图像处理方法、图像处理设备及液晶显示器技术

一种显示器、一种图像处理设备以及一种图像处理方法，用于产生优异可视图像的同时，抑制与数字图像处理复杂度增加相关的量化误差的累积。在多种图像处理中，通过改变显示器中参考灰度电平信号发生器的参考值，能够等效地执行诸如常数相乘和常数相加／相减之类的、能够由查找表（ＬＵＴ）表示的处理。因此，能够简化图像处理单元的操作，并且能够获得最大地使用输出动态范围、同时抑制量化误差的出现和累积的显示器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种图像处理方法、一种图像处理设备以及一种使用所述图像处理方法和所述图像处理设备的液晶显示器(LCD)，更具体地，涉及一种具有数字图像信号处理电路的图像处理设备。
技术介绍
经常出现诸如LCD之类的显示单元具有用于执行对输入图像信号的图像处理的电路的情况。例如，这种电路执行用于精确再现不同视频单元中的颜色以及用于更令人满意地示出广播图像或电影的图像处理。近年来，随着LSI的操作频率范围的扩展及其价格的下降，存在数字化地执行图像处理的发展趋势。此外，随着晶体管逐渐缩小的发展趋势，能够以合理的成本实现需要更多计算或操作的复杂图像处理。在LCD中，通过数字模拟转换器(DAC)将来自数字图像处理电路的输出信号转换为模拟电压，并将所述电压施加到象素上，以便显示图像。所施加的电压确定了各个象素的亮度或强度。控制所施加的电压以实现多调谐显示。图1(a)是示出了普通白电平类型液晶板的电压(施加到象素的电压)-强度特性的示例图，在所述白电平类型液晶板中，将零施加电压分配给最大强度。图1(b)是示出了灰电平-强度特性(伽马特性)的示例图。尽管在下面的说明中将普通白电平类型液晶板作为示例，但对于其中将零施加电压分配给最小强度的普通黑电平类型液晶板是相同的。LCD将数字图像信号转换为模拟电压，由该模拟电压，根据图1(a)和1(b)所示的特性，通过DAC，能够获得所希望的强度，以便在LCD屏幕上显示图像。通常执行增强图像信号的幅度的图像处理，以便显示更清晰的图像。利用这种图像处理，增强了输入图像的对比度，并且提高了显示图像的光学锐度。但是，上述增强图像信号幅度的图像处理可能会引起伪轮廓(在实际中不应当看到的灰度部分)并使噪声和干扰明显。在传统的LCD中，此问题在图像处理单元或DAC中产生，而当输入较暗图像时尤其严重。通常，将8比特数字信号(表示0到255之间的值)输入图像处理单元。在灰度部分，相邻象素的值彼此相差1，例如8、9、10、11、...。象素值的差别1不会引起视觉上可以察觉的颜色差别。但是，如果增强了与该灰度部分相对应的图像信号幅度，则会拓宽假设是1的差异。结果，会产生作为伪轮廓的可视颜色差别。此外，如果由于幅度增强拓宽了这种差异，则当较暗部分与其周围象素值差异仅是1时不会被看到的图像较暗部分的噪声变得可以识别。作为此问题的原因之一，会牵扯到在计算中有时出现的量化误差。特别地，当灰度电平较低时，量化误差产生了较大影响。此外，当对输入信号进行伽马校正时，在将信号转换为强度电平(反伽马校正)之后，执行诸如幅度增强之类的图像处理。在转换中，如果输入图像的伽马值是例如2.2，则执行以下计算强度电平＝最大强度×(输入灰度电平/最大灰度电平)2.2根据此计算，尤其在较暗灰度电平的情况下，比特精度退化。结果，出现了诸如灰度电平失真之类的问题。此外，量化误差很可能会引起异常的伪轮廓和噪声。随着图像处理变得更复杂以及量化误差随着处理步骤的增多而累积，此问题变得越来越明显。因此，伪轮廓、噪声等变得易于识别。一种解决这些问题的方法是增加数字信号比特的数目。但是，这种方法导致用于操作的门的尺寸或规模增大，因此具有来自成本方面的限制。通常，DAC执行由输入图像的伽马特性和LCD的电压-强度特性惟一确定的转换，以便输出固定的或与输入数字信号一一相关的电压值。这对于在之前级已执行或未执行图像处理都是相同的。此外，通常将8比特信号输入DAC。这表示即使改进了在输入较暗图像时所执行的图像处理(即，增加了比特的数目)，较暗图像的灰度电平精度最终仍由DAC的量化宽度确定。作为实质上解决了输入数字信号和输出电压值之间具有固定关系的问题的传统技术，日本专利申请待审公开No.2002-333863公开了《液晶显示器及其驱动方法》。根据该传统技术，独立地产生关于每一种颜色分量(红，蓝和绿)的电压-强度特性，并且根据伽马特性改变参考灰度电平电压。因此，可以抑制输出图像的灰度电平数目的减少，并防止图像质量的退化。但是，传统技术没有考虑数字图像处理中所包含的量化误差。因此，通过传统技术的直接应用，不能防止复杂数字图像处理导致的量化误差增加以及处理步骤的增加。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种图像处理方法、一种图像处理设备和一种液晶显示器(LCD)，实现了视觉上的优异显示而不会增加成本，同时抑制了图像处理单元门尺寸或规模的扩大。根据本专利技术的第一方面，为了实现以上目的，提供了一种LCD，包括LCD屏幕，用于根据输入图像信号显示图像；灰度电平校正器，用于根据各个数字图像信号产生并输出模拟灰度电平电压，从而在LCD屏幕上显示与数字图像信号相一致的图像；以及数字图像处理单元，用于执行针对所述数字图像信号的预定算术运算，其中通过改变灰度电平校正器的校正特性来执行针对数字图像信号的指定图像处理。利用这种结构，可以获得利用了最大可能程度的输出动态范围的显示，其中简化了由数字图像处理单元执行的算术运算，还抑制了量化误差的累积。优选地，在第一方面中，所述指定图像处理是能够表示为查找表的处理，并且在用于颜色分量的所述查找表中表示处理之前和之后的数字图像信号的每一个颜色分量。可选地，指定图像处理可以是能够通过常数乘法、常数加法和减法以及S曲线校正的组合来表示的处理。根据本专利技术的第二方面，提供了一种LCD，包括LCD屏幕，用于根据输入图像信号显示图像；灰度电平校正器，用于根据各个数字图像信号产生并输出模拟灰度电平电压，从而在LCD屏幕上显示与数字图像信号相一致的图像；数字图像处理单元，用于执行针对所述数字图像信号的预定算术运算；以及校正参数发生器，用于产生用于由所述数字图像处理单元执行的算术运算的校正参数，其中校正参数发生器将所述校正参数提供给灰度电平校正器，以便根据所述参数，执行指定图像处理。优选地，在本专利技术的第二方面中，所述指定图像处理是能够表示为查找表的处理，并且在用于颜色分量的所述查找表中表示处理之前和之后的数字图像信号的每一个颜色分量。可选地，指定图像处理可以是能够通过常数乘法、常数加法和减法以及S曲线校正的组合表示的处理。根据本专利技术的第三方面，提供了一种LCD，包括LCD屏幕，用于根据输入图像信号显示图像；灰度电平校正器，用于根据各个数字图像信号产生并输出模拟灰度电平电压，从而在LCD屏幕上显示与数字图像信号相一致的图像；数字图像处理单元，用于执行针对所述数字图像信号的预定算术运算；以及校正参数发生器，用于产生用于由所述数字图像处理单元执行的算术运算的校正参数，其中校正参数发生器将所述校正参数提供给灰度电平校正器。优选地，在本专利技术的第二和第三方面，所述校正参数发生器根据输入数字图像信号确定校正参数。可选地，校正参数发生器根据针对一帧输入数字图像信号的直方图来确定校正参数。在本专利技术的第二和第三方面，最好校正参数发生器应当在与数字图像信号相一致的图像变化大于特定量的情况下产生校正参数。在本专利技术的所有第一、第二和第三方面中，最好灰度电平校正器包括第一数字模拟转换器(DAC)，用于将数字图像信号转换为模拟电压；以及参考灰度电平电压发生器，用于根据LCD屏幕的输入电压和显示强度之间的关系来设置灰度电平特性，并且最好根据所述校正参数来改变参考灰度电平电压。还希本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＬＣＤ，包括：ＬＣＤ屏幕，用于根据输入图像信号显示图像；灰度电平校正器，用于根据各个数字图像信号产生并输出模拟灰度电平电压，从而在ＬＣＤ屏幕上显示与数字图像信号相一致的图像；以及数字图像处理单元，用于执行针对所述 数字图像信号的预定算术运算，其中通过改变灰度电平校正器的校正特性来执行针对数字图像信号的指定图像处理。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：宫坂大吾，能势崇，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，恩益禧电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]