專利名稱：圖像校正電路、圖像校正方法和圖像顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有對圖像信號執(zhí)行校正處理功能的圖像校正電路、圖像校正方法和圖像顯示器。
背景技術(shù)：
諸如電視接收機(jī)、VCR(盒式磁帶錄像機(jī))、數(shù)字照相機(jī)、電視照相機(jī)或打印機(jī)等設(shè)備通常具有圖像處理功能，此功能對輸入圖像執(zhí)行圖像質(zhì)量校正，隨后將輸入圖像輸出(例如，諸如亮度或?qū)Ρ榷瓤刂坪洼喞Ｕ裙δ?。此功能主要有效地適用于全黑和低對比度圖像或模糊圖像。
在這些功能之中，通常，通過校正代表所謂伽馬特性的伽馬曲線執(zhí)行對比度控制，舉例來說，存在將亮度分布用作輸入圖像直方圖分布的方法。更具體地，例如，如圖13A所示，在低亮度區(qū)域(黑色電平區(qū)域)內(nèi)分布亮度分布(亮度分布106A)的情況下，例如，如圖13B所示，將伽馬曲線從L101校正到L102。類似地，例如如圖14A所示，在高亮度區(qū)域(白色電平區(qū)域)內(nèi)分布亮度分布(亮度分布106B)的情況下，例如，如圖14B所示，將伽馬曲線從L101校正到L103，和例如如圖15A所示，在中間亮度區(qū)域內(nèi)分布亮度分布(亮度分布106C)的情況下，例如如圖15B所示，將伽馬曲線從L101校正到L104。此外，將在校正伽馬曲線時在每個亮度電平上設(shè)置的校正量稱作增益。
而且，例如，在日本待審專利申請公開文本No.2006-93753和2005-175933中，公開了對比度改善方法，其中將輸入圖像的亮度分布檢測為直方圖分布，根據(jù)亮度直方圖分布在每個分布峰上校正伽馬曲線。

發(fā)明內(nèi)容
在相關(guān)技術(shù)中使用亮度直方圖分布的對比度改進(jìn)方法中，如圖11A和11B至圖13A和13B所示，將在所有亮度區(qū)域內(nèi)檢測的分布結(jié)果反映到所有亮度區(qū)域內(nèi)的對比度改進(jìn)，或者如在日本待審專利申請公開文本No.2006-93753和2005-175933中所述的，將在部分亮度區(qū)域內(nèi)檢測的分布結(jié)果反映到該部分的對比度改進(jìn)，并且在其中檢測亮度直方圖分布的亮度區(qū)域是預(yù)先確定的固定區(qū)域。然而，在該對比度改進(jìn)方法的情況下，例如如下文將要描述的，根據(jù)輸入圖像的描述，可能不能有效地改進(jìn)對比度，或者所顯示的圖像可能看起來不自然。
換句話說，例如，考慮在僅一個分布峰或少量分布峰存在于圖像幀內(nèi)的亮度直方圖分布內(nèi)的情況下，當(dāng)在固定亮度區(qū)域內(nèi)檢測的每個分布峰上校正伽馬曲線時，能夠?qū)崿F(xiàn)有效的對比度改進(jìn)。然而，在大量分布峰存在于亮度直方圖分布內(nèi)的情況下，當(dāng)根據(jù)固定亮度區(qū)域內(nèi)的分布結(jié)果在這樣的大量分布峰中的每個分布峰上校正伽馬曲線時，例如，伽馬曲線非常復(fù)雜，如圖16A和圖16B內(nèi)所示的伽馬曲線L105A和L105B。因此，例如如圖16A所示，降低了改進(jìn)對比度的效果，并且當(dāng)提高曲線斜率以改善效果時，例如，該曲線具有類似于如圖16B所示的伽馬曲線L105B的負(fù)斜率，因而所顯示的圖像看起來不自然。
因而，在將預(yù)先確定的固定亮度區(qū)域內(nèi)檢測到的分布結(jié)果反映到對比度改進(jìn)的相關(guān)技術(shù)中，難以與輸入圖像的描述無關(guān)地有效地改進(jìn)對比度。
鑒于上文，希望提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)與輸入圖像的描述無關(guān)地有效對比度改進(jìn)的圖像校正電路、圖像校正方法和圖像顯示器。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種圖像校正電路，包括區(qū)域確定裝置，用于根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)的描述確定在每個圖像幀內(nèi)的中間亮度區(qū)域；亮度分布獲取裝置，用于獲取在每個圖像幀內(nèi)所確定的中間亮度區(qū)域內(nèi)輸入圖像數(shù)據(jù)的亮度分布；確定裝置，用于通過根據(jù)中間亮度區(qū)域中所獲取的亮度分布自適應(yīng)地改變預(yù)先確定的參考輸入/輸出特性線，確定在每個圖像幀內(nèi)的輸入/輸出特性線，該輸入/輸出特性線定義在輸入圖像數(shù)據(jù)上圖像校正的實(shí)質(zhì)(substance)；和校正執(zhí)行裝置，用于根據(jù)所確定的輸入/輸出特性線對輸入圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像校正。在這種情況下，“參考輸入/輸出特性線”并不限制于直線形狀特性，可以是曲線所示的特性。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種圖像校正方法，包括步驟根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)的描述確定在每個圖像幀內(nèi)的中間亮度區(qū)域；獲取在每個圖像幀內(nèi)所確定的中間亮度區(qū)域內(nèi)輸入圖像數(shù)據(jù)的亮度分布；通過根據(jù)中間亮度區(qū)域中所獲取的亮度分布自適應(yīng)地改變預(yù)先確定的參考輸入/輸出特性線，確定在每個圖像幀內(nèi)的輸入/輸出特性線，該輸入/輸出特性線定義在輸入圖像數(shù)據(jù)上圖像校正的實(shí)質(zhì)；和根據(jù)所確定的輸入/輸出特性線對輸入圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像校正。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種圖像顯示器，包括區(qū)域確定裝置，用于根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)的描述確定在每個圖像幀內(nèi)的中間亮度區(qū)域；亮度分布獲取裝置，用于獲取在每個圖像幀內(nèi)所確定的中間亮度區(qū)域內(nèi)輸入圖像數(shù)據(jù)的亮度分布；確定裝置，用于通過根據(jù)中間亮度區(qū)域中所獲取的亮度分布自適應(yīng)地改變預(yù)先確定的參考輸入/輸出特性線，確定在每個圖像幀內(nèi)的輸入/輸出特性線，該輸入/輸出特性線定義在輸入圖像數(shù)據(jù)上圖像校正的實(shí)質(zhì)；校正執(zhí)行裝置，用于根據(jù)所確定的輸入/輸出特性線對輸入圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像校正；和顯示器裝置，用于根據(jù)執(zhí)行圖像校正的輸入圖像數(shù)據(jù)顯示圖像。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像校正電路中，圖像校正方法和圖像顯示器內(nèi)，根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)的描述，在每個圖像幀內(nèi)確定中間亮度區(qū)域，在每個圖像幀內(nèi)獲取在中間亮度區(qū)域內(nèi)的輸入圖像數(shù)據(jù)的亮度分布。而且，根據(jù)中間亮度區(qū)域中所獲取的度分布，自適應(yīng)地改變參考輸入/輸出特性線，從而在每個圖像幀內(nèi)確定輸入/輸出特性線。隨后，根據(jù)所確定的輸入/輸出特性線，執(zhí)行對輸入圖像數(shù)據(jù)的圖像校正。因此，根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)的描述，基于在每個圖像幀內(nèi)在中間亮度區(qū)域內(nèi)的亮度分布，確定輸入/輸出特性線，因而輸入/輸出特性線輕易地形成與輸入圖像數(shù)據(jù)描述無關(guān)的簡單曲線。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像校正電路中，上述區(qū)域確定裝置可以具有配置，以確定在每個圖像幀內(nèi)輸入圖像數(shù)據(jù)的亮度分布的加權(quán)亮度中心，和確定一個區(qū)域作為上述中間亮度區(qū)域，該區(qū)域通過設(shè)置從所獲取的加權(quán)亮度中心到低亮度側(cè)的第一寬度和通過設(shè)置從加權(quán)亮度中心到高亮度側(cè)的第二寬度來確定。在這種情況下，“加權(quán)亮度中心”是指對應(yīng)于等于亮度和頻率的乘積之和(總積分)除以在一個圖像幀的亮度分布內(nèi)的頻率總和的數(shù)值的亮度位置。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像校正電路可以具有這樣一種配置，上述亮度分布獲取裝置獲取在每個圖像幀內(nèi)的黑色側(cè)中間亮度分布作為在確定中間亮度區(qū)域內(nèi)最低亮度和在中間亮度區(qū)域中心提供的參考亮度之間區(qū)域內(nèi)的亮度分布，和上述確定裝置根據(jù)所獲取的黑色側(cè)中間亮度分布確定低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線，該低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線通過根據(jù)參考亮度確定的參考輸入/輸出特性線內(nèi)的參考點(diǎn)并且通過參考輸入/輸出特性線的最小亮度點(diǎn)，和上述校正執(zhí)行裝置根據(jù)所確定的低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線對具有低于參考亮度的亮度的輸入圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像校正。在這樣一種配置中，作為部分上述輸入/輸出特性線的低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線輕易地形成與輸入圖像數(shù)據(jù)描述無關(guān)的簡單曲線。
在這種情況下，優(yōu)選地，上述亮度分布獲取裝置還獲取在白色側(cè)亮度分布作為在確定的中間亮度區(qū)域內(nèi)的最高亮度和參考亮度之間區(qū)域內(nèi)的亮度分布，上述確定裝置還根據(jù)所獲取的白色側(cè)中間亮度分布確定高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線，該高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線通過參考輸入/輸出特性線內(nèi)的參考點(diǎn)并且通過參考輸入/輸出特性線的最大亮度點(diǎn)，和上述校正執(zhí)行裝置分別根據(jù)所確定的低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線和所確定的高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線，對在相對于參考亮度具有較低亮度和較高亮度的區(qū)域內(nèi)的輸入圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像校正。在這樣一種配置中，作為部分上述輸入/輸出特性線的高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線輕易地形成與輸入圖像數(shù)據(jù)描述無關(guān)的簡單曲線。而且，上述低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線最好是在參考輸入/輸出特性線之下提供、不具有拐點(diǎn)的曲線，和上述高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線最好是在參考輸入/輸出特性線之上提供、不具有拐點(diǎn)的曲線。在這種情況下，“拐點(diǎn)”(inflection point)是指定義曲線的函數(shù)的二次導(dǎo)數(shù)符號從正值變?yōu)樨?fù)值或者從負(fù)值變?yōu)檎档狞c(diǎn)。在這樣一種配置下，低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線和高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線形成最簡單的曲線，進(jìn)一步提高了改進(jìn)對比度的效果。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像校正電路、圖像校正方法和圖像顯示器中，根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)的描述在每個圖像幀內(nèi)確定中間亮度區(qū)域，和在每個圖像幀內(nèi)獲取在中間亮度區(qū)域內(nèi)輸入圖像數(shù)據(jù)的亮度分布，和根據(jù)中間亮度區(qū)域中所獲取的度分布，在每個圖像幀內(nèi)確定輸入/輸出特性線，和根據(jù)所確定的輸入/輸出特性線，執(zhí)行對輸入圖像數(shù)據(jù)的圖像校正，因而與輸入圖像數(shù)據(jù)的描述無關(guān)，該輸入/輸出特性線可以輕易地形成簡單區(qū)域。因此，例如，即使在圖像幀內(nèi)的亮度直方圖分布包括大量分布峰的情況下，也不顯示不自然的圖像，并能夠?qū)崿F(xiàn)有效的對比度改進(jìn)。
根據(jù)下述描述，本發(fā)明的其它和進(jìn)一步的目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯。


圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的圖像顯示器整體配置的電路方框圖；圖2是描述亮度分布、加權(quán)亮度中心和中間亮度區(qū)域之間關(guān)系的曲線；圖3A和圖3B是描述黑色側(cè)中間亮度分布和白色側(cè)中間亮度分布的曲線；
圖4A和圖4B是圖示根據(jù)第一實(shí)施例的輸入/輸出特性線的具體例子的曲線；圖5A和圖5B是描述在總分布量和中間亮度區(qū)域內(nèi)增益之間關(guān)系的具體例子的曲線；圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的輸入/輸出特性線生成部的配置的電路方框圖；圖7A和圖7B是描述黑色側(cè)亮度分布和白色側(cè)亮度分布的曲線；圖8A和圖8B是圖示根據(jù)第二實(shí)施例的輸入/輸出特性線的具體例子的曲線；圖9A和圖9B是圖示根據(jù)第二實(shí)施例的輸入/輸出特性線的其它具體例子的曲線；圖10A和圖10B是用于描述根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)在亮度分布、參考亮度和中間亮度區(qū)域之間關(guān)系的曲線；圖11A和圖11B是用于描述根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)在亮度分布、參考亮度和中間亮度區(qū)域之間關(guān)系的曲線；圖12是用于描述根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)在亮度分布、初始參考亮度、初始中間亮度區(qū)域和加權(quán)中間亮度中心之間關(guān)系的曲線；圖13A和圖13B是用于描述在相關(guān)技術(shù)中在亮度分布和圖像顯示器內(nèi)伽馬曲線的改變模式之間關(guān)系的例子的曲線；圖14A和圖14B是用于描述在相關(guān)技術(shù)中在亮度分布和圖像顯示器內(nèi)伽馬曲線的改變模式之間關(guān)系的另一個例子的曲線；圖15A和圖15B是用于描述在相關(guān)技術(shù)中在亮度分布和圖像顯示器內(nèi)伽馬曲線的改變模式之間關(guān)系的又一個例子的曲線；和圖16A和圖16B是圖示在相關(guān)技術(shù)中圖像顯示內(nèi)伽馬曲線改變模式的另一個例子的曲線。
具體實(shí)施例方式
下文將參考附圖詳細(xì)地描述優(yōu)選實(shí)施例。
第一實(shí)施例

圖1圖示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的圖像顯示器的整體配置。圖像顯示器包括圖像處理功能部，包括調(diào)諧器11、Y/C分離電路12、色度解碼器13、開關(guān)14、延遲電路15；輸入/輸出特性線生成部2和圖像處理部3；以及圖像顯示功能部，包括矩陣電路41、驅(qū)動器(driver)42和顯示器5。根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的圖像校正電路和圖像校正方法通過根據(jù)本實(shí)施例的圖像顯示器實(shí)施，所以在下文中將對它們進(jìn)行描述。
除了來自TV(電視)的TV信號之外，輸入給圖像顯示器的圖像信號可以從VCR(盒式磁帶錄像機(jī))、DVD(數(shù)字化視頻光盤)等輸出。當(dāng)前的電視機(jī)和個人計算機(jī)(PC)從多種媒體獲取圖像信息和顯示與每個媒體對應(yīng)的圖像已經(jīng)變成普通實(shí)施方式。
調(diào)諧器11接收和解調(diào)來自TV的TV信號，和輸出該TV信號作為復(fù)合視頻突發(fā)信號(CVBS)。
Y/C分離電路12將來自調(diào)諧器11的復(fù)合視頻突發(fā)信號或者來自VCR或DVD1的復(fù)合視頻突發(fā)信號分離成亮度信號Y1和色度信號C1以將它們輸出。
色度解碼器13將由Y/C分離電路12分離的亮度信號Y1和色度信號C1輸出作為包括亮度信號Y1和色差信號U1和V1的YUV信號(Y1、U1、V1)。
YUV信號是數(shù)字圖像的圖像數(shù)據(jù)，和一組對應(yīng)于在兩維圖像上的位置的像素值。亮度信號Y代表亮度電平，并采用在100％白色的白電平和黑電平之間的幅度值。而且，100％白色圖像信號是單位稱作IRE的100(IRE)，IRE(無線電工程師協(xié)會)表示圖像信號的相對比值。黑電平是0IRE。另一方面，色差信號U和V分別對應(yīng)于通過從藍(lán)色(B)減去亮度信號Y生成的信號B-Y和通過從紅色(R)中減去亮度信號Y生成的信號R-Y，和當(dāng)組合信號U和V與亮度信號Y時，可以顯示顏色(顏色相位、色彩飽和度、亮度)。
開關(guān)14切換來自多種媒體的YUV信號(在這種情況下，來自DVD2的YUV信號(Y1，U1，V1)和YUV信號(Y2，U2，V2))，從而輸出選定信號作為YUV信號(Yin，Uin，Vin)。
輸入/輸出特性線生成部2自適應(yīng)地生成在隨后將要描述的圖像處理部3的γ校正執(zhí)行電路31內(nèi)使用的輸入/輸出特性線(γ曲線)，和包括亮度分布獲取電路21、黑色側(cè)中間亮度分布獲取電路22、白色側(cè)中間亮度分布獲取電路23和特性線確定部24。
亮度分布獲取電路21根據(jù)自開關(guān)14輸出的YUV信號(Yin，Uin，Vin)的亮度信號Yin獲取亮度分布作為直方圖分布，和確定所獲取亮度分布的加權(quán)亮度中心以確定中心在加權(quán)亮度中心上的中間亮度區(qū)域。加權(quán)亮度中心是一個亮度位置，該位置對應(yīng)于等于亮度和頻率之積的和(總積分)除以一個圖像幀的亮度分布中的頻率之和的數(shù)值。
圖2圖示由亮度分布獲取電路21獲取的亮度分布(亮度分布6)的例子，縱軸表示直方圖分布的頻率，和橫軸表示亮度電平。
當(dāng)顯示圖像或者作為1場數(shù)據(jù)的圖像幀的每個數(shù)據(jù)(構(gòu)成一個屏幕的圖像數(shù)據(jù))時，亮度分布獲取電路21獲取這樣一個每個數(shù)據(jù)用于1幀的亮度分布6。而且，根據(jù)這樣一個亮度分布6，在每個圖像幀內(nèi)確定亮度分布的加權(quán)亮度中心(例如在圖2內(nèi)的加權(quán)亮度中心G1)，和將具有從所獲取的加權(quán)亮度中心G1至低亮度側(cè)和高亮度側(cè)的每個的預(yù)先確定寬度(在圖2內(nèi)圖示的例子中，等于3個灰度級的寬度)的區(qū)域確定為在每個圖像幀中的中間亮度區(qū)域。在這種情況下，例如通過下述公式1確定加權(quán)亮度中心G，可以在每個圖像幀內(nèi)獲得亮度分布，因而可以在每個圖像幀內(nèi)確定加權(quán)亮度中心G。此外，將以這種方式獲得的亮度分布6的數(shù)據(jù)、加權(quán)亮度中心G和中間亮度區(qū)域6M輸出給黑色側(cè)中間亮度分布獲取電路22和白色側(cè)中間亮度分布獲取電路23。
公式1

G=hist1×P1+hist2×P2····+histm×Pmhist1+hist2+····+histm]]>=Σk=1m(histk×Pk)Σk=1mhistk---(1)]]>G加權(quán)亮度中心；m在亮度分布內(nèi)亮度電平的劃分?jǐn)?shù)；histk在亮度分布內(nèi)第k個亮度電平的頻率；Pk在亮度分布內(nèi)第k個亮度電平。
根據(jù)由亮度分布獲取電路21獲取的亮度分布6的數(shù)據(jù)、加權(quán)亮度中心G和中間亮度區(qū)域6M，例如如圖3A所圖示的，黑色側(cè)中間亮度分布獲取電路22獲取在每個圖像幀中的黑色側(cè)中間亮度分布61作為在亮度低于在每個圖像幀內(nèi)確定的中間亮度區(qū)域6M內(nèi)的加權(quán)亮度中心G(黑色側(cè)中間亮度區(qū)域6BM)的區(qū)域內(nèi)的亮度分布。類似地，根據(jù)由亮度分布獲取電路21獲取的亮度分布6的數(shù)據(jù)、加權(quán)亮度中心G和中間亮度區(qū)域6M，例如如圖3B所圖示的，白色側(cè)中間亮度分布獲取電路23獲取在每個圖像幀內(nèi)的白色側(cè)中間亮度分布62作為在亮度相對高于在每個圖像幀內(nèi)確定的中間亮度區(qū)域6M內(nèi)的加權(quán)亮度中心G(白色側(cè)中間亮度區(qū)域6WM)的區(qū)域內(nèi)的亮度分布。
再次參見圖1，例如如圖4A所示，根據(jù)由黑色側(cè)中間亮度分布獲取電路22獲取的黑色側(cè)中間亮度分布61和由白色側(cè)中間亮度分布獲取電路23獲取的白色側(cè)中間亮度分布62，如圖3A和圖3B所示，特性線確定部分24確定輸入/輸出特性線(γ曲線)Lout1，它是代表輸入亮度信號Yin＝輸出亮度信號Yout的自適應(yīng)改變的參考輸入/輸出特性線L0。更具體地，γ曲線Lout1包括低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB1和高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW1，LB1通過由加權(quán)亮度中心G1和在加權(quán)亮度中心G1上參考輸入/輸出特性線L0的數(shù)值確定的中心點(diǎn)P1和參考輸入/輸出特性線L0的最小亮度點(diǎn)P3，LW1通過中心點(diǎn)P1和參考輸入/輸出特性線L0的最大亮度點(diǎn)P4。低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB1和高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW1分別設(shè)置得低于和高于參考輸入/輸出特性線L0，將它們中的每個分別表示為不具有拐點(diǎn)的曲線(例如二次曲線)，因而整個γ曲線Lout1是S狀曲線。
如上所述，在每個圖像幀內(nèi)確定加權(quán)亮度中心，因此，例如如圖4B所示，可以在每個圖像幀內(nèi)獲得中心點(diǎn)、低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線、高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線和γ曲線，并且在每個圖像幀內(nèi)是不同的(例如在附圖中的加權(quán)亮度中心G2、中心點(diǎn)P2、低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB2、高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW2和γ曲線Lout2)。
而且，特性線確定部24根據(jù)黑色側(cè)中間亮度分布61內(nèi)的總分布值和白色側(cè)中間亮度分布62內(nèi)的總分布值確定在低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB1和高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW1內(nèi)的適當(dāng)增益值，即從參考輸入/輸出特性線L0的自適應(yīng)改變的合適量。
在這種情況下，圖5A圖示在黑色側(cè)中間亮度區(qū)域6BM內(nèi)總分布值和在低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB1內(nèi)增益(黑色側(cè)增益Bg)之間的關(guān)系，和圖5B圖示在白色側(cè)中間亮度區(qū)域6WB內(nèi)的總分布值和在高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW1內(nèi)增益(白色側(cè)增益Wg)之間的關(guān)系。
在圖5A和圖5B內(nèi)，相對于水平軸內(nèi)總分布值的數(shù)值，存在分別由黑色側(cè)分布閾值Bt0至Bt3和白色側(cè)分布閾值Wt0至Wt3劃分的五個區(qū)域B0至B4和五個區(qū)域W0至W4。
更具體地，在圖5A中，在總分布量等于或小于黑色側(cè)分布閾值Bt0的區(qū)域B0內(nèi)，黑色側(cè)增益Bg的值是“0”，在總分布量大于黑色側(cè)分布閾值Bt0并等于或小于黑色側(cè)分布閾值Bt1的區(qū)域B1內(nèi)，黑色側(cè)增益Bg的數(shù)值隨著總分布量內(nèi)的增加而增加(在這種情況下線性地增加)。而且，在總分布量大于黑色側(cè)分布閾值Bt1和等于或小于黑色側(cè)分布閾值Bt2的區(qū)域B2內(nèi)，由黑色側(cè)增益閾值Bg2限制黑色側(cè)增益Bg從而變成統(tǒng)一值，在總分布量大于黑色側(cè)分布閾值Bt2的區(qū)域B3和B4內(nèi)，將黑色側(cè)增益Bg限制得低于黑色側(cè)增益閾值Bg2。換句話說，在總分布量大于黑色側(cè)分布閾值Bt2和等于或小于黑色側(cè)分布閾值Bt3的區(qū)域B3內(nèi)，黑色側(cè)增益Bg的值隨著總分布量內(nèi)的增加而降低(在這種情況下線性地降低)，和在總分布量大于黑色側(cè)分布閾值Bt3的區(qū)域B4內(nèi)，將黑色側(cè)增益Bg限制為小于黑色側(cè)增益閾值Bg2的黑色側(cè)增益閾值Bg1以成為統(tǒng)一值。
類似地，在圖5B內(nèi)，在總分布量等于或小于白色側(cè)分布閾值Wt0的區(qū)域W0內(nèi)，白色側(cè)增益Wg的值是“0”，在總分布量大于白色側(cè)分布閾值Wt0并等于或小于白色側(cè)分布閾值Wt1的區(qū)域W1內(nèi)，白色側(cè)增益Wg的數(shù)值總分布量內(nèi)的增加而增加(在這種情況下線性地增加)。而且，在總分布量大于白色側(cè)分布閾值Wt1和等于或小于白色側(cè)分布閾值Wt2的區(qū)域W2內(nèi)，由白色側(cè)增益閾值Wg2限制白色側(cè)增益Wg從而變成統(tǒng)一值，在總分布量大于白色側(cè)分布閾值Wt2的區(qū)域W3和W4內(nèi)，將白色側(cè)增益Wg限制得低于白色側(cè)增益閾值Wg2。換句話說，在總分布量大于白色側(cè)分布閾值Wt2和等于或小于白色側(cè)分布閾值Wt3的區(qū)域W3內(nèi)，將白色側(cè)增益Wg的值降低(在這種情況下線性地降低)總分布量內(nèi)的增加，和在總分布量大于白色側(cè)分布閾值Wt3的區(qū)域W4內(nèi)，將白色側(cè)增益Wg限制為小于白色側(cè)增益閾值Wg2的白色側(cè)增益閾值Wg1以成為統(tǒng)一值。
因而，參考在黑色側(cè)中間亮度區(qū)域6BM和白色側(cè)中間亮度區(qū)域6WM內(nèi)的總分布量，將黑色側(cè)增益Bg和白色側(cè)增益Wg分別增加到黑色側(cè)分布閾值Bt1和白色側(cè)分布閾值Wt1，根據(jù)總分布量和在總分布量大于黑色側(cè)分布閾值Bt1和白色側(cè)分布閾值Wt1的情況下，限制黑色側(cè)增益Bg和白色側(cè)增益Wg的值，從而調(diào)整在中間亮度區(qū)域6M中的增益以不過高，如隨后將要詳細(xì)描述的。
再次參見圖1，延遲電路15延遲開關(guān)14輸出的色差信號Uin和Vin，同步色差信號Uin和Vin和從輸入/輸出特性線生成部2輸出的γ曲線Lout以將它們輸出給圖像處理部3。
圖像處理部3對YUV信號(Yin，Uin，Vin)執(zhí)行預(yù)先確定的圖像處理，所述YUV信號從開關(guān)14輸出和通過使用由輸入/輸出特性線生成部2自適應(yīng)生成的γ曲線Lout通過延遲電路15，和在根據(jù)本實(shí)施例的圖像顯示器內(nèi)，圖像處理部3包括對YUV信號(Yin，Uin，Vin)執(zhí)行對比度改進(jìn)處理的γ校正執(zhí)行電路31。
γ校正執(zhí)行電路31通過使用由輸入/輸出特性線生成部2自適應(yīng)生成的γ曲線Lout對YUV信號(Yin，Uin，Vin)執(zhí)行對比度改進(jìn)處理。更具體地，例如，如圖4A和圖4B所示，將輸入亮度信號Yin的對比度控制為由在每個圖像幀內(nèi)確定的γ曲線Lout1和Lout2在每個亮度電平內(nèi)的增益中圖示的程度。將圖像處理(控制對比度)之后的YUV信號(Yout，Uout，Vout)輸出給矩陣電路41。
矩陣電路41從由圖像處理部3圖像處理之后的YUV信號(Yout、Uout、Vout)再現(xiàn)RGB信號，和將再現(xiàn)的RGB信號(Rout，Gout，Bout)輸出給驅(qū)動器42。
驅(qū)動器42根據(jù)矩陣電路41輸出的RGB信號(Rout，Gout，Bout)生成用于顯示器5的驅(qū)動信號，和將驅(qū)動信號輸出給顯示器5。
根據(jù)驅(qū)動器42輸出的驅(qū)動信號，顯示器5從由圖像處理部3圖像處理之后的YUV信號(Yout，Uout，Vout)顯示圖像。顯示器5可以是任意類型的顯示設(shè)備。例如，使用CRT(陰極射線管)51、LCD(液晶顯示器)52、PDP(等離子體顯示板；未圖示)、等等。
在這種情況下，輸入/輸出特性線生成部2和圖像處理部3對應(yīng)于本發(fā)明中的“圖像校正電路”的具體例子，亮度分布獲取電路21、黑色側(cè)中間亮度分布獲取電路22和白色側(cè)中間亮度分布獲取電路23對應(yīng)于本發(fā)明中的“亮度分布獲取裝置”的具體例子。而且，特性線確定部24對應(yīng)于本發(fā)明中的“確定裝置”的具體例子，γ校正執(zhí)行電路31對應(yīng)于本發(fā)明中的“校正執(zhí)行裝置”的具體例子。
接著，參見圖1至圖5A和5B，在下文中將描述根據(jù)本實(shí)施例的圖像顯示器的操作。
首先，將輸入給圖像顯示器的圖像信號解調(diào)成YUV信號。更具體地，由調(diào)諧器11將來自TV的TV信號解調(diào)成復(fù)合視頻突發(fā)信號，將復(fù)合視頻突發(fā)信號從VCR或DVD1直接輸入給圖像顯示器。隨后，在Y/C分離電路12中將復(fù)合視頻突發(fā)信號劃分成亮度信號Y1和色度信號C1，隨后在色度解碼器13中將亮度信號Y1和色度信號C1解碼成YUV信號(Y1，U1，V1)。另一方面，將YUV信號(Y2，U2，V2)從DVD2直接輸入給圖像顯示器。
接著，在開關(guān)14中，選擇YUV信號(Y1，U1，V1)或YUV信號(Y2，U2，V2)以輸出作為YUV信號(Yin，Uin，Vin)。隨后，將YUV信號(Yin，Uin，Vin)的亮度信號Yin輸出給輸入/輸出特性線生成部2和圖像處理部3內(nèi)的γ校正執(zhí)行電路31，和將色差信號Uin和Vin輸出給延遲電路15。
在輸入/輸出特性線生成部2內(nèi)，根據(jù)所輸入的亮度信號Yin執(zhí)行下述生成γ曲線Lout的操作。
更具體地，首先，在亮度分布獲取電路21內(nèi)，例如，根據(jù)從開關(guān)14輸出的YUV信號(Yin，Uin，Vin)的亮度信號Yin，在每個圖像幀內(nèi)獲取作為如圖2所示的直方圖分布的亮度分布。而且，根據(jù)所獲取的亮度分布，在每個圖像幀內(nèi)確定加權(quán)亮度中心G1，設(shè)置從加權(quán)亮度中心G1到低亮度側(cè)和高亮度側(cè)中的每個的預(yù)先確定的寬度，從而在每個圖像幀內(nèi)確定中間亮度區(qū)域。
接著，在黑色側(cè)中間亮度分布獲取電路22和白色側(cè)中間亮度分布獲取電路23中，根據(jù)亮度分布6的數(shù)據(jù)、由亮度分布獲取電路21獲取的加權(quán)亮度中心G和中間亮度區(qū)域6M，在每個圖像幀內(nèi)獲得黑色側(cè)中間亮度分布61和白色側(cè)中間亮度分布62。
隨后，在特性線確定部24內(nèi)，根據(jù)由黑色側(cè)中間亮度分布獲取電路22獲取的黑色側(cè)中間亮度分布61和由白色側(cè)中間亮度分布獲取電路23獲取的白色側(cè)中間亮度分布62，自適應(yīng)地改變參考輸入/輸出特性線L0，確定包括低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB1和高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW1的輸入/輸出特性線(γ曲線)Lout1。而且，例如，如圖5A和圖5B所示，根據(jù)在黑色側(cè)中間亮度分布61內(nèi)的總分布量和在白色側(cè)中間亮度分布62內(nèi)的總分布量，確定在低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB1和高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW1內(nèi)的適當(dāng)增益值(黑色側(cè)增益Bg和白色側(cè)增益Wg)，即從參考輸入/輸出特性線L0自適應(yīng)改變的適當(dāng)量值。更具體地，參考在黑色側(cè)中間亮度區(qū)域6BM和白色側(cè)中間亮度區(qū)域6WM內(nèi)的總分布量，將黑色側(cè)增益Bg和白色側(cè)增益Wg分別增加到黑色側(cè)分布閾值Bt1和白色側(cè)分布閾值Wt1，根據(jù)總分布量，在總分布量大于黑色側(cè)分布閾值Bt1和白色側(cè)分布閾值Wt1的情況下，限制黑色側(cè)增益Bg和白色側(cè)增益Wg的值，從而防止中間亮度區(qū)域6M中的增益過大。以這種方式將在每個圖像幀內(nèi)自適應(yīng)生成的γ曲線Lout輸出給在圖像處理部3內(nèi)的γ校正執(zhí)行電路31。
另一方面，延遲電路15延遲色差信號Uin和Vin，因此，同步色差信號Uin和Vin和從輸入/輸出特性線生成部2輸出的γ曲線Lout。
接著，在圖像處理部3的γ校正執(zhí)行電路31內(nèi)，根據(jù)開關(guān)14輸出的亮度信號Yin和從開關(guān)14輸出并通過延遲電路15的色差信號Uin和Vin，通過使用從輸入/輸出特性線生成部2提供的γ曲線Lout對YUV信號(Yin，Uin，Vin)執(zhí)行對比度改進(jìn)處理。更具體地，將對比度控制為在每個亮度電平內(nèi)在低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB1內(nèi)的黑色側(cè)增益Bg和在高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW1內(nèi)的白色側(cè)增益Wg內(nèi)圖示的程度。
在這種情況下，γ曲線Lout包括低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB1和高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW1，根據(jù)作為在本地區(qū)域內(nèi)的亮度分布的黑色側(cè)中間亮度分布61和白色側(cè)中間亮度分布62，LB1和LW1是在比黑色側(cè)中間亮度分布61和白色側(cè)中間亮度分布62更寬區(qū)域(在相對于加權(quán)亮度中心G1具有更低亮度和更高亮度的區(qū)域)內(nèi)的輸入/輸出特性線，所以低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB1和高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW1以及通過擴(kuò)展到γ曲線Lout輕易地形成簡單曲線，而與輸入圖像的描述無關(guān)(YUV信號(Yin，Uin，Vin))。更具體地，在該實(shí)施例中，低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB1和高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW1分別包括不包含拐點(diǎn)的二次曲線，因而與輸入圖像的描述無關(guān)，也就是說，與在每個圖像幀內(nèi)輸入亮度信號Yin的直方圖發(fā)布無關(guān)，γ曲線Lout是簡單的S形曲線。
因此，例如在大量峰值存在于亮度分布內(nèi)的輸入圖像的情況下，在相關(guān)技術(shù)中的圖像顯示器內(nèi)，如在圖14A和圖14B所示的伽馬曲線L105A和L105B的情況下，伽馬曲線很復(fù)雜，所以降低了改善對比度的效果(參見圖14A)，或者伽馬曲線具有負(fù)值斜率，因而所顯示的圖像看起來不自然(參見圖14B)。另一方面，在根據(jù)本實(shí)施例的圖像顯示器內(nèi)，γ曲線Lout輕易地構(gòu)成簡單S形曲線，因此與相關(guān)技術(shù)相比，更有效地改進(jìn)所顯示圖像的對比度，和防止所顯示的圖像看起來不自然。
而且，如圖5A和圖5B所示，與在黑色側(cè)中間亮度區(qū)域6BM和白色側(cè)中間亮度區(qū)域6WM內(nèi)的總分布值相關(guān)的，根據(jù)總分布值，將黑色側(cè)增益Bg和白色側(cè)增益Wg分別提高到黑色側(cè)分布閾值Bt1和白色側(cè)分布閾值Wt1，因此適當(dāng)?shù)卦O(shè)置了增益，從而根據(jù)總分布值提高了對比度。而且，在總分布值大于黑色側(cè)分布閾值Bt1或白色側(cè)分布閾值Wt1的情況下，限制黑色側(cè)增益Bg和白色側(cè)增益Wg的值，從而防止中間亮度區(qū)域6M中的增益過高。因此，例如，即使在個人皮膚的放大圖像內(nèi)，也不過分強(qiáng)調(diào)皮膚輪廓，顯示更自然的圖像。而且，在總分布值大于黑色側(cè)分布閾值Bt2或白色側(cè)分布閾值Wt2的情況下，進(jìn)一步限制黑色側(cè)增益Bg和白色側(cè)增益Wg的值(以分別低于黑色側(cè)增益閾值Bg2和白色側(cè)增益閾值Wg2)，因此即使進(jìn)一步提高總分布值，也可靠地限制中間亮度區(qū)域6M中的增益不過高。
接著，矩陣電路41在對比度處理之后根從YUV信號(Yout，Uout，Vout)再現(xiàn)RGB信號(Rout，Gout，Bout)，驅(qū)動器42根據(jù)RGB信號(Rout，Gout，Bout)生成驅(qū)動信號，根據(jù)驅(qū)動信號在顯示器5上顯示圖像。
如上所述，在本實(shí)施例中，在亮度分布獲取電路21內(nèi)，根據(jù)輸入亮度信號Yin在每個圖像幀內(nèi)確定中間亮度區(qū)域6M，和在黑色側(cè)中間亮度分布獲取電路22和白色側(cè)中間亮度分布獲取電路23中，在每個圖像幀內(nèi)獲取在中間亮度區(qū)域6M內(nèi)的亮度分布(黑色側(cè)中間亮度分布61和白色側(cè)中間亮度分布62)，和在特性線確定部24內(nèi)，根據(jù)黑色側(cè)中間亮度分布61和白色側(cè)中間亮度分布62，自適應(yīng)地改變參考輸入/輸出特性線L0，從而在每個圖像幀內(nèi)確定γ曲線Lout，和在γ校正執(zhí)行電路31中，根據(jù)γ曲線Lout，執(zhí)行對YUV信號(Yin，Uin，Vin)的圖像校正，因而與與輸入圖像數(shù)據(jù)的描述無關(guān)，γ曲線Lout可以輕易地形成簡單曲線。因此，例如，即使在圖像幀內(nèi)的亮度直方圖分布包括大量分布峰的情況下，所顯示的圖像也看起來很自然，能夠?qū)崿F(xiàn)有效的對比度改進(jìn)。
更具體地，在每個圖像幀內(nèi)獲取每個圖像幀內(nèi)亮度信號Yin的亮度分布6內(nèi)中間亮度區(qū)域6M中的黑色側(cè)中間亮度分布61和白色側(cè)中間亮度分布62，和在特性線確定部24內(nèi)，根據(jù)黑色側(cè)中間亮度分布61和白色側(cè)中間亮度分布62，在每個圖像幀內(nèi)確定通過參考點(diǎn)(加權(quán)亮度中心G1)和最小亮度點(diǎn)P3的低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB1和通過加權(quán)亮度中心G1和最大亮度點(diǎn)P4的高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW1，和在γ校正執(zhí)行電路31中，根據(jù)所確定的低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB1和所確定的高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW1，對在相對于加權(quán)亮度中心G1更低亮度側(cè)和更高亮度區(qū)域內(nèi)的YUV信號(Yin，Uin，Vin)執(zhí)行圖像校正，從而與輸入圖像數(shù)據(jù)的描述無關(guān)，低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB1和高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW1能夠輕易地形成簡單曲線。
此外，在黑色側(cè)中間亮度區(qū)域6BM或白色側(cè)中間亮度區(qū)域6WM的總分布值大于黑色側(cè)分布閾值Bt1或白色側(cè)分布閾值Wt1的情況下，限制黑色側(cè)增益Bg和白色側(cè)增益Wg的值，從而能夠防止中間亮度區(qū)域6M中的增益過高。因此，例如在個人皮膚的放大圖像內(nèi)，并不過于強(qiáng)調(diào)皮膚輪廓，能夠顯示更自然的圖像。
而且，在黑色側(cè)中間亮度區(qū)域6BM或白色側(cè)中間亮度區(qū)域6WM內(nèi)的總分布值大于黑色側(cè)分布閾值Bt2或白色側(cè)分布閾值Wt2的情況下，進(jìn)一步限制黑色側(cè)增益Bg就白色側(cè)增益Wg的值(以分別低于黑色側(cè)增益閾值Bg2和白色側(cè)增益閾值Wg2)，因而即使進(jìn)一步提高總分布值，也能夠可靠地防止中間亮度區(qū)域6M中的增益過高。
此外，分開設(shè)置黑色側(cè)中間亮度分布獲取電路22和白色側(cè)中間亮度分布獲取電路23，因此能夠分別地執(zhí)行改善低亮度區(qū)域內(nèi)對比度的操作和改善高亮度區(qū)域內(nèi)對比度的操作。
第二實(shí)施例接著，在下文中將描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。根據(jù)該實(shí)施例的圖像顯示器還包括在根據(jù)第一實(shí)施例的圖像顯示器內(nèi)輸入-輸出特性線生成部2中的黑色側(cè)亮度分布獲取電路25和白色側(cè)亮度分布獲取電路26。
圖6圖示根據(jù)該實(shí)施例的輸入/輸出特性線生成部2A的配置。根據(jù)該實(shí)施例的輸入/輸出特性線生成部2A包括亮度分布獲取電路21、黑色側(cè)中間亮度分布獲取電路22、白色側(cè)中間亮度分布獲取電路23、特性線確定部分24、黑色側(cè)亮度分布獲取電路25和白色側(cè)亮度分布獲取電路26。用與第一實(shí)施例相同的標(biāo)號表示類似的組件，將不進(jìn)行進(jìn)一步的描述。
例如，如圖7A所示，根據(jù)亮度分布6的數(shù)據(jù)、由亮度分布獲取電路21獲取的加權(quán)亮度中心G和中間亮度區(qū)域6M，黑色側(cè)亮度分布獲取電路25獲取在每個圖像幀中的黑色側(cè)亮度分布63作為在比每個圖像幀內(nèi)確定的中間亮度區(qū)域6M更低亮度側(cè)上的區(qū)域內(nèi)(黑色側(cè)亮度區(qū)域6B)的亮度分布。類似地，例如如在圖7B內(nèi)圖示的，根據(jù)亮度分布6的數(shù)據(jù)、由亮度分布獲取電路21獲取的加權(quán)亮度中心G和中間亮度區(qū)域6M，白色側(cè)亮度分布獲取電路26獲取在每個圖像幀中的白色側(cè)亮度分布64作為在比每個圖像幀內(nèi)確定的中間亮度區(qū)域6M更高亮度側(cè)上的區(qū)域內(nèi)(白色側(cè)亮度區(qū)域6W)的亮度分布。
在這種情況下，亮度分布獲取電路21、黑色側(cè)中間亮度分布獲取電路22、白色側(cè)中間亮度分布獲取電路23、黑色側(cè)亮度分布獲取電路25和白色側(cè)亮度分布獲取電路26對應(yīng)于本發(fā)明中“亮度分布獲取裝置”的具體例子。
在根據(jù)該實(shí)施例的輸入/輸出特性線生成部分2A中，根據(jù)所輸入的亮度信號Yin執(zhí)行生成γ曲線Lout的下述操作。
首先，在亮度分布獲取電路21中，如第一實(shí)施例的情況，根據(jù)亮度信號Yin在每個圖像幀內(nèi)獲取作為直方圖分布的亮度分布6，和根據(jù)所獲取的亮度分布，在每個圖像幀內(nèi)確定加權(quán)亮度中心G1和中間亮度區(qū)域6M。接著，在黑色側(cè)中間亮度分布獲取電路22和白色側(cè)中間亮度分布獲取電路23中，如第一實(shí)施例的情況，根據(jù)亮度分布6的數(shù)據(jù)、加權(quán)亮度中心G和中間亮度區(qū)域6M，在每個圖像幀內(nèi)獲取黑色側(cè)中間亮度分布61和白色側(cè)中間亮度分布62。另一方面，在黑色側(cè)亮度分布獲取電路25和白色側(cè)亮度分布獲取電路26內(nèi)，根據(jù)亮度分布6的數(shù)據(jù)、加權(quán)亮度中心G和中間亮度區(qū)域6M，在每個圖像幀內(nèi)獲取黑色側(cè)亮度分布63和白色側(cè)亮度分布64。
接著，在特性線確定部24內(nèi)，如第一實(shí)施例的情況，根據(jù)由黑色側(cè)中間亮度分布獲取電路22獲取的黑色側(cè)中間亮度分布61和由白色側(cè)中間亮度分布獲取電路23獲取的白色側(cè)中間亮度分布62，生成低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB1和高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW1。
在根據(jù)該實(shí)施例的特性線確定部分24內(nèi)，當(dāng)最后確定γ曲線Lout時，除了低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB1和高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW1，還根據(jù)由黑色側(cè)亮度分布獲取電路25獲取的黑色側(cè)亮度分布63和由白色側(cè)亮度分布獲取電路26獲取的白色側(cè)亮度分布64，確定γ曲線Lout。更具體地，如圖8A所示的γ曲線Lout11的情況，在低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB1和高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW1中的增益上疊加根據(jù)黑色側(cè)亮度分布63生成的輸入/輸出特性線L10B中的增益和根據(jù)白色側(cè)亮度分布64生成的輸入/輸出特性線L10W中的增益，從而最終確定包括低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB11和高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW11的γ曲線Lout11。因此，除了中間亮度區(qū)域6M內(nèi)的亮度分布之外，還考慮在黑色側(cè)亮度區(qū)域6B和白色側(cè)亮度區(qū)域6W內(nèi)的亮度分布，確定γ曲線Lout11，從而更準(zhǔn)確地調(diào)整γ曲線。
而且，例如，如圖8B所示，在作為在低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB1和高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW1中的增益上疊加輸入/輸出特性線L10B和輸入/輸出特性線L10W中的增益的結(jié)果的情況下，在低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB11或高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW11中的增益變得過高，并且在部分黑色側(cè)亮度區(qū)域6B或白色側(cè)亮度區(qū)域6W的一部分內(nèi)，即使改變輸入，輸出也不改變，因此難以顯示灰度級(gray level)，校正在輸入/輸出特性線L10B和輸入/輸出特性線L10W中的增益，從而更小，并防止在低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB11或高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW11中的增益過高。因此，可以防止部分黑色側(cè)亮度區(qū)域6B或白色側(cè)亮度區(qū)域6W被破壞，能夠可靠地顯示灰度電平。
此外，例如，如圖9A所示，在根據(jù)黑色側(cè)亮度分布63或白色側(cè)亮度分布64生成的輸入/輸出特性線具有類似于附圖中輸入/輸出特性線L20的形狀的情況下，以類似的方式類似于附圖內(nèi)的γ曲線Lout21確定輸入/輸出特性線，并且在此時增益變得過高的情況下，類似于圖9B所示的輸入/輸出特性線L21，校正γ曲線Lout21中的增益以不變得過高。
如上所述，在該實(shí)施例中，當(dāng)最終確定γ曲線Lout時，除了低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB1和高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW1，還考慮由黑色側(cè)亮度分布獲取電路25獲取的黑色側(cè)亮度分布63和由白色側(cè)亮度分布獲取電路26獲取的白色側(cè)亮度分布64來確定γ曲線Lout，因而當(dāng)還考慮黑色側(cè)亮度區(qū)域6B和白色側(cè)亮度區(qū)域6W內(nèi)的亮度分布確定γ曲線Lout11時，能夠更準(zhǔn)確地調(diào)整γ曲線。
更具體地，例如，在疊加輸入/輸出特性線L10B和輸入/輸出特性線L10W中增益的結(jié)果的情況下，在低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB11或高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW11中的增益變得過高，難以顯示部分黑色側(cè)亮度區(qū)域6B或白色側(cè)亮度區(qū)域6W內(nèi)的灰度級，校正在輸入/輸出特性線L10B和輸入/輸出特性線L10W中的增益以更小，所以可以防止部分黑色側(cè)亮度區(qū)域6B或白色側(cè)亮度區(qū)域6W被破壞，能夠可靠地顯示灰度電平。
而且，分開設(shè)置黑色側(cè)亮度分布獲取電路25和白色側(cè)亮度分布獲取電路26，所以在該實(shí)施例中，可以分別執(zhí)行改進(jìn)低亮度區(qū)域內(nèi)對比度的操作和改進(jìn)高亮度區(qū)域內(nèi)對比度的操作。
盡管參考第一實(shí)施例和第二實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限制于此，可以進(jìn)行各種改變。
例如，在上述實(shí)施例中，在根據(jù)在圖2所示的整個亮度區(qū)域內(nèi)的亮度分布6確定加權(quán)亮度中心G1的情況下，根據(jù)加權(quán)亮度中心G1確定中間亮度區(qū)域，將具有從加權(quán)中間亮度中心到作為黑色側(cè)的低亮度側(cè)和作為白色側(cè)的高亮度側(cè)中每側(cè)的預(yù)先確定寬度的區(qū)域確定為在每個圖像幀中的中間亮度區(qū)域6M。然而，在加權(quán)亮度中心G1偏向黑色側(cè)的情況下，如圖10A所示(在比加權(quán)亮度中心G1c更低亮度的一側(cè)上提供加權(quán)亮度中心G11的情況下)，由特性線確定部24確定輸入/輸出特性線Lout3，該Lout3包括通過中心點(diǎn)P30的低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB3和高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW3；然而，通過低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB3，如圖所示，過度地降低了黑色增益，所以難以再現(xiàn)黑色細(xì)節(jié)，因而圖像變得過于黑暗。而且，在加權(quán)亮度中心G1偏向白色側(cè)的情況下，如圖11A所示(在比加權(quán)亮度中心G1c更高亮度的一側(cè)上提供加權(quán)亮度中心G1h的情況下)，由特性線確定部24確定輸入/輸出特性線Lout5，該Lout5包括通過中心點(diǎn)P50的低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB5和高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LW5；然而，通過高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線LB5，如圖所示，過度地提高了白色增益，因而圖像看起來過亮。
因而，在加權(quán)亮度中心G1偏向黑色側(cè)或白色側(cè)的情況下，如圖10B或圖11B所示，將一個區(qū)域確定為中間區(qū)域6Mv，在該區(qū)域中，其寬度與中間亮度區(qū)域6M的寬度相同，并且在距離加權(quán)亮度中心G1偏向的一側(cè)上的加權(quán)中間亮度中心的寬度較窄而另一側(cè)上的寬度較寬，因而能夠防止黑色增益或者白色增益變得過高，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更加有效的對比度改進(jìn)。
例如，在上述實(shí)施例中，描述根據(jù)在圖2所示的整個亮度區(qū)域內(nèi)的亮度分布6確定加權(quán)亮度中心G1，和根據(jù)加權(quán)亮度中心G1確定中間亮度區(qū)域6M的情況；然而，例如如圖12所示，根據(jù)在預(yù)先確定初始中間亮度區(qū)域6M0內(nèi)的亮度分布確定加權(quán)亮度中心(加權(quán)中間亮度中心G1M)，并且可以將一個區(qū)域確定為在每個圖像幀中的中間亮度區(qū)域6M，該區(qū)域具有從加權(quán)中間亮度中心G1M到低亮度側(cè)和高亮度側(cè)中每側(cè)的預(yù)先確定寬度(在圖13所示的例子中，等于3個灰度級的寬度)。在這樣一種配置中，能夠獲得與在上述實(shí)施例中相同的效果。
而且，在上述實(shí)施例中，參考圖5A和圖5B詳細(xì)地描述了在黑色側(cè)中間亮度區(qū)域6BM或白色側(cè)中間亮度區(qū)域6WM內(nèi)的總分布值和黑色側(cè)增益Bg或白色側(cè)增益Wg之間的關(guān)系；然而，本發(fā)明并不限制于這種情況。例如，在區(qū)域B2和W2和區(qū)域B4和W4內(nèi)，黑色側(cè)增益Bg和白色側(cè)增益Wg可能不具有統(tǒng)一值，并可能輕微地增加或降低到增益并不變得過高的程度。此外，可以從區(qū)域B0和W2增加黑色側(cè)增益Bg和白色側(cè)增益Wg，或者可以從區(qū)域B2和W2直接降低增益到區(qū)域B4和W4，而不設(shè)置區(qū)域B3和W3。
在上述實(shí)施例中，描述了這樣一種情況，其中將黑色側(cè)中間亮度分布獲取電路22和白色側(cè)中間亮度分布獲取電路23設(shè)置在輸入/輸出特性線生成部2內(nèi)，或者除此之外，將黑色側(cè)亮度分布獲取電路25和白色側(cè)亮度分布獲取電路26設(shè)置在輸入/輸出特性線生成部2A，從而同時執(zhí)行在低亮度側(cè)上的對比度改進(jìn)處理和在高亮度側(cè)上的對比度改進(jìn)處理；然而，可以僅設(shè)置黑色側(cè)中間亮度分布獲取電路22和白色側(cè)中間亮度分布獲取電路23之一，或者除此之外，可以僅設(shè)置黑色側(cè)亮度分布獲取電路25和白色側(cè)亮度分布獲取電路26之一，從而執(zhí)行在低亮度側(cè)或者在高亮度側(cè)上的對比度改進(jìn)處理。即使在這樣一種配置下，也能夠顯示比在相關(guān)技術(shù)中更自然的圖像，并能夠有效地改進(jìn)對比度。
在上述實(shí)施例中，描述了圖像處理部3包括γ校正執(zhí)行電路31的情況；然而，圖像處理部3的配置并不限制于這種情況，該圖像處理部3例如可以包括另一個用于圖像處理的電路或者多個這樣的電路。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解根據(jù)設(shè)計要求和其它因素，可以出現(xiàn)各種修改、組合、子組合和替換，只要它們在權(quán)利要求書或其等同物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種圖像校正電路，包括區(qū)域確定裝置，用于根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)的描述確定在每個圖像幀中的中間亮度區(qū)域；亮度分布獲取裝置，用于獲取在每個圖像幀中所確定的中間亮度區(qū)域中輸入圖像數(shù)據(jù)的亮度分布；確定裝置，用于通過根據(jù)中間亮度區(qū)域中所獲取的亮度分布自適應(yīng)地改變預(yù)先確定的參考輸入/輸出特性線，確定在每個圖像幀中的輸入/輸出特性線，該輸入/輸出特性線定義在輸入圖像數(shù)據(jù)上圖像校正的實(shí)質(zhì)；和校正執(zhí)行裝置，用于根據(jù)所確定的輸入/輸出特性線對輸入圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像校正電路，其中區(qū)域確定裝置確定在每個圖像幀中輸入圖像數(shù)據(jù)的亮度分布的加權(quán)亮度中心，并且確定一個區(qū)域作為中間亮度區(qū)域，該區(qū)域通過設(shè)置從所獲取的加權(quán)亮度中心到低亮度側(cè)的第一寬度和通過設(shè)置從加權(quán)亮度中心到高亮度側(cè)的第二寬度來確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像校正電路，其中亮度分布獲取裝置獲取在每個圖像幀中的黑色側(cè)中間亮度分布作為一個區(qū)域中的亮度分布，該區(qū)域在所確定的中間亮度區(qū)域中的最低亮度和在中間亮度區(qū)域中心提供的參考亮度之間；確定裝置根據(jù)所獲取的黑色側(cè)中間亮度分布確定低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線，該低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線通過根據(jù)參考亮度確定的參考輸入/輸出特性線中的參考點(diǎn)并且通過參考輸入/輸出特性線的最小亮度點(diǎn)；和校正執(zhí)行裝置根據(jù)所確定的低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線對具有低于參考亮度的亮度側(cè)的輸入圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像校正。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的圖像校正電路，其中低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線是在參考輸入/輸出特性線之下提供的、不具有拐點(diǎn)的曲線。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的圖像校正電路，其中亮度分布獲取裝置還獲取黑色側(cè)亮度分布，作為在相對于中間亮度區(qū)域中的最低亮度具有較低亮度的區(qū)域中的亮度分布；和確定裝置根據(jù)所獲取的黑色側(cè)亮度分布以及黑色側(cè)中間亮度分布確定低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的圖像校正電路，其中亮度分布獲取裝置還獲取白色側(cè)中間亮度分布，作為在所確定的中間亮度區(qū)域中的最高亮度和參考亮度之間的區(qū)域中的亮度分布；確定裝置還根據(jù)所獲取的白色側(cè)中間亮度分布確定高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線，該高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線通過參考輸入/輸出特性線中的參考點(diǎn)并且通過參考輸入/輸出特性線的最大亮度點(diǎn)；和校正執(zhí)行裝置分別根據(jù)所確定的低亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線和所確定的高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線，對相對于參考亮度具有較低亮度和較高亮度的區(qū)域中的輸入圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像校正。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的圖像校正電路，其中高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線是在參考輸入/輸出特性線之上提供的、不具有拐點(diǎn)的曲線。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的圖像校正電路，其中亮度分布獲取裝置還獲取白色側(cè)亮度分布，作為在相對于中間亮度區(qū)域中的最高亮度具有較高亮度的區(qū)域中的亮度分布；和確定裝置根據(jù)所獲取的白色側(cè)亮度分布以及白色側(cè)中間亮度分布確定高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像校正電路，其中亮度分布獲取裝置獲取在每個圖像幀中的白色側(cè)中間亮度分布作為一個區(qū)域中的亮度分布，該區(qū)域在所確定的中間亮度區(qū)域中的最高亮度和在中間亮度區(qū)域中心提供的參考亮度之間；確定裝置根據(jù)所獲取的白色側(cè)中間亮度分布確定高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線，該高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線通過根據(jù)參考亮度確定的參考輸入/輸出特性線中的參考點(diǎn)并且通過參考輸入/輸出特性線的最大亮度點(diǎn)；和校正執(zhí)行裝置根據(jù)所確定的高亮度區(qū)域輸入/輸出特性曲線對具有高于參考亮度的亮度的輸入圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像校正。
10.一種圖像校正方法，包括步驟根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)的描述確定在每個圖像幀中的中間亮度區(qū)域；獲取在每個圖像幀中所確定的中間亮度區(qū)域中輸入圖像數(shù)據(jù)的亮度分布；通過根據(jù)中間亮度區(qū)域中所獲取的亮度分布自適應(yīng)地改變預(yù)先確定的參考輸入/輸出特性線，確定在每個圖像幀中的輸入/輸出特性線，該輸入/輸出特性線定義在輸入圖像數(shù)據(jù)上圖像校正的實(shí)質(zhì)；和根據(jù)所確定的輸入/輸出特性線對輸入圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像校正。
11.一種圖像顯示器，包括區(qū)域確定裝置，用于根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)的描述確定在每個圖像幀中的中間亮度區(qū)域；亮度分布獲取裝置，用于獲取在每個圖像幀中所確定的中間亮度區(qū)域中輸入圖像數(shù)據(jù)的亮度分布；確定裝置，用于通過根據(jù)中間亮度區(qū)域中所獲取的亮度分布自適應(yīng)地改變預(yù)先確定的參考輸入/輸出特性線，確定在每個圖像幀中的輸入/輸出特性線，該輸入/輸出特性線定義在輸入圖像數(shù)據(jù)上圖像校正的實(shí)質(zhì)；校正執(zhí)行裝置，用于根據(jù)所確定的輸入/輸出特性線對輸入圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像校正；和顯示裝置，用于根據(jù)在其上執(zhí)行圖像校正的輸入圖像數(shù)據(jù)顯示圖像。
12.一種圖像校正電路，包括區(qū)域確定部，用于根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)的描述確定在每個圖像幀中的中間亮度區(qū)域；亮度分布獲取部，用于獲取在每個圖像幀中所確定的中間亮度區(qū)域中輸入圖像數(shù)據(jù)的亮度分布；確定部，用于通過根據(jù)中間亮度區(qū)域中所獲取的亮度分布自適應(yīng)地改變預(yù)先確定的參考輸入/輸出特性線，確定在每個圖像幀中的輸入/輸出特性線，該輸入/輸出特性線定義在輸入圖像數(shù)據(jù)上圖像校正的實(shí)質(zhì)；和校正執(zhí)行部，用于根據(jù)所確定的輸入/輸出特性線對輸入圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像校正。
13.一種圖像顯示器，包括區(qū)域確定部，用于根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)的描述確定在每個圖像幀中的中間亮度區(qū)域；亮度分布獲取部，用于獲取在每個圖像幀中所確定的中間亮度區(qū)域中輸入圖像數(shù)據(jù)的亮度分布；確定部，用于通過根據(jù)中間亮度區(qū)域中所獲取的亮度分布自適應(yīng)地改變預(yù)先確定的參考輸入/輸出特性線，確定在每個圖像幀中的輸入/輸出特性線，該輸入/輸出特性線定義在輸入圖像數(shù)據(jù)上圖像校正的實(shí)質(zhì)；校正執(zhí)行部，用于根據(jù)所確定的輸入/輸出特性線對輸入圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像校正；和顯示部，用于根據(jù)在其上執(zhí)行圖像校正的輸入圖像數(shù)據(jù)顯示圖像。
全文摘要
一種圖像校正電路，包括區(qū)域確定裝置，用于根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)的描述確定在每個圖像幀中的中間亮度區(qū)域；亮度分布獲取裝置，用于獲取在每個圖像幀中所確定的中間亮度區(qū)域中輸入圖像數(shù)據(jù)的亮度分布；確定裝置，用于通過根據(jù)中間亮度區(qū)域中所獲取的亮度分布自適應(yīng)地改變預(yù)先確定的參考輸入/輸出特性線，確定在每個圖像幀中的輸入/輸出特性線，該輸入/輸出特性線定義在輸入圖像數(shù)據(jù)上圖像校正的實(shí)質(zhì)；和校正執(zhí)行裝置，用于根據(jù)所確定的輸入/輸出特性線對輸入圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像校正。
文檔編號G09G5/10GK101076088SQ20071010399
公開日2007年11月21日 申請日期2007年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月17日
發(fā)明者原田茂 申請人:索尼株式會社