專利名稱：投影顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理圖像的方法，更具體的涉及一種用于在投影顯示中提 高圖像對比度的方法。
技術(shù)背景隨著生活水平的日益提高和視頻技術(shù)的不斷發(fā)展，投影視頻產(chǎn)品也越來越 引起市場的關(guān)注。目前，不論是移動式的小型商業(yè)演示、多媒體會議室、教室、 體育場館、教堂、商業(yè)場所、大型禮堂都可能會使用到投影視頻產(chǎn)品，有些虛 擬顯示甚至大到電影院的超大屏幕投影系統(tǒng)更是需要使用。它們要么采用前投 方式，要么釆用背投方式。所謂前投，簡單地說，就是投影設(shè)備的安裝位置與 觀眾在屏幕的同側(cè)，投影設(shè)備發(fā)出的光線投射到屏幕，在屏幕上形成圖像，然后光線再反射到人眼睛。前^:屏幕可做成任意尺寸，前投的優(yōu)點(diǎn)是只用一張前 投屏幕，可以做得很大，就像電影院的屏幕一樣。近年來出現(xiàn)了采用新型光源的投影設(shè)備，采用紅、綠、藍(lán)三基色光源作為 投影光源，可選擇全固態(tài)激光器、半導(dǎo)體激光器或發(fā)光二極管，不僅解決壽命、 功耗問題，還可以輸出更豐富的全彩色。然而，投影設(shè)備的效果受環(huán)境光的影 響比較大，例如，在環(huán)境光比較亮的時(shí)候，投影設(shè)備的圖像看起來會比較暗， 因此，提高投影設(shè)備的圖像效果一直是該領(lǐng)域一直需要解決的問題。而對比度 是顯示器件的一個重要指標(biāo)，其高低影響到器件顯示圖象的畫質(zhì)。目前基于傳 統(tǒng)投影光源(如UHP:超高壓汞燈等)的投影設(shè)備(如LCD、 DLP、 LCoS投影機(jī)) 存在對比度較低的缺陷。因此，本領(lǐng)域急需一種提高投影設(shè)備對比度的方法。 發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種投影顯示方法，包括步驟接收圖像信號；對圖像信號的亮度進(jìn)行分析；計(jì)算亮度最佳修正值，根據(jù)亮度最佳修 正值對圖像信號進(jìn)行修正；計(jì)算光源亮度校正值，根據(jù)光源亮度校正值對投影 光源的亮度進(jìn)行調(diào)整。上述投影顯示方法根據(jù)所述圖像信號的最大亮度計(jì)算所述亮度最佳修正 值。根據(jù)所述圖像信號的最大亮度計(jì)算圖像灰度修正系數(shù)，根據(jù)所述圖像灰度 修正系數(shù)對圖像信號的亮度進(jìn)行修正。若光源最大亮度為所述圖像信號亮度 255對應(yīng)的值，而所述圖像信號最大亮度為LMAX，則將光源最大亮度調(diào)整為LMAX亮度對應(yīng)的亮度值。若所述圖像信號最大亮度值為LMAX,最小亮度值為 LM1N,所述圖像灰度修正系數(shù)為(255 —丄礎(chǔ)乂 ) — 255ZA〃A, +丄w為義丄扁j (Aim' — L脅w)上述圖像信號的亮度直方圖統(tǒng)計(jì)和加權(quán)平均的方法計(jì)算所述亮度最佳修正 值。根據(jù)所述圖像信號的亮度直方圖統(tǒng)計(jì)和加權(quán)平均的方法計(jì)算圖像灰度修正 系數(shù)，根據(jù)所述圖像灰度修正系數(shù)對圖像信號進(jìn)行修正。所述最佳修正值通過以下公式計(jì)算獲得M_F 0+F 1+廠2+……+ F 255 其中Nx為圖像灰度級為X的象素?cái)?shù)，Lx為相應(yīng)灰度級對應(yīng)的光源亮度。所述圖像灰度修正系數(shù)為 255丄,本發(fā)明的投影顯示方法根據(jù)投影顯示的圖像各種顏色的灰度來調(diào)整投影光 源的亮度，為了保證顯示圖象的灰度隨光源亮度的降低而降低，還對圖像進(jìn)行 了修正，從而達(dá)到了降低功耗，提高動態(tài)對比度的目的。


圖1所示為一個投影機(jī)的示意圖。圖2所示為本發(fā)明的一個投影機(jī)的實(shí)施例的示意圖。圖3所示為一個控制器的實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，并使本發(fā)明的上述目的、 特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面以投影機(jī)為例，結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1所示為一個投影機(jī)的示意圖。如圖所示，投影機(jī)100包括照明裝置110、光調(diào)制裝置120、成像裝置130以及屏幕140。投影機(jī)100正常工作時(shí)，照明裝 置IIO產(chǎn)生照明光束，照明光束經(jīng)處理后進(jìn)入光調(diào)制裝置120。光調(diào)制裝置120 主要由光閥器件及其驅(qū)動電路組成，可采用LCoS (硅基液晶)、LCD、 DLP等光 閥器件。光調(diào)制裝置IIO經(jīng)過調(diào)光器件，將紅、綠、藍(lán)三基色光調(diào)制為顯示內(nèi) 容相符的偏振態(tài)或亮、暗狀態(tài)(如對DLP),然后通過合色棱鏡合成圖像、最后 通過成像裝置13Q (例如投影鏡頭等)將合成的圖像輸出到屏幕。圖2所示為本發(fā)明的一個投影機(jī)的實(shí)施例的示意圖。和投影機(jī)100不同， 投影機(jī)200除了包括照明裝置210、光調(diào)制裝置220、成像裝置230以及屏幕 240之外，還包括控制器250。控制器250可以是一個ASIC芯片，也可以是一 個可編程器件FPGA或者是一個CPU、 DSP或CPLD等等。如圖所示，控制器250 連接照明裝置210和光調(diào)制裝置220?？刂破?50可以對需要顯示的圖像進(jìn)行 分析，根據(jù)分析到的圖像最大亮度或其他統(tǒng)計(jì)信息，經(jīng)運(yùn)算后得到光源驅(qū)動信 號(如有相應(yīng)占空比的P麵信號或電流電平信號)，送到照明裝置210，使得三 基色光源的最大亮度也變?yōu)橄鄳?yīng)值。同時(shí)為了保證投影機(jī)200輸出的顯示畫面 亮度不降低，對圖像RGB數(shù)據(jù)也進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，調(diào)整信號送至光調(diào)制裝置2 2 0 。 通過這樣的調(diào)整，使得光源的亮度可隨顯示圖像的灰度數(shù)值高低變亮或變暗， 這樣就使得暗場的亮度較靜態(tài)光源降低了許多，從而提高了投影系統(tǒng)對比度； 另外，降低了投影系統(tǒng)的平均功耗，達(dá)到節(jié)能的目的。圖3所示為控制器250的一個實(shí)施例的示意圖。如圖所示，控制器250包 括信號接口 310、前端處理模塊320以及圖像處理模塊330?？刂破?50正常工作時(shí)，信號接口 310接收圖像信號并將接收到的圖像信 號傳輸?shù)角岸颂幚砟K320。前端處理模塊320將圖像信號轉(zhuǎn)換為一個統(tǒng)一的格式，然后將統(tǒng)一格式的數(shù)據(jù)輸入到圖像處理模塊，圖像處理模塊330開始工 作。這里的統(tǒng)一格式可以是RGB格式、也可以是YUV格式等等。圖像處理模塊330包括存儲器340和亮度歸一化系數(shù)模塊350。前端處理 模塊320發(fā)送來的統(tǒng)一格式的圖像數(shù)據(jù)被存入存儲器340，同時(shí)圖像數(shù)據(jù)也被 送入亮度歸一化系數(shù)模塊350，亮度歸一化系數(shù)模塊350對圖形信號進(jìn)行分析 計(jì)算，確定出一個當(dāng)前圖像信號的亮度歸一化系數(shù)，亮度歸一化系數(shù)也可以稱 之為亮度最佳修正值。亮度最佳修正值的計(jì)算方法可以包括多種方式，例如可 以采用取亮度最大值法，如原始光源亮度為圖像灰度為255對應(yīng)的亮度值，而圖像最大灰度為LMAX,則將光源最大亮度調(diào)整為灰度LMAX對應(yīng)的亮度值，或者采用圖像亮度直方圖統(tǒng)計(jì)和加權(quán)求平均的方法得到亮度最佳值。亮度歸一化 系數(shù)模塊350最后將亮度最佳修正值送入存儲器340。在獲得當(dāng)前圖像的亮度最佳修正值之后，圖像處理模塊330對圖像信號的 灰度進(jìn)行調(diào)整。假設(shè)原圖像灰度為L，光源亮度修正后，將圖像灰度L，相應(yīng)調(diào) 整為其中^為采用不同亮度修正方法后相應(yīng)的圖像灰度修正系數(shù)，圖像灰度修正系數(shù)的計(jì)算方法將在下面進(jìn)行詳述。調(diào)整完成后，圖像處理模塊330將修正 后的圖像數(shù)據(jù)送到光調(diào)制裝置220對入射光進(jìn)行調(diào)制。最后，圖像處理模塊330根據(jù)亮度最佳修正值，以及照明裝置210、成像 裝置230中的光衰減比例和伽馬校正系數(shù)對光源亮度進(jìn)行校正，得到一個光源 亮度校正值，并將得到的光源亮度校正值送入照明裝置210。照明裝置210通 過輸入的光源亮度校正值對光源進(jìn)行脈寬(PWM)或電流調(diào)制，以達(dá)到對光源動 態(tài)控制的目的。下面以采用亮度最大值法對控制器25G的工作過程進(jìn)行說明數(shù)據(jù)信號經(jīng)過信號接口 310，傳輸?shù)角岸颂幚砟K320,前端處理模塊320 將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一 DVI格式，然后將DVI格式的數(shù)據(jù)輸入圖像處理模塊330開始工作。圖像處理模塊330控制存儲器340存儲圖像數(shù)據(jù)，同時(shí)將圖像數(shù)據(jù)送入亮 度歸一化系數(shù)模塊350，然后經(jīng)過亮度提取算法提取亮度最大值作為亮度最佳 值。如原光源最大亮度為圖像灰度255對應(yīng)的值，而圖像最大灰度為LMAX,則將光源最大亮度調(diào)整為LMAX灰度對應(yīng)的亮度值，圖像處理模塊330將亮度最佳修正值送入存儲器340。圖像處理模塊330同時(shí)讀取圖像數(shù)據(jù)，將DVI數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RGB數(shù)據(jù)，并用 圖像修正算法對圖像灰度進(jìn)行調(diào)整。如原圖像灰度L最大值為LMAX，最小值為 LMIN，則將圖像灰度L，相應(yīng)調(diào)整，調(diào)整后最小亮度不變，最大亮度擴(kuò)大為光源 亮度調(diào)整前的亮度值，經(jīng)相應(yīng)比例放大，修正系數(shù)為<formula>formula see original document page 8</formula>并將修正后的圖像RGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為DVI數(shù)據(jù)并送到光調(diào)制裝置220對入射光進(jìn) 行調(diào)制。最后，圖像處理模塊330根據(jù)亮度最佳修正值，以及照明裝置210、成像 裝置230中的光衰減比例和伽馬校正系數(shù)對光源亮度進(jìn)行校正，得到一個控制 信號(例如PWM信號)，最后將該控制信號送入照明裝置210，對光源進(jìn)行調(diào)制。下面以采用圖像亮度直方圖統(tǒng)計(jì)和加權(quán)求平均的方法對控制器250的工作過程進(jìn)行說明數(shù)據(jù)信號經(jīng)過信號接口 31Q,傳輸?shù)角岸颂幚砟K320,前端處理模塊320 將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一 DVI格式，然后將DVI格式的數(shù)據(jù)輸入圖像處理模塊330 開始工作。圖像處理模塊330控制存儲器340存儲圖像數(shù)據(jù)，同時(shí)將圖像數(shù)據(jù)送入亮 度歸一化系數(shù)模塊350，亮度歸一化系數(shù)模塊350對圖像亮度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理， 統(tǒng)計(jì)出圖像象素灰度在0~ 255的分布，經(jīng)過加權(quán)求平均的方法求得相應(yīng)的灰度 最佳值，<formula>formula see original document page 8</formula>其中Nx為圖像灰度級為X的象素?cái)?shù)，Lx為相應(yīng)灰度級對應(yīng)的光源亮度。圖像 處理模塊330將得到的"對應(yīng)的光源亮度最佳值送入存儲器340。圖像處理模塊330同時(shí)讀取圖像數(shù)據(jù)，將DVI數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RGB數(shù)據(jù)，并用 圖像修正算法對圖像灰度進(jìn)行調(diào)整。并對圖像灰度進(jìn)行調(diào)整。如原圖像灰度值 為L，則將圖像灰度丄'相應(yīng)調(diào)整為〃A,并將修正后的圖像RGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為DVI格式并送到光調(diào)制裝置220對入射光進(jìn) 行調(diào)制。最后，圖像處理模塊330根據(jù)亮度最佳修正值，以及照明裝置210、成像 裝置230中的光衰減比例和伽馬校正系數(shù)對光源亮度進(jìn)行校正，得到一個控制 信號(例如P麗信號)，最后將該控制信號送入照明裝置210，對光源進(jìn)行調(diào)制。 這樣，經(jīng)過控制器250對照明裝置210和光調(diào)制裝置220的控制，投影機(jī) 200根據(jù)投影顯示的圖像各種顏色的灰度來調(diào)整投影光源的亮度，為了保證顯 示圖象的灰度不隨光源亮度的降低而降低，還對圖像進(jìn)行了修正，從而達(dá)到了 降低功耗，提高動態(tài)對比度的目的。當(dāng)然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種投影顯示方法，包括步驟接收圖像信號；對圖像信號的亮度進(jìn)行分析；計(jì)算亮度最佳修正值，根據(jù)亮度最佳修正值對圖像信號進(jìn)行修正；計(jì)算光源亮度校正值，根據(jù)光源亮度校正值對投影光源的亮度進(jìn)行調(diào)整。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影顯示方法，其特征在于所述投影顯示方法 根據(jù)所述圖像信號的最大亮度計(jì)算所述亮度最佳修正值。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影顯示方法，其特征在于根據(jù)所述圖像信號 的最大亮度計(jì)算圖像灰度修正系數(shù)，根據(jù)所述圖像灰度修正系數(shù)對圖像信號的 亮度進(jìn)行修正。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的投影顯示方法，其特征在于若光源最大亮度為 所述圖像信號亮度255對應(yīng)的值，而所述圖像信號最大亮度為Lmax,則將光源 最大亮度調(diào)整為LMAX亮度對應(yīng)的亮度值。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的投影顯示方法，其特征在于若所述圖像信號 最大亮度值為LMAx，最小亮度值為L固N(yùn),所述圖像灰度修正系數(shù)為^ _ (255 — ) — 255￡;v〃~ +丄^力義—丄M^A"(丄A/AY 一丄V〃A') 。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影顯示方法，其特征在于根據(jù)所述圖像信號 的亮度直方圖統(tǒng)計(jì)和加權(quán)平均的方法計(jì)算所述亮度最佳修正值。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的投影顯示方法，其特征在于根據(jù)所述圖像信號 的亮度直方圖統(tǒng)計(jì)和加權(quán)平均的方法計(jì)算圖像灰度修正系數(shù)，根據(jù)所述圖像灰 度修正系數(shù)對圖像信號的亮度進(jìn)行修正。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的投影顯示方法，其特征在于所述亮度最佳修正 值通過以下公式計(jì)算獲得<formula>formula see original document page 3</formula>其中Nx為圖像灰度級為X的象素?cái)?shù)，Lx為相應(yīng)灰度級對應(yīng)的光源亮度。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的投影顯示方法，其特征在于所述圖像灰度修正 系數(shù)為<formula>formula see original document page 3</formula>
10、 根據(jù)權(quán)利要求1-IO任一所述的投影顯示方法，其特征在于所述投影 顯示方法包括步驟對所述圖形信號進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種投影顯示方法，能夠根據(jù)圖像信號的亮度對投影顯示的對比度進(jìn)行動態(tài)調(diào)節(jié)，包括步驟接收圖像信號；對圖像信號的亮度進(jìn)行分析；計(jì)算亮度最佳修正值，根據(jù)亮度最佳修正值對圖像信號進(jìn)行修正；計(jì)算光源亮度校正值，根據(jù)光源亮度校正值對投影光源的亮度進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明的投影顯示方法根據(jù)投影顯示的圖像各種顏色的灰度來調(diào)整投影光源的亮度，為了保證顯示圖象的灰度不隨光源亮度的降低而降低，還對圖像進(jìn)行了修正，從而達(dá)到了降低功耗，提高動態(tài)對比度的目的。
文檔編號G09G5/10GK101282416SQ20081001452
公開日2008年10月8日 申請日期2008年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月29日
發(fā)明者劉衛(wèi)東, 郭大勃 申請人:青島海信電器股份有限公司