CN103795993A - 图像显示设备的图像信号处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种图像显示设备图像信号处理装置，包括模数转换器：将输入的图像信号转换成数字信号，图像处理部：根据所检测的图像信号的特性，重新调整低亮度成分的图像信号的亮度，进行HE处理，调整图像信号偏移量和伽马部。图像信号亮度越低，色泽的浓度越浓，本发明检测输入的图像信号特性，重新调整对阴暗图像信号的亮度，进行HE处理，克服了传统方法存在的删除阴暗成分的图像不能正常重新显示的问题，能够提高混合在极其阴暗的图像中的稍稍阴暗图像的鲜明度，图像信号的色度与传统方法相比，显著提高了图像的表现力和清晰度。

Description

图像显示设备的图像信号处理装置
技术领域
本发明涉及图像显示设备，尤其是一种图像显示设备的图像信号处理装置。 
背景技术
随着技术的发展，不断出现能显示高品质图像的图像显示设备。 
如图1所示，为显示提高阴暗图像明暗比方法的概略图。对适用于图像显示设备的传统图像信号处理方法进行如下说明： 
传统的图像显示设备，为了鲜明地显示阴暗图像，在图像信号中删除了阴暗部分的图像信号。例如，表现为8比特的225灰度等级中删除了处于下位的16灰度等级相应的图像信号，随着删除图像信号的阴暗成分，把中／低水平信号的对照比调整到如数学式1，这样能够提高混合在极其阴暗的图像中的稍稍阴暗图像的鲜明度。 
综上所述，上述被删除阴暗成分的图像是不能正常重新显示的，这就是删除图像信号阴暗成分的传统方法存在的问题。 
另外，传统方法对接近于上述被删除部分亮度的图像重新显示灰度等级带来极大的困难。按照上述传统方法，图像信号的亮度要比原来降低，但是图像信号的色度与原来相同，因此，图像信号亮度越低，色泽的浓度越浓，所以再显示图像时，图像就不自然了。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种为了在图像显示设备上能够显示优质的画面进行图像信号处理的处理方法及装置；本发明的另一目的在于提供一种能提高阴暗图像的清晰度的同时，还能提高灰度等级以及色度的图像信号处理方法及装置。 
为了达到上述的目的，本发明处理方法包括以下阶段：检测输入的图像信号特性的阶段；根据所检测的图像信号的特性，为了重新调整对阴暗图像信号的亮度，进行HE(HISSTOEQUALIZATION)处理的阶段。 
另外，本发明处理方法具有以下阶段：检测输入的图像信号特性的阶段；如果所检测的图像信号是由低／中／高亮度混合的图像，则删除低亮度成分图像信号的阶段；如果检测的图像信号主要以低亮度构成的图像，则为重新调整低亮度成分的图像信号的亮度，进行HE(HISSTOEQUALIZATION)处理的阶段。 
本发明处理装置包括以下结构：低通滤波部：对作为输入图像的第一图像信号进行空间低通滤波处理；对所述的低通滤波处理的图像进行高分辨化处理生成第二图像信号把输入的图像信号变换成数码图像信号的ADC；检测ADC输出的图像信号的特性，根据所检测的图像 信号的特性，为重新调整低亮度成分的图像信号的亮度，进行HE处理的图像信号处理部；对图像信号处理部的输出信号进行Gamma处理的伽马处理部。 
图像处理部是按1个像素为单位进行的。 
上述图像信号处理部由以下部分作为其特征，即所检测的图像信号是由低／中／高亮度混合的图像，则删除低亮度成分图像信号；如果所检测的图像信号主要以低亮度构成的图像，则为重新调整低亮度成分的图像信号的亮度，进行HE(HISSTOEQUALIZATION)处理的阶段。 
本发明具有以下优点： 
本发明图像显示设备能提高阴暗图像的明暗比的同时，还能提高灰度等级的表现力和色泽浓度的表现力，因此具有显示优质画面的优点。 
附图说明
图1为显示提高阴暗图像明暗比方法的概略图； 
图2为本发明的典型实施例中图像信号处理方法的定义图； 
图3为本发明的典型实例中图像信号处理装置的构成图； 
图4为本发明的典型实例中图像信号处理方法的流程图； 
图5(a)、(b)为本发明的典型实例中黑色水平设定举例图(一)、(二)； 
图6为基于本发明的典型实例中图像信号处理过程的举例图表； 
图7为根据般的HE进行处理的举例图。 
本发明是按图像的特性，对不同的图像信号进行不同的处理后，按图像的特性显示最佳画面的。 
图2中的(a)所示为没经过其他处理的图像信号的亮度。本发明能检测出，输入的图像是由低／中／高成分均匀混合成的图像，还是主要由阴暗成分形成的图像，根据检测结果，如果上述图像是由低／中／高成分均匀混合成的图像，则如图2中的(b)所示，删除阴暗成分的同时维持其他成分的图像；与此相反，如果上述图像主要以低亮度成分形成的图像，则如图2中的(c)所示，对低亮度成份进行HE处理。 
如图7中的(a)～(d)所示，对HE进行进一步详细说明。 
上述HE处理是指，当输入的图像水平偏重于低／中／高亮度中的一种信号时，为了防止因图像显示范围的缩小输出对比度很低的图像信号，在输入偏重的水平图像时，从概率的角度能重新调整信号，使信号在全领域内均匀化，因此在等亮度的显示口上相对的提高对比度。 
如图7中的(a)所示，为偏重于阴暗的图像，其阴暗成分的亮度差较大(如图7中的(b))，而高亮度部分的亮度差得到均匀化调整(如图7中的(c))，偏重于高亮度的图像，其高亮度成分的亮度差较大(如图7中的(d))，而低亮度成分的亮度差得到均匀化调整。 
根据对上述低亮度成分形成的图像进行HE处理，用数学式2来表示对比度的改善效果。 
[数学式2] 
对比度XM(128)／XL(16)＝YM／YH＝128／16＝8参照图3，对上述本发明典型实例中的图像信号处理装置的构成进行如下说明： 
上述图像信号处理设备的第1ADC100接收PC(个人电脑)或DTV(数字电视)信号后，把它变换成数码图形信号，而第2ADC102接收CVBS信号后，变换成数码图像信号，从第1、2ADC100、102输出的数码图像信号被输出到图像信号处理部104；图像信号处理部104接收数码图像信号后，检测数码图像信号特性，根据检测的数码图像信号的特性，调整亮度后再输出信号；调整亮度后的图像信号提供给Gamma处理部112，而Gamma处理部112对图像信号处理部104提供的图像信号进行Gamma处理后再进行信号输出； 
在这里，对图像信号处理部104中形成的图像信号的调整过程更详细地进行说明； 
上述图像信号处理部104由负责HE处理的HE106、调整输入的图像信号偏移量的DISP-CSC偏移量108及用于调整图像信号的LUT(LOOKUPTABLE)110构成。 
上述图像信号处理部104的LUT110的值如数学式3所示： 
[数学式3] 
Y＝2X+常数  X≤32 
Y＝5X-96+常数  32＜X＜96 
Y＝4X+常数  96＜X 
综上所述，上述LUT110的值要调整到在低标准下进行HE处理的亮度值。 
上述图像信号处理部104的HE显示值如数学式4所示： 
[数学式4] 
0XF2：E3F0-HEDEPT 
OXF4：NTSC／480i：0808-HETHRESHOLD 
OTHER：0008 
为了提高中、高亮度区域的亮度，从2.5-2.2中取出上述Gamma处理部112的显示值。 
另外，为提高上述HE106的灰度等级，上述图像信号处理部104按不同来源设定适当的黑色水平，参照图5，说明如下： 
参照图5(a)和(b)，只有在NTSC信号时，比7.5[1RE]的定位标准高的R1才能定为黑色水平，其他的PAL／SECAM，component，RGB-DTV，RGB-PC情况，把上述的定位标准B0定为黑色水平。在Gamma调整之前设定上述的黑色水平后，输出对任何信号都具有一贯性的图像。 
参照图4，对本发明典型实例的图像信号处理方法进行如下说明。 
200-202阶段：上述图像信号处理部·104检测输入的图像信号特性，即检测上述输入的图像信号是由低／中／高亮度混合成的图像，还是由低亮度构成的图像； 
204阶段：若上述图像是由低／中／高亮度混合的图像，则(如图2(b)所示)上述图像信号处理部104删除图像信号中阴暗的成分，此做法不影响其他的图像信号，这样提高了低亮度和中亮度之间的明暗比； 
206阶段：如果上述图像主要以低亮度的成分构成，则(如图2(c)所示)上述图像信号处理部104只对图像信号中的低亮度成分进行HE处理， 
这种HE处理是由LUT台板的曲线变化以及HE寄存器、Gamma寄存器组成，这样对图像信号中的阴暗成分进行HE处理来提高黑色灰度等级。 
参照图6，对上述基于本发明的改善状态进行如下说明。 
图6中，第一方式的信号是针对韩国旧模式RN52SZ1OH的所有信号；而第二方式的信号是针对韩国新模式RN52SZ30H的所有信号；第三方式的信号是基于本发明改善过的关于面向澳洲的RT--52SZ30RP。 
显示在第1项目的ADC Y Offset是表示定为水平：第一和第二方式的信号都以16作为标准；而第三方式的信号则以0或3为标准，因为这种定为标准很少，所以可充分显示黑色灰度等级；显示在第二项目的HE Lmin表示被切断的图像信号的最低标准：第一和第二方式的信号都以-16作为标准；而第三方式的信号则以0、-8、-3为标准，因为这种定为标准很少，所以可充分显示黑色灰度等级；显示在第3项目的Disp-cscOffset是选择-16为第一和第二方式，选择0为第三方式； 
显示在第4项目的LUT是以OSD50为基准时的亮度偏移量，第一方式的信号是0(Y＝aX)，第二方式的信号是31／4(Y＝aX-31)，第三方式的信号是0(Y＝aX)； 
显示在第5项目的Y Total Offset是从ADC到Gamma前的所有Y TotalOffset，第一方式的信号是-16，第一方式的信号是-24，第三方式的信号是0、·8、0； 
显示在第6项目的Gamma信号为：第一方式的信号是表示相对于其它信号不明的图像的2.5；第二方式的信号是表示相对于其它信号明的图像的2.2；第三方式的信号是表示相对于其他图像不明的图像的2.5。 
综上所述，虽然第一和第二方式信号能调节至适合于7.51RE的黑色水平，但对其他来源信号，则删除低标准的16灰度等级。这样，删除低标准的16灰度等级后，破坏了低／高水平之间的色度平衡，使色度差更大，如果已变深的色泽浓度重新调整至适合的水平值，就 能淡化高水平的色浓度；特别是在第一方式上，因为很多黑色水平被删除，所以即便把Gamma系数提到2.5，处于最低位的水平中的阴暗图像还是被埋没，但本发明是把定为标准映射到0后定黑色水平的，所以把Gamma基准定为2.5以后，黑色灰度等级和黑色水平的显示状态；都变得好起来。 

Claims (3)

1.一种图像显示设备的图像信号处理装置，其特征在于，包括以下结构：
低通滤波部：对作为输入图像的第一图像信号进行空间低通滤波处理；对所述的低通滤波处理的图像进行高分辨化处理生成第二图像信号；
ADC部：将输入的模拟信号转换成数字信号；
图像处理部：根据所检测的图像信号的特性，重新调整低亮度成分的图像信号的亮度，进行HE处理，调整图像信号偏移量；
Gamma处理部：对图像信号处理部的输出信号进行Gamma处理。
2.按权利要求1所述的图像显示设备的图像信号处理装置，其特征在于：当所述图像处理部所检测的图像信号是多种亮度混合的图像，则删除低亮度成分的图像信号；当所述图像处理部所检测的图像信号主要以低亮度构成的图像，则进行HE处理，重新调整低亮度成分的图像信号的亮度。
3.按权利要求1所述的图像显示设备的图像信号处理装置，其特征在于：所述的图像处理部是按1个像素为单位进行的。
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