专利名称：图像校正电路、图像校正方法以及图像显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有在图像信号上执行校正处理的功能的图像校正电路、图像校正方法以及图像显示器。
背景技术：
诸如电视接收机、VCR(盒式录象机)、数码相机、电视摄像机或打印机的设备通常具有图像处理功能，该功能能够对输入图像进行图像质量校正，然后输出该输入图像(例如，诸如亮度或对比度控制，以及轮廓校正的功能)。这种功能主要被有效应用于全黑或低对比度图像或者模糊图像。
在具有这种功能的图像处理电路中，DC传输率电路具有根据输入图像数据的每一图像帧中平均峰值电平(APL)的幅度来降低DC分量(直流电平)的功能(例如，参考日本已审专利申请公开No.H2-47155)。具体来说，在平均峰值电平较高(亮)的情况下，平均显示图像是通过将整个图像移位到较黑一侧获得的。这种DC移位(直流电平转换)对应于人眼灵敏度(这通过在亮时闭上眼睛虹膜并在暗时睁开眼睛虹膜来获得光的某个平均数量)，因此，DC传输率电路实现了对于显示的图像的图像质量改进的显著效果。
发明内容
然而，在相关技术中的这种DC传输率电路中，例如，如图15中的输入/输出特性所示，原始特性直线L110根据峰值电平经受DC波动，如特性直线L111所示，灰度级(gray level)不发生改变的部分P101原则上在低亮度区(黑色电平区)L101生成。换言之，灰度级的损失出现在黑色电平区的一部分，所以很难在该部分显示灰度级，从而显示图像的质量下降。
此外，在相关技术中的这种DC传输率电路中，例如，如图15中的特性直线L111所示，高亮度区(白色电平区)中的亮度电平原则上下降(通过P102所示的部分)。因此，同样从这点上看，所显示的图像的质量下降。
鉴于上述内容，希望提供一种能够在亮度信号的直流电平转换时防止在低亮度区内损失灰度级以提高显示图像的质量的图像校正电路，一种校正方法以及一种图像显示器。
此外，期望提供一种在亮度信号的直流电平转换时能够防止在高亮度一侧亮度电平降低以提高显示图像的质量的图像校正电路、一种图像校正方法以及一种图像显示器。
根据本发明的一个实施例，提供一种第一图像校正电路，包括亮度检测装置，用于检测每个图像帧中的输入图像数据的平均峰值电平(average peak level)；图像校正装置，用于校正输入图像数据，以便根据该平均峰值电平降低中间亮度区内的输入图像数据的亮度，同时至少在低亮度区中以预定速率降低输入图像数据的亮度。
根据本发明的一个实施例，提供一种第一图像校正方法，包括检测每个图像帧中的输入图像数据的平均峰值电平的步骤；校正输入图像数据，以便根据该平均峰值电平降低中间亮度区内的输入图像数据的亮度，同时至少在低亮度区中以预定速率降低输入图像数据的亮度的步骤。
根据本发明的一个实施例，提供一种第一图像显示器，包括亮度检测装置，用于检测每个图像帧中的输入图像数据的平均峰值电平；图像校正装置，用于校正输入图像数据，以便根据该平均峰值电平降低低亮度区内的输入图像数据的亮度，同时至少在低亮度区中以预定速率降低输入图像数据的亮度；以及显示装置，用于基于所校正的输入图像数据显示图像。
在根据本发明的上述实施例的第一图像校正电路、第一图像校正方法和第一图像显示器中，当中间亮度区中的输入图像数据的亮度根据平均峰值电平降低时，至少在低亮度区中的输入图像数据的亮度以预定速率降低。在此情况下，“以预定速率降低”是指输出随着输入的增大或减小而增大或减小。因此，当在中间亮度区执行直流电平变换时，可以防止在变换后输入图像数据的低亮度区中的灰度级损失。
在根据本发明的上述实施例的第一图像校正电路中，图像校正装置可包括用于确定图像校正函数的函数确定装置，该图像校正函数包括中间亮度函数部分和低亮度函数部分，中间亮度函数部分根据所检测的平均峰值电平变换中间亮度区中的输入图像数据的直流电平，低亮度函数部分在输入图像数据的最小亮度点和中间亮度函数部分之间连续连接；以及用于基于所确定的图像校正函数对输入图像数据执行图像校正的校正执行装置。在此情况下，“图像校正函数”(imagecorrection function)是指定义输入图像数据的亮度信号和校正后的图像数据的亮度信号之间关系的函数。
在根据本发明的上述实施例的第一图像校正电路中，优选图像校正装置校正输入图像数据，以便在输入图像数据的最大亮度点和中间亮度区之间连续连接，同时原样保持输入图像数据的最大亮度点。在此情况下，输入图像数据的最大亮度点并未降低而是被保持，所以可以防止高亮度区中的亮度电平的降低。
根据本发明的一个实施例，提供一种第二图像校正电路，包括亮度检测装置，用于检测每个图像帧中的输入图像数据的平均峰值电平；以及图像校正装置，用于校正输入图像数据，以便根据该平均峰值电平降低中间亮度区中的输入图像数据的亮度，同时原样保持输入图像数据的最大亮度点。
根据本发明的一个实施例，提供一种第二图像校正方法，包括检测每个图像帧中的输入图像数据的平均峰值电平的步骤；以及校正输入图像数据，以便根据该平均峰值电平降低中间亮度区中的输入图像数据的亮度，同时原样保持输入图像数据的最大亮度点。
根据本发明的一个实施例，提供一种第二图像显示器，包括亮度检测装置，用于检测每个图像帧中的输入图像数据的平均峰值电平；图像校正装置，用于校正输入图像数据，以便根据该平均峰值电平降低中间亮度区内的输入图像数据的亮度，同时原样保持输入图像数据的最大亮度点；以及显示装置，用于基于所校正的输入图像数据显示图像。
在根据本发明的上述实施例的第二图像校正电路、第二图像校正方法和第二图像显示器中，当根据平均峰值电平降低中间亮度区中的输入图像数据的亮度时，输入图像数据的最大亮度点保持原样。因此，当在中间亮度区进行直流电平变换时，可以防止在变换后输入图像数据的高亮度区中的亮度电平的下降。
在根据本发明的上述实施例的第一图像校正电路、第一图像校正方法或第一图像显示器中，在以预定速率降低至少在低亮度区中的输入图像数据的亮度的同时，根据平均峰值电平降低中间亮度区中的输入图像数据的亮度，所以即使在中间亮度区中执行了直流电平变换，也能够防止在变换后低亮度区中灰度级的损失。因此，可以可靠地显示低亮度区中的灰度级并且可以提高显示图像的质量。
此外，在根据本发明的上述实施例的第二图像校正电路、第二图像校正方法或第二图像显示器中，在输入图像数据的最大亮度点保持原样的同时，根据平均峰值电平降低中间亮度区中的输入图像数据的亮度，所以即使在中间亮度区中执行了直流电平变换，也能够防止在变换后高亮度区中亮度电平的降低。因此，可以可靠地显示高亮度区中的灰度级并且可以提高显示图像的质量。
根据以下的说明可以更清楚地理解本发明的其它目的、特征和优点。
图1是示出了根据本发明的第一实施例的图像显示器的整体配置的电路框图；图2是图1所示的DC传输率校正部分的详细配置的电路框图；图3是根据第一个实施例的图像校正函数的一个实例的曲线图；图4A和4B是用于描述通过黑色电平校正函数生成电路的函数生成操作的实例的曲线图；图5是用于描述黑色电平调整部分的操作的曲线图；图6是示出了在γ校正部分中检测的亮度电平的柱状分布图；图7是用于描述γ校正部分的操作的曲线图；图8是示出了根据第一个实施例的修正的图像校正函数的一个实例的曲线图；图9是用于描述图8所示的图像校正函数的特性的曲线图；图10A和10B是示出了根据第一个实施例的修正的亮度信号校正部分的结构实例的电路框图；图11是示出了根据本发明的第二个实施例的DC传输率校正部分的配置的电路框图；图12是示出了根据第二个实施例的图像校正函数的一个实例的曲线图；图13是示出了根据第二个实施例的一个修正的图像校正函数的一个实例的曲线图；图14是示出了根据本发明的一个修正的图像校正函数的一个实例的曲线图；图15是用于描述相关技术领域中的图像显示器中的DC传输率校正的曲线图。
具体实施例方式
下面参考附图详细描述优选实施例。
图1示出了根据本发明第一实施例的图像显示器的整体配置。该图像显示器包括图像处理功能部分和图像显示功能部分，图像处理功能部分包括调谐器11、Y/C分离电路12、色度解码器13、开关14、延迟电路15，亮度信号校正部分2和图像处理电路3，而图像显示功能部分包括矩阵电路41、驱动器(drivier)42和显示器5。根据本发明第一实施例的图像校正电路和图像校正方法是由根据本实施例的图像显示器体现的，因此它们也将在以下进行描述。
输入到图像显示器中的图像信号可以是除来自TV(电视)的TV信号之外的来自VCR(盒式录象机)、DVD(数字通用盘)等的输出。最近的电视和个人计算机(PC)从多种媒体获得图像信息并显示对应于每种媒体的图像已经成为惯例。
调谐器11接收并解调来自TV的TV信号并输出该TV信号作为复合视频突发信号(CVBS)。
Y/C分离电路12将来自调谐器11的复合视频突发信号或者来自VCR或DVD1的复合视频突发信号分离成亮度信号Y1和色度信号C1以分别输出。
色度解码器13将由Y/C分离电路12分离的亮度信号Y1和色度信号C1输出作为包含亮度信号Y1和色差信号U1和V1的YUV信号(Y1，U1，V1)。
YUV信号是数字图像的图像数据，以及一组对应于二维图像上的位置的像素值。亮度信号Y代表亮度电平，并且取为100％白的白色电平和黑色电平之间的幅度值。此外，100％白的图像信号是以称为IRE的单位的100(IRE)，IRE(无线电工程协会)表示图像信号的相对比，黑色电平为0IRE。另一方面，色差信号U和V分别对应于通过从蓝色(B)中减去亮度信号Y所产生的信号B-Y，和从红色(R)中减去亮度信号Y所产生的信号R-Y，而且当信号U和V与亮度信号Y组合时可以显示出颜色(颜色相位、色度饱和度、亮度)。
开关14切换来自多种媒体的YUV信号(在此情况下，YUV信号(Y1，U1，V1)和来自DVD2的YUV信号(Y2，U2，V2))以便输出所选信号作为YUV信号(Yin，Uin，Vin)。
亮度信号校正部分2校正从开关14输出的YUV信号(Yin，Uin，Vin)的亮度信号Yin，并且包括DC传输率校正部分21、黑色电平调整部分22和γ校正部分23。
图2示出了DC传输率校正部分21的电路配置。DC传输率校正部分21包括APL检测电路211，DC移位电路212，黑色电平校正函数生成电路213，校正函数确定电路214，以及校正执行电路215。此外，图3示出了DC传输率校正部分21中的输入/输出特性，并且示出了用于定义输入的亮度信号Yin和输出的亮度信号Yout11之间的关系的图像校正函数。图3中的直线L10示出了其中输入的亮度Yin＝输出亮度Yout11的参考图像校正函数(在DC传输率校正之前)。
APL检测电路211基于亮度信号Yin检测每个图像帧中的平均峰值电平(APL)。所检测的平均峰值电平被输出到DC移位电路212。
例如，如图3所示，DC移位电路212生成中间-高亮度函数部分L12，在DC传输率校正电路21中的图像校正函数(例如，图3中的图像校正函数L14)中，其根据由APL检测电路211检测的每个图像帧中的平均峰值电平将中间-高亮度区中的亮度电平降低到低于原始亮度电平(参考图像校正函数L10的亮度电平)。具体来说，无论平均亮度如何DC移位量都固定，而且整个图像被移位到较暗一侧，从而生成中间-高亮度函数部分L12。
例如，如图3所示，黑色电平校正函数生成电路213生成低亮度函数部分(黑色电平校正函数)L11，它是连续连接在最小亮度点P0和中间-高亮度函数部分L12(在连接点P1)之间的部分，以便在DC传输率校正电路21的图像校正函数(例如，图3中的图像校正函数L14)中，从原始亮度电平以预定速率降低低亮度区中的亮度信号。例如在图3中，低亮度函数部分L11以具有预定变化率(斜率K1)的直线在最小亮度点P0和中间-高亮度函数部分L12之间连接。作为生成这种低亮度函数部分L11的方法，下面引用两种方法。
首先，作为其中一种方法，例如如图4A所示，具有除0以外的给定斜率并且通过最小亮度点P0的直线L110是预定的，并且直线L110和中间-高亮度函数部分(例如，中间-高亮度函数部分L12A和L12B)的交叉点被设置为到中间-高亮度函数部分的连接点(例如，连接点P1A和P1B)。换言之，不管中间-高亮度函数部分的DC波动量有多大，具有固定斜率的低亮度函数部分L11都沿直线L110在所述连接点与中间-高亮度部分连接。
作为另一种方法，例如，如图4B所示，给定输出亮度Yt12是预定的，而且中间-高亮度函数部分(例如，中间-高亮度函数部分L12C和L12D)与输出亮度Yt12相交的点被设置为与中间-高亮度函数部分的连接点(例如，连接点P1C和P1D)。换言之，在低亮度函数部分L11C和L11D中，直线的斜率根据中间-高亮度函数部分的DC波动量改变(例如，斜率K1C和K1D)。低亮度函数部分由公式1表示，而中间-高亮度函数部分由公式2表示，这些函数部分的交点(连接点)处的输出亮度为Yt12，所以该直线的斜率K在此情况下由公式3表示。换言之，由于公式3中的α的值随着中间-高亮度函数部分的DC波动量的增大而增大，该直线的斜率K减小。
Yout11＝Yin-α ......(1)Yout11＝K×Yin ......(2)K＝Yt12/(Yt12+α)......(3)由黑色电平校正函数生成电路213以这种方式生成的低亮度函数部分L11被输出到校正函数确定电路214。
回头参考图2，校正函数确定电路214确定包括基于由DC移位电路212生成的中间-高亮度函数部分L12和由黑色电平校正函数生成电路213生成的低亮度函数部分L11的那些函数部分的图像校正函数(例如，图3中的图像校正函数L14)。
此外，校正执行电路215基于由校正函数确定电路214所确定的图像校正函数实际校正来自开关14的亮度信号Yin。以这种方式校正的亮度信号被输出到黑色电平调整部分22作为亮度信号Yout11。
回头参考图1，黑色电平调整部分22基于输入的亮度信号Yout11检测图像帧中的低亮度电平区(最黑电平区)，并且在最黑电平区存在于某个区域范围内时，例如，如图5所示，黑色电平调整部分22将最黑电平区中的亮度信号移位到黑色一侧(亮度电平降低)，以便将亮度信号Yout11校正为亮度信号Yout12。由此，在黑色电平调整部分22中，亮度信号被校正使得所显示的图像中的黑色电平增强，而且校正后的亮度信号被输出到γ校正部分23作为亮度信号Yout12。
例如，如图6所示，γ校正部分23基于输入的亮度信号Yout12检测每个图像帧中的亮度信号的直方图分布，并且，例如，如图7所示，γ校正部分23基于该亮度直方图分布自适应地改变输入/输出特性(γ特性)(例如，将γ特性L30变为γ特性L31或L32)，并基于γ特性将亮度信号Yout12校正为亮度信号Yout13。因此，在γ校正部分23中，亮度信号基于所检测的亮度直方图分布而被校正使得对比度提高，而且校正后的亮度信号被输出到图像处理电路3作为亮度信号Yout13。
延迟电路15延迟从开关14输出的色差信号Uin和Vin，并且同步色差信号Uin和Vin和从亮度信号校正部分2输出的校正后的亮度信号Yout13以便将它们输出到图像处理电路3。
图像处理电路3执行预定的图像处理，例如对从亮度信号校正部分2输出的校正后的亮度信号Yout13和从开关14输出并通过延迟电路15的UV信号(Uout1，Vout1)进行清晰度处理。以这种方式图像处理之后的YUV信号(Yout2，Uout2，Vout2)被输出到矩阵电路41。
矩阵电路41从经过图像处理电路3图像处理后的YUV信号(Yout2，Uout2，Vout2)再现RGB信号，并将再现后的RGB信号(Rout，Gout，Bout)输出到驱动器42。
驱动器42基于从矩阵电路41输出的RGB信号(Rout，Gout，Bout)为显示器5产生驱动信号，并将驱动信号输出到显示器5。
显示器5在亮度信号被亮度信号校正部分2校正后基于YUV信号(Yout2，Uout2，Vout2)显示图像，并且根据从驱动器42输出的驱动信号由图像处理电路3执行图像处理。显示器5可以是任何类型的显示设备。例如，可以使用CRT(阴极射线管)51，LCD(液晶显示器)52，PDP(等离子显示板，未示出)等等。
YUV信号(Yin，Uin，Vin)对应于本发明中的“输入图像数据”的具体实例。DC传输率校正部分21对应于本发明中的“图像校正电路”的具体实例，APL检测电路211对应于本发明中的“亮度检测装置”的具体实例，而DC移位电路212、黑色电平校正函数生成电路213、校正函数确定电路214和校正执行电路215对应于本发明中的“图像校正装置”的具体实例。DC移位电路212、黑色电平校正函数生成电路213和校正函数确定电路214对应于本发明中的“函数确定装置”的具体实例，而校正执行电路215对应于本发明中的“校正执行装置”的具体实例。
下面描述根据本实施例的图像显示器的操作。
首先，输入到图像显示器的图像信号被解调为YUV信号。具体来说，来自TV的TV信号被调谐器11解调为复合视频突发信号，而且复合视频突发信号被直接从VCR或DVD1输入到图像显示器。然后，在Y/C分离电路12中将复合视频突发信号分离为亮度信号Y1和色度信号C1，然后将亮度信号Y1和色度信号C1在色度解码器13中解码为YUV信号(Y1，U1，V1)。另一方面，YUV信号(Y2，U2，V2)被直接从DVD2输入到图像显示器。
接着，在开关14中，选择YUV信号(Y1，U1，V1)或者YUV信号(Y2，U2，V2)输出作为YUV信号(Yin，Uin，Vin)。然后，将YUV信号(Yin，Uin，Vin)的亮度信号Yin输出到亮度信号校正部分2，而且将色度信号Uin和Vin输出到延迟电路15。
在亮度信号校正部分2中，基于输入的亮度信号Yin执行以下校正亮度信号的操作。
首先，在DC传输率校正部分21中，APL检测电路211基于输入的亮度信号Yin检测每个图像帧中的平均峰值电平，而且DC移位电路212生成中间-高亮度函数部分L12，其根据所检测的平均峰值电平降低中间-高亮度区中的亮度电平。另一方面，黑色电平校正函数生成电路213生成低亮度函数部分L11，其是在最小亮度点P0和中间-高亮度函数部分L12(在连接点P1)之间连续连接的部分，以便仍然以预定速率降低低亮度区中的亮度信号。然后，校正函数确定电路214确定包含有中间-高亮度函数部分L12和低亮度函数部分L11的图像校正函数，而且校正执行电路215基于所确定的图像校正函数校正来自开关14的亮度信号Yin。
如上所述，生成所述确定的图像校正函数使得根据中间-高亮度区中的平均峰值电平降低输入亮度信号，而且将输入亮度信号保持在低于低亮度区中的原始电平的电平(参考图3中的中间-高亮度函数部分L12和低亮度函数部分L11)，因而当在中间-高亮度区中执行DC电平变换时，可以避免变换后的亮度信号的低亮度区中的灰度级损失。
接着，黑色电平调整部分22基于亮度信号Yout11检测图像帧中的最黑电平区，而且在最黑电平区存在于某个区域范围的情况下，黑色电平调整部分22将最黑电平区中的亮度信号移动到黑色一侧(亮度电平降低)，以便校正亮度信号使得显示图像中的黑色电平增强。然后，γ校正部分23基于亮度信号Yout12检测每个图像帧中的亮度直方图分布，并且基于根据亮度直方图分布自适应改变的特性校正亮度信号使得对比度提高。以这种方式校正的亮度信号被输出到图像处理电路3作为亮度信号Yout13。
另一方面，延迟电路15延迟色差信号Uin和Vin，而且作为结果，色差信号Uin和Vin与从亮度信号调整部分2输出的亮度信号Yout13同步。
接着，图像处理电路3执行预定的图像处理，例如对从亮度信号校正部分2输出的校正后的亮度信号Yout13和从开关14输出并通过延迟电路15的UV信号(Uout1，Vout1)进行清晰度处理。
然后，矩阵电路41在图像处理之后从YUV信号(Yout2，Uout2，Vout2)中再现RGB信号(Rout，Gout，Bout)，驱动器42基于该RGB信号(Rout，Gout，Bout)产生驱动信号，并且基于该驱动信号在显示器5上显示图像。
如上所述，在本实施例中，在DC传输率校正部分21中，当仍然以预定速率从原始亮度信号电平降低低亮度区中的亮度信号电平时，中间-高亮度区中的亮度信号电平根据APL检测电路211所检测的平均峰值电平降低，所以即使如同相关技术中的情况那样在中间-高亮度区执行DC电平变换，也可以防止在变换后低亮度区中的灰度级的损失。因此，可以可靠地显示低亮度区中的灰度级，并且可以提高显示图像的质量。
此外，例如，如图3、4A和4B所示，低亮度函数部分由在最小亮度点P0和中间-高亮度函数部分之间连续连接的一条线表示，使得可以很容易地生成包含这些函数部分的图像校正函数。因此，可以简化黑色电平校正函数生成电路213和校正函数确定部分214的配置，而且可以减小电路尺寸。
此外，在校正函数确定电路214中，在低亮度区，在中间-高亮度函数部分和低亮度函数部分之间选择并确定一个较小值(低亮度函数部分)，所以同样从这个角度来看，也可以很容易地生成图像校正函数。
下面描述第一个实施例的修正。在此修正中，例如，如图8中的图像校正函数L14A所示，在DC传输率校正部分21中，生成了包含有通过最小亮度点P0并且在DC电平变换之前具有与图像校正函数L10相同形状的部分L11A的低亮度函数部分，而且通过包含这种低亮度函数部分的图像校正函数校正亮度信号。
具体来说，例如，在图8中，低亮度函数部分L11包括在最小亮度点P0和图像校正函数L10上的连接点P20连接点之间连接的直线部分L11A，以及在连接点P20和中间-高亮度函数部分L12(在连接点P21)之间连接的直线部分L11B。换言之，在第一个实施例中的图像校正函数中，最小亮度点P0和中间-高亮度函数部分由具有固定斜率的直线直接连接，但是在此修正中，它们是通过在DC电平变换之前具有与图像校正函数L10相同形状的部分L11A连接的。
因此，在此修正中，例如，如图9中的图像校正函数L14所示，即使校正后的亮度信号Yout11的亮度电平被低亮度区中的DC传输率校正部分21进一步降低，例如，如同在图像校正函数L24的情况下，也可以防止灰度级的损失。
因此，即使黑色电平调整部分22被安置在DC传输率校正部分21之前，或者DC传输率校正部分21、黑色电平调整部分和γ校正部分23被并行安置，例如，分别如图10A和10B中的亮度信号校正部分2A和2B中所示，如上所述，可以可靠地防止灰度级的损失。
如上所述，在上述修正中，在DC传输率校正部分21中，生成了包含有通过最小亮度点P0并且具有与在DC电平变换之前的图像校正函数L10相同形状的部分L11A的低亮度函数部分，而且通过包含这种低亮度函数部分的图像校正函数校正亮度信号，因此，例如，即使在DC传输率校正之后低亮度区中的亮度电平被进一步降低，也能可靠地防止灰度级的损失。因此，除了上述第一实施例中的效果，不管亮度信号校正部分2等如何安置，都能够更可靠地显示低亮度区中的灰度级，而且可以进一步提高显示图像的质量。
此外，如同直线部分L11A一样，DC电平变换之前的图像校正函数L10也可以照原样使用，所以可以很容易地生成和实现图像校正函数。
此外，不管亮度信号校正部分2等如何安置，这种修正都可以应用于具有各种配置的亮度电平校正部分，所以可以提高设备设计中的灵活性。
下面将描述本发明的第二实施例。根据该实施例的图像显示器除了调整在第一实施例中描述的低亮度区(黑色电平区)中的图像校正函数之外，还调整高亮度区(白色电平区)中的图像校正函数。
图11示出了根据本实施例的DC传输率校正部分21A的电路配置。DC传输率校正部分21A还包括在上述第一实施例中描述的DC传输率校正部分21中的白色电平校正函数生成电路216，相同的组件用与第一实施例相同的附图标记表示，因此不再进一步描述。
例如，如图12所示，在DC传输率校正部分21A中的图像校正函数(例如，附图中的图像校正函数L15)中，白色电平校正函数生成电路216生成高亮度函数部分(白色电平校正函数)L13，它是在最大亮度点P4和中间亮度函数部分L14之间连续连接同时将最大亮度点P4保持在图像校正函数L10的最大亮度点的部分。例如，在图12中，高亮度函数部分L13利用具有预定变化率(斜率K2)的直线在最大亮度点P4和中间亮度函数部分L12中间连接。
该实施例中的DC移位电路212、黑色电平校正函数生成电路213、白色电平校正函数生成电路216、校正函数确定电路214和校正执行电路215对应于本发明中的“图像校正装置”的具体实例。DC移位电路212、黑色电平校正函数生成电路213、白色电平校正函数生成电路216和校正函数确定电路214对应于本发明中的“函数确定装置”的具体实例。
通过这种图像校正函数的结构，在本实施例中的DC传输率校正部分21A中，当根据所检测的平均峰值电平降低中间亮度区中的亮度信号Yin的亮度电平一个预定电平时，最大亮度点P4保持在高亮度区中，因此，当在中间亮度区执行DC电平变换时，可以防止变换后亮度信号Yout11的高亮度区中的亮度电平的降低。
如上所述，在本实施例中，当在高亮度区中保持最大亮度点P4时，中间亮度区中的亮度信号Yin的亮度电平根据所检测的平均峰值电平降低，所以即使在中间亮度区中执行DC电平变换，也能够防止在变换后高亮度区中的亮度电平的降低。因此，除了在第一实施例中的防止低亮度区中的灰度级损失的效果，还可以可靠地显示高亮度区中的灰度级，而且可以提高显示图像的质量。
此外，例如，如图12所示，高亮度函数部分也由在最大亮度点P4和中间亮度函数部分之间连续连接的直线表示，所以包含这些函数部分的图像校正函数可以很容易生成。因此，可以简化白色电平校正函数生成电路216的配置，而且可以减小电路尺寸。
此外，黑色电平校正函数生成电路213和白色电平校正函数生成电路216分隔开排列，所以可以单独执行调整低亮度区中的图像校正函数的操作和调整高亮度区中的图像校正的操作。
同样在本实施例中所述的图像校正函数中，例如，如图13A中的图像校正函数L15A所示，类似于第一实施例的修正(参考图8)，低亮度函数部分L11可包括部分L11A，其通过最小亮度点P0并且具有与DC电平变换之前的图像校正函数L10相同的形状。在这种配置中，除了本实施例中的效果，不管亮度信号校正部分等如何排列，都能够更可靠地显示低亮度区中的灰度级，而且可以进一步提高显示图像的质量。
虽然本发明是参考第一实施例和第二实施例描述的，但本发明并不局限于此，而是可以进行各种修正。
例如，在上述实施例中，描述了低亮度区(黑色电平区)中的图像校正函数被调整的情况(第一实施例的情况)和除了低亮度区中的图像校正函数还能调整高亮度区(白色电平区)中的图像校正函数的情况(第二实施例的情况)；然而，例如，如图14中的图像校正函数L15B所示，只有高亮度区(白色电平区)中的图像校正函数可以调整。在这种配置中，当在中间亮度区中执行DC电平变换时，可以防止变换后高亮度区中的亮度电平的降低。因此，可以可靠地显示高亮度区中的灰度级，而且可以进一步提高显示图像的质量。
此外，在上述实施例中，描述了低亮度函数部分或高亮度函数部分由具有固定斜率的直线表示的情况；然而，只要可以防止低亮度区中的灰度的损失和高亮度区中的亮度电平的降低，而且低亮度函数部分或高亮度函数部分可以被连续连接到中间亮度函数部分，该函数部分就可以由曲线而非直线表示。
此外，在上述实施例中，除了DC传输率校正部分21之外，亮度信号校正部分2还包括黑色电平调整部分22和γ校正部分23；然而，亮度信号校正部分2可仅包括DC传输率校正部分21，或者亮度信号校正部分2除此之外还可包括另一个亮度信号校正电路。
本领域的技术人员应理解的是，可以根据设计需求和其它因素进行各种修正、组合、子组合以及变化，它们都在所附权利要求书或其等同物的范围之内。
权利要求
1.一种图像校正电路，包括亮度检测装置，用于检测每个图像帧中的输入图像数据的平均峰值电平；以及图像校正装置，用于校正输入图像数据，以便根据该平均峰值电平降低中间亮度区内的输入图像数据的亮度，同时至少在低亮度区中以预定速率降低输入图像数据的亮度。
2.根据权利要求1的图像校正电路，其中图像校正装置包括函数确定装置，用于确定包括中间亮度函数部分和低亮度函数部分的图像校正函数，该中间亮度函数部分根据所检测的平均峰值电平变换中间亮度区中的输入图像数据的直流电平，该低亮度函数部分在输入图像数据的最小亮度点和中间亮度函数部分之间连续连接；以及校正执行装置，用于基于所确定的图像校正函数对输入图像数据执行图像校正。
3.根据权利要求2的图像校正电路，其中低亮度函数部分中包括一个函数部分，该函数部分经过最小亮度点并且具有与在变换输入图像数据的直流电平之前的原始图像校正函数相同的形状。
4.根据权利要求2的图像校正电路，其中低亮度函数部分在最小亮度点和具有除0以外的变化率的中间亮度函数部分之间连续连接。
5.根据权利要求4的图像校正电路，其中低亮度函数部分沿具有给定斜率并且经过最小亮度点的直线在最小亮度点和中间亮度函数部分之间连续连接。
6.根据权利要求4的图像校正电路，其中低亮度函数部分在最小亮度点和一个点之间连续连接，所述中间亮度函数部分在所述点处确保给定函数值。
7.根据权利要求1的图像校正电路，其中图像校正装置校正输入图像数据，以便在输入图像数据的最大亮度点和中间亮度区之间连续连接，同时原样保持最大亮度点。
8.根据权利要求7的图像校正电路，其中图像校正装置包括函数确定装置，用于确定包括中间亮度函数部分、低亮度函数部分和高亮度函数部分的图像校正函数，该中间亮度函数部分根据所检测的平均峰值电平变换中间亮度区中的输入图像数据的直流电平，该低亮度函数部分在输入图像数据的最小亮度点和中间亮度函数部分之间连续连接；该高亮度函数部分在最大亮度点和具有固定变化率的中间亮度函数部分之间连续连接；以及校正执行装置，用于基于图像校正函数对输入图像数据执行图像校正。
9.根据权利要求8的图像校正电路，其中低亮度函数部分包括一个函数部分，该函数部分经过最小亮度点并且具有与在变换输入图像数据的直流电平之前的原始图像校正函数相同的形状。
10.根据权利要求8的图像校正电路，其中低亮度函数部分在最小亮度点和具有除0以外的变化率的中间亮度函数部分之间连续连接。
11.一种图像校正电路，包括亮度检测装置，用于检测每个图像帧中的输入图像数据的平均峰值电平；以及图像校正装置，用于校正输入图像数据，以便根据该平均峰值电平降低中间亮度区内的输入图像数据的亮度，同时原样保持输入图像数据的最大亮度点。
12.一种图像校正方法，包括步骤检测每个图像帧中的输入图像数据的平均峰值电平；以及校正输入图像数据，以便根据该平均峰值电平降低中间亮度区内的输入图像数据的亮度，同时至少在低亮度区中以预定速率降低输入图像数据的亮度。
13.一种图像校正方法，包括步骤检测每个图像帧中的输入图像数据的平均峰值电平；以及校正输入图像数据，以便根据该平均峰值电平降低中间亮度区内的输入图像数据的亮度，同时原样保持输入图像数据的最大亮度点。
14.一种图像显示器，包括亮度检测装置，用于检测每个图像帧中的输入图像数据的平均峰值电平；图像校正装置，用于校正输入图像数据，以便根据该平均峰值电平降低低亮度区内的输入图像数据的亮度，同时至少在低亮度区中以预定速率降低输入图像数据的亮度；以及显示装置，用于基于所校正的输入图像数据显示图像。
15.一种图像显示器，包括亮度检测装置，用于检测每个图像帧中的输入图像数据的平均峰值电平；图像校正装置，用于校正输入图像数据，以便根据该平均峰值电平降低中间亮度区内的输入图像数据的亮度，同时原样保持输入图像数据的最大亮度点；以及显示装置，用于基于所校正的输入图像数据显示图像。
16.一种图像校正电路，包括亮度检测部分，用于检测每个图像帧中的输入图像数据的平均峰值电平；以及图像校正部分，用于校正输入图像数据，以便根据该平均峰值电平降低中间亮度区内的输入图像数据的亮度，同时至少在低亮度区中以预定速率降低输入图像数据的亮度。
17.一种图像校正电路，包括亮度检测部分，用于检测每个图像帧中的输入图像数据的平均峰值电平；以及图像校正部分，用于校正输入图像数据，以便根据该平均峰值电平降低中间亮度区内的输入图像数据的亮度，同时原样保持输入图像数据的最大亮度点。
18.一种图像显示器，包括亮度检测部分，用于检测每个图像帧中的输入图像数据的平均峰值电平；图像校正部分，用于校正输入图像数据，以便根据该平均峰值电平降低低亮度区内的输入图像数据的亮度，同时至少在低亮度区中以预定速率降低输入图像数据的亮度；以及显示部分，用于基于所校正的输入图像数据显示图像。
19.一种图像显示器，包括亮度检测部分，用于检测每个图像帧中的输入图像数据的平均峰值电平；图像校正部分，用于校正输入图像数据，以便根据该平均峰值电平降低中间亮度区内的输入图像数据的亮度，同时原样保持输入图像数据的最大亮度点；以及显示部分，用于基于所校正的输入图像数据显示图像。
全文摘要
本发明提供一种图像校正电路，其能够在亮度信号变换的直流电平变换时防止亮度区内的灰度级损失以提高显示图像的质量。一种图像校正电路，包括用于检测每个图像帧中的输入图像数据的平均峰值电平的亮度检测装置；以及用于校正输入图像数据，以便根据该平均峰值电平降低中间亮度区内的输入图像数据的亮度同时至少在低亮度区中以预定速率降低输入图像数据的亮度的图像校正装置。
文档编号H04N5/57GK101075427SQ200710102598
公开日2007年11月21日 申请日期2007年5月16日 优先权日2006年5月16日
发明者原田茂 申请人:索尼株式会社