專利名稱：圖像顯示裝置、影像信號處理方法以及程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括投影儀裝置和顯示裝置的圖像顯示裝置，影像信號處理方法，以及用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行所述方法的程序。
背景技術(shù)：
首先，描述例如在投影儀和顯示器中使用的液晶面板的構(gòu)造，圖1示出了液晶面板的構(gòu)造的示例的截面圖。如圖1中所示，液晶面板50包括為每個像素設(shè)置的像素電極 51，以及與像素電極51相對地設(shè)置的公共電極52;被插入到該電極之間的液晶材料53。在像素之間設(shè)置用于阻擋光的光遮蔽單元55，并且在像素的部分中設(shè)置開口 56以透射光。開口 56是可以透射光的部分。雖然用于施加影像信號的電壓的晶體管被連接到每個像素電極51，但是這些組件在附圖中沒有被示出。在圖1中示出的液晶面板50是常黑面板，在常黑面板中，當(dāng)電壓沒有施加到像素電極51和公共電極52這兩個電極兩端時，像素顯示黑色。當(dāng)在公共電極52和像素電極51 之間的電勢差是最小值，或者在最小值的附近時，光的透射率達(dá)到最小值，并且像素顯示黑色。當(dāng)在公共電極52和像素電極51之間的電勢差是最大值，或者在最大值的附近時，光的透射率達(dá)到最大值，并且像素顯示白色。當(dāng)通過像素來顯示黑色時，被施加到上述的電極兩端的電壓被稱為“黑色側(cè)電壓”，并且當(dāng)通過像素來顯示白色時，被施加到上述的電極兩端的電壓被稱為“白色側(cè)電壓”。當(dāng)液晶面板50在紅色、綠色、和藍(lán)色的三原色當(dāng)中的綠色的光路上時，當(dāng)白色側(cè)電壓被施加到上述的電極兩端時，顯示畫面變?yōu)榫G色。在紅色和藍(lán)色光路的情況下，顯示畫面分別會變?yōu)榧t色和藍(lán)色。接下來將對當(dāng)像素顯示白色和黑色時液晶分子的操作進(jìn)行描述。圖2A和圖2B是用于對液晶材料的液晶分子的操作進(jìn)行描述的視圖。圖2A示出了在其中在兩個電極的兩端上沒有施加電壓的情況，而圖2B示出了在其中在兩個電極的兩端施加電壓的情況。當(dāng)以公共電極52作為基準(zhǔn)將電壓施加到像素電極51上時，液晶材料53的液晶分子60從圖2A中所示的狀態(tài)變化成如圖2B中所示的狀態(tài)，并且液晶分子60的取向變成固定的取向。液晶分子的取向受到在這些電極之間的電勢差所產(chǎn)生的場的控制(在下文中， 將該場稱為“垂直場”)，并且光被偏振。然而，當(dāng)使得像素顯示白色的時候，通過相鄰像素之間的影像信號的電勢差產(chǎn)生電場，如圖1中所示。該電場被稱為“水平場”。當(dāng)在像素之間的液晶分子60接收水平場的影響，并且呈現(xiàn)與理想狀態(tài)不同的取向時，會產(chǎn)生諸如光漏的現(xiàn)象。在像素之間的光遮蔽單元55的設(shè)置防止了光漏，但是，隨著近年來在例如液晶投影儀中所使用的液晶面板的更高的亮度、更高的分辨率、以及更小的尺寸，導(dǎo)致開口率，即， 開口相對于液晶面板的一個平面的面積的比率已經(jīng)得到增加。具體地，在運(yùn)動影像的情況下，通過影像信號以短周期來對像素電極進(jìn)行充電和放電，并且特定圖像可能會導(dǎo)致液晶分子在水平場的影響下而被取向到不正常的方向，從而在顯示圖像中引起諸如拖尾現(xiàn)象這樣的不正?，F(xiàn)象。圖3A和圖;3B是用于描述圖像的拖尾現(xiàn)象的示例的圖像。兩個圖均示出了在圖中的箭頭方向上的三角形的移動之后的狀態(tài)。圖3A示出了當(dāng)在移動之后，僅僅在畫面上顯示三角形的正常狀態(tài)時的圖像。圖3B示出了當(dāng)異常情況發(fā)生時的圖像，其中，除了在移動之后的三角形，在畫面上出現(xiàn)在后圖像，所述在后圖像從移動之前的三角形的斜邊開始在三角形的方向上延伸。當(dāng)液晶分子回到其原始取向時，該拖尾現(xiàn)象消散，但是因?yàn)樵诜祷氐皆既∠蛑耙?jīng)過大約數(shù)兆秒到數(shù)十秒的時間間隔，所以會導(dǎo)致如下問題，即，不僅拖尾現(xiàn)象能被人眼觀察到，而且在運(yùn)動影像的情況下，圖像還會與下一個顯示的圖像重疊。然而，在諸如液晶面板50這樣的常黑面板的情況下，當(dāng)引入黑色圖像時，拖尾現(xiàn)象會瞬間消散。已知，當(dāng)液晶面板50的像素的顯示從黑色變成白色時，會發(fā)生其中會產(chǎn)生顯示圖像的異常情況的上述現(xiàn)象。當(dāng)像素的顯示從白色變成黑色時，不會出現(xiàn)所述現(xiàn)象?；旧希?應(yīng)該理解為，當(dāng)圖像變化時顯示圖像的異常情況與電勢差有關(guān)，并且當(dāng)電壓從電極兩端沒有施加電壓的狀態(tài)(或者，施加了小電壓的狀態(tài))變化到最大電壓的附近的狀態(tài)時，會產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象。電壓變化的差值越大，拖尾現(xiàn)象變得越明顯。如何通過減小電壓變化的差來防止拖尾現(xiàn)象正在被研究。圖4A和圖4B示出了被施加到像素電極的電壓的波形。圖4A示出了正常電壓波形的示例，圖4B示出了從圖4A所示的波形減小電壓變化的差值的情況下的波形。垂直軸表示電壓，而水平軸表示時間。如圖4A中所示，所施加的電壓在每個水平周期會在正側(cè)和負(fù)側(cè)之間切換。在處于影像幅度的最小值或者在其附近時，像素顯示黑色；并且在處于影像幅度的最大值或者在其附近時，像素顯示白色。嚴(yán)格地說，在水平時間間隔中，像素在影像幅度為100%時顯示白色，而像素在影像幅度為0%時顯示黑色。在其中像素在水平時間間隔中顯示白色的時間通過在影像信號中包含的灰度信息來確定。在圖1中所示的配置的示例中，當(dāng)影像幅度為100%時，正5V和負(fù)5V的電壓被交替地施加到像素電極51上，并且當(dāng)影像幅度為0%時，像素電極51被設(shè)置為與公共電極 52相同的電勢。如果在圖4A和圖4B中所示的電壓波形的垂直軸被假設(shè)為與電壓相對應(yīng)的影像電平，則當(dāng)像素顯示白色時的影像電平被稱為白電平，并且當(dāng)像素顯示黑色時的影像電平被稱為黑電平。影像幅度是與影像電平成比例的值。在圖4A中所示的電壓波形中，拖尾現(xiàn)象的出現(xiàn)的危險(xiǎn)因?yàn)樵诎咨@示和黑色顯示之間的電壓差為5V而上升。在圖4B中，在白電平和黑電平之間的電壓差與圖4A中所示的電壓波形相比減小。更具體地，施加到像素電極51上的電壓的絕對值在白電平期間是 5V，并且因此與正常情況下的相同，但是在黑電平期間，比公共電極的電勢高，并且比白電平更低的電壓被施加。在圖4B中所示的示例中，在黑電平期間，被施加到像素電極51的電壓的絕對值被設(shè)置為大約IV。用于提高黑電平的電壓值根據(jù)液晶材料或者液晶面板的構(gòu)造而不同。用于減小拖尾現(xiàn)象的方法的示例在JP-A-2008-046613中公布(在下文中，稱為專利文獻(xiàn)1)。根據(jù)在該文獻(xiàn)中公布的技術(shù)，為了減小由水平場對VA(垂直排列)液晶的影響所導(dǎo)致的拖尾現(xiàn)象，提供給每個像素的影像信號被檢查，并且每次超過預(yù)定電壓差時，通過校正表來校正影像信號。
發(fā)明內(nèi)容
然而，當(dāng)圖4B中描述的方法被應(yīng)用到所有的圖像上時，會出現(xiàn)如下的問題，即，黑色顯示不是面板本身的真正的黑色，而是黑色會稍微染有白色，并且圖像的對比度下降。特別地，當(dāng)在暗處觀看圖像時，會使得白色顯示的部分不能被突出。此外，在專利文獻(xiàn)1中公布的技術(shù)要求保存校正表，不僅僅導(dǎo)致需要存儲器來寄存校正表并且電路尺寸增加的問題，還導(dǎo)致了需要存儲器來事先將數(shù)據(jù)寄存在校正表中的附加問題。本發(fā)明的示例性目的在于提供一種圖像顯示裝置、影像信號處理方法、和用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行能夠抑制拖尾現(xiàn)象的出現(xiàn)和保持對比度的所述方法的程序。根據(jù)本發(fā)明示例性方面的圖像顯示裝置包括面板，其包括根據(jù)影像電平改變光的透射率的多個像素；檢測單元，其根據(jù)指示各個像素的影像電平的影像信號，在面板的一個圖像部分中檢測多個像素的各個的影像電平；以及處理器，其當(dāng)與亮度對應(yīng)的值大于預(yù)定閾值時調(diào)整多個像素的光的透射率使得由影像信號產(chǎn)生的圖像更亮，所述與亮度對應(yīng)的值基于由檢測單元所檢測到的一個圖像部分的影像電平。此外，根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的影像信號處理方法是用于對包括根據(jù)影像電平來改變光的透射率的多個像素的面板進(jìn)行控制的影像信號處理方法，所述方法包括以下步驟根據(jù)指示各個像素的影像電平的影像信號，在面板的一個圖像部分中檢測多個像素的各個的影像電平；并且當(dāng)與亮度對應(yīng)的值大于預(yù)定閾值時調(diào)整多個像素的光的透射率使得由影像信號產(chǎn)生的圖像更亮，所述與亮度對應(yīng)的值基于所檢測到的一個圖像部分的影像電平。最后，根據(jù)本發(fā)明示例性方面的程序是用于使計(jì)算機(jī)對包括根據(jù)影像電平來改變光的透射率的多個像素的面板進(jìn)行控制，以執(zhí)行以下處理的程序根據(jù)指示各個像素的影像電平的影像信號，在面板的一個圖像部分中檢測多個像素的各個的影像電平；并且當(dāng)與亮度對應(yīng)的值大于預(yù)定閾值時調(diào)整多個像素的光的透射率使得由影像信號產(chǎn)生的圖像更亮，所述與亮度對應(yīng)的值基于所檢測到的一個圖像部分的影像電平。
圖1是示出了液晶面板的構(gòu)造的示例的截面圖；圖2A是用于描述液晶分子的移動的視圖；圖2B是用于描述液晶分子的移動的視圖；圖3A是用于描述圖像的拖尾現(xiàn)象的視圖；圖;3B是用于描述圖像的拖尾現(xiàn)象的視圖；圖4A示出了施加到像素電極的電壓的波形的示例；圖4B是當(dāng)電壓變化差比圖4A中所示的波形的更小時的波形；圖5是示出了本示例性實(shí)施例的投影儀的構(gòu)造的示例的框圖6是示出了圖5中所示的圖像處理單元的構(gòu)造的示例的框圖；圖7是示出了本示例性實(shí)施例的影像信號處理方法的操作的進(jìn)程的流程圖；圖8是用于描述調(diào)整黑電平的方法的示例的視圖；圖9是用于描述在工作示例1中調(diào)整黑電平的方法的示例的視圖；圖10是用于描述在工作示例2中調(diào)整黑電平的方法的示例的視圖。參考標(biāo)號的說明11影像信號處理電路12APL/直方圖檢測單元14ac驅(qū)動單元15液晶驅(qū)動電路16a-16c 液晶面板18CPU100投影儀114圖像處理單元
具體實(shí)施例方式接下來將描述本示例性實(shí)施例。在本示例性實(shí)施例中，假設(shè)圖像顯示裝置為投影儀。圖5是示出本示例性實(shí)施例的投影儀的構(gòu)造的示例的框圖。如圖5中所示，投影儀100包括投影單元110、圖像處理單元114、和操作控制臺112。作為將影像信號作為輸入施加到圖像處理單元114的設(shè)備，可以提供的示例包括信息處理裝置，諸如個人計(jì)算機(jī)、 電視機(jī)、以及DVD播放器。影像信號包括例如RGB分量影像信號。投影單元110包括光源(未示出)和多個透鏡，用于將通過燈泡形成的圖像投影到屏幕2上；以及聚焦調(diào)整單元(未示出)，其沿著光軸移動透鏡。操作控制臺112被設(shè)置有多個控制按鍵和開關(guān)，用于促使投影儀100進(jìn)行操作。遠(yuǎn)程控制器也被包括，用于通過紅外通信來將用戶的指令傳輸?shù)街鲉卧?。接下來將描述在圖5中示出的圖像處理單元114的細(xì)節(jié)。圖6是示出了本示例性實(shí)施例的圖像處理單元的構(gòu)造的示例的框圖。如圖6中所示，本示例性實(shí)施例的圖像處理單元114包括影像信號處理電路11、 APL(平均影像電平)/直方圖檢測單元12、黑電平調(diào)整單元13、ac驅(qū)動單元14、液晶驅(qū)動電路15、根據(jù)程序來執(zhí)行預(yù)定處理的CPU (中央處理單元)18、以及與RGB相應(yīng)的液晶面板 16a_16c0影像信號處理電路11執(zhí)行對諸如作為輸入被接收的影像信號的分辨率、水平頻率、以及垂直頻率這樣的信號的鑒別，并且執(zhí)行諸如影像質(zhì)量處理和轉(zhuǎn)化到可以在液晶顯示面板16a_16c上顯示的分辨率這樣的各種圖像處理操作。APL/直方圖檢測單元12基于在影像信號處理電路11中的圖像處理之后的影像信號來檢測影像電平。然后，基于一個圖像部分的影像電平的信息，APL/直方圖檢測單元 12執(zhí)行計(jì)算平均影像電平(APL)，計(jì)算影像電平的出現(xiàn)率(incidence)，或者創(chuàng)建紅色、綠色、和藍(lán)色的每一個的影像電平的直方圖。
雖然優(yōu)選的是，通過在影像信號處理電路11的圖像處理的完成之后的信號來執(zhí)行APL檢測，但是APL檢測也可以利用在圖像處理之前的影像信號來執(zhí)行。雖然在本示例性實(shí)施例中描述的是其中APL/直方圖檢測單元12檢測APL的情形，但是其中APL/直方圖檢測單元12計(jì)算出現(xiàn)率的情形，和其中APL/直方圖檢測單元12創(chuàng)建直方圖的情形也在工作示例中得以被描述。因?yàn)楫嬅娴牧炼扰cAPL的幅度成比例增加，所以在本發(fā)明中，APL等價于與亮度對應(yīng)的值。CPU 18接收關(guān)于紅色、綠色、以及藍(lán)色的每一種的一個圖像部分的APL，并且對于每種顏色，當(dāng)APL的值超過用于一個圖像部分的APL的預(yù)定閾值時，CPU 18向黑電平調(diào)整單元13報(bào)告偏移量，以將黑電平朝向白色顯示側(cè)偏移預(yù)定的偏移量。在本示例性實(shí)施例中的黑電平不僅僅包括用于導(dǎo)致絕對黑色顯示的影像電平的意義，還包括在從黑色顯示朝向白色顯示側(cè)偏移預(yù)定偏移量之后的黑電平的意義。閾值信息被事先存儲在CPU 18的存儲器(未示出)中，但是也可以通過CPU 18的程序的執(zhí)行而被重寫。然而，為紅色、綠色、和藍(lán)色的每種顏色設(shè)置不同值的黑電平會導(dǎo)致紅色、綠色、和藍(lán)色偏移。因此，CPU 18比較每種顏色的APL以找到最大的APL值，通過所找到的APL值確定黑電平的偏移量，并且將每個顏色的黑電平偏移量報(bào)告給黑電平調(diào)整單元13。接下來將描述偏移量的確定的實(shí)際示例。假設(shè)在特定時間點(diǎn)的顯示圖像的APL對于紅色為10%、對于綠色為50%、并且對于藍(lán)色為90%，則針對其中APL為90%的情形設(shè)置每種顏色的液晶面板的黑電平。在黑色和白色畫面的情況下，上述三原色的APL最大值的確定不是必須的。另夕卜， 因?yàn)橹T如菜單畫面這樣的在屏顯示不是運(yùn)動影像顯示，并且圖像異?？梢员缓雎裕云坪陔娖降臅r序不會導(dǎo)致出現(xiàn)問題。如以上描述的，通過APL最大值為三原色的黑電平確定偏移量可以防止顏色偏移，但是當(dāng)對比度的減小對于APL為最小值的顏色(在上述實(shí)際示例中為紅色)而言是顯著的時候，可以使用平均值來取代三原色的APL的最大值。黑電平調(diào)整單元13根據(jù)從CPU 18接收的偏移量信息，在黑色顯示期間執(zhí)行用于將影像電平按偏移量進(jìn)行偏移的調(diào)整，并且提供表示調(diào)整之后的影像電平的輸出電平信號。將黑色顯示影像電平朝向白色顯示側(cè)偏移壓縮了黑色顯示和白色顯示之間的影像電平。例如，當(dāng)與黑電平相對應(yīng)的電壓從公共電極的電壓(OV)偏移到IV時，從OV延伸至5V 的范圍的影像電平被反映到IV至5V的范圍內(nèi)。因此，整個圖像變得更亮。AC驅(qū)動單元14將與從黑電平調(diào)整單元13指示的電平信號相對應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)化為交流電，并且提供該結(jié)果。液晶驅(qū)動電路15根據(jù)從ac驅(qū)動單元14提供的ac電壓來驅(qū)動液晶面板16a_16c。雖然在本示例性實(shí)施例中，APL/直方圖檢測單元12、CPU 18、以及黑電平調(diào)整單元13被設(shè)置為與影像信號處理電路11分離，但是APL/直方圖檢測單元12、CPU 18、以及黑電平調(diào)整單元13也可以被設(shè)置在影像信號處理電路11中，或者可以被設(shè)置在液晶驅(qū)動電路15中。雖然描述的是其中從外部接收作為輸入的影像信號是RGB的情況，但是信號也可以是YUV，其是傳送色差和亮度的信息的模式。在該種情況下，用于將YUV影像信號轉(zhuǎn)化為RGB影像信號的轉(zhuǎn)化電路(未示出)被設(shè)置在影像信號處理電路11中。接下來將描述本示例性實(shí)施例的圖像處理單元114的操作。圖7是示出了本示例性實(shí)施例的影像信號處理方法的操作的流程的流程圖。本文中的說明關(guān)注于三原色紅色、
10綠色、和藍(lán)色的任何一種。在輸入影像信號之后，影像信號處理電路11執(zhí)行影像信號的信號鑒別，并且將其轉(zhuǎn)化為將在液晶面板16a_16c上顯示的分辨率。諸如圖像質(zhì)量處理這樣的各種圖像處理被進(jìn)一步執(zhí)行。然后，APL/直方圖檢測單元12針對在各種圖像處理執(zhí)行之后的影像信號計(jì)算一個圖像中的APL(步驟101)，并且將所述值傳遞給CPU 18。在從APL/直方圖檢測單元 12接收APL之后，CPU 18判斷APL是否大于預(yù)定閾值(步驟102)。如果APL大于所述閾值，則CPU 18將每個像素的黑電平朝向白色顯示側(cè)偏移(步驟103)，并且將偏移量報(bào)告給黑電平調(diào)整單元13。在三原色的情況下，在步驟102處確定每種顏色的APL的值中的任何一個是否大于閾值。如果即使一個值超過了閾值，也比較APL以找到最大值，或者計(jì)算所述值的平均值。與所獲得的值相對應(yīng)的黑電平的偏移量被找到，并且將該偏移量應(yīng)用到每個顏色的黑電平。接下來，黑電平調(diào)整單元13執(zhí)行調(diào)整，用于將黑色顯示的實(shí)際影像電平偏移根據(jù)從CPU 18接收的偏移量信息的偏移量，并且提供這樣的電平信號該電平信號指示在每種顏色的調(diào)整之后的影像電平。AC驅(qū)動單元14將與黑電平調(diào)整單元13指示的電平信號相對應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)化為交流電，并且提供該結(jié)果作為輸出。接下來，通過液晶驅(qū)動電路15來驅(qū)動液晶面板16a_16c，并且圖像得以顯示。被顯示的圖像的黑色顯示影像電平已經(jīng)被朝著白色顯示側(cè)偏移了預(yù)定的量，由此每個像素的透射率根據(jù)影像電平而增加，并且整個圖像變得更亮。圖8是用于描述調(diào)整黑電平的方法的示例的視圖。圖8的水平軸是APL(% )，并且垂直軸是黑電平朝向白色顯示側(cè)偏移的偏移量(％)。當(dāng)在像素中顯示白色時，假設(shè)圖8 的垂直軸是100%。當(dāng)APL增加時，圖像變得較亮，而當(dāng)APL減小時，圖像變得較暗。在圖8中所示的曲線圖中，隨著在從20%到50%的APL范圍內(nèi)的APL的增加，黑色偏移量從0%線性地增加到20%。然后，在從APL = 50%到100%的范圍內(nèi)，偏移量變?yōu)?20%。例如，假設(shè)白色顯示的影像幅度為5V，當(dāng)APL = 50%到100%時，黑電平被設(shè)置為其絕對值比公共電極的電勢高IV的電壓，并且影像電平的幅度通過具有從IV至5V的范圍的影像幅度來反映。在此，黑色偏移量不被設(shè)置為大于20%，因?yàn)楫?dāng)在相同畫面上存在黑色部分時，與這些部分的對比感將趨于丟失。在圖8中所示的曲線圖是一個示例，并且在APL和偏移量之間的關(guān)系的曲線圖對于每種類型的面板而發(fā)生變化。產(chǎn)生該種變化是因?yàn)橛捎谒綀龆鴮?dǎo)致的畫面異常的程度根據(jù)液晶面板的大小、分辨率、以及開口率而變化。雖然當(dāng)增加黑電平時期望立即施加，但是當(dāng)黑電平返回到其原始電平時，應(yīng)該是通過從數(shù)個畫面到數(shù)十個畫面的平均來執(zhí)行該操作。該操作具有如下的效果對畫面的亮度的改變進(jìn)行平滑，并且因此防止當(dāng)APL突然變化時，畫面的亮度發(fā)生突然的變化。在本示例性實(shí)施例中，當(dāng)與圖像的亮度對應(yīng)的值比預(yù)定閾值大時，黑電平被朝向白色顯示偏移預(yù)定的量，并且每個像素的透射率被調(diào)整使得整個圖像變得較亮。以此方式， 不僅僅可以抑制黑色圖像的拖尾現(xiàn)象的發(fā)生，還可以確保對比度。工作示例1
本工作示例是如下的情況在一個圖像中檢測影像電平的出現(xiàn)率，并且當(dāng)白電平的出現(xiàn)率大于預(yù)定閾值時，黑電平被偏移預(yù)定的量。APL/直方圖檢測單元12基于影像信號，為每個圖像計(jì)算紅色、綠色和藍(lán)色的影像電平的出現(xiàn)率。在本工作示例中，不僅僅白色顯示，而且與白色相近的顯示也被設(shè)置為白電平，并且至少作為第一規(guī)定值的影像電平被取為白電平。對于黑電平也是一樣，黑色顯示和與黑色相近的顯示均被取為黑電平，并且與第二規(guī)定值相等或者小于第二規(guī)定值的影像電平被取為黑電平。在本工作示例中，描述通過CPU 18實(shí)現(xiàn)的影像信號處理方法。圖9是用于描述本工作示例的黑電平調(diào)整方法的示例的視圖。圖9是如下的三維圖，其中，在圖的一個平面中的兩個水平軸相互正交。第一水平軸是一個圖像的白電平的出現(xiàn)率(％)，并且第二水平軸是相同圖像的黑電平的出現(xiàn)率(％ )。與兩個水平軸正交的垂直軸是黑色偏移量(％)。假設(shè)當(dāng)在像素中顯示白色時，圖9的垂直軸是100%，并且當(dāng)顯示黑色時，垂直軸為0%。第一規(guī)定值被假設(shè)為80%，并且第二規(guī)定值被假設(shè)為20%。如圖9中所示，當(dāng)黑電平的出現(xiàn)率是100%時，沒有發(fā)生拖尾現(xiàn)象，并且因此黑色偏移量為0%。當(dāng)黑電平的出現(xiàn)率從100%逐漸減小時，黑色偏移量線性地增加，并且當(dāng)黑電平的出現(xiàn)率為10%時，黑色偏移量被設(shè)置為20%。如果相對于白電平的出現(xiàn)率來進(jìn)行描述，則當(dāng)白電平的出現(xiàn)率從0%逐漸增加時，黑色偏移量線性地增加，并且當(dāng)白電平的出現(xiàn)率為90%時，黑色偏移量變?yōu)?0%。然后，在黑電平的出現(xiàn)率從10%到0%的范圍內(nèi)，或者換言之，在白電平的出現(xiàn)率從90%到100%的范圍內(nèi)，將黑色偏移量設(shè)置為20%。如果在其中沒有檢測到黑電平的圖像是連續(xù)的，則黑色偏移經(jīng)過若干秒緩慢地返回到0%。如果作為控制的對象的畫面是黑白畫面，參考在圖9中的連接黑電平的出現(xiàn)率為 100%的點(diǎn)和白電平的出現(xiàn)率為100%的點(diǎn)的線，如果確定了黑電平或者白電平，則確定了黑色偏移量。為了防止在紅色、綠色、和藍(lán)色中的顏色偏移，黑色偏移量必須這樣被設(shè)置使得相對于最大電平獲得相同比例的電平。例如，如果在特定時間處的顯示圖像的黑電平的出現(xiàn)率對于紅色而言是0 %，對于綠色而言是5 %，并且對于藍(lán)色而言是10 %，則優(yōu)選地是針對紅色、綠色、和藍(lán)色以黑電平的出現(xiàn)率為10%時的值來執(zhí)行影像電平的控制。這等價于與各顏色當(dāng)中的、其白電平的出現(xiàn)率為最小值的顏色的黑色偏移量相匹配。如在本工作示例中，通過將與白色相近的顯示設(shè)置為白電平，并且將與黑色相近的顯示設(shè)置為黑電平，與白色相近的顯示可以被取為白色顯示，并且與黑色相近的顯示可以被取為黑色顯示。在本發(fā)明中，白色顯示的出現(xiàn)率等價于與亮度對應(yīng)的值。工作示例2本工作示例是如下的情況一個圖像中的影像電平的直方圖被創(chuàng)建，并且當(dāng)直方圖的中心值到白色顯示側(cè)的分布比率大于從中心值到黑色顯示側(cè)的分布比率時，黑電平被偏移預(yù)定的量。在本示例性實(shí)施例中，影像電平是輝度等級。此外，在本發(fā)明中，從直方圖的中心值到白色顯示側(cè)的分布比率等價于與亮度對應(yīng)的值。APL/直方圖檢測單元12基于影像信號，為每個圖像創(chuàng)建用于紅色、綠色、和藍(lán)色的影像電平的各個的直方圖，并且將直方圖傳送給CPU 18。
12
接下來，將描述在本工作示例中通過CPU 18實(shí)現(xiàn)的影像信號處理方法。在此的說明涉及一種顏色，并且因?yàn)闉榧t色、綠色、和藍(lán)色的三種顏色確定黑電平偏移量的方法與在示例性實(shí)施例中所描述的方法相同，所以將省略詳細(xì)的說明。圖10是用于描述本工作示例的黑電平調(diào)整方法的示例的視圖。圖10是其中在黑色顯示和白色顯示之間的影像電平被分成256個分級的直方圖，具有八個分級的組，其中每一個組被顯示在水平軸上，并且出現(xiàn)次數(shù)被顯示在垂直軸上。在該圖中，黑色顯示等效于 0的影像電平，并且白色顯示等效于255的影像電平。當(dāng)128個分級或者更多分級的影像電平的分布比率大于在圖10中所示的直方圖的50%，CPU 18對黑電平設(shè)置偏移量。當(dāng)即不存在白色顯示也不存在黑色顯示時，不會發(fā)生拖尾現(xiàn)象的問題，并且因此僅僅當(dāng)檢測到白色顯示和黑色顯示的出現(xiàn)次數(shù)時，并且當(dāng)白色顯示更頻繁時，才將偏移量設(shè)置到黑電平。當(dāng)對黑電平設(shè)置偏移量時，切換是瞬間的，因?yàn)樵诤陔娖街車漠嬅媸橇恋模钱?dāng)將黑電平的偏移取消，并且黑電平返回到原始的黑電平時，優(yōu)選地，該返回經(jīng)過數(shù)秒減慢，以使得在偏移和沒有偏移之間的切換不被感覺到。工作示例3本工作示例是如下的情況一個圖像中的影像電平的直方圖和APL被檢測，并且然后該APL和直方圖被用于控制黑電平的偏移。APL/直方圖檢測單元12基于影像信號，為每個圖像計(jì)算用于紅色、綠色、和藍(lán)色的影像電平的每一個的APL，并且創(chuàng)建直方圖。APL/直方圖檢測單元12進(jìn)一步確定對于每個圖像是否存在白色顯示影像電平。接下來將描述在本工作示例中的通過CPU 18實(shí)現(xiàn)的影像信號處理方法。在此假設(shè)APL閾值為50%。此外，在此的說明涉及一種顏色的情況，并且因?yàn)闉榧t色、綠色、和藍(lán)色的三種顏色確定黑電平的偏移量的方法與在示例性實(shí)施例中所描述的方法相同，所以將省略詳細(xì)的說明。CPU 18參考從APL/直方圖檢測單元12接收的APL和直方圖，并且如果APL大于閾值，并且此外，如果由APL/直方圖檢測單元12檢測到白色顯示影像電平的即使一個實(shí)例，CPU 18也將黑電平偏移量設(shè)置為10%。當(dāng)在一個圖像中不存在白色顯示影像電平時， 不會出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象的問題，并且因此，即使APL超過閾值也不會影響對黑電平的偏移。當(dāng)設(shè)置黑電平偏移量時和當(dāng)取消黑電平偏移量時的切換時序與工作示例2中所描述的方法的相同，并且因此在此省略對其的詳細(xì)說明。此外，雖然在本工作示例中，假設(shè)黑電平偏移量為10%，但是偏移量不受限于10%。雖然在白色顯示影像電平的即使一個實(shí)例的情況下黑電平被偏移，但是閾值也可以被設(shè)置為白色顯示影像電平的實(shí)例的數(shù)目大于一個。工作實(shí)例4本工作示例是如下的情況當(dāng)以上述的工作示例1至3和示例性實(shí)施例中所描述的方法的任何一個，檢測到連續(xù)的多個圖像是運(yùn)動影像時，執(zhí)行控制來偏移黑電平。APL/直方圖檢測單元12調(diào)查在多個連續(xù)的圖像中是否存在影像電平的變化。作為調(diào)查影像電平的變化的方法，可以調(diào)查在一個圖像中的每個像素的影像電平的變化，但是對所有像素調(diào)查是否已經(jīng)出現(xiàn)了變化會增加檢測處理的負(fù)擔(dān)。
在運(yùn)動影像的情況下，在連續(xù)的多個圖像的所有圖像當(dāng)中，APL、白色顯示的出現(xiàn)率、以及影像電平的直方圖會匹配的概率被認(rèn)為是較低的。如果多個連續(xù)的影像中，在APL、 白色顯示的出現(xiàn)率、以及影像電平的直方圖的任何一個中出現(xiàn)變化，則APL/直方圖檢測單元12可以確定多個連續(xù)的圖像是運(yùn)動影像。在檢測到圖像中的影像電平的變化后，APL/直方圖檢測單元12確定運(yùn)動影像已經(jīng)被檢測到，并且向CPU 18傳輸運(yùn)動影像檢測信號，以報(bào)告運(yùn)動影像的檢測。只有在從APL/直方圖檢測單元12接收到運(yùn)動影像檢測信號后，CPU 18才基于上述的工作示例1至3和示例性實(shí)施例的方法中的任何一個，將液晶面板的像素的黑色顯示的影像電平朝向白色顯示側(cè)偏移。在本工作示例中，當(dāng)設(shè)置黑電平偏移量時和當(dāng)取消黑電平偏移量時的切換時序再次與工作示例2中所描述的方法的相同，并且因此在此省略對其的詳細(xì)說明。本工作示例的圖像顯示裝置包括在諸如個人計(jì)算機(jī)和工作站這樣的信息處理設(shè)備中使用的顯示設(shè)備，并且本示例性實(shí)施例的影像信號處理方法因此也可以通過計(jì)算機(jī)來執(zhí)行。在該種情況下，顯示設(shè)備是液晶顯示器。此外，APL/直方圖檢測單元12的操作可以事先以程序來描述，并且然后，所述程序可以在CPU 18上執(zhí)行。關(guān)于上述示例性實(shí)施例和工作示例2至4中的任何一個，還可以如在工作示例1 中，為用于白色顯示和黑色顯示的每一個的影像電平提供余量。雖然已經(jīng)參考示例性實(shí)施例和本發(fā)明的示例來描述和具體示出了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于這些實(shí)施例和示例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離如權(quán)利要求所限定的本發(fā)明精神和范圍的情況下，可以對其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的多種改變。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，包括面板，所述面板包括多個像素，所述多個像素根據(jù)影像電平來改變光的透射率；檢測單元，所述檢測單元根據(jù)指示各個像素的所述影像電平的影像信號，在所述面板的一個圖像部分中檢測所述多個像素的各個的影像電平；以及處理器，所述處理器在與亮度對應(yīng)的值大于預(yù)定閾值時調(diào)整所述多個像素的光的透射率使得由所述影像信號產(chǎn)生的圖像更亮，所述與亮度對應(yīng)的值基于所述檢測單元所檢測到的一個圖像部分的影像電平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其中所述檢測單元根據(jù)所述一個圖像部分的影像電平計(jì)算平均影像電平作為所述與亮度對應(yīng)的值；并且當(dāng)所述平均影像電平大于所述預(yù)定閾值時，所述處理器與所述平均影像電平成比例地增加所述多個像素的所述光的透射率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其中所述檢測單元根據(jù)所述一個圖像部分的影像電平計(jì)算白色顯示的出現(xiàn)率，在所述白色顯示中所述光的透射率最大；并且當(dāng)所述白色顯示的出現(xiàn)率是所述與亮度對應(yīng)的值，并且所述白色顯示的出現(xiàn)率大于所述預(yù)定閾值時，所述處理器與所述出現(xiàn)率成比例地增加所述多個像素的所述光的透射率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其中所述檢測單元參考所述一個圖像部分的影像電平，并且創(chuàng)建直方圖，所述直方圖示出從黑色顯示到白色顯示的范圍內(nèi)的影像電平的分布，在所述黑色顯示中所述光的透射率最小，在所述白色顯示中所述光的透射率最大；并且所述處理器將所述直方圖中從所述影像電平的中心值到所述黑色顯示的范圍的分布比率取為所述預(yù)定閾值，將所述直方圖中從所述影像電平的中心值到所述白色顯示的范圍的分布比率作為所述與亮度對應(yīng)的值，并且當(dāng)所述分布比率大于所述預(yù)定閾值時，將所述多個像素的所述光的透射率增加預(yù)定量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其中所述檢測單元根據(jù)所述一個圖像部分的影像電平計(jì)算平均影像電平作為所述與亮度對應(yīng)的值，并且確定在所述一個圖像部分的影像電平中是否存在白色顯示的影像電平，在所述白色顯示中所述光的透射率最大；并且當(dāng)所述平均影像電平大于所述預(yù)定閾值時，而且，當(dāng)所述檢測單元確定存在所述白色顯示的影像電平時，所述處理器將所述光的透射率增加預(yù)定量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任何一項(xiàng)所述的圖像顯示裝置，其中所述檢測單元調(diào)查在多個連續(xù)圖像的影像電平中是否出現(xiàn)改變，如果檢測到改變，則向所述處理器發(fā)送運(yùn)動影像檢測信號以報(bào)告已經(jīng)檢測到運(yùn)動影像；并且僅當(dāng)已經(jīng)從所述檢測單元接收到所述運(yùn)動影像檢測信號時，所述處理器才調(diào)整所述多個像素的所述光的透射率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任何一項(xiàng)所述的圖像顯示裝置，其中與紅色、綠色和藍(lán)色的三原色的各個對應(yīng)地設(shè)置三個所述面板，每個所述面板具有所述多個像素；所述影像信號與所述多個像素對應(yīng)地包括用于所述三原色的各個的所述影像電平的信息；并且當(dāng)與所述三原色的各個的所述亮度對應(yīng)的值中的即使一個值大于所述預(yù)定閾值時，所述處理器也調(diào)整與所述三原色的各個對應(yīng)的所述面板的所述多個像素的所述光的透射率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任何一項(xiàng)所述的圖像顯示裝置，其中所述面板是液晶顯示器，所述液晶顯示器具有用于紅色、綠色和藍(lán)色的所述三原色的各個的所述多個像素；所述影像信號與所述多個像素對應(yīng)地包括所述三原色的各個的所述影像電平的信息；并且當(dāng)與所述三原色的各個的所述亮度對應(yīng)的值中的即使一個值大于所述預(yù)定閾值時，所述處理器也調(diào)整與所述三原色的各個對應(yīng)的所述多個像素的所述光的透射率。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或者8所述的圖像顯示裝置，其中所述處理器以與所述三原色的各個的所述亮度對應(yīng)的值的最大值或者平均值作為基準(zhǔn)來調(diào)整所述多個像素的所述光的透射率。
10.一種用于對包括多個像素的面板進(jìn)行控制的影像信號處理方法，所述多個像素根據(jù)影像電平改變光的透射率，所述影像信號處理方法包括下述步驟根據(jù)指示各個像素的所述影像電平的影像信號，在所述面板的一個圖像部分中檢測所述多個像素的各個的影像電平；以及當(dāng)與亮度對應(yīng)的值大于預(yù)定閾值時調(diào)整所述多個像素的所述光的透射率使得由所述影像信號產(chǎn)生的圖像更亮，所述與亮度對應(yīng)的值基于所檢測到的一個圖像部分的影像電平。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的影像信號處理方法，進(jìn)一步包括下述步驟根據(jù)所述一個圖像部分的影像電平計(jì)算平均影像電平作為所述與亮度對應(yīng)的值；并且當(dāng)所述平均影像電平大于所述預(yù)定閾值時，與所述平均影像電平成比例地增加所述多個像素的所述光的透射率。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的影像信號處理方法，進(jìn)一步包括下述步驟根據(jù)所述一個圖像部分的影像電平計(jì)算白色顯示的出現(xiàn)率，在所述白色顯示中所述光的透射率最大；并且將所述白色顯示的出現(xiàn)率取為所述與亮度對應(yīng)的值，并且當(dāng)所述白色顯示的出現(xiàn)率大于所述預(yù)定閾值時，與所述出現(xiàn)率成比例地增加所述多個像素的所述光的透射率。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的影像信號處理方法，進(jìn)一步包括下述步驟參考所述一個圖像部分的影像電平，并且創(chuàng)建直方圖，所述直方圖示出從黑色顯示到白色顯示的范圍內(nèi)的影像電平的分布，在所述黑色顯示中所述光的透射率最小，在所述白色顯示中所述光的透射率最大；并且將所述直方圖中從所述影像電平的中心值到所述黑色顯示的范圍的分布比率取為所述預(yù)定閾值，將所述直方圖中從所述影像電平的中心值到所述白色顯示的范圍的分布比率取為所述與亮度對應(yīng)的值，并且當(dāng)所述分布比率大于所述預(yù)定閾值時，將所述多個像素的所述光的透射率增加預(yù)定量。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的影像信號處理方法，進(jìn)一步包括下述步驟根據(jù)所述一個圖像部分的影像電平計(jì)算平均影像電平作為所述與亮度對應(yīng)的值，并且確定在所述一個圖像部分的影像電平中是否存在白色顯示的影像電平，在所述白色顯示中所述光的透射率最大；并且當(dāng)所述平均影像電平大于所述預(yù)定閾值時，而且，當(dāng)所述白色顯示的影像電平被包括在所述一個圖像部分的影像電平中時，將所述多個像素的所述光的透射率增加預(yù)定量。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中的任何一項(xiàng)所述的影像信號處理方法，進(jìn)一步包括下述步驟調(diào)查在多個連續(xù)圖像的影像電平中是否出現(xiàn)改變；并且僅當(dāng)在所述多個連續(xù)圖像的影像電平中檢測到改變時，才調(diào)整所述多個像素的所述光的透射率。
16.根據(jù)權(quán)利要求10至15中的任何一項(xiàng)所述的影像信號處理方法，其中所述影像信號與所述多個像素對應(yīng)地包括用于紅色、綠色和藍(lán)色的三原色的各個的所述影像電平的信息；所述影像信號處理方法進(jìn)一步包括下述步驟當(dāng)與所述三原色的各個的所述亮度對應(yīng)的值中的任何一個大于所述預(yù)定閾值時，調(diào)整與所述三原色的各個對應(yīng)的所述多個像素的所述光的透射率。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的影像信號處理方法，進(jìn)一步包括下述步驟以與所述三原色中的各個的所述亮度對應(yīng)的值的最大值或者平均值作為基準(zhǔn)來調(diào)整所述多個像素的所述光的透射率。
18.一種使計(jì)算機(jī)控制面板以執(zhí)行下述處理的程序，所述面板包括根據(jù)影像電平改變光的透射率的多個像素，所述處理包括根據(jù)指示各個像素的所述影像電平的影像信號，在一個圖像部分中檢測所述多個像素的各個的影像電平；以及當(dāng)與亮度對應(yīng)的值大于預(yù)定閾值時調(diào)整所述多個像素的所述光的透射率使得由所述影像信號產(chǎn)生的圖像更亮，所述與亮度對應(yīng)的值基于所檢測到的一個圖像部分的影像電平。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的程序，所述程序進(jìn)一步使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行下述處理根據(jù)所述一個圖像部分的影像電平計(jì)算平均影像電平作為所述與亮度對應(yīng)的值；并且當(dāng)所述平均影像電平大于所述預(yù)定閾值時，與所述平均影像電平成比例地增加所述多個像素的所述光的透射率。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的程序，所述程序進(jìn)一步使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行下述處理根據(jù)所述一個圖像部分的影像電平計(jì)算白色顯示的出現(xiàn)率，在所述白色顯示中所述光的透射率最大；并且將所述白色顯示的出現(xiàn)率取為所述與亮度對應(yīng)的值，并且當(dāng)所述白色顯示的出現(xiàn)率大于所述預(yù)定閾值時，與所述出現(xiàn)率成比例地增加所述多個像素的所述光的透射率。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的程序，所述程序進(jìn)一步使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行下述處理參考所述一個圖像部分的影像電平，并且創(chuàng)建直方圖，所述直方圖示出從黑色顯示到白色顯示的范圍內(nèi)的影像電平的分布，在所述黑色顯示中所述光的透射率最小，在所述白色顯示中所述光的透射率最大；并且將所述直方圖中從所述影像電平的中心值到所述黑色顯示的范圍中的分布比率取為所述預(yù)定閾值，將所述直方圖中從所述影像電平的中心值到所述白色顯示的范圍中的分布比率取為所述與亮度對應(yīng)的值，并且當(dāng)所述分布比率大于所述預(yù)定閾值時，將所述多個像素的所述光的透射率增加預(yù)定量。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的程序，所述程序進(jìn)一步使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行下述處理根據(jù)所述一個圖像部分的影像電平計(jì)算平均影像電平作為所述與亮度對應(yīng)的值，并且確定在所述一個圖像部分的影像電平中是否存在白色顯示的影像電平，在所述白色顯示中所述光的透射率最大；并且當(dāng)所述平均影像電平大于所述預(yù)定閾值時，而且，當(dāng)所述白色顯示的影像電平被包括在所述一個圖像部分的影像電平中時，將所述多個像素的所述光的透射率增加預(yù)定量。
23.根據(jù)權(quán)利要求18至22中的任何一項(xiàng)所述的程序，所述程序進(jìn)一步使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行下述處理調(diào)查在多個連續(xù)圖像的影像電平中是否出現(xiàn)改變；并且僅當(dāng)檢測到所述多個連續(xù)圖像的影像電平的改變時，才調(diào)整所述多個像素的所述光的透射率。
24.根據(jù)權(quán)利要求18至23中的任何一項(xiàng)所述的程序，其中所述影像信號與所述多個像素對應(yīng)地包括用于紅色、綠色和藍(lán)色的三原色的各個的所述影像電平的信息；并且所述程序進(jìn)一步使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行下述處理當(dāng)與所述三原色的各個的所述亮度對應(yīng)的值中的即使一個值大于所述預(yù)定閾值時，也調(diào)整與所述三原色的各個對應(yīng)的所述多個像素的所述光的透射率。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的程序，所述程序進(jìn)一步使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行下述處理 以與所述三原色中的各個的所述亮度對應(yīng)的值的最大值或者平均值作為基準(zhǔn)來調(diào)整所述多個像素的所述光的透射率。
全文摘要
一種圖像顯示裝置，包括面板(16a，16b，16c)，其包括根據(jù)影像電平來改變光的透射率的多個像素；檢測單元12)，其根據(jù)指示各像素的影像電平的影像信號，檢測在面板16a，16b，16c)的每個的一幀中所包括的各像素的影像電平；以及處理器(18)，其在基于由檢測單元12)檢測到的一幀的影像電平的、與亮度對應(yīng)的值大于預(yù)定閾值時，確定黑電平的偏移量并且通知黑電平調(diào)整單元(13)用于每種顏色的黑電平的偏移量。通過將黑色顯示的影像電平朝向白色顯示偏移預(yù)定量，各像素的光的透射率被調(diào)整，使得整個圖像變得更亮。
文檔編號G09G3/36GK102265325SQ20088013248
公開日2011年11月30日 申請日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者城茂伸, 小林玲一, 池田浩省 申請人:Nec顯示器解決方案株式會社