CN107851421A - 视频信号处理装置、视频信号处理方法和显示装置 - Google Patents

视频信号处理装置、视频信号处理方法和显示装置 Download PDF

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Abstract

根据本公开的视频信号处理装置设有亮度校正单元,该亮度校正单元用于基于关于显示单元的最大输出亮度值的信息来校正提供给显示单元的视频信号中的亮度,其中,最大输出亮度值是可变的。

Description

视频信号处理装置、视频信号处理方法和显示装置
技术领域
本公开涉及一种图像信号处理装置、一种图像信号处理方法以及一种显示装置。
背景技术
近年来,为了提高图像的图像质量,已经增加了成像装置中的成像像素的数量和显示装置中的显示像素的数量,以追求提高图像的分辨率。此外,为了进一步提高图像质量,正在进行实现其中亮度的动态范围增加的图像的高动态范围(HDR)。HDR是使图像更接近现实世界场景的技术,具有诸如逼真地表现阴影的能力等优点。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本未审查专利申请公布No.2013-255201
发明内容
可能需要对HDR图像信号进行适合于显示装置的亮度转换等。在这种情况下,希望开发提高图像再现性的技术,以使图像质量尽可能接近原始图像的质量。
期望提供一种能够提高图像的再现性的图像信号处理装置、图像信号处理方法和显示装置。
根据本公开的实施方式的一种图像信号处理装置包括亮度校正部,所述亮度校正部基于关于显示部中的最大输出亮度值的信息来对要提供给显示部的图像信号执行亮度校正,所述最大输出亮度值是可变的。
根据本公开的实施方式的一种图像信号处理方法包括基于关于显示部中的最大输出亮度值的信息,对要提供给显示部的图像信号进行亮度校正,所述最大输出亮度值是可变的
根据本公开的实施方式的一种显示装置包括:显示部,其具有可变的最大输出亮度值;以及亮度校正部,其基于关于最大输出亮度值的信息来执行对提供给显示部的图像信号的亮度校正。
在根据本公开的实施方式的图像信号处理装置、图像信号处理方法或者显示装置中,基于关于在具有可变最大输出亮度值的显示部中的最大输出亮度值的信息,来对要提供给显示部的图像信号执行亮度校正。
根据本公开的实施方式的图像信号处理装置、图像信号处理方法或显示装置,基于关于在具有可变最大输出亮度值的显示部中的最大输出亮度值的信息,来对要提供给显示部的图像信号执行亮度校正,这使得可以增强图像的再现性。
要注意的是,效果不一定限于此处描述的效果,并且可以是本公开中描述的一个或多个效果。
附图说明
[图1]是示出根据本公开的第一实施方式的显示装置的概要的方框图。
[图2]是显示部的像素配置的示例的平面图。
[图3]是包括RGB的三个子像素的一个像素的像素配置的示例的平面图。
[图4]是包括RGBW的四个子像素的一个像素的像素配置的示例的平面图。
[图5]是包括RGB的三个自发光型子像素的一个像素的像素配置的示例的剖视图。
[图6]是包括RGBW的四个自发光型子像素的一个像素的像素配置的示例的剖视图。
[图7]是自发光元件的像素配置的另一示例的剖视图。
[图8]是示出在图1所示的显示装置中显示部是背光类型的情况下的配置示例的方框图。
[图9]是背光的部分发光区域的示例的平面图。
[图10]是示意性地示出在应用背光的部分驱动和亮度提升技术(luminanceboost-up technology)的情况下的输出亮度和电功率之间的关系的示例的说明图。
[图11]是以简化的方式示出从图像信号的生成到显示的处理流程的示例的说明图。
[图12]是示出亮度校正部的亮度校正的示例的说明图。
[图13]是示出亮度校正部的亮度校正的示例的说明图。
[图14]是示出根据第一变形例的图像信号处理部的配置示例的方框图。
[图15]是示意性地示出第一变形例中的亮度校正部的亮度校正的示例的说明图。
[图16]是示出根据第二变形例的图像信号处理部的配置示例的方框图。
[图17]是示出第二变形例中的亮度校正部的LUT的示例的说明图。
[图18]是示出第二变形例中的亮度校正部的OOTF特性的示例的说明图。
[图19]是示出根据第三变形例的图像信号处理部的配置示例的方框图。
[图20]是示出根据第四变形例的图像信号处理部的配置示例的方框图。
[图21]是示出根据第五变形例的图像信号处理部的配置示例的方框图。
[图22]是示出根据第六变形例的图像信号处理部的配置示例的方框图。
[图23]是示出根据第二实施方式的显示装置的概要的方框图。
[图24]是示出根据第三实施方式的显示装置的概要的方框图。
[图25]是示出图14所示的显示装置中的液晶显示面板和背光驱动部的配置示例的方框图。
[图26]是示出图14所示的显示装置中的背光驱动部的配置示例的方框图。
[图27]是直下型背光的示例的示意性平面图。
[图28]是示出在背光的增益改变的情况下在输入亮度级别与输出亮度之间的关系的示例的说明图。
[图29]是示意性示出在不执行背光的部分驱动的情况下在输出亮度和电功率之间的关系的示例的说明图。
[图30]是示意性地示出在执行背光的部分驱动的情况下在输出亮度和电功率之间的关系的示例的说明图。
[图31]是示意性地示出在应用背光的部分驱动和亮度提升技术的情况下在输出亮度和电功率之间的关系的示例的说明图。
[图32]是示意性地描述手术室系统的一般配置的示图。
[图33]是示出集中操作面板的操作画面的显示示例的示图。
[图34]是示出应用手术室系统的手术状态的示例的示图。
[图35]是示出图34中描绘的摄像头和相机控制单元(CCU)的功能配置的示例的方框图。
具体实施方式
在下文中,参照附图,详细描述本技术的一些实施方式。要注意的是,按照以下顺序给出描述。
0、比较例
1、第一实施方式(亮度校正与解码处理(EOTF处理)相关联地执行的显示装置)(图1~图22)
1.1配置
1.2操作
1.3效果
1.4变形例(图14~图22)
1.4.1第一变形例
1.4.2第二变形例
1.4.3第三变形例
1.4.4第四变形例
1.4.5第五变形例
1.4.6第六变形例
2、第二实施方式(亮度校正与编码处理(OETF处理)相关联地执行的显示装置)(图23)
3、第三实施方式(显示部的具体例)(图24~图31)
4、第四实施方式(应用例)(图32~图35)
5、其他实施方式
(0、比较例)
生成HDR图像的技术的示例是在PTL 1(日本未审查专利申请公布No.2013-255201)中描述的技术。
在标准动态范围(SDR)图像中,压缩高亮度信息;因此,动态范围较小,很难说实现了接近现实世界场景的表现。而SDR的图像的最大亮度是约100尼特,HDR的图像的最大亮度扩展到从约1000尼特到约10000尼特的范围。例如,SMPTE(电影和电视工程师协会)标准ST.2048中,最大亮度是10000尼特。
在HDR的图像标准下,最大亮度可以取得10000尼特;然而,现有消费者电视(电视)装置或监视器中的能显示的最大亮度例如在从约几百尼特到约几千尼特的范围内。因此,难以完全再现输入的HDR图像信号的动态范围。因此,可能需要对HDR图像信号进行适合于显示装置的亮度转换等。在这种情况下,希望开发提高图像再现性的技术,以使图像质量尽可能接近原始图像的质量。
(1、第一实施方式)
[1.1配置]
图1示出了根据本公开的第一实施方式的显示装置的概要。
根据本实施方式的显示装置包括图像信号处理部1、显示部2、驱动控制部7和驱动部8。图像信号处理部1包括解码部3、亮度校正部4、编码部5和最大亮度信息计算部6。
例如,通过SMPTE标准ST.2048的OETF(光电传递函数)压缩其灰度的HDR图像信号输入到解码部3。解码部3例如使用作为OETF的反函数的EOTF(电光传递函数)来解码图像信号。
编码部5使用与显示部2的显示特性对应的OETF对解码后的图像信号执行处理(伽马校正处理)。
驱动控制部7基于图像信号控制驱动部8,以控制显示部2的驱动。
最大亮度信息计算部6从驱动控制部7获得例如驱动显示部2所需的电功率等信息,并且计算关于显示部2中的最大输出亮度值Lmax的信息。
亮度校正部4基于由最大亮度信息计算部6计算出的关于显示部2中的最大输出亮度值Lmax的信息,对要提供给显示部2的图像信号执行亮度校正。亮度校正部4对解码后的图像信号进行亮度校正。如稍后将描述的那样,亮度校正部4例如使用作为EOTF乘以基于关于最大输出亮度值Lmax的信息的校正系数M而得的结果的传递函数来执行亮度校正。
如图2所示,显示部2包括在行方向和列方向上以矩阵模式设置的多个像素。图3和图4分别示出一个像素的平面配置的示例。显示部2中的一个像素具有例如包括R(红)、G(绿)和B(蓝)这三个子像素的像素配置,如图3所示。此外,一个像素可以具有例如额外包括W(白色)子像素(即,包括四个子像素RGBW)的像素配置,如图4所示。注意,相应子像素的形状、种类和排列不限于图3和4所示的配置。
显示部2可以是例如包括具有可变驱动电流的多个自发光元件,例如,OLED(有机发光二极管)的自发光型显示器。OLED是发光元件,其具有将包含有机发光材料的发光层夹在阴极与阳极之间的配置。
图5示出了包括RGB三个自发光型子像素的一个像素的像素配置的示例。三个子像素包括红色发光层10R、绿色发光层10G和蓝色发光层10B。
图6示出了包括RGBW四个自发光型子像素的一个像素的像素配置的示例。四个子像素包括红色发光层10R、绿色发光层10G、蓝色发光层10B和白色发光层10W。
图7示出了自发光元件的像素配置的另一示例。在图7的示例中,一个像素包括白色发光层10W、红色滤光器13R、绿色滤光器13G和蓝色滤光器13B。在该像素配置中,来自白色发光层10W的白光透过红色滤光器13R、绿色滤光器13G和蓝色滤光器13B而转换成RGB。
而且,显示部2可以是背光型显示器。在显示部2是背光型显示器的情况下,显示部2可以具有包括背光22和由来自背光22的照明光照射的显示面板21的配置,如图8所示。显示面板21是例如液晶显示面板,并且包括在行方向和列方向上以矩阵模式设置的多个像素,如图2所示。显示面板21通过在像素单元或者子像素单元中调制来自背光22的光来显示图像。
在背光型显示器的情况下,驱动控制部7可以包括面板驱动控制部23和背光驱动控制部24。此外,驱动部8可以包括面板驱动部25和背光驱动部26。最大亮度信息计算部6可以基于来自背光驱动控制部24的信息来计算关于最大输出亮度值Lmax的信息。
背光22可以分成多个部分发光区域30,如图9所示。每个部分发光区域30可以设置有诸如LED(发光二极管)等的一个或多个发光元件。此外,背光驱动控制部24可执行改变各个部分发光区域30的电功率的这种照明控制,即,所谓的部分驱动。
在显示部2中,最大输出亮度值Lmax是可变的,亮度的动态范围是可变的。
图10示出了在背光型显示器中改变显示部2中的亮度的动态范围的技术的示例。在显示部2中的整个屏幕上均匀地显示将100%作为图像信号的亮度级别的白色图像的情况下,例如,背光22中的多个部分发光区域30全被照明,如图10的上部所示。假定显示部2在该状态下的输出亮度是100%;背光22的电功率消耗在整个背光22的每一半的发光区域中为200W;并且整个背光22的电功率消耗为400W。此外,假定背光22整体上具有400W的电功率限制。
相反,例如,考虑在显示部2中,在一半屏幕上执行图像信号的亮度级别最小的黑色显示并且在另一半屏幕上执行图像信号的亮度级别为100%的白色显示的情况,如图10的下部所示。在这种情况下,背光22在黑色显示部分中关闭,从而使得背光22的电功率消耗变为0W。与图10的上部的情况一样,白色显示部分中的背光可能消耗200W;然而,在这种情况下,黑色显示部分中的背光22关闭,这提供了200W的电功率余量。在这种情况下,可以将白色显示部分中的背光22的电功率增加到200W+200W=400W。因此,与图10的上部的情况相比,可以将显示部2中的最大输出亮度值Lmax增加到200%。
通过使用背光22的部分驱动来增强亮度的动态范围的技术被称为“亮度提升”。通常,在运动图像的情况下,明暗变化根据屏幕中的位置时刻在显示部2上显示的图像中出现。相应地,显示部2中的最大输出亮度值Lmax使用亮度提升技术,随着图像的明暗状态而时刻改变。最大亮度信息计算部6可以从背光驱动控制部24获得例如关于多个部分发光区域30中的每一个的电功率消耗的信息,并且基于关于电功率消耗的信息,计算最大输出亮度值Lmax。
此外,即使在显示部2是自发光型显示器的情况下,最大输出亮度值Lmax也是可变的。例如,为了防止自发光元件的老化、劣化等,流过自发光元件的电流被限制,这使得可以在某些情况下改变最大输出亮度值Lmax。此外,在包括图6所示的RGBW四个自发光型子像素的像素配置中,限制整个显示部2电功率的情况下,最大输出亮度值Lmax可以根据在某些情况下要显示的颜色的状态而改变。例如,在限制整个显示部2电功率情况下,在仅进行白色显示的情况和执行R颜色、G颜色和B颜色的混色显示的情况之间相比,可以在仅执行白色显示的情况下,增加最大输出亮度值Lmax。
[1.2操作]
图11以简化的方式示出了从HDR图像信号的生成到显示的处理的流程的示例。例如,由成像装置50获得的在输入和输出之间具有线性关系的图像数据,被例如SMPTE标准ST.2048的OETF量化(编码),以对亮度执行灰度压缩,从而生成HDR图像信号。
在图1所示的显示装置侧,解码部3利用作为OETF的反函数的EOTF对图像信号进行解码(逆量化)。此外,解码部3根据需要通过任意基准亮度值Lref进行标准化(normalization)。亮度校正部4利用作为在解码部3中使用的EOTF乘以基于关于显示部2的最大输出亮度值Lmax的信息的校正系数M的结果的传递函数,来对图像信号执行亮度校正。这对应于EOTF的校正(改变)。如上所述,可以动态地改变显示部2的最大输出亮度值Lmax。这可以使得可以由亮度校正部4根据最大输出亮度值Lmax的变化动态地改变的EOTF的校正值。
在图11中示出的最右边的特性曲线图表示显示部2中的输入亮度级别和输出亮度级别之间的关系的示例。此处给出显示部2是图8所示的背光型显示器的示例。如利用上述图10所述,在背光型显示器中,在显示部2中使用部分驱动和亮度提升技术,能够提高最大输出亮度值Lmax。
在图11所示的最右边的特性曲线图中,理想的输入-输出特性51表示再现了在图像信号生成侧原本预期的HDR图像信号的特性的示例。相反,输入-输出特性55表示在不进行部分驱动、亮度提升和亮度校正部4的亮度校正时显示图像的情况下的特性的示例。在输入-输出特性55中,在某个中点压缩输出亮度,而不再现高亮度一侧的图像信号。
输入-输出特性53和54均表示在执行部分驱动和亮度提升,但是不执行亮度校正部4的亮度校正的情况下的特性的示例。与输入-输出特性55相比,执行部分驱动和亮度提升,使得可以再现高亮度侧的图像信号;然而,不执行亮度校正部4的亮度校正,这导致特性在整个亮度区域中偏离理想的输入-输出特性51。与之相比,输入-输出特性52表示进行部分驱动、亮度提升和亮度校正部4的亮度校正的情况下的特性的示例。与输入-输出特性53和54相比,执行亮度校正部4的亮度校正,从而获得更接近理想的输入-输出特性51的特性。
图12示出了亮度校正部4的亮度校正的具体例。
亮度校正部4执行例如将在解码部3中使用的EOTF乘以校正系数M的运算。作为校正系数M,可以使用与解码部3用于解码中的标准化的任意基准亮度值Lref和显示部2的最大输出亮度值Lmax的比率对应的值,例如,值M=Lref/Lmax。因此,EOTF被校正为EOTF乘以M倍的结果。具体而言,例如在解码部3对EOTF执行解码和标准化处理的情况下,例如,使用基准亮度值Lref=10000尼特,如果最大输出亮度值Lmax是750尼特,则校正系数M是1.333。此外,例如,如果最大输出亮度值Lmax是1500尼特,则校正系数M是0.6667。要注意的是,在解码时不对EOTF执行标准化并且直接计算校正的EOTF的情况下,只需要假设基准亮度值Lref等于1,来应用Lmax的除法。
图13示出了亮度校正中的更具体值的示例。图13示出了在解码时不进行EOTF的标准化的情况下对EOTF进行亮度校正的值的示例((1))和在解码时进行EOTF的标准化的情况下对EOTF进行亮度校正的值的示例((2))。要注意的是,与图12中的示例一样,示出以下示例:用于标准化的任意基准值Lref等于1000尼特;最大输出亮度值Lmax等于750尼特;M等于1.333。在解码时进行EOTF的标准化的情况下,计算EOTF',作为由任意的基准亮度值Lref所标准化的EOTF,并且EOTF'乘以M=(Lref/Lmax),以获得已经经受亮度校正的EOTF。
即,(2)=EOTF'*M
=(HDR EOTF/Lref)*(Lref/Lmax)
另外,在不进行标准化的情况下,只需要假设Lref=1,进行Lmax的除法。
即,(1)=HDR EOTF/Lmax
要注意的是,在自发光型显示器中的自发光元件的特性和背光型显示器中的发光元件的特性可能出现个体差异。因此,在显示部2中的最大输出亮度值Lmax中可能出现个体差异。换言之,即使输入相同的图像信号,在每个显示装置中最大输出亮度值Lmax也可能出现个体差异。在由最大亮度信息计算部6计算最大输出亮度值Lmax时,期望考虑到这种个体差异来执行计算。
[1.3效果]
如上所述,根据本实施方式,在最大输出亮度值Lmax可变的显示部2中,基于关于最大输出亮度值Lmax的信息,对图像信号执行亮度校正。这使得可以提高HDR图像信号的再现性。
要注意的是,本说明书中描述的效果是说明性的而非限制性的,并且可以实现其他效果。这同样适用于以下其他实施方式的效果。
[1.4变形例]
在以上描述中,在图像信号处理部1中,解码部3执行EOTF处理,之后,亮度校正部4执行亮度校正;然而,基于关于最大输出亮度值Lmax的信息的亮度校正可以在解码部3的解码处理时执行。换言之,在图像信号处理部1中,可以不分成两个阶段执行EOTF处理,而是在解码部3的解码处理时,可以直接使用如图12所示的基于显示部2的最大输出亮度值Lmax计算的EOTF,来执行EOTF处理。在图像信号处理部1中,解码部3和亮度校正部4可以组合为一个处理块模块,作为电路模块。
此外,根据本实施方式的显示装置的图像信号处理部1可以具有根据以下变形例的任何配置。
[1.4.1第一变形例]
图14示出了根据第一变形例的图像信号处理部101的配置示例。
在前述实施方式中,已经给出了对在图像信号处理部1中执行PQ(感知量化)系统的信号处理的示例的描述;然而,本公开的技术也适用于执行HLG(混合对数伽马)系统的信号处理的情况。
在HLG系统的情况下,对解码部3已经进行EOTF处理的信号值执行OOTF(光-光传递函数)处理。在这种情况下,显示部2的输出亮度例如由以下表达式表示。
FD=OOTF[E]=α{YS^(γ-1)}E+β
RD=α{YS^(γ-1)}RS
GD=α{YS^(γ-1)}GS
BD=α{YS^(γ-1)}BS
YS=0.2627RS+0.6780GS+0.0593BS
γ=1.2+0.42Log10(Lw/1000)
此处,FD对应于显示部2的输出亮度。OOTF[E]表示对已经经历了解码部3的OETF处理的信号值执行OOTF处理。RS、GS和BS对应于进行了解码部3的EOTF处理的R、G和B的信号值,并且α和β是由EOTF定义的系数。
要注意的是,“^”表示取幂,这类似地适用于下面的描述。
而且,Lw对应于显示部2中的输出亮度值Lmax。根据上述表达式,γ(伽马)的值随着最大输出亮度值Lmax的变化而变化。在OOTF处理时,执行将经过EOTF处理的信号值乘以YS^(γ-1)的处理。在亮度校正部4中,在OOTF处理时,最大输出亮度值Lmax反映在γ的值上,如图14所示,这使得可以执行对应于最大输出亮度值Lmax的亮度校正。
图15是示意性地示出第一变形例中的亮度校正部4的亮度校正的示例的示图。图15示出了特性曲线,其中,横轴表示信号值,纵轴表示信号上的亮度值。如图15所示,在OOTF处理中,执行与最大输出亮度值Lmax对应的亮度校正,以改变特性曲线。例如,在最大输出亮度值Lmax变得相对较低的情况下,执行校正,以使得特性曲线的深度变得相对较浅。此外,例如,在最大输出亮度值Lmax变得相对较高的情况下,执行校正,以使得特性曲线的深度变得相对较深。
其他配置和操作等可以基本上类似于图1中所示的图像信号处理部1中的那些。
[1.4.2第二变形例]
图16示出了根据第二变形例的图像信号处理部102的配置示例。
在图像信号处理部102中,可以在解码部3和亮度校正部4之间设置将颜色空间从RGB颜色空间(第一颜色空间)转换到HSV颜色空间(第二颜色空间)的颜色空间转换电路111(第一颜色空间转换电路),如图16所示。此外,在图像信号处理部102中,可以在亮度校正部4与编码部5之间设置将颜色空间从HSV颜色空间转换为RGB颜色空间的颜色空间转换电路112(第二颜色空间转换电路)。要注意的是,HSV颜色空间是包括色相(Hue)、纯度(Saturation)和明度(Value)这三个分量的颜色空间。
亮度校正部4可以对从颜色空间转换电路111输出的明度V的信号执行亮度校正。从颜色空间转换电路111输出的色相H的信号和纯度S的信号以及已经经过亮度校正部4的亮度校正的明度V的信号可被输入到颜色空间转换电路112。
可以通过利用对应于OOTF的LUT(查找表)来执行亮度校正部4的亮度校正。在这种情况下,向现有的HSV处理电路添加简单的LUT,使得可以实现图16中的图像信号处理部102。
参照图17给出了计算亮度校正部4的LUT的技术的示例的描述。图17示出了第二变形例中的亮度校正部4的LUT的示例。
例如,可以通过以下流程来计算LUT。
(1)假设要输入到图像信号处理部102的HDR图像信号是E'。作为EOTF,例如,从图像信号E'确定最大输出亮度值是1000尼特的情况下的亮度信号(FD1000)。亮度信号(FD1000)可以是例如根据HDR的预定图像标准计算的值。
(2)接着,确定作为标准化亮度信号(FD1000)的亮度信号(DF1000')。例如,在假定的最大输出亮度值是1000尼特的情况下,每个信号电平标准化为1/1000。
(3)接着,确定基于实际最大输出亮度值Lmax(=Lw)的OOTF的γ的值(OOTFγ)。例如,确定最大输出亮度值Lmax是2000尼特的情况下的OOTFγ的值。
(4)接着,对标准化亮度信号(FD1000')进行OOTFγ的γ处理,以确定标准化亮度信号(Test2000')。
(5)如上所述标准化的亮度信号(Test2000')使得能够以最大2000尼特进行HLG处理。从显示部2输出的亮度特性具有诸如图17所示的亮度(Test2000)的值。
如上所述,在最初假定的最大输出亮度值是1000尼特,并且实际的最大输出亮度值Lmax(=Lw)是2000尼特的情况下,例如,OOTFγ具有以下值。
OOTFγ=(1.2+0.42*LOG(Lw/1000))/(1.2+0.42*LOG(1000/1000))
=1.10536
图18示出了第二变形例中的亮度校正部4的OOTF特性的示例。
图18中的实线曲线表示OOTF特性。例如,使用上述各值来如下确定OOTF特性。
OOTF特性=OOTF输入^OOTFγ
=FD1000'^OOTFγ
=FD1000'^1.10536
其他配置、操作等可以基本上类似于图1中的图像信号处理部1中的那些。
[1.4.3第三变形例]
图19示出根据第三变形例的图像信号处理部103的配置示例。
亮度校正部4可以包括色域转换部110,如图19所示。色域转换部110利用色域转换矩阵对RGB信号执行色域转换。色域转换矩阵是对RGB信号进行色域转换的系数。色域转换矩阵可以乘以基于最大输出亮度值Lmax的校正系数。例如,校正系数可以是与如上述图12所示的基准亮度值Lref和最大输出亮度值Lmax的比率对应的值(M=Lref/Lmax)。校正后的色域转换矩阵可以与从解码部3输出的RGB信号相乘,以执行色域转换。在色域转换矩阵例如是3×3矩阵的情况下,所有的3×3个矩阵值都乘以相同的校正系数,这使得可以执行的亮度校正与在EOTF处理之后执行乘以校正系数的情况下的亮度校正基本上类似。
要注意的是,此处描述了执行色域转换的示例;然而,将颜色空间从RGB转换为HSV或YUV时的颜色空间转换矩阵可以乘以基于最大输出亮度值Lmax的校正系数。
其他配置、操作等可以基本上类似于图1中所示的图像信号处理部1中的那些。
[1.4.4第四变形例]
图20示出根据第四变形例的图像信号处理部104的配置示例。
在图像信号处理部104中,可以在解码部3和亮度校正部4之间设置将颜色空间从RGB颜色空间转换到HSV颜色空间的颜色空间转换电路111,如图20所示。此外,在图像信号处理部104中,可以在亮度校正部4和编码部5之间设置将颜色空间从HSV颜色空间转换成RGB颜色空间的颜色空间转换电路112。
亮度校正部4可以对从颜色空间转换电路111输出的明度V的信号执行亮度校正。亮度校正部4可以将从颜色空间转换电路111输出的明度V的信号乘以基于最大输出亮度值Lmax的校正系数。例如,校正系数可以是与如上述图12所示的基准亮度值Lref和最大输出亮度值Lmax的比率对应的值(M=Lref/Lmax),。
从颜色空间转换电路111输出的色相H的信号和纯度S的信号以及已经进行了亮度校正部4的亮度校正的明度V的信号可以输入到颜色空间转换电路112。
其他配置、操作等可以基本上类似于图1中所示的图像信号处理部1中的那些。
[1.4.5第五变形例]
图21示出根据第五变形例的图像信号处理部105的配置示例。
在图像信号处理部105中,可以在解码部3和亮度校正部4之间设置将颜色空间从RGB颜色空间(第一颜色空间)转换到YUV颜色空间(第二颜色空间)的颜色空间转换电路121(第一颜色空间转换电路),如图21所示。此外,在图像信号处理部105中,可以在亮度校正部4与编码部5之间设置将颜色空间从YUV颜色空间转换为RGB颜色空间的颜色空间转换电路122(第二颜色空间转换电路)。要注意的是,YUV颜色空间是包括亮度信号Y和两个色差信号U和V的颜色空间。
亮度校正部4可以对从颜色空间转换电路121输出的YUV信号执行亮度校正。亮度校正部4可以将从颜色空间转换电路121输出的YUV信号乘以基于最大输出亮度值Lmax的校正系数。例如,校正系数可以是与如上述图12所示的基准亮度值Lref与最大输出亮度值Lmax的比率对应的值(M=Lref/Lmax)。
已经经过亮度校正部4的亮度校正的YUV信号可以输入到颜色空间转换电路122。
其他配置、操作等可以基本上类似于图1中所示的图像信号处理部1中的那些。
[1.4.6第六变形例]
图22示出了根据第六变形例的图像信号处理部106的配置示例。
在图像信号处理部106中,可以在解码部3与亮度校正部4之间设置将颜色空间从RGB颜色空间转换成YUV颜色空间的颜色空间转换电路121,如图22所示。而且,在图像信号处理部105中,可以在亮度校正部4与编码部5之间设置将颜色空间从YUV颜色空间转换为RGB颜色空间的颜色空间转换电路122。
亮度校正部4可以对从颜色空间转换电路121输出的亮度信号Y执行亮度校正。可以用与图16中的图像信号处理部102中的方式基本上相似的方式,通过对应于OOTF的LUT来执行亮度校正部4的亮度校正。
此外,在图像信号处理部106中,可以在颜色空间转换电路121和颜色空间转换电路122之间设置颜色校正部130。颜色校正部130基于进行亮度校正部4的亮度校正之前的亮度信号Y的值与已经经过亮度校正的亮度信号Y'的值的比率,校正色差信号U和V。颜色校正部130可以包括比率计算部131和乘法电路132。
从颜色空间转换电路121输出的亮度信号Y和由亮度校正部4进行了亮度校正的亮度信号Y'可以输入到比率计算部131。比率计算部131计算亮度信号Y和亮度信号Y'的比率(Y'/Y)。
乘法电路132将从颜色空间转换电路121输出的色差信号U和V乘以比率(Y'/Y)。
乘法电路132进行乘法后的色差信号U'和V'以及已经进行了亮度校正部4的亮度校正的亮度信号Y'输入到颜色空间转换电路122。
在本文中,在从颜色空间转换电路121输出的色差信号U和V直接输入到颜色空间转换电路122而不设置比率计算部131和乘法电路132的情况下,对亮度信号Y执行LUT处理,这使得在颜色空间转换处理之后的RGB比率与颜色空间转换处理之前的RGB比率不同。这可能会改变色调。因此,在本变形例中,由比率计算部131和乘法电路132使用所谓的Y/C比率校正的技术来校正UV信号。将色差信号U和V乘以在LUT处理之前和之后的亮度信号Y的比率(Y'/Y),使得可以在颜色空间转换处理之前和之后保持RGB比率。
假设在从RGB到YUV的颜色空间转换之后的YUV是Yorg、Uorg和Vorg。如果Yorg在LUT处理之后变成Ynew,则U和V乘以相似的比率,以获得Unew=Uorg×(Ynew/Yorg)和Vnew=Vorg×(Ynew/Yorg)。结果,所有YUV都乘以(Ynew/Yorg),这使得可以保持RGB比率。这与YUV到RGB的颜色空间转换矩阵乘以作为标量值的这个比率的乘法相同;因此,保持RGB比率。
其他配置、操作等可以基本上类似于图1中所示的图像信号处理部1中的那些。
(2、第二实施方式)
接下来,给出对本公开的第二实施方式的描述。在下文中,适当省略具有与上述第一实施方式相同的配置和作用的各部分的说明。
图23示出了根据本公开第二实施方式的显示装置的概要。
根据本实施方式的显示装置包括图像信号处理部1A,该图像信号处理部1A在亮度校正部4的位置具有与前述第一实施方式中的配置不同的配置。在前述第一实施方式中,在解码部3的处理和编码部5的处理之间执行亮度校正;然而,亮度校正部4的亮度校正可以在编码部5的处理之后执行,如图23所示。
在编码部5中,例如,执行伽马校正。在伽玛校正中,对输入信号X执行(1/γ)的幂的运算作为OEFT,例如,X^(1/γ)运算,其中,γ是例如诸如2.2或2.4等的值。在亮度校正部4中,例如,对已经经过编码部5的OETF处理的信号执行与上述第一实施方式中的运算相似的使用OETF乘以校正系数M的运算,例如,M^(1/γ)运算。因此,与在应用OETF之前乘以M倍的结果进行校正所实现的效果具有类似的效果。
要注意的是,在以上描述中,在执行了编码部的EOTF处理之后,亮度校正部4执行亮度校正。或者,在编码部5的OETF处理中,可以执行基于关于最大输出亮度Lmax的信息的亮度校正。换言之,EOTF处理可以不分两个阶段执行,而是可以使用基于显示部2的最大输出亮度值Lmax计算的EOTF直接执行EOTF处理。编码部5和亮度校正部4可以组合成一个处理模块,作为电路模块。
其他配置、操作等可以基本上类似于根据前述第一实施方式的显示装置中的那些。
(3、第三实施方式)
接下来,给出本公开的第三实施方式的描述。在下文中,适当省略具有与上述第一实施方式或上述第二实施方式相同的配置和作用的各部分的说明。
图24示出了根据本公开第三实施方式的显示装置的概要。
在本实施方式中,液晶显示器的配置示例被示出为上述图1和图8中示出的显示部2的具体例。
根据本实施方式的显示装置包括输入端201、对应于解码部3的视频解码器202、亮度校正部4、最大亮度信息计算部6以及对应于编码部5和面板驱动控制部23的视频编码器204。此外,显示装置包括与面板驱动部25对应的数据驱动器205和栅极驱动器206、与显示面板21对应的液晶显示面板207以及与背光22对应的背光208。另外,显示装置包括与背光驱动控制部24对应的背光驱动控制部209和电源210。
亮度校正部4和最大亮度信息计算部6具有与上述第一实施方式中的那些的功能基本类似的功能。要注意的是,亮度校正部4可以不设置在视频解码器202和视频编码器204之间,而是通过以基本类似于上述图23中所示的显示装置的方式,设置在视频编码器204之后的级中。
HDR图像信号通过输入端201输入到视频解码器202。视频解码器202使用EOTF执行诸如解码图像信号等处理。视频解码器202例如对图像信号执行诸如色度处理等信号处理,以将具有适于驱动液晶显示面板207的分辨率的RGB图像信号与水平同步信号H和垂直同步信号V一起输出到亮度校正部4。
亮度校正部4对从视频解码器202输出的图像信号执行与上述第一实施方式中的亮度校正基本上类似的亮度校正,此后,已经经过亮度校正的图像信号与水平同步信号H和垂直同步信号V一起提供给视频编码器24。
视频编码器204产生使数据驱动器205和栅极驱动器206与水平同步信号H和垂直同步信号V同步操作的控制信号。此外,视频编码器24产生光量控制信号,用于控制背光208,并将光量控制信号提供给背光驱动控制部209。
数据驱动器205是基于图像信号来输出驱动电压的驱动电路,并基于从视频编码器204发送的时序信号和图像信号,产生并输出将被作用于液晶显示面板207的数据线的信号。另外,栅极驱动器206是产生用于依次驱动液晶显示面板207的栅极线(扫描线)的信号的驱动电路,并且根据从视频编码器204发送的时序信号,将驱动电压输出到与液晶显示面板207中的每个像素耦接的栅极线。
液晶显示面板207例如包括以例如网格模式排列的多个像素。液晶显示面板207具有以下配置:将具有预定取向状态的液晶分子密封在诸如玻璃等透明板之间,并且基于来自外部的信号的施加来显示图像。数据驱动器205和栅极驱动器206执行向液晶显示面板207施加信号。
背光208是安装在液晶显示面板207的背面侧上的面照明装置,并且从液晶显示面板207的背面侧施加光,这能够使得视觉地识别在液晶显示面板207上显示的图像。背光208具有例如直下型配置,其中,光源设置在液晶显示面板207的背面侧的正下方。作为背光208的光源,可以使用发射R颜色、G颜色或B颜色的LED或者发射白光的LED。而且,作为背光208的光源,可以使用激光光源。
图27示意性地示出了作为背光208的直下型背光的配置示例。在图27所示的示例中,背光208由被遮光分隔壁2101划分的多个光源单元42配置成。每个光源单元42包括单元发光模块,该单元发光模块由一种或多种预定数量的光源的组合配置成。例如,单元发光模块由发光二极管单元配置成。遮光分隔壁2101通过与每个单色光源的安装面正交而垂直安装。因此,遮光分隔壁2101减少了各单元发光模块之间的照明光的泄漏,以实现良好的灰度控制。要注意的是,在图27所示的示例中,由遮光分隔壁2101划分的每个光源单元42的平面形状是矩形形状,但是光源单元42的平面形状可以是任何其他形状。例如,光源单元42可以具有例如三角形或蜂窝状。
要注意的是,背光208可以具有光源围绕导光板设置的边缘发光型配置。
背光驱动控制部209根据从视频编码器204提供的光量控制信号,针对背光208的每个发光二极管单元个别地控制亮度。背光驱动控制部209可以根据来自电源210的电功率供给量来控制例如每个发光二极管单元的光量。此外,背光驱动控制部209执行针对每个光源单元42来控制背光208的照明状态的这种部分驱动。
图25示出了液晶显示面板207和背光208的驱动部的具体例。而且,图26示出了背光208的驱动部的一部分的具体例。
液晶显示面板207包括例如显示区域11,其中,总数为M0×N0的像素以矩阵模式排列,其中,数量M0的像素沿第一方向排列,并且数量N0的像素沿第二方向排列,如图25所示。具体地,在以矩阵模式排列的数量M0×N0个像素满足作为图像显示分辨率的HD-TV标准,并且由(M0,N0)表示的情况下,像素的数量M0×N0为例如(1920,1080)或(3840,2160)。例如,在液晶显示面板207中进行部分驱动的情况下,显示区域11分成数量P×Q个虚拟显示区域单元12。每个显示区域单元12由多个(M×N)像素配置成。此外,背光208分成与虚拟显示区域单元12的数量P×Q对应的P×Q个光源单元42。要注意的是,显示区域11和背光208的分割数量不限于所示的数量。
液晶显示面板207中的每个像素由一组发射各自不同颜色的多个子像素配置成。更具体地,每个像素由例如三个子像素(即,红色发光像素[R]、绿色发光像素[G]和蓝色发光像素[B])配置成。
每个光源单元42从背面照亮相应的一个显示区域单元12。而且,分开控制在光源单元42中设置的发光二极管单元。
如图25所示,显示装置包括作为液晶显示面板207的驱动部的液晶显示面板驱动电路90。液晶显示面板驱动电路90包括时序控制器91。
背光驱动控制部209包括光源单元驱动电路80。背光驱动控制部209例如基于脉宽调制控制方法对构成背光208的发光二极管41进行照明控制。而且,背光驱动控制部209可以包括运算电路71和存储装置72。
光源单元驱动电路80包括运算电路81、存储装置82、LED驱动电路83、由FET(场效应晶体管)配置成的开关元件85以及作为恒流源的发光二极管驱动电源86,如图26所示。
电流检测电阻器r插入每个发光二极管41的下游并且与每个发光二极管41串联。因此,流过电阻器r的电流转换成电压,并且在LED驱动电路83的控制下控制发光二极管驱动电源86的操作,以使电阻器r中的电压下降到预定值。
在液晶显示面板207中,每个子像素[R、G、B]的亮度的灰度可以在例如从0到255的28个级别的范围内予以控制。在这种情况下,输入到液晶显示面板驱动电路90的输入信号[R、G、B]的值xR、xG和xB中的每一个具有在28个级别的范围内的值。另外,用于控制构成每个光源单元42的发光二极管41的发光时间的脉冲宽度调制信号S的值也具有从0到255的28个级别的范围内的值。然而,这些值不限于此。例如,采用10位控制,以允许从0到1023的210个级别的灰度控制。在这种情况下,例如,具有8位数值的表现可以乘以4倍。
用于控制透光率Lt的控制信号从液晶显示面板驱动电路90提供给液晶显示面板207中的每个像素。具体地,用于控制每个透光率Lt的控制信号[R、G、B]从液晶显示面板驱动电路90提供给子像素[R、G、B]。换言之,在液晶显示面板驱动电路90中,从输入信号[R、G、B]产生控制信号[R、G、B],并且控制信号[R、G、B]提供给子像素[R、G、B]。要注意的是,对于每个图像显示帧,光源单元42的光源亮度改变。控制信号[R、G、B]基本上具有:作为基于光源亮度的变化而对输入信号[R、G、B]的γ校正所得的结果的值进行校正(补偿)的结果的值。
从时序控制器91向液晶显示面板207的数据驱动器205和栅极驱动器206发送控制信号[R、G、B]。基于控制信号[R、G、B],驱动构成液晶显示面板207的每个子像素的开关元件。结果,期望的电压作用于构成液晶显示面板207的液晶单元的透明电极,以控制每个子像素的透光率Lt。在本文中,控制信号[R、G、B]的值越大,子像素[R、G、B]的透光率Lt越高,并且子像素[R、G、B]的亮度的值越高。
针对每个显示区域单元12以及针对每个光源单元42,在图像显示中针对各图像显示帧,来控制液晶显示面板207的显示亮度和背光208的光源亮度。此外,在一个图像显示帧中,液晶显示面板207的操作和背光208的操作是同步的。
要注意的是,液晶显示器的配置示例在上面被描述为显示部2的具体例;然而,显示部2可应用于液晶显示器以外的任何装置。例如,在TFT基板上驱动MEMS(微机电系统)快门的MEMS显示器可应用于显示部2。
此外,本实施方式中的液晶显示器的配置不限于特定像素排列配置。其示例可以包括包含三原色RGB子像素和白色(W)子像素的RGBW的四色像素配置和包括三原色RGB子像素和黄色(Y)子像素的RGBY的四色像素配置。
[部分驱动和亮度提升技术]
通过背光驱动控制部209控制背光208的增益量K,使得可以改变背光208的输出亮度。增加增益量K,使得可以增加背光208的输出亮度。然而,增益量K控制在基于硬件的限制内。
将部分驱动和亮度提升技术应用于背光208,例如,将在黑暗区域中节省的电功率分配到高亮度区域,以集中发光,可以使输出亮度变得高于正常。背光驱动控制部209可以分析图像信号,并且在应用部分驱动和亮度提升技术的情况下,可以基于最大亮度来确定背光208的增益量K.
例如,增加背光208的增益量K,使得可以在所有灰度级别中提高背光208的输出亮度,如图28所示。在图28中,增益量K相对于输入-输出特性401变大的特性是输入-输出特性402。要注意的是,为了方便起见,在图28中线性绘制输入-输出特性401和402的每一个,但它们也可以是诸如指数函数等曲线。
如上所述,部分驱动和亮度提升技术的组合使得可以提高亮度的动态范围。现在参照图29到图31,给出液晶显示器中的部分驱动和亮度提升技术的操作示例的描述。为了方便描述,显示左半部分是亮度信号级别为1%的黑色区域并且右半部分是亮度信号级别为100%的白色区域的图像作为示例。
图29是不执行背光208的部分驱动的示例。在图29所示的示例中,在背光208的增益为100%,液晶显示面板207的左半部分和右半部分的亮度信号级别分别为1%和100%的条件下,在整个屏幕上显示图像。另外,在背光208以100%照明整个屏幕的情况下的输出电功率最大为400W。
图30是进行背光208的部分驱动的示例。在图30所示的示例中,为了显示具有与图29相同的亮度的图像,亮度信号的级别增加,以减小背光208的电功率。将液晶显示面板207的左半部分的亮度信号级别提高到100%,将背光208的左半部分的增益降低到1%。相反,右半部分的亮度信号级别保持100%,并且背光208的增益保持100%。背光208的左半部分的电功率变为1%,从而使得整个电功率几乎变为200W。
在这种情况下,背光208的整个电功率可以是最大400W或更小。因此,对于背光208的右半部分,可以使用通过节省背光208的左半部分的电功率而获得的剩余电功率,如图31所示。在图31所示的示例中,液晶显示面板207的左半部分的亮度信号级别为100%,背光208的左半部分的增益为1%。相反,右半部分的亮度信号级别是100%,但是可以将背光208的增益提高到200%。因此,亮度的动态范围约提高了两倍。而且,可以使整个背光208的电功率不超过400W的最大值。
其他配置、操作等可以基本上类似于根据前述第一或第二实施方式的显示装置的配置、操作等。
(4、第四实施方式(应用例))
根据本公开的技术适用于各种产品。例如,根据本公开的技术可以应用于手术室系统。
图32是示意性地示出可以应用根据本公开的实施方式的技术的手术室系统5100的总体配置的示图。参考图32,手术室系统5100被配置为使得安装在手术室中的一组装置通过视听(AV)控制器5107和手术室控制装置5109彼此连接以进行合作。
在手术室中,可以安装各种装置。在图32中,作为一个示例,描述了用于内窥镜手术的各种装置组5101、天花板相机5187、手术现场相机5189、多个显示装置5103A到5103D、记录器5105、病床5183和照明装置5191。天花板相机5187设置在手术室的天花板上,拍摄外科医生的手。手术现场相机5189设置在手术室的天花板上,并且使整个手术室的状态成像。
在所提及的装置中,装置组5101属于下文描述的内窥镜手术系统5113,并且包括内窥镜、显示由内窥镜拾取的图像等的显示装置等。属于内窥镜手术系统5113的各种装置也被称为医疗装置。同时,显示装置5103A到5103D、记录器5105、病床5183以及照明装置5191是例如与手术室系统5113分开设置在手术室内的装置。不属于内窥镜手术系统5113的装置也被称为非医疗装置。视听控制器5107和/或手术室控制装置5109协作地控制医疗装置和非医疗装置的操作。
视听控制器5107整体控制与图像显示有关的医疗装置和非医疗装置的处理。具体地,手术室系统5100中设置的装置中的装置组510、天花板相机5187和手术现场相机5189中的每一个可以是具有发送要在手术期间显示的信息的功能的装置(这种信息在下文中称为显示信息,并且所提及的装置在下文中称为发送源的装置)。同时,显示装置5103A到5103D中的每一个可以是输出显示信息的装置(该装置在下文中也称为输出目的地的装置)。此外,记录器5105可以是用作发送源的装置和输出目的地的装置的装置。视听控制器5107具有控制发送源的装置和输出目的地的装置的操作以从发送源的装置获取显示信息并将该显示信息发送到输出目的地的装置,以便显示或记录的功能。要注意的是,显示信息包括在手术中拍摄的各种图像、与手术有关的各种信息(例如,患者的身体信息、过去的检查结果、外科手术的信息)等。
具体地,与由内窥镜成像的患者的体腔中的手术区域的图像相关的信息可以作为显示信息从装置组5101发送至视听控制器5107。此外,从天花板相机5187中可以发送与由天花板相机5187拾取的外科医生的手的图像有关的信息,作为显示信息。此外,从手术现场相机5189中可以发送与由手术现场相机5189拾取的并且示出整个手术室的状态的图像相关的信息,作为显示信息。要注意的是,如果在手术室系统5100中存在具有图像拾取功能的不同装置,则视听控制部5107也可以从所述不同装置获取与所述不同装置拾取的图像有关的信息,作为显示信息。
可替换地,例如,在记录器5105中,由视听控制器5107记录与过去拾取的上述这些图像相关的信息。视听控制器5107可以从视听控制器5107获取与过去拾取的图像有关的信息,作为显示信息。要注意的是,也可以在记录器5105中预先记录与手术有关的各种信息。
视听控制器5107控制作为输出目的地的装置的显示装置5103A至5103D中的至少一个,以显示所获取的显示信息(即,在手术期间拾取的图像或与手术有关的各种信息)。在所描绘的示例中,显示装置5103A是安装成从手术室的天花板悬挂的显示装置;显示装置5103B是安装在手术室的壁面上的显示装置;显示装置5103C是安装在手术室的桌子上的显示装置;显示装置5103D是具有显示功能的移动装置(例如,平板个人电脑(PC))。
此外,虽然没有在图32中示出,但是手术室系统5100可以包括手术室外部的装置。例如,手术室外的装置可以是连接到医院内部和外部构建的网络的服务器、医务人员使用的PC、安装在医院会议室的投影仪等。在这种外部装置位于医院外部的情况下,视听控制部5107也可以促使通过电话会议系统等将显示信息显示在不同医院的显示装置上,以进行远程医疗。
手术室控制装置5109综合地控制非医疗装置上的与图像显示有关的处理以外的处理。例如,手术室控制装置5109控制病床5183、天花板相机5187、手术现场相机5189和照明装置5191的驱动。
在手术室系统5100中,设置集中操作面板5111,使得可以通过集中操作面板5111向视听控制器5107发出关于图像显示的指示,或向手术室控制装置5109发出关于非医疗装置的操作的指示。通过在显示装置的显示面上提供触摸面板来配置集中操作面板5111。
图33是示出集中操作面板5111上的操作画面的显示示例的示图。在图33中,作为示例,描绘了操作画面,其与在手术室系统5100中作为输出目的地的装置而设置的两个显示装置的情况对应。参考图33,操作画面5193包括发送源选择区域5195、预览区域5197和控制区域5201。
在发送源选择区域5195中,在手术室系统5100中设置的发送源装置与表示发送源装置具有的显示信息的缩略图画面以彼此相互关联的方式显示。用户可以从在发送源选择区域5195中显示的任何发送源装置中选择要在显示装置上显示的显示信息。
在预览区域5197中,显示在作为输出目的地的装置的两个显示装置(监视器1和监视器2)上显示的画面的预览。在所描述的示例中,关于一个显示装置,通过画中画(PinP)显示来显示四个图像。四个图像与从在发送源选择区域5195中选择的发送源装置发送的显示信息对应。四个图像中的一个用比较大的尺寸显示,作为主图像,而其余三个图像用比较小的尺寸显示,作为子图像。用户可以通过从该区域中显示的四个图像中适当地选择一个图像来在主图像和子图像之间交换。此外,在显示四个图像的区域的下方设置状态显示区域5199,并且可以在状态显示区域5199中适当地显示与手术有关的状态(例如,手术的经过时间、患者的身体信息等)。
发送源操作区域5203和输出目的地操作区域5205设置于控制区域5201中。在发送源操作区域5203中,显示用于对发送源的装置执行操作的图形用户界面(GUI)。在输出目的地操作区域5205中,显示用于对输出目的地的装置执行操作的GUI部分。在所描绘的示例中,在发送源操作区域5203中提供用于对发送源的装置中的具有图像拾取功能的相机执行各种操作(上下摇摄、倾斜和变焦)的GUI部分。用户可以通过适当地选择GUI部分中的任何一个来控制发送源的装置的相机的操作。要注意的是,虽然未示出,但是在发送源选择区域5195中选择的发送源的装置是记录器的情况下(即,在预览区域5197中显示过去记录在记录器中的图像的情况),可以在发送源操作区域5203中提供用于执行诸如图像的再现、再现的停止、倒回、快进等操作的GUI部分。
另外,在输出目的地操作区域5205中,提供用于执行各种操作的GUI部分,以在作为输出目的地的装置的显示装置上进行显示(交换、翻转、颜色相整、对比度调整和二维(2D)显示和三维(3D)显示之间的切换)。用户可以通过适当地选择任何GUI部分来操作显示装置的显示。
要注意的是,要在集中操作面板5111上显示的操作画面不限于所描述的示例,并且用户能够通过集中操作面板5111对可以由设置在手术室系统5100中的视听装置5107以及手术室控制装置5109控制的每个装置执行操作输入。
图34是示出应用了上述手术室系统的手术状态的示例的示图。天花板相机5187和手术现场相机5189设置在手术室的天花板上,使得可以使对在病床5183上的患者5185的患部进行治疗的外科医生(医生)5181的手和整个手术室成像。天花板相机5187和手术现场相机5189可以包括放大倍数调整功能、焦距调整功能、成像方向调整功能等。照明装置5191设置在手术室的天花板上,至少对外科医生5181的手照射光。照明装置5191可以被配置成使得可以适当地调整照射光量、照射光的波长(颜色)、照射光的方向等。
内窥镜手术系统5113、病床5183、天花板相机5187、手术现场相机5189和照明装置5191通过视听控制器5107和手术室控制装置5109(在图34中未示出)连接,用于彼此配合。集中操作面板5111设置在手术室内,用户可以如上所述地通过集中操作面板5111适当地操作手术室内存在的装置。
在下文中,详细描述内窥镜手术系统5113的配置。如所描绘的,内窥镜手术系统5113包括内窥镜5115、其他手术工具5131、在其上支撑内窥镜5115的支撑臂装置5141以及其上安装有用于内窥镜手术的各种装置的手推车5151。
在内窥镜手术中,代替切开腹壁以进行剖腹手术,使用称为套管针5139a至5139d的多个筒状开孔装置来刺穿腹壁。然后,穿过套管针5139a至5139d将内窥镜5115的镜筒5117和其他手术工具5131插入到患者5185的体腔内。在所描绘的示例中,作为其他手术工具5131,气腹管5133、能量处理工具5135和钳子5137插入到患者5185的体腔内。此外,能量处理工具5135是用于通过高频电流或超声波振动来执行切割和剥离组织、密封血管等的处理工具。然而,所描绘的手术工具5131仅仅是示例,并且作为手术工具5131,可以使用在内窥镜手术中常用的各种手术工具,例如,一对镊子或牵开器。
在显示装置5155上显示由内窥镜5115拾取的患者5185的体腔中的手术区域的图像。外科医生5181在观看在显示装置5155上实时地显示的手术区域的图像的同时使用能量处理工具5135或钳子5137以执行诸如切除患部区域等的治疗。需要说明的是,虽然未示出,但在手术中,外科医生5181、助手等把持气腹管5133、能量处理工具5135和钳子5137。
(支撑臂装置)
支撑臂装置5141包括从基座单元5143延伸的臂单元5145。在所描绘的示例中,臂单元5145包括关节部5147a、5147b和5147c以及连杆5149a和5149b,并且在臂控制装置5159的控制下驱动。内窥镜5115由臂单元5145支撑,使得内窥镜5115的位置和姿势得以控制。从而,可以实现稳定的内窥镜5115的位置固定。
(内窥镜)
内窥镜5115包括从其远端起具有预定长度的区域插入患者5185的体腔中的镜筒5117和连接到镜筒5117的近端的摄像头5119。在描绘的示例中,描绘了内窥镜5115被配置为具有硬型镜筒5117的硬性镜。然而,内窥镜5115可以另外被配置为具有软型镜筒5117的软性镜。
镜筒5117在其远端处具有物镜嵌入其中的开口。光源装置5157连接到内窥镜5115,使得由光源装置5157产生的光通过在镜筒5117内部延伸的光导引导到镜筒5117的远端,并穿过物镜朝向在患者5185的体腔内的观察目标照射。要注意的是,内窥镜5115可以是直视镜,或者可以是透视镜或侧视镜。
在摄像头5119的内部设置光学系统和图像拾取元件,使得来自观察目标的反射光(观察光)通过光学系统会聚在图像拾取元件上。观察光由图像拾取元件进行光电转换,以产生与观察光对应的电信号,即,与观察图像对应的图像信号。该图像信号作为RAW数据传输到CCU 5153。要注意的是,在摄像头5119内包含用于适当地驱动摄像头5119的光学系统以调整放大倍数和焦距的功能。
要注意的是,为了建立与例如立体视觉(3D显示)的兼容性,可以在摄像头5119上提供多个图像拾取元件。在这种情况下,多个中继光学系统设置在镜筒5117的内部,以将观察光引导至多个相应的图像拾取元件。
(搭载在手推车内的各种工具)
CCU 5153包括中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等,并整体控制内窥镜5115和显示装置5155的操作。具体地,CCU 5153针对从摄像头5119接收的图像信号,执行用于显示基于图像信号的图像的各种图像处理,例如,显影处理(去马赛克处理)。CCU 5153将已经对其执行了图像处理的图像信号提供给显示装置5155。此外,图32中描绘的视听控制器5107连接到CCU 5153。CCU 5153将已经对其执行了图像处理的图像信号也提供给视听控制器5107。此外,CCU 5153将控制信号发送到摄像头5119,以控制摄像头的驱动。控制信号可以包括与诸如放大率或焦距等图像拾取条件有关的信息。与图像拾取条件相关的信息可以通过输入装置5161输入,或者可以通过上述集中操作面板5111输入。
显示装置5155在CCU 5153的控制下基于CCU 5153已经对其执行图像处理的图像信号来显示图像。如果内窥镜5115准备好诸如4K(水平像素数量3840×垂直像素数量2160)、8K(水平像素数量7680×垂直像素数量4320)等高分辨率的成像和/或准备用于3D显示,则可以相应地显示高分辨率和/或3D显示的显示装置可以用作显示装置5155。在装置准备好诸如4K或8K等高分辨率的成像的情况下,如果用作显示装置5155的显示装置的尺寸等于或不小于55英寸,则可以获得更加沉浸式体验。此外,可以根据目的而提供具有不同分辨率和/或不同尺寸的多个显示装置5155。
光源装置5157包括例如发光二极管(LED)等光源,并将用于手术区域成像的照射光提供给内窥镜5115。
臂控制装置5159包括诸如CPU等处理器,并且根据预定的程序进行操作,以根据预定的控制方法来控制支撑臂装置5141的臂单元5145的驱动。
输入装置5161是用于内窥镜手术系统5113的输入接口。用户可以通过输入装置5161执行到内窥镜手术系统5113的各种信息或指令输入的输入。例如,用户将通过输入装置5161输入与手术有关的各种信息,例如,患者的身体信息、关于手术的手术过程的信息等。此外,用户通过输入装置5161输入例如用于驱动臂单元5145的指令、改变内窥镜5115的图像拾取条件(照射光的类型、放大倍数、焦距等)、驱动能量处理工具5135的指令等。
输入装置5161的类型不受限制,并且可以是各种已知的输入装置中的任何一个。作为输入装置5161,例如,可以应用鼠标、键盘、触摸面板、开关、脚踏开关5171和/或杠杆等。在触摸面板用作输入装置5161的情况下,可以将其设置在显示装置5155的显示面上。
另外,输入装置5161是要安装在用户身上的装置,例如,眼镜型可佩戴装置或头戴式显示器(HMD)等,并且响应于由所提到的任何装置检测到的用户的手势或者视线,执行各种输入。此外,输入装置5161包括可以检测用户的运动的相机,并且响应于从由相机拾取的视频检测到的用户的手势或视线来执行各种输入。此外,输入装置5161包括可以收集用户的语音的麦克风,并且由麦克风通过语音来执行各种类型的输入。通过配置输入装置5161,使得可以以非接触方式输入各种信息,特别是属于洁净区域的用户(例如,外科医生5181)可以以非接触式的方式操作属于非洁净区域的装置。此外,由于用户可以在不从手中释放持有的手术工具的情况下操作装置,所以提高了用户的便利性。
治疗工具控制装置5163控制能量处理工具5135的驱动,用于烧灼或切开组织、密封血管等。气腹装置5165通过气腹管5133向患者5185的体腔内供给气体,使体腔膨胀,从而确保内窥镜5115的视场,确保外科医生的工作空间。记录器5167是能够记录与手术有关的各种信息的装置。打印机5169是能够打印文本、图像或图表等各种形式的与手术有关的各种信息的装置。
在下文中,特别地,更具体地描述内窥镜手术系统5113的特征配置。
(支撑臂装置)
支撑臂装置5141包括用作基座的基座单元5143以及从基座单元5143延伸的臂单元5145。在所描绘的示例中,臂单元5145包括多个关节部5147a、5147b和5147c以及通过关节部5147b彼此连接的多个连杆5149a和5149b。在图34中,为了简化说明,以简化的形式描绘了臂单元5145的配置。实际上,可以适当地设定关节部5147a至5147c以及连杆5149a和5149b的形状、数量和排列以及关节部5147a至5147c的旋转轴的方向等,使得臂单元5145具有期望的自由度。例如,可以优选地包括臂单元5145,使得其具有等于或不小于6个自由度的自由度。这使得能够在臂单元5145的可移动范围内自由地移动内窥镜5115。因此,能够将内窥镜5115的镜筒5117从期望的方向插入到患者5185的体腔中。
致动器设置在关节部5147a到5147c中,关节部5147a到5147c包括它们使得其可以通过驱动致动器而围绕其预定的旋转轴旋转。致动器的驱动由臂控制装置5159控制,以控制每个关节部5147a至5147c的旋转角度,从而控制臂单元5145的驱动。因此,可以实现内窥镜5115的位置和姿势的控制。因此,臂控制装置5159可以通过各种已知的控制方法(例如,力控制或位置控制)来控制臂单元5145的驱动。
例如,如果外科医生5181通过输入装置5161(包括脚踏开关5171)适当地执行操作输入,则臂控制装置5159可以响应于操作输入来适当地控制臂单元5145的驱动,以控制内窥镜5115的位置和姿势。通过刚才描述的控制,在臂单元5145的远端处的内窥镜5115从任意位置移动到不同的任意位置之后,内窥镜5115可以固定地支撑在移动后的位置处。要注意的是,臂单元5145可以以主从方式(master-slave fashion)来操作。在这种情况下,臂单元5145可以由用户通过放置在远离手术室的位置处的输入装置5161来远程控制。
此外,在应用力控制的情况下,臂控制装置5159可以执行助力控制,以驱动关节部5147a至5147c的致动器,使得臂单元5145可以接收用户的外力并按照外力平稳地移动。这使得当用户直接接触并移动臂单元5145时,可以以比较弱的力移动臂单元5145。因此,用户能够通过更简单和更容易的操作更直觉地移动内窥镜5115,并且可以提高用户的便利性。
此处,通常在内窥镜手术中,内窥镜5115由称为内窥镜操作人员的医生把持。相反,在使用支撑臂装置5141的情况下,可以不用手而高度确定地固定内窥镜5115的位置,因此,可以稳定地获得手术区域的图像,并且可以顺利地进行手术。
要注意的是,臂控制装置5159可以不必设置在手推车5151上。此外,臂控制装置5159可以不必是单个装置。例如,可以在支撑臂装置5141的臂单元5145的每个关节部5147a到5147c上设置臂控制装置5159,使得多个臂控制装置5159相互协作,来实现臂单元5145的驱动控制。
(光源装置)
在手术区域成像时,光源装置5157将照射光提供给内窥镜5115。光源装置5157包括白光源(包括例如LED)、激光光源或其组合。在这种情况下,在白光源包括红色、绿色和蓝色(RGB)激光光源的组合的情况下,由于可以针对每种颜色(每种波长)高精度地控制输出强度和输出时间,所以可以通过光源装置5157进行拾取的图像的白平衡的调整。另外,在这种情况下,如果对观察目标时分地照射来自RGB激光光源的激光束并且与照射时序同步地控制摄像头5119的图像拾取元件的驱动,则可以分时拍摄分别对应于R、G和B颜色的图像。根据刚刚描述的方法,即使没有为图像拾取元件设置滤色器,也可以获得彩色图像。
此外,可以控制光源装置5157的驱动,使得要输出的光的强度在每个预定时间内改变。通过与光强度改变的时序同步地控制摄像头5119的图像拾取元件的驱动,以分时地获取图像,并合成图像,可以创建没有曝光不足的过厚阴影和曝光过度的高亮区的高动态范围的图像。
此外,光源装置5157可以被配置为提供用于特殊光观察而准备的预定波段的光。在特殊光观察中,例如,通过利用人体组织对光的吸收的波长依赖性,来照射与普通观察时的照射光(即,白色光)相比具有更窄的波段的光,以高对比度执行对预定组织(例如,粘膜的表层的血管等)成像的窄带光观察(窄带成像)。可替代地,在特殊光观察中,也可以进行用于根据由激发光的照射产生的荧光来获得图像的荧光观察。在荧光观察中,可以通过对人体组织照射激发光来对来自人体组织的荧光观察(自发荧光观察),或者通过将吲哚菁绿(ICG)等试剂局部注入人体组织并且对人体组织照射与试剂的荧光波长对应的激发光,获得荧光图像。如上所述,光源装置5157可以被配置为提供适合于特殊光观察的这种窄带光和/或激发光。
(摄像头和CCU)
参考图35更详细地描述,内窥镜5115的摄像头5119和CCU 5153的功能。图35是描述图34所示的摄像头5119和CCU 5153的功能配置的示例的方框图。
如图35所示,摄像头5119具有作为其功能的透镜单元5121、图像拾取单元5123、驱动单元5125、通信单元5127和摄像头控制单元5129。另外,CCU 5153具有作为其功能的通信单元5173、图像处理单元5175和控制单元5177。摄像头5119和CCU 5153通过传输电缆5179相互双向可通信地连接。
首先,描述摄像头5119的功能配置。透镜单元5121是设置在摄像头5119与镜筒5117的连接位置处的光学系统。从镜筒5117的远端射入的观察光引入摄像头5119并且进入透镜单元5121。透镜单元5121包括:包含变焦透镜和聚焦透镜的多个透镜的组合。透镜单元5121具有被调整的光学性质,使得观察光会聚在图像拾取单元5123的图像拾取元件的光接收面上。此外,包括变焦透镜和聚焦透镜得其在光学轴上的位置可移动,用于调节拾取图像的放大倍数和焦点。
图像拾取单元5123包括图像拾取元件并且设置在透镜单元5121的后级。已经通过透镜单元5121的观察光会聚在图像拾取元件的光接收面上,并且通过光电转换生成对应于观察图像的图像信号。由图像拾取单元5123产生的图像信号提供给通信单元5127。
作为由图像拾取单元5123包括的图像拾取元件,使用例如具有拜耳(Bayer)阵列并且能够拾取彩色图像的互补金属氧化物半导体(CMOS)类型的图像传感器。要注意的是,作为图像拾取元件,可以使用准备好例如使等于或不低于4K的高分辨率图像成像的图像拾取元件。如果以高分辨率获得手术区域的图像,则外科医生5181可以更加详细地理解手术区域的状态,并且可以更顺利地进行手术。
此外,图像拾取单元5123包括的图像拾取元件被配置为使得其具有用于获取与3D显示兼容的右眼和左眼的图像信号的一对图像拾取元件。在应用3D显示的情况下,外科医生5181可以更高精度地把握手术区域中的活体组织的深度。要注意的是,如果图像拾取单元5123被配置为多板类型的,则与图像拾取单元5123的相应图像拾取元件对应地设置透镜单元5121的多个系统。
图像拾取单元5123可以不必设置在摄像头5119上。例如,图像拾取单元5123可以仅仅设置在镜筒5117内部的物镜后方。
驱动单元5125包括致动器,并且在摄像头控制单元5129的控制下沿光轴移动透镜单元5121的变焦透镜和调焦透镜预定的距离。因此,可以适当地调整图像拾取单元5123的拾取图像的放大倍数和焦点。
通信单元5127包括用于向CCU 5153发送和从CCU 5153接收各种信息的通信装置。通信单元5127通过传输电缆5179将从图像拾取单元5123获取的图像信号作为RAW数据发送给CCU 5153。随即,为了以低延迟地显示手术区域的拾取图像,优选地通过光通信来传输图像信号。这是因为在手术时,外科医生5181通过拾取的图像观察患部区域的状态的同时进行手术,以便以更高的安全性和可靠性实现手术,因此需要尽可能实时地显示手术区域的运动图像。在应用光通信的情况下,在通信单元5127中提供用于将电信号转换成光信号的光电转换模块。在通过光电转换模块将图像信号转换成光信号之后,通过传输电缆5179将其发送到CCU 5153。
此外,通信单元5127从CCU5153接收用于控制摄像头5119的驱动的控制信号。控制信号包括与图像拾取条件有关的信息,例如,指定拾取图像的帧速率的信息、指定图像拾取时的曝光值的信息和/或指定拾取图像的放大倍数和焦点的信息。通信单元5127将接收到的控制信号提供给摄像头控制单元5129。要注意的是,也可以通过光通信传输来自CCU5153的控制信号。在这种情况下,在通信单元5127中提供用于将光信号转换为电信号的光电转换模块。在通过光电转换模块将控制信号转换为电信号之后,将其提供给摄像头控制单元5129。
要注意的是,诸如帧速率、曝光值、放大倍数或焦点等图像拾取条件由CCU 5153的控制单元5177基于所获取的图像信号自动设置。换言之,自动曝光(AE)功能、自动对焦(AF)功能和自动白平衡(AWB)功能包括在内窥镜5115中。
摄像头控制单元5129基于通过通信单元5127接收的来自CCU 5153的控制信号来控制摄像头5119的驱动。例如,摄像头控制单元5129基于指定拾取的图像的帧速率的信息和/或指定在图像拾取时的曝光值的信息,控制图像拾取单元5123的图像拾取元件的驱动。此外,例如,摄像头控制单元5129基于指定拾取图像的放大倍数和焦点的信息来控制驱动单元5125,以适当地移动透镜单元5121的变焦透镜和聚焦透镜。摄像头控制单元5129可以包括存储用于识别镜筒5117和/或摄像头5119的信息的功能。
要注意的是,通过将诸如透镜单元5121和图像拾取单元5123等部件设置在具有高气密性和高防水性的密封结构中,摄像头5119可以设置有高压灭菌处理的耐性。
现在描述CCU 5153的功能配置。通信单元5173包括用于向摄像头5119发送和从摄像头5119接收各种信息的通信装置。通信单元5173通过传输电缆5179接收从摄像头5119向其发送的图像信号。随即,图像信号可以如上所述优选通过光通信来传输。在这种情况下,为了与光通信兼容,通信单元5173包括用于将光信号转换为电信号的光电转换模块。通信单元5173将转换成电信号之后的图像信号提供给图像处理单元5175。
此外,通信单元5173向摄像头5119发送用于控制摄像头5119的驱动的控制信号。也可以通过光通信传输控制信号。
图像处理单元5175对从摄像头5119向其发送的RAW数据的形式的图像信号执行各种图像处理。图像处理包括各种已知的信号处理,例如,显影处理、图像质量提高处理(带宽增强处理、超分辨率处理、降噪(NR)处理和/或图像稳定处理)和/或放大处理(电子变焦处理)。此外,图像处理单元5175为了执行AE、AF和AWB对图像信号执行检测处理。
图像处理单元5175包括诸如CPU或GPU等处理器,并且当处理器根据预定程序操作时,可以执行上述图像处理和检测处理。要注意的是,在图像处理单元5175包括多个GPU的情况下,图像处理单元5175适当地划分与图像信号有关的信息,使得图像处理由多个GPU并行执行。
控制单元5177执行与内窥镜5115对手术区域的图像拾取和拾取图像的显示有关的各种控制。例如,控制单元5177生成用于控制摄像头5119的驱动的控制信号。随即,如果用户输入图像拾取条件,则控制单元5177基于用户的输入生成控制信号。可替代地,在内窥镜5115中包含AE功能、AF功能和AWB功能的情况下,控制单元5177响应于图像处理单元5175的检测处理的结果适当地计算最佳曝光值、焦距和白平衡并产生控制信号。
此外,控制单元5177控制显示装置5155基于由图像处理单元5175执行了图像处理的图像信号来显示手术区域的图像。随即,控制单元5177利用各种图像识别技术识别手术区域图像中的各种对象。例如,通过检测包括在手术区域图像中的对象的边缘的形状、颜色等,控制单元5177可以识别手术工具(例如,钳子)、特定活体区域、渗血、使用能量处理工具5135时的雾等。当控制单元5177控制显示单元5155显示手术区域图像时,控制单元5177使用识别结果来促使以与手术区域的图像重叠的方式显示各种手术支持信息。在手术支持信息以重叠方式显示并呈现给外科医生5181的情况下,外科医生5181可以更安全和可靠地进行手术。
将摄像头5119和CCU 5153彼此连接的传输电缆5179是准备用于电信号通信的电信号电缆、准备用于光通信的光纤或其复合电缆。
此处,虽然在该图所示的示例中,通过使用传输电缆5179的有线通信来执行通信,但是摄像头5119和CCU 5153之间的通信也可以另外方式通过无线通信来执行。在通过无线通信进行摄像头5119和CCU 5153之间的通信的情况下,不需要将传输电缆5179铺设在手术室内。因此,可以消除传输电缆5179干扰手术室内的医务人员的移动这一情况。
上面已经描述了可以应用根据本公开的实施方式的技术的手术室系统5100的示例。此处,要注意的是,尽管描述应用手术室系统5100的医疗系统是内窥镜手术系统5113的情况,作为示例,但是手术室系统5100的配置不限于上述示例。例如,手术室系统5100可以应用于用于检查的软内窥镜系统或显微手术系统,而非窥镜手术系统5113。
根据本公开的技术适于适用于显示装置5103A至5103D、集中操作面板5111或显示装置5155。此外,根据本公开的技术适于适用于视听控制器5107或CCU 5153(尤其是图像处理单元5175),并且特别适于适用于在显示装置5103A至5103D、集中操作面板5111或显示装置5155中执行基于HDR图像信号的显示的情况。
(5、其他实施方式)
根据本公开的技术不限于前述各实施方式的描述,并且可以以各种方式进行修改。
例如,本技术可以具有以下配置。
(1)一种图像信号处理装置,包括亮度校正部,所述亮度校正部基于关于显示部中的最大输出亮度值的信息来对提供给显示部的图像信号执行亮度校正,所述最大输出亮度值是可变的。
(2)根据(1)所述的图像信号处理装置,还包括解码部,其利用电光传递函数对所述图像信号执行解码,
其中,所述亮度校正部对已经经过解码的图像信号执行亮度校正。
(3)根据(2)所述的图像信号处理装置,其中,所述亮度校正部利用作为所述电光传递函数乘以基于关于所述最大输出亮度的信息的校正系数而取得的结果的传递函数来执行亮度校正值。
(4)根据(2)所述的图像信号处理装置,还包括编码部,其利用光电传递函数对已经经过解码的图像信号执行伽马校正,
其中,所述亮度校正部对已经经过伽马校正的图像信号执行亮度校正。
(5)根据(4)所述的图像信号处理装置,其中,所述亮度校正部利用作为所述光电传递函数乘以基于关于所述最大输出亮度的信息的校正系数而取得的结果的传递函数来执行亮度校正值。
(6)根据(2)所述的图像信号处理装置,其中,所述亮度校正部使用基于所述最大输出亮度值校正的伽马值对已经经过解码的图像信号执行OOTF处理。
(7)根据(2)所述的图像信号处理装置,还包括:
第一颜色空间转换电路,将经过解码的图像信号从第一颜色空间转换为第二颜色空间,并将这样转换的图像信号输出到亮度校正部;以及
第二颜色空间转换电路,其将通过亮度校正部进行了亮度校正的图像信号从第二颜色空间转换为第一颜色空间。
(8)根据(7)所述的图像信号处理装置,其中,
所述第二颜色空间是包括三个分量,即色相、纯度以及明度的HSV颜色空间,并且
所述亮度校正部对该明度的信号执行亮度校正。
(9)根据(8)所述的图像信号处理装置,其中,所述亮度校正部使用查找表来执行亮度校正。
(10)根据(7)所述的图像信号处理装置,其中,
所述第二颜色空间是包括亮度信号和色差信号的YUV颜色空间,并且
所述亮度校正部至少对亮度信号进行亮度校正。
(11)根据(10)所述的图像信号处理装置,还包括:颜色校正部,其基于在经过亮度校正之前的亮度信号的信号值与已经经过亮度校正的信号值之间的比率,来对色差信号进行校正。
(12)根据(2)所述的图像信号处理装置,其中,所述亮度校正部包括色域转换部,所述色域转换部基于乘以基于最大输出亮度值的校正系数的色域转换矩阵对已经经过解码的图像信号执行色域转换。
(13)一种图像信号处理方法,包括基于关于显示部中的最大输出亮度值的信息,对提供给显示部的图像信号进行亮度校正,所述最大输出亮度值是可变的。
(14)一种显示装置,包括:
显示部,其具有可变的最大输出亮度值;以及
亮度校正部,其基于关于最大输出亮度值的信息来执行对提供给显示部的图像信号的亮度校正。
(15)根据(14)所述的显示装置,其中,
所述显示部包括
背光,其包括多个部分发光区域并且经受照明控制,以改变每个部分发光区域的驱动电功率,以及
显示面板,其用来自背光的照明光照射。
(16)根据(14)所述的显示装置,其中,所述显示部包括多个自发光元件,每个自发光元件具有可变的驱动电流。
本申请基于并要求于2015年7月31日向日本专利局提交的日本专利申请No.2015-152635的优先权,其全部内容通过引用结合于此。
本领域技术人员应该理解,根据设计要求和其他因素,可以进行各种修改、组合、子组合和变更,只要在所附权利要求或其等同物的范围内即可。

Claims (16)

1.一种图像信号处理装置,包括亮度校正部,所述亮度校正部基于关于显示部中的最大输出亮度值的信息来对提供给所述显示部的图像信号执行亮度校正,所述最大输出亮度值是可变的。
2.根据权利要求1所述的图像信号处理装置,进一步包括解码部,所述解码部利用电光传递函数对所述图像信号执行解码,
其中,所述亮度校正部对经过所述解码的所述图像信号执行亮度校正。
3.根据权利要求2所述的图像信号处理装置,其中,所述亮度校正部利用作为所述电光传递函数乘以基于关于所述最大输出亮度值的信息的校正系数而得的结果的传递函数来执行亮度校正。
4.根据权利要求2所述的图像信号处理装置,进一步包括编码部,所述编码部利用光电传递函数对经过所述解码的所述图像信号执行伽马校正,
其中,所述亮度校正部对经过所述伽马校正的所述图像信号执行亮度校正。
5.根据权利要求4所述的图像信号处理装置,其中,所述亮度校正部利用作为所述光电传递函数乘以基于关于所述最大输出亮度值的信息的校正系数而得的结果的传递函数来执行亮度校正。
6.根据权利要求2所述的图像信号处理装置,其中,所述亮度校正部使用基于所述最大输出亮度值校正的伽马值对经过所述解码的所述图像信号执行OOTF处理。
7.根据权利要求2所述的图像信号处理装置,进一步包括:
第一颜色空间转换电路,将经过所述解码的所述图像信号从第一颜色空间转换为第二颜色空间,并且将这样转换后的所述图像信号输出到所述亮度校正部;以及
第二颜色空间转换电路,将经过所述亮度校正部的亮度校正的图像信号从所述第二颜色空间转换为所述第一颜色空间。
8.根据权利要求7所述的图像信号处理装置,其中
所述第二颜色空间是包括三个分量,即色相、纯度以及明度的HSV颜色空间,并且
所述亮度校正部对所述明度的信号执行亮度校正。
9.根据权利要求8所述的图像信号处理装置,其中,所述亮度校正部使用查找表来执行亮度校正。
10.根据权利要求7所述的图像信号处理装置,其中
所述第二颜色空间是包括亮度信号和色差信号的YUV颜色空间,并且
所述亮度校正部至少对所述亮度信号执行亮度校正。
11.根据权利要求10所述的图像信号处理装置,进一步包括颜色校正部,所述颜色校正部基于所述亮度信号的经过亮度校正之前的信号值与经过亮度校正后的信号值之间的比率来对所述色差信号执行校正。
12.根据权利要求2所述的图像信号处理装置,其中,所述亮度校正部包括色域转换部,所述色域转换部根据与基于所述最大输出亮度值的校正系数相乘后的色域转换矩阵,对经过所述解码的所述图像信号执行色域转换。
13.一种图像信号处理方法,包括:基于关于显示部中的最大输出亮度值的信息,对提供给所述显示部的图像信号进行亮度校正,所述最大输出亮度值是可变的。
14.一种显示装置,包括:
显示部,具有可变的最大输出亮度值;以及
亮度校正部,基于关于所述最大输出亮度值的信息来对提供给所述显示部的图像信号执行亮度校正。
15.根据权利要求14所述的显示装置,其中
所述显示部包括:
背光,包括多个部分发光区域,并且经受照明控制以改变每个所述部分发光区域的驱动电功率,以及
显示面板,用来自所述背光的照明光照射。
16.根据权利要求14所述的显示装置,其中,所述显示部包括均具有可变驱动电流的多个自发光元件。
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