專利名稱：圖像顯示裝置及圖像顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像顯示裝置及圖像顯示方法，特別涉及排除外部光的影響修正灰度等級(jí)(gradation)來提高辨認(rèn)性的技術(shù)。

背景技術(shù)：
以往，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)被應(yīng)用在廣泛的領(lǐng)域中，投影機(jī)裝置等圖像顯示裝置也不例外。例如，直方圖變換法是修正圖像的灰度等級(jí)的技術(shù)，但對(duì)于改善投影機(jī)裝置投影的圖像的對(duì)比度起作用，鑒于投影機(jī)裝置領(lǐng)域的特性，推進(jìn)了進(jìn)一步的改良。
在專利文獻(xiàn)1中，能夠看到該技術(shù)改良的一例。即，原來對(duì)所有的亮度范圍進(jìn)行的直方圖變換，是對(duì)于影像亮度信號(hào)的有效影像期間中的最小值到最大值的范圍，利用對(duì)應(yīng)于該最大值與最小值之差的灰度等級(jí)修正的系數(shù)來進(jìn)行的。
圖1是表示有關(guān)該以往技術(shù)的圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)的功能框圖。如圖1所示，圖像處理裝置20具備最小值檢測電路2001、最大值檢測電路2002、差分器2003、修正系數(shù)計(jì)算電路2004、以及修正電路2005。圖像處理裝置20如果接受到輸入影像亮度信號(hào)，則通過最小值檢測電路2001檢測該有效影像期間中的最小值，通過最大值檢測電路2002檢測其最大值。接著，通過差分器2003求出這些最大值與最小值之差，修正系數(shù)計(jì)算電路2004根據(jù)該差來決定修正系數(shù)。修正電路2005根據(jù)該修正系數(shù)修正輸入影像亮度信號(hào)，作為輸出影像亮度信號(hào)輸出。由此，進(jìn)一步改善了圖像的對(duì)比度。
專利文獻(xiàn)1日本專利第3549356號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，如果考慮到投影機(jī)裝置的使用環(huán)境，則并不限于電影院那樣遮光周密的情況，所以即使如上述以往技術(shù)那樣僅考慮影像亮度信號(hào)的特性進(jìn)行灰度等級(jí)修正，所投影的影像的易觀察程度也并不一定是最適合的。例如，房間的照明及日光等給視覺環(huán)境帶來影響的情況并不少，在這樣的情況下誰都知道影像會(huì)變得難以觀察。
本發(fā)明是鑒于上述那樣的問題而做出的，目的是提供一種顯示不論視覺環(huán)境如何變化都容易觀察的圖像的圖像顯示裝置及圖像顯示方法。
為了達(dá)到上述目的，有關(guān)本發(fā)明的圖像顯示裝置，是顯示多灰度等級(jí)的圖像的圖像顯示裝置，其特征在于，具備測光機(jī)構(gòu)(例如圖2的外部光檢測器304)，檢測外部光的強(qiáng)度；修正機(jī)構(gòu)(例如圖2的亮度電平調(diào)節(jié)電路303)，進(jìn)行灰度等級(jí)修正，以使得外部光越強(qiáng)，亮度分布在越窄的亮度范圍內(nèi)；上述亮度范圍包括最高亮度(例如圖4的偏移電平調(diào)節(jié)電路305)。
如果這樣，則能夠根據(jù)外部光的強(qiáng)度來提高亮度，所以不論視覺環(huán)境的變化如何都能夠顯示容易觀察的圖像。
有關(guān)本發(fā)明的圖像顯示裝置的特征在于，修正機(jī)構(gòu)進(jìn)行在上述亮度范圍內(nèi)亮度分布越多，越提高修正系數(shù)的灰度等級(jí)修正(例如圖4的系數(shù)計(jì)算電路302)。如果這樣，則能夠抑制由提高亮度下限引起的對(duì)比度的降低而提高辨認(rèn)性。另外，所謂的亮度的分布較多是指度數(shù)較高的亮度。
有關(guān)本發(fā)明的圖像顯示裝置的特征在于，具備檢測膚色的像素的亮度或色相的機(jī)構(gòu)(例如圖9的膚色檢測電路806)；修正機(jī)構(gòu)對(duì)于膚色像素不調(diào)節(jié)亮度。如果這樣，則對(duì)膚色部分不修正亮度，所以能夠抑制色調(diào)的變化而顯示自然的圖像。
在此情況下，優(yōu)選的是，修正機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使得每個(gè)像素的亮度及色相越接近于膚色，亮度的變化就越小。此外，也可以是，修正機(jī)構(gòu)不調(diào)節(jié)膚色像素的亮度，是在膚色像素的周邊有膚色像素的時(shí)候。
有關(guān)本發(fā)明的圖像顯示裝置的特征在于，具備求出遍及構(gòu)成圖像的所有像素的平均亮度M0的機(jī)構(gòu)(例如圖11的平均亮度計(jì)算電路1106)；在由修正機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)后的平均亮度M1與平均亮度M0之差超過規(guī)定值的情況下，變更修正系數(shù)的值以使該差為規(guī)定值以下的機(jī)構(gòu)(例如圖11的亮度電平調(diào)節(jié)電路1103)。如果這樣，則能夠抑制平均亮度的較大變動(dòng)，所以能夠抑制灰度等級(jí)的過量的變化而顯示自然的圖像。
有關(guān)本發(fā)明的圖像顯示裝置的特征在于，具備在由修正機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)后在包括最低亮度的規(guī)定亮度范圍內(nèi)的亮度比規(guī)定亮度高時(shí)，降低該范圍內(nèi)的亮度的機(jī)構(gòu)(例如圖17的黑電平修正電路1706)。如果這樣，則能防止低亮度部分明亮地浮起，而能顯示清晰的圖像。
有關(guān)本發(fā)明的圖像顯示裝置的特征在于，具備求出遍及構(gòu)成圖像的所有像素的亮度的最大值與最小值的機(jī)構(gòu)(例如圖14的最大值檢測電路1406和最小值檢測電路1407)；將分布在從上述最小值到最大值的范圍內(nèi)的亮度的度數(shù)，按比例分配到從0到最大灰度等級(jí)數(shù)的范圍內(nèi)而進(jìn)行亮度分布的機(jī)構(gòu)(例如亮度分布檢測電路1401)；修正機(jī)構(gòu)對(duì)按比例分配后的亮度分布調(diào)節(jié)亮度。如果這樣，則能夠強(qiáng)調(diào)圖像的對(duì)比度，提高辨認(rèn)性。
有關(guān)本發(fā)明的圖像顯示方法，是顯示多灰度等級(jí)的圖像的圖像顯示裝置執(zhí)行的圖像顯示方法，其特征在于，包括測光步驟(例如圖7的S604)，檢測外部光的強(qiáng)度；修正步驟(例如圖7的S606)，進(jìn)行灰度等級(jí)修正，以使得外部光越強(qiáng)，亮度分布在越窄的亮度范圍內(nèi)；上述亮度范圍包括最高亮度(例如圖7的S607)。如果這樣，則能夠根據(jù)外部光的強(qiáng)度提高亮度，所以能夠與視覺環(huán)境的變化無關(guān)地顯示容易觀察的圖像。
有關(guān)本發(fā)明的圖像顯示方法的特征在于，在修正步驟中進(jìn)行灰度等級(jí)修正，以使得在上述亮度范圍內(nèi)亮度的分布越多，越提高修正系數(shù)(例如圖7的S603)。如果這樣，則能夠抑制由提高亮度下限引起的對(duì)比度的降低，提高辨認(rèn)性。
有關(guān)本發(fā)明的圖像顯示方法的特征在于，具備檢測膚色像素的亮度或色相的步驟(例如圖10的S902)；在修正步驟中，對(duì)于膚色像素不調(diào)節(jié)亮度。如果這樣，則對(duì)于膚色部分不修正亮度，所以能夠抑制色調(diào)的變化來顯示自然的圖像。
在此情況下，優(yōu)選的是，在修正步驟中，進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使得每個(gè)像素的亮度及色相越接近于膚色，亮度的變化就越小。此外，修正步驟不調(diào)節(jié)膚色像素的亮度，是在膚色像素的周邊有膚色像素的時(shí)候。
有關(guān)本發(fā)明的圖像顯示方法的特征在于，包括求出遍及構(gòu)成圖像的所有像素的平均亮度M0的步驟(例如圖12的S1202)；在由修正機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)后的平均亮度M1與平均亮度M0之差超過規(guī)定值的情況下，變更修正系數(shù)的值以使該差為規(guī)定值以下的步驟(例如圖12的S1206)。如果這樣，則能夠抑制平均亮度的較大變動(dòng)，所以能夠抑制灰度等級(jí)的過量的變化而顯示自然的圖像。
有關(guān)本發(fā)明的圖像顯示方法的特征在于，包括在由修正步驟調(diào)節(jié)后在包括最低亮度的規(guī)定范圍內(nèi)的亮度比規(guī)定亮度高時(shí)，降低該范圍內(nèi)的亮度的步驟(例如圖18的S1807)。如果這樣，則能夠防止低亮度部分明亮地浮起，而顯示清晰的圖像。
有關(guān)本發(fā)明的圖像顯示方法的特征在于，具備求出遍及構(gòu)成圖像的所有像素的亮度的最大值與最小值的步驟(例如圖15的S1502、S1503)；將分布在從上述最小值到最大值的范圍內(nèi)的亮度的度數(shù)，按比例分配到從0到最大灰度等級(jí)數(shù)的范圍內(nèi)而進(jìn)行亮度分布的步驟(例如圖15的S1504)；在修正步驟中，對(duì)按比例分配后的亮度分布，調(diào)節(jié)亮度。如果這樣，則能夠強(qiáng)調(diào)圖像的對(duì)比度，提高辨認(rèn)性。



圖1是表示有關(guān)以往技術(shù)的圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)的功能框圖。
圖2是表示有關(guān)本發(fā)明的第1實(shí)施方式的投影機(jī)裝置的利用方式的圖。
圖3是有關(guān)本發(fā)明的第1實(shí)施方式的投影機(jī)裝置1的外觀圖。
圖4是表示有關(guān)本發(fā)明的第1實(shí)施方式的投影機(jī)裝置1的主要的功能結(jié)構(gòu)的框圖。
圖5是例示影像亮度信號(hào)的有效影像期間的亮度分布的曲線圖。
圖6是表示有關(guān)本發(fā)明的第1實(shí)施方式的投影機(jī)裝置1調(diào)節(jié)修正系數(shù)的狀況的曲線圖。
圖7是表示有關(guān)本發(fā)明的第1實(shí)施方式的投影機(jī)裝置1執(zhí)行的灰度等級(jí)修正處理的流程圖。
圖8是表示有關(guān)以往技術(shù)的灰度等級(jí)修正方法的修正系數(shù)和有關(guān)本實(shí)施方式的灰度等級(jí)修正方法的修正系數(shù)的曲線圖。
圖9是表示有關(guān)本發(fā)明的第2實(shí)施方式的投影機(jī)裝置的主要結(jié)構(gòu)的框圖。
圖10是表示有關(guān)本發(fā)明的第2實(shí)施方式的投影機(jī)裝置8的動(dòng)作的流程圖。
圖11是表示有關(guān)本發(fā)明的第3實(shí)施方式的投影機(jī)裝置的主要結(jié)構(gòu)的框圖。
圖12是表示有關(guān)本發(fā)明的第3實(shí)施方式的投影機(jī)裝置11的動(dòng)作的流程圖。
圖13是例示通過有關(guān)本發(fā)明的第3實(shí)施方式的投影機(jī)裝置11來調(diào)節(jié)修正系數(shù)的狀況的曲線圖。
圖14是表示有關(guān)本發(fā)明的第4實(shí)施方式的投影機(jī)裝置的主要結(jié)構(gòu)的框圖。
圖15是表示有關(guān)本發(fā)明的第4實(shí)施方式的投影機(jī)裝置14的動(dòng)作的流程圖。
圖16是例示通過有關(guān)本發(fā)明的第4實(shí)施方式的投影機(jī)裝置14來調(diào)節(jié)修正系數(shù)的狀況的曲線圖。
圖17是表示有關(guān)本發(fā)明的第5實(shí)施方式的投影機(jī)裝置的主要結(jié)構(gòu)的框圖。
圖18是表示有關(guān)本發(fā)明的第5實(shí)施方式的投影機(jī)裝置17的動(dòng)作的流程圖。
圖19是表示有關(guān)本發(fā)明的第5實(shí)施方式的黑電平修正電路1706使低亮度部分的亮度降低的狀況的曲線圖。
標(biāo)號(hào)說明 1、8、11、14、17投影機(jī)裝置 20圖像處理裝置 101個(gè)人計(jì)算機(jī) 102屏幕 201視頻輸入端子 202S視頻輸入端子 203RGB/YPbPr輸入端子 204遙控器受光部 205透鏡 206方向鍵 207決定按鈕 208外部光傳感器 301、801、1101、1401、1701亮度分布檢測電路 302、802、1102、1402、1702系數(shù)計(jì)算電路 303、803、1103、1403、1703亮度電平調(diào)節(jié)電路 304、804、1104、1404、1704外部光檢測器 305、805、1105、1405、1705偏移電平調(diào)節(jié)電路 806膚色檢測電路 1106平均亮度計(jì)算電路 1406、2001最大值檢測電路 1407、2002最小值檢測電路 1706黑電平修正電路 2003差分器 2004修正系數(shù)計(jì)算電路 2005修正電路
具體實(shí)施例方式 以下，以投影機(jī)裝置為例，參照附圖對(duì)有關(guān)本發(fā)明的圖像顯示裝置及圖像顯示方法的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[1]第1實(shí)施方式 首先，對(duì)有關(guān)本發(fā)明的第1實(shí)施方式的投影機(jī)裝置進(jìn)行說明。
(1)投影機(jī)裝置的結(jié)構(gòu) 圖2是表示有關(guān)本實(shí)施方式的投影機(jī)裝置的利用方式的圖。如圖2所示，投影機(jī)裝置1從個(gè)人計(jì)算機(jī)101接受影像亮度信號(hào)，將其信號(hào)處理，展開到內(nèi)置的液晶面板中，投影到屏幕102上。
圖3是投影機(jī)裝置1的外觀圖。如圖3所示，投影機(jī)1具備視頻輸入端子201、S視頻輸入端子202、RGB/YPbPr輸入端子203、遙控器受光部204、透鏡205、方向鍵206、決定按鈕207及外部光傳感器208。視頻輸入端子201、S視頻輸入端子202及RGB/YPbPr輸入端子203配設(shè)在殼體的側(cè)面上，遙控器受光部204與透鏡205配設(shè)在殼體的整面上。方向鍵206、決定按鈕207及外部光傳感器208配設(shè)在殼體的上表面上。該外部光傳感器208是檢測投影機(jī)裝置1周圍亮度的傳感器。
圖4是表示投影機(jī)裝置1的主要功能結(jié)構(gòu)的框圖。如圖4所示，投影機(jī)裝置1具備亮度分布檢測電路301、系數(shù)計(jì)算電路302、亮度電平調(diào)節(jié)電路303、外部光檢測器304及偏移電平調(diào)節(jié)電路305。
亮度分布檢測電路301檢測輸入的影像亮度信號(hào)的有效影像期間的亮度分布。圖5是例示影像亮度信號(hào)的有效影像期間的亮度分布的曲線圖，圖5(a)表示影像亮度信號(hào)的有效影像期間的亮度分布，圖5(b)表示在輸入了具有該亮度分布的影像亮度信號(hào)的情況下亮度分布檢測電路301檢測到的亮度分布。
即，如圖5(a)所示，在亮度分布檢測電路301中輸入了具有8bit256灰度等級(jí)的亮度分布的影像亮度信號(hào)，亮度分布檢測電路301檢測將該256灰度等級(jí)分為從0到63、從64到127、從128到191、以及從192到255的四個(gè)灰度等級(jí)的亮度分布(圖5(b))。
系數(shù)計(jì)算電路302如果從亮度分布檢測電路301接受到四個(gè)灰度等級(jí)的亮度分布，則利用下式，為了修正灰度等級(jí)而計(jì)算四個(gè)灰度等級(jí)的亮度分布的每一灰度等級(jí)的修正系數(shù)Ci(i＝1～4)(圖6(a))。
[式1] 這里，P是圖像中的所有的像素?cái)?shù)，F(xiàn)i(i＝1～4)表示四個(gè)灰度等級(jí)的亮度分布的每個(gè)灰度等級(jí)的度數(shù)。即， [式2] 這樣，可以使用亮度分布計(jì)算出修正系數(shù)Ci。另外，修正系數(shù)Ci表示圖6(a)所示的曲線的各部分的斜率。
外部光檢測器304利用上述外部光傳感器208檢測投影機(jī)裝置1的周圍的亮度，將指示檢測到的明亮度的明亮度信號(hào)輸入到亮度電平調(diào)節(jié)電路303中。
亮度電平調(diào)節(jié)電路303基于從外部光檢測器304接受到的明亮度信號(hào)調(diào)節(jié)從系數(shù)計(jì)算電路302接受到的修正系數(shù)Ci。即，亮度電平調(diào)節(jié)電路303利用由明亮度信號(hào)表示的修正系數(shù)Q，通過下式調(diào)節(jié)修正系數(shù)Ci。
[式3] 圖6(b)是表示調(diào)節(jié)中的修正系數(shù)Ci’(i＝1～4)的曲線圖。如圖6(b)所示，通過亮度電平調(diào)節(jié)電路303調(diào)節(jié)修正系數(shù)，修正系數(shù)在調(diào)節(jié)前處于從0到255的范圍內(nèi)，但按比例分配到從0到255-Q的范圍內(nèi)。
接著，所有的像素的亮度被提高修正系數(shù)Q。即，通過下式求出修正后的亮度。
[式4] 這里，D1是修正前的亮度，屬于4階梯的亮度分布的第n階梯(n＝1～4)。此外，D0是修正后的亮度。由此，即使是輸入亮度最低的像素，也能夠?qū)?yīng)于明亮度信號(hào)將亮度提升到亮度Q。這樣，偏移電平調(diào)節(jié)電路305使用由亮度電平調(diào)節(jié)電路303求出的修正系數(shù)Ci’調(diào)節(jié)屬于影像亮度信號(hào)的有效影像期間的各像素的亮度。
(2)投影機(jī)裝置的動(dòng)作 接著，對(duì)投影機(jī)裝置1的動(dòng)作、特別是用來修正灰度等級(jí)的處理進(jìn)行說明。圖7是表示投影機(jī)裝置1執(zhí)行的灰度等級(jí)修正處理的流程圖。如圖7所示，投影機(jī)裝置1如果接受到影像亮度信號(hào)(S601)，則通過亮度分布檢測電路301檢測影像亮度信號(hào)的有效影像期間的亮度分布(S602)，通過系數(shù)計(jì)算電路302計(jì)算4階梯的亮度分布的每個(gè)階梯的修正系數(shù)Ci(S603)。
接著，投影機(jī)裝置1由外部光檢測器304生成指示周圍的明亮度的明亮度信號(hào)(S604)，通過亮度電平調(diào)節(jié)電路303利用該明亮度信號(hào)由修正系數(shù)Ci求出修正系數(shù)Ci’(S605)，修正圖像的灰度等級(jí)(S606)。最后，投影機(jī)裝置1通過偏移電平調(diào)節(jié)電路305調(diào)節(jié)偏移電平(S607)。
(3)與以往的灰度等級(jí)修正方法的比較 接著，比較有關(guān)以往技術(shù)的灰度等級(jí)修正方法與有關(guān)本實(shí)施方式的灰度等級(jí)修正方法。圖8是表示有關(guān)以往技術(shù)的灰度等級(jí)修正方法的修正系數(shù)和有關(guān)本實(shí)施方式的灰度等級(jí)修正方法的修正系數(shù)的曲線圖。
首先，如圖8(a)所示，如果單純地利用由直方圖求出的修正系數(shù)，則影像亮度信號(hào)的有效影像期間中的最高亮度被修正為亮度255，最低亮度被修正為亮度零，所以雖然圖像整體的對(duì)比度提高，但對(duì)于低亮度部分，辨認(rèn)性降低。
此外，如果為了修正該辨認(rèn)性而簡單地增加亮度，則如圖8(b)所示，由于不能使亮度比255大，所以在高亮度部分處亮度飽和，發(fā)生所謂“白沖突”(白いあたり黑電平與白電平?jīng)_突)，辨認(rèn)性還是降低。
相對(duì)于此，在本實(shí)施方式中，如圖8(c)所示，根據(jù)視覺環(huán)境將亮度的最小值提升到Q，并且將修正系數(shù)按比例分配到從Q到255的范圍內(nèi)，所以對(duì)于低亮度部分與高亮度部分兩者能夠同時(shí)提高辨認(rèn)性。
[2]第2實(shí)施方式 接著，對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式進(jìn)行說明。有關(guān)本實(shí)施方式的投影機(jī)裝置具備與有關(guān)上述第1實(shí)施方式的投影機(jī)裝置大致同樣的結(jié)構(gòu)，另一方面，在檢測圖像中的膚色的像素并禁止修正這一點(diǎn)上不同。以下，專門對(duì)不同點(diǎn)進(jìn)行說明。
(1)投影機(jī)裝置的結(jié)構(gòu) 圖9是表示有關(guān)本實(shí)施方式的投影機(jī)裝置的主要結(jié)構(gòu)的框圖。如圖9所示，投影機(jī)裝置8具備亮度分布檢測電路801、系數(shù)計(jì)算電路802、亮度電平調(diào)節(jié)電路803、外部光檢測器804、偏移電平調(diào)節(jié)電路805及膚色檢測電路806。
膚色檢測電路806檢測影像亮度信號(hào)的有效影像期間中的膚色的像素，通知給亮度電平調(diào)節(jié)電路803和偏移電平調(diào)節(jié)電路805。亮度電平調(diào)節(jié)電路803對(duì)膚色的像素不進(jìn)行灰度等級(jí)修正，偏移電平調(diào)節(jié)電路805對(duì)于膚色的像素不進(jìn)行偏移。
(2)投影機(jī)裝置的動(dòng)作 圖10是表示投影機(jī)裝置8的動(dòng)作的流程圖。如圖10所示，投影機(jī)裝置8如果接受到影像亮度信號(hào)(S901)，則首先由膚色檢測電路806檢測膚色的像素(S902)，并且通過亮度分布檢測電路801檢測亮度分布(S903)，通過系數(shù)計(jì)算電路802計(jì)算修正系數(shù)Ci(S904)。
接著，投影機(jī)裝置8通過外部光檢測器804生成明亮度信號(hào)(S905)，通過亮度電平調(diào)節(jié)電路803利用該明亮度信號(hào)求出修正系數(shù)Ci’(S906)，修正圖像的灰度等級(jí)(S907)。最后，投影機(jī)裝置8通過偏移電平調(diào)節(jié)電路805調(diào)節(jié)偏移電平(S908)。
一般，作為中間色相的膚色等容易留在人的記憶中，色調(diào)的微妙之差異容易被識(shí)別。對(duì)應(yīng)于此，在本實(shí)施方式中有關(guān)膚色部分對(duì)每個(gè)像素禁止修正以便不進(jìn)行灰度等級(jí)修正。即，對(duì)于膚色的像素不修正亮度，而原樣輸出。因而，能夠不損害圖像中的膚色部分的色調(diào)地修正灰度等級(jí)。
另外，除了上述以外，也可以在不損害色調(diào)的范圍內(nèi)修正膚色部分的灰度等級(jí)。即，在周邊的像素是膚色以外的顏色的像素、灰度的修正量較大的情況下，如果使膚色像素的亮度完全不變化，則膚色部分會(huì)浮起，所以在這樣的情況下，也可以修正膚色的像素的亮度。
但是，在此情況下，也優(yōu)選以使其修正量比周邊的像素小的方式來修正膚色的像素的亮度。如果這樣，則能夠?qū)崿F(xiàn)膚色部分不會(huì)浮起的自然的像素顯示。
此外，在周邊的像素是膚色的情況下，也可以不修正膚色的像素的亮度。膚色的變化會(huì)在人物的肌膚部分上被敏感地識(shí)別，所以只要根據(jù)周邊的像素是否是膚色來判斷是否有人物的肌膚部分，如果周邊的像素是膚色則不進(jìn)行亮度的修正，則能夠避免人物的肌膚部分的色調(diào)改變而顯示自然的人物圖像。
另外，在黃色人時(shí)，膚色是紅色與黃色的中間的顏色，是指其亮度處于作為最明亮的亮度的最大亮度的50％到60％左右的范圍內(nèi)的顏色。如果將RGB的3原色以在從0到255的256灰度等級(jí)來混合以表現(xiàn)膚色，則例如是紅色255、綠色232、藍(lán)色192。此外，是白人時(shí)，例如是紅色255、綠色208、藍(lán)色192。是黑人時(shí)，例如是紅色105、綠色52、藍(lán)色44。其中，亮度0為最暗、225為最明亮。
[3]第3實(shí)施方式 接著，對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施方式進(jìn)行說明。有關(guān)本實(shí)施方式的投影機(jī)裝置具備與有關(guān)上述第1實(shí)施方式的投影機(jī)裝置大致同樣的結(jié)構(gòu)，另一方面，在檢測像素的平均亮度來調(diào)節(jié)修正系數(shù)這一點(diǎn)上不同。以下，專門對(duì)不同點(diǎn)進(jìn)行說明。
(1)投影機(jī)裝置的結(jié)構(gòu) 圖11是表示有關(guān)本實(shí)施方式的投影機(jī)裝置的主要結(jié)構(gòu)的框圖。如圖11所示，投影機(jī)裝置11具備亮度分布檢測電路1101、系數(shù)計(jì)算電路1102、亮度電平調(diào)節(jié)電路1103、外部光檢測器1104、偏移電平調(diào)節(jié)電路1105及平均亮度計(jì)算電路1106。
平均亮度計(jì)算電路1106計(jì)算影像亮度信號(hào)的有效影像期間中的平均亮度，通知給亮度電平調(diào)節(jié)電路1103。亮度電平調(diào)節(jié)電路1103基于平均亮度計(jì)算電路1106的結(jié)果，將修正系數(shù)調(diào)節(jié)成使修正值為規(guī)定值以下，以使得由系數(shù)計(jì)算電路1102求出的修正系數(shù)在暗灰度等級(jí)電平或亮灰度等級(jí)電平中不會(huì)被極端地過修正。
(2)投影機(jī)裝置11的動(dòng)作 圖12是表示投影機(jī)裝置11的動(dòng)作的流程圖。如圖12所示，投影機(jī)裝置11如果接受到影像亮度信號(hào)(S1201)，則首先由平均亮度計(jì)算電路1106計(jì)算平均亮度(S1202)，并且通過亮度分布檢測電路1101檢測亮度分布(S1203)，通過系數(shù)計(jì)算電路1102計(jì)算修正系數(shù)Ci(S1204)。
接著，投影機(jī)裝置11通過外部光檢測器1104生成明亮度信號(hào)(S1205)，通過亮度電平調(diào)節(jié)電路1103利用該明亮度信號(hào)求出修正系數(shù)Ci’。在這種情況下，求出修正系數(shù)，以使得在度數(shù)偏的圖像中不發(fā)生極端的過修正(S1206)。接著，修正圖像的灰度等級(jí)(S1207)。最后，投影機(jī)裝置11通過偏移電平調(diào)節(jié)電路1105調(diào)節(jié)偏移電平(S1208)。
如果這樣，則例如對(duì)背景較黑、前景也如烏鴉那樣表示黑的物體的圖像，如果單純地基于直方圖修正灰度等級(jí)，則有變得修正過剩、前景的烏鴉的亮度變得過于明亮的情況。相對(duì)于此，根據(jù)本實(shí)施方式，預(yù)先檢測圖像的平均亮度，修正灰度等級(jí)以使其不會(huì)從該平均亮度較大地脫離。
圖13是例示由投影機(jī)裝置11調(diào)節(jié)修正系數(shù)的狀況的曲線圖。首先，系數(shù)計(jì)算電路1102計(jì)算修正系數(shù)(圖13(a))。在圖13(a)中，M0是由修正前的亮度分布得到的平均亮度。相對(duì)于此，如果在有外部光的情況下按照上述第1實(shí)施方式調(diào)節(jié)修正系數(shù)，則例如雖然是平均亮度M0較小的情況(較暗的影像場景)，但輸入亮度電平較低處的修正系變得非常大，即使輸入了輸入亮度電平稍高的信號(hào)也會(huì)明亮地顯示。相對(duì)于此，在平均亮度M0較小的情況下(較暗的影像場景)，進(jìn)行修正以使其不比規(guī)定修正系數(shù)大，能夠消除使圖像變得不自然的危害(圖13(b))。
[4]第4實(shí)施方式 接著，對(duì)本發(fā)明的第4實(shí)施方式進(jìn)行說明。有關(guān)本實(shí)施方式的投影機(jī)裝置具備與有關(guān)上述第1實(shí)施方式的投影機(jī)裝置大致同樣的結(jié)構(gòu)，另一方面，在檢測影像亮度信號(hào)的有效影像期間中的亮度的最小值和最大值來修正亮度分布這一點(diǎn)上不同。以下，專門對(duì)不同點(diǎn)進(jìn)行說明。
(1)投影機(jī)裝置的結(jié)構(gòu) 圖14是表示有關(guān)本實(shí)施方式的投影機(jī)裝置的主要結(jié)構(gòu)的框圖。如圖14所示，投影機(jī)裝置14具備亮度分布檢測電路1401、系數(shù)計(jì)算電路1402、亮度電平調(diào)節(jié)電路1403、外部光檢測器1404、偏移電平調(diào)節(jié)電路1405、最大值檢測電路1406以及最小值檢測電路1407。
最大值檢測電路1406檢測影像亮度信號(hào)的有效影像期間中的亮度的最大值。此外，最小值檢測電路1407檢測其最小值。將這些最大值和最小值通知給亮度分布檢測電路1401。亮度分布檢測電路1401將分布在從上述最小值到最大值的范圍內(nèi)的亮度的度數(shù)，按比例分配到從0到255的范圍中，作為亮度分布。
(2)投影機(jī)裝置14的動(dòng)作 圖15是表示投影機(jī)裝置14的動(dòng)作的流程圖。如圖15所示，投影機(jī)裝置14如果接受到影像亮度信號(hào)(S1501)，則首先由最大值檢測電路1406計(jì)算亮度的最大值(S1502)，并且通過最小值檢測電路1407計(jì)算亮度的最小值(S1503)。接著，通過亮度分布檢測電路1401檢測亮度分布(S1504)，通過系數(shù)計(jì)算電路1402計(jì)算修正系數(shù)Ci(S1505)。
接著，投影機(jī)裝置14通過外部光檢測器1404生成明亮度信號(hào)(S1506)，通過亮度電平調(diào)節(jié)電路1403利用該明亮度信號(hào)求出修正系數(shù)。在這種情況下，以將在從上述最小值到最大值的范圍內(nèi)分布的亮度的度數(shù)按比例分配到從0到255的范圍內(nèi)的方式，求出修正系數(shù)Ci’(S1507)，修正圖像的灰度等級(jí)(S1508)。最后，投影機(jī)裝置14通過偏移電平調(diào)節(jié)電路1405調(diào)節(jié)偏移電平(S1509)。
圖16是例示由投影機(jī)裝置14調(diào)節(jié)修正系數(shù)的狀況的曲線圖。如圖16所示，首先，調(diào)節(jié)修正系數(shù)，以便對(duì)影像亮度信號(hào)的有效影像期間中的亮度的最小值到最大值的范圍內(nèi)的輸入亮度進(jìn)行灰度等級(jí)修正，并修正為從比上述最小值高的亮度Q到最大值的范圍內(nèi)的輸入亮度。接著，調(diào)節(jié)修正系數(shù)，以將輸入亮度的最大值變換為亮度255。如果這樣，則能夠進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)圖像的對(duì)比度，提高辨認(rèn)性。
[5]第5實(shí)施方式 接著，對(duì)本發(fā)明的第5實(shí)施方式進(jìn)行說明。有關(guān)本實(shí)施方式的投影機(jī)裝置具備與有關(guān)上述第1實(shí)施方式的投影機(jī)裝置大致同樣的結(jié)構(gòu)，另一方面，在修正了灰度等級(jí)后再修正圖像的黑電平這一點(diǎn)上不同。
(1)投影機(jī)裝置的結(jié)構(gòu) 圖17是表示有關(guān)本實(shí)施方式的投影機(jī)裝置的主要結(jié)構(gòu)的框圖。如圖17所示，投影機(jī)裝置17具備亮度分布檢測電路1701、系數(shù)計(jì)算電路1702、亮度電平調(diào)節(jié)電路1703、外部光檢測器1704、偏移電平調(diào)節(jié)電路1705、以及黑電平修正電路1706。黑電平修正電路1706使低亮度部分的亮度降低。
(2)投影機(jī)裝置17的動(dòng)作 圖18是表示投影機(jī)裝置17的動(dòng)作的流程圖。如圖18所示，投影機(jī)裝置17如果接受到影像亮度信號(hào)(S1801)，則通過亮度分布檢測電路1701檢測亮度分布(S1802)，通過系數(shù)計(jì)算電路1702計(jì)算修正系數(shù)Ci(S1803)。
接著，投影機(jī)裝置17通過外部光檢測器1704生成明亮度信號(hào)(S1804)，通過亮度電平調(diào)節(jié)電路1703求出修正系數(shù)Ci’(S1805)，修正圖像的灰度等級(jí)(S1806)。接著，投影機(jī)裝置17通過偏移電平調(diào)節(jié)電路1705調(diào)節(jié)偏移電平(S1807)。最后，投影機(jī)裝置17通過黑電平修正電路1706使低亮度部分的亮度降低(S1808)。
根據(jù)第5實(shí)施方式，在因外部光較強(qiáng)等而修正系數(shù)Q較大的情況下，有時(shí)在修正后，亮度最低的部分的亮度會(huì)變得過高。對(duì)應(yīng)于此，由于黑電平修正電路1706降低低亮度部分的亮度，所以能夠使黑度變得鮮明，能夠使影像變清晰。圖19是表示黑電平修正電路1706使低亮度部分的亮度降低的狀況的曲線圖。如圖19所示，黑電平修正電路1706通過將對(duì)應(yīng)于輸入亮度0的輸出亮度Q0，調(diào)節(jié)為輸出亮度Q1，低亮度部分的亮度降低。
[6]變形例 以上，基于實(shí)施方式說明了本發(fā)明，但本發(fā)明當(dāng)然并不限于上述實(shí)施方式，能夠?qū)嵤┮韵碌淖冃卫?br> (1)在上述實(shí)施方式中，專門以投影機(jī)裝置為例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明當(dāng)然并不限于此，在投影機(jī)裝置以外的圖像顯示裝置中也可以應(yīng)用本發(fā)明。特別是，優(yōu)選地應(yīng)用到受到外部光等的影響而難以看到畫面那樣的圖像顯示裝置中。
(2)在上述實(shí)施方式中，專門對(duì)將外部光傳感器一體地安裝在投影機(jī)裝置主體上的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明當(dāng)然并不限于此，不使外部光傳感器與投影機(jī)裝置主體為一體也能夠得到本發(fā)明的效果。例如，也可以為了檢測入射到屏幕上的外部光的強(qiáng)度而在屏幕前面安裝傳感器。也可以使外部光傳感器能夠從投影機(jī)裝置拆下使用，以便能夠在與使用投影機(jī)裝置的環(huán)境相對(duì)應(yīng)的適當(dāng)?shù)奈恢脵z測明亮度。
(3)在上述實(shí)施方式中，專門對(duì)將256灰度等級(jí)的亮度分為4階梯決定修正系數(shù)的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明當(dāng)然并不限于此，也可以分為4以外的多個(gè)階梯來決定修正系數(shù)。此外，如果使用10bit1024個(gè)灰度等級(jí)等、8bit256個(gè)灰度等級(jí)以外的灰度等級(jí)數(shù)，本發(fā)明的效果也不變。
(4)雖然在上述實(shí)施方式中沒有特別言及，但有關(guān)本發(fā)明的圖像處理裝置也可以是接受指示外部光的強(qiáng)度的信號(hào)、執(zhí)行上述那樣的灰度等級(jí)修正的程序，也可以是專用的LSI(Large ScaleIntegration)。
(5)在上述實(shí)施方式中，對(duì)于調(diào)節(jié)所有的修正系數(shù)Ci(i＝1～4)求出修正系數(shù)Ci’的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明當(dāng)然并不限于此，也可以僅對(duì)低亮度部分調(diào)節(jié)修正系數(shù)Ci。在此情況下，調(diào)節(jié)的系數(shù)既可以只是作為最低亮度的部分的修正系數(shù)C1，也可以調(diào)節(jié)C1和C2、或者從C1到C3。
(6)在上述實(shí)施方式中，雖然沒有特別言及，但第1實(shí)施方式的修正系數(shù)Q的值在256灰度等級(jí)的情況下也可以高到80左右。此外，在512灰度等級(jí)的情況下也可以高到160左右。如果這樣，則能夠?qū)⒂奢敵隽炼鹊姆秶冋鸬膶?duì)比度降低等問題抑制在最小限度。
(7)在上述實(shí)施方式中，在求出圖像的平均亮度電平時(shí)將圖像的所有像素取樣，但也可以隔兩個(gè)像素或隔4個(gè)像素等進(jìn)行間抽取樣。如果這樣，則能夠減小電路規(guī)模。
工業(yè)實(shí)用性 有關(guān)本發(fā)明的圖像顯示裝置及圖像顯示方法作為在圖像顯示裝置中修正灰度等級(jí)以排除外部光的影響、提高辨認(rèn)性的技術(shù)是有實(shí)用性的。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，顯示多灰度等級(jí)的圖像，其特征在于，具備
測光機(jī)構(gòu)，檢測外部光的強(qiáng)度；及
修正機(jī)構(gòu)，進(jìn)行灰度等級(jí)修正，以使得外部光越強(qiáng)，亮度分布在越窄的亮度范圍內(nèi)；
上述亮度范圍包括最高亮度。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，
修正機(jī)構(gòu)進(jìn)行在上述亮度范圍內(nèi)亮度分布越多，越提高修正系數(shù)(Ci)的灰度等級(jí)修正。
3.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，
具備檢測亮度及色相為膚色的像素即膚色像素的機(jī)構(gòu)；
修正機(jī)構(gòu)對(duì)于膚色像素不調(diào)節(jié)亮度。
4.如權(quán)利要求3所述的圖像顯示裝置，其特征在于，
修正機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使得每個(gè)像素的亮度及色相越接近于膚色，亮度的變化就越小。
5.如權(quán)利要求3所述的圖像顯示裝置，其特征在于，
修正機(jī)構(gòu)不調(diào)節(jié)膚色像素的亮度，是在膚色像素的周邊有膚色像素的時(shí)候。
6.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，
具備求出遍及構(gòu)成圖像的所有像素的平均亮度(M0)的機(jī)構(gòu)；
在由修正機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)后的平均亮度(M1)與平均亮度(M0)之差超過規(guī)定值的情況下，變更修正系數(shù)(Ci’)的值以使該差為規(guī)定值以下的機(jī)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，
具備在由修正機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)后在包括最低亮度的規(guī)定亮度范圍內(nèi)的亮度比規(guī)定亮度高時(shí)，降低該范圍內(nèi)的亮度的機(jī)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，具備
求出遍及構(gòu)成圖像的所有像素的亮度的最大值與最小值的機(jī)構(gòu)；及
將分布在從上述最小值到最大值的范圍內(nèi)的亮度的度數(shù)，按比例分配到從0到最大灰度等級(jí)數(shù)的范圍內(nèi)而進(jìn)行亮度分布的機(jī)構(gòu)；
修正機(jī)構(gòu)對(duì)按比例分配后的亮度分布調(diào)節(jié)亮度。
9.一種圖像顯示方法，是顯示多灰度等級(jí)的圖像的圖像顯示裝置執(zhí)行的圖像顯示方法，其特征在于，包括
測光步驟，檢測外部光的強(qiáng)度；及
修正步驟，進(jìn)行灰度等級(jí)修正，以使得外部光越強(qiáng)，亮度分布在越窄的亮度范圍內(nèi)；
上述亮度范圍包括最高亮度。
10.如權(quán)利要求9所述的圖像顯示方法，其特征在于，
在修正步驟中進(jìn)行灰度等級(jí)修正，以使得在上述亮度范圍內(nèi)亮度的分布越多，越使修正系數(shù)(Ci)平坦化。
11.如權(quán)利要求9所述的圖像顯示方法，其特征在于，
具備檢測膚色像素的亮度或色相的步驟；
在修正步驟中，對(duì)于膚色像素不調(diào)節(jié)亮度。
12.如權(quán)利要求11所述的圖像顯示方法，其特征在于，
在修正步驟中，進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使得每個(gè)像素的亮度及色相越接近于膚色，亮度的變化就越小。
13.如權(quán)利要求11所述的圖像顯示方法，其特征在于，
修正步驟不調(diào)節(jié)膚色像素的亮度，是在膚色像素的周邊有膚色像素的時(shí)候。
14.如權(quán)利要求9所述的圖像顯示方法，其特征在于，包括
求出遍及構(gòu)成圖像的所有像素的平均亮度(M0)的步驟；及
在由修正機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)后的平均亮度(M1)與平均亮度(M0)之差超過規(guī)定值的情況下，變更修正系數(shù)(Ci’)的值以使該差為規(guī)定值以下的步驟。
15.如權(quán)利要求9所述的圖像顯示方法，其特征在于，
包括在由修正步驟調(diào)節(jié)后在包括最低亮度的規(guī)定范圍內(nèi)的亮度比規(guī)定亮度高時(shí)，降低該范圍內(nèi)的亮度的步驟。
16.如權(quán)利要求9所述的圖像顯示方法，其特征在于，具備
求出遍及構(gòu)成圖像的所有像素的亮度的最大值與最小值的步驟；及
將分布在從上述最小值到最大值的范圍內(nèi)的亮度的度數(shù)，按比例分配到從0到最大灰度等級(jí)數(shù)的范圍內(nèi)而進(jìn)行亮度分布的步驟；
在修正步驟中，對(duì)按比例分配后的亮度分布調(diào)節(jié)亮度。
全文摘要
投影機(jī)裝置(1)檢測輸入的影像亮度信號(hào)的有效影像期間的亮度分布，系數(shù)計(jì)算電路(302)為了修正灰度等級(jí)而計(jì)算修正系數(shù)(Ci)(圖6(a))。并且，檢測周圍的明亮度，基于此來調(diào)節(jié)修正系數(shù)(Ci)，得到調(diào)節(jié)后的修正系數(shù)(Ci’)(圖6(b))。進(jìn)而，如圖6(c)所示，通過調(diào)節(jié)修正系數(shù)，即使是輸入亮度最低的像素，也根據(jù)明亮度信號(hào)將亮度提升到亮度Q。此外，其他修正系數(shù)成為將在調(diào)節(jié)前處于從0到255的范圍內(nèi)的亮度按比例分配到從0到255-Q的范圍內(nèi)后加上修正系數(shù)Q后的值。利用調(diào)節(jié)后的修正系數(shù)調(diào)節(jié)屬于影像亮度信號(hào)的有效影像期間中的各像素的亮度。
文檔編號(hào)H04N5/20GK101151886SQ20068001071
公開日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2006年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月29日
發(fā)明者桑原明廣, 木本高幸, 關(guān)喜夫 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社