專利名稱：圖像處理裝置和方法及圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于作為視頻信號輸入信號、進(jìn)行數(shù)字圖像顯示的數(shù)字圖像顯示裝置的圖像處理裝置和方法以及含有所述圖像處理裝置的圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
以往，輸入到數(shù)字圖像顯示裝置的數(shù)字視頻信號為了接近CRT裝置的顯示特性，通常要作γ校正。
但是，在將經(jīng)過γ校正的視頻信號原封不動地輸入數(shù)字圖像顯示裝置時，會產(chǎn)生顯示圖像假輪廓、顯示品位降低那樣的問題。
在例如日本特開平9-185707號公報(1997年7月15日公開)中揭示了一種采用誤差擴(kuò)散法的信號處理技術(shù)，即將經(jīng)延遲時間控制的累積誤差信號隨機(jī)地加入視頻信號中，對具有線性亮度特性的顯示裝置和空間光調(diào)制元件進(jìn)行必要的γ校正，借此減少由γ校正發(fā)生的假輪廓的技術(shù)。
可是在上述公報揭示的誤差擴(kuò)散法中，為了不累積誤差，使加入到視頻信號中的累積誤差信號加以存儲和反饋。因而要另行設(shè)置存儲累積誤差信號用的存儲器的反饋電路，因此產(chǎn)生裝置復(fù)雜、成本高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于廉價地提供以簡單的電路構(gòu)成較少在顯示圖像中產(chǎn)生的假輪廓的圖像處理裝置和方法以及含有該裝置的圖像顯示裝置。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的圖像處理裝置和圖像處理方法，將作為視頻信號輸入的n位的數(shù)字信號變換為m位數(shù)字信號的第1信號處理電路，其中m、n為自然數(shù)且m＞n，和將噪聲信號加到所述第1信號處理電路輸出的m位數(shù)字信號后，輸出舍去下位m-Q位后的Q位數(shù)字信號的第2信號處理電路，其中Q為自然數(shù)且Q≤n。
因此，被輸入的n位數(shù)字信號，擴(kuò)展為m位數(shù)字信號，繼而m位數(shù)字信號與減少假輪廓用的噪聲信號作加法運(yùn)算，舍去下位(m-Q)位，變換為Q位數(shù)字信號，接著將n位數(shù)字信號輸入到具有Q位顯示特性的顯示裝置。
這樣，顯示裝置中輸入位數(shù)并不減少的數(shù)字信號。即，8位數(shù)字信號輸入到8位顯示特性的顯示裝置。
而且，通過將減少假輪廓用的噪聲信號加到m位數(shù)字信號中，防止了應(yīng)該顯示的圖像的鄰接像素中的濃淡急劇變化。這里，m位數(shù)字信號成為少發(fā)生假輪廓的視頻信號。
而且，該假輪廓發(fā)生少的m位數(shù)字信號的下位(m-Q)位被舍去，變換為與顯示裝置的顯示特性相同的Q位數(shù)字信號。該Q位數(shù)字信號成為應(yīng)該顯示的圖像的鄰接像素中的濃淡不急劇移動的視頻信號，即不發(fā)生假輪廓的視頻信號。
因此，將該Q位數(shù)字信號輸入到具有Q位顯示特性的顯示裝置，從而能獲得幾乎不發(fā)生假輪廓的高品位顯示圖像。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的圖像處理裝置和圖像處理方法，將減少假輪廓用的噪聲信號加到輸入的m位(m為自然數(shù))數(shù)字信號中后輸出舍去下位(m-Q)位，(Q＜m，Q為自然數(shù))后的Q位數(shù)字信號的信號處理電路。
因此，將噪聲信號加到m位數(shù)字信號中之后，為舍去下位(m-Q)位，不是簡單地抽除下位(m-Q)位，可以由Q位數(shù)字信號仿真的顯示m位相當(dāng)?shù)娘@示特性。
只要將加算到上述m位數(shù)字信號中的噪聲信號電平的平均值設(shè)定為零就行。即使將這樣設(shè)定的噪聲信號隨機(jī)地加到數(shù)字信號作加法運(yùn)算，也不會因噪聲信號的加算而引起誤差累積。
這樣，在用以往的誤差擴(kuò)散法將累積誤差信號加到數(shù)字信號的場合，為防止誤差累積所必須的存儲器和反饋電路等裝置成為不必要，因此能提供裝置簡化、廉價的圖像處理裝置。
本發(fā)明還提供具有上述圖像處理裝置的圖像顯示裝置。
本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將通過以下的說而十分明顯。又本發(fā)明的長處參照附圖通過下面的說明而變得明白。


圖1為具備本發(fā)明的圖像處理裝置的圖像顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖2(a)為圖1所示的圖像處理裝置具備的第1信號處理電路的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖2(b)為圖2(a)所示第1信號處理電路中的輸入值與輸出值的關(guān)系曲線。
圖3為圖2所示第1信號處理電路中的輸入信號的信號電平與透射率的關(guān)系曲線。
圖4為圖1所示圖像顯示裝置具備的顯示單元的LCD顯示特性曲線。
圖5為圖2所示第1信號處理電路中的輸出信號的信號電平與透射率的關(guān)系曲線。
圖6為圖1所示圖像處理裝置具備的第2信號處理電路的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖7為圖6所示第2信號處理電路具備的噪聲發(fā)生電路的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖8為隨機(jī)噪聲信號圖。
圖9為圖8所示噪聲信號電平的次數(shù)分布圖。
圖10(a)～(d)為彩色化時的圖1所示第1信號處理電路中的輸入信號與輸出信號的關(guān)系曲線，圖10(a)為輸入信號的信號電平與LCD的透射率關(guān)系曲線，圖10(b)為輸出信號中R(紅)信號的信號電平與LCD(綠)信號的信號電平與LCD的透射率關(guān)系曲線，圖10(d)為輸出信號中B(藍(lán))信號的信號電平與LCD的透射率關(guān)系曲線。
圖11為示出進(jìn)行本發(fā)明的圖像處理裝置中的LUT的值用的各電路連接狀態(tài)的圖像顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖12為對圖11所示圖像顯示裝置中的顯示單元使用的驅(qū)動用IC輸入視頻信號與同步信號的狀態(tài)說明圖。
具體實施例方式
對本發(fā)明實施的一個形態(tài)說明如下。本實施形態(tài)中，以液晶顯示裝置作為圖像顯示裝置進(jìn)行說明。
如圖1所示，本實施形態(tài)的液晶顯示裝置，具備作為顯示按視頻信號的圖像用的顯示裝置的顯示單元11和使視頻信號與顯示單元11的顯示特性一致并處理的圖像處理裝置12。
所述顯示單元11含有Q位(Q為自然數(shù))顯示性能即灰階數(shù)為2Q的LCD13、作為驅(qū)動該LCD13用的驅(qū)動裝置的源驅(qū)動器14以及柵驅(qū)動器15。
所述源驅(qū)動器14輸入由圖像處理裝置處理過的視頻信號，將與輸入的信號對應(yīng)的電壓加到源電極線(未圖示)。
另一方面，所述柵驅(qū)動器15輸出從同步信號發(fā)生電路(未圖示)輸出的同步信號(水平同步信號H、垂直同步信號V)，將與輸入的同步信號對應(yīng)的電壓加到柵電極線(未圖示)。
圖像處理裝置12具備第1信號處理電路(第1信號處理部分)16和第2信號處理電路(第2信號處理部分)17，前者具備對作為視頻信號輸入的n位(n為自然數(shù))數(shù)字信號進(jìn)行γ校正后，變換為m位(m＞n，m為自然數(shù))數(shù)字信號并輸出的位變換裝置，后者對第1信號處理部分16輸出的m位數(shù)字信號舍去m位中下位(m-Q)位(Q≤n，Q為自然數(shù))，變換為Q位數(shù)字信號并加以輸出。
因而，輸入到所述顯示單元11的源驅(qū)動器14的數(shù)字信號的位數(shù)Q為與輸入的位數(shù)相同的n位或小于n位。
結(jié)果不發(fā)生由于γ校正視頻信號時產(chǎn)生位失落引起的假輪廓，因此能大幅度提高在上述結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置中的顯示圖像的顯示品位。
以下說明中，取n＝8、m＝10、Q＝8來說明。即所述LCD13作為具有Q＝8位的顯示性能來說明，又，在圖像處理裝置12中，先是在第1信號處理部分16中將n＝8位的數(shù)字信號擴(kuò)展為m＝10位的數(shù)字信號，接著在第2信號處理部分17中將m＝10位的數(shù)字信號舍去下位2位(m-Q)，變換為Q＝8位的數(shù)字信號的情況加以說明。
這里就圖像處理裝置12說明如下。
首先關(guān)于圖像處理裝置12內(nèi)第1信號處理部分16中的信號處理，參照圖2～圖5說明如下。還假設(shè)由透射率隨顯示電極上所加電壓增大而減小的常白模式的液晶構(gòu)成顯示單元11的LCD13。
第1信號處理部分16具有作為對輸入8位數(shù)字信號作γ校正最后變換成10位數(shù)字信號的位變換裝置的LUT(查閱表)18，如圖2(a)所示。即是說，LUT18是將8位數(shù)字信號的信號電平(輸入值)變換為與之對應(yīng)的10位數(shù)字信號的信號電平(輸出值)的一種變換，如圖2(b)所示。
關(guān)于LUT18輸出值的設(shè)定，參照圖3～圖5說明如下。
圖3示出了輸入的8位數(shù)字信號的信號電平與LUT18透射率之間的關(guān)系曲線。示出的是電視系統(tǒng)中多用的γ＝2.2的狀態(tài)。圖4示出上述LUT13的顯示特性曲線，為對該LUT13的電極的施加電壓與其透射率之間的關(guān)系曲線。圖5示出在圖2所示的將8位數(shù)字信號變換為10位數(shù)字信號時，數(shù)字信號的信號電平與LUT13透射率之間的關(guān)系曲線。
圖5所示曲線的作法如下。根據(jù)圖4，施加電壓1.00V時透射率為100％，這時輸入的數(shù)據(jù)信號的信號電平為1023，施加電壓4.50V時透射率為0％，這時輸入的數(shù)字信號的信號電平為0。同樣，透射率50％時施加電壓為2.5V，信號電平為584(用1023-(2.50-1.00)/(4.50-1.00)×1024求出)；又，透射率20％時施加電壓為3.20V，信號電平為379。又，透射率70％時施加電壓為2.20V，信號電平為672；透射率90％時施加電壓1.70V，信號電平為818。
這里，所謂信號電平就是表示視頻信號的灰階數(shù)，8位時為28＝256個灰階，故圖3曲線的橫坐標(biāo)刻度0～255。10位時為210＝1024個灰階，故圖5的橫坐標(biāo)刻度為0～1023。
圖2(b)是如此得到的圖5與圖3的關(guān)系曲線。例如，透射率50％時，由圖3輸入電平為192，另一方面由圖5得10位值為584。即圖2(b)是將輸入值192的輸入變換為輸出值584的曲線。同樣在該曲線中，透射率20％時輸入值128、透射率70％時輸入值220、透射率90％時輸入值242分別變換為輸出值379、672、818。
對全部電平求出這種對應(yīng)關(guān)系就獲得圖2(b)。
采用決定上述輸出值的LUT18，就將以8位輸入的數(shù)字信號變換成10位數(shù)字信號。變換后的10位數(shù)字信號的信號電平與LCD13透射率之間的關(guān)系便如圖5所示。
下面說明圖像處理裝置12中第2信號處理電路17中的信號處理。
第2信號處理電路17如圖6所示，由發(fā)生加到輸入的數(shù)字信號中的噪聲信號的噪聲發(fā)生電路19、將噪聲發(fā)生電路19的噪聲信號加到輸入的數(shù)字信號中作加法運(yùn)算的加法器、變換噪聲信號加法運(yùn)算后的數(shù)字信號的位數(shù)的位變換電路21構(gòu)成的BDE(位深度擴(kuò)展)22所組成。來自同步信號發(fā)生電路(未圖示)的同步信號(水平同步信號H、看不起同步信號V)輸入到噪聲發(fā)生電路19。
這里，在第2信號處理電路17中，將減少假輪廓用的噪聲信號加入到數(shù)字信號作加法運(yùn)算，由此防止了在應(yīng)顯示圖像的鄰接像素的濃淡的急劇變化。經(jīng)加算的該噪聲信號的10位數(shù)字信號便成為假輪廓發(fā)生少的視頻信號。
然后將該假輪廓發(fā)生少的10位數(shù)字信號的下位2位舍去，作為8位數(shù)字信號，輸出到具有8位顯示特性的顯示單元11。輸出到顯示單元11的8位數(shù)字信號便成為在應(yīng)顯示圖像的鄰接像素的濃漠無急劇移動的視頻信號，即假輪廓發(fā)生少的視頻信號。
因此，通過將該8位數(shù)字信號輸入到具有8位顯示特性的顯示裝置，從而獲得假輪廓幾乎不發(fā)生的高品位顯示圖像。
噪聲發(fā)生電器19是發(fā)生使視頻信號中不發(fā)生假輪廓的噪聲信號的電路。
發(fā)生的噪聲信號的信號電平的平均值使設(shè)定為零。
或者也可使用特定的特性曲線表發(fā)生噪聲。例如如圖7所示，噪聲發(fā)生電路19由噪聲ROM41和地址計數(shù)器42構(gòu)成。水平同步信號H與垂直同步信號V輸入到地址計數(shù)器42。
噪聲ROM41中存儲1個畫面份量的噪聲，另一方面地址計數(shù)器中，水平地址以水平每1像素為增量，垂直地址以垂直每1行為增量，其輸出加到噪聲ROM41。結(jié)果從噪聲ROM41以每個像素的次序得到1個畫面份量的噪聲。將它在圖6所示的加法電路中與圖像信號作加法運(yùn)算。
噪聲ROM41也可以不以1個畫面份量而以例如16×16、32×32等小塊為單位來存儲。這時，地址計數(shù)器42每16或32復(fù)位，以塊的單位重復(fù)輸出相同的噪聲數(shù)據(jù)。這里，以此目的使用加到地址計數(shù)器42的水平同步信號H、垂直同步信號V。又，因為噪聲數(shù)據(jù)是后述那樣的隨機(jī)信號，故即使以所說的16或32的塊為單位，周期性也不會成為視覺上的問題。因此，通過采用這種結(jié)構(gòu)，具有大幅度削減噪聲ROM41的ROM容量的優(yōu)點(diǎn)。
地址計數(shù)器42也可以下述那樣來構(gòu)成。即對每個畫面的幀(每個垂直同步信號V)或每塊分界變更最前面地址那樣來構(gòu)成。
例如在將噪聲作為16×16的塊結(jié)構(gòu)的場合，其結(jié)構(gòu)為，先在最初的塊中以噪聲ROM41的地址(0，0)為開頭，順序地讀出每個像素的噪聲直至地址(15，15)為止，在下一塊中，以噪聲ROM41的地址(1，1)為開頭一直讀出到地址(15，15)，繼而連續(xù)地經(jīng)地址(0，0)(0，15)一直讀出到地址(1，0)為止，在再下一塊中以地址(2，2)為開頭讀出至地址(15，15)，繼而連續(xù)經(jīng)(1，10)(1，15)，一直讀出到地址(2，1)為止，以下的讀出方式依此類推。
本例中，每塊邊界即每塊讀出上，水平、垂直同時增加一個開始地址，但也可以增加2個以上的開始地址，也可以水平或垂直中僅一個增加開始地址。
或者在用幀單位改變開頭地址的場合，其結(jié)構(gòu)為，先在最初的幀中以噪聲ROM41的地址(0，0)為開頭，順序地讀出每個像素的噪聲直至地址(15，15)為止，在下一幀中也同樣從地址(0，0)順序讀出，以下在這幀中順序反復(fù)讀出，另一方面，在下一幀中，以噪聲ROM41的地址(1，1)為開頭一直讀到地址(15，15)，繼而連續(xù)經(jīng)地址(0，0)(0，15)一直到讀到地址(1，0)為止，以下在這一幀中繼續(xù)這樣的讀出方法直至最后，在再下一幀中以地址(2，2)為開頭讀到地址(15，15)，繼而連續(xù)經(jīng)地址(0，0)(0，15)(1，0)(1，15)，一直讀出到地址(2.1)，繼續(xù)這一讀出方法直至最后。
本例中，每幀中水平、垂直同時每1個地址地增加開始地址，但也可以增加2個以上的開始地址，也可以水平或垂直中僅一個增加開始地址。
這里，雖然示出對幀內(nèi)每塊改變讀出開始地址的方法以及對每幀改變讀出開始地址的方法，但也可考慮任意地組合。這樣，通過順序改變讀出開始地址，本不明顯的塊邊界更難以引人注目。這是因為通過施行這樣的讀出方法，能消除具有16×16等的塊結(jié)構(gòu)的噪聲的塊結(jié)構(gòu)。
在對每幀改變開始位置的方法中，具有下述特有的效果。即是說，液晶顯示裝置中一般不響應(yīng)于一幀以下的速度，由于不能完全追隨以一幀單位變化的噪聲，結(jié)果每個像素便顯示信號值中加入噪聲平均值的值。這樣本方法中如后述那樣即使進(jìn)行過將信號舍去若干位的處理，也能對全部像素差生均等舍去后的誤差。這意味著全部像素能顯示全部的量子化電平的值。
與之相對，在上述的對每幀不改變噪聲的方法中，因為以所謂面積灰階法原理顯示灰階，如果考慮每個像素，則不能說能顯示全部的量子化電平，而可以說是以畫面的某種大小為單位能顯示平均的全部灰階的方法。
因而，在使每幀改變噪聲的方法中，便能以像素單位顯示全部灰階，而且如果一并使用上述的以塊單位改變開頭地址的方法，則用較少的存儲器容量也具有塊邊界顯著的那種特征。而且如后述那樣通過對噪聲性質(zhì)的分析，也能兼?zhèn)溥m用于液晶的特征。
這樣，在對噪聲發(fā)生電路19中發(fā)生的噪聲信號經(jīng)加法運(yùn)算后的數(shù)字信號中，便不會累積平均的誤差，不必設(shè)置防止誤差用的特別電路。
為了使所發(fā)生的噪聲信號的信號電平的平均值為零，可使用隨機(jī)數(shù)發(fā)生軟件產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，由使該發(fā)生的隨機(jī)數(shù)信號的振幅平均值為零的算法容易地加以實現(xiàn)。
上述隨機(jī)數(shù)發(fā)生軟件用來產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)噪聲信號。最好這種噪聲信號的鄰近像素間的振幅自相關(guān)性低，其分布范圍中不存在次數(shù)為零的振幅值。又，最好噪聲信號振幅的次數(shù)分布為以該噪聲信號的振幅零為中心的高斯分布。
即是說，上述的隨機(jī)數(shù)噪聲信號如圖8所示那樣，噪聲電平ΔV的振幅不離開上限電平與下限電平，此外，其電平平均值在一定范圍(例如1幀)內(nèi)總是為零。又，噪聲電平的次數(shù)分布認(rèn)為如圖9所示那樣的高斯分布是最自然的。
這里，如噪聲信號的鄰近像素間的自相關(guān)性低，則能得到所附加的噪聲信號中幾乎沒有振幅的周期規(guī)則性，隨機(jī)性高的噪聲信號。這一點(diǎn)在本發(fā)明用于液晶顯示裝置中時具有特別的效果。即在液晶顯示裝置中，為進(jìn)行AC驅(qū)動，一般進(jìn)行點(diǎn)反轉(zhuǎn)、行反轉(zhuǎn)或幀反轉(zhuǎn)，但其反轉(zhuǎn)周期在每種液晶顯示裝置中有所不同，不全統(tǒng)一。
為了進(jìn)行這樣的反轉(zhuǎn)驅(qū)動，液晶顯示裝置中存在抑制圖案，在很少有必要顯示該抑制圖案時，就產(chǎn)生大的像質(zhì)劣化。因而什么樣的圖像也不能顯示滿意的像質(zhì)。又，反轉(zhuǎn)驅(qū)動是根據(jù)人為的規(guī)則的周期進(jìn)行的，因此往往抑制圖案也成為有規(guī)則的周期的圖像。
因此，如果所加噪聲信號有振幅的周期規(guī)則性，則很少有其規(guī)則與反轉(zhuǎn)驅(qū)動的規(guī)則相干涉，引起大的像質(zhì)劣化。例如某些液晶顯示裝置中什么問題也沒有，另一些液晶顯示裝置中成為大問題，不用說像質(zhì)改善，有時要查明其原因也困難。
另一方面，如將本發(fā)明那樣的無規(guī)則性的噪聲信號用作附加信號，則不引起與反轉(zhuǎn)驅(qū)動的規(guī)則性相干涉，不必?fù)?dān)心發(fā)生像質(zhì)劣化。此外，對哪種液晶顯示裝置也不形成抑制圖案，就不產(chǎn)生像質(zhì)劣化。
其次，噪聲信號振幅的平均值為零有如下的優(yōu)點(diǎn)。為減少假輪廓，在該電路中對每個像素附加其值不同的噪聲信號，所以以每個像素的值來看，有必要只改變所附加的噪聲信號部分。然而以大面積來看，畫面的亮度改變而成為問題。即是說，一旦附加噪聲信號，在大面積來看時，僅是噪聲信號振幅平均值改變畫面的亮度，所以為使附加噪聲信號不改變亮度，有必要使噪聲信號的平均值為零。因而，通過使噪聲信號振幅平均值為零，可以達(dá)到僅有減少假輪廓的效果而不發(fā)生大面積亮度改變的害處。
此外，噪聲信號的值在分布范圍中不存在次數(shù)為零的振幅值，而且振幅的次數(shù)分布是以零為中心的高斯分布，由此，即使進(jìn)行將視頻信號舍去若干位的處理，也能使對所有條件均等不出現(xiàn)假輪廓。與此相反，一旦存在次數(shù)為零的振幅值，舍去該值時就成沒有噪聲的效果，會產(chǎn)生假輪廓。
此外，在噪聲信號振幅的次數(shù)分布為高斯分布時，有顯示圖像中的噪聲成為最難引注目的優(yōu)點(diǎn)。相反，在不是高斯分布時，噪聲本身易變得顯目，使像質(zhì)下降。
此外，由于在用以往的誤差擴(kuò)散法將累積誤差信號加到數(shù)字信號中時為防止誤差累積所必需的存儲器和反饋電路等裝置已無必要，故能使裝置簡化、提供廉價的圖像處理裝置。
上述第2信號處理電路17輸出的8位數(shù)字信號，輸入到圖1所示顯示單元11的源驅(qū)動器14，在該源驅(qū)動器中變換成規(guī)定的電壓，施加到LCD13內(nèi)的信號線。
這樣，8位的視頻信號被加到位數(shù)不減少、具有8位顯示特性的顯示單元11，故沒有由位數(shù)減少而發(fā)生的假輪廓。而且由于在中途加入噪聲使假輪廓減少，故也能減少由γ校正而發(fā)生的假輪廓。結(jié)果得到顯示品位高的圖像。
再者，在上述結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置中顯示彩色圖像時，也可分別準(zhǔn)備RGB3個部分的圖1所示的第1信號處理電路16和第2信號處理電路17。
例如，當(dāng)將圖10(a)所示的信號電平的視頻信號輸入到第1信號處理部分16時，通過該第1信號處理部分16內(nèi)的RGB各色所設(shè)的LUT18，得到分別與圖10(b)～圖10(d)所示的RGB對應(yīng)的信號。這里，所述LUT18與前述情況相同，只要輸入信號如果是8位，則進(jìn)行γ校正使輸出信號10位就行。RGB各自的特性按預(yù)想有某些差異。
然后，經(jīng)過γ校正的RGB各自的輸出信號輸入到各自對應(yīng)的第2信號處理電路17，施加位變換處理，作為8位的信號輸出至顯示單元11就可。
又，在上述結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置中，在圖像處理裝置12側(cè)可調(diào)整該液晶顯示裝置的顯示品位，因此也可以與顯示單元11分開構(gòu)成圖像處理裝置12。這時，即使顯示單元11產(chǎn)生個體差異，也因能在圖像處理裝置12側(cè)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整顯示品位，故采用什么樣的顯示單元11也能獲得顯示品位高的圖像。
這樣，例在將上述結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置使用于由個人計算等那樣視頻卡進(jìn)行顯示控制裝置的顯示裝置中時，為了不在視頻卡一側(cè)而在液晶顯示裝置中所具備的圖像處理裝置12一側(cè)實現(xiàn)高像質(zhì)化，能不用高價的視頻卡而用只是已有的廉價視頻卡的個人計算機(jī)來實現(xiàn)高像質(zhì)。
上述結(jié)構(gòu)的圖像處理裝置12中所含的LUT18，是按照顯示單元11的顯示特性設(shè)定的，也可以利用預(yù)先設(shè)定的值，也可能如下述的實時改寫。
這里說明LUT18的值的改寫方法。以下示出該LUT18的值的改寫方法的具體例。
1.根據(jù)LCD的顯示特性(V-T曲線)改寫。
2.使吸收每個IC(源)的偏差那樣地改寫。
3.根據(jù)周圍亮度改寫的分配。
4.根據(jù)輸入信號的平均電平改寫的分配。
5.準(zhǔn)備RGB3個，調(diào)整改寫每一色。
為實現(xiàn)上述方法用的裝置如圖11所示的圖像顯示裝置。為便于說明對與前面說明中使用的部件相同的部件標(biāo)注相同標(biāo)號并省略其說明。
上述圖像顯示裝置如圖11所示包含顯示單元11與圖像處理裝置32，其中圖像處理裝置具有LUT18、BDE22、控制電路23、區(qū)域判定電路24、平均值計算電路25、存儲器26。顯示單元11與圖1所示的圖像顯示裝置相同。
區(qū)域判定電路24被輸入與輸入到源驅(qū)動器14和柵驅(qū)動器15的相同的同步信號，判定LCD13中顯示的區(qū)域。然后，區(qū)域判定電路24將判定后的區(qū)域信息輸出到控制電路23。
平均值計算電路25被輸入與輸入到LUT18相同的視頻信號，計算視頻信號中所含的亮度平均值。然后，平均值計算電路25將計算出的值輸出到控制電路23。
上述圖像顯示裝置具備檢測該圖像顯示裝置周圍亮度用的亮度傳感器27和用改變LUT18的值用的用戶調(diào)整電路28，各自的信號輸入到控制電路23。
來自個人計算機(jī)41的信號也可通過接口40輸入。這時具有用戶從個人計算機(jī)41發(fā)出指示的優(yōu)點(diǎn)。
這樣，來自區(qū)域判定電路24、平均值計算電路25、亮度傳感器27、用戶調(diào)整電路28、接口40的信號被輸入到圖像處理裝置32內(nèi)的控制電路23，根據(jù)各自的信號獨(dú)立地求出LUT18的值。將該求得的值輸出至與控制電路23相連的存儲器26。再者，各輸入既可包括全部，也可以是部分。
存儲器26有ROM和RAM。ROM不能寫入新數(shù)據(jù)，故預(yù)先寫入根據(jù)顯示單元13的顯示特征校正LCD13的V-T曲線的值。RAM可改寫數(shù)據(jù)，存儲來自控制電路23的值。
然后，控制電路23按照需要為改寫LUT18的值從存儲器26輸出所存儲的值作為該LUT18的值。這樣根據(jù)各種條件改寫LUT18的值。
這樣通過按各種條件改寫LUT18的值，能經(jīng)常高品位地確保顯示圖像。
下面，參照圖11和圖12對吸收每個IC的偏差那樣地改寫LUT18的值的方法進(jìn)行說明。
如圖12所示，源驅(qū)動器14由多個源用驅(qū)動器IC29構(gòu)成，柵驅(qū)動器15由多個柵用驅(qū)動器IC30構(gòu)成。
源用驅(qū)動器IC29連接到LCD13的源信號線(未圖示)中一定數(shù)目的線上，柵用驅(qū)動器IC30連接到LCD13的柵信號線(未圖示)中一定數(shù)目的線上。例如，LCD13為800×600析像度時，如源用驅(qū)動IC29取8個，柵用驅(qū)動IC30取6個，則一個源用驅(qū)動用IC29連接源信號線100條，一個柵用驅(qū)動用IC30連接?xùn)判盘柧€100條。
此外，同步信號輸入到源用驅(qū)動IC29和柵用驅(qū)動IC30。這樣，由各個源用驅(qū)動IC29和柵用驅(qū)動IC30包圍的區(qū)域，即由100×100信號線包圍的區(qū)域13a，由上述同步信號檢測。
這樣的各區(qū)域是由特定IC驅(qū)動的區(qū)域，一旦驅(qū)動IC的特性有偏差，就會從每個區(qū)域中感覺到例如亮度差等方面的問題。每塊的這種亮度差可以說是與本發(fā)明中成為問題的假輪廓等價的。但是本發(fā)明中，有抑制這種假輪廓的效果，因此如并用本發(fā)明，則能減少原由驅(qū)動IC特性偏差引起的畫面顯示特性的偏差。而且通過構(gòu)成得使預(yù)先檢測LCD13的各區(qū)域13a的特性偏差，能完全抑制每個區(qū)域上的特性差異。
在用同步信號檢測的區(qū)域13a中，由產(chǎn)品出廠檢查裝置預(yù)先判定顯示特性，檢測出驅(qū)動用IC(源用驅(qū)動IC29，柵用驅(qū)動IC30)的性能偏差。此驅(qū)動用IC的偏差存入存儲器26。然后改寫LUT18的值使吸收此驅(qū)動用IC的偏差。這樣，由于能吸收顯示單元11中產(chǎn)生的每個顯示區(qū)域的顯示特性的偏差，故也能吸收該顯示單元11每個顯示特性的偏差，能消除圖像顯示裝置中的個體間的差異。
具體地說，在LUT18中已經(jīng)寫入根據(jù)電區(qū)域判定電路24判定的顯示單元11的區(qū)域相對應(yīng)的源用驅(qū)動IC29的特性的值。這時，視頻信號以時間序列輸入源用驅(qū)動IC29，故按時間順序改寫LUT的值。這樣，通過順序地改寫LUT18的值，能提高顯示單元11中的顯示圖像的顯示品位。
再者，上述LUT18也可通過僅設(shè)置源用驅(qū)動IC29的數(shù)目，預(yù)先寫入并對應(yīng)按照各源用驅(qū)動IC29的物性的值。這時，也可以LUT18本身包含源用驅(qū)動IC29。
此外，根據(jù)圖像顯示裝置中進(jìn)行圖像顯示的周圍環(huán)境，顯示圖像的觀看方法有所不同。這時，例如如果放置圖像顯示裝置的房間等的周圍是明亮的，則增高顯示單元11所顯示圖像的明亮部分灰階，如周圍是暗的，則改寫LUT18的值使提高顯示單元11所顯示圖像的暗部分的灰階。即是說，只要根據(jù)圖像顯示裝置周圍的亮度改寫LUT18的值使改寫顯示圖像的位分配就行。
具體地說，只要使用亮度傳感器27檢測出放置圖像顯示裝置的周圍的亮度，根據(jù)該測出信號控制電路23設(shè)定適當(dāng)?shù)闹担ㄟ^存儲器26改寫LUT18的值就可。
如上述那樣，按照圖像顯示裝置所配置的周圍的亮度改寫LUT18的值，由此，能夠經(jīng)常看清顯示單元11所顯示的圖像。
此外，不管圖像顯示裝置的周圍如何，在整體的暗圖像或亮圖像的情況時，也看不清顯示圖像。因此，只要求出輸入的視頻信號的信號電平的平均值，改寫LUT18的值使對該值改寫顯示圖像的位分配就可。
具體地說，在平均值計算電路25中求出視頻信號的信號電平的平均值。然后只要控制電路23根據(jù)該平均值設(shè)定適當(dāng)?shù)闹?，通過存儲器26改寫LUT18的值就可。也就是說，只要根據(jù)作為輸入信號的視頻信號的信號平均值改寫LUT18的值使改寫位分配就可。
此外，在考慮上述顯示圖像彩色化的情況下，只要準(zhǔn)備RGB3個，對每色調(diào)整、改寫按上述各種條件以實時方式改寫該值的LUT18就可。
再者，示出本實施形態(tài)中將8位數(shù)字信號擴(kuò)展成10位，再變換為8位的例，但不限于此，也能適用在例如10位顯示特性的顯示器上顯示10位信號的情況，或者在游戲機(jī)或便攜電話中使用的4位顯示特性的顯示器上顯示4位信號的情況。
如上所述，本發(fā)明的圖像處理裝置，被用于包括通過輸入作為視頻信號的數(shù)字信號，顯示按照該數(shù)字信號的圖像的n位(n為自然數(shù))的顯示特性的顯示裝置的圖像顯示裝置中，其構(gòu)成為，具有第1信號處理電路和第2信號處理電路，所述第1信號處理電路對作為所述視頻信號輸入的n位數(shù)字信號進(jìn)行γ校正，并變換為m位(m＞n，m為自然數(shù))數(shù)字信號，所述第2信號處理電路將為減少假輪廓用的噪聲信號加到第1信號處理電路輸出的m位數(shù)字信號中后，舍去下位(m-Q)位(Q≤n，Q為自然數(shù))后的Q位數(shù)字信號并輸出到所述顯示裝置。
因此，將n位數(shù)字信號輸入到具有n位或小于n位數(shù)的顯示特性的顯示裝置，由此可獲得幾乎不發(fā)生假輪廓的高品位的顯示圖像。
此外，本發(fā)明的圖像處理裝置其構(gòu)成具有信號處理電路，所述處理電路將為減少假輪廓用噪聲信號加到輸入的m位(m為自然數(shù))數(shù)字信號中經(jīng)加法運(yùn)算后，輸出舍去下位(m-Q)位(Q＜m，Q為自然數(shù))而得到的Q位數(shù)字信號。
因此，不是簡單地抽除下位(m-Q)位，可能由Q位數(shù)字信號仿真地顯示m位相當(dāng)?shù)娘@示特性。
此外，作成噪聲使加到m位數(shù)字信號的噪聲信號電平均值為零。
將如此作成的噪聲信號隨機(jī)地加算到數(shù)字信號中，也不會累積因噪聲信號加算引起的誤差。
這樣一來，在用以往的誤差擴(kuò)散法將累積誤差信號加算到數(shù)字信號的情況中為防止誤差累積所必要的存儲器或反饋電路等的裝置再無必要，因此能簡化裝置，提供廉價的圖像處理裝置。此外，可能使電路整體包含到源用驅(qū)動IC中，實現(xiàn)大的經(jīng)濟(jì)效果。
上述噪聲信號也可以是沒有振幅的周期規(guī)則性的隨機(jī)性噪聲信號。
這時，由于噪聲信號沒有振幅的周期規(guī)則性，故不會與在使用液晶顯示裝置作為圖像顯示裝置時的反轉(zhuǎn)驅(qū)動的規(guī)則性引起干涉，結(jié)果可提高顯示圖像的顯示品位。
上述噪聲信號也可以用任意的噪聲模式表，對每幀或?qū)γ總€噪聲模式表轉(zhuǎn)換該噪聲模式表的開始點(diǎn)而得到的噪聲信號。
這時，如對每幀轉(zhuǎn)換噪聲模式表的開始點(diǎn)，則因為對全部像素均等地舍去噪聲電平，故全部像素能顯示全部量子化的電平的值。
此外，如對每個噪聲模式表轉(zhuǎn)換噪聲模式表的開始點(diǎn)，則以噪聲模式表為單位的電平平均化成為可能。
即是說，在液晶顯示裝置中為進(jìn)行AC驅(qū)動，一般進(jìn)行點(diǎn)反轉(zhuǎn)和行反轉(zhuǎn)或者幀反轉(zhuǎn)驅(qū)動等，但反轉(zhuǎn)周期隨液晶顯示裝置而不同，并不統(tǒng)一。為進(jìn)行這種反轉(zhuǎn)驅(qū)動，假定噪聲信號有振幅的周期規(guī)則性，則液晶顯示裝置中存在抑制圖案，顯示這種抑制圖案時簋少產(chǎn)生大的像質(zhì)劣化。然而如上所述，如果噪聲信號沒有振幅的周期規(guī)則性，則完全不存在抑制圖案，也不產(chǎn)生像質(zhì)劣化。
上述噪聲信號振幅的次數(shù)分布也可以該噪聲信號的振幅零為中心的高斯分布。
這時，由于噪聲信號振幅的次數(shù)分布為高斯分布，故噪聲成為最難以引人注目，結(jié)果可提高顯示圖像的顯示品位。
上述第1信號處理電路也可以具備將輸入的n位數(shù)字信號根據(jù)預(yù)先設(shè)定的值變換為m位數(shù)字信號的位變換裝置。
這時，設(shè)定在位變換裝置中的值如果考慮到顯示裝置的顯示特性和圖像顯示裝置的周圍環(huán)境等各種條件來設(shè)定的話，則能提高圖像顯示的顯示品位。例如，考慮到改寫位變換裝置中設(shè)定的值，使吸收驅(qū)動顯示裝置的驅(qū)動裝置的性能偏差。
這時，由于能吸每一顯示裝置產(chǎn)生的顯示性能偏差，故可以不必嚴(yán)格地考慮顯示裝置個體之間的顯示性能差異。結(jié)果提高圖像顯示裝置總體產(chǎn)品率，故能大幅度降低該圖像顯示裝置的制造費(fèi)用。
此外，考慮到根據(jù)圖像顯示裝置周圍的亮度改寫位變換裝置中設(shè)定的值。
這時，在圖像顯示裝置周圍為暗的情況下改寫上述設(shè)定值使提高顯示圖像的暗部分的灰階數(shù)，在顯示圖像總體為亮的情況下，如改寫上述設(shè)定值使提高顯示圖像的明亮部分的灰階數(shù)的話，則不管圖像顯示裝置顯示的圖像的亮度如何，總能顯示高品位的圖像。
上述位變換裝置也可用置換與輸入信號相對應(yīng)的預(yù)先設(shè)定值的查閱表來構(gòu)成。
這時，由于預(yù)先設(shè)定與輸入值對應(yīng)的輸出值，故能迅速進(jìn)行位變換裝置中的處理。而且由于可簡化位變換裝置的構(gòu)造，故也簡化了圖像處理裝置整體的結(jié)構(gòu)。
此外，上述位變換裝置也可用通過數(shù)值計算將n位數(shù)字信號變換為m(m＞n)位數(shù)字信號的運(yùn)算元件來構(gòu)成。
這時，考慮(CPU)中央處理單元或數(shù)字信號處理器(DSP)作為上述運(yùn)算元件。
由于CPU或DSP等是可編程元件，故與改寫位變換裝置的設(shè)定值相應(yīng)的用戶接口變得簡單，具有操作方便的優(yōu)點(diǎn)。
在圖像顯示裝置中顯示彩色圖像的情況下，也可以對RGB每一色設(shè)置所述第1信號處理電路和第2信號處理電路。
而且，也可以將上述結(jié)構(gòu)的圖像處理裝置設(shè)置于圖像顯示裝置中。
這時，由于在圖像處理裝置側(cè)進(jìn)行對輸入到圖像顯示裝置的顯示單元的信號處理，故在顯示單元側(cè)不必有為提高顯示品位用的高價裝置。這樣，能提供廉價且高品位的圖像顯示裝置。
在本發(fā)明的詳細(xì)說明中所列舉的具體的實施形態(tài)或?qū)嵤├耆菫檎f明本發(fā)明技術(shù)內(nèi)容的例子，本發(fā)明不應(yīng)限于對這些具體例作狹義的解釋，在本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)，可作各種變更并實施。
權(quán)利要求
1.一種圖像處理裝置，其特征在于，包括將作為視頻信號輸入的n位的數(shù)字信號變換為m位數(shù)字信號的第1信號處理電路，其中m、n為自然數(shù)且m＞n，和將噪聲信號加到所述第1信號處理電路輸出的m位數(shù)字信號后，輸出舍去下位m-Q位后的Q位數(shù)字信號的第2信號處理電路，其中Q為自然數(shù)且Q≤n。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其特征在于，所述第1信號處理電路包括根據(jù)預(yù)先設(shè)定的值，將輸入的n位數(shù)字信號變換為m位數(shù)字信號的位變換裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的圖像處理裝置，其特征在于，所述位變換裝置由置換成與輸入信號對應(yīng)的預(yù)先設(shè)定輸出值的查閱表組成。
4.如權(quán)利要求2所述的圖像處理裝置，其特征在于，所述位變換裝置由采用數(shù)值計算將n位數(shù)字信號變換成m位數(shù)字信號的運(yùn)算元件組成。
5.如權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其特征在于，對RGB色的每一色，設(shè)置所述第1信號處理電路和第2信號處理電路。
6.一種圖像處理裝置，其特征在于，包括將噪聲信號加到輸入的m位數(shù)字信號中后，輸出舍去下位m-Q位后的Q位數(shù)字信號的信號處理電路，其中m和Q是自然數(shù)，且Q＜m。
7.如權(quán)利要求1至6任一項所述的圖像處理裝置，其特征在于，將所述噪聲信號的信號電平平均值設(shè)定為零。
8.如權(quán)利要求1至6任一項所述的圖像處理裝置，其特征在于，所述噪聲信號是幅度無周期規(guī)律性的隨機(jī)噪聲信號。
9.如權(quán)利要求1至6任一項所述的圖像處理裝置，其特征在于，所述噪聲信號是使用任意的噪聲模式表，將該噪聲模式表的開始點(diǎn)轉(zhuǎn)換為每幀或每個噪聲模式表而得到的噪聲信號。
10.如權(quán)利要求1至6任一項所述的圖像處理裝置，其特征在于，所述噪聲信號的振幅的次數(shù)分布是以所述噪聲信號的振幅零為中心的高斯分布。
11.如權(quán)利要求1至6任一項所述的圖像處理裝置，其特征在于，還包括存儲1個畫面份量的噪聲信號的噪聲存儲器。
12.如權(quán)利要求1至6任一項所述的圖像處理裝置，其特征在于，還包括以比1個畫面份量小的塊單位存儲所述噪聲信號的噪聲存儲器。
13.一種圖像顯示裝置，包括顯示圖像的顯示裝置和驅(qū)動該顯示裝置的驅(qū)動裝置，其特征在于，還包括圖像處理裝置，所述圖像處理裝置包括將作為視頻信號輸入的n位數(shù)字信號變換為m位數(shù)字信號的第1信號處理電路，其中m、n為自然數(shù)且m＞n，和將噪聲信號加到所述第1信號處理電路輸出的m位數(shù)字信號后，輸出舍去下位m-Q位后的Q位數(shù)字信號的第2信號處理電路，其中Q為自然數(shù)且Q≤n。
14.如權(quán)利要求13所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述第1信號處理電路包括根據(jù)預(yù)定的值將輸入的n位數(shù)字信號變換為m位數(shù)字信號的位變換裝置。
15.如權(quán)利要求14所述的圖像顯示裝置，其特征在于，改寫所述位變換裝置中設(shè)定的值，吸收所述驅(qū)動裝置的性能的偏差。
16.如權(quán)利要求14所述的圖像顯示裝置，其特征在于，根據(jù)所述圖像顯示裝置周圍的亮度，改寫所述位變換裝置中設(shè)定的值。
17.如權(quán)利要求14所述的圖像顯示裝置，其特征在于，根據(jù)所述顯示裝置的整體顯示圖像的亮度，改寫所述位變換裝置中設(shè)定的值。
18.一種圖像顯示裝置，其特征在于，具有圖像處理裝置，所述圖像處理裝置包括將噪聲信號加到輸入的m位數(shù)字信號中后，輸出舍去下位m-Q位后的Q位數(shù)字信號的信號處理電路，其中m和Q是自然數(shù)，且Q＜m。
19.一種圖像處理方法，其特征在于，包括將作為視頻信號輸入的n位的數(shù)字信號變換為m位數(shù)字信號，其中m、n為自然數(shù)且m＞n，以及將噪聲信號加到上述變換得出的m位數(shù)字信號后，輸出舍去下位m-Q位后的Q位數(shù)字信號，其中Q為自然數(shù)且Q≤n。
20.如權(quán)利要求19所述的圖像處理方法，其特征在于，根據(jù)預(yù)定的值將輸入的n位數(shù)字信號變換為m位數(shù)字信號。
21.一種圖像處理方法，其特征在于，包括將噪聲信號加到輸入的m位數(shù)字信號中后，輸出舍去下位m-Q位后的Q位數(shù)字信號，其中m和Q是自然數(shù)，且Q＜m。
22.如權(quán)利要求19至21任一項所述的圖像處理方法，其特征在于，將所述噪聲信號的信號電平平均值設(shè)定為零。
23.如權(quán)利要求19至21任一項所述的圖像處理方法，其特征在于，所述噪聲信號是幅度無周期規(guī)律性的隨機(jī)噪聲信號。
24.如權(quán)利要求19至21任一項所述的圖像處理方法，其特征在于，所述噪聲信號的振幅的次數(shù)分布是以所述噪聲信號的振幅零為中心的高斯分布。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種圖像處理裝置，包括將作為視頻信號輸入的n位(n為自然數(shù))的數(shù)字信號變換為m位(m＞n，m為自然數(shù))數(shù)字信號的第1信號處理電路(16)，和將減少假輪廓用的噪聲信號加到所述第1信號處理電路(16)輸出的m位數(shù)字信號中后，舍去下位(m－Q)位(Q≤n，Q為自然數(shù))后的Q位數(shù)字信號輸出到顯示單元中的第2信號處理電路。
文檔編號H04N5/66GK1555189SQ20041005891
公開日2004年12月15日 申請日期2001年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月24日
發(fā)明者吉田育弘, 之, 古川浩之 申請人:夏普株式會社