专利名称：对比度校正电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对比度校正电路。特别是，本发明涉及一种适用于动态范围小的显示装置如等离子体显示板(PDP)的对比度校正电路。
背景技术：
增强含有大量信息的画面中区域对比度的对比度校正电路，通常用于动态范围小的显示装置，如等离子体显示板(PDP)。这样的对比度校正电路可保证较高的图像质量。
在传统的对比度校正电路中，使用许多种含有各种对比度转换特性的查找表来转换对比度，从而增强图像的对比度。这些表存储在存贮器中，如只读存储器(ROM)。屏幕图像数据的积分结果，或得到直方图的结果，用于选择这些查找表。
当使用借助大量查找表转换图像数据对比度的传统对比度校正电路时，在大部分屏幕上可获得很好的图像。
但是，有时最好不校正对比度。特别是，电影中暗色屏幕的图像数据就不应当进行对比度的转换。在含有大量黑色电平像素的画面中存在含相当亮图像的小区域时，由于在面积比中(对应于数据总量)大部分画面是由黑色电平像素实现的图像组成的，所以在传统的对比度校正电路中会选择对暗色屏幕有效的对比度转换特性查找表。
但是，在含有大量黑色电平像素的画面中存在相当亮的图像的小区域时，重要的信息是包含在画面的小区域中的。在这样的屏幕中通过选择暗色屏幕的查找表来校正对比度时，容易产生白色畸变等使图像质量变坏的现象。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种对比度校正电路，它能够防止暗色屏幕中的白色畸变。
大部分为白色的屏幕如雪景中，存在一个或多个暗色图像区域时，情况与上述的结果相反。也就是说，会产生黑色畸变，不能清楚地显示重要信息。
本发明的另一个目的是提供一种对比度校正电路，当大部分屏幕处于均匀的灰度级而图像占据屏幕的小部分时，它能够适当校正画面中图像的对比度。
本发明的一方面，提供一种对比度校正电路，包括积分器，对接收到的视频信号亮度级进行积分，并计算整个屏幕视频信号亮度级的总和；第一存储器，根据屏幕亮度存储显示对比度转换特性的许多种表数据；选择器，当屏幕中所有像素的亮度级都处于最大时，将所有像素亮度级的总和设置为参考值，将该参数值与积分器的积分输出进行比较，指示第一存储器选择输出适合屏幕亮度的表数据，该数据是根据比较结果从许多种表数据中选择的；第二存储器，存储转换表，该转换表通过第一存储器输出的表数据校正接收到的视频信号的对比度；黑色电平检测器，检测接收到每一像素的视频信号亮度级，当视频信号的亮度级值小于或等于预定值时，确定视频信号的亮度级为黑色电平，输出表示黑色电平像素数的数据。当黑色电平检测器检测到的黑色电平像素数大于或等于预定值的时候，在检测到的屏幕所有像素的亮度级都处于最大时，从所有像素的亮度级总和中减去检测到的黑色电平像素数，所得到的值由选择器设置为与积分器的输出进行比较的参考值。
如果受到特别注意的显示区域的区域比率与整个显示屏幕的比率在事前已确定了，预定值设置成为对应于黑色屏幕区域的像素数，背景是黑色屏幕。
视频信号的灰度在0-5之间时，最好将视频信号的亮度级确定为黑色电平。
平均分割对视频信号亮度级平均值小的整个暗色画面所选的特性和视频信号亮度级平均值大的整个亮度画面所选的特性之间的空间，得到显示转换特性的表数据，该表数据存储在第一存储器中。
最好在第一存储器中存储显示16种转换特性的表数据。
本发明的另一方面，一种对比度校正电路，包括积分器，对接收的视频信号亮度级进行积分，并计算整个屏幕视频信号亮度级的总和；第一存储器，存储根据屏幕亮度显示对比度转换特性的许多种表数据；选择器，当屏幕中所述所有像素的亮度级都处于最大时，将屏幕中所有像素的亮度级总和设置为参考值，将该参考值与积分器输出的积分进行比较产生比较结果，并指示第一存储器在许多种表数据中选择输出适合屏幕亮度的表数据；第二存储器，存储转换表，该转换表通过第一存储器输出的表数据校正所接收视频信号的对比度；校正器，当对于每个像素来说所接收视频信号的黑色电平连续存在，并且连续像素数大于或等于预定值时，校正参考值。当有从校正器输入的校正值时，选择器根据输入的校正值设置校正的值为参考值，并把表数据确定为从许多种表数据中进行选择。
校正器包括黑色电平检测器，检测所接收每一像素视频信号的亮度级，当视频信号亮度级的值小于或等于预定值时，确定视频信号亮度级为黑色电平；第一计数器，通过仅当像素为连续时由外部建立的一定像素数限定了该黑色电平像素的数量，对该组像素数计算黑色电平检测器检测到的黑色电平像素数，该计数器并输出屏幕列方向各行黑色电平像素数的计数值；第二计数器，当考虑到外部设置的屏幕列方向行数使黑色电平像素数的计数值从第一计数器连续输入时，接收第一计数器的计数输出，并将计数值的总和作为计数值输出到选择器。从表示屏幕所有像素数的值中减去第二计数器输出的黑色电平像素数的计数值，用所得到的值代替当屏幕所有像素的亮度级都处于最大时，在表示所有像素亮度级总和的计算公式中表示屏幕所有像素数的值，得到值由选择器设置为参考值与积分器的输出进行比较。
考虑了视频信号的噪声分量后，确定第一计数器设置的像素数和第二计数器设置的行数。
最好，第一计数器设置的像素数为四，第二计数器设置的行数为四。
本发明的另一个方面，提供一种对比度校正电路，包括积分器，对所接收的视频信号亮度级进行积分，并计算整个屏幕视频信号亮度级的总和；第一存储器，存储根据屏幕亮度显示对比度转换特性的许多种表数据；选择器，当屏幕中所有像素的亮度级都处于最大时，将所有像素亮度级的总和设置为参考值，将参考值与积分器输出的积分比较，指示第一存储器选择输出适合屏幕亮度的表数据，该数据是根据比较结果，或考虑了比较结果和所接收视频信号的灰度之后，从许多种表数据中选择的；第二存储器，存储转换表，该转换表根据第一存储器输出的表数据校正所接收视频信号的对比度；直方图检测器，将所接收视频信号的灰度划分成许多区域，检测属于像素单元中所划分区域灰度的频率；控制器，接收直方图检测器的检测值输出，当存在频率大于或等于先前设定的阈值的灰度时，确定灰度为均匀的，输出确定为均匀的灰度数据和灰度频率。当接收控制器确定为均匀灰度的灰度数据和灰度频率的时候，在屏幕中所有像素的亮度级都处于最大时，从所有像素亮度级的总和中减去确定为均匀灰度的灰度与灰度频率的乘积，所得的值由选择器设置成为参考值，与积分器的输出进行比较。然后，在一个屏幕中的图像区域(除了确定为均匀灰度的灰度占据的图像区域外)内所有像素的亮度级都处于最大时，选择器指示第一存储器选择输出适合屏幕亮度的表数据，该表数据是根据参考值除以亮度级的总和所得到的值，从许多表数据中选择的。
在受到特别注意的显示区域面积与整个显示屏幕面积的比率先前已确定了并且背景为均匀灰度的屏幕中，就将阈值设置成为对应于均匀灰度屏幕面积的像素数。
当不需确定灰度是否均匀而设置关于灰度的频率时，控制器不输出有关灰度频率的数据。
优选的是，当视频信号的灰度在0-5之间时，确定视频信号的亮度级为黑色电平；当视频信号的灰度在125-130之间时，确定视频信号的亮度级为灰色电平；当视频信号的灰度在250-255之间时，确定视频信号的亮度级为白色电平。
结合附图，参考下面详细的描述，将更好地全面理解本发明和它所带有的优点，附图中相同的附图标记表示相同或相似的元件，其中图1所示为根据本发明第一实施例的对比度校正电路结构框图；图2图示了图1中对比度校正电路只读存储器(ROM)中存储的表数据所显示的对比度转换特性；
图3图示了一个屏幕，在大部分为黑色电平的灰度背景中，有一个相当小的接近白色的亮灰度图像；图4所示为根据本发明第二实施例的对比度校正电路结构框图；图5图示了黑色电平检测器对屏幕中各个像素的检测结果；图6所示为根据本发明第三实施例的对比度校正电路结构框图；图7图示了一个屏幕，大部分背景为白色电平灰度，在背景中有一个相当小的接近黑色的暗灰度图像；图8图示了一个屏幕，背景是灰色的，在背景中有一个相当小的接近白色的亮灰度图像，和另一个相当小的接近黑色的暗灰度图像；图9图示了图3中屏幕显示的视频信号灰度和频率关系的直方图；图10图示了图7中屏幕显示的视频信号灰度和频率关系的直方图；图11图示了图8中屏幕显示的视频信号灰度和频率关系的直方图。
具体实施例方式
在下面的详细描述中，简单借助发明者实行本发明时最佳模式的图示，只图示和描述了本发明的优选实施例。应当认识到，本发明能够在都不脱离本发明范围的许多明显的方面进行修改。因此附图和说明只是作本质的说明，而不是进行限制。
图1所示为根据本发明第一实施例的对比度校正电路结构。参见图1，对比度校正电路包括积分器10、黑色电平检测器12、选择信号发生器14、只读存储器(ROM)16和随机存取存储器(RAM)18。
积分器10对输入视频信号的亮度级进行积分，并计算整个屏幕视频信号亮度级的总和。
黑色电平检测器12检测每个像素输入视频信号的亮度级，当视频信号的亮度级小于或等于预定值时，将亮度级确定为黑色电平，并输出表示黑色电平像素数的数据。也就是说，当从输入端100、101、和102输入的所有R、G、B视频信号都小于或等于预定值时，黑色电平检测器12将亮度级确定为黑色电平。然后，黑色电平检测器12计算并输出对应的像素数。
当屏幕中所有像素的亮度级都处于最大时，将所有像素的亮度级总和用作参考值，选择信号发生器14比较参考值和积分器10输出的积分。根据比较结果，选择信号发生器14指示ROM16选择输出表数据，该表数据是作为适合于屏幕亮度的数据从存储在ROM16中的许多种表数据中选择出的。
如果黑色电平检测单元12检测到的黑色电平像素数大于或等于预定值，当屏幕中所有像素的亮度级都处于最大时，从所有像素亮度级的总和中减去检测到的黑色电平像素数，所得到的值由选择信号发生器14设置为参考值与积分器10的输出进行比较。
ROM16中存储了许多种显示各种转换特性的表数据，根据屏幕的亮度选择这些数据。含有对比度转换特性的表数据由选择信号发生器14输出的选择信号进行选择，由ROM16输出。根据ROM16输出的表数据校正输入端100至102所输入视频信号对比度的转换表，存储在RAM18中。存储在RAM18中的转换表校正视频信号的对比度，该视频信号输出到输出端200至202。
选择信号发生器14对应于本发明的选择器，ROM16对应于本发明的第一存储器，RAM18对应于本发明的第二存储器。存储在ROM16中的许多种显示各种对比度转换特性的表数据，在图2中进行描述。图2所示为画面的对比度转换特性。参见图2，画面中输入视频信号的亮度级平均值小，画面整体为暗色时，选择曲线Q1所示的对比度转换特性。画面中输入视频信号的亮度平均值大，画面整体为亮色时，选择曲线Q16所示的对比度转换特性。点线标记的区域中画面数据的对比度是增强的。
根据本实施例，通过均匀划分曲线Q1和曲线Q16之间的间距，得到显示16种对比度转换特性的曲线Q1至曲线Q16的表数据(值数据)，将它们存储在ROM16中。根据输入视频信号的亮度级平均值选择预定的表数据。
下面描述根据本发明第一实施例的对比度校正电路的操作。
参见图1，当输入端100至102接收到R、G、B视频信号(数字信号)时，积分器10对输入视频信号的亮度级进行积分，并计算整个屏幕视频信号的亮度级总和(平均值)S0。如屏幕大小为852(点)×480(行)，则相对于R、G、B的显示像素为8位，当屏幕中所有像素的亮度级都处于最大时，所有像素的亮度级总和Sm为Sm＝852(点)×480(行)×255(8位最大值)×3(RGB)＝31285440。
用选择信号发生器14选择表数据的选择信号，代替积分器10计算出的整个屏幕视频信号的亮度级总和(平均值)S0。也就是说，将积分器10的输出S0除以总和Sm(积分器的输出(总和)÷312854400)得到选择信号的值，即0或1。均匀分配该值，以适合于由显示Q1至Q6每一个对比度转换特性的表数据组成的对比度转换表的数。每一组显示每一个对比度转换特性的表数据称为对比度转换表。
当有16种对比度转换表时，如下所述，根据选择信号发生器14的计算结果选择对比度转换表的选择信号，输出到ROM16。
选择信号当S0/Sm＝0至0.0625时，选择对比度转换表Q1；当S0/Sm＝0.0625至0.125时，选择对比度转换表Q2；当S0/Sm＝0.875至0.9375时，选择对比度转换表Q15；当S0/Sm＝0.9375至1时，选择对比度转换表Q16，将该选择信号输出到ROM16。
结果，该含有选择信号发生器14输出的选择信号选择的对比度转换特性的表数据由ROM16向RAM18输出。使用转换表，RAM18根据从ROM16接收到的表数据，校正从输入端100至102接收的视频信号R、G、B的对比度，并通过输出端200至202输出含有校正后对比度的视频信号R、G、B。
因此，当整个屏幕为暗色时，可获得暗色部分对比度增强的图像；当整个屏幕为亮色时，可获得亮色部分对比度增强的图像。
大多数情况中，通过这种方法可以实现理想的对比度校正。但是，如上所述，用这种方法进行对比度校正时可能出现负面效果。下面参见图3描述具体实例。
图3所示屏幕中背景A的大部分为黑色电平灰度，背景A中有一个相当小的接近白色的亮灰度图像B。在图3所示屏幕的情况中，因为积分器10的输出(也就是说，整个屏幕视频信号的亮度级总和或平均值)为低值，如果图1的结构中不包含黑色电平检测器，将选择对应于暗色屏幕的对比度转换表。结果，多少妨碍了亮色区域的对比度，而增强了暗色区域的对比度。
尽管重要的视频信号存在于亮色区域中，但是这部分的对比度减少了，并且还会产生白色畸变等现象。
为了避免这种现象，在本发明的第一实施例中，由积分器10对视频信号的总和积分。当黑色电平检测器12从输入端100、101和102接收的视频信号R、G、B的亮度级值小于或等于预定值时，将亮度级确定为黑色电平，并计算和输出像素数。
当亮度级值小于或等于预定值时，黑色电平检测器将亮度级确定为黑色电平，因为即使亮度级就是黑色电平，视频信号中含有噪音分量，黑色电平检测器12检测到的视频信号中所有的亮度级都不会为零。在本实施例中，视频信号的灰度级在0-5之间时，将亮度级确定为黑色电平；当视频信号的灰度级在6-255之间时，确定的亮度级与黑色电平不同。
当黑色电平检测器12计算为黑色电平的像素数大于或等于预定值时，如果在屏幕中所有像素的亮度级都处于最大，那么当用选择信号发生器14产生的选择信号计算公式计算所有像素的亮度级总和Sm时，减去黑色电平检测器12计算为黑色电平的像素数。也就是说，用下面公式(代替Sm)得到的Sm’来计算选择信号S0/Sm’Sm’＝{852(点)×480(行)-(计算为黑色电平的值)×3}×255(8位最大值)×3(RGB)}也可将整个屏幕中受到特别观看方面的注意的显示区域的面积比率预先定义为预定值。背景为黑色时，该预定值可设置为对应于黑色屏幕区域的像素数。如，在黑色背景上显示有一个相当小的接近白色的亮灰度图像(如，整个屏幕的1/4显示区域)时，如果852×480显示屏幕的3/4为黑色，选择信号发生器14将预定值设置为852×480×3/4＝306720。
根据本发明第二实施例的对比度校正电路，当如图3所示，背景A的大部分为黑色电平灰度，背景A中有一个闭合白色区域形成的亮灰度图像B(同第一实施例中一样)时，可防止由于对比度校正产生的白色畸变现象。
图4所示为根据本发明第二实施例的对比度校正电路的结构。参见图4，对比度校正电路包括积分器110、黑色电平检测器112、水平计数器114、判定电路116、垂直计数器118、选择信号发生器120、ROM122和RAM124。
积分器110对接收到的视频信号的亮度级进行积分，并计算整个屏幕视频信号亮度级的总和。
黑色电平检测器112检测每一像素接收到的视频信号亮度级，当视频信号亮度级的值小于或等于预定值时，将视频信号的亮度级确定为黑色电平。也就是说，当从输入端300、301和302输入的所有视频信号R、G、B的值都小于或等预定值时，黑色电平检测器112将视频信号的亮度级确定为黑色电平，然后黑色电平检测器112输出一个对应的判定信号。
只有在黑色电平像素连续时，水平计数器114在由外部建立的一定像素数定义的一个水平扫描周期内，根据所建立的像素数计算黑色电平检测器112检测为黑色电平的像素数。相对于屏幕列方向的每行输出黑色电平像素数的计算值。当屏幕大小为852(点)×480(行)时，外部建立的像素数可为例如4。
只有当水平计数器114输出的每行黑色电平像素数大于或等于预定电平时，判定电路116才将水平计数器114的计数输出输出到垂直计数器118。例如，将判定值设置为800。若是在水平计数器114中包含了判定电路116的功能，可去掉判定电路116。垂直计数器118接收水平计数器114的计数输出，当通过判定电路116从水平计数器114连续输入黑色电平像素数的计数值(非零)时(该计数值对应于外部建立的屏幕列方向的行数)，垂直计数器118将计数值的总和输出到选择信号发生器120。如，外部建立的行数为4。而且，水平计数器114、判定电路116和垂直计数器118中设定的各个值的确定，也考虑到了非视频信号的噪声分量。
水平计数器114和判定电路116分别对应于本发明的第一计数器和第二计数器。
当屏幕中所有像素的亮度级都处于最大时，将所有像素的亮度级总和设置为参考值，选择信号发生器120将参考值与积分器110输出的积分相比较。根据比较的结果，选择信号发生器120指示ROM116选择输出适合屏幕亮度的表数据，该数据是从存储在ROM116里的许多种表数据中选择的。
从表示屏幕中所有像素数的值中减去垂直计数器118输出的黑色电平像素数的计数值，用所得到的值代替一个值，该值在屏幕中所有像素的亮度级都处于最大时，在表示所有像素亮度级总和的计算公式中表示屏幕中所有像素数的值，通过上述代替所得到的值由选择信号发生器120设置为参考值，与积分器110的输出相比较。
根据屏幕亮度级所选择的、显示对比度转换特性的许多种表数据，存储在ROM122中。ROM122输出根据选择信号发生器120输出的选择信号选择的对比度转换特性的表数据。
根据ROM122输出的表数据校正从输入端300至302接收到的视频信号对比度的转换表，存储在RAM124中。根据存储在RAM124中的转换表校正了对比度的视频信号，由输出端400至402输出。
选择信号发生器120对应于本发明的选择器，ROM122对应于本发明的第一存储器，RAM124对应于本发明的第二存储器。
在上述本发明第一实施例的说明中，参考图2说明了存储在ROM122中的、显示了对比度转换特性的许多种表数据。
下面描述根据本发明第二实施例的对比度校正电路的操作。
在图3所示屏幕的情况中，由于积分器110的输出(即，整个屏幕视频信号亮度级的总和(平均值))为一个低值，如果图4所示的结构中不包括黑色电平检测器112、水平计数器114、判定电路116和垂直计数器118，将会选择对应于暗色屏幕的对比度转换表。从而损失屏幕中亮色区域的对比度，增强暗色区域的对比度。
尽管亮色区域中有重要的视频信号，但是该区域的对比度减少了，将导致白色畸变等现象。
为了避免这种现象，在本发明中，如第一实施例中一样，由积分器110对视频信号的总和进行积分，当由黑色电平检测器112检测到的、从输入端300、301和302接收到的视频信号R、G、B的亮度级值小于或等于预定值时，将亮度级确定为黑色电平。
参见图5，在屏幕(852点×480行)中，示出了记录下的检测结果，在该结果中由黑色电平检测器112确定为黑色电平的所得像素设置为0，而所有确定为其它电平(即，确定为“信号存在”)的像素设置为1。在本实施例中，将描述水平计数器114、判定电路116和垂直计数器118的操作。
在由外部建立的一定像素数定义的一个水平扫描周期1H内，只有当像素为连续的时，水平计数器114根据设置的像素数对黑色电平检测器112检测到的黑色电平像素数进行计数；水平计数器114输出屏幕列方向每一行黑色电平像素数的计数值。
例如，如图5所示，黑色电平检测器112检测到在沿列H方向和第一列的行L1之后的前四个像素、下4个像素和再下4个像素分别为0000、0000和0100，水平计数器114每四个像素计数4、4和0，并将每四个像素计数值的总和(808)作为行L1的计数值输出。
水平计数器114对行L2、L3和L4的计数输出分别为812、814和816。
只有当水平计数器114输出的每行黑色电平像素数大于或等于预定值时，判定电路116才将水平计数器114的计数输出输出到垂直计数器118。如上所述，形成后者判定基础的预定值设置为800。因此，在本例中，行L1至L4的输出808、812、814和816分别由判定电路116输出到垂直计数器118。如果每行黑色电平像素数小于800，判定电路116对每行的输出为0。
垂直计数器118接收水平计数器114的计数输出，当从水平计数器114经过判定电路116输入的黑色电平像素数的计数值(非零)为连续时(该计数值对应于外部建立的屏幕列方向的行数(在本实施例中为4))，垂直计数器118将计数值的总和输出到选择信号发生器120。
在本例中，由于对行L1至L4分别从判定电路116输入808、812、814和816，所以垂直计数器118对前四行的输出为3250，是这些输入的总和。
如果判定电路116对四行中至少一行的输出为0，垂直计数器对这四行的输出变为0。
从表示屏幕中所有像素数的值中减去垂直计数器118输出的黑色电平像素数的计数值得到一个值，当屏幕中所有像素的亮度级处于最大时，在表示像素数亮度级总和的公式中，用该值代替表示屏幕中所有像素数的那个值，所得到的值由选择信号发生器120设置为参考值，与积分器110的输出进行比较。
由下面的公式得到Sm’(代替Sm)，用Sm’来计算选择信号(S0/Sm’)Sm’＝{852(点)×480(行)-(计算为黑色电平的值(垂直计数器118的计数输出))}×255(8位最大值)×3(RGB)}在本发明第二实施例的对比度校正电路中，因为对屏幕所选的含有适当对比度转换特性的表数据中带有大量的黑色电平像素数据，就可以防止大部分背景为黑色电平像素的屏幕中白色畸变的产生。
根据第三实施例的对比度校正电路，不仅象图3所示的第一、第二实施例的情况那样，可以防止大部分背景A为黑色电平灰度并在其中含有接近白色的亮灰度图像B时，对比度校正引起的负面效果的发生(即白色畸变现象)，第三实施例还可以防止对比度校正引起的负面效果的发生。也就是说，如图7所示，当大部分背景A2为白色电平灰度并在其中含有接近黑色的暗灰度图像B2时，根据第三实施例的对比度校正电路防止了黑色畸变现象的发生。
如图8所示，当背景A3为灰色，在其中含有接近白色的亮灰度图像B31和接近黑色的暗灰度图像B32时，按照本发明第三实施例的对比度校正电路操作可防止对比度校正引起的相对负面效果的发生，即白、黑畸变的产生。
图6中示出了根据本发明第三实施例的对比度校正电路的结构。根据第三实施例的对比度校正电路检测视频信号中的均匀频率和大量的灰度。如果总数超过了预定值，则确定信息存在于另一灰度中，并操纵显示对比度转换特性的表数据的选择信号。因此，暗色屏幕中的白色畸变或者亮色屏幕中的黑色畸变都可以得到改善。
参见图6，对比度校正电路包括积分器210、直方图检测器212、信号选择器214、ROM216、RAM218和控制器220。
积分器210对从输入端500、501和502接收到的视频信号的亮度级进行积分，并计算整个屏幕的视频信号亮度级总和。
直方图检测器212将从输入端500、501和502接收到的视频信号R、G、B的灰度分割为许多区域，检测属于每个像素的分割区域中的灰度级的频率，并输出该频率。
当所有像素的亮度级都处于最大时，将所有像素的亮度级总和设置为参考值，选择信号发生器214将参考值与积分器210输出的积分进行比较。在比较结果或控制器220输出的基础上，选择信号发生器214指示ROM216选择输出适于屏幕亮度的表数据，该数据是考虑了从输入端500、501和502接收到的视频信号灰度和比较结果在许多种表数据中选择的。
根据屏幕亮度级选择的、显示了对比度转换特性的许多种表数据，存储在ROM126中。根据选择信号发生器214输出的选择信号，选择对比度转换特性的表数据，由ROM216输出该数据。
依靠ROM216输出的表数据校正从输入端500至502接收到视频信号的对比度的转换表，存储在RAM218中。通过存储在RAM218中的转换表校正了对比度的视频信号，由输出端600至602输出。
控制器220接收直方图检测器212的检测输出，当灰度频率大于或等于先前设置的阈值时，确定一个均匀的灰度，并输出表示确定为均匀数据的灰度数据和灰度频率。
受到特别关注的显示区域的面积与整个显示屏幕面积的比率，被事先定义为一个阈值。在屏幕背景为均匀灰度时，该阈值设置为对应于均匀灰度屏幕面积的像素数。
若接收了由控制器220确定为均匀灰度的灰度数据和灰度频率，在屏幕中所有像素的亮度级都处于最大时，从所有像素的亮度级总和中，减去确定为均匀灰度的灰度与灰度频率的乘积，所得到的值由选择信号发生器214设置为参考值，与积分器210的输出进行比较。然后，选择信号发生器214指示ROM216选择输出适于屏幕亮度的表数据，该数据是在一个屏幕中画面区域(除了确定为均匀灰度的灰度所占据的画面区域外)所有像素的亮度级都处于最大时，用参考值除以亮度级总和所得值的基础上，从许多种表数据中选择出来的。
如上述本发明第一实施例中所述，参考图2描述了存储于ROM222中的、显示对比度转换特性的许多种表数据。
下面说明根据本发明第三实施例的对比度校正电路的操作。
如图3所示的情况，由于积分器210的输出、即，整个屏幕视频信号亮度级的总和(平均值)为一个低值，所以如果图6所示的结构中不包括直方图检测器212和控制器220，将选择对应于暗色屏幕的对比度转换表，会损失掉亮色区域的对比度。因此，增强了暗色区域的对比度。
尽管重要的图像信息存在于亮色区域中，但是这一部分的对比度降低了。所以，会产生白色畸变等现象。
如图7所示，与图3不同，屏幕中大部分背景A2是白色电平灰度，背景A2中有一个接近黑色的暗色灰度图像B2，选择对应于亮色屏幕的对比度转换表，屏幕中暗色区域的对比度会损失掉。相应地，也损失了亮色区域的对比度。所以，在图7所示屏幕的情况下，会产生黑色畸变等现象。
如图8所示，屏幕中背景A3为灰色，背景A3中含有接近白色的亮灰度图像B31和接近黑色的暗灰度图像B32，选择对应于白色背景A3的对比度转换表，屏幕中白色和黑色区域的对比度都受到损失。因此，增强了灰色部分背景A3的对比度。因此，在图8所示屏幕的情况下，白色和黑色畸变都会产生。
当从输入端500、501和502接收到了图3、7或8所示屏幕显示的视频信号时，直方图检测器212输出图9至11所示的直方图表示的显示灰度和频率的数据。图9、10和11的直方图分别对应于图3、7和8所示的屏幕。
根据本发明第三实施例，当视频信号灰度在0-5之间时，控制器220检测视频信号灰度为黑色电平；当视频信号灰度在125-130之间时，视频信号灰度为灰色电平；当视频信号灰度在250-255之间时，视频信号灰度为白色电平。
在图9、10和11所代表的屏幕中，因为积分器210计算出的整个屏幕视频信号亮度级的总和，是由占大部分屏幕区域的灰度确定的，所以会产生上述现象。
为了避免这样的现象，根据本发明，积分器210对视频信号的总和进行积分，直方图检测器212从输入端500、501和502接收的视频信号R、G、B的灰度分割成许多区域，检测和输出属于各个分割区域中的灰度频率。
如果存在频率超过外部所建立阈值的灰度，根据直方图检测器212的输出，控制器220向选择信号发生器214输出每一个灰度的频率。控制器220输出显示灰度数据D和灰度频率H的数据，该灰度数据D用于修改选择信号发生器214计算出的选择信号的操作。阈值是一个标准值，在直方图中频率(一个区域)超过预定值时，由它来确定灰度是否为均匀的。
如果在控制器220中由外部指明了被忽略的灰度级范围，即对比度不需校正的灰度级范围，控制器220将不输出关于所指明灰度的频率的数据。
在预先定义屏幕中整个显示屏幕内受到特别注意的显示区域的面积比率，并且背景是均匀的(如黑色屏幕的情况)情况下，阈值可设置为对应于黑色屏幕区域的像素数。例如，当背景为黑色，在黑色背景中显示了接近白色的相对小的亮灰度图像(显示区域为整个屏幕的1/4)时，如果852×480显示屏幕的3/4为黑色，控制器220中的阈值设置为值852×480×3/4＝306720。
当存在频率超过阈值的灰度时，根据控制器220输出的灰度D和频率H，选择信号发生器214依下面的公式计算选择信号。
S0’＝(积分器210的输出(总和)-D×H)(1)Sm’＝{852(点)×480(行)-H}×255(8位最大值)×3(RGB)(2)选择信号＝S0’/Sm’(3)D×H是均匀灰度图像占据的画面区域中所有像素(点数量)数量亮度级的总和，其中在屏幕中校正对比度时，可避免对受到特别收看注意的图像的影响。S0’是在受到特别注意的屏幕中的画面区域内，亮度级的总和。
Sm’是受到特别注意的画面区域中所有像素亮度级的总和，即，受到特别注意的屏幕中画面区域内各个像素的亮度级都处于最大时，在受到特别注意的画面区域中所获得的亮度级总和(最大值)。
如上所述，选择信号发生器214计算选择信号，计算出的选择信号输出到ROM216，由此视频信号对比度受到校正时，选择适用于受到特别注意的图像的含有对比度转换特性的表数据。因此，避免了屏幕中占据大面积的均匀画面区域灰度的影响，防止了参照图9、10和11描述的上述负面结果。
根据本发明，在大量像素为黑色电平的画面中存在有占据了小面积的相当亮的图像的屏幕中，当对屏幕对比度进行校正时，可以防止白色畸变。
在带有大量黑色电平像素数据的屏幕中含有受到特别注意的图像时，可排除视频信号的噪声分量，选择对比度转换特性合适的表数据。在大部分背景为黑色电平像素的屏幕中，可防止白色畸变等负面效果。
校正视频信号的对比度时，如果屏幕中有占据了大面积的均匀灰度画面，对于受到特别注意的图像选择合适的对比度转换特性的表数据，可避免画面的影响。因此，校正对比度时，可以防止暗色屏幕中的白色畸变和亮色屏幕中的黑色畸变等负面结果。
即使视频信号的对比度经过了特意地处理，也可以防止负面效果产生。
因为在背景为均匀灰度的屏幕中关于受到特别注意的图像选择合适的对比度转换特性的表数据具有均匀的灰度，可以避免在校正对比度时均匀灰度背景的影响。
校正对比度时还可以减少数据量，减少处理工作量。
尽管已描述了本发明的优选实施例，可以理解对于本领域的技术人员来说，本发明不限于所描述的优选实施例中。如下面权利要求书所定义的那样，在本发明的精神和范围内还可进行相当多的变化和修改。
权利要求
1.一种对比度校正电路，包括积分器，对接收的视频信号亮度级进行积分，并计算整个屏幕视频信号亮度级的总和；第一存储器，根据屏幕亮度存储显示对比度转换特性的许多种表数据；选择器，当屏幕中所有像素的亮度级都处于最大时，将屏幕中所有像素的亮度级总和设置为参考值，将该参考值与积分器的积分输出进行比较产生比较结果，并指示第一存储器选择输出适于屏幕亮度的表数据，该数据是根据比较结果从许多种表数据中选出的；第二存储器，存储根据第一存储器输出的表数据校正接收视频信号对比度的转换表；黑色电平检测器，检测接收的每个像素视频信号的亮度级，当视频信号的亮度级值不大于预定值时，将视频信号的亮度级确定为黑色电平，并输出表示黑色电平像素数的数据，其中，当由黑色电平检测器输出的数据所表示的黑色电平像素数不小于某个值，在屏幕中所述所有像素的亮度级都处于最大时，从屏幕中所述所有像素的亮度级总和中减去黑色电平像素数，所得到的值由选择器设置为参考值，与积分器输出的积分进行比较。
2.如权利要求1所述的电路，其中当预先定义受到特别关注的显示区域的面积与整个显示屏幕面积的比率并且背景为黑色屏幕时，将对应于黑色屏幕区域的像素数设置为预定值。
3.如权利要求1所述的电路，其中当视频信号的灰度在0至5之间时，视频信号的亮度级确定为黑色电平。
4.如权利要求1所述的电路，其中通过均匀分割对视频信号亮度级平均值小的整个暗色画面所选的特性与对视频信号亮度级平均值大的整个亮色画面所选的特性之间的空间，获得的显示转换特性的表数据，存储在第一存储器中。
5.如权利要求4所述的电路，其中第一存储器中存储的是显示了16种转换特性的表数据。
6.一种对比度校正电路，包括积分器，对接收的视频信号亮度级进行积分，并计算整个屏幕视频信号亮度级的总和；第一存储器，存储根据屏幕亮度显示对比度转换特性的许多种表数据；选择器，当屏幕中所述所有像素的亮度级都处于最大时，将屏幕中所有像素的亮度级总和设置为参考值，将该参考值与积分器输出的积分进行比较产生比较结果，并根据比较的结果指示第一存储器选择输出适于屏幕亮度的表数据，该数据是根据比较结果从许多种表数据中选出的；第二存储器，存储根据第一存储器输出的表数据校正接收视频信号对比度的转换表；校正器，当对于每个像素来说接收的视频信号黑色电平连续存在，并且连续像素数不小于预定值时，校正参考值，其中，当存在来自校正器的校正输入时，选择器将依照校正值将校正的参考值设置为参考值，并指定从许多种表数据中选择的表数据。
7.如权利要求6所述的电路，其中校正器包括黑色电平检测器，检测每个像素接收视频信号的亮度级，当视频信号的亮度级值不大于预定值时，将视频信号的亮度级确定为黑色电平；第一计数器，在仅在像素为连续时借助于设定数目的像素外部建立的一定像素数的电平扫描周期内，计算黑色电平检测器电平检测到的黑色电平像素数，并输出屏幕列方向各行中黑色电平像素的计数数量；和第二计数器，当关于外部设置的屏幕列方向的行数，从第一计数器连续输入黑色电平像素数的计数值时，接收第一计数器的计数输出，并将计数值的总和作为计数值输出到选择器，其中将从表示屏幕中所述所有像素数的值中减去从第二计数器输出的黑色电平像素数的计数值所得的值，代替屏幕中所述所有像素的亮度级都处于最大值时，表示所述所有像素亮度级总和的公式中表示屏幕中所述所有像素数的值，所得到的值由选择器设置为参考值，与积分器的输出进行比较。
8.如权利要求7所述的电路，其中考虑到视频信号中的噪声分量，确定第一计数器设置的像素数和第二计数器设置的行数。
9.如权利要求8所述的电路，其中第一计数器设置的像素数为四，第二计数器设置的行数为四。
10.如权利要求6所述的电路，其中当视频信号的灰度为0至5之间时，视频信号的亮度级确定为黑色电平。
11.如权利要求6所述的电路，其中通过均匀分割在视频信号亮度级平均值小的整个暗色画面所选的特性和视频信号亮度级平均值大的整个亮色画面所选的特性之间的空间，获得表示转换特性的表数据，存储在第一存储器中。
12.如权利要求11所述的电路，其中第一存储器中存储的是显示了16种转换特性的表数据。
13.一种对比度校正电路，包括积分器，对接收的视频信号亮度级进行积分，并计算整个屏幕视频信号亮度级的总和；第一存储器，存储根据屏幕亮度显示对比度转换特性的许多种表数据；选择器，当屏幕中所述所有像素的亮度级都处于最大时，将屏幕中所有像素的亮度级总和设置为参考值，将该参考值与积分器输出的积分进行比较产生比较结果，并指示第一存储器选择输出适于屏幕亮度的表数据，该数据是在许多种表数据中选出的；第二存储器，存储根据第一存储器输出的表数据校正接收视频信号对比度的转换表；直方图检测器，将接收的视频信号灰度分割为许多区域，检测像素单元中属于分割区域的灰度频率；控制器，接收直方图检测器的检测输出值，当存在频率不小于先前设置的阈值的灰度时，确定灰度为均匀的，并输出确定为均匀的灰度数据和灰度频率；其中当接收控制器确定为均匀灰度的灰度数据和灰度频率时，在屏幕中所述所有像素的亮度级都处于最大时，从所述所有像素亮度级总和中，减去确定为均匀灰度的灰度与灰度频率的乘积，所得到的值由选择器设置为参考值，与积分器的输出进行比较，然后选择器指示第一存储器选择输出适合屏幕亮度的表数据，该数据是在一个屏幕中除了确定为均匀灰度的灰度所占据的画面区域外，所述所有像素的亮度级都处于最大时，根据参考值除以亮度级总和所得到的值在许多种表数据中选出的。
14.如权利要求13所述的电路，其中，当预先定义受到特别关注的显示区域的面积与整个显示屏幕面积的比率，并且背景为均匀的灰度的屏幕中，将阈值设置成为对应于均匀灰度屏幕面积的像素数。
15.如权利要求14所述的电路，其中，当在不需确定灰度是否为均匀的情况下关于灰度设置频率时，控制器不输出关于灰度频率的数据。
16.如权利要求13所述的电路，其中当视频信号的灰度在0至5之间时，视频信号的亮度级确定为黑色电平；当视频信号的灰度在125至130之间时，视频信号的亮度级确定为灰色电平；当视频信号的灰度在250至255之间时，视频信号的亮度级确定为白色电平。
17.如权利要求13所述的电路，其中通过均匀分割在视频信号亮度级平均值小的整个暗色画面所选的特性和视频信号亮度级平均值大的整个亮色画面所选的特性之间的空间，获得表示转换特性的表数据，存储在第一存储器中。
18.如权利要求13所述的电路，其中第一存储器中存储的是显示了16种转换特性的表数据。
19.如权利要求13所述的电路，其中选择器指示第一存储器选择输出适合屏幕亮度的表数据，该数据是根据比较结果从许多种表数据中选出的。
20.如权利要求13所述的电路，其中选择器指示第一存储器选择输出适合屏幕亮度的表数据，该数据是考虑了接收视频信号的灰度和比较结果，从许多种表数据中选出的。
21.如权利要求13所述的电路，其中，当在不需确定灰度是否为均匀的情况下关于灰度设置频率时，控制器不输出关于灰度频率的数据。
全文摘要
一种用于防止暗色屏幕中的白色畸变的对比度校正电路，包括积分器，对视频信号的亮度级进行积分，并计算亮度级的总和；ROM，根据亮度存储显示对比度转换特性的许多种表数据；选择信号发生器，当亮度级处于最大时，将所有像素的亮度级总和设置为参考值，将参考值与积分器输出的积分进行比较，并指示ROM选择输出适合屏幕亮度的表数据，该数据是在许多种表数据中选出的；RAM，存储依靠表数据校正视频信号对比度的转换表。
文档编号G09G3/28GK1441595SQ02161110
公开日2003年9月10日 申请日期2002年12月12日 优先权日2001年12月12日
发明者大田原正幸, 小川英人, 冈本隆太郎 申请人:三星Sdi株式会社