图像显示方法和图像显示设备技术

技术编号:15090144 阅读:175 留言:0更新日期:2017-04-07 18:57
公开了一种图像显示方法和图像显示设备。所述图像显示设备包括彼此重叠的前部LCD面板和后部LCD面板。所述图像显示方法可以包括:在所述前部LCD面板中显示RGB图像;通过对所述RGB图像进行信号处理,产生黑白图像,所述黑白图像的亮度值被逐个像素地调整;以及在所述后部LCD面板中显示所述黑白图像。

Image display method and image display apparatus

Image display method and image display apparatus. The image display apparatus includes a front LCD panel and a rear LCD panel overlapped with each other. The image display method includes: a display of RGB image in the front of the LCD panel; based on the RGB image signal processing, black and white images, the brightness of color image pixel by pixel value is adjusted; and displaying the black white image to the rear panel LCD.

【技术实现步骤摘要】
本申请要求享有2014年12月22日提交的日本专利申请No.2014-258700、2014年12月22日提交的日本专利申请No.2014-258727、2014年12月22日提交的日本专利申请No.2014-258749、以及2014年12月22日提交的日本专利申请No.2014-258766的权益,为了所有目的将所有这些专利文献引入本文以供参考,如同在此被完全阐述一样。
本专利技术涉及图像显示方法和图像显示设备
技术介绍
在批量生产、驱动方式以及质量方面具有各种优点的液晶显示(LCD)设备已经广泛用作平板显示面板(FPD)。图1示出一种根据现有技术的包括一个液晶面板的图像显示设备。在图1中,图像显示设备1包括主体2和液晶显示(LCD)模块3。主体2包括图像处理引擎4,LCD模块3包括接口(I/F)5、LCD控制器6和RGB面板7。在主体2的图像处理引擎4中产生的图像数据经由接口5被发送到LCD控制器6。LCD控制器6处理从接口5接收的图像数据,并将处理后的图像数据发送到RGB面板7。RGB面板7显示与从LCD控制器6接收的图像数据相对应的图像。在图像显示设备1中,通过LCD控制器6中的面板驱动器利用伽马曲线的折线(brokenline)对输入到LCD模块3的图像数据进行校正,获得肉眼的灰度级线性。此外,背光单元的光穿过RGB面板7以显示亮度。结果,黑色区域的灰度级特性劣化,使得黑色区域的亮度与理想亮度相比增加了。图2是显示根据现有技术的图像显示设备的相对于输入亮度的输出亮度的图表。在图2中,横轴的输入和纵轴的输出是以最大亮度作为100%而标准化后的值,并且横轴和纵轴被对数性地缩放。线11表示输入和输出亮度的理想关系,线12表示输入和输出亮度的实际关系。当输入和输出亮度的关系(即,灰度级特性)趋近于理想值时,灰度级被线性地显示,从而对于人眼显示自然的图像。当输入亮度沿线12降低时(当图像数据的灰度级降低时),输出亮度变得大于理想值。结果,RGB面板显示的图像具有大于理想值的亮度,比如白色。此现象可以被称为黑电平提升(blacklifting)。当通过LCD面板显示相对低的灰度级时,由于背光单元的光在LCD面板中未被完全阻挡,所以光发生泄漏。黑电平提升是LCD设备中特有的缺点。阴极射线管(CRT)和有机发光二极管(OLED)面板分别具有约10000:1和约1000000:1的对比度。然而,LCD面板由于黑电平提升而具有约1500:1的对比度。为了改善对比度并防止黑电平提升,已经提出了包括两个LCD面板的图像显示设备。例如,在专利文献1(日本专利公开号H5-88197)、专利文献2(日本专利公开号2008-19269)、专利文献3(日本专利公开号2008-111877)和专利文献4(国际专利公开号WO2007/108183)中显示出一种图像显示设备。当以对角线方向来看专利文献1的图像显示设备时,由于两个LCD面板之间的距离,导致邻近于背光单元的后部LCD面板的图像与邻近于用户的前部LCD面板的图像未对准。由于两个LCD面板之间的物理视差,图像偏离正确位置。因此,可能双重地显示具有相对大亮度差的边缘部分,或者图像可能无法进行正确色彩对准。在专利文献2中,难以实现用于处理的电路,并且特别难以控制具有细微亮度差的细节部分。在专利文献1和专利文献3的图像显示设备中,尽管通过利用两个LCD面板改善了总对比度,但是并没有改善对于峰值(比如具有高亮度的一个点或者一条线)的对比度。结果,很难控制灰度级转换特性,也无法再现自然图像的动态范围。图3是示出摄像机拍摄和根据现有技术的图像显示设备的灰度级特性的视图。对于自然图像的动态范围的再现来说,如图3所示,当图像显示设备的图像是利用摄像机拍摄时,因为摄像机具有比人眼低的动态范围,因此由于高亮度区域和低亮度区域处的限制,导致中间亮度区域被放大。结果,获得了期望部分的动态范围被放大的图像。当输入图像以8位量化时,由于中间亮度区域的对比度获得增强,因此高亮度区域具有被施加了限制的状态。由于在拍摄期间丢失了高亮度区域的信息,所以可能无法再现高亮度区域,而会显示仅仅白色或者仅仅黑色。在专利文献1和专利文献4的图像显示设备中,基于伽马特性的灰度级转换被积分成折线近似值。因此,灰度级特性在黑色区域处(即,在低亮度区域处)不具有线性。此外,暗图像的色彩再现性降低,图像的再现性不完美。当伽马曲线近似为折线(例如,显示其中亮度值以预定增量逐渐增加的灰度级)的时候,输入亮度和输出亮度的关系表示为在折线的拐点前后的直线。由于伽马曲线的斜率在拐点处改变,所以通过人眼查看到色彩的边界线。特别是,在专利文献4中,难以实现用于处理的电路,并且由于根据伽马曲线的数量而采用多个电路,导致生产成本增加。
技术实现思路
据此,本专利技术旨在提供一种图像显示方法和图像显示设备,其基本上避免了由于现有技术的局限性和不足而引起的一个或多个问题。本专利技术的一个优点是提供了一种通过处理RGB图像来产生黑白图像的图像显示方法。本专利技术的附加的特点和有益效果将在随后的说明书中阐述,一部分根据本说明书将是明显的,或者可以通过实践本专利技术而被了解。可以通过在所撰写的说明书及其权利要求书以及所附附图中具体指明的结构来实现和获得本专利技术的这些及其他优点。为了实现这些及其他优点、并根据本专利技术的意图,正如此处所具体实现和概括描述的,一种使用图像显示设备显示图像的方法,所述图像显示设备包括彼此重叠的前部LCD面板和后部LCD面板,所述方法包括:在所述前部LCD面板中显示RGB图像;通过对所述RGB图像进行信号处理,产生黑白图像,所述黑白图像的亮度值被逐个像素地调整;以及在所述后部LCD面板中显示所述黑白图像。在本专利技术的另一方面中,一种图像显示设备,包括彼此重叠的前部LCD面板和后部LCD面板,所述图像显示设备包括:LCD控制器,所述LCD控制器对RGB图像进行信号处理,并将信号处理后的RGB图像提供至所述前部LCD面板;以及LV控制器,所述LV控制器通过对所述RGB图像进行信号处理,产生黑白图像,并将所述黑白图像提供至所述后部LCD面板,其中所述黑白图像的亮度值被逐个像素地调整。在本专利技术的另一方面中,一种使用图像显示设备显示图像的方法,所述图像显示设备包括彼此重叠的前部LCD面板和后部LCD面板,所述方法包括:在所述前本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种使用图像显示设备显示图像的方法,所述图像显示设备包括彼此重叠的前部LCD面板和后部LCD面板,所述方法包括:在所述前部LCD面板中显示RGB图像;通过对所述RGB图像进行信号处理,产生黑白图像,所述黑白图像的亮度值被逐个像素地调整;以及在所述后部LCD面板中显示所述黑白图像。

【技术特征摘要】
2014.12.22 JP 2014-258749;2014.12.22 JP 2014-258761.一种使用图像显示设备显示图像的方法,所述图像显示设备包括彼此重
叠的前部LCD面板和后部LCD面板,所述方法包括:
在所述前部LCD面板中显示RGB图像;
通过对所述RGB图像进行信号处理,产生黑白图像,所述黑白图像的亮
度值被逐个像素地调整;以及
在所述后部LCD面板中显示所述黑白图像。
2.根据权利要求1所述的方法,其中产生所述黑白图像包括:
通过将基于所述RGB图像的第一图像的像素的亮度值二进制化,产生二
进制数据;
通过对所述二进制数据的高亮度区域进行扩展、以及对所述二进制数据的
低亮度区域进行缩减,产生高亮度区域扩展二进制数据和低亮度区域缩减二进
制数据的其中之一;以及
根据所述高亮度区域扩展二进制数据和所述低亮度区域缩减二进制数据
的其中之一的与目标像素相对应的值,置换所述第一图像的像素的亮度值。
3.根据权利要求2所述的方法,其中产生所述第一图像包括:
通过色彩矩阵转换,根据所述RGB图像产生LUT输入图像;以及
利用查找表转换所述LUT输入图像的灰度级并产生所述第一图像,其中
在所述查找表中登记了灰度级转换前后的亮度值的相关性。
4.根据权利要求3所述的方法,其中根据所述高亮度区域扩展二进制数
据和所述低亮度区域缩减二进制数据的其中之一的与目标像素相对应的值置
换所述第一图像的像素的亮度值之前包括:
将从所述查找表输出的第一图像延迟了与二进制化处理和高亮度区域扩
展处理或低亮度区域缩减处理相对应的时间。
5.根据权利要求3所述的方法,其中对于所述LUT输入图像的每一像素,
所述查找表将等于或者大于第一阈值的亮度值转换为最大亮度值,并根据预定
函数将小于所述第一阈值的亮度值转换为0至“最大亮度值-1”之中的一个值。
6.根据权利要求3所述的方法,其中通过仅仅将存储器集成到所述图像
显示设备中以离线方式确定所述查找表值。
7.根据权利要求2所述的方法,其中产生所述二进制数据包括:
当所述第一图像的像素的亮度值大于第一阈值时,根据目标像素属于所述
高亮度区域的判断结果,将目标像素的二进制数据的值设置为1;以及
当所述第一图像的像素的亮度值小于所述第一阈值时,根据目标像素属于
所述低亮度区域的判断结果,将目标像素的二进制数据的值设置为0。
8.根据权利要求7所述的方法,其中当扩展所述高亮度区域时产生所述高
亮度区域扩展二进制数据包括:
当目标像素的二进制数据为1、且相邻像素的二进制数据为0时,将相邻
像素的二进制数据置换为1。
9.根据权利要求7所述的方法,其中当缩减所述低亮度区域时产生所述低
亮度区域缩减二进制数据包括:
当目标像素的二进制数据为0、且相邻像素的二进制数据为1时,将目标
像素的二进制数据置换为1。
10.根据权利要求8所述的方法,其中当目标像素的高亮度区域扩展二进
制数据为1时,将所述第一图像的像素的亮度值置换为与所述高亮度区域相对
应的亮度值。
11.根据权利要求2所述的方法,其中当扩展所述高亮度区域时产生所述
高亮度区域扩展二进制数据包括:在目标像素属于在作为所述高亮度区域和低
亮度区域的边界的边缘处的高亮度区域、而目标像素的相邻像素属于所述低亮
度区域时,目标像素的周边逐个像素地被改变为所述高亮度区域。
12.根据权利要求2所述的方法,其中扩展后的高亮度区域和缩减后的低
亮度区域的其中之一的尺寸是通过所述前部LCD面板和所述后部LCD面板之
间的距离、以及所述RGB图像的尺寸的至少之一来确定的。
13.根据权利要求1所述的方法,其中产生所述黑白图像包括:
检测高频段,在所述高频段中基于所述RGB图像的第一图像的目标像素
的亮度值的空间频率大于参考值;以及
对所述第一图像的与所述高频段相对应的像素的亮度值进行置换。
14.根据权利要求13所述的方法,其中产生所述第一图像包括:
通过色彩矩阵转换,根据所述RGB图像产生LUT输入图像;以及
利用查找表转换所述LUT输入图像的灰度级,其中在所述查找表中登记

\t了灰度级转换前后的亮度值的相关性。
15.根据权利要求14所述的方法,其中检测所述高频段包括:
计算所述第一图像的目标像素的相邻像素的亮度值的方差;
当所述方差等于或者大于第二阈值时,判定相邻像素属于所述高频段,并
且将高频段判断标志设置为1;以及
当所述方差小于所述第二阈值时,判定相邻像素不属于所述高频段,并且
将所述高频段判断标志设置为0。
16.根据权利要求15所述的方法,其中当目标像素的高频段标志为1时,
将所述第一图像的目标像素的亮度值置换为与所述高亮度区域相对应的亮度
值、以及通过对所述第一图像执行低通滤波而获得的输出图像的对应亮度值的
其中之一。
17.一种图像显示设备,包括彼此重叠的前部LCD面板和后部LCD面板,
所述图像显示设备包括:
LCD控制器,所述LCD控制器对RGB图像进行信号处理,并将信号处
理后的RGB图像提供至所述前部LCD面板;以及
LV控制器,所述LV控制器通过对所述RGB图像进行信号处理,产生黑
白图像,并将所述黑白图像提供至所述后部LCD面板,其中所述黑白图像的
亮度值被逐个像素地调整。
18.根据权利要求17所述的图像显示设备,其中所述LV控制器包括:
二进制化器,所述二进制化器通过将基于所述RGB图像的第一图像的像
素的亮度值二进制化,产生二进制数据;
区域处理器,所述区域处理器通过对所述二进制数据的高亮度区域进行扩
展、以及对所述二进制数据的低亮度区域进行缩减,产生高亮度区域扩展二进
制数据和低亮度区域缩减二进制数据的其中之一;以及
数据置换器,所述数据置换器根据所述高亮度区域扩展二进制数据和所述
低亮度区域缩减二进制数据的其中之一的与目标像素对应的值,对所述第一图
像的像素的亮度值进行置换。
19.根据权利要求18所述的图像显示设备,其中所述LV控制器还包括:
色彩矩阵转换器,所述色彩矩阵转换器通过色彩矩阵转换,根据所述RGB
图像产生LUT输入图像;以及
查找表,所述查找表根据在所述查找表中登记的灰度级转换前后的亮度值
的相关性,转换所述LUT输入图像的灰度级,并产生所述第一图像。
20.根据权利要求19所述的图像显示设备,其中所述数据置换器包括选
择器和延迟器,所述选择器从所述区域扩展器接收所述高亮度区域扩展二进制
数据和所述低亮度区域缩减二进制数据的其中之一;所述延迟器将从所述查找
表输出的第一图像到达所述选择器的时机,延迟了与所述二进制化器的二进制
化处理和所述区域处理器的高亮度区域扩展处理或低亮度区域缩减处理相对
应的时间。
21.根据权利要求19所述的图像显示设备,其中对于所述LUT输入图像
的每一像素,所述查找表将等于或者大于第一阈值的亮度值转换为最大亮度
值,并根据预定函数将小于所述第一阈值的亮度值转换为0至“最大亮度值-1”
之中的一个值。
22.根据权利要求19所述的图像显示设备,其中通过仅仅将存储器集成
到所述图像显示设备中以离线方式确定所述查找表值。
23.根据权利要求18所述的图像显示设备,其中所述二进制化器被配置为:
当所述第一图像的像素的亮度值大于第一阈值时,根据目标像素属于所述
高亮度区域的判断结果,将目标像素的二进制数据的的值设置为1;以及
当所述第一图像的像素的亮度值小于所述第一阈值时,根据目标像素属于
所述低亮度区域的判断结果,将目标像素的二进制数据的值设置为0。
24.根据权利要求23所述的图像显示设备,其中当所述高亮度区域被扩展、
并且当与目标像素相对应的二进制数据为1、而目标像素的相邻像素的二进制
数据为0时,所述区域处理器将相邻像素的二进制数据置换为1。
25.根据权利要求23所述的图像显示设备,其中当所述低亮度区域被缩减、
并且当与目标像素相对应的二进制数据为0、而目标像素的相邻像素的二进制
数据为1时,所述区域处理器将目标像素的二进制数据置换为1。
26.根据权利要求24所述的图像显示设备,其中当与目标像素相对应的高
亮度区域扩展二进制数据为1时,所述数据置换器将所述第一图像的目标像素
的亮度值置换为与所述高亮度区域相对应的亮度值。
27.根据权利要求18所述的图像显示设备,其中在目标像素属于在作为
所述高亮度区域和低亮度区域的边界的边缘处的高亮度区域、而目标像素的相

\t邻像素属于所述低亮度区域时,所述区域处理器将目标像素的周边逐个像素地
改变为所述高亮度区域。
28.根据权利要求18所述的图像显示设备,其中扩展后的高亮度区域和缩
减后的低亮度区域的其中之一的尺寸是通过所述前部LCD面板和所述后部
LCD面板之间的距离、以及所述RGB图像的尺寸的至少之一来确定的。
29.根据权利要求17所述的图像显示设备,其中所述LV控制器包括:
高频段检测器,所述高频段检测器检测高频段,在所述高频段中基于所述
RGB图像的第一图像的目标像素的亮度值的空间频率大于参考值;以及
数据置换器,所述数据置换器对所述第一图像的与所述高频段相对应的像
素的亮度值进行置换。
30.根据权利要求29所述的图像显示设备,其中所述LV控制器还包括:
色彩矩阵转换器,所述色彩矩阵转换器通过色彩矩阵转换,根据所述RGB
图像产生LUT输入图像;以及
查找表,所述查找表根据在所述查找表中登记的灰度级转换前后的亮度值
的相关性,转换所述LUT输入图像的灰度级,并产生所述第一图像。
31.根据权利要求30所述的图像显示设备,其中所述高频段检测器包括:
方差计算器,所述方差计算器计算所述第一图像的目标像素的相邻像素的
亮度值的方差;
比较器,所述比较器在所述方差等于或者大于第二阈值时判定相邻像素属
于所述高频段,并将高频段判断标志设置为1,并且在所述方差小于所述第二
阈值时判定相邻像素不属于所述高频段,并将所述高频段判断标志设置为0。
32.根据权利要求31所述的图像显示设备,其中当目标像素的高频段标志
为1时,所述数据置换器将所述第一图像的目标像素的亮度值置换为与所述高
亮度区域相对应的亮度值、以及通过对所述第一图像执行低通滤波而获得的输
出图像的对应亮度值的其中之一。
33.一种使用图像显示设备显示图像的方法,所述图像显示设备包括彼此
重叠的前部LCD面板和后部LCD面板,所述方法包括:
在所述前部LCD面板中显示RGB图像;
通过利用查找表来转换基于所述RGB图像的第一图像的灰度级,产生具
有亮度值的LUT输出图像,其中在所述查找表中登记有灰度级转换前后的亮

\t度值的相关性;以及
在所述后部LCD面板中显示基于所述LUT输出图像的黑白图像,
其中当所述第一图像的目标像素的亮度值等于或者大于第一阈值时,所述
相关性被设置为将目标像素的亮度值置换为第一亮度值,以及
其中当所述第一图像的目标像素的亮度值等于或者大于比所述第一阈值
大的第二阈值时,所述相关性被设置为将目标像素的亮度值置换为最大亮度
值。
34.根据权利要求33所述的方法,其中产生所述黑白图像包括:
通过扩展所述LUT输出图像的高亮度区域,产生高亮度区域扩展数据;
通过对所述LUT输出图像应用低通滤波,产生LPF应用图像;以及
通过根据所述高亮度区域扩展数据的与目标像素相对应的值,选择所述
LUT输出图像的目标像素的亮度和所述LPF应用图像的目标像素的亮度的其
中之一,来产生所述黑白图像。
35.根据权利要求33所述的方法,其中在选择所述LUT输出图像的目标
像素的亮度和所述LPF应用图像的目标像素的亮度的其中之一来产生所述黑
白图像之前包括:将从所述查找表输出的LUT输出图像延迟与高亮度区域扩
展处理和低通滤波处理相对应的时间。
36.根据权利要求33所述的方法,其中当所述第一图像的目标像素的亮度
值小于所述第一阈值时,所述相关性被设置为将目标像素的亮度值置换为0
和所述第一亮度值之间的值。
37.根据权利要求34所述的方法,其中产生所述高亮度区域扩展数据包括:
当所述LUT输出图像的目标像素的亮度值是最大亮度值、并且目标像素
的相邻像素的亮度值不是最大亮度值时,将相邻像素的亮度值置换为最大亮度
值。
38.根据权利要求34所述的方法,其中产生所述黑白图像包括:
当所述高亮度区域扩展数据的与目标像素相对应的值是最大亮度值时,选
择所述LPF应用图像的目标像素的亮度值;以及
当所述高亮度区域扩展数据的与目标像素相对应的值不是最大亮度值时,
选择所述LUT输出图像的目标像素的亮度值。
39.根据权利要求33所述的方法,其中通过色彩矩阵转换,根据所述RGB

\t图像产生所述第一图像。
40.一种图像显示设备,包括彼此重叠的前部LCD面板和后部LCD面板,
所述图像显示设备包括:
LCD控制器,所述LCD控制器对RGB图像进行信号处理,并将信号处
理后的RGB图像提供至所述前部LCD面板;以及
LV控制器,所述LV控制器包括查找表,所述LV控制器通过对基于所
述RGB图像的第一图像的灰度级进行转换来产生具有亮度值的LUT输出图
像,并将基于所述LUT输出图像的黑白图像提供至所述后部LCD面板,在所
述查找表中登记了灰度级转换前后的亮度值的相关性,
其中当所述第一图像的目标像素的亮度值等于或者大于第一阈值时,所述
相关性被设置为将目标像素的亮度值置换为第一亮度值,以及
其中当所述第一图像的目标像素的亮度值等于或者大于比所述第一阈值
大的第二阈值时,所述相关性被设置为将目标像素的亮度值置换为最大亮度
值。
41.根据权利要求40所述的图像显示设备,其中所述LV控制器包括:
高亮度区域扩展器,所述高亮度区域扩展器通过扩展所述LUT输出图像
的高亮度区域,产生高亮度区域扩展数据;
低通滤波器,所述低通滤波器通过对所述LUT输出图像应用低通滤波,
产生LPF应用图像;以及
选择器,所述选择器通过根据所述高亮度区域扩展数据的与目标像素相对
应的值,选择所述LUT输出图像的目标像素的亮度和所述LPF应用图像的目
标像素的亮度的其中之一,来产生所述黑白图像。
42.根据权利要求41所述的图像显示设备,其中所述LV控制器还包括:
延迟器,所述延迟器将从所述查找表输出的LUT输出图像到达所述选择
器的时机,延迟了与所述高亮度区域扩展器的高亮度区域扩展处理和所述低通
滤波器的低通滤波处理相对应的时间。
43.根据权利要求40所述的图像显示设备,其中当所述第一图像...

【专利技术属性】
技术研发人员:中屋秀雄
申请(专利权)人:乐金显示有限公司
类型:发明
国别省市:韩国;KR

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