專利名稱：圖像顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及圖像顯示裝置。
背景技術：
作為圖像顯示裝置，已知具有ABL電路和對比度調(diào)整電路。尤其為了使射束集中、抑制功耗等目的，已知一種將畫面的平均顯示亮度控制為不太大的ABL。
特開2000-221941專利文獻1中公開了進行ABL的結構。這里，使用自動亮度控制電路對從A/D轉換器順序提供來的每個像素的像素數(shù)據(jù)進行亮度水平調(diào)整，使得PDP畫面上顯示的圖像的平均亮度收斂在規(guī)定亮度范圍內(nèi)。這里的亮度水平調(diào)整在非線性設定各子半幀(subfield)的發(fā)光次數(shù)比并在進行逆γ校正之前進行。
一般以由CRT顯示裝置顯示為前提，對圖像信號實施圖12所示的、被稱為配合CRT顯示器的輸入—發(fā)光特性的γ變換的0.45次冪乘等非線性變換后進行傳送或記錄。當該圖像信號顯示在SED、FED、PDP等輸入—發(fā)光特性為線性的顯示裝置上時，需要對輸入信號實施圖13所示的2.2次冪乘等逆γ變換。在LCD等具有其他輸入—發(fā)光特性的顯示裝置上進行顯示時，實施符合該顯示裝置的變換。
圖14示出了使用SED、FED、PDP、LCD等的對輸入信號具有與CRT不同的發(fā)光特性的顯示裝置的標準圖像顯示裝置上搭載的圖像信號處理裝置的框圖。實際的圖像信號處理裝置由此外的更多處理電路構成，但該圖中中僅抽取與本發(fā)明相關的方框進行表示。
圖14所示的圖像信號處理裝置包括A/D轉換器1001、信號處理部1002、平均亮度檢測部1003和增益計算部1004。在輸入模擬的輸入圖像信號s101后，A/D轉換器1001輸出數(shù)字圖像信號s102。信號處理部1002在輸入數(shù)字圖像信號s102后，實施逆γ變換、亮度·色度調(diào)整、輪廓加強處理等的信號處理，并輸出顯示信號s103。平均亮度檢測部1003在輸入數(shù)字圖像信號s102后，檢測每幀的平均亮度，并輸出平均亮度信號s104。增益計算部1004輸入平均亮度信號s104后，輸出亮度控制信號s105。
A/D轉換器1001、信號處理部1002、平均亮度檢測部1003和增益計算部1004根據(jù)由未示出的定時控制部以輸入圖像信號s101的同步信號為基礎產(chǎn)生的各種定時信號動作。
但是，圖14的結構中，與匯集數(shù)字圖像信號s102而得到平均亮度不同，實際上在顯示裝置顯示的圖像是對數(shù)字圖像信號s102進行以逆γ變換為首的種種信號處理的顯示信號s103。尤其逆γ變換中，由于進行圖13所示的2.2冪乘等非線性變換，在平均亮度大大降低的基礎上，數(shù)字圖像信號s102的平均亮度和逆γ變換后的顯示信號s103的平均亮度不一一對應。因此，平均亮度檢測部1003檢測出的平均亮度信號s104實際上相對于顯示裝置顯示的平均亮度有誤差，并不能得到正確的平均亮度信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決該已有技術中的問題而作出，其目的是在進行非線性變換的結構中進行正確的圖像信號調(diào)整。
本申請的第一發(fā)明如下構成。即一種圖像顯示裝置，具有根據(jù)順序更新的調(diào)整值來調(diào)整輸入的圖像信號的調(diào)整電路；位于上述調(diào)整電路的后級，對輸入的信號進行非線性變換的非線性變換電路；位于上述非線性變換電路后級，從輸入的信號中順序檢測表示顯示圖像明亮度的顯示亮度特征值的顯示亮度特征值檢測電路；根據(jù)上述顯示亮度特征值順序輸出抑制上述顯示圖像明亮度的亮度抑制值的亮度抑制值輸出電路；在對上述亮度抑制值實施具有與上述非線性變換電路的變換特性相反的特性或近似的特性的變換后輸出上述調(diào)整值的調(diào)整值輸出電路。


圖1是說明第一實施例的結構圖；
圖2是表示本發(fā)明的圖像顯示裝置的結構圖；圖3是說明第二實施例的結構圖；圖4是說明第三實施例的結構圖；圖5是說明第四實施例的結構圖；圖6是說明第五實施例的結構圖；圖7是說明第六實施例的結構圖；圖8A和8B是說明逆γ變換的低灰度等級部分的黑色偏差的曲線；圖9是說明第六實施例的電路規(guī)模的框圖；圖10是說明圖14的電路規(guī)模的框圖；圖11是電路規(guī)模的比較表；圖12是說明γ變換的曲線圖13是說明逆γ變換的曲線；圖14是標準的圖像信號處理裝置的框圖。
具體實施例方式
本申請的發(fā)明中，使用亮度的用語，但這與在使用脈沖寬度調(diào)制方式進行顯示的情況下一樣，也用作包含通過亮度加上規(guī)定期間(脈沖寬度調(diào)制的情況下，該規(guī)定期間被調(diào)制)而在視覺上實現(xiàn)灰度等級顯示的結構的用語。
本申請的發(fā)明中，調(diào)整電路以非線性變換電路的輸出作為輸入信號，但也可以不直接輸入來自非線性變換電路的輸出，而是在其間插入其他電路(根據(jù)需要進行所希望的運算的電路)地進行間接輸入。
本申請的第一發(fā)明的最佳形式可采用不同的結構。
作為第二發(fā)明，是一種圖像顯示裝置，具有輸出將輸入的信號乘以變異系數(shù)(variable coefficient)而得到的輸出信號的乘法電路；位于上述乘法電路的后級，對輸入的信號實施γ次冪乘(γ＞1)或與其近似的非線性變換后輸出的非線性變換電路；位于上述非線性變換電路后級，從輸入的信號中順序檢測出表示顯示圖像明亮度的顯示亮度特征值的顯示亮度特征值檢測電路，其中將順序更新后的規(guī)定數(shù)G的γ次方根或與其近似的值用作上述變異系數(shù)，上述規(guī)定數(shù)G在上述顯示亮度特征值為B、更新前的規(guī)定數(shù)為G0、與上述顯示亮度特征值相比的基準值為B0時為G＝G0×B0/B。
作為第三發(fā)明，包含如下發(fā)明在第二發(fā)明中，在上述G0×B0/B大于1時，將1用作上述規(guī)定數(shù)G。
第四發(fā)明是一種圖像顯示裝置，具有輸出將輸入的信號乘以變異系數(shù)而得到的輸出信號的乘法電路；位于上述乘法電路的后級，對輸入的信號實施γ次冪乘(γ＞1)或與其近似的非線性變換后進行輸出的非線性變換電路；位于上述非線性變換電路后級，從輸入的信號中順序檢測出表示顯示圖像明亮度的顯示亮度特征值的顯示亮度特征值檢測電路，其中上述變異系數(shù)是將順序更新后的規(guī)定數(shù)G的γ次方根或與其近似的值、或者鈍化(なまらせて)順序得到的規(guī)定數(shù)G的γ次方根或與其近似的值的高頻成分而得到的值，在上述顯示亮度特征值或鈍化從輸入的信號中順序檢測出的多個顯示亮度特征值的高頻成分而得到的值為B、更新前的規(guī)定數(shù)為G0、與上述顯示亮度特征值相比的基準值為B0時，上述規(guī)定數(shù)G為G＝G0×B0/B、或鈍化順序得到的G0×B0/B的高頻成分而得到的值、或更新前的變異系數(shù)為K0的K0γ×B0/B之一。
作為第五發(fā)明，包含如下發(fā)明在第四發(fā)明中，在上述G0×B0/B、或鈍化順序得到的G0×B0/B的高頻成分而得到的值、或更新前的亦羿系數(shù)為K0的K0γ×B0/B中，用作上述規(guī)定數(shù)G的值為大于1的值時，將1用作上述規(guī)定數(shù)G。
第六發(fā)明是一種圖像顯示裝置，具有根據(jù)順序更新的調(diào)整值來調(diào)整輸入的圖像信號的調(diào)整電路；位于上述調(diào)整電路的后級，對輸入的信號進行非線性變換的非線性變換電路；位于上述非線性變換電路后級，從輸入的信號中順序檢測出表示顯示圖像明亮度的顯示亮度特征值的顯示亮度特征值檢測電路；根據(jù)上述顯示亮度特征值和與畫質(zhì)調(diào)整有關的亮度控制值來順序輸出抑制上述顯示圖像明亮度的亮度抑制值的亮度抑制值輸出電路；對上述亮度抑制值實施具有與上述非線性變換電路的變換特性相反的特性或近似的特性的變換后輸出上述調(diào)整值的調(diào)整值輸出電路。
第七發(fā)明是一種圖像顯示裝置，具有根據(jù)順序更新的調(diào)整值來調(diào)整輸入的圖像信號的調(diào)整電路；位于上述調(diào)整電路的后級，對輸入的信號進行非線性變換的非線性變換電路；位于上述非線性變換電路后級，從輸入的信號中順序檢測表示顯示圖像明亮度的顯示亮度特征值的顯示亮度特征值檢測電路；根據(jù)上述顯示亮度特征值順序輸出抑制上述顯示圖像明亮度的亮度抑制值的亮度抑制值輸出電路；對上述亮度抑制值根據(jù)實施具有與上述非線性變換電路的變換特性相反的特性或近似的特性的變換而得到的值和與畫質(zhì)調(diào)整相關的亮度控制值來輸出上述調(diào)整值的調(diào)整值輸出電路。
作為第八發(fā)明，包含如下發(fā)明在第1-7的任一發(fā)明中，上述顯示亮度特征值是規(guī)定期間內(nèi)的顯示信號之和或平均值。
作為第九發(fā)明，包含如下發(fā)明在第1-7的任一發(fā)明中，上述顯示亮度特征值是規(guī)定期間內(nèi)的顯示信號中超出規(guī)定值的信號數(shù)。
作為第十發(fā)明，包含如下發(fā)明在第1-7的任一發(fā)明中，上述顯示亮度特征值是規(guī)定期間內(nèi)的顯示信號的顏色種類之和或平均值。
作為第十一發(fā)明，包含如下發(fā)明在第1-7的任一發(fā)明中，上述顯示亮度特征值是規(guī)定期間內(nèi)的顯示信號的亮度成分之和或平均值。
作為第十二發(fā)明，包含如下發(fā)明在第1-7的任一發(fā)明中，上述顯示亮度特征值是1個畫面中特定區(qū)域的顯示信號的統(tǒng)計值。
作為第十三發(fā)明，包含如下發(fā)明在第1-7的任一發(fā)明中，上述非線性變換電路的變換特性在整個輸入范圍中近似為g(x)＝xγ(x輸入信號，g(x)輸出信號，γ常數(shù))，低灰度等級部分中是輸出大于g(x)＝xγ的函數(shù)。
作為第十四發(fā)明，包含如下發(fā)明在第13發(fā)明中，上述非線性變換電路的變換特性如下表示g(x)＝a*x(x≤x0)，g(x)＝(1-z)xγ+z(x＞x0)，(x輸入信號，g(x)輸出信號，a，z，γ，x0常數(shù))。
作為第十五發(fā)明，包含如下發(fā)明在第13發(fā)明中，上述調(diào)整值是上述亮度抑制值的γ次方根。
作為第十六發(fā)明，包含如下發(fā)明在第1-7的任一發(fā)明中，還包括將文字信息重疊在上述圖像信號上的文字信息合成電路，從前級開始按上述調(diào)整電路、上述非線性變換電路、上述文字信息合成電路、上述顯示亮度特征值檢測電路的順序分別配置。
作為第十七發(fā)明，包含如下發(fā)明在第1-7的任一發(fā)明中，上述圖像顯示裝置的像素由按矩陣狀配置的放電元件構成。
作為第十八發(fā)明，包含如下發(fā)明在第17發(fā)明中，上述放電元件是表面?zhèn)鲗头烹娫?br> 作為第十九發(fā)明，包含如下發(fā)明在第17或18發(fā)明中，上述顯示亮度特征值是從上述放電元件放出的放出電流值。
本申請的發(fā)明在上述非線性變換電路的后級配置上述顯示亮度特征值檢測電路，但所謂在上述非線性變換電路的后級配置上述顯示亮度特征值檢測電路配置意味著以反映上述非線性變換電路的變換結果的信號為輸入信號輸入到顯示亮度特征值檢測電路中。具體說，可以采用直接或間接將非線性變換電路的輸出輸入到顯示亮度特征值檢測電路中的結構、或以根據(jù)非線性變換電路的輸出進行顯示的結果得到的信號為輸入信號輸入到顯示亮度特征值檢測電路中的結構。后者最好采用例如將放電元件用作顯示元件，檢測根據(jù)上述非線性變換電路的輸出驅動放電元件的結果得到的放出電流值，將該檢測結果作為對顯示亮度特征值檢測電路的輸入信號并輸出顯示亮度特征值的結構。上述放出電流值例如可作為入射到提供了加速從放電元件放出的電子的電位的電極的電流量而檢測出來。也可以不僅將檢測出的來自放電元件的放出電流值，還將檢測出的流入顯示元件的電流值作為對顯示亮度特征值檢測電路的輸入信號。
以上和下面說明了構成本申請的發(fā)明的各電路，但這些電路可使用1個或多個晶體管、電阻等的元件構成。集成這些電路，可實現(xiàn)集成電路。
下面根據(jù)圖示的實施例詳細說明本發(fā)明。
(第一實施例)圖1表示本發(fā)明第一實施例中的圖像顯示裝置采用的圖像信號處理裝置100的主要部分的結構。圖1僅僅提取表示出與圖14對應的方框。
(圖像信號處理裝置的主要結構)如圖1所示，圖像信號處理裝置100包括A/D轉換器1、乘法器2、變換表3、幀特征值檢測部4、增益計算部5和系數(shù)設定部6。
A/D轉換器1將輸入的圖像信號s1變換為數(shù)字圖像信號s2。這里，圖像信號s1是與RGB等、所采用的顯示裝置的原色相對應的信號。圖像信號s1為亮度色差信號時，使用未示出的顏色矩陣電路變換為原色信號。作為調(diào)整電路的乘法器2在A/D轉換器1輸出的數(shù)字圖像信號s2上乘以由后述的系數(shù)設定部6設定的系數(shù)s7。用作非線性變換電路的變換表3由ROM，RAM等存儲器構成，以乘法器2輸出的信號s3為輸入，對應存儲器的地址，將變換結果作為對應各地址的數(shù)據(jù)存儲起來，由此輸出顯示信號s4。作為變換表3的變換特性，使用與圖13同樣的特性。作為顯示亮度特征值檢測電路的幀特征值檢測部4以顯示信號s4為輸入檢測每幀的平均值，輸出作為顯示亮度特征值的平均亮度信號s5。作為亮度抑制值輸出電路的增益計算部5輸入平均亮度信號s5，與預先確定的亮度基準值相比，在平均亮度大于亮度基準值時計算抑制亮度的增益(亮度抑制值)s6并輸出。作為調(diào)整值輸出電路的系數(shù)設定部6輸入增益s6并實施變換表3的變換特性的逆變換，輸出對乘法器2設定的系數(shù)(調(diào)整值)s7。
A/D轉換器1、乘法器2、變換表3、幀特征值檢測部4、增益計算部5和系數(shù)設定部6根據(jù)由未示出的定時控制部以輸入圖像信號s1的同步信號為基礎產(chǎn)生的各種定時信號來動作。
(圖像信號處理方法)下面說明包含系數(shù)設定部6的系數(shù)算出方法的、圖像信號處理裝置100中的圖像信號處理方法。
幀特征值檢測部4檢測出的當前幀的平均亮度為B(t)、預先確定的亮度基準值為B0時，增益計算部5使用式(1)求出增益G(t)。
G(t)＝MIN(G(t-1)×B0/B(t)，1) (式1)這里G(t-1)是上次輸出的增益，MIN(a，b)是返回a和b中較小一方的值的函數(shù)。
系數(shù)設定部6中，對增益G(t)實施變換表3的變換特性的逆變換。本實施例中，變換表3的變換特性如圖13所示，用輸入的γ次冪乘表示。這里，γ是大于1的數(shù)值，尤其希望為1.8到3.0左右。一般地，使用2.2等值。逆變換用輸入的γ次方根表示，因此系數(shù)設定部6對乘法器2設定的系數(shù)s7為K(t)時，K(t)用式2表示。
K(t)=G(t)γ]]>(式2)通過乘法器2將該K(t)乘以數(shù)字圖像信號s2，顯示裝置中顯示的顯示信號s4的平均亮度被抑制到亮度基準值以下。
上述說明中，幀特征值檢測部4檢測出每幀的顯示信號的平均值，但也可檢測出顯示信號之和、超出規(guī)定值的顯示信號數(shù)、色種的平均值或總和、各色顯示信號的亮度成分之和或平均值等并輸出到增益計算部5。幀特征值檢測部4也可構成為將1個畫面分為多個區(qū)域，按區(qū)域分別檢測出平均值或總和、只檢測出中心部的平均值或總和等。
如以上說明，根據(jù)本實施例，根據(jù)實際的顯示信號得到幀特征值，因此可得到正確的亮度評價值，同時可快速收斂，因此在平均亮度逐漸變化的動畫圖像中也可進行良好的ABL控制。
(圖像顯示裝置的整體結構)圖2表示本發(fā)明實施例的圖像顯示裝置的整體結構。該圖中，單點劃線包圍的部分是圖1說明的圖像信號處理裝置100，圖1中省略的結構也未示出。與圖1同樣的結構則具有相同符號并省略其說明。
圖像信號處理裝置100除圖1所示結構外還包含輪廓加強部7、顏色矩陣變換電路8、加法器9、文字信息合成電路10。
輪廓加強部7進行強調(diào)輸入圖像信號的邊緣的處理。顏色矩陣變換電路8在輸入圖像信號為亮度色差信號的情況下變換為RGB信號。其中，輸入圖像信號為RGB信號的情況下，顏色矩陣變換電路8不進行上述變換處理。加法器9在各信號中加上系統(tǒng)控制部21設定的偏置值。加法器9的處理主要用于亮度調(diào)整等。文字信息合成電路10一般被叫做OSD(On Screen Display)，用于對應于系統(tǒng)控制部21的設定地向圖像信號上重疊文字信息和圖標等。由于在通過ABL控制和畫質(zhì)調(diào)整而合成的文字和圖標的亮度變化時視覺上會感到不舒適，因此文字信息合成電路10配置在乘法器2和加法器8的后級以不受其影響。近年來，文字信息合成電路9合成的信息占據(jù)大面積，顯示信號整體占據(jù)的比例增大，因此幀特征值檢測部4還設置在文字信息合成電路10的更后級。
圖像顯示裝置除圖像信號處理裝置100外，還包括顯示面板11、PWM脈沖控制部12、Vf控制部13、列布線開關部14、行選擇控制部15、行布線開關部16、高壓發(fā)生部17、用戶接口電路20、系統(tǒng)控制部21和定時控制部22。
本例中，使用SED面板作為顯示面板11，該SED面板在薄型的真空容器內(nèi)，將多個電子源、例如將表面?zhèn)鲗头烹娫鳛槔潢帢O元件排列而成的多個電子源和作為用于通過電子照射形成圖像的圖像形成部件的熒光體對置在基板上。顯示面板11中，放電元件由行方向布線電極與列方向布線電極簡單地按矩陣狀布線，使從根據(jù)列/行電極偏壓(bias)而選擇的元件放出的電子通過高壓電壓加速并沖擊到熒光體，從而發(fā)光。關于SED面板的結構和制造方法，在本申請人的特開2000-250463等中詳細公開。
PWM脈沖控制部12將顯示信號變換為適應顯示面板11的驅動信號。Vf控制部13控制驅動顯示面板11上配置的元件的電壓。列布線開關部14由晶體管等開關元件構成，每個水平周期(行選擇期間)僅在從PWM脈沖控制部12輸出的PWM脈沖期間向面板列電極施加來自Vf控制部13的驅動輸出。行選擇控制部15產(chǎn)生驅動顯示面板11上元件的行選擇脈沖。行布線開關部16由晶體管等的開關元件構成，向顯示面板11輸出對應于從行控制部15輸出的行選擇脈沖的、來自Vf控制部13的驅動輸出。17是高壓發(fā)生部，高壓發(fā)生部17產(chǎn)生用于將從配置在熒光屏11上的放電元件放出的電子沖擊到熒光體而加速的加速電壓。
用戶接口電路20將包含對比度、亮度等的畫質(zhì)調(diào)整值輸入到系統(tǒng)控制部21。系統(tǒng)控制部21監(jiān)視并控制整個系統(tǒng)，同時對應輸入圖像信號和從用戶接口電路20輸入的畫質(zhì)調(diào)整值進行圖像信號處理裝置100的各塊的動作設定。定時控制部22也根據(jù)輸入圖像信號的同步信號和/或系統(tǒng)控制部21的設定值向圖像信號處理裝置100內(nèi)的各塊和驅動列布線與行布線的電路12～16輸出用于各自的塊的動作的各種定時信號。
(圖像顯示動作)通常的圖像顯示動作時，輸入的圖像信號s1輸入圖像信號處理裝置100中，變換為顯示信號s4。顯示信號s4由PWM脈沖控制部12按每個水平周期(行選擇期間)進行串行/并行變換，按每列進行PWM調(diào)制。PWM調(diào)制后的脈沖輸出到列布線開關部14中。
通過行選擇控制部15根據(jù)每個行選擇期間對與垂直有效顯示期間的前面相符的開始脈沖進行順序移位后的信號，將選擇脈沖輸出到行布線開關部16來進行顯示面板11的行選擇。
通過以上來驅動顯示面板11并顯示圖像。
輸入圖像信號為數(shù)字圖像信號的情況下，不需要A/D轉換器1。
本實施例將SED屏用作顯示裝置進行了說明，但FED、PDP、電發(fā)光器件等可與其本身結構無關地用作顯示面板。
本實施例中，說明了數(shù)字信號處理的情況，但用模擬電路也可實現(xiàn)同樣的功能，該情況下，不需要A/D轉換器1，用模擬電路實現(xiàn)各個處理電路。
(第二實施例)圖3表示本發(fā)明第二實施例中的圖像顯示裝置采用的圖像信號處理裝置的結構。圖像信號處理裝置的整體結構中，關于圖像信號處理裝置100以外的結構，與圖2相同。與圖1相同的結構加上相同符號并省略說明。
第一實施例中，將幀特征值檢測部4的輸出輸入增益計算部5中，但本實施例中，將平均亮度信號s5輸入低通濾波器(LPF)31，將其輸出輸入增益計算部5中。這里，低通濾波器31和增益計算部5構成亮度抑制值輸出電路。
低通濾波器31濾除平均亮度信號s5的高頻成分，抑制由輸入圖像的每幀的細小變化引起的增益s6的變化，結果防止了視覺上的破壞感。
這樣，本實施例中，通過在圖1所示的第一實施例的圖像信號處理裝置100上添加了低通濾波器31的結構實現(xiàn)上述效果。但是，即使使用圖1所示結構，通過在增益計算部5的處理中使用式3替代式1，也可得到與圖3所示圖像信號處理裝置同樣的結果。
G(t)＝MIN(G(t-1)×B0/f(B)，1) (式3)這里f(x)是與低通濾波器31的特性同樣的函數(shù)，以過去的多個幀的平均亮度為輸入，得到濾波后的輸出。
(第三實施例)圖4表示本發(fā)明的第三實施例中的圖像顯示裝置采用的圖像信號處理裝置的結構。圖像信號處理裝置的整體結構中，圖像信號處理裝置100以外的結構與圖2相同。與圖1相同的結構加上相同符號并省略說明。
第一實施例中，將增益計算部5的輸出輸入到系數(shù)設定部6中，但本實施例中將增益s6輸入低通濾波器41中，將其輸出s41輸入系數(shù)設定部6中。這里，低通濾波器41和系數(shù)設定部6構成調(diào)整值輸出電路。
低通濾波器41濾除增益s6的高頻成分，抑制由輸入圖像的每幀的細小變化帶來的影響，結果防止了視覺上的破壞感。
這樣，本實施例中，通過在圖1所示的第一實施例的圖像信號處理裝置100上添加了低通濾波器41的結構實現(xiàn)上述效果。但是，使用圖1所示結構，通過在增益計算部5的處理中使用式4替代式1，也可得到與圖4所示圖像信號處理裝置同樣的結果。
G(t)＝MIN(G’(t-1)×B0/B(t)，1) (式4)其中G’(t)＝f’(G)，這里f’(x)是與低通濾波器41的特性同樣的函數(shù)，以過去的多個幀的增益G為輸入，得到濾波后的輸出。向系數(shù)設定部6輸出G’(t)。
(第四實施例)圖5表示本發(fā)明的第四實施例中的圖像顯示裝置采用的圖像信號處理裝置的結構。圖像信號處理裝置的整體結構中，圖像信號處理裝置100以外的結構與圖2相同。與圖1相同的結構加上相同符號并省略說明。
第一實施例中，將系數(shù)設定部6的輸出輸入乘法器2中，但本實施例中將系數(shù)s7輸入低通濾波器51中，將其輸出s51輸入乘法器2中。這里，低通濾波器51和乘法器2構成調(diào)整電路。
低通濾波器51濾除系數(shù)s7的高頻成分，抑制由輸入圖像的每幀的細小變化帶來的影響，結果防止了視覺上的破壞感。
這樣，本實施例中，通過在圖1所示的第一實施例的圖像信號處理裝置100上添加了低通濾波器51的結構實現(xiàn)上述效果。但是，使用圖1所示結構，通過在增益計算部5的處理中使用式5替代式1，也可得到與圖5所示圖像信號處理裝置同樣的結果。
G(t)＝MIN((K’(t-1))γ×B0/B(t)，1)K(t)=G(t)γ]]>(式5)其中K’(t)＝f”(K)，這里f”(x)是與低通濾波器51的特性同樣的函數(shù)，以過去的多個幀的系數(shù)K為輸入，得到濾波后的輸出。向乘法器2輸出K(t)。
(第五實施例)圖6表示提取出本發(fā)明的第五實施例的圖像顯示裝置的結構框圖。圖像信號處理裝置的整體結構與圖2相同。與圖1和圖2相同的結構加上相同符號并省略說明。
本實施例中，除平均亮度信號s5外，還向增益計算部5輸入對比度調(diào)整信號s21。使用用戶接口20設定作為與畫質(zhì)調(diào)整相關的亮度控制值的對比度調(diào)整信號S21，經(jīng)系統(tǒng)控制部21規(guī)范化等后，提供給增益計算部5。
增益計算部5中，將式1求出的增益G(t)和對比度調(diào)整信號s21中較小一方的值輸出到系數(shù)設定部6。或者增益計算部5將增益G與對比度調(diào)整信號s21相乘后輸出。
本實施例中，將對比度調(diào)整信號s21輸入增益計算部5，但也可輸入系數(shù)設定部6。此時，系數(shù)設定部6將對增益s6實施了變換表3的變換特性的逆變換得到的值和對比度調(diào)整信號s21中較小的一方或它們的相乘結果設為對乘法器2設定的系數(shù)s7。
(第六實施例)圖7表示本發(fā)明的第六實施例的圖像顯示裝置的結構。與圖1和圖2相同的結構加上相同符號并省略說明。
前面的實施例中，公開了將作為規(guī)定期間的統(tǒng)計值的1幀期間的平均亮度用作顯示亮度特征值的結構，但本實施例中，高壓產(chǎn)生部17兼作顯示亮度特征值檢測電路，將高壓電流值信號作為顯示亮度特征值輸出。即，替代前面的實施例中的平均亮度信號s5，將從高壓產(chǎn)生部17得到的高壓電流值信號s71作為顯示亮度特征值輸入到增益計算部5中。高壓電流在SED屏的情況下大致與發(fā)光量成比例地增減，因此最好用作作為從放電元件放出的放出電流值的平均亮度尺度。增益計算部5以后的處理與第一實施例同樣。規(guī)定期間的高壓電流值的統(tǒng)計值可作為顯示亮度特征值輸出到增益計算部。
根據(jù)本實施例，將實際的高壓電流用作平均亮度的尺度，因此可得到正確的亮度評價值，同時可快速收斂，因此在平均亮度逐漸變化的動態(tài)圖像中也可進行良好的ABL控制。
(第七實施例)第一實施例中將γ次冪乘用作變換表3的變換特性，但本實施例中，將對應低灰度等級部分的線性部分與對應高灰度等級部分的乘方部分構成的函數(shù)用作變換表3的逆γ變換特性的函數(shù)g(x)。具體說，用式6的形式表示。
g(x)＝a*x(x≤x0)g(x)＝(1-z)xγ+z(x＞x0) (式6)這里，γ，a，z，x0是常數(shù)，x0是2個式子的連接點。設定為x＝x0時的2個式子的值和微分值相等。本實施例中為γ＝2.2a＝1/16
z＝0.001856x0＝0.0515 (式7)使用該函數(shù)時，如圖8A所示，與使用2.2次冪乘函數(shù)的情況相比，可減輕低灰度等級部分的黑色偏差。為了在同一圖中表示變換表的個體特性，以輸入為8位(0～255)，以輸出為10位(0～255，0.25分級)，僅僅示出低灰度等級部分，實線是2.2次冪乘函數(shù)，虛線是式6和式7的函數(shù)。
系數(shù)設定部6中，對增益s6實施變換表3的變換特性的逆變換，但用式6和式7表示的函數(shù)如圖8B中輸入范圍整體的變換特性所示，整體上為非常近似2.2次冪乘的函數(shù)的形式，因此與第一實施例同樣，可進行用式2表示的處理，即進行2.2次冪乘的處理。
圖9是將式6和式7用作本實施例的圖像顯示裝置中采用的圖像信號處理裝置的變換表3的變換函數(shù)的情況下需要的位寬的框圖。這里，ABL控制的亮度基準值為最大亮度的1/4。輸入圖像整體假定為明亮圖像中的低灰度等級部分分，關注ABL控制動作的情況下的低灰度等級部分的黑色偏差。
A/D轉換器1的輸出位寬為每色8位時，乘法器2的系數(shù)為上述的1/4的2.2次方根，因此大約為1/2。因此，為不喪失A/D轉換器1的分解能，乘法器2的輸出位寬需要每色為9位。然后，為通過變換表3得到與圖8A的虛線同樣的低灰度等級部分的表現(xiàn)力所需要的位寬為11位。
另一方面，與圖14相對應，圖10同樣表示出寫入了位寬的框圖。A/D轉換器1001的輸出位寬為每色8位時，信號處理部1002實施逆γ變換時，為得到與圖8A的虛線同樣的低灰度等級部分的表現(xiàn)力所需要的位寬為輸入+2位，若再乘以ABL控制值1/4，還需要2位，從而輸出位寬為每色12位。
圖11是針對現(xiàn)有的結構(圖14)和本實施例的結構(圖1)，分別將2.2次冪乘和式6與式7用作逆γ表時，將為得到與圖8A的虛線同樣的低灰度等級部分的表現(xiàn)力需要的，即8位輸入的灰度等級沒有偏差的位寬進行匯總的表。
即，通過使用本實施例的結構，并且使用式6作為逆γ變換的函數(shù)，用更少的圖像信號處理位數(shù)可得到與圖8A的虛線同樣的低灰度等級部分的表現(xiàn)力。
該效果不限于將式6用作逆γ變換特性的函數(shù)g(x)的情況，用整體上近似γ次冪乘，尤其是在低灰度等級部分比γ次冪乘輸出更大的函數(shù)也能得到該效果。
如以上說明，根據(jù)本發(fā)明的各實施例，可得到正確的平均亮度信息，可進行實現(xiàn)良好ABL控制的圖像顯示。
作為逆γ變換的函數(shù)，通過使用整體上近似γ次冪乘，尤其是在低灰度等級部分比γ次冪乘輸出更大的函數(shù)，不降低低灰度等級部分的表現(xiàn)力，可使電路規(guī)模更小。
根據(jù)本申請的發(fā)明，在進行非線性變換的結構中可進行正確的圖像信號的調(diào)整。
權利要求
1.一種圖像顯示裝置，具有根據(jù)順序更新的調(diào)整值來調(diào)整輸入的圖像信號的調(diào)整電路；位于上述調(diào)整電路的后級，對輸入的信號進行非線性變換的非線性變換電路；位于上述非線性變換電路后級，根據(jù)輸入的信號順序地檢測出表示顯示圖像明亮度的顯示亮度特征值的顯示亮度特征值檢測電路；根據(jù)上述顯示亮度特征值順序地輸出抑制上述顯示圖像明亮度的亮度抑制值的亮度抑制值輸出電路；對上述亮度抑制值實施具有與上述非線性變換電路的變換特性相反的特性或近似的特性的變換后輸出上述調(diào)整值的調(diào)整值輸出電路。
2.一種圖像顯示裝置，具有輸出將輸入的信號乘以變異系數(shù)后得到的輸出信號的乘法電路；位于上述乘法電路的后級，對輸入的信號實施γ次冪乘或與其近似的非線性變換后進行輸出的非線性變換電路，其中γ＞1；位于上述非線性變換電路后級，根據(jù)輸入的信號順序地檢測出表示顯示圖像明亮度的顯示亮度特征值的顯示亮度特征值檢測電路，其中將順序更新后的規(guī)定數(shù)G的γ次方根或與其近似的值用作上述變異系數(shù)，上述規(guī)定數(shù)G在上述顯示亮度特征值為B、更新前的規(guī)定數(shù)為G0、與上述顯示亮度特征值相比的基準值為B0時，為G＝G0×B0/B。
3.根據(jù)權利要求2所述的圖像顯示裝置，其中上述G0×B0/B大于1時，將1作為上述規(guī)定數(shù)G。
4.一種圖像顯示裝置，具有輸出將輸入的信號乘以變異系數(shù)后得到的輸出信號的乘法電路；位于上述乘法電路的后級，對輸入的信號實施γ次冪乘或與其近似的非線性變換后進行輸出的非線性變換電路，其中γ＞1；位于上述非線性變換電路后級，根據(jù)輸入的信號順序地檢測出表示顯示圖像明亮度的顯示亮度特征值的顯示亮度特征值檢測電路，其中上述變異系數(shù)是順序更新后的規(guī)定數(shù)G的γ次方根或與其近似的值、或者鈍化順序得到的規(guī)定數(shù)G的γ次方根或與其近似的值的高頻成分而得到的值，在上述顯示亮度特征值或鈍化根據(jù)輸入的信號而順序檢測出的多個顯示亮度特征值的高頻成分而得到的值為B、更新前的規(guī)定數(shù)為G0、與上述顯示亮度特征值相比的基準值為B0時，上述規(guī)定數(shù)G為G＝G0×B0/B、鈍化順序得到的G0×B0/B的高頻成分而得到的值、更新前的變異系數(shù)為K0的K0γ×B0/B中的一個。
5.根據(jù)權利要求4所述的圖像顯示裝置，其中在上述G0×B0/B、或鈍化順序得到的G0×B0/B的高頻成分而得到的值、或更新前的變異系數(shù)為K0的K0γ×B0/B中，當用作上述規(guī)定數(shù)G的值為大于1的值時，將1作為上述規(guī)定數(shù)G。
6.一種圖像顯示裝置，具有根據(jù)順序更新的調(diào)整值來調(diào)整輸入的圖像信號的調(diào)整電路；位于上述調(diào)整電路的后級，對輸入的信號進行非線性變換的非線性變換電路；位于上述非線性變換電路后級，根據(jù)輸入的信號順序地檢測出表示顯示圖像明亮度的顯示亮度特征值的顯示亮度特征值檢測電路；根據(jù)上述顯示亮度特征值和與畫質(zhì)調(diào)整相關的亮度控制值而順序輸出抑制上述顯示圖像明亮度的亮度抑制值的亮度抑制值輸出電路；對上述亮度抑制值實施具有與上述非線性變換電路的變換特性相反的特性或近似的特性的變換后輸出上述調(diào)整值的調(diào)整值輸出電路。
7.一種圖像顯示裝置，具有根據(jù)順序更新的調(diào)整值來調(diào)整輸入的圖像信號的調(diào)整電路；位于上述調(diào)整電路的后級，對輸入的信號進行非線性變換的非線性變換電路；位于上述非線性變換電路后級，根據(jù)輸入的信號順序地檢測出表示顯示圖像明亮度的顯示亮度特征值的顯示亮度特征值檢測電路；根據(jù)上述顯示亮度特征值順序地輸出抑制上述顯示圖像明亮度的亮度抑制值的亮度抑制值輸出電路；根據(jù)對上述亮度抑制值實施具有與上述非線性變換電路的變換特性相反的特性或近似的特性的變換后得到的值和與畫質(zhì)調(diào)整相關的亮度控制值來輸出上述調(diào)整值的調(diào)整值輸出電路。
8.根據(jù)權利要求1-7之一所述的圖像顯示裝置，其中上述顯示亮度特征值是規(guī)定期間內(nèi)的顯示信號之和或平均值。
9.根據(jù)權利要求1-7之一所述的圖像顯示裝置，其中上述顯示亮度特征值是規(guī)定期間內(nèi)的顯示信號中超出規(guī)定值的信號數(shù)。
10.根據(jù)權利要求1-7之一所述的圖像顯示裝置，其中上述顯示亮度特征值是規(guī)定期間內(nèi)的顯示信號的顏色種類之和或平均值。
11.根據(jù)權利要求1-7之一所述的圖像顯示裝置，其中上述顯示亮度特征值是規(guī)定期間內(nèi)的顯示信號的亮度成分之和或平均值。
12.根據(jù)權利要求1-7之一所述的圖像顯示裝置，其中上述顯示亮度特征值是1個畫面中特定區(qū)域的顯示信號的統(tǒng)計值。
13.根據(jù)權利要求1-7之一所述的圖像顯示裝置，其中上述非線性變換電路的變換特性在整個輸入范圍中近似為g(x)＝xγ，而在低灰度等級部分中是輸出大于g(x)＝xγ的函數(shù)，其中x為輸入信號，g(x)為輸出信號，γ為常數(shù)。
14.根據(jù)權利要求13所述的圖像顯示裝置，其中上述非線性變換電路的變換特性表示如下g(x)＝a*x(x≤x0)g(x)＝(1-z)xγ+z(x＞x0)其中x為輸入信號，g(x)為輸出信號，a，z，γ，x0為常數(shù)。
15.根據(jù)權利要求13所述的圖像顯示裝置，其中上述調(diào)整值是上述亮度抑制值的γ次方根。
16.根據(jù)權利要求1-7之一所述的圖像顯示裝置，還包括將文字信息重疊在上述圖像信號上的文字信息合成電路，從前級開始按上述調(diào)整電路、上述非線性變換電路、上述文字信息合成電路、上述顯示亮度特征值檢測電路的順序分別配置。
17.根據(jù)權利要求1-7之一所述的圖像顯示裝置，其中上述圖像顯示裝置的像素由按矩陣狀配置的放電元件構成。
18.根據(jù)權利要求17所述的圖像顯示裝置，其中上述放電元件是表面?zhèn)鲗头烹娫?br> 19.根據(jù)權利要求18所述的圖像顯示裝置，其中上述顯示亮度特征值是從上述放電元件放出的放出電流值。
全文摘要
一種圖像顯示裝置，具有根據(jù)順序更新的調(diào)整值來調(diào)整輸入的圖像信號的調(diào)整電路；位于上述調(diào)整電路的后級，對輸入的信號進行非線性變換的非線性變換電路；位于上述非線性變換電路后級，根據(jù)輸入的信號順序地檢測出表示顯示圖像明亮度的顯示亮度特征值的顯示亮度特征值檢測電路；根據(jù)上述顯示亮度特征值順序地輸出抑制上述顯示圖像明亮度的亮度抑制值的亮度抑制值輸出電路；對上述亮度抑制值實施具有與上述非線性變換電路的變換特性相反的特性或近似的特性的變換后輸出上述調(diào)整值的調(diào)整值輸出電路。
文檔編號G09G3/22GK1558395SQ20041000730
公開日2004年12月29日 申請日期2004年2月27日 優(yōu)先權日2003年2月28日
發(fā)明者森真起子 申請人:佳能株式會社