专利名称：图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像显示装置。
背景技术：
作为图像显示装置，已知具有ABL电路和对比度调整电路。尤其为了使射束集中、抑制功耗等目的，已知一种将画面的平均显示亮度控制为不太大的ABL。
特开2000-221941专利文献1中公开了进行ABL的结构。这里，使用自动亮度控制电路对从A/D转换器顺序提供来的每个像素的像素数据进行亮度水平调整，使得PDP画面上显示的图像的平均亮度收敛在规定亮度范围内。这里的亮度水平调整在非线性设定各子半帧(subfield)的发光次数比并在进行逆γ校正之前进行。
一般以由CRT显示装置显示为前提，对图像信号实施图12所示的、被称为配合CRT显示器的输入—发光特性的γ变换的0.45次幂乘等非线性变换后进行传送或记录。当该图像信号显示在SED、FED、PDP等输入—发光特性为线性的显示装置上时，需要对输入信号实施图13所示的2.2次幂乘等逆γ变换。在LCD等具有其他输入—发光特性的显示装置上进行显示时，实施符合该显示装置的变换。
图14示出了使用SED、FED、PDP、LCD等的对输入信号具有与CRT不同的发光特性的显示装置的标准图像显示装置上搭载的图像信号处理装置的框图。实际的图像信号处理装置由此外的更多处理电路构成，但该图中中仅抽取与本发明相关的方框进行表示。
图14所示的图像信号处理装置包括A/D转换器1001、信号处理部1002、平均亮度检测部1003和增益计算部1004。在输入模拟的输入图像信号s101后，A/D转换器1001输出数字图像信号s102。信号处理部1002在输入数字图像信号s102后，实施逆γ变换、亮度·色度调整、轮廓加强处理等的信号处理，并输出显示信号s103。平均亮度检测部1003在输入数字图像信号s102后，检测每帧的平均亮度，并输出平均亮度信号s104。增益计算部1004输入平均亮度信号s104后，输出亮度控制信号s105。
A/D转换器1001、信号处理部1002、平均亮度检测部1003和增益计算部1004根据由未示出的定时控制部以输入图像信号s101的同步信号为基础产生的各种定时信号动作。
但是，图14的结构中，与汇集数字图像信号s102而得到平均亮度不同，实际上在显示装置显示的图像是对数字图像信号s102进行以逆γ变换为首的种种信号处理的显示信号s103。尤其逆γ变换中，由于进行图13所示的2.2幂乘等非线性变换，在平均亮度大大降低的基础上，数字图像信号s102的平均亮度和逆γ变换后的显示信号s103的平均亮度不一一对应。因此，平均亮度检测部1003检测出的平均亮度信号s104实际上相对于显示装置显示的平均亮度有误差，并不能得到正确的平均亮度信息。
发明内容
本发明是为解决该已有技术中的问题而作出，其目的是在进行非线性变换的结构中进行正确的图像信号调整。
本申请的第一发明如下构成。即一种图像显示装置，具有根据顺序更新的调整值来调整输入的图像信号的调整电路；位于上述调整电路的后级，对输入的信号进行非线性变换的非线性变换电路；位于上述非线性变换电路后级，从输入的信号中顺序检测表示显示图像明亮度的显示亮度特征值的显示亮度特征值检测电路；根据上述显示亮度特征值顺序输出抑制上述显示图像明亮度的亮度抑制值的亮度抑制值输出电路；在对上述亮度抑制值实施具有与上述非线性变换电路的变换特性相反的特性或近似的特性的变换后输出上述调整值的调整值输出电路。
图1是说明第一实施例的结构图；
图2是表示本发明的图像显示装置的结构图；图3是说明第二实施例的结构图；图4是说明第三实施例的结构图；图5是说明第四实施例的结构图；图6是说明第五实施例的结构图；图7是说明第六实施例的结构图；图8A和8B是说明逆γ变换的低灰度等级部分的黑色偏差的曲线；图9是说明第六实施例的电路规模的框图；图10是说明图14的电路规模的框图；图11是电路规模的比较表；图12是说明γ变换的曲线图13是说明逆γ变换的曲线；图14是标准的图像信号处理装置的框图。
具体实施例方式
本申请的发明中，使用亮度的用语，但这与在使用脉冲宽度调制方式进行显示的情况下一样，也用作包含通过亮度加上规定期间(脉冲宽度调制的情况下，该规定期间被调制)而在视觉上实现灰度等级显示的结构的用语。
本申请的发明中，调整电路以非线性变换电路的输出作为输入信号，但也可以不直接输入来自非线性变换电路的输出，而是在其间插入其他电路(根据需要进行所希望的运算的电路)地进行间接输入。
本申请的第一发明的最佳形式可采用不同的结构。
作为第二发明，是一种图像显示装置，具有输出将输入的信号乘以变异系数(variable coefficient)而得到的输出信号的乘法电路；位于上述乘法电路的后级，对输入的信号实施γ次幂乘(γ＞1)或与其近似的非线性变换后输出的非线性变换电路；位于上述非线性变换电路后级，从输入的信号中顺序检测出表示显示图像明亮度的显示亮度特征值的显示亮度特征值检测电路，其中将顺序更新后的规定数G的γ次方根或与其近似的值用作上述变异系数，上述规定数G在上述显示亮度特征值为B、更新前的规定数为G0、与上述显示亮度特征值相比的基准值为B0时为G＝G0×B0/B。
作为第三发明，包含如下发明在第二发明中，在上述G0×B0/B大于1时，将1用作上述规定数G。
第四发明是一种图像显示装置，具有输出将输入的信号乘以变异系数而得到的输出信号的乘法电路；位于上述乘法电路的后级，对输入的信号实施γ次幂乘(γ＞1)或与其近似的非线性变换后进行输出的非线性变换电路；位于上述非线性变换电路后级，从输入的信号中顺序检测出表示显示图像明亮度的显示亮度特征值的显示亮度特征值检测电路，其中上述变异系数是将顺序更新后的规定数G的γ次方根或与其近似的值、或者钝化(なまらせて)顺序得到的规定数G的γ次方根或与其近似的值的高频成分而得到的值，在上述显示亮度特征值或钝化从输入的信号中顺序检测出的多个显示亮度特征值的高频成分而得到的值为B、更新前的规定数为G0、与上述显示亮度特征值相比的基准值为B0时，上述规定数G为G＝G0×B0/B、或钝化顺序得到的G0×B0/B的高频成分而得到的值、或更新前的变异系数为K0的K0γ×B0/B之一。
作为第五发明，包含如下发明在第四发明中，在上述G0×B0/B、或钝化顺序得到的G0×B0/B的高频成分而得到的值、或更新前的亦羿系数为K0的K0γ×B0/B中，用作上述规定数G的值为大于1的值时，将1用作上述规定数G。
第六发明是一种图像显示装置，具有根据顺序更新的调整值来调整输入的图像信号的调整电路；位于上述调整电路的后级，对输入的信号进行非线性变换的非线性变换电路；位于上述非线性变换电路后级，从输入的信号中顺序检测出表示显示图像明亮度的显示亮度特征值的显示亮度特征值检测电路；根据上述显示亮度特征值和与画质调整有关的亮度控制值来顺序输出抑制上述显示图像明亮度的亮度抑制值的亮度抑制值输出电路；对上述亮度抑制值实施具有与上述非线性变换电路的变换特性相反的特性或近似的特性的变换后输出上述调整值的调整值输出电路。
第七发明是一种图像显示装置，具有根据顺序更新的调整值来调整输入的图像信号的调整电路；位于上述调整电路的后级，对输入的信号进行非线性变换的非线性变换电路；位于上述非线性变换电路后级，从输入的信号中顺序检测表示显示图像明亮度的显示亮度特征值的显示亮度特征值检测电路；根据上述显示亮度特征值顺序输出抑制上述显示图像明亮度的亮度抑制值的亮度抑制值输出电路；对上述亮度抑制值根据实施具有与上述非线性变换电路的变换特性相反的特性或近似的特性的变换而得到的值和与画质调整相关的亮度控制值来输出上述调整值的调整值输出电路。
作为第八发明，包含如下发明在第1-7的任一发明中，上述显示亮度特征值是规定期间内的显示信号之和或平均值。
作为第九发明，包含如下发明在第1-7的任一发明中，上述显示亮度特征值是规定期间内的显示信号中超出规定值的信号数。
作为第十发明，包含如下发明在第1-7的任一发明中，上述显示亮度特征值是规定期间内的显示信号的颜色种类之和或平均值。
作为第十一发明，包含如下发明在第1-7的任一发明中，上述显示亮度特征值是规定期间内的显示信号的亮度成分之和或平均值。
作为第十二发明，包含如下发明在第1-7的任一发明中，上述显示亮度特征值是1个画面中特定区域的显示信号的统计值。
作为第十三发明，包含如下发明在第1-7的任一发明中，上述非线性变换电路的变换特性在整个输入范围中近似为g(x)＝xγ(x输入信号，g(x)输出信号，γ常数)，低灰度等级部分中是输出大于g(x)＝xγ的函数。
作为第十四发明，包含如下发明在第13发明中，上述非线性变换电路的变换特性如下表示g(x)＝a*x(x≤x0)，g(x)＝(1-z)xγ+z(x＞x0)，(x输入信号，g(x)输出信号，a，z，γ，x0常数)。
作为第十五发明，包含如下发明在第13发明中，上述调整值是上述亮度抑制值的γ次方根。
作为第十六发明，包含如下发明在第1-7的任一发明中，还包括将文字信息重叠在上述图像信号上的文字信息合成电路，从前级开始按上述调整电路、上述非线性变换电路、上述文字信息合成电路、上述显示亮度特征值检测电路的顺序分别配置。
作为第十七发明，包含如下发明在第1-7的任一发明中，上述图像显示装置的像素由按矩阵状配置的放电元件构成。
作为第十八发明，包含如下发明在第17发明中，上述放电元件是表面传导型放电元件。
作为第十九发明，包含如下发明在第17或18发明中，上述显示亮度特征值是从上述放电元件放出的放出电流值。
本申请的发明在上述非线性变换电路的后级配置上述显示亮度特征值检测电路，但所谓在上述非线性变换电路的后级配置上述显示亮度特征值检测电路配置意味着以反映上述非线性变换电路的变换结果的信号为输入信号输入到显示亮度特征值检测电路中。具体说，可以采用直接或间接将非线性变换电路的输出输入到显示亮度特征值检测电路中的结构、或以根据非线性变换电路的输出进行显示的结果得到的信号为输入信号输入到显示亮度特征值检测电路中的结构。后者最好采用例如将放电元件用作显示元件，检测根据上述非线性变换电路的输出驱动放电元件的结果得到的放出电流值，将该检测结果作为对显示亮度特征值检测电路的输入信号并输出显示亮度特征值的结构。上述放出电流值例如可作为入射到提供了加速从放电元件放出的电子的电位的电极的电流量而检测出来。也可以不仅将检测出的来自放电元件的放出电流值，还将检测出的流入显示元件的电流值作为对显示亮度特征值检测电路的输入信号。
以上和下面说明了构成本申请的发明的各电路，但这些电路可使用1个或多个晶体管、电阻等的元件构成。集成这些电路，可实现集成电路。
下面根据图示的实施例详细说明本发明。
(第一实施例)图1表示本发明第一实施例中的图像显示装置采用的图像信号处理装置100的主要部分的结构。图1仅仅提取表示出与图14对应的方框。
(图像信号处理装置的主要结构)如图1所示，图像信号处理装置100包括A/D转换器1、乘法器2、变换表3、帧特征值检测部4、增益计算部5和系数设定部6。
A/D转换器1将输入的图像信号s1变换为数字图像信号s2。这里，图像信号s1是与RGB等、所采用的显示装置的原色相对应的信号。图像信号s1为亮度色差信号时，使用未示出的颜色矩阵电路变换为原色信号。作为调整电路的乘法器2在A/D转换器1输出的数字图像信号s2上乘以由后述的系数设定部6设定的系数s7。用作非线性变换电路的变换表3由ROM，RAM等存储器构成，以乘法器2输出的信号s3为输入，对应存储器的地址，将变换结果作为对应各地址的数据存储起来，由此输出显示信号s4。作为变换表3的变换特性，使用与图13同样的特性。作为显示亮度特征值检测电路的帧特征值检测部4以显示信号s4为输入检测每帧的平均值，输出作为显示亮度特征值的平均亮度信号s5。作为亮度抑制值输出电路的增益计算部5输入平均亮度信号s5，与预先确定的亮度基准值相比，在平均亮度大于亮度基准值时计算抑制亮度的增益(亮度抑制值)s6并输出。作为调整值输出电路的系数设定部6输入增益s6并实施变换表3的变换特性的逆变换，输出对乘法器2设定的系数(调整值)s7。
A/D转换器1、乘法器2、变换表3、帧特征值检测部4、增益计算部5和系数设定部6根据由未示出的定时控制部以输入图像信号s1的同步信号为基础产生的各种定时信号来动作。
(图像信号处理方法)下面说明包含系数设定部6的系数算出方法的、图像信号处理装置100中的图像信号处理方法。
帧特征值检测部4检测出的当前帧的平均亮度为B(t)、预先确定的亮度基准值为B0时，增益计算部5使用式(1)求出增益G(t)。
G(t)＝MIN(G(t-1)×B0/B(t)，1) (式1)这里G(t-1)是上次输出的增益，MIN(a，b)是返回a和b中较小一方的值的函数。
系数设定部6中，对增益G(t)实施变换表3的变换特性的逆变换。本实施例中，变换表3的变换特性如图13所示，用输入的γ次幂乘表示。这里，γ是大于1的数值，尤其希望为1.8到3.0左右。一般地，使用2.2等值。逆变换用输入的γ次方根表示，因此系数设定部6对乘法器2设定的系数s7为K(t)时，K(t)用式2表示。
K(t)=G(t)γ]]>(式2)通过乘法器2将该K(t)乘以数字图像信号s2，显示装置中显示的显示信号s4的平均亮度被抑制到亮度基准值以下。
上述说明中，帧特征值检测部4检测出每帧的显示信号的平均值，但也可检测出显示信号之和、超出规定值的显示信号数、色种的平均值或总和、各色显示信号的亮度成分之和或平均值等并输出到增益计算部5。帧特征值检测部4也可构成为将1个画面分为多个区域，按区域分别检测出平均值或总和、只检测出中心部的平均值或总和等。
如以上说明，根据本实施例，根据实际的显示信号得到帧特征值，因此可得到正确的亮度评价值，同时可快速收敛，因此在平均亮度逐渐变化的动画图像中也可进行良好的ABL控制。
(图像显示装置的整体结构)图2表示本发明实施例的图像显示装置的整体结构。该图中，单点划线包围的部分是图1说明的图像信号处理装置100，图1中省略的结构也未示出。与图1同样的结构则具有相同符号并省略其说明。
图像信号处理装置100除图1所示结构外还包含轮廓加强部7、颜色矩阵变换电路8、加法器9、文字信息合成电路10。
轮廓加强部7进行强调输入图像信号的边缘的处理。颜色矩阵变换电路8在输入图像信号为亮度色差信号的情况下变换为RGB信号。其中，输入图像信号为RGB信号的情况下，颜色矩阵变换电路8不进行上述变换处理。加法器9在各信号中加上系统控制部21设定的偏置值。加法器9的处理主要用于亮度调整等。文字信息合成电路10一般被叫做OSD(On Screen Display)，用于对应于系统控制部21的设定地向图像信号上重叠文字信息和图标等。由于在通过ABL控制和画质调整而合成的文字和图标的亮度变化时视觉上会感到不舒适，因此文字信息合成电路10配置在乘法器2和加法器8的后级以不受其影响。近年来，文字信息合成电路9合成的信息占据大面积，显示信号整体占据的比例增大，因此帧特征值检测部4还设置在文字信息合成电路10的更后级。
图像显示装置除图像信号处理装置100外，还包括显示面板11、PWM脉冲控制部12、Vf控制部13、列布线开关部14、行选择控制部15、行布线开关部16、高压发生部17、用户接口电路20、系统控制部21和定时控制部22。
本例中，使用SED面板作为显示面板11，该SED面板在薄型的真空容器内，将多个电子源、例如将表面传导型放电元件作为冷阴极元件排列而成的多个电子源和作为用于通过电子照射形成图像的图像形成部件的荧光体对置在基板上。显示面板11中，放电元件由行方向布线电极与列方向布线电极简单地按矩阵状布线，使从根据列/行电极偏压(bias)而选择的元件放出的电子通过高压电压加速并冲击到荧光体，从而发光。关于SED面板的结构和制造方法，在本申请人的特开2000-250463等中详细公开。
PWM脉冲控制部12将显示信号变换为适应显示面板11的驱动信号。Vf控制部13控制驱动显示面板11上配置的元件的电压。列布线开关部14由晶体管等开关元件构成，每个水平周期(行选择期间)仅在从PWM脉冲控制部12输出的PWM脉冲期间向面板列电极施加来自Vf控制部13的驱动输出。行选择控制部15产生驱动显示面板11上元件的行选择脉冲。行布线开关部16由晶体管等的开关元件构成，向显示面板11输出对应于从行控制部15输出的行选择脉冲的、来自Vf控制部13的驱动输出。17是高压发生部，高压发生部17产生用于将从配置在荧光屏11上的放电元件放出的电子冲击到荧光体而加速的加速电压。
用户接口电路20将包含对比度、亮度等的画质调整值输入到系统控制部21。系统控制部21监视并控制整个系统，同时对应输入图像信号和从用户接口电路20输入的画质调整值进行图像信号处理装置100的各块的动作设定。定时控制部22也根据输入图像信号的同步信号和/或系统控制部21的设定值向图像信号处理装置100内的各块和驱动列布线与行布线的电路12～16输出用于各自的块的动作的各种定时信号。
(图像显示动作)通常的图像显示动作时，输入的图像信号s1输入图像信号处理装置100中，变换为显示信号s4。显示信号s4由PWM脉冲控制部12按每个水平周期(行选择期间)进行串行/并行变换，按每列进行PWM调制。PWM调制后的脉冲输出到列布线开关部14中。
通过行选择控制部15根据每个行选择期间对与垂直有效显示期间的前面相符的开始脉冲进行顺序移位后的信号，将选择脉冲输出到行布线开关部16来进行显示面板11的行选择。
通过以上来驱动显示面板11并显示图像。
输入图像信号为数字图像信号的情况下，不需要A/D转换器1。
本实施例将SED屏用作显示装置进行了说明，但FED、PDP、电发光器件等可与其本身结构无关地用作显示面板。
本实施例中，说明了数字信号处理的情况，但用模拟电路也可实现同样的功能，该情况下，不需要A/D转换器1，用模拟电路实现各个处理电路。
(第二实施例)图3表示本发明第二实施例中的图像显示装置采用的图像信号处理装置的结构。图像信号处理装置的整体结构中，关于图像信号处理装置100以外的结构，与图2相同。与图1相同的结构加上相同符号并省略说明。
第一实施例中，将帧特征值检测部4的输出输入增益计算部5中，但本实施例中，将平均亮度信号s5输入低通滤波器(LPF)31，将其输出输入增益计算部5中。这里，低通滤波器31和增益计算部5构成亮度抑制值输出电路。
低通滤波器31滤除平均亮度信号s5的高频成分，抑制由输入图像的每帧的细小变化引起的增益s6的变化，结果防止了视觉上的破坏感。
这样，本实施例中，通过在图1所示的第一实施例的图像信号处理装置100上添加了低通滤波器31的结构实现上述效果。但是，即使使用图1所示结构，通过在增益计算部5的处理中使用式3替代式1，也可得到与图3所示图像信号处理装置同样的结果。
G(t)＝MIN(G(t-1)×B0/f(B)，1) (式3)这里f(x)是与低通滤波器31的特性同样的函数，以过去的多个帧的平均亮度为输入，得到滤波后的输出。
(第三实施例)图4表示本发明的第三实施例中的图像显示装置采用的图像信号处理装置的结构。图像信号处理装置的整体结构中，图像信号处理装置100以外的结构与图2相同。与图1相同的结构加上相同符号并省略说明。
第一实施例中，将增益计算部5的输出输入到系数设定部6中，但本实施例中将增益s6输入低通滤波器41中，将其输出s41输入系数设定部6中。这里，低通滤波器41和系数设定部6构成调整值输出电路。
低通滤波器41滤除增益s6的高频成分，抑制由输入图像的每帧的细小变化带来的影响，结果防止了视觉上的破坏感。
这样，本实施例中，通过在图1所示的第一实施例的图像信号处理装置100上添加了低通滤波器41的结构实现上述效果。但是，使用图1所示结构，通过在增益计算部5的处理中使用式4替代式1，也可得到与图4所示图像信号处理装置同样的结果。
G(t)＝MIN(G’(t-1)×B0/B(t)，1) (式4)其中G’(t)＝f’(G)，这里f’(x)是与低通滤波器41的特性同样的函数，以过去的多个帧的增益G为输入，得到滤波后的输出。向系数设定部6输出G’(t)。
(第四实施例)图5表示本发明的第四实施例中的图像显示装置采用的图像信号处理装置的结构。图像信号处理装置的整体结构中，图像信号处理装置100以外的结构与图2相同。与图1相同的结构加上相同符号并省略说明。
第一实施例中，将系数设定部6的输出输入乘法器2中，但本实施例中将系数s7输入低通滤波器51中，将其输出s51输入乘法器2中。这里，低通滤波器51和乘法器2构成调整电路。
低通滤波器51滤除系数s7的高频成分，抑制由输入图像的每帧的细小变化带来的影响，结果防止了视觉上的破坏感。
这样，本实施例中，通过在图1所示的第一实施例的图像信号处理装置100上添加了低通滤波器51的结构实现上述效果。但是，使用图1所示结构，通过在增益计算部5的处理中使用式5替代式1，也可得到与图5所示图像信号处理装置同样的结果。
G(t)＝MIN((K’(t-1))γ×B0/B(t)，1)K(t)=G(t)γ]]>(式5)其中K’(t)＝f”(K)，这里f”(x)是与低通滤波器51的特性同样的函数，以过去的多个帧的系数K为输入，得到滤波后的输出。向乘法器2输出K(t)。
(第五实施例)图6表示提取出本发明的第五实施例的图像显示装置的结构框图。图像信号处理装置的整体结构与图2相同。与图1和图2相同的结构加上相同符号并省略说明。
本实施例中，除平均亮度信号s5外，还向增益计算部5输入对比度调整信号s21。使用用户接口20设定作为与画质调整相关的亮度控制值的对比度调整信号S21，经系统控制部21规范化等后，提供给增益计算部5。
增益计算部5中，将式1求出的增益G(t)和对比度调整信号s21中较小一方的值输出到系数设定部6。或者增益计算部5将增益G与对比度调整信号s21相乘后输出。
本实施例中，将对比度调整信号s21输入增益计算部5，但也可输入系数设定部6。此时，系数设定部6将对增益s6实施了变换表3的变换特性的逆变换得到的值和对比度调整信号s21中较小的一方或它们的相乘结果设为对乘法器2设定的系数s7。
(第六实施例)图7表示本发明的第六实施例的图像显示装置的结构。与图1和图2相同的结构加上相同符号并省略说明。
前面的实施例中，公开了将作为规定期间的统计值的1帧期间的平均亮度用作显示亮度特征值的结构，但本实施例中，高压产生部17兼作显示亮度特征值检测电路，将高压电流值信号作为显示亮度特征值输出。即，替代前面的实施例中的平均亮度信号s5，将从高压产生部17得到的高压电流值信号s71作为显示亮度特征值输入到增益计算部5中。高压电流在SED屏的情况下大致与发光量成比例地增减，因此最好用作作为从放电元件放出的放出电流值的平均亮度尺度。增益计算部5以后的处理与第一实施例同样。规定期间的高压电流值的统计值可作为显示亮度特征值输出到增益计算部。
根据本实施例，将实际的高压电流用作平均亮度的尺度，因此可得到正确的亮度评价值，同时可快速收敛，因此在平均亮度逐渐变化的动态图像中也可进行良好的ABL控制。
(第七实施例)第一实施例中将γ次幂乘用作变换表3的变换特性，但本实施例中，将对应低灰度等级部分的线性部分与对应高灰度等级部分的乘方部分构成的函数用作变换表3的逆γ变换特性的函数g(x)。具体说，用式6的形式表示。
g(x)＝a*x(x≤x0)g(x)＝(1-z)xγ+z(x＞x0) (式6)这里，γ，a，z，x0是常数，x0是2个式子的连接点。设定为x＝x0时的2个式子的值和微分值相等。本实施例中为γ＝2.2a＝1/16
z＝0.001856x0＝0.0515 (式7)使用该函数时，如图8A所示，与使用2.2次幂乘函数的情况相比，可减轻低灰度等级部分的黑色偏差。为了在同一图中表示变换表的个体特性，以输入为8位(0～255)，以输出为10位(0～255，0.25分级)，仅仅示出低灰度等级部分，实线是2.2次幂乘函数，虚线是式6和式7的函数。
系数设定部6中，对增益s6实施变换表3的变换特性的逆变换，但用式6和式7表示的函数如图8B中输入范围整体的变换特性所示，整体上为非常近似2.2次幂乘的函数的形式，因此与第一实施例同样，可进行用式2表示的处理，即进行2.2次幂乘的处理。
图9是将式6和式7用作本实施例的图像显示装置中采用的图像信号处理装置的变换表3的变换函数的情况下需要的位宽的框图。这里，ABL控制的亮度基准值为最大亮度的1/4。输入图像整体假定为明亮图像中的低灰度等级部分分，关注ABL控制动作的情况下的低灰度等级部分的黑色偏差。
A/D转换器1的输出位宽为每色8位时，乘法器2的系数为上述的1/4的2.2次方根，因此大约为1/2。因此，为不丧失A/D转换器1的分解能，乘法器2的输出位宽需要每色为9位。然后，为通过变换表3得到与图8A的虚线同样的低灰度等级部分的表现力所需要的位宽为11位。
另一方面，与图14相对应，图10同样表示出写入了位宽的框图。A/D转换器1001的输出位宽为每色8位时，信号处理部1002实施逆γ变换时，为得到与图8A的虚线同样的低灰度等级部分的表现力所需要的位宽为输入+2位，若再乘以ABL控制值1/4，还需要2位，从而输出位宽为每色12位。
图11是针对现有的结构(图14)和本实施例的结构(图1)，分别将2.2次幂乘和式6与式7用作逆γ表时，将为得到与图8A的虚线同样的低灰度等级部分的表现力需要的，即8位输入的灰度等级没有偏差的位宽进行汇总的表。
即，通过使用本实施例的结构，并且使用式6作为逆γ变换的函数，用更少的图像信号处理位数可得到与图8A的虚线同样的低灰度等级部分的表现力。
该效果不限于将式6用作逆γ变换特性的函数g(x)的情况，用整体上近似γ次幂乘，尤其是在低灰度等级部分比γ次幂乘输出更大的函数也能得到该效果。
如以上说明，根据本发明的各实施例，可得到正确的平均亮度信息，可进行实现良好ABL控制的图像显示。
作为逆γ变换的函数，通过使用整体上近似γ次幂乘，尤其是在低灰度等级部分比γ次幂乘输出更大的函数，不降低低灰度等级部分的表现力，可使电路规模更小。
根据本申请的发明，在进行非线性变换的结构中可进行正确的图像信号的调整。
权利要求
1.一种图像显示装置，具有根据顺序更新的调整值来调整输入的图像信号的调整电路；位于上述调整电路的后级，对输入的信号进行非线性变换的非线性变换电路；位于上述非线性变换电路后级，根据输入的信号顺序地检测出表示显示图像明亮度的显示亮度特征值的显示亮度特征值检测电路；根据上述显示亮度特征值顺序地输出抑制上述显示图像明亮度的亮度抑制值的亮度抑制值输出电路；对上述亮度抑制值实施具有与上述非线性变换电路的变换特性相反的特性或近似的特性的变换后输出上述调整值的调整值输出电路。
2.一种图像显示装置，具有输出将输入的信号乘以变异系数后得到的输出信号的乘法电路；位于上述乘法电路的后级，对输入的信号实施γ次幂乘或与其近似的非线性变换后进行输出的非线性变换电路，其中γ＞1；位于上述非线性变换电路后级，根据输入的信号顺序地检测出表示显示图像明亮度的显示亮度特征值的显示亮度特征值检测电路，其中将顺序更新后的规定数G的γ次方根或与其近似的值用作上述变异系数，上述规定数G在上述显示亮度特征值为B、更新前的规定数为G0、与上述显示亮度特征值相比的基准值为B0时，为G＝G0×B0/B。
3.根据权利要求2所述的图像显示装置，其中上述G0×B0/B大于1时，将1作为上述规定数G。
4.一种图像显示装置，具有输出将输入的信号乘以变异系数后得到的输出信号的乘法电路；位于上述乘法电路的后级，对输入的信号实施γ次幂乘或与其近似的非线性变换后进行输出的非线性变换电路，其中γ＞1；位于上述非线性变换电路后级，根据输入的信号顺序地检测出表示显示图像明亮度的显示亮度特征值的显示亮度特征值检测电路，其中上述变异系数是顺序更新后的规定数G的γ次方根或与其近似的值、或者钝化顺序得到的规定数G的γ次方根或与其近似的值的高频成分而得到的值，在上述显示亮度特征值或钝化根据输入的信号而顺序检测出的多个显示亮度特征值的高频成分而得到的值为B、更新前的规定数为G0、与上述显示亮度特征值相比的基准值为B0时，上述规定数G为G＝G0×B0/B、钝化顺序得到的G0×B0/B的高频成分而得到的值、更新前的变异系数为K0的K0γ×B0/B中的一个。
5.根据权利要求4所述的图像显示装置，其中在上述G0×B0/B、或钝化顺序得到的G0×B0/B的高频成分而得到的值、或更新前的变异系数为K0的K0γ×B0/B中，当用作上述规定数G的值为大于1的值时，将1作为上述规定数G。
6.一种图像显示装置，具有根据顺序更新的调整值来调整输入的图像信号的调整电路；位于上述调整电路的后级，对输入的信号进行非线性变换的非线性变换电路；位于上述非线性变换电路后级，根据输入的信号顺序地检测出表示显示图像明亮度的显示亮度特征值的显示亮度特征值检测电路；根据上述显示亮度特征值和与画质调整相关的亮度控制值而顺序输出抑制上述显示图像明亮度的亮度抑制值的亮度抑制值输出电路；对上述亮度抑制值实施具有与上述非线性变换电路的变换特性相反的特性或近似的特性的变换后输出上述调整值的调整值输出电路。
7.一种图像显示装置，具有根据顺序更新的调整值来调整输入的图像信号的调整电路；位于上述调整电路的后级，对输入的信号进行非线性变换的非线性变换电路；位于上述非线性变换电路后级，根据输入的信号顺序地检测出表示显示图像明亮度的显示亮度特征值的显示亮度特征值检测电路；根据上述显示亮度特征值顺序地输出抑制上述显示图像明亮度的亮度抑制值的亮度抑制值输出电路；根据对上述亮度抑制值实施具有与上述非线性变换电路的变换特性相反的特性或近似的特性的变换后得到的值和与画质调整相关的亮度控制值来输出上述调整值的调整值输出电路。
8.根据权利要求1-7之一所述的图像显示装置，其中上述显示亮度特征值是规定期间内的显示信号之和或平均值。
9.根据权利要求1-7之一所述的图像显示装置，其中上述显示亮度特征值是规定期间内的显示信号中超出规定值的信号数。
10.根据权利要求1-7之一所述的图像显示装置，其中上述显示亮度特征值是规定期间内的显示信号的颜色种类之和或平均值。
11.根据权利要求1-7之一所述的图像显示装置，其中上述显示亮度特征值是规定期间内的显示信号的亮度成分之和或平均值。
12.根据权利要求1-7之一所述的图像显示装置，其中上述显示亮度特征值是1个画面中特定区域的显示信号的统计值。
13.根据权利要求1-7之一所述的图像显示装置，其中上述非线性变换电路的变换特性在整个输入范围中近似为g(x)＝xγ，而在低灰度等级部分中是输出大于g(x)＝xγ的函数，其中x为输入信号，g(x)为输出信号，γ为常数。
14.根据权利要求13所述的图像显示装置，其中上述非线性变换电路的变换特性表示如下g(x)＝a*x(x≤x0)g(x)＝(1-z)xγ+z(x＞x0)其中x为输入信号，g(x)为输出信号，a，z，γ，x0为常数。
15.根据权利要求13所述的图像显示装置，其中上述调整值是上述亮度抑制值的γ次方根。
16.根据权利要求1-7之一所述的图像显示装置，还包括将文字信息重叠在上述图像信号上的文字信息合成电路，从前级开始按上述调整电路、上述非线性变换电路、上述文字信息合成电路、上述显示亮度特征值检测电路的顺序分别配置。
17.根据权利要求1-7之一所述的图像显示装置，其中上述图像显示装置的像素由按矩阵状配置的放电元件构成。
18.根据权利要求17所述的图像显示装置，其中上述放电元件是表面传导型放电元件。
19.根据权利要求18所述的图像显示装置，其中上述显示亮度特征值是从上述放电元件放出的放出电流值。
全文摘要
一种图像显示装置，具有根据顺序更新的调整值来调整输入的图像信号的调整电路；位于上述调整电路的后级，对输入的信号进行非线性变换的非线性变换电路；位于上述非线性变换电路后级，根据输入的信号顺序地检测出表示显示图像明亮度的显示亮度特征值的显示亮度特征值检测电路；根据上述显示亮度特征值顺序地输出抑制上述显示图像明亮度的亮度抑制值的亮度抑制值输出电路；对上述亮度抑制值实施具有与上述非线性变换电路的变换特性相反的特性或近似的特性的变换后输出上述调整值的调整值输出电路。
文档编号G09G3/22GK1558395SQ20041000730
公开日2004年12月29日 申请日期2004年2月27日 优先权日2003年2月28日
发明者森真起子 申请人:佳能株式会社