裝置，一般具有較低的對(duì)比度。傳統(tǒng)上，在PDP領(lǐng)域中的對(duì)比度改善方法，包括增加熒光體的發(fā)光效率的技術(shù)、改善驅(qū)動(dòng)方法或結(jié)構(gòu)的技術(shù)等等。例如，它們被詳細(xì)描述于日本特開平10-208637及特開平8-138558專利申請(qǐng)中。另外，一種用于電視接收機(jī)的調(diào)整視頻對(duì)比度的技術(shù)例，包含描述于日本特開平4-10784號(hào)專利申請(qǐng)中的技術(shù)。該日本專利特開平4-10784號(hào)申請(qǐng)描述了以下技術(shù)由視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)的最大值、最小值及平均值儲(chǔ)存在儲(chǔ)存單元之前，先被檢測和計(jì)算，并基于檢測和計(jì)算結(jié)果，控制該視頻信號(hào)的放大增益以改善對(duì)比度。

發(fā)明內(nèi)容
對(duì)于使用固定像素裝置的例如PDP及液晶面板的圖像顯示裝置，需要取得較高的對(duì)比度。在考慮了現(xiàn)有技術(shù)的情況的基礎(chǔ)上得到本發(fā)明，用來即使在高亮度區(qū)域中，仍可以穩(wěn)定地取得高對(duì)比度。
本發(fā)明的目的在于提供可解決此問題的技術(shù)。
為了解決此問題，本發(fā)明基本上提供以下用于顯示圖像的技術(shù)基于有關(guān)數(shù)字亮度信號(hào)的平均亮度級(jí)的信息，對(duì)模擬亮度信號(hào)或數(shù)字亮度信號(hào)進(jìn)行所謂黑校正處理，該處理根據(jù)預(yù)定校正量，響應(yīng)于該平均亮度級(jí)，通過將亮度級(jí)偏移至負(fù)側(cè)而降低該亮度級(jí)；并進(jìn)行在動(dòng)態(tài)范圍的邊緣范圍內(nèi)，增加對(duì)比度增益的處理，由此可以在平均亮度級(jí)較高一側(cè)改善視頻對(duì)比度。
本發(fā)明的這些及其他特點(diǎn)、目的及優(yōu)點(diǎn)在以下結(jié)合附圖的說明中會(huì)更加明顯。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)圖；圖2為圖1所示的結(jié)構(gòu)中的對(duì)比度調(diào)整操作的說明圖；圖3為例示在對(duì)比度調(diào)整中，平均亮度級(jí)與黑校正級(jí)間的關(guān)系的說明圖；圖4為例示在對(duì)比度調(diào)整中，黑校正級(jí)與對(duì)比度增益間的關(guān)系的說明圖；圖5為圖1所示的結(jié)構(gòu)的特定例的示意圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)圖；圖7為示于圖6的特定例的示意圖；圖8為示于圖7的結(jié)構(gòu)中的色彩校正的說明圖。
具體實(shí)施例方式
雖然已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明展示說明了幾個(gè)實(shí)施例，應(yīng)了解的是，所公開的實(shí)施例可以在不脫離本發(fā)明的范圍的前提下加以變化和修改。因此，并不為所示的細(xì)節(jié)所限制，而是涵蓋所有落在后附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的變化與修改。
下面，參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1至5是例示本發(fā)明的第一實(shí)施例的說明圖。圖1為例示圖像顯示裝置的基本結(jié)構(gòu)圖，其主要包含對(duì)比度調(diào)整電路。圖2為例示在動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的對(duì)比度調(diào)整操作的說明圖。圖3為例示在平均亮度級(jí)與黑校正級(jí)間的關(guān)系的說明圖。圖4為例示在黑校正級(jí)與對(duì)比度增益間的關(guān)系的說明圖。圖5為例示圖1的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的圖。
此實(shí)施例為電路結(jié)構(gòu)的一例，其中，在動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)數(shù)字亮度信號(hào)被偏移以降低亮度(亮度級(jí))，即，在增加對(duì)比度增益前，執(zhí)行黑校正處理，以改善對(duì)比度。
在圖1中，標(biāo)號(hào)1為對(duì)比度調(diào)整電路單元；標(biāo)號(hào)2為用來用信號(hào)顯示圖像的顯示單元，其對(duì)比度已經(jīng)加以調(diào)整；標(biāo)號(hào)3為A/D轉(zhuǎn)換器，用于將輸入模擬亮度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；標(biāo)號(hào)5為信號(hào)級(jí)檢測電路，用于檢測在給定時(shí)間段所取得的數(shù)字亮度信號(hào)的平均亮度級(jí)；標(biāo)號(hào)6為可變亮度電路，其偏移數(shù)字亮度信號(hào)以改變亮度級(jí)；標(biāo)號(hào)7為可變對(duì)比度增益電路，用于改變數(shù)字亮度信號(hào)的對(duì)比度增益，該亮度信號(hào)的亮度級(jí)已經(jīng)被改變；標(biāo)號(hào)8為微電腦，作為控制電路，其基于在檢測平均亮度級(jí)上的信息，控制信號(hào)級(jí)檢測電路5、可變亮度電路6及可變對(duì)比度增益電路7。
微電腦8找出與被檢測的平均亮度級(jí)對(duì)應(yīng)的亮度區(qū)域，由此產(chǎn)生及輸出對(duì)應(yīng)于其結(jié)果的控制信號(hào)。輸入的模擬亮度信號(hào)被A/D轉(zhuǎn)換器3轉(zhuǎn)換為數(shù)字亮度信號(hào)。然后該數(shù)字亮度信號(hào)被輸入信號(hào)級(jí)檢測電路5。該信號(hào)級(jí)檢測電路5檢測在時(shí)間視頻周期所取得的數(shù)字亮度信號(hào)的平均亮度級(jí)，該時(shí)間視頻周期為例如一圖域(field)或一幀(frame)。有關(guān)所檢測的平均亮度級(jí)的信息(信號(hào))被輸入微電腦8中?；谟嘘P(guān)輸入平均亮度級(jí)的信息，微電腦8找出與該平均亮度級(jí)對(duì)應(yīng)的亮度區(qū)域，由此基于此結(jié)果產(chǎn)生及輸出控制信號(hào)。該控制信號(hào)被輸入至信號(hào)級(jí)檢測電路5、可變亮度電路6及可變對(duì)比度增益電路7中。對(duì)于信號(hào)級(jí)檢測電路5，該控制信號(hào)用于控制檢測的范圍。在可變亮度電路6中，在此結(jié)構(gòu)例的情況下，控制信號(hào)被用來控制在大于或等于給定值的平均亮度級(jí)的范圍內(nèi)的用于數(shù)字亮度信號(hào)的黑校正。更明確地說，該控制信號(hào)用于控制數(shù)字亮度信號(hào)，其平均亮度級(jí)大于或等于給定值，從而使得數(shù)字亮度信號(hào)偏移至負(fù)側(cè)。另外，對(duì)于可變對(duì)比度增益電路7，該控制信號(hào)與可變亮度電路6中的黑校正的級(jí)相關(guān)，并用于在大于或等于給定值的平均亮度級(jí)范圍內(nèi)控制數(shù)字亮度信號(hào)的對(duì)比度增益，使得對(duì)比度增益在動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)增加。
對(duì)可變亮度電路6的控制和可變對(duì)比度增益電路7的控制，用前饋法加以控制。如上所述，根據(jù)黑校正的級(jí)，在大于或等于給定值的平均亮度級(jí)范圍內(nèi)執(zhí)行數(shù)字亮度信號(hào)的黑校正處理，且在動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)增加對(duì)比度增益，造成視頻對(duì)比度尤其是亮視頻側(cè)的對(duì)比度增加。具有增加的對(duì)比度的視頻信號(hào)被傳送至顯示單元2，在其中顯示有增加的對(duì)比度的圖像。在此實(shí)施例中應(yīng)注意，控制信號(hào)被分離地從微電腦8輸出至彩色矩陣電路，其將數(shù)字亮度信號(hào)及數(shù)字彩色(色差)信號(hào)轉(zhuǎn)換成紅(R)、綠(G)及藍(lán)(B)的數(shù)字視頻信號(hào)。彩色矩陣電路執(zhí)行色彩校正(色彩深度控制)。
圖2為例示在圖1的結(jié)構(gòu)中，在動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)對(duì)比度調(diào)整操作的說明圖。
在圖2中，a為對(duì)數(shù)字亮度信號(hào)執(zhí)行黑校正處理時(shí)取得的波形；b為執(zhí)行黑校正處理和對(duì)比度控制處理(對(duì)比度增益增加處理)時(shí)取得的波形。在此例子中，圖1中的A/D轉(zhuǎn)換器3具有動(dòng)態(tài)范圍，其中，例如以8位數(shù)據(jù)表示時(shí)，最高灰度級(jí)255為最大亮度級(jí)的上限，最低灰度級(jí)0為最小亮度級(jí)。此時(shí)，動(dòng)態(tài)范圍的上限”255”為白級(jí)，下限”0”為黑級(jí)。在大于或等于給定值的平均亮度級(jí)的范圍內(nèi)，黑校正處理偏移數(shù)字亮度信號(hào)至負(fù)級(jí)側(cè)，以降低亮度(亮度級(jí))，其允許在動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的白級(jí)具有一定邊緣(波形a)。在第一實(shí)施例的情況下，偏移量對(duì)應(yīng)于平均亮度級(jí)值的量。在對(duì)比度控制處理(對(duì)比度增益增加處理)中，其與由黑校正處理降低的亮度級(jí)的量，即，黑校正級(jí)相關(guān)。換句話說，在第一實(shí)施例的情況下，對(duì)比度增益在動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)增加，以消除該邊緣(波形b)。
圖3為表示與平均亮度級(jí)值(APL值)相對(duì)應(yīng)的亮度信號(hào)的偏移至負(fù)級(jí)側(cè)的量的示意圖。換句話說，圖3例示了黑校正級(jí)與APL值之間的關(guān)系。
在圖3中，在大于或等于給定值A(chǔ)PL0的平均亮度級(jí)值(APL值)范圍內(nèi)執(zhí)行黑校正(偏移至負(fù)側(cè))。若平均亮度級(jí)值(APL值)為APL0，則執(zhí)行黑校正級(jí)(偏移至負(fù)側(cè)的量)B0的黑校正。然后，當(dāng)平均亮度級(jí)值(APL值)增加時(shí)，黑校正級(jí)以以下方式增加若平均亮度級(jí)值(APL值)為APL1，則黑校正級(jí)增加至B1；若平均亮度級(jí)值(APL值)增加至APL2，則黑校正級(jí)被增加至B2；若平均亮度級(jí)值(APL值)為APL3，則黑校正級(jí)增加至B3；若平均亮度級(jí)值(APL值)為APL4，該值平均亮度級(jí)值變成白級(jí)，則黑校正級(jí)增加至B4，其為最高黑校正級(jí)。在圖1中，微電腦8通過基于有關(guān)平均亮度級(jí)的信息，控制可變亮度電路6，來執(zhí)行黑校正處理。
因此，微電腦根據(jù)平均亮度級(jí)值(APL值)來控制黑色校正級(jí)，即，亮度的可變量。結(jié)果，可以執(zhí)行更穩(wěn)定并提供優(yōu)良外觀(appearance)的黑校正。
圖4為例示在黑校正處理中的黑校正級(jí)與對(duì)比度增益控制中的對(duì)比度增益間的關(guān)系的說明圖。
在圖4中，①為在以下控制中觀察到的特性例在黑校正級(jí)時(shí)，即，偏移至亮度信號(hào)負(fù)側(cè)的偏移量未到達(dá)給定級(jí)(對(duì)比度控制的開始級(jí))時(shí)，對(duì)比度增益被保持為零；一旦黑校正級(jí)到達(dá)給定級(jí)(對(duì)比度控制的開始級(jí))，就產(chǎn)生給定值的對(duì)比度增益；在大于或等于給定級(jí)的黑校正級(jí)的范圍內(nèi)，該對(duì)比度隨黑校正級(jí)增加而增加。微電腦8根據(jù)此特性例控制對(duì)比度增益。至于圖3中的特性，例如當(dāng)平均亮度級(jí)值(APL值)變成APL2，黑校正級(jí)到達(dá)B2時(shí)，對(duì)比度增益的增加從黑校正級(jí)B2開始，B2為該對(duì)比度控制的開始級(jí)。另外，②為在以下控制中看到的特性例與黑校正級(jí)值無關(guān)地，更明確地說，即使亮度信號(hào)偏移至負(fù)側(cè)的量足夠低并未到達(dá)給定級(jí)，仍產(chǎn)生給定值的對(duì)比度增益，且當(dāng)黑校正級(jí)增加時(shí)，對(duì)比度增益增加。至于圖3的特性，例如當(dāng)平均亮度級(jí)值(APL值)變成APL0時(shí)，且隨后進(jìn)入黑校正級(jí)，對(duì)比度增益的增加開始。在①及②的例子中，當(dāng)黑校正級(jí)為最大級(jí)時(shí)，對(duì)比度增益也是最大。雖然在①及②例子中，對(duì)比度增益相對(duì)于黑校正級(jí)作直線變化，但本發(fā)明并不限定于此。
圖5為例示出圖1的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的圖。在圖5中，標(biāo)號(hào)1為對(duì)比度調(diào)整電路單元；標(biāo)號(hào)2為顯示單元，其包含PDP及液晶面板，可顯示圖像；T1為輸入端，用于輸入模擬亮度信號(hào)Ya；標(biāo)號(hào)12為A/D轉(zhuǎn)換器，用于將輸入模擬亮度信號(hào)Ya轉(zhuǎn)換為數(shù)字亮度信號(hào)Yd；標(biāo)號(hào)13為掃描轉(zhuǎn)換器，用于將輸入信號(hào)的計(jì)時(shí)轉(zhuǎn)換為顯示單元2可以顯示該信號(hào)的計(jì)時(shí)；標(biāo)號(hào)31為可變亮度電路，其將數(shù)字亮度信號(hào)Yd偏移，以改變其亮度級(jí)(等效于圖1的標(biāo)號(hào)6)；標(biāo)號(hào)32為彩色矩陣電路，其將數(shù)字亮度信號(hào)Yd及數(shù)字色彩(色差)信號(hào)Cbd、Crd轉(zhuǎn)換為紅(R)、綠(G)及藍(lán)(B)的數(shù)字視頻信號(hào)Rd、Gd、Bd。彩色矩陣電路32包含如圖1所示的可變對(duì)比度-增益電路7。T2及T3為模擬色彩(色差)信號(hào)Cb、Cr的輸入端。標(biāo)號(hào)14為A/D轉(zhuǎn)換器，用于將輸入模擬色彩(色差)信號(hào)Cb、Cr轉(zhuǎn)換為數(shù)字色彩(色差)信號(hào)Cbd、Crd。標(biāo)號(hào)15為噪聲去除低通濾波器(LPF)，用于去除為該A/D轉(zhuǎn)換器12所取得的數(shù)字亮度信號(hào)Yd的噪聲。標(biāo)號(hào)16為平均亮度檢測電路，用于檢測在例如一圖域或一幀中的給定時(shí)間段，由噪聲去除LPF15所輸出的輸出信號(hào)(數(shù)字亮度信號(hào))的平均亮度級(jí)。標(biāo)號(hào)17為平均亮度判斷單元，其輸入與平均亮度檢測電路16檢測的平均亮度級(jí)有關(guān)的信息(信號(hào))，以找出相當(dāng)于該平均亮度級(jí)的亮度區(qū)域。標(biāo)號(hào)18為增益控制器，其產(chǎn)生并輸出控制信號(hào)，該控制信號(hào)用來基于與對(duì)應(yīng)于該平均亮度級(jí)的亮度區(qū)域有關(guān)的信息，控制該可變亮度電路31及彩色矩陣電路32。增益控制器18執(zhí)行以下的控制可變亮度電路31被控制信號(hào)控制以執(zhí)行可變亮度電路31中的黑校正控制，更明確地說，通過將數(shù)字亮度信號(hào)偏移至負(fù)側(cè)而降低亮度級(jí)，使得一邊緣被提供于被降低的亮度級(jí)與動(dòng)態(tài)范圍的上限之間，如圖2所示；且與由黑校正處理降低的亮度級(jí)量即黑校正級(jí)相關(guān)地，該彩色矩陣電路32被控制成在動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)增加數(shù)字亮度信號(hào)的對(duì)比度增益，換句話說，使得邊緣被消除，由此增加對(duì)比度。在上述諸單元中，平均亮度判斷單元17和增益控制器18被構(gòu)造成如圖1的微電腦8；而A/D轉(zhuǎn)換器12、14、掃描轉(zhuǎn)換器13、噪聲去除LPF15、平均亮度檢測電路16、平均亮度電路31和彩色矩陣電路32被構(gòu)造成例如LSI(大規(guī)模集成電路)。應(yīng)注意的是，可以不提供噪聲去除LPF15。
在圖5所示的結(jié)構(gòu)中，在數(shù)字亮度信號(hào)Yd被輸入至掃描轉(zhuǎn)換器12和噪聲去除LPF15之前，由輸入端T1輸入的模擬亮度信號(hào)Ya被A/D轉(zhuǎn)換器12轉(zhuǎn)換為數(shù)字亮度信號(hào)Yd。噪聲去除LPF15去除數(shù)字亮度信號(hào)Yd的噪聲。然后，數(shù)字亮度信號(hào)Yd被輸入至平均亮度檢測電路16，其中給定時(shí)間段中的平均亮度級(jí)被檢測。被檢測的平均亮度級(jí)的信號(hào)被輸入至平均亮度判斷單元17，其中，與被檢測的平均亮度級(jí)對(duì)應(yīng)的亮度區(qū)域被找出。此亮度區(qū)域?yàn)槔绺咂骄炼葏^(qū)域(高APL區(qū)域)、中間平均亮度區(qū)域(中間APL區(qū)域)、低平均亮度區(qū)域(低APL區(qū)域)、和極低平均亮度區(qū)域(極低APL區(qū)域)中的一個(gè)。關(guān)于被找出的亮度區(qū)域的信息被輸入至增益控制器18。
另外，有關(guān)用來找出亮度區(qū)域的平均亮度級(jí)的信息也和有關(guān)亮度區(qū)域的信息一起，從平均亮度判斷單元17輸入至增益控制器18?；诹炼葏^(qū)域的信息和平均亮度級(jí)的信息，增益控制器18產(chǎn)生控制可變亮度電路31和彩色矩陣電路32的控制信號(hào)。另一方面，由輸入端T2、T3輸入的模擬色彩(色差)信號(hào)Cb、Cr被A/D轉(zhuǎn)換器14轉(zhuǎn)換成數(shù)字(色差)信號(hào)Cbd、Crd。隨后，數(shù)字信號(hào)Cbd、Crd被輸入掃描轉(zhuǎn)換器13，其中，諸信號(hào)進(jìn)行像素轉(zhuǎn)換。在彩色矩陣電路32中，在數(shù)字視頻信號(hào)Rg、Gd、Bd輸出前，從掃描轉(zhuǎn)換器13輸出的數(shù)字亮度信號(hào)Yd和數(shù)字色彩(色差)信號(hào)Cbd、Crd被轉(zhuǎn)換成紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)的數(shù)字視頻信號(hào)Rd、Gd、Bd。然后，已經(jīng)被輸出的數(shù)字視頻信號(hào)Rd、Gd、Bd被輸入到顯示單元2，其中，數(shù)字視頻信號(hào)Rd、Gd、Bd被顯示為圖像。
在第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，在大于或等于給定值的平均亮度級(jí)的范圍中執(zhí)行用于數(shù)字亮度信號(hào)的黑校正處理。然而，本發(fā)明并不限定于此。可以在A/D轉(zhuǎn)換之前對(duì)模擬亮度信號(hào)執(zhí)行黑校正，或者，也可以執(zhí)行黑校正處理而不限制平均亮度級(jí)的范圍。
根據(jù)上述，有效利用數(shù)字亮度信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍可以實(shí)現(xiàn)對(duì)比度的穩(wěn)定改善。
圖6至8為例示本發(fā)明的其他實(shí)施例的說明圖。圖6例示了圖像顯示裝置的基本結(jié)構(gòu)，主要包含本發(fā)明另一實(shí)施例的對(duì)比度調(diào)整電路。圖7為例示此實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的圖。
此實(shí)施例具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中對(duì)比度調(diào)整電路預(yù)測一亮度級(jí)，由于數(shù)字亮度信號(hào)的黑校正處理而將其偏移至負(fù)側(cè)，將該亮度級(jí)降低，由此與其相關(guān)地增加對(duì)比度增益。因此，與第一實(shí)施例相反，可變對(duì)比度增益電路被放置在可變亮度電路前的一級(jí)。
在圖6中，如同圖1中，標(biāo)號(hào)1為對(duì)比度調(diào)整電路單元；標(biāo)號(hào)2為顯示單元；標(biāo)號(hào)3為A/D轉(zhuǎn)換器；標(biāo)號(hào)5為信號(hào)級(jí)檢測電路，用于檢測在給定時(shí)間段中所取得的數(shù)字亮度信號(hào)的平均亮度級(jí)；標(biāo)號(hào)6為可變亮度電路，其偏移數(shù)字亮度信號(hào)，以改變其亮度級(jí)；標(biāo)號(hào)7為可變對(duì)比度增益電路，其通過預(yù)測予以改變的亮度級(jí)的量，而改變數(shù)字亮度信號(hào)的對(duì)比度增益；標(biāo)號(hào)8為微電腦，作為控制電路，基于有關(guān)檢測平均亮度級(jí)的信息控制信號(hào)級(jí)檢測電路5、可變亮度電路6、和可變對(duì)比度增益電路7。如同在圖1中，輸入的模擬亮度信號(hào)被A/D轉(zhuǎn)換器3轉(zhuǎn)換為數(shù)字亮度信號(hào)，然后，被輸入信號(hào)級(jí)檢測電路5。信號(hào)級(jí)檢測電路5檢測在例如一圖域或一幀的一視頻時(shí)間段中取得的數(shù)字亮度信號(hào)的平均亮度級(jí)。有關(guān)被檢測的平均亮度級(jí)的信息(信號(hào))被輸入至微電腦8。微電腦8基于有關(guān)被輸入的平均亮度級(jí)的信息，找出與平均亮度級(jí)對(duì)應(yīng)的亮度區(qū)域，由此基于此結(jié)果產(chǎn)生并輸出控制信號(hào)?？刂菩盘?hào)被輸入至信號(hào)級(jí)檢測電路5、可變亮度電路6和可變對(duì)比度增益電路7。對(duì)于信號(hào)級(jí)檢測電路5，該控制信號(hào)被用來控制檢測的范圍。
對(duì)于可變對(duì)比度增益電路7，預(yù)測可變亮度電路6中的黑校正級(jí)，更明確地說，數(shù)字亮度信號(hào)向負(fù)側(cè)偏移的量。根據(jù)此預(yù)測，該可變對(duì)比度增益電路7被控制成，在動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)數(shù)字亮度信號(hào)的對(duì)比度增益增加。
此時(shí)，為了防止數(shù)字亮度信號(hào)由于對(duì)比度增益的增加而超出可變對(duì)比度增益電路7和可變亮度電路6的動(dòng)態(tài)范圍，數(shù)字亮度信號(hào)的灰度位數(shù)可以高于位于這些電路前一級(jí)的A/D轉(zhuǎn)換器3的位數(shù)等等。對(duì)于可變亮度電路6，執(zhí)行數(shù)字亮度信號(hào)的黑校正控制。更明確地說，控制可變亮度電路6，使得數(shù)字亮度信號(hào)偏移至負(fù)側(cè)。用于可變亮度電路6的控制和用于可變對(duì)比度增益電路7的控制被執(zhí)行為用前饋法加以控制，并在大于等于給定值的平均亮度級(jí)的范圍內(nèi)執(zhí)行。這造成視頻對(duì)比度尤其是亮視頻側(cè)上的對(duì)比度增加。視頻信號(hào)被傳送至顯示單元2上，該視頻信號(hào)的對(duì)比度增益在對(duì)比度調(diào)整電路單元1中已經(jīng)增加，在該顯示單元2中顯示有增加的對(duì)比度的圖像。應(yīng)注意的是，控制信號(hào)由微電腦8分離地輸出至彩色矩陣電路，其將數(shù)字亮度信號(hào)和數(shù)字色彩(色差)信號(hào)轉(zhuǎn)換為紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)的數(shù)字視頻信號(hào)。彩色矩陣電路執(zhí)行色彩校正(色彩深度控制)。
圖7為例示圖6中的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的圖。
在圖7中，標(biāo)號(hào)30為可變對(duì)比度增益電路，用于改變數(shù)字亮度信號(hào)Yd的對(duì)比度增益(等效于圖6中的標(biāo)號(hào)7)；標(biāo)號(hào)31為可變亮度電路，其將數(shù)字亮度信號(hào)Yd偏移，以改變其亮度級(jí)(等效于圖6中的標(biāo)號(hào)6)；標(biāo)號(hào)18’為增益控制器，用來基于與平均亮度級(jí)對(duì)應(yīng)的的亮度區(qū)域的信息，控制并輸出控制信號(hào)，該信號(hào)用于控制該可變對(duì)比度增益電路30和可變亮度電路31。該增益控制器18’通過控制信號(hào)控制可變對(duì)比度增益電路30；更明確地說，增益控制器18’預(yù)測通過進(jìn)行黑校正處理將之偏移至負(fù)側(cè)而予以降低的亮度級(jí)，并根據(jù)該預(yù)測，在動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)增加對(duì)比度增益。如同圖6所述，例如為了防止數(shù)字亮度信號(hào)由于對(duì)比度增益的增加，而超出可變對(duì)比度增益電路30及可變亮度電路31的動(dòng)態(tài)范圍，使得數(shù)字亮度信號(hào)的灰度位的數(shù)量高于位于這些電路前的級(jí)的A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)等等。另外，增益控制器18’控制可變亮度電路31，以執(zhí)行可變亮度電路31中的黑校正控制，更明確地說，以把數(shù)字亮度信號(hào)偏移至負(fù)側(cè)，使得亮度級(jí)降低。視頻對(duì)比度通過數(shù)字亮度信號(hào)的對(duì)比度增益中的增加與數(shù)字亮度信號(hào)的向負(fù)側(cè)的偏移的組合而增加。在此，色彩控制電路33、噪聲去除LPF151、最大亮度檢測電路161、和最大亮度判斷單元171作為額外元件，也可以省略。因此，它們將如后述。其他元件類似于圖5所示的第1實(shí)施例。
在圖7所示的結(jié)構(gòu)中，平均亮度判斷單元17和增益控制器18’被構(gòu)造成如同圖6中的微電腦8；A/D轉(zhuǎn)換器12、14、掃描轉(zhuǎn)換器13、噪聲去除LPF15、平均亮度檢測電路16、可變對(duì)比度增益電路30、可變亮度電路31、和彩色矩陣電路32被構(gòu)造成例如LSI(大規(guī)模集成電路)。
在上述實(shí)施例中，對(duì)于數(shù)字亮度信號(hào)，在大于或等于給定值的平均亮度級(jí)的范圍內(nèi)執(zhí)行黑校正處理及對(duì)比度增益增加處理。然而，本發(fā)明并不限定于上述。也可以在A/D轉(zhuǎn)換前對(duì)模擬亮度信號(hào)執(zhí)行黑校正，或，也可以執(zhí)行而不必限制平均亮度級(jí)的范圍。
用上述結(jié)構(gòu)有效利用數(shù)字亮度信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍，可以穩(wěn)定地改善視頻對(duì)比度。
在此，將說明執(zhí)行額外色彩校正的元件33。標(biāo)號(hào)33為色彩控制電路，其執(zhí)行從掃描轉(zhuǎn)換器13輸出的數(shù)字(色差)信號(hào)Cbd、Crd的色彩校正。更明確地說，基于與在平均亮度檢測電路中所檢測的平均亮度級(jí)有關(guān)的信息與與對(duì)應(yīng)于平均亮度級(jí)的亮度區(qū)域有關(guān)的信息，增益控制器18’控制可變對(duì)比度增益電路30和可變亮度電路31以增加對(duì)比度，同時(shí)也控制色彩控制電路33以執(zhí)行色彩校正。色彩控制電路33同時(shí)也構(gòu)成為例如LSI(大規(guī)模集成電路)。
調(diào)整對(duì)比度時(shí)，只對(duì)亮度信號(hào)有增益增加。因此，當(dāng)與黑校正級(jí)相關(guān)的對(duì)比度增益增加時(shí)，視頻色彩的深度降低。在此實(shí)施例中，為了防止這一點(diǎn)，執(zhí)行色彩校正。更明確地說，根據(jù)與黑校正級(jí)有關(guān)的對(duì)比度增益的增加，視頻色彩的深度增加。色彩校正由微電腦8根據(jù)例如圖8中的特性①或②加以控制。特性①用于以下控制中直到黑校正級(jí)到達(dá)給定色彩校正開始級(jí)色彩校正才被執(zhí)行；在黑校正級(jí)到達(dá)色彩校正開始級(jí)后的允許范圍內(nèi)，色彩校正的增益(色彩增益)與黑校正級(jí)值基本上成比例地增加；且在最高黑校正級(jí)提供最高色彩增益。特性②用于以下控制中給定色彩校正開始級(jí)并不作為黑校正級(jí)提供；色彩校正的增益(色彩增益)與黑校正級(jí)值基本上成比例地增加；最高色彩增益提供在最高黑校正級(jí)。這可以防止調(diào)整對(duì)比度時(shí)，色彩的深度降低。雖然色彩校正的增益相對(duì)于特性①及②中的例子的黑校正級(jí)作線性改變，但本發(fā)明并不限定于此。
根據(jù)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)，視頻對(duì)比度可以通過有效利用數(shù)字亮度信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍加以改善，且可以在改善對(duì)比度時(shí)防止色彩深度降低。
接著，說明額外的元件151、161、171。在圖7中，標(biāo)號(hào)151為噪聲去除LPF，其為一種低通濾波器，用于去除由A/D轉(zhuǎn)換器12所取得的數(shù)字亮度信號(hào)Yd的噪聲；標(biāo)號(hào)161為最大亮度檢測電路，用于檢測于在給定時(shí)間段，例如一圖域或一幀中的噪聲去除LPF151的輸出信號(hào)(數(shù)字亮度信號(hào))的最大亮度級(jí)；標(biāo)號(hào)171為最大亮度判斷單元，其輸入與最大亮度檢測電路161所檢測的最大亮度級(jí)有關(guān)的信息(信號(hào))，以找出與最大亮度級(jí)對(duì)應(yīng)的亮度區(qū)域。在此，標(biāo)號(hào)18’為增益控制器，用來產(chǎn)生和輸出控制信號(hào)，其基于有關(guān)與最大亮度級(jí)對(duì)應(yīng)的亮度區(qū)域的信息、有關(guān)與平均亮度級(jí)對(duì)應(yīng)的亮度區(qū)域的信息、和有關(guān)平均亮度級(jí)的信息，控制可變對(duì)比度增益電路30、可變亮度電路31和色彩控制電路33。
在上述結(jié)構(gòu)中，來自輸入端T1的模擬亮度信號(hào)Ya被A/D轉(zhuǎn)換器12轉(zhuǎn)換為數(shù)字亮度信號(hào)Yd。該數(shù)字亮度信號(hào)Yd被輸入至掃描轉(zhuǎn)換器13，同時(shí)也被輸入至噪聲去除LPF15、151。在噪聲去除LPF15、151去除噪聲后，數(shù)字亮度信號(hào)Yd被輸入至平均亮度檢測電路16及最大亮度檢測電路161。在平均亮度檢測電路16中，給定時(shí)間段中的平均亮度級(jí)被檢測。在最大亮度檢測電路161中，檢測最大亮度級(jí)。已經(jīng)檢測的有關(guān)平均亮度級(jí)的信息與最大亮度級(jí)的信息的片段(piece)分別被輸入至平均亮度判斷單元17和最大亮度判斷單元171。平均亮度判斷單元17找出相當(dāng)于被檢測的平均亮度級(jí)的亮度區(qū)域。最大亮度判斷單元171找出相當(dāng)于被檢測的最大亮度級(jí)的亮度區(qū)域。更明確地說，找出相當(dāng)于被檢測的平均亮度級(jí)的平均亮度區(qū)域。此平均亮度區(qū)域例如為四平均亮度區(qū)域高平均亮度區(qū)域(高APL區(qū)域)、中平均亮度區(qū)域(中APL區(qū)域)、低平均亮度區(qū)域(低APL區(qū)域)、和極低平均亮度區(qū)域(極低APL區(qū)域)中的一個(gè)。另外，同時(shí)也找出相當(dāng)于被檢測的最大亮度級(jí)的區(qū)域。此區(qū)域例如為三最大亮度區(qū)域飽和亮度區(qū)域(飽和MAX區(qū)域)、高亮度區(qū)域(高M(jìn)AX區(qū)域)、及低亮度區(qū)域(低MAX區(qū)域)中的一個(gè)。有關(guān)與被找出的平均亮度級(jí)對(duì)應(yīng)的亮度區(qū)域的信息及有關(guān)最大亮度級(jí)的亮度區(qū)域的信息被輸入至增益控制器18’。另外，用于找出該區(qū)域的平均亮度級(jí)也是一起由平均亮度判斷單元17輸入?；谟嘘P(guān)亮度區(qū)域的信息和有關(guān)平均亮度級(jí)的信息，增益控制器18’產(chǎn)生控制可變對(duì)比度增益電路30、可變亮度電路31和色彩控制電路33的控制信號(hào)。
根據(jù)此實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)，可以穩(wěn)定地取得高對(duì)比度。同時(shí)，也可以防止色彩深度的降低。
在實(shí)施例中的每一結(jié)構(gòu)中，均在大于或等于給定值的平均亮度級(jí)范圍中，在A/D轉(zhuǎn)換后對(duì)數(shù)字亮度信號(hào)執(zhí)行黑校正處理和對(duì)比度增益增加處理。然而，本發(fā)明并不限定于此。黑校正處理或?qū)Ρ榷仍鲆嬖黾犹幚砘騼烧呔梢栽贏/D轉(zhuǎn)換前對(duì)模擬亮度信號(hào)執(zhí)行。再者，它們也可以執(zhí)行而不必限定平均亮度級(jí)的范圍。
根據(jù)本發(fā)明，可以通過檢測平均亮度級(jí)，穩(wěn)定地取得高對(duì)比度，以控制亮度信號(hào)的對(duì)比度增益，并根據(jù)平均亮度級(jí)以預(yù)定的校正量進(jìn)行黑校正。還可以改善視頻色彩的深度。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，基于視頻信號(hào)進(jìn)行圖像的顯示，其特征在于包括檢測上述視頻信號(hào)的亮度信息的檢測單元；基于上述被檢測到的亮度信息對(duì)上述視頻信號(hào)的亮度信號(hào)進(jìn)行黑校正處理的黑校正處理單元；以及控制單元，且上述控制單元根據(jù)由上述黑校正處理單元進(jìn)行黑校正處理的校正量進(jìn)行增大對(duì)比度的控制。
2.一種圖像顯示裝置，基于視頻信號(hào)進(jìn)行圖像的顯示，其特征在于包括檢測上述視頻信號(hào)的亮度信息的檢測單元；基于上述被檢測到的亮度信息對(duì)上述視頻信號(hào)的亮度信號(hào)進(jìn)行黑校正處理的黑校正處理單元；以及控制單元，且在由上述黑校正處理單元進(jìn)行黑校正處理的校正量大于等于給定值時(shí)，上述控制單元進(jìn)行增大對(duì)比度的控制。
3.一種圖像顯示裝置，基于視頻信號(hào)進(jìn)行圖像的顯示，其特征在于包括檢測上述視頻信號(hào)的亮度信息的檢測單元；基于上述被檢測到的亮度信息對(duì)上述視頻信號(hào)的亮度信號(hào)進(jìn)行黑校正處理的黑校正處理單元；以及控制單元，且上述控制單元與由上述黑校正處理單元進(jìn)行黑校正處理的校正量連動(dòng)，進(jìn)行增大對(duì)比度的控制。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述黑校正處理單元對(duì)上述視頻信號(hào)的亮度信號(hào)進(jìn)行通過向負(fù)側(cè)偏移降低亮度的黑校正處理。
5.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述控制單元在動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)進(jìn)行增大對(duì)比度的控制。
6.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的圖像顯示裝置，其特征在于包括對(duì)上述視頻信號(hào)進(jìn)行色彩校正的色彩校正單元。
7.如權(quán)利要求6所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述色彩校正單元根據(jù)由上述黑校正處理單元進(jìn)行黑校正處理的校正量進(jìn)行色彩校正。
8.如權(quán)利要求6所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述色彩校正單元在由上述黑校正處理單元進(jìn)行黑校正處理的校正量大于等于給定值時(shí)進(jìn)行色彩校正。
9.一種圖像顯示裝置，將模擬視頻信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，進(jìn)行圖像顯示，其特征在于包括檢測A/D轉(zhuǎn)換了的數(shù)字亮度信號(hào)的平均亮度級(jí)信息，根據(jù)該平均亮度級(jí)確定預(yù)定的校正量的電路；基于上述校正量，對(duì)A/D轉(zhuǎn)換前的模擬亮度信號(hào)或A/D轉(zhuǎn)換后的上述數(shù)字亮度信號(hào)執(zhí)行黑校正處理，該黑校正處理通過將亮度級(jí)偏移至負(fù)側(cè)而降低該亮度級(jí)，并與上述黑校正處理中的亮度級(jí)對(duì)應(yīng)地在動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)增大對(duì)比度的電路；基于數(shù)字彩色信號(hào)和數(shù)字亮度信號(hào)，形成并輸出紅、綠和藍(lán)的數(shù)字視頻信號(hào)的彩色矩陣電路；以及用從上述彩色矩陣電路輸出的數(shù)字視頻信號(hào)進(jìn)行圖像顯示的顯示單元。
10.如權(quán)利要求9所述的圖像顯示裝置，其特征在于包括基于上述平均亮度級(jí)信息，改變A/D轉(zhuǎn)換前的模擬色彩信號(hào)或A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字色彩信號(hào)，執(zhí)行色彩校正的電路。
11.如權(quán)利要求9所述的圖像顯示裝置，其特征在于包括可檢測A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字亮度信號(hào)的平均亮度級(jí)與最大亮度級(jí)，找出與上述平均亮度級(jí)對(duì)應(yīng)的亮度區(qū)域和與上述最大亮度級(jí)對(duì)應(yīng)的亮度區(qū)域的電路；根據(jù)平均亮度級(jí)與最大亮度級(jí)確定預(yù)定的校正量的電路；以及在小于等于上述最大亮度級(jí)的范圍內(nèi)或在低于上述最大亮度級(jí)的范圍內(nèi)控制上述改變對(duì)比度的電路，與上述黑校正處理中的亮度級(jí)對(duì)應(yīng)地在動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)增大對(duì)比度的電路。
12.如權(quán)利要求9所述的圖像顯示裝置，還包括對(duì)A/D轉(zhuǎn)換前的模擬亮度信號(hào)或A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字亮度信號(hào)，預(yù)測黑校正處理中的亮度級(jí)，該黑校正處理通過將亮度級(jí)偏移至負(fù)側(cè)而降低該亮度級(jí)，與此相應(yīng)地增大對(duì)比度的電路。
13.一種對(duì)比度調(diào)整電路，用于將模擬視頻信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換而進(jìn)行圖像顯示的圖像顯示裝置中，其特征在于包括基于A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字亮度信號(hào)的平均亮度級(jí)信息，對(duì)A/D轉(zhuǎn)換前的模擬亮度信號(hào)或A/D轉(zhuǎn)換后的上述數(shù)字亮度信號(hào)進(jìn)行黑校正處理，該黑校正處理通過基于預(yù)定的校正量將亮度級(jí)偏移至負(fù)側(cè)而降低該亮度級(jí)，并進(jìn)行與上述黑校正處理中的亮度級(jí)相對(duì)應(yīng)地增大對(duì)比度的處理的單元，由此調(diào)整視頻對(duì)比度。
14.一種圖像顯示裝置，基于視頻信號(hào)進(jìn)行圖像的顯示，其特征在于包括檢測視頻信號(hào)的亮度信息的檢測步驟；基于亮度信息對(duì)視頻信號(hào)的亮度信號(hào)進(jìn)行黑校正處理的黑校正處理步驟；以及控制步驟，且上述控制步驟根據(jù)由上述黑校正處理步驟進(jìn)行黑校正處理的校正量進(jìn)行增大對(duì)比度的控制。
15.一種圖像顯示裝置，基于視頻信號(hào)進(jìn)行圖像的顯示，其特征在于包括檢測上述視頻信號(hào)的亮度信息的檢測單元；基于由上述檢測單元檢測到的亮度信息對(duì)上述視頻信號(hào)的亮度信號(hào)進(jìn)行黑校正處理的黑校正處理單元；以及進(jìn)行增大上述視頻信號(hào)的對(duì)比度的控制的控制單元，且上述黑校正處理單元，在由上述控制單元檢測到的亮度信息大于等于給定值時(shí)進(jìn)行黑校正處理。
16.一種圖像顯示裝置，基于視頻信號(hào)進(jìn)行圖像的顯示，其特征在于包括檢測上述視頻信號(hào)的亮度信息的檢測單元；基于由上述檢測單元檢測到的亮度信息對(duì)上述視頻信號(hào)的亮度信號(hào)進(jìn)行黑校正處理的黑校正處理單元；以及進(jìn)行增大上述視頻信號(hào)的對(duì)比度的控制的控制單元，且在由上述檢測單元檢測到的亮度信息大于等于第一給定值時(shí)，上述黑校正處理單元進(jìn)行黑校正處理，在由上述檢測單元檢測到的亮度信息大于等于第二給定值時(shí)，上述黑校正處理單元進(jìn)行黑校正處理，且上述控制單元進(jìn)行增大上述視頻信號(hào)的對(duì)比度的控制。
17.如權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述第二給定值比上述第一給定值大。
全文摘要
提供一種圖像顯示技術(shù)，具體地，提供一種圖像顯示方法、圖像顯示裝置以及與之一起使用的對(duì)比度調(diào)整電路，即使在具有高亮度的區(qū)域中，仍可穩(wěn)定地取得高對(duì)比度?；谟嘘P(guān)數(shù)字亮度信號(hào)的平均亮度級(jí)的信息，對(duì)模擬亮度信號(hào)及數(shù)字亮度信號(hào)執(zhí)行黑校正處理和在動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)增加對(duì)比度增益的增加處理，該黑校正處理通過偏移亮度級(jí)至負(fù)側(cè)而降低亮度級(jí)，即使在亮度很高處，也可完成對(duì)比度的改善。
文檔編號(hào)H04N5/57GK1920940SQ20061010071
公開日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2003年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月22日
發(fā)明者青木浩司, 長谷川亮 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所