專利名稱：圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用了例如液晶顯示元件等保持型顯示元件的圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
液晶顯示元件等保持型顯示元件與CRT這樣的脈沖型不同，在一幀期間按每個(gè)象素保持圖像數(shù)據(jù)。因此，用這種顯示元件顯示動(dòng)態(tài)圖像的情況下，發(fā)生圖像的輪廓看上去模糊的現(xiàn)象(下面稱作動(dòng)態(tài)圖像模糊)，用戶可以看到殘像。
用于改善這種動(dòng)態(tài)圖像模糊的技術(shù)已知記載在例如日本特開(kāi)2005-173573號(hào)公報(bào)中。在特開(kāi)2005-173573號(hào)公報(bào)的段落0012、圖1中公開(kāi)了下述技術(shù)，即，在保持型圖像顯示裝置中，將一幀期間分割為彼此灰度不同的多個(gè)子幀期間，來(lái)進(jìn)行圖像顯示，從而縮短保持同一圖像數(shù)據(jù)的保持期間，來(lái)改善動(dòng)態(tài)圖像模糊。上述各子幀的灰度電平根據(jù)輸入圖像信號(hào)的灰度電平來(lái)設(shè)定。
上述子幀包含例如第一子幀和灰度比該第一子幀低的第二子幀。該第一和第二予幀各自的灰度設(shè)定為在合成兩者后，與作為兩者的基礎(chǔ)的原始幀的灰度相同。例如，在原始幀為100灰度(用8比特表現(xiàn)最大為255灰度)的情況下，將第一子幀設(shè)定為137灰度，第二子幀設(shè)置為32灰度。
這時(shí)，第二子幀的灰度越低(接近于黑)動(dòng)態(tài)圖像模糊的改善效果越大。因此，在原始幀的灰度為低灰度～中灰度的情況下，由于可以降低第二子幀的灰度，所以可以增強(qiáng)動(dòng)態(tài)圖像模糊的改善效果。
但是，由于第一幀的灰度限制在上述最大灰度(例如255灰度)，所以在原始幀的灰度為高灰度的情況下，很難降低第二子幀的灰度。例如，在原始幀為220灰度的情況下，將第一子幀設(shè)定為255灰度，將第二子幀設(shè)定為114灰度。因此，現(xiàn)有技術(shù)中，在原始幀為高灰度的情況下，動(dòng)態(tài)圖像模糊的改善效果小。
另外，在顯示從2-3下拉和2-2下拉的圖像信號(hào)得到的子幀的情況下，在從表示某個(gè)圖像內(nèi)容的原始幀切換到表示其他圖像內(nèi)容的原始幀時(shí)，暫時(shí)性?shī)A著暗的子幀。因此，在該切換部中，有時(shí)閃爍、抖動(dòng)妨害(損害運(yùn)動(dòng)的平滑性的妨害)被強(qiáng)調(diào)并被識(shí)別。上述切換部是指例如在將表示某個(gè)視頻內(nèi)容(A)的原始幀連續(xù)兩次為AA，接著，將表示其他視頻內(nèi)容(B)的原始幀連續(xù)三次為BBB的2-3下拉視頻信號(hào)中，從幀A切換為幀B的部分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供用于顯示改善了動(dòng)態(tài)圖像模糊的高質(zhì)量的視頻的技術(shù)。另外，本發(fā)明不但改善了上述動(dòng)態(tài)圖像模糊，且高質(zhì)量地顯示下拉形式的圖像信號(hào)。
本發(fā)明的特征在于，在輸入圖像信號(hào)的灰度為規(guī)定值以上的情況下，進(jìn)行校正來(lái)降低該輸入圖像信號(hào)的灰度電平，并從該灰度校正后的輸入圖像信號(hào)中生成第一和第二子幀。這時(shí)，最好提高來(lái)自液晶顯示元件的光源(背景光)的光的照度，并補(bǔ)償上述灰度的降低部分。
通過(guò)從輸入圖像信號(hào)檢測(cè)出的表示在規(guī)定期間中的多個(gè)灰度區(qū)域的每個(gè)的出現(xiàn)頻率的直方圖，來(lái)判斷上述輸入圖像信號(hào)是否是高灰度的圖像。另外，也可根據(jù)規(guī)定期間中的平均亮度電平(APL)來(lái)進(jìn)行上述判斷，也可組合這些。
另外，本發(fā)明的特征在于，在根據(jù)下拉形式的圖像信號(hào)生成子幀的情況下，設(shè)輸入圖像信號(hào)的幀的切換部中的子幀之間的灰度電平相同。
根據(jù)本發(fā)明，在使用了例如液晶顯示元件等保持型顯示元件的圖像顯示裝置中，可以良好地改善動(dòng)態(tài)圖像模糊，來(lái)顯示高質(zhì)量的視頻。另外，可以在提示閃爍、抖動(dòng)的情況下顯示下拉形式的圖像信號(hào)。


圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施例的框圖；圖2是表示灰度變換部6中的各子幀的灰度變換特性的圖；圖3是表示灰度變換部6中的各子幀的灰度變換特性的圖；圖4是表示第一實(shí)施例中的灰度電平校正部4的一結(jié)構(gòu)例的圖；圖5是表示黑色電平校正量的特性的圖；圖6是表示光源校正量的特性的圖；圖7是表示第一實(shí)施例中的黑色電平校正、光源控制的概念的圖；圖8是表示本發(fā)明的第二實(shí)施例中的灰度電平校正部4的一結(jié)構(gòu)例的圖；圖9是表示基于黑色電平校正的暗部缺失的概念的圖；圖10是表示第二實(shí)施例中的灰度電平校正的概念的圖；圖11是表示第二實(shí)施例中的灰度電平校正部121的控制特性圖；圖12是表示本發(fā)明的第三實(shí)施例的框圖；圖13是表示通過(guò)第三實(shí)施例生成的子幀列的一例的圖；圖14是表示通過(guò)第三實(shí)施例生成的子幀列的一例的圖；
圖15是表示通過(guò)第三實(shí)施例生成的子幀列的一例的圖；圖16是表示通過(guò)第三實(shí)施例生成的子幀列的一例的圖；圖17是表示第三實(shí)施例中的子幀的灰度變換特性的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參考附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，下面說(shuō)明的實(shí)施方式作為圖像顯示元件以使用了液晶顯示元件的圖像顯示裝置為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。但是，若是上述的保持型顯示元件，則可以在液晶顯示元件之外的顯示元件，例如EL顯示元件等中同樣適用。
實(shí)施例1圖1是表示本發(fā)明的圖像顯示裝置的第一實(shí)施例的一結(jié)構(gòu)例的框圖。本實(shí)施例中，設(shè)從輸入端子1輸入具有60Hz的幀頻率的組件形式(YcbCr格式)的圖像信號(hào)。輸入到輸入端子1的圖像信號(hào)供給電平校正部4。另外，該輸入圖像信號(hào)還經(jīng)檢測(cè)范圍設(shè)定部21供給直方圖檢測(cè)部2。檢測(cè)范圍設(shè)定部21設(shè)定圖像1的畫(huà)面中、由直方圖檢測(cè)部檢測(cè)出的亮度直方圖的范圍(后面描述細(xì)節(jié))。直方圖檢測(cè)部2從輸入圖像信號(hào)中包含的亮度信號(hào)(Y)中檢測(cè)出例如一幀或一場(chǎng)期間中的亮度直方圖。該亮度直方圖表示在區(qū)分為多個(gè)的每個(gè)灰度區(qū)域中分別對(duì)應(yīng)的亮度信號(hào)的出現(xiàn)頻率。例如，在輸入圖像信號(hào)是8比特的數(shù)字信號(hào)，其灰度數(shù)是256的情況下，亮度直方圖中的灰度區(qū)域例如按每32個(gè)灰度區(qū)分為例如8～16個(gè)。并且，在每個(gè)區(qū)分后的區(qū)域中，將具有該灰度區(qū)域所屬(所包含)的電平的亮度信號(hào)的象素?cái)?shù)作為出現(xiàn)頻率，計(jì)數(shù)一幀或一場(chǎng)期間。這樣，生成了亮度直方圖。另外，在下面的說(shuō)明中，將輸入圖像的最大灰度作為255來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
將由上述直方圖檢測(cè)部2生成的亮度直方圖供給圖像判斷部3。圖像判斷部3從所生成的亮度直方圖中判斷是否是規(guī)定灰度(例如190灰度)以上的區(qū)域中的象素?cái)?shù)存在規(guī)定數(shù)以上的高灰度圖像。圖像判斷部3在該判斷結(jié)果判斷為輸入圖像信號(hào)是高灰度圖像的情況下，輸出控制信號(hào)33，并供給到灰度電平校正部4和光源控制部8。
電平校正部4根據(jù)從圖像判斷部3輸出的控制信號(hào)來(lái)校正輸入到輸入端子1的圖像信號(hào)的灰度電平。在從圖像判斷部3輸出了控制信號(hào)的情況下，電平校正部4進(jìn)行控制，使圖像信號(hào)的灰度降低。將通過(guò)電平校正部4校正了灰度后的圖像信號(hào)輸入到倍速變換部5中，在該倍速變換部5中將幀頻率變換為2倍。由于輸入圖像信號(hào)的幀頻率在本例中如上所述為60Hz，所以倍速變換部5變換為其2倍的120Hz。倍速變換部5在使幀頻率為2倍時(shí)，例如重復(fù)2次同一幀。例如在輸入圖像信號(hào)的原始幀以1/60秒周期出現(xiàn)為A、B、C...的情況下，倍速變換部5將其變換為A、A、B、B、C、C...這樣的1/120秒周期的信號(hào)。
灰度變換部6對(duì)通過(guò)倍速變換部5倍速后的圖像信號(hào)進(jìn)行灰度變換處理。這里，將上述倍速變換部5生成的兩個(gè)連續(xù)的同一幀中最先出現(xiàn)的幀作為第一(1st)子幀，將之后出現(xiàn)的幀作為第二(2nd)子幀。并且，灰度變換部6進(jìn)行灰度變換，使第一子幀的灰度比原始幀的灰度高(即變亮)，并且進(jìn)行灰度變換，使第二子幀的灰度比原始幀的灰度低(即變暗)。即，第二子幀的灰度比第一子幀低。
參考圖2來(lái)說(shuō)明灰度變換部6中的灰度變換處理的一例。圖2表示灰度變換部6中的灰度變換特性，曲線161表示對(duì)第一子幀的變換特性，曲線162表示對(duì)第二子幀的變換特性。另外，曲線163表示合成第一子幀和第二子幀時(shí)的特性曲線(理想輸出灰度圖中γ＝2.2的曲線)。在向具有這種特性的灰度變換部6輸入例如100灰度的原始幀的情況下，第一子幀根據(jù)曲線161變換為137灰度，第二子幀根據(jù)曲線162變換為0灰度(黑)。
并且，合成了第一子幀和第二子幀后的灰度根據(jù)曲線163為32灰度。這里，在將輸入圖像的灰度設(shè)作Tin、將最大灰度設(shè)作Tmax、將第一子幀的灰度設(shè)作T1st、將第二子幀的灰度設(shè)作T2nd時(shí)，灰度的算出式例如如下面的公式1。根據(jù)該算出式，決定第一子幀和第二子幀的灰度。
(公式1)(Tin/Tmax)2.2＝{(T1st/Tmax)2.2+(T2nd/Tmax)2.2}/2將如上這樣進(jìn)行了灰度變換后的第一和第二子幀供給到定時(shí)控制器7。定時(shí)控制器7以與例如輸入圖像信號(hào)一起輸入的水平同步信號(hào)和垂直同步信號(hào)為基礎(chǔ)，將第一和第二子幀的圖像數(shù)據(jù)供給到LCD面板10。當(dāng)然，供給到LCD面板10的圖像數(shù)據(jù)的垂直掃描頻率為輸入圖像信號(hào)的垂直掃描頻率的2倍。這樣，在LCD面板10上交替顯示亮的第一子幀和暗的第二子幀。
這樣，本實(shí)施例中，在通常的一幀期間中，將第一子幀和第二子幀兩個(gè)幀的圖像數(shù)據(jù)寫(xiě)入到LCD面板10中。因此，LCD面板10的驅(qū)動(dòng)頻率為通常的倍數(shù)。并且，在第一子幀期間中寫(xiě)入比輸入圖像信號(hào)亮度高的數(shù)據(jù)，在第二子幀期間中寫(xiě)入盡可能接近于0(黑)的數(shù)據(jù)。因此，可以不降低亮度地實(shí)現(xiàn)與在一幀期間中插入黑色的圖像(所謂的黑插入)方式相同的模糊改善效果。下面將這種方式稱作灰度分配方式。
另一方面，在光源控制部8中，根據(jù)從圖像判斷部3輸出的控制信號(hào)33，來(lái)算出光源電壓設(shè)定量，并輸出到DAC9中。在DAC9中生成對(duì)應(yīng)于所述光源電壓設(shè)定量的DC電壓后輸出到變換器12中。變換器12以來(lái)自DAC9的DC電壓為基礎(chǔ)來(lái)生成PWM信號(hào)，通過(guò)進(jìn)行作為L(zhǎng)CD10的光源的背景光11的電流控制，來(lái)控制來(lái)自背景光11的光的照度。這里，背景光11可以是白色光源，也可以由放射多色光的多個(gè)LED光構(gòu)成。
在如上這種灰度分配方式中，例如如圖3所示，在輸入圖像信號(hào)的灰度為規(guī)定灰度174(下面稱作效果臨界)以上時(shí)，第二子幀的變換特性162顯示出急劇升高的特性。因此，輸入圖像信號(hào)的灰度在具有超過(guò)效果臨界174的高灰度而高的情況下，不能降低第二子幀的灰度。例如，如圖3所示，在輸入圖像信號(hào)為220灰度的情況下，第二子幀的灰度為114，為較高的灰度。因此，不能在第二子幀期間插入接近于黑色的幀，動(dòng)態(tài)圖像模糊的改善效果小。即，以效果臨界174為臨界，在輸入了具有其以上的灰度的圖像信號(hào)的情況下，減小了動(dòng)態(tài)圖像模糊的改善效果。另外，該效果臨界174在例如8比特?cái)?shù)據(jù)輸入時(shí)，且為γ＝2.2的情況下，約為190灰度。
為改善該情況，本實(shí)施例中，在輸入圖像信號(hào)是超過(guò)規(guī)定灰度(即效果臨界174)的高灰度圖像的情況下，其特征在于，進(jìn)行控制，降低輸入圖像信號(hào)的灰度。上述規(guī)定灰度為例如如上所述降低了動(dòng)態(tài)圖像模糊的改善效果的約190灰度。下面，詳細(xì)說(shuō)明輸入圖像信號(hào)是上述高灰度圖像的情況下的動(dòng)作。
圖像判斷部3使用直方圖檢測(cè)部2生成的亮度直方圖來(lái)判斷輸入圖像信號(hào)是否是高灰度圖像。例如，在上述亮度直方圖中，在屬于效果臨界174以上的亮度區(qū)域的出現(xiàn)次數(shù)(象素?cái)?shù))例如存在全體象素的50％以上的情況下，將該輸入圖像信號(hào)判斷為高灰度圖像。并且，圖像判斷部如上所述生成控制信號(hào)33，并輸出到電平校正部4和光源控制部8中。
使用圖4～圖5來(lái)說(shuō)明本實(shí)施例中的電平校正部4和光源控制部8的動(dòng)作。圖4是表示電平校正部4的結(jié)構(gòu)的一例的框圖。本實(shí)施例的電平校正部4包含黑色電平校正部31和延遲調(diào)整部32。上述控制信號(hào)33作為圖像信號(hào)的電平校正量供給到黑色電平校正部31。黑色電平校正部31根據(jù)上述電平校正量來(lái)控制圖像信號(hào)的黑色電平(DC電平)。圖4的例子中，僅對(duì)亮度信號(hào)(Y)實(shí)施圖像信號(hào)的電平校正，色差信號(hào)(CbCr)僅進(jìn)行與亮度信號(hào)的延遲配合。但是，也可以是對(duì)色差信號(hào)(CbCr)也進(jìn)行相同的處理的結(jié)構(gòu)。黑色電平校正部31中，根據(jù)電平校正量33來(lái)進(jìn)行降低圖像信號(hào)的黑色電平(DC電平)的處理。圖5是表示所述電平校正量33的特性的一例。如圖5(a)所示，效果臨界174以上的象素?cái)?shù)越多，黑色電平校正量，即黑色電平的降低幅度(YL)越大。即，黑色電平校正量(YL)與效果臨界174以上的象素?cái)?shù)大致成正比。因此，如圖5(b)所示，從黑色電平校正部31輸出的圖像信號(hào)的灰度比黑色電平校正部31的輸入圖像信號(hào)的灰度降低的量為黑色電平校正量(YL)。
因此，如圖3所示的超過(guò)效果臨界174的高灰度圖像通過(guò)黑色電平校正部31校正為具有效果臨界174以下的灰度的圖像。其結(jié)果為，輸入到灰度變換部6的圖像信號(hào)的整體灰度實(shí)質(zhì)上可以為效果臨界174以下。由此，在輸入圖像信號(hào)為高灰度圖像的情況下，灰度變換部6也可以將從該高灰度圖像生成的第二子幀的灰度如圖3所示變?yōu)?(黑色)。由此，根據(jù)本實(shí)施例，在灰度分配方式中，可以提高輸入圖像信號(hào)是高灰度圖像時(shí)的動(dòng)態(tài)圖像模糊的改善效果。
但是，上述情況下，由于使圖像信號(hào)的灰度降低，所以在LCD面板10上顯示的圖像的亮度降低。本實(shí)施例為了補(bǔ)償該亮度降低，而控制來(lái)自作為L(zhǎng)CD面板10的光源的背景光11的光的照度。即，在輸入圖像信號(hào)的灰度通過(guò)電平校正部4降低了灰度時(shí)，進(jìn)行控制，提高來(lái)自背景光11的光的照度。圖6表示該控制特性的一例。如圖6(a)所示，進(jìn)行控制，使得效果臨界174以上的象素?cái)?shù)越多，背景光校正量，即背景光的照度的升高幅度(BL)越大。即，背景光的照度的升高幅度(BL)與效果臨界174以上的象素?cái)?shù)大致成正比。因此，如圖6(b)所示，LCD面板11上顯示的圖像的亮度提高了上述升高幅度(BL)。
另外，本實(shí)施例中，上述圖像信號(hào)的電平校正和光源控制連動(dòng)地動(dòng)作。因此，也可以為與圖像信號(hào)的電平的校正量(YL)連動(dòng)來(lái)控制背景光校正量(BL)的結(jié)構(gòu)。另外，圖5和圖6中，電平校正量和背景光校正量分別根據(jù)效果臨界174以上的象素?cái)?shù)來(lái)控制為線性變化，但是并不限于此。即，也可以使這些校正量與輸入圖像配合來(lái)進(jìn)行非線性控制。
這樣，本實(shí)施例中，根據(jù)由直方圖檢測(cè)部2生成的亮度直方圖對(duì)效果臨界174以上的象素?cái)?shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并根據(jù)該計(jì)數(shù)的結(jié)果來(lái)決定電平校正量，控制圖像信號(hào)的灰度和來(lái)自背景光的光的照度。參考圖7來(lái)說(shuō)明該控制的概念。圖中的塊圖表示亮度直方圖，該圖中縱軸為灰度，橫軸為象素?cái)?shù)。
考慮根據(jù)直方圖檢測(cè)部2的檢測(cè)結(jié)果判斷為輸入圖像114如圖所示包含有效果臨界174以上的灰度、且該效果臨界174以上的亮度區(qū)域中的象素?cái)?shù)為規(guī)定閾值以上的情況。這時(shí)，通過(guò)電平校正部4進(jìn)行校正，將輸入圖像114的灰度電平降低到效果臨界174以下。即，沿圖示的箭頭a的方向移動(dòng)，而得到校正圖像115。因此，校正圖像115的所有灰度可以收斂在效果臨界174以下。其結(jié)果是，對(duì)于接近于最大灰度(255)的圖像，也可得到低灰度的第二子幀。之后，由于通過(guò)光源控制來(lái)提高來(lái)自背景光11的光的照度，所以在LCD面板上形成的圖像在視覺(jué)上具有顯示圖像116的直方圖。即，該光源控制為與實(shí)質(zhì)上沿箭頭b的方向移動(dòng)校正圖像115的直方圖等效的控制。結(jié)果，校正圖像115中的最大灰度可以以在LCD面板中可顯示的最大亮度值附近顯示。另外，圖7中，最大亮度值111和最小亮度值112之間的幅度113相當(dāng)于LCD面板的動(dòng)態(tài)范圍。
如上所述在輸入圖像信號(hào)是高灰度圖像的情況下進(jìn)行上述控制。例如，在輸入的圖像不包含高灰度的象素，而主要由中間灰度的象素構(gòu)成的情況下，不進(jìn)行本控制。這時(shí)，僅進(jìn)行通常的灰度分配方式的處理。
如上所述，本實(shí)施例中，在使用了液晶顯示元件等保持型元件的圖像顯示裝置的情況下，可以抑制最大亮度和對(duì)比度的降低，并可以改善動(dòng)態(tài)圖像模糊。尤其在使用了上述灰度分割方式的圖像顯示裝置中，即使輸入圖像信號(hào)是高灰度圖像，也可得到動(dòng)態(tài)圖像模糊改善效果。另外，在增強(qiáng)這種動(dòng)態(tài)圖像模糊改善效果的情況中，也可以抑制顯示圖像的亮度的降低。
上述說(shuō)明中，說(shuō)明了在高灰度圖像的識(shí)別中使用了亮度直方圖的例子。但是，也可以代替亮度直方圖，檢測(cè)出圖像的平均亮度電平(APL)，將APL為規(guī)定閾值以上的圖像判斷為高灰度圖像。這時(shí)，在判斷為高灰度圖像的情況下也進(jìn)行與上述的實(shí)施例相同的控制。
另外，也可構(gòu)成為通過(guò)檢測(cè)范圍設(shè)定部21，來(lái)設(shè)定檢測(cè)直方圖的圖像區(qū)域。在圖像的重要部分存在于顯示畫(huà)面的中央的情況下，在該圖像中央部分由檢測(cè)范圍設(shè)定部2來(lái)設(shè)定檢索范圍。這時(shí)，在高灰度的物體移動(dòng)到例如較低灰度的背景的中央部分的圖像中，可以對(duì)該物體進(jìn)一步提高運(yùn)動(dòng)模糊的改善效果。
進(jìn)一步，也可以針對(duì)亮度高的文字字幕滾動(dòng)在屏幕下部設(shè)置檢測(cè)范圍。由此，即使背景是低灰度顯示，也可高精度檢測(cè)出高灰度的文字字幕，由此，可以對(duì)該文字字幕部進(jìn)一步提高運(yùn)動(dòng)模糊的改善效果。另外，基于檢測(cè)范圍設(shè)定部20的直方圖檢測(cè)范圍的設(shè)定也可根據(jù)圖像的種類來(lái)自動(dòng)進(jìn)行。另外，還可由用戶設(shè)定。
這樣，若使用檢測(cè)范圍設(shè)定部21，則可以對(duì)希望的區(qū)域更高精度地改善運(yùn)動(dòng)模糊。
實(shí)施例2接著，說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施例。本實(shí)施例如圖8所示，特征在于在電平校正電路4上新設(shè)置灰度校正部21，并通過(guò)控制信號(hào)122來(lái)控制該灰度校正部121。對(duì)于電平校正電路4之外的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例相同。下面，說(shuō)明本發(fā)明的細(xì)節(jié)。此外，圖8中，對(duì)于與圖4的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素，賦予同一符號(hào)來(lái)省略其說(shuō)明。
本實(shí)施例用于在輸入圖像振幅從高灰度向低灰度的大范圍擴(kuò)展的情況下，通過(guò)黑色電平校正部31進(jìn)行的黑色電平校正來(lái)減輕暗部缺失。因此，本實(shí)施例在黑色電平校正部31的前級(jí)設(shè)置用于壓縮信號(hào)振幅的灰度校正部121。參考圖9和圖10來(lái)說(shuō)明其動(dòng)作。另外，圖9和圖10中，與圖7相同的符號(hào)是指同一要素。
如圖9所示，考慮輸入在從高灰度到低灰度的寬灰度范圍內(nèi)存在象素?cái)?shù)的圖像信號(hào)145的情況。這種圖像信號(hào)145通過(guò)直方圖檢測(cè)部2和圖像判斷部3判斷為高灰度圖像。并且，通過(guò)電平校正部4，如箭頭a所示，移動(dòng)該黑色電平，使得圖像信號(hào)145的灰度為效果臨界174以下。結(jié)果，如圖9所示，圖像信號(hào)145的低灰度部分141(用虛線的圓標(biāo)記所包圍的部分)超過(guò)了LCD面板可再現(xiàn)的灰度的最小值112，產(chǎn)生了所謂的暗部缺失。為了防止該情況，本實(shí)施例中，通過(guò)灰度校正部121，在輸入圖像信號(hào)為高灰度圖像的情況下來(lái)壓縮圖像信號(hào)的振幅。
圖10表示本實(shí)施例中的控制的情況。圖像判斷部3根據(jù)通過(guò)直方圖檢測(cè)部2檢測(cè)出的圖像信號(hào)145的亮度直方圖，判斷在低灰度區(qū)域存在的象素?cái)?shù)是否是規(guī)定以上的比例。若是這樣，則圖像判斷部3對(duì)灰度校正部121輸出控制信號(hào)122?；叶刃Ｕ?21接收到控制信號(hào)122后，進(jìn)行動(dòng)作，以使壓縮該圖像信號(hào)145的振幅。本實(shí)施例中，僅壓縮圖像信號(hào)145的低灰度區(qū)域，使得圖像信號(hào)145的整體振幅在由效果臨界174和上述可再現(xiàn)灰度的最小值113決定的可改善區(qū)域151內(nèi)。該灰度校正部121中的灰度校正特性的一例例如圖11所示。如圖11所示，使輸入圖像信號(hào)的灰度中的規(guī)定的壓縮灰度電平191以下的灰度非線性降低(壓縮)。這里，不對(duì)上述壓縮灰度電平191以上的灰度進(jìn)行灰度變換(即，輸入灰度∶輸出灰度＝1∶1)。上述壓縮灰度電平191也可任意設(shè)定。這樣，若在通過(guò)黑色電平校正部31降低了黑色電平之前，預(yù)先壓縮圖像信號(hào)的低灰度區(qū)域的灰度，則通過(guò)黑色電平的降低處理防止了圖像信號(hào)的低灰度區(qū)域?yàn)榭稍佻F(xiàn)灰度的最小值112以下。
本實(shí)施例中，由于不壓縮高灰度部分的成分，而原樣存在，所以可以防止由灰度變換造成的對(duì)比度降低。另外，本實(shí)施例中，僅壓縮圖像信號(hào)145的低灰度區(qū)域，但是也可壓縮圖像信號(hào)145的整體。另外，也可以以壓縮灰度電平191為臨界，在低灰度區(qū)域和高灰度區(qū)域中使壓縮率不同。
通過(guò)這種處理，灰度校正部121生成壓縮信號(hào)153并輸出到黑色電平校正部31。之后的處理，即黑色電平校正部31中的處理(箭頭a的處理)和光源控制部8的處理(箭頭b的處理)與前述的第一實(shí)施例(圖7的處理)相同。
如上所述，本實(shí)施例中，在黑色電平的校正之前，壓縮輸入圖像信號(hào)振幅的規(guī)定灰度電平以下的低灰度部分。因此，在輸入圖像信號(hào)的振幅是從高灰度向低電平在大范圍中擴(kuò)展的寬振幅的信號(hào)的情況下，可以減輕由黑色電平校正造成的暗部缺失。因此，根據(jù)本實(shí)施例，可以減輕暗部缺失，同時(shí)可以提高灰度分割方式中的動(dòng)態(tài)圖像模糊的改善效果。
實(shí)施例3接著，說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施例。圖12是表示本發(fā)明的第三實(shí)施例的圖像顯示裝置的一構(gòu)成例的框圖。圖4中，對(duì)于與圖1所示的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)要素相同的要素，賦予同一符號(hào)來(lái)省略詳細(xì)說(shuō)明。
本實(shí)施例抑制對(duì)作為輸入圖像的電影及CG、動(dòng)畫(huà)這樣的2-3下拉或2-2下拉處理后的圖像信號(hào)(下面將這些統(tǒng)稱為“下拉信號(hào)”)進(jìn)行基于上述灰度分割方式的信號(hào)處理的情況下的閃爍和抖動(dòng)。在說(shuō)明本實(shí)施例之前，說(shuō)明在對(duì)下拉信號(hào)進(jìn)行基于灰度分割方式的信號(hào)處理的情況下產(chǎn)生閃爍和抖動(dòng)的理由。
例如，若對(duì)為A、A、B、B...的連續(xù)兩次重復(fù)同一圖像的2-2下拉圖像信號(hào)通過(guò)上述灰度分割方式來(lái)進(jìn)行信號(hào)處理，則生成下面的子幀串。另外，下面的幀串中，H表示亮的灰度，L表示暗的灰度。
A(H)、A(L)、A(H)、A(L)、B(H)、B(L)、B(H)、B(L)...
由于液晶顯示元件是保持型的元件，所以通常閃爍不明顯。但是，在如上這種子幀串中，在兩個(gè)子幀A(亮)之間向液晶顯示元件寫(xiě)入接近于0灰度的A(暗)。即，由于子幀A(亮)在時(shí)間上離散地重復(fù)顯示，所以認(rèn)為將其識(shí)別為閃爍。
另外，同樣，在原始幀的切換時(shí)，即從幀A向幀B的切換時(shí)，將接近于0灰度的子幀A(暗)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入到液晶顯示元件。由此，認(rèn)為看上去原始幀A和B之間的視頻差變大。即，因顯示元件的響應(yīng)接近于脈沖響應(yīng)，而識(shí)別為強(qiáng)調(diào)了抖動(dòng)。實(shí)際上，在作為脈沖驅(qū)動(dòng)的CRT中，確認(rèn)產(chǎn)生了同樣的現(xiàn)象。因上述閃爍和抖動(dòng)的累積效果，強(qiáng)調(diào)了這些，而認(rèn)為識(shí)別為圖像質(zhì)量劣化。上述中以2-2下拉圖像輸入時(shí)為例進(jìn)行了說(shuō)明，但是認(rèn)為在2-3下拉圖像輸入時(shí)也產(chǎn)生了同樣的降低。
本實(shí)施例降低這種圖像質(zhì)量劣化。圖12中，將所輸入的下拉信號(hào)41輸入到下拉檢測(cè)部42中。下拉檢測(cè)部42檢測(cè)出輸入圖像信號(hào)是否是下拉信號(hào)。例如，下拉檢測(cè)部42使用場(chǎng)存儲(chǔ)器43，檢測(cè)出場(chǎng)之間的差分，并通過(guò)確定該差分為0的定時(shí)，來(lái)判斷是2-2下拉后的信號(hào)，還是2-3下拉后的信號(hào)。對(duì)于其細(xì)節(jié)，由于不是本實(shí)施例的主要內(nèi)容，所以省略細(xì)節(jié)。
在所述下拉檢測(cè)部42中，將2-2下拉判斷信號(hào)和相位信號(hào)或2-3下拉判斷信號(hào)和相位信號(hào)輸出到逐行變換部44和灰度電平設(shè)定部45。逐行變換部44中，使用來(lái)自所述下拉檢測(cè)部42的判斷信號(hào)和相位信號(hào)，來(lái)進(jìn)行高圖像質(zhì)量的隔行/逐行(非隔行)變換。將來(lái)自逐行變換部44的信號(hào)供給到倍速變換部5。倍速變換部5倍速變換逐行變換部44的輸出信號(hào)，并如第一實(shí)施例中所說(shuō)明的那樣，生成第一和第二子幀?；叶入娖皆O(shè)定部45中，根據(jù)2-3下拉信號(hào)、2-2下拉信號(hào)和除此之外的信號(hào)，來(lái)設(shè)定分別對(duì)于由倍速變換部5生成的第一和第二子幀的灰度的分配電平?；叶茸儞Q部6中，根據(jù)由上述灰度電平設(shè)定部45進(jìn)行的灰度的設(shè)定，來(lái)變換通過(guò)倍速變換部5生成的第一和第二子幀的灰度。雖然通過(guò)灰度變換部6進(jìn)行了灰度變換，但是發(fā)送信號(hào)(子幀串)與上述的第一實(shí)施例相同，經(jīng)定時(shí)控制器7供給到LCD面板10。LCD面板10根據(jù)來(lái)自定時(shí)控制器7的子幀串來(lái)顯示圖像。
接著，參考圖13和圖14來(lái)說(shuō)明灰度電平設(shè)定部45的動(dòng)作的一例。圖13和圖14表示下拉處理前的圖像(基礎(chǔ)圖像)、下拉信號(hào)的原始幀和通過(guò)本實(shí)施例生成的子幀串的關(guān)系。圖13和圖14中，基礎(chǔ)圖像51表示例如電影等的圖像，幀頻率是24KHz。在廣播臺(tái)側(cè)等中，下拉處理該圖像來(lái)得到幀頻率為60KHz的下拉信號(hào)52。從該下拉信號(hào)52通過(guò)本實(shí)施例的圖像顯示裝置來(lái)生成幀頻率120Hz的子幀串。另外，圖13表示對(duì)于2-3下拉信號(hào)的處理的例子，圖14表示對(duì)于2-2下拉信號(hào)的處理的例子。
如之前所描述的，灰度分配方式中，原始幀的切換部(從原始幀A向B的切換部)中，向LCD面板10寫(xiě)入0(黑)灰度的子幀的數(shù)據(jù)。因此，可能強(qiáng)調(diào)抖動(dòng)而被用戶識(shí)別。因此，本實(shí)施例中，如圖13和圖14所示，在原始幀的切換部中不寫(xiě)入0(黑)灰度的子幀的數(shù)據(jù)，而設(shè)定為重復(fù)原始幀來(lái)作為子幀。即，本實(shí)施例中，從2-3下拉信號(hào)生成的子幀串如下那樣。另外，在下面的子幀串中，H表示亮的灰度，L表示暗的灰度，O表示與原始幀相同的灰度。
A’(H)、A”(L)、A(O)、A(O)、B’(H)、B”(L)、B’(H)、B”(L)、B(O)、B(O)...
另外，本實(shí)施例中，從2-2下拉信號(hào)生成的子幀串如下那樣。
A’(H)、A”(L)、A(O)、A(O)、B’(H)、B”(L)、B(O)、B(O)...
另外，2-3下拉中的原始幀(像差)的切換部分使用下拉相位信號(hào)46，通過(guò)下拉檢測(cè)部42來(lái)加以識(shí)別。2-2下拉的識(shí)別也相同。
如上所述，在下拉信號(hào)輸入的像差切換部分中，通過(guò)使子幀的灰度電平相配合，可以抑制抖動(dòng)的強(qiáng)調(diào)。
圖15是說(shuō)明圖12中的灰度電平設(shè)定部45的另一動(dòng)作例的圖。圖15中，與下拉的周期相配合地來(lái)切換灰度電平變換數(shù)據(jù)。即，兩個(gè)像差重復(fù)的部分通過(guò)4個(gè)子幀構(gòu)成第一組，三個(gè)像差重復(fù)的部分通過(guò)6個(gè)子幀來(lái)構(gòu)成第二組。并且，按每個(gè)子幀的組來(lái)進(jìn)行各個(gè)子幀的灰度數(shù)據(jù)變換。另外，這時(shí)，如圖13的例子中所描述的，對(duì)于像差的切換部分，進(jìn)行設(shè)定來(lái)重復(fù)原來(lái)的幀。
圖17表示進(jìn)行圖15所示的子幀的灰度變換用的灰度變換數(shù)據(jù)特性的一例。圖17(a)是重復(fù)2個(gè)像差(包含4個(gè)子幀的第一組)的情況下的灰度變換特性，圖17(b)是重復(fù)3個(gè)像差(包含6個(gè)子幀的第二組)的情況下的灰度變換特性。圖17(a)中，符號(hào)81是第一子幀的特性曲線，符號(hào)82是第二子幀的特性曲線，符號(hào)83是第三子幀的特性曲線，符號(hào)84是第四子幀用的特性曲線，符號(hào)85是合成了第一～第四子幀后的合成幀的特性曲線。從圖中可以看出，本例中，第一組中，按照第一、第二、第三、第四子幀的順序灰度提高。同樣，圖17(b)中，符號(hào)86是第一子幀的特性曲線，符號(hào)87是第二子幀的特性曲線，符號(hào)88是第三子幀的特性曲線，符號(hào)89是第四子幀用的特性曲線，符號(hào)90是第五子幀用的特性曲線，符號(hào)91是第六子幀用的特性曲線，符號(hào)92是合成第一～第六子幀后的合成幀的特性曲線。從圖中可以看出，本例中，第二組中，按照第一、第二、第三、第四、第五、第六子幀的順序灰度降低。
若這樣設(shè)定灰度，則第一組的最終子幀(第四子幀)和第二組的最初子幀(第一子幀)幾乎不產(chǎn)生亮度差。由此，由于在原始幀的切換部分中不產(chǎn)生大的亮度差，所以抑制了如上所述的抖動(dòng)和閃爍。
圖17中，第一組的期間中，積分了兩個(gè)像差的圖像數(shù)據(jù)后的值和積分了4個(gè)子幀后的值相等，保持顯示亮度。在第二組期間中也相同，積分了3個(gè)像差的圖像數(shù)據(jù)后的值和積分了6個(gè)子幀后的值相等。
如上所述，本實(shí)施例中，在2-3下拉信號(hào)輸入時(shí)，將對(duì)應(yīng)于兩個(gè)像差重復(fù)部分的4個(gè)子幀成組為第一組，將對(duì)應(yīng)于三個(gè)像差重復(fù)部分的6個(gè)子幀成組為第二組。并且，在第一組和第二組的各自中，按每個(gè)子幀來(lái)進(jìn)行灰度變換。因此，在通過(guò)灰度分配方式從2-3下拉信號(hào)生成了子幀的情況下，可以抑制閃爍、抖動(dòng)強(qiáng)調(diào)這樣的圖像質(zhì)量劣化。
另外，在2-2下拉信號(hào)輸入時(shí)，如圖16所示，按對(duì)應(yīng)于2個(gè)像差重復(fù)部分的每4個(gè)子幀來(lái)進(jìn)行成組，而分別變換該組中的各子幀的灰度。這時(shí)，幾乎不產(chǎn)生某個(gè)組中的最終的子幀和下一組的最初的子幀的灰度差。即，在上述某個(gè)組中，按照第一、第二、第三、第四子幀的順序灰度變高，在下一組中，按照第一、第二、第三、第四子幀的順序灰度降低。這時(shí)，某個(gè)組的灰度變換特性和下一組的灰度變換特性可以使用相同的特性。另外，對(duì)各個(gè)組也可使用其他的灰度變換特性。
根據(jù)該例子，在通過(guò)灰度分配方式從2-2下拉信號(hào)來(lái)生成子幀的情況下，也可抑制閃爍、抖動(dòng)強(qiáng)調(diào)這樣的圖像質(zhì)量劣化。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，其特征在于，包括子幀生成部，根據(jù)所輸入的圖像信號(hào)中的一幀的圖像，生成第一子幀和灰度比該第一子幀低的第二子幀；電平校正部，在所述輸入圖像信號(hào)的灰度為規(guī)定值以上的情況下，使該輸入圖像信號(hào)的灰度電平降低；所述子幀生成部在所述輸入圖像信號(hào)的灰度是規(guī)定值以上的情況下，使用由所述電平校正部降低了灰度電平的圖像信號(hào)，生成所述第一和第二子幀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述電平校正部在所述輸入圖像信號(hào)的灰度為規(guī)定值以上的情況下，降低該輸入圖像信號(hào)的黑色電平，來(lái)使該輸入圖像信號(hào)的灰度電平降低。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述電平校正部在所述輸入圖像信號(hào)的灰度為規(guī)定值以上的情況下，壓縮該輸入圖像信號(hào)的振幅電平，來(lái)使該輸入圖像信號(hào)的灰度電平降低。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述圖像顯示裝置是對(duì)來(lái)自光源的光進(jìn)行調(diào)制來(lái)形成圖像的保持型的液晶顯示裝置；還具有光源控制部，該光源控制部在所述輸入圖像信號(hào)的灰度為規(guī)定值以上的情況下，提高所述光源的照度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述電平校正部使該輸入圖像信號(hào)的灰度電平降低，使得所述輸入灰度為規(guī)定灰度以下。
6.一種圖像顯示裝置，其特征在于，包括液晶顯示部，調(diào)制來(lái)自光源的光；子幀生成部，根據(jù)所輸入的圖像信號(hào)中的一幀的圖像，生成第一子幀和灰度比該第一子幀低的第二子幀，并供給到所述液晶顯示部；電平校正部，在是所述輸入圖像信號(hào)的灰度為規(guī)定值以上的高灰度圖像的情況下，使該輸入圖像信號(hào)的灰度電平降低；和光源控制部，控制來(lái)自所述光源的光的照度，其中，所述子幀生成部在所述輸入圖像信號(hào)是所述高灰度圖像的情況下，使用由所述電平校正部降低了灰度電平的圖像信號(hào)，生成所述第一和第二子幀；所述光源控制部進(jìn)行控制，使得在所述輸入圖像信號(hào)是所述高灰度圖像的情況下，提高來(lái)自所述光源的光的照度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像顯示裝置，其特征在于，還包括直方圖檢測(cè)部，根據(jù)所述輸入圖像信號(hào)，對(duì)表示規(guī)定期間中的多個(gè)灰度區(qū)域的每一個(gè)的出現(xiàn)頻率的直方圖進(jìn)行檢測(cè)；圖像判斷部，根據(jù)由所述直方圖檢測(cè)部檢測(cè)出的直方圖，判斷輸入圖像信號(hào)是否是所述高灰度圖像；其中，在所述直方圖中規(guī)定灰度區(qū)域以上的出現(xiàn)頻率是規(guī)定閾值以上的情況下，所述圖像判斷部判斷為該輸入圖像信號(hào)是所述高灰度圖像；所述電平校正部和所述光源控制部根據(jù)所述圖像判斷部的判斷結(jié)果進(jìn)行控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像顯示裝置，其特征在于，還包括檢測(cè)范圍設(shè)置部，設(shè)置進(jìn)行所述直方圖的檢測(cè)的畫(huà)面區(qū)域；其中，在由所述檢測(cè)范圍設(shè)置部設(shè)置的檢測(cè)范圍中檢測(cè)所述直方圖。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像顯示裝置，其特征在于，還包括APL檢測(cè)部，根據(jù)所述輸入圖像信號(hào)，檢測(cè)規(guī)定期間中的平均亮度電平；圖像判斷部，根據(jù)由所述APL檢測(cè)部檢測(cè)出的平均亮度電平，判斷輸入圖像信號(hào)是否是所述高灰度圖像；其中，所述圖像判斷部在所述平均亮度電平是規(guī)定值以上的情況下，判斷為所述輸入圖像信號(hào)是所述高灰度圖像；所述電平校正部和所述光源控制部根據(jù)所述圖像判斷部的判斷結(jié)果進(jìn)行控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像顯示裝置，其特征在于，還包括檢測(cè)范圍設(shè)置部，設(shè)置進(jìn)行所述平均亮度電平的檢測(cè)的畫(huà)面區(qū)域；在由所述檢測(cè)范圍設(shè)置部設(shè)置的檢測(cè)范圍中檢測(cè)所述平均亮度電平。
11.一種圖像顯示裝置，其特征在于，包括子幀生成部，根據(jù)所輸入的圖像信號(hào)中的一幀的圖像，生成灰度彼此不同的多個(gè)子幀；下拉檢測(cè)部，判斷所述輸入圖像信號(hào)是否是進(jìn)行了2-3或2-2下拉處理后的信號(hào)；其中，在由所述下拉檢測(cè)部判斷為輸入圖像信號(hào)是進(jìn)行了所述下拉處理后的信號(hào)的情況下，將由所述子幀生成部生成的多個(gè)子幀中的、所述輸入圖像信號(hào)的幀的切換部中的子幀之間的灰度電平設(shè)為相同。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像顯示裝置，其特征在于，還包括下拉灰度電平設(shè)置部；其中，按每4個(gè)子幀來(lái)對(duì)所述子幀生成部所生成的多個(gè)子幀分組；所述下拉灰度電平設(shè)置部在由所述下拉檢測(cè)部判斷為所述輸入圖像信號(hào)是進(jìn)行了2-2下拉處理后的信號(hào)的情況下，按所述分組后的每4個(gè)子幀來(lái)設(shè)置灰度電平。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述下拉灰度電平設(shè)置單元進(jìn)行設(shè)置，使所述分組后的4個(gè)子幀的灰度階段性變化，且將所述幀的切換部的子幀灰度電平設(shè)為相同。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像顯示裝置，其特征在于，還包括下拉灰度電平設(shè)置部；其中，將所述子幀生成部所生成的多個(gè)子幀區(qū)分為按每4個(gè)子幀分組后的第一組和按每6個(gè)子幀分組后的第二組；所述下拉灰度電平設(shè)置部在由所述下拉檢測(cè)部判斷為所述輸入圖像信號(hào)是進(jìn)行了2-3下拉處理后的信號(hào)的情況下，按所述第一組中包含的每4個(gè)子幀、以及按所述第二組中包含的每6個(gè)子幀來(lái)設(shè)置灰度電平。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述下拉灰度電平設(shè)置單元進(jìn)行設(shè)置，使所述第一組中包含的4個(gè)子幀和所述第二組中包含的6個(gè)子幀的灰度分別階段性變化，且將所述幀的切換部的子幀灰度電平設(shè)為相同。
全文摘要
本發(fā)明改善液晶顯示元件等保持型圖像顯示裝置中的動(dòng)態(tài)圖像模糊。因此，本發(fā)明包括根據(jù)輸入圖像信號(hào)的一幀的圖像來(lái)生成第一子幀和灰度比該第一子幀低的第二子幀的子幀生成部(5、6)、檢測(cè)出圖像信號(hào)的亮度直方圖的直方圖檢測(cè)部(2)、根據(jù)該亮度直方圖判斷輸入圖像信號(hào)是否是高灰度圖像的圖像判斷部(3)、和在輸入圖像信號(hào)是高灰度圖像的情況下使該輸入圖像信號(hào)的灰度電平降低的電平校正部(4)。并且，本發(fā)明通過(guò)使高灰度圖像的灰度降低，來(lái)維持第一和第二子幀之間的亮度差，提高動(dòng)態(tài)圖像模糊的改善效果。
文檔編號(hào)G02F1/133GK1975851SQ20061014633
公開(kāi)日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月9日
發(fā)明者荻野昌宏, 甲展明, 小野記久雄, 盛育子, 大石純久 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立顯示器