CN112119449B - 图像处理装置、显示装置和图像处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是抑制具有两个液晶盒的显示装置的图像质量劣化。为此，作为针对由通过后液晶盒和前液晶盒的光生成显示图像的液晶显示面板的图像信号，图像处理单元生成针对后液晶盒的后图像信号以及针对前液晶盒的后图像信号。该图像处理单元包括：灰度值转换单元，对输入图像信号执行灰度值转换，以生成针对后液晶盒的后图像信号；以及限制处理单元，执行将从灰度值转换单元输出的后图像信号的值限制为限制值的处理。

Description

图像处理装置、显示装置和图像处理方法

技术领域

本技术涉及图像处理装置、显示装置和图像处理方法，更具体地涉及处理针对由通过后液晶盒和前液晶盒的光生成显示图像的显示面板的图像信号。

背景技术

作为液晶显示装置，已知各种结构。作为结构之一，下面的专利文献1公开了双液晶盒型液晶显示装置。

引文列表

专利文献

专利文献1：WO 2016/063675公开文本

发明内容

本发明要解决的问题

在双液晶盒型显示装置中，当从一个角度观察时，产生两个液晶的显示图像由于视差而看上去是双重的问题。

因此，例如，将输入后液晶盒的信号伽马转换为1或更小的伽马值，从而在某个灰度或更高灰度使后液晶盒饱和到100％透射率，或者对输入后液晶盒的信号执行在平面方面上扩展的滤波处理，以减小由视差造成的图像偏移。

然而，例如，当在黑色背景上显示像白点那样的小区域的信号时，尽管后液晶盒上显示的白点由于上述滤波处理而扩展，但由于从前液晶盒的漏光，后液晶盒上显示的图像可能被透视，并且白点的周围可能看上去微微发光，导致图像质量下降。

另外，当通过伽马转换处理使后液晶盒侧的扩展的白点变得更亮时，漏光增加，并且图像质量进一步劣化。

因此，本技术的目的是在使用双液晶盒型显示装置的情况下减少这些图像质量劣化。

问题的解决方案

根据本技术的图像处理装置包括：灰度值转换单元，对作为针对由通过后液晶盒和前液晶盒的光生成显示图像的显示面板的图像信号的输入图像信号执行灰度值转换，以生成针对所述后液晶盒的后图像信号；以及限制处理单元，执行将从所述灰度值转换单元输出的后图像信号的值限制为限制值的处理。

要由图像处理装置进行处理的图像信号是用于双液晶盒型液晶显示面板的图像信号。图像处理装置对针对双液晶盒型液晶显示面板的前液晶盒和后液晶盒中的每一个的图像信号进行处理。在这种情况下，对通过灰度值转换而生成的后图像信号执行限制处理。

在上述根据本技术的图像处理装置中，可以想到，包括最大值检测单元，该最大值检测单元检测所述输入图像信号的最大值，其中，所述限制处理单元将所述限制值设置成基于由所述最大值检测单元检测到的最大值的值。

即，检测输入图像信号的最大值，并且将作为基于该最大值的值而改变的值用作限制值。

在上述根据本技术的图像处理装置中，可以想到，所述限制处理单元将由所述最大值检测单元检测到的最大值设置为所述限制值。

即，直接将输入信号的最大值用作限制值。

在上述根据本技术的图像处理装置中，可以想到，所述最大值检测单元针对图像中设置的多个区域中的每个区域检测最大值，并且所述限制处理单元针对每个区域执行利用基于该区域中的最大值的限制值的限制处理。

即，将一帧的图像区域划分并设置成多个区域。然后，针对每个区域检测输入信号的最大值，并且针对每个区域利用基于该最大值的限制值执行后图像信号的限制处理。

在上述根据本技术的图像处理装置中，可以想到，包括下限限制处理单元，该下限限制处理单元在由所述最大值检测单元检测到的最大值小于设置的下限值时，输出所述下限值作为最大值。

即，如果检测到的最大值大于或等于设置的下限值，则原样地输出检测到的最大值，但是如果检测到的最大值小于下限值，则将检测到的最大值替换为下限值并输出。

在上述根据本技术的图像处理装置中，可以想到，包括时间滤波单元，该时间滤波单元抑制由所述最大值检测单元检测到的最大值的时间轴方向上的变化量。

例如，抑制变化量，使得输入图像信号的当前帧的最大值与前一帧的最大值(在划分成区域的情况下，当前帧的某个区域的最大值和所有帧的对应区域的最大值)不会急剧改变。

在上述根据本技术的图像处理装置中，可以想到，包括场景改变检测单元，该场景改变检测单元检测关于所述输入图像信号的场景改变，其中，在检测到场景改变时，所述时间滤波单元改变滤波操作。

例如，场景改变检测单元通过将当前帧与前一帧进行比较来检测作为图像内容的场景是否已经改变。时间滤波单元响应于检测到场景改变而切换滤波特性或者切换滤波处理的开启(on)和关闭(off)。

在上述根据本技术的图像处理装置中，可以想到，包括：下限限制处理单元，在由所述最大值检测单元检测到的最大值小于设置的下限值时，将所述最大值设置为所述下限值；以及运动图像检测单元，检测所述输入图像信号是否是运动图像，其中，所述下限限制处理单元在所述输入图像信号是运动图像时和在所述输入图像信号不是运动图像时将所述下限值设置成不同的值。

在上述根据本技术的图像处理装置中，可以想到，包括空间滤波单元，该空间滤波单元抑制图像中设置的多个区域中的每个区域中的最大值的空间方向上的变化量。

即，对于每个区域中的最大值执行滤波处理，使得在空间方向(多个区域彼此相邻的像平面方向)上不会引起急剧改变。

在上述根据本技术的图像处理装置中，可以想到，所述灰度值转换单元执行伽马值小于1的伽马转换。

为了在前图像与后图像组合的状态下执行良好的灰度表现，执行伽马值小于1的伽马转换。在这种情况下，执行限制处理。

在上述根据本技术的图像处理装置中，可以想到，包括空间处理单元，该空间处理单元对所述后图像信号执行使所述后液晶盒中的图像的透射像素范围大于所述前液晶盒中的图像的透射像素范围的空间滤波处理。

即，执行空间滤波处理，以使后图像模糊。具体地，执行针对后图像信号的像低通滤波那样的处理，使得相对于基于前图像信号的前液晶盒的图像，后液晶盒侧的透射的像素的范围被扩大，以使图像模糊。

在上述根据本技术的图像处理装置中，可以想到，包括前图像生成单元，该前图像生成单元对所述输入图像信号执行使用所述后图像信号的计算处理，以生成针对所述前液晶盒的前图像信号，其中，所述输入图像信号是彩色图像信号，所述灰度值转换单元对从所述彩色图像信号转换成的单色图像信号执行灰度值转换，并且所述前图像生成单元通过将作为彩色图像信号的所述输入图像信号除以由所述限制处理单元处理后的所述后图像信号来生成所述前图像信号。

即，将作为图像信号(该图像信号是彩色图像信号)的例如R、G和B的灰度值中的每一个除以限制处理之后的后图像信号的灰度值，以获得作为前图像信号的R、G和B的灰度值。

根据本技术的显示装置包括：显示面板，其中由通过后液晶盒和前液晶盒的光生成显示图像；灰度值转换单元，对作为针对所述显示面板的图像信号的输入图像信号执行灰度值转换，以生成针对所述后液晶盒的后图像信号；限制处理单元，执行将从所述灰度值转换单元输出的后图像信号的值限制为预定的限制值的处理；以及前图像生成单元，对所述输入图像信号执行使用所述后图像信号的计算处理，以生成针对所述前液晶盒的前图像信号。

在该显示装置中，显示面板包括例如按光源单元、后液晶盒、扩散层和前液晶盒的次序布置以形成所谓的双液晶盒型液晶显示面板的光源单元、后液晶盒、扩散层和前液晶盒。对针对这样的双液晶盒型液晶显示面板的后图像信号执行限制处理。

根据本技术的图像处理方法是执行上述图像处理装置中的灰度值转换和限制到限制值的处理的方法。

本发明的效果

根据本技术，在双液晶盒型显示装置中，通过降低后液晶盒的信号电平(signallevel)来减少在孤立的白点周围产生的漏光，并且通过减少漏光，改善从一个角度看到的双重图像，从而获得图像质量改善效果。

注意，这里描述的效果不一定是限制性的，而可以是本公开中描述的任何效果。

附图说明

图1是本技术的实施例的显示装置的框图。

图2是实施例的前液晶盒和后液晶盒的说明性示图。

图3是实施例的液晶显示面板的布置的说明性示图。

图4是实施例的双盒图像处理单元的框图。

图5是第一实施例的双盒图像处理单元的主要部分的框图。

图6是实施例的伽马处理的说明性示图。

图7是实施例的使后液晶盒侧模糊的空间滤波处理的说明性示图。

图8是有或没有空间滤波处理的各情况下的从倾斜方向视觉地观察到的状态的说明性示图。

图9是白点周围的漏光的说明性示图。

图10是实施例的抑制白点周围的漏光的说明性示图。

图11是实施例的限制处理的说明性示图。

图12是实施例的最大值检测中的区域设置的说明性示图。

图13是第二实施例的双盒图像处理单元的主要部分的框图。

图14是第三实施例的双盒图像处理单元的主要部分的框图。

图15是第四实施例的双盒图像处理单元的主要部分的框图。

图16是第五实施例的双盒图像处理单元的主要部分的框图。

图17是第六实施例的双盒图像处理单元的主要部分的框图。

具体实施方式

下文中，将按以下顺序描述实施例。

<1.显示装置的配置>

<2.第一实施例>

<3.第二实施例>

<4.第三实施例>

<5.第四实施例>

<5.第五实施例>

<3.第六实施例>

<7.总结和变形例>

为了便于说明，将红色、绿色和蓝色这三原色分别用字母描述为R、G和B。

<1.显示装置的配置>

图1图示了实施例的显示装置90的配置。显示装置90具有液晶显示面板1、图像处理装置10、前液晶盒驱动单元20以及后液晶盒驱动单元30。

液晶显示面板1是双盒型液晶显示面板，包括前液晶盒2、扩散层4、后液晶盒3和背光5。

在背光5的前侧，后液晶盒3、扩散层4和前液晶盒2被布置成按该次序堆叠，并且观看者看到从前液晶盒2的前侧显示的图像。

前液晶盒2和后液晶盒3中的每一个都形成一个液晶显示面板，但是在本实施例中，将整个双液晶盒型显示面板称为液晶显示面板1。

图像处理装置10对于作为彩色图像信号(例如超高清(UHD)格式的信号等)输入的图像信号S1执行用于液晶显示面板1上的显示的信号处理。

图像处理装置10具有显示图像处理单元11和双盒图像处理单元12。

显示图像处理单元11对输入的图像信号S1执行必要的解码处理、亮度处理、颜色处理、分辨率转换等，并且将处理后的图像信号Sig_in供应给双盒图像处理单元12。至少在图像信号Sig_in的阶段，它是表示R、G和B的各颜色的灰度值的彩色图像信号。

稍后将详细描述的双盒图像处理单元12执行与双盒型液晶显示面板1对应的处理。

即，双盒图像处理单元12对输入的图像信号Sig_in执行信号处理，以生成并输出针对前液晶盒2的图像信号(前图像信号Sig_FR)和针对后液晶盒3的图像信号(后图像信号Sig_RE)。

前图像信号Sig_FR是包括R、G和B灰度值的彩色图像信号。另一方面，后图像信号Sig_RE是包括灰阶(grayscale)灰度值的黑白(灰阶)图像信号。

从图像处理装置10输出的前图像信号Sig_FR被供应到前液晶盒驱动单元20。前液晶盒驱动单元20基于前图像信号Sig_FR来驱动前液晶盒2，以执行彩色图像显示。

从图像处理装置10输出的后图像信号Sig_RE被供应到后液晶盒驱动单元30。后液晶盒驱动单元30基于后图像信号Sig_RE来驱动后液晶盒3，以执行单色图像显示。

在图2A中图示了前液晶盒驱动单元20和前液晶盒2的结构的示例。

前液晶盒驱动单元20具有显示控制单元21、垂直驱动单元22和水平驱动单元23，并且用这些配置来驱动前液晶盒2。

显示控制单元21基于前图像信号Sig_FR向垂直驱动单元22供应控制信号并且还向水平驱动单元23供应图像信号(与R、G和B的灰度值对应的信号)和控制信号，以控制它们彼此同步地操作。

垂直驱动单元22基于从显示控制单元21供应的控制信号，顺序地选择一条水平线作为前液晶盒2中的显示驱动的对象。

水平驱动单元23基于从显示控制单元21供应的图像信号和控制信号，生成一条水平线的像素电压，并将该像素电压供应给垂直驱动单元22所选择的一条水平线的子像素26(26R、26G和26B)。

前液晶盒2具有被布置成矩阵的多个像素25。

每个像素25具有三个子像素26R、26G和26B。

子像素26R具有红色滤色器，子像素26G具有绿色滤色器，子像素26B具有蓝色滤色器。

从水平驱动单元23向这些子像素26R、26G和26B分别供应像素电压。此外，子像素26R、26G和26B被配置为根据像素电压来改变透光率。

在图2B中图示了后液晶盒驱动单元30和后液晶盒3的结构的示例。

后液晶盒驱动单元30具有显示控制单元31、垂直驱动单元32和水平驱动单元33，并且用这些配置来驱动后液晶盒3。

显示控制单元31基于后图像信号Sig_RE向垂直驱动单元32供应控制信号并且还向水平驱动单元33供应图像信号(与作为灰阶的灰度值对应的信号)和控制信号，以控制它们彼此同步地操作。

垂直驱动单元32基于从显示控制单元31供应的控制信号，顺序地选择一条水平线作为前液晶盒2中的显示驱动的对象。

水平驱动单元33基于从显示控制单元31供应的图像信号和控制信号，生成一条水平线的像素电压，并将该像素电压供应给垂直驱动单元32所选择的一条水平线的子像素36。

在后液晶盒3中，多个像素35被布置成矩阵。

每个像素35具有三个子像素36。每个子像素36不具有滤色器。即，前液晶盒2中的每个子像素26R、26G或26B具有对应颜色的滤色器，但是后液晶盒3中的每个子像素36不具有滤色器。

从水平驱动单元33向属于一个像素35的三个子像素36供应相同的像素电压。此外，子像素36被配置为根据像素电压来改变透光率。

注意，后液晶盒3的像素35可以被配置为使得上述一组三个子像素被配置为一个电极和黑色矩阵(black matrix)的一个像素。即，它不仅可以是无滤色器的，而且可以是在诸如TFT、透明电极、布线和黑色矩阵这样的各液晶结构元件中不具有子像素的结构。在该情况下，一个像素35对应于前液晶盒2中的三个子像素26R、26G和26B。

这样的后液晶盒3可以通过在能够显示彩色图像的通用液晶显示面板的制造过程中省略形成滤色器的步骤来制造。因此，在显示装置90中，与开发专用产品的情况相比，可以降低开发成本和制造成本。

图1中图示的背光5基于背光控制信号(未图示)来发射光。背光5被布置在后液晶盒3的背侧。

背光5包括例如由LED(发光二极管)形成的发光单元来发射光。

图3图示了液晶显示面板1的布置配置。

如该示图中所示，在液晶显示面板1中，背光5、后液晶盒3、扩散层4和前液晶盒2按该次序布置，并且图3中的前液晶盒2的上表面是显示面DP。

即，从背光5发射的光依次通过背光5、后液晶盒3、扩散层4和前液晶盒2而到达观看者。

前液晶盒2和后液晶盒3彼此分开地布置。此外，在前液晶盒2和后液晶盒3之间的间隙8中布置扩散层4。

注意，作为配置示例，前液晶盒2和后液晶盒3的盒可以利用粘合剂层无间隙地彼此粘接。

前液晶盒2具有基板122和124、液晶层123以及偏振片121和125。

基板122和124例如由玻璃基板形成，并且被布置成彼此面对。

在基板122的基板124侧的表面上针对每个子像素26形成像素电极，并且由上述水平驱动单元23施加像素电压。

在基板124的基板122侧的表面上形成有子像素26中的每个子像素共用的电极。另外，在基板124上形成有滤色器和黑色矩阵。

液晶层123被密封在基板122和基板124之间，并且具有根据施加到基板122的像素电极的像素电压而改变的透光率。

偏振片121被附接到基板122的光入射侧，偏振片125被附接到基板124的光发射侧。偏振片121的透射轴与偏振片125的透射轴彼此相交。

后液晶盒3具有基板132和134、液晶层133以及偏振片131和135。

基板132和134例如由玻璃基板形成，并且被布置成彼此面对。

在基板132的基板134侧的表面上针对每个子像素26形成像素电极，并且由上述水平驱动单元33施加像素电压。

注意，也可以想到如上所述不具有子像素的结构，并且在这种情况下，针对每个像素35形成像素电极。

在基板134的基板132侧的表面上形成有子像素36中的每个子像素共用的电极。另外，在基板134上形成有黑色矩阵。此外，与前液晶盒2的基板124不同，在基板134上没有形成滤色器。

液晶层133被密封在基板132和基板134之间，并且具有根据施加到基板132的像素电极的像素电压而改变的透光率。

偏振片131被附接到基板132的光入射侧，偏振片135被附接到基板134的光发射侧。偏振片131的透射轴与偏振片135的透射轴彼此相交。

扩散层4使从后液晶盒3侧入射的光扩散。对于扩散层4，例如，可以使用在树脂膜上或树脂膜中随机散布有珠子(bead)的扩散膜。

该扩散层4用于减少显示图像中的摩尔纹(moire)。即，在液晶显示面板1中，由于作为两个液晶显示面板的前液晶盒2和后液晶盒3被布置成彼此重叠，因此在显示的图像中可能产生摩尔纹。因此，在液晶显示面板1中，将扩散层4布置在前液晶盒2和后液晶盒3之间，以减少摩尔纹并抑制图像质量的劣化。

尽管可以将扩散层4布置在间隙8中的任何位置处，但是期望将其布置在更靠近前液晶盒2的一侧，如图3中所示。即，在面板间距离dFR之中，期望扩散层4与前液晶盒2之间的距离dFR1小于扩散层4与后液晶盒3之间的距离dFR2(dFR1＜dFR2)。

在这种情况下，可以在扩散层4和前液晶盒2之间和/或在扩散层4和后液晶盒3之间形成透明材料层。

另外，更期望将扩散层4设置成与前液晶盒2相邻(dFR1＝0)。这是因为，扩散层4越靠近前液晶盒2，可以越有效地抑制摩尔纹并且还可以提高清晰度。

扩散层4的扩散度(雾度值)越高，可以越有效地抑制摩尔纹。例如，如果雾度值为90％或更大，则可以提高用于获得期望的图像质量的面板间距离dFR的设计的自由度。然而，在雾度值变高的情况下，担心亮度将降低。因此，期望降低后液晶盒3的分辨率并去除滤色器。

另外，在扩散层4的雾度值低的情况下，例如，也可以通过将扩散层4布置得靠近前液晶盒2来获得期望的图像质量。

背光5除了具有发光阵列42之外还具有扩散片141。扩散片141使从发光阵列42发射的光扩散。

发光阵列42例如通过排列LED而构成。

<2.第一实施例>

将参考图4和图5描述作为第一实施例的双盒图像处理单元12的配置。

图4是双盒图像处理单元12的框图，图5是详细图示了图4中的后图像生成单元51的内部的框图。

如图4中所示，双盒图像处理单元12具有RGB输入单元50、后图像生成单元51、前图像生成单元52、光量校正单元53、面板伽马处理单元54和57、调整单元55和58、后输出单元56以及前输出单元59。

来自显示图像处理单元11的图像信号Sig_in输入到RGB输入单元50，并且从RGB输入单元50供应给后图像生成单元51。

图像信号Sig_in例如是对于R、G和B中的每一个具有10位的1024个灰度的信号。当然，具有1024个灰度(10位)仅是用于说明的示例，并且可以使用具有更小数量或更大数量的灰度(位长)的信号。

后图像生成单元51通过如后所述的处理来生成后图像信号Sig_RE。后图像信号Sig_RE例如是具有1024个灰度(10位：0至1023)的W(白色)信号。

在面板伽玛处理单元54中对后图像信号Sig_RE进行与后液晶盒3对应的伽玛处理，然后在调整单元55中对其进行必要的调整处理。然后，在后输出单元56中对其进行延迟调整处理、与三个子像素36对应的并行化等，然后将其供应给后液晶盒驱动单元30。

注意，在如上所述在后液晶盒3中没有形成子像素的情况下，以与前液晶盒2中的三个子像素26R、26G和26B对应的三个定时处的前图像信号Sig_FR对应的方式输出后图像信号Sig_RE。

由后图像生成单元51生成的后图像信号Sig_RE还被供应给光量校正单元53。光量校正单元53将后图像信号Sig_RE与用于校正入射在前液晶盒2上的光量分量的光量校正系数kLC相乘，并将信号输出到前图像生成单元52。

光量校正系数kLC例如是固定值。然而，光量校正系数kLC可以是可变值。例如，可以根据图像来适应性地计算光量校正系数kLC。

图像信号Sig_in被供应给前图像生成单元52。前图像生成单元52设置有如图5中所示的除法单元52a，并且通过将输入的图像信号Sig_in除以后图像信号Sig_RE来生成前图像信号Sig_FR。

在双盒型液晶显示面板1的情况下，将后液晶盒3中的图像与前液晶盒2中的图像组合得到的图像视觉地识别为显示图像。即，对后液晶盒3中的亮度与前液晶盒2中的亮度相乘得到的图像进行显示。因此，关于前图像信号Sig_FR，通过将其亮度除以后图像信号Sig_RE的量，可以针对每个像素执行根据原始图像信号Sig_in的亮度的显示。出于这样的原因，通过将图像信号Sig_in除以后图像信号Sig_RE来生成前图像信号Sig_FR。

然而，实际上，由于从后液晶盒3发射直到入射在前液晶盒2上产生了光量差，因此为了准确，必须进行校正而非简单的相除。因此，光量校正单元53对后图像信号Sig_RE进行校正(Sig_RE·kLC)。

因此，在前图像生成单元52(除法单元52a)中，前图像信号Sig_FR被计算为

Sig_FR＝Sig_in/(Sig_RE·kLC)。

这里，图像信号Sig_in是包括R、G和B的灰度值Sig_in(R)、Sig_in(G)和Sig_in(B)的信号，因此，更具体地，对于前图像信号Sig_FR，生成其R、G和B的灰度值Sig_FR(R)、Sig_FR(G)和Sig_FR(B)。即，前图像信号Sig_FR被生成为

Sig_FR(R)＝Sig_in(R)/(Sig_RE·kLC)，

Sig_FR(G)＝Sig_in(G)/(Sig_RE·kLC)，以及

Sig_FR(B)＝Sig_in(B)/(Sig_RE·kLC)。

R、G和B的灰度值Sig_FR(R)、Sig_FR(G)和Sig_FR(B)中的每一个例如是具有1024个灰度(0至1023)的10位信号。

注意，例如，在液晶显示面板1具有不太需要光量校正的结构的情况下，可以想到，不给出光量校正系数kLC而设置Sig_FR＝Sig_in/Sig_RE。

在图4中图示的面板伽马处理单元57中对由前图像生成单元52生成的前图像信号Sig_FR进行与前液晶盒2对应的伽马处理，然后在调整单元58中对其进行必要的调整处理。然后，前输出单元59执行与三个子像素26R、26G和26B对应的并行化等，并将信号供应给前液晶盒驱动单元20。

将参考图5描述后图像生成单元51中的配置。

在后图像生成单元51中，作为输入的彩色图像信号的图像信号Sig_in被灰阶转换单元70转换成灰阶信号(单色图像信号)Gr。

使用系数kR、kG和kB如下执行灰阶转换。

Gr＝kR·Sig_in(R)+kG·Sig_in(G)+kB·Sig_in(B)

即，将用于R的系数kR、用于G的系数kG和用于B的系数kB与图像信号Sig_in中包括的R、G和B的各自的灰度值Sig_in(R)、Sig_in(G)和Sig_in(B)对应地相乘，并且将它们相加，以获得灰阶信号Gr。该灰阶信号Gr具有作为W(白色)的灰度值(0至1023)。

将这样的灰阶信号Gr供应给灰度转换单元72，并对其进行灰度值转换。

灰度转换单元72包括查找表(LUT)73和伽马转换单元74。伽马转换单元74使用输入的灰阶信号Gr的灰度值作为LUT输入信号LUTin来参考LUT 73，并且获得对应的输出灰度值(LUT输出信号LUTout)。然后，将输出灰度值LUTout作为后图像信号Sig_RE输出。在这种情况下，后图像信号Sig_RE被供应给限制处理单元80。

图6A图示了灰度转换单元72中的转换特性的示例。即，图示了作为LUT 73的输入灰度(横轴)-输出灰度(纵轴)的转换曲线。

在这种情况下，伽马值被设置成小于“1”的值，并且伽马转换之后的值高于伽马转换之前的值。

另外，图6B表示了前液晶盒2和后液晶盒3的透光率。在图6B中，横轴表示供应给前液晶盒2和后液晶盒3的信号的灰度级(gradation level)，纵轴表示透射率L2和L3。这里，透射率L2表示前液晶盒2的透射率，透射率L3表示后液晶盒3的透射率。

在前液晶盒2中，在灰度级高于某个级别(例如约40[％]的级别)的范围中透射率L2根据灰度级而改变，但在低于该级别的范围中透射率L2几乎是恒定的。即，前液晶盒2的透射率L2在低灰度范围中没有充分降低。

因此，在液晶显示面板1中，在灰度级高的范围中使后液晶盒3中的透射率L3保持恒定(100％)，并且在例如灰度级低于约40[％]的上述范围中使后液晶盒3中的透射率L3根据灰度级而改变。

因此，在液晶显示面板1中，前液晶盒2中的透射率L2与后液晶盒3中的透射率L3的乘积Ltotal在灰度级低的范围中也可以与灰度级高的范围类似地根据灰度级而改变。因此，在液晶显示面板1中，例如，与使用一个液晶盒的配置的情况相比，可以在低灰度范围中降低透射率Ltotal，因此可以增强对比度。

灰度转换单元72执行伽马转换，使得可以实现图6B中所示的透射率L3。这种情况下的转换特性例如如图6A中所示。即，在输入灰度值高于某个灰度值的范围中，输出灰度值被设置成最高灰度值。

作为输出灰度值LUTout从灰度转换单元72输出的信号成为后图像信号Sig_RE。

限制处理单元80执行限制从灰度转换单元72输出的后图像信号Sig_RE的上限值的处理。

限制处理单元80中的限制值由来自区域最大值检测单元81的输出值来确定。

区域最大值检测单元81在输入的图像信号Sig_in中的R、G和B的各自的灰度值Sig_in(R)、Sig_in(G)和Sig_in(B)当中检测最大值，并且将检测到的最大值输出到限制处理单元80。在图5的示例中，该最大值被用作限制处理单元80中的限制值。

稍后将详细描述限制处理单元80和区域最大值检测单元81。

空间处理单元79对已经通过了限制处理单元80的后图像信号Sig_RE执行像空间滤波那样的处理。这是在保持后图像信号Sig_RE的峰值灰度的同时像滤波那样扩展的处理。

例如，空间处理单元79使用有限脉冲响应(finite impulse response，FIR)滤波器来执行滤波处理。该FIR滤波器用作低通滤波器，并且使后液晶盒3上显示的图像模糊。因此，在显示装置90中，在观看者观察显示图像时，可以降低在该显示图像中产生图像缺陷或双重图像的可能性。根据在显示图像中不引起图像缺陷或双重图像的视角的目标值θ来设置FIR滤波器的抽头(tap)数量。

图7用于说明空间处理单元79进行的空间滤波处理，并且图示了前液晶盒2和后液晶盒3的剖面示意图连同各液晶盒2和3中的灰度(亮度)。

在该示例中，前液晶盒2对显示元素a11进行显示，并且后液晶盒3在与前液晶盒2中的显示元素a11的显示位置对应的位置处对显示元素a12进行显示。由于显示元素a12因空间滤波处理而模糊，因此显示元素a12的宽度w12大于显示元素a12的宽度w11。

如断线所示，显示元素a11的灰度在透射范围内恒定在该显示元素a11的原始灰度值。另一方面，显示元素a11的灰度如实线所示具有山状分布。在空间滤波处理中，使后液晶盒3中的透射像素范围大于前液晶盒2中的透射像素范围，而且对后图像信号Sig_RE进行使得通过产生如上所述的山状灰度改变而使图像模糊的处理。

将描述这样的对后图像信号Sig_RE的空间滤波处理的效果。

与图7类似地，图8A和图8B图示了前液晶盒2和后液晶盒3的示意性剖面图以及液晶盒2和3中的每一个中的灰度(亮度)。图8A图示了对后图像信号Sig_RE进行空间滤波处理的情况，图8B图示了不对其进行空间滤波处理的情况。

在不执行空间滤波处理的情况下，如图8B中所示，后液晶盒3上显示的显示元素a13具有与前液晶盒2上显示的显示元素a11相同的宽度，并且亮度的改变陡峭。

当与显示面的法线方向成角度

的方向上的用户观察这样的显示图像时，在范围C11中观察到显示元素a11。

此时，在范围C11中，产生了前液晶盒2中的光的透射率高而后液晶盒3中的光的透射率低的部分。因此，显示元素a11的一部分可能被视觉地识别为被部分切割。

另外，在范围C13中，前液晶盒2中的光的透射率低而后液晶盒3中的光的透射率高。因此，如果该范围C13中前液晶盒2的透射率不足够低，则可能在显示图像中产生双重图像。

另一方面，在图8A的情况下，由于后液晶盒3上显示的显示元素a12因空间滤波处理而模糊，因此与前液晶盒2上显示的显示元素a11不同，它具有大的宽度并具有和缓地改变的亮度。

当与显示面的法线方向成角度

的方向上的用户在范围C11中观察显示元素a11时，显示元素a11中的光的透射率高，并且显示元素a12中的光的透射率和缓地改变。因此，不太可能将产生图像缺陷。

另外，在范围C12中，前液晶盒2中的光的透射率低，并且后液晶盒3中的光的透射率和缓地改变。因此，在显示装置1中，可以降低在显示图像中产生双重图像的可能性。因此，可以提高显示装置90的图像质量。

如上所述，在第一实施例中，对于后图像信号Sig_RE，通过灰阶转换单元70、灰度转换单元72、限制处理单元80和空间处理单元79的各处理生成并输出后图像信号Sig_RE。

此外，特别地，通过由限制处理单元80和区域最大值检测单元81适应性地限制后图像信号Sig_RE的上限值来提高图像质量。具体地，在显示装置90中，通过降低后液晶盒3的信号电平来减少在孤立的白点周围产生的漏光。另外，通过减少漏光，改善了从一个角度看到的双重图像。

首先，将参考图9描述白点周围的漏光的产生。这里，假定未设置限制处理单元80。

假定图9A图示了输入的图像信号Sig_in的波形的一部分。因此，如图9D中所示，假定输入的图像信号Sig_in是与用于显示小点的白色图像的白点部分的灰度值对应的信号。断线的水平高度表示最高灰度。从图像信号Sig_in转换成的灰阶信号Gr也具有灰度接近该灰度的波形。

从上述图5的处理可以看出，灰阶信号Gr被灰度转换单元72转换成例如具有如图9B中所示的波形。即，假定其通过图6A的伽马特性转换成具有最高灰度值。这成为后图像信号Sig_RE。

后图像信号Sig_RE被空间处理单元79进一步处理，以具有如图9C中图示的空间方向上扩展的波形(其中灰度级处于山状分布)。

然后，如图9E中所示，基于后图像信号Sig_RE的后液晶盒3的图像成为白点大范围模糊的图像。如图9F中所示，前液晶盒2的图像是原始的白点的图像。

这些图9E和图9F的组合图像被观看者视觉地识别，并且该图像如图9G中所示。即，在白点周围产生漏光。当后图像信号Sig_RE具有最高灰度值并且后液晶盒3的亮度增加时，很可能产生这样的漏光。

因此，为了减少漏光，在某种程度上抑制后液晶盒3的亮度增加就可以了。

图10A与图9A类似地图示了输入的图像信号Sig_in的波形，图10B和图10C图示了要生成的后图像信号Sig_RE和前图像信号Sig_FR的波形。

图10B是没有特别地对后图像信号Sig_RE进行限制处理的情况并且是后液晶盒3的亮度高的状态，图10C是对后图像信号Sig_RE进行限制处理的状态并且是抑制了后液晶盒3的亮度的状态。

在图10B的情况下，由漏光造成的眩光(flare)是明显的，并且对比度也变差。另一方面，在图10C的情况下，通过抑制后液晶盒3的亮度，抑制了由漏光造成的眩光，由此对比度也得以改善。

因此，在本实施例中，设置限制处理单元80和区域最大值检测单元81来改善图像质量，如图10C中所示。

对于从灰度转换单元72供应的后图像信号Sig_RE，限制处理单元80将作为上限的灰度值限制为低于最大灰度值(在该示例中为1023)的值，如图11中所示。该图11图示了相对于图6A中图示的伽马转换特性如实线所示将输出的灰度值限制为限制值LL。

然后，限制处理单元80将由区域最大值检测单元81检测到的最大值用作限制值LL。

区域最大值检测单元81将一帧的图像划分成多个区域AR00至ARnm，并且针对每个区域检测输入的图像信号Sig_in的最大值，例如如图12A中所示。注意，这里是通过将图像在水平方向上划分成n+1个区域并在垂直方向上划分成m+1个区域来形成(n+1)×(m+1)个区域的示例，但是划分区域时的区域的数量不受限制。仅需要是两个或更多区域。

另外，区域最大值检测单元81不一定限于划分区域。可以通过将区域的数量设置为“1”并且如图12B中所示将整个区域用作一个区域AR来检测最大值。

区域最大值检测单元81将每个区域的最大值供应给限制处理单元80。

限制处理单元80以对应区域的最大值作为限制值LL来对由后图像信号Sig_RE表示的每个像素的灰度值执行限制处理。

例如，如果在图像信号Sig_in中区域AR00的最大值为“852”，则限制处理单元80执行限制处理，使得后图像信号Sig_RE中的区域AR00的像素的灰度值的上限成为“852”。

另外，例如，当在图像信号Sig_in中区域AR01的最大值为“623”时，限制处理单元80执行限制处理，使得后图像信号Sig_RE中的区域AR01的像素的灰度值的上限成为“623”。

以这种方式，通过使用由区域最大值检测单元81检测到的图像信号Sig_in的最大值在限制处理单元80中限制从灰度转换单元72输出的后图像信号Sig_RE的上限值，伽马转换之后的后图像信号Sig_RE的电平将不会超过输入的图像信号Sig_in的最大值。

由于伽马转换单元74的伽马值被设置为“1”或更小，因此伽马转换之后的信号电平变得高于输入电平，但是由于区域最大值检测单元81和限制处理单元80的操作，导致后图像信号Sig_RE的信号电平变低。

由于已经通过增大后图像信号Sig_RE的信号电平强调了引起图像质量劣化的白点周围的漏光，因此通过上述操作降低后图像信号Sig_RE的信号电平可以减少白点周围的漏光，从而提高图像质量。

另外，在区域最大值检测单元81将区域的数量设置为1并且检测整个画面的最大值的情况下，如果即使在任一点处输入了具有高信号电平的信号，则其信号电平成为限制处理单元80的限制值LL，并且减少漏光的效果减弱。

通过增加区域最大值检测单元81中的作为检测单元的区域的数量，即使当具有大的亮度差的图像进入画面中时，在没有高信号的区域中与区域的数量为1的情况相比限制值LL变低，并且减少漏光的效果增强。因此，随着区域的数量增加，图像质量改善效果增加。另一方面，由于随着区域数量的增加而电路规模增大，因此期望根据应用它的产品来选择适当的区域数量。

注意，在极端情况下，区域的划分数量是像素的数量(即，一个像素是一个区域)，但是当然这是不现实的，并且不用说一个区域具有大量的像素(通过考虑图像质量改善效果和电路规模而确定的像素的数量)。

此外，每个区域中的像素数量和区域形状不一定必须相同。

<3.第二实施例>

将描述第二实施例。注意，在以下实施例中使用的附图中，描述将侧重于与第一实施例中的图5的配置上的差异，并且对与图5相同的部分分配相同的附图标记，并避免重复的描述。

图13图示了作为第二实施例的后图像生成单元51。

在这种情况下，除了图5的配置之外，还设置了下限限制处理单元82。

下限限制处理单元82的输出被供应给限制处理单元80。该下限限制处理单元82设置限制处理单元80中的限制值LL的下限值。

关于下限限制处理单元82，如果区域最大值检测单元81检测到的每个区域的最大值等于或大于设置的下限值，则将区域最大值检测单元81检测到的最大值原样地输出到限制处理单元82，或者如果该最大值小于下限值，则将该下限值作为最大值输出到限制处理单元82。即，将检测到的最大值替换为比该最大值大的下限值然后输出。

因此，供应给限制处理单元82的每个区域的最大值不会下降得低于下限值。

在将区域最大值检测单元81的区域数量设置为两个或更多的情况下，限制处理单元80中的限制值LL根据区域而不同。因此，即使输入到限制处理单元80的后图像信号Sig_RE具有相同的信号电平(灰度值)，在限制处理之后，信号电平也可以根据区域而处于不同的状态。

此时，为了即使后液晶盒3侧的信号电平不同也使显示的图像与输入的图像匹配，通过光量校正单元53和除法单元52a的处理来调整前图像信号Sig_FR的信号电平。

然而，如果由于诸如校正精度不足、温度、视角特性等因素导致前图像信号Sig_FR的信号电平偏离最佳电平，则即使在输入的图像信号Sig_in的阶段中信号电平相同，也可能根据区域而产生亮度差异。

该差异随着后图像信号Sig_RE的每个区域的信号电平的差增大而增大。因此，通过由下限限制处理单元82对限制处理单元80中的限制值LL设置下限，缩窄了限制处理单元80的限制范围。由于限制范围变窄，后图像信号Sig_RE的每个区域的信号电平差变小，并且由画面上的位置造成的图像差异也变小。

<4.第三实施例>

图14图示了第三实施例的配置。在该示例中，设置了抑制限制值LL急剧改变的时间滤波单元84以及检测图像的场景改变的场景改变检测单元85。

时间滤波单元84具有输入的信号和过去输出的信号，并且执行使得输出信号在帧之间不会急剧改变的滤波处理。这种情况下的输入是由区域最大值检测单元81检测到的每个区域的最大值。即，时间滤波单元84执行滤波处理，使得供应给限制处理单元80的每个区域的最大值在时间轴方向上不会急剧改变。

时间滤波单元84可以是具有任何特性的滤波器，只要它可以抑制输出信号(最大值)的急剧改变即可。

从时间滤波单元84输出的最大值成为限制处理单元80中的限制值。

当由区域最大值检测单元81检测到的图像信号Sig_in的最大值急剧改变时，限制处理单元80中的限制值LL急剧改变，并且后图像信号Sig_RE的信号电平急剧改变。

在除法单元52a中，调整前图像信号Sig_FR的信号电平，使得显示的图像与输入的图像信号Sig_in匹配，但是可能存在以下情况：由于前液晶盒2与后液晶盒3之间的响应时间差，导致后液晶盒3的信号电平改变的定时与调整后的前液晶盒2的信号电平的定时彼此偏离，从而造成显示的图像瞬时改变。

为了将这样的图像改变抑制到不能视觉地识别的水平，时间滤波单元84执行使得信号电平在帧之间(时间轴方向)不会急剧改变的滤波处理。

此外，在第三实施例中，当设置了这样的时间滤波单元84时，组合场景改变检测单元85。

然后，当场景改变检测单元85检测到场景改变时，时间滤波单元84具有改变滤波特性的功能或者在滤波的有效与无效之间切换的功能。

场景改变检测单元85通过将输入的图像信号Sig_in的当前帧与前一帧进行比较来检测作为图像内容的场景改变。例如，当在帧中电平已经改变的面积(灰度值已经改变的像素的数量)等于或大于设置的阈值时，检测到场景改变。

当然，检测方法不限于此。例如，场景改变检测单元85可以根据输入的图像信号Sig_in的所有像素的平均值与利用前一帧计算出的图像信号Sig_in的所有像素的平均值之间的差来检测场景改变。

此外，场景改变检测单元85可以根据由区域最大值检测单元81检测到的最大值而非图像信号Sig_in来检测场景改变。例如，可以想到，如果最大值已经改变的区域的数量等于或大于预定值，则确定为场景改变。

上述由于液晶盒3的信号电平改变的定时与前液晶盒2的信号电平改变的定时之间的差异而导致的图像改变在图像正在运动的地方(画面上的区域)难以被视觉地识别，但在图像静止的地方容易被视觉地识别。

即，当在画面上没有静止的地方而整个画面都改变时，难以视觉地识别显示图像的改变。因此，可以减弱(或关闭)时间滤波单元84的滤波处理。例如，即使增大帧之间允许的最大值的改变宽度或者关闭时间滤波，也几乎看不到图像质量劣化。

这里，整个画面的改变由场景改变检测单元85检测，并且可以被检测为场景改变的定时。

因此，时间滤波单元84根据场景改变检测来改变时间滤波单元84的滤波处理。

当不断地运行时间滤波时，图像质量改善效果延迟产生，但是通过利用场景改变检测来控制时间滤波，可以使效果的延迟最小化。

注意，也可以是在图14中不设置场景改变检测单元85的配置示例。

<5.第四实施例>

在图15中图示了第四实施例的配置。在该示例中，连同时间滤波单元84和下限限制处理单元82一起设置了检测输入的图像信号Sig_in是否是运动图像的运动图像检测单元83。

运动图像检测单元83将输入的图像信号Sig_in的当前帧与前一帧进行比较，如果在帧之间图像信号存在差异，则将图像信号检测为运动图像，或者如果在帧之间图像信号不存在差异，则将图像信号检测为静止图像。

注意，检测方法不限于此。例如，运动图像检测单元83可以根据由区域最大值检测单元81检测到的最大值而非图像信号Sig_in来检测是否是运动图像。例如，可以想到，如果存在(或者如果存在预定数量或更多)最大值已经改变的区域，则可以确定为运动图像。

另外，即使在帧之间图像信号存在差异，如果改变的值小或者改变的面积小，则运动图像检测单元83也可以将图像信号检测为静止图像。

下限限制处理单元82如上所述设置由区域最大值检测单元81检测到的最大值的下限。因此，设置了限制处理单元80中的限制值LL的下限值。然后，在图15的情况下，下限限制处理单元82在运动图像检测单元83中图像被检测为运动图像时与图像被检测为静止图像时切换设置值(要输出的最大值的下限)。

在时间滤波单元84中在时间轴方向上对从下限限制处理单元82输出的最大值进行滤波处理以抑制急剧改变，然后将其供应给限制处理单元80并用作限制值LL。

在设置了时间滤波单元84的情况下，如果输入到时间滤波单元84的最大值由于其操作而改变，则产生恒定时间的延迟，直到时间滤波单元84的输出接近输入。

该延迟随着输入信号的改变量(检测到的最大值)增大而变长，但是如果缩窄限制处理单元80的限制范围，则信号的改变量减小，并且信号改变时的响应变快。为了缩窄限制处理单元80的限制范围，在设置了下限限制处理单元82的情况下，仅需要由下限限制处理单元82缩窄最大值原样通过的范围。

另外，当图像信号Sig_in静止并且检测到的最大值不改变时，由时间滤波单元84造成的延迟并不重要，但是如果图像信号Sig_in是运动图像并且检测到的最大值变化，则期望延迟时间不会变得太长。

因此，运动图像检测单元83检测运动图像，并且当输入运动图像时，下限限制处理单元82提高作为最大值的下限值的设置值。通过增大下限值，可以进一步缩窄限制处理单元80的限制范围，并且可以缩短延迟时间。

<5.第五实施例>

在图16中图示了第五实施例的配置。在该示例中，设置了空间滤波单元86，并且由空间滤波单元86对由区域最大值检测单元81检测到的最大值进行空间滤波处理，然后将其供应给限制处理单元80。

该空间滤波单元86执行使由区域最大值检测单元81划分的区域间的改变平滑的空间滤波处理。即，空间滤波单元86对于由区域最大值检测单元81通过划分每个区域而检测到的最大值执行抑制区域间的信号电平差的滤波处理，以抑制区域间的信号电平的急剧改变。

此外，进行空间滤波单元86的滤波处理，使得滤波处理之后的信号电平不会变得小于输入的信号。

在区域最大值检测单元81中将区域的数量设置为两个或更多的情况下，如果区域间的信号电平差大，则当从一个角度观察显示装置90时，可能产生区域间的信号电平差看上去是双重图像的问题。

因此，为了减小区域间的信号电平差，空间滤波单元86执行抑制区域间的信号电平差的滤波处理，以改善从一个角度观察时的双重图像。

注意，期望空间滤波单元86具有在从由区域最大值检测单元81输入的图像信号Sig_in的分辨率减小的情况下恢复为原始分辨率的功能。当空间滤波单元86将分辨率恢复为原始分辨率时，可以想到要执行不足的信号的插值处理。

当区域最大值检测单元81从图像信号Sig_in的分辨率减小为区域数量的分辨率时，空间滤波单元86执行恢复为原始分辨率的操作，而此时执行插值处理以平滑地连接不足的信号，从而防止由于相邻信号电平差而导致产生双重图像。

注意，在区域最大值检测单元81具有足够多的区域的情况下，上述插值处理是不必要的。

注意，除了图16的配置之外，可以想到设置图15中描述的运动图像检测单元83并且将运动图像检测单元83的检测结果供应给空间滤波单元86。在该情况下，空间滤波单元86在检测到运动图像时和检测到静止图像时改变滤波特性。

另外，在区域最大值检测单元81中将区域数量设置为1的情况下，空间滤波单元86是不必要的。

此外，在区域最大值检测单元81具有足够多的区域的情况下，可以省略空间滤波单元86。

<3.第六实施例>

在图17中图示了第六实施例。这是组合了上述第一实施例至第五实施例的示例。

由区域最大值检测单元81检测到的最大值被下限限制处理单元82设置为下限值。根据运动图像检测单元83对运动图像或静止图像的检测来切换下限值的设置。

从下限限制处理单元82输出的最大值在被时间滤波单元84抑制了急剧改变并且此外被空间滤波单元86平滑了区域间的改变之后，被供应给限制处理单元80。

通过该配置示例，可以全面地获得如以上已经描述的各实施例的效果。

<7.总结和变形例>

在以上实施例中可以获得以下效果。

实施例的双盒图像处理单元12(图像处理装置)包括：灰度值转换单元72，对针对由通过后液晶盒3和前液晶盒2的光生成显示图像的液晶显示面板1的图像信号Sig_in执行灰度值转换，以生成针对后液晶盒3的后图像信号Sig_RE；以及限制处理单元80，执行将从灰度值转换单元72输出的后图像信号Sig_RE的值限制为限制值LL的处理。

即，对通过执行灰度值转换而生成的后图像信号Sig_RE执行限制处理。

如果后图像信号Sig_RE的信号电平(灰度)变得太高，则前图像周围的漏光可能被强调并且图像质量可能劣化。因此，由限制处理单元80对后图像信号Sig_RE进行利用限制值LL的限制处理，以防止后图像的灰度变得太高。因此，后液晶盒3的信号电平降低，并且作为显示图像的孤立的白点周围的漏光减少，作为结果，可以提高图像质量。

另外，当从一个角度观看画面时，漏光看起来像双重图像那样，因此，通过减少漏光，也改善了从一个角度观看时的双重图像。

在第一实施例至第六实施例(图5、图13、图14、图15、图16和图17)中，设置了检测输入的图像信号Sig_in的最大值的区域最大值检测单元81(最大值检测单元)，并且限制处理单元80将限制值LL设置成基于由最大值检测单元检测到的最大值的值。

通过基于输入图像信号的最大值即输入的彩色图像信号Sig_RGB的最大值来设置限制值，执行利用适于图像内容的限制值的限制处理。因此，可以实现适当的限制控制。

在第一实施例(图5)中，限制处理单元80将由区域最大值检测单元81检测到的最大值设置为限制值LL。

即，将输入的图像信号Sig_in的最大值原样地用作限制值LL。

因此，后图像信号Sig_RE的最大值被限制为输入的彩色图像信号Sig_RGB的最大值。因此，可以防止后图像的灰度值变得太高，并且可以减少漏光。

第一实施例至第六实施例给出了以下示例：区域最大值检测单元81针对图像中设置的多个区域中的每个区域检测最大值，并且限制处理单元80针对每个区域执行利用基于区域中的最大值的限制值LL的限制处理。

即，将一帧的图像区域划分并设置为多个区域。然后，针对每个区域检测输入信号的最大值，并且针对每个区域利用基于该最大值的限制值来执行后图像信号Sig_RE的限制处理。

因此，利用对于每个区域不同的合适限制值对后图像信号Sig_RE进行限制处理。例如，当画面上亮度差大时，执行适于每个区域的亮度的限制处理，并且适当地表现出上述减少图像质量劣化的效果。

第二实施例、第四实施例和第六实施例(图13、图15和图17)给出了包括下限限制处理单元82的示例，该下限限制处理单元82在由最大值检测单元81检测到的最大值小于设置的下限值时输出该下限值作为最大值。

由于由该下限限制处理单元82进行的下限值限制处理，成为限制处理单元80中的限制值的参考的最大值总是等于或大于下限值。

因此，可以抑制后图像信号Sig_RE的信号电平的改变，并且可以使在前图像信号Sig_FR的信号电平产生偏离最佳值的误差时产生的显示图像的改变最小化。

第三实施例、第四实施例和第六实施例(图14、图15和图17)给出了包括时间滤波单元84的示例，该时间滤波单元84抑制由区域最大值检测单元81检测到的最大值的时间轴方向上的变化量。

例如，抑制变化量，使得输入的图像信号Sig_in的当前帧的最大值与前一帧的最大值(在划分成多个区域的情况下，当前帧的某个区域的最大值和所有帧的对应区域的最大值)不会急剧改变。

通过施加这样的时间滤波，可以减少在后图像信号Sig_RE的信号电平改变时产生的显示图像的改变。

第三实施例和第六实施例(图13和图17)给出了包括检测图像信号Sig_in的场景改变的场景改变检测单元85的示例，其中时间滤波单元84在场景改变被检测到时改变滤波操作。

例如，场景改变检测单元85通过将当前帧与前一帧进行比较来检测作为图像内容的场景是否已经改变。时间滤波单元84响应于检测到场景改变而切换滤波特性或者切换滤波处理的开启或关闭。

通过执行时间滤波处理，图像质量改善效果延迟产生，因此，如果存在场景改变，则不能很好地表现出效果。因此，通过场景改变检测来控制时间滤波。因此，可以使效果的延迟最小化。

第四实施例和第六实施例(图15和图17)描述了包括如果由区域最大值检测单元81检测到的最大值小于设置的下限值则将最大值设置为下限值的下限限制处理单元82以及检测输入的图像信号Sig_in是否是运动图像的运动图像检测单元83的示例，其中下限限制处理单元82在输入图像信号Sig_in是运动图像时和在输入图像信号Sig_in不是运动图像时将下限值设置成不同的值。

例如，在输入图像信号是运动图像时和在输入图像信号是静止图像时，将下限限制处理中的下限值设置得不同。即，在运动图像的情况下，提高下限值。

当输入运动图像时，由时间滤波单元84造成的信号延迟可能引起问题。因此，在执行时间滤波处理的情况下，当输入图像信号被检测为运动图像时，改变下限值以减小后图像信号Sig_RE的信号电平的变化。因此，可以使由时间滤波造成的信号延迟最小化。

第五实施例和第六实施例(图16和图17)包括空间滤波单元86，该空间滤波单元86抑制图像中设置的多个区域中的每个区域中的最大值的空间方向上的变化量。

即，对于每个区域中的最大值执行滤波处理，使得在空间方向(多个区域彼此相邻的像平面方向)上不会引起急剧改变。

当通过划分区域以区域为单位执行最大值检测和限制处理时，存在由于区域间的电平差而产生双重图像的可能性。因此，执行空间滤波来防止产生这样的问题。

实施例给出了灰度值转换单元72执行伽马值小于1的伽马转换的示例。这是为了在前图像与后图像组合的状态下执行良好的灰度表现。

通过执行伽马值小于1的伽马转换，伽马转换之后的灰度值变得高于伽马转换之前的灰度值。当后图像信号Sig_RE的信号电平(灰度)由于伽马转换而变得太高时，前图像周围的漏光被强调，并且很可能产生图像质量劣化。

因此，在这种情况下，对后图像信号Sig_RE执行限制处理是有用的。

实施例包括空间处理单元79，该空间处理单元79对后图像信号Sig_RE执行使后液晶盒3中的图像的透射像素范围大于前液晶盒2中的图像的透射像素范围的空间滤波处理。

即，执行空间滤波处理，以使后图像模糊。

以这种方式，例如，在显示图像中不太可能产生双重图像，并且可以改善视角。然而，在这种情况下很可能产生漏光，因此通过限制处理防止图像质量劣化变得更有效。

实施例的双盒图像处理单元12还包括前图像生成单元52，该前图像生成单元52对图像信号Sig_in执行使用后图像信号Sig_RE的计算处理，以生成针对前液晶盒2的前图像信号Sig_FR。输入双盒图像处理单元12的图像信号Sig_in是彩色图像信号，并且灰度值转换单元72对从彩色图像信号转换成的单色图像信号(灰阶信号Gr)执行灰度值转换。前图像生成单元52通过将作为彩色图像信号的图像信号Sig_in除以由限制处理单元80处理后的后图像信号Sig_RE来生成前图像信号Sig_FR。

即，将作为图像信号(该图像信号是彩色图像信号)的例如R、G和B的灰度值中的每一个除以限制处理之后的后图像信号的灰度值，以获得作为前图像信号的R、G和B的灰度值。

因此，可以成为获得适当的灰度作为重叠了后液晶盒3与前液晶盒2的图像的状态。

实施例给出了以下示例：双盒图像处理单元12包括将与入射在前液晶盒2上的光量分量对应的校正系数kLC与后图像信号Sig_RE相乘的光量校正单元53，并且前图像生成单元52通过将图像信号Sig_in除以通过与校正系数kLC相乘而获得的后图像信号Sig_RE来生成前图像信号Sig_FR。

可以获得考虑了从后液晶盒3入射到前液晶盒2上的光量分量的前图像信号Sig_FR，并且可以实现获得适当的灰度作为重叠了后液晶盒3与前液晶盒2的图像的状态。

实施例的显示装置90具有由通过后液晶盒和前液晶盒的光生成显示图像的双盒型液晶显示面板1以及上述双盒图像处理单元12。

液晶显示面板1包括按背光5、后液晶盒3、扩散层4和前液晶盒2的次序布置的背光5、后液晶盒3、扩散层4和前液晶盒2。

在本实施例中，对于这种双液晶盒类型的液晶显示面板1，可以减少由后图像信号Sig_RE的电平增加引起的图像质量劣化。

注意，本实施例中公开的技术不限于上述实施例的配置和设置方法，并且可以想到双盒图像处理单元12的配置示例、滤波控制单元15的处理示例等的各种变形例。

注意，本说明书中描述的效果仅仅是示例而非限制，并且可以提供其他效果。

注意，本技术可以采用如下的配置。

(1)

一种图像处理装置，包括：

灰度值转换单元，对作为针对由通过后液晶盒和前液晶盒的光生成显示图像的显示面板的图像信号的输入图像信号执行灰度值转换，以生成针对所述后液晶盒的后图像信号；以及

限制处理单元，执行将从所述灰度值转换单元输出的后图像信号的值限制为限制值的处理。

(2)

根据以上(1)所述的图像处理装置，还包括：

最大值检测单元，检测所述输入图像信号的最大值，

其中所述限制处理单元将所述限制值设置成基于由所述最大值检测单元检测到的最大值的值。

(3)

根据以上(2)所述的图像处理装置，其中

所述限制处理单元将由所述最大值检测单元检测到的最大值设置为所述限制值。

(4)

根据以上(2)或(3)所述的图像处理装置，其中

所述最大值检测单元针对图像中设置的多个区域中的每个区域检测最大值，并且

所述限制处理单元针对每个区域执行利用基于该区域中的最大值的限制值的限制处理。

(5)

根据以上(2)至(4)中的任一项所述的图像处理装置，还包括：

下限限制处理单元，在由所述最大值检测单元检测到的最大值小于设置的下限值时，输出所述下限值作为最大值。

(6)

根据以上(2)至(5)中的任一项所述的图像处理装置，还包括：

时间滤波单元，抑制由所述最大值检测单元检测到的最大值的时间轴方向上的变化量。

(7)

根据以上(6)所述的图像处理装置，还包括：

场景改变检测单元，检测关于所述输入图像信号的场景改变，

其中在检测到场景改变时，所述时间滤波单元改变滤波操作。

(8)

根据以上(6)或(7)所述的图像处理装置，还包括：

下限限制处理单元，在由所述最大值检测单元检测到的最大值小于设置的下限值时，将最大值设置为所述下限值；以及

运动图像检测单元，检测所述输入图像信号是否是运动图像，

其中所述下限限制处理单元在所述输入图像信号是运动图像时和在所述输入图像信号不是运动图像时将所述下限值设置成不同的值。

(9)

根据以上(4)所述的图像处理装置，还包括：

空间滤波单元，抑制图像中设置的多个区域中的每个区域中的最大值的空间方向上的变化量。

(10)

根据以上(1)至(9)中的任一项所述的图像处理装置，其中

所述灰度值转换单元执行伽马值小于1的伽马转换。

(11)

根据以上(1)至(10)中的任一项所述的图像处理装置，还包括：

空间处理单元，对所述后图像信号执行使所述后液晶盒中的图像的透射像素范围大于所述前液晶盒中的图像的透射像素范围的空间滤波处理。

(12)

根据以上(1)至(11)中的任一项所述的图像处理装置，还包括：

前图像生成单元，对所述输入图像信号执行使用所述后图像信号的计算处理，以生成针对所述前液晶盒的前图像信号，

其中，所述输入图像信号是彩色图像信号，所述灰度值转换单元对从所述彩色图像信号转换成的单色图像信号执行灰度值转换，并且

所述前图像生成单元通过将作为彩色图像信号的所述输入图像信号除以由所述限制处理单元处理后的所述后图像信号来生成所述前图像信号。

(13)

一种显示装置，包括：

显示面板，其中由通过后液晶盒和前液晶盒的光生成显示图像；

灰度值转换单元，对作为针对所述显示面板的图像信号的输入图像信号执行灰度值转换，以生成针对所述后液晶盒的后图像信号；

限制处理单元，执行将从所述灰度值转换单元输出的后图像信号的值限制为预定的限制值的处理；以及

前图像生成单元，对所述输入图像信号执行使用所述后图像信号的计算处理，以生成针对所述前液晶盒的前图像信号。

(14)

一种使图像处理装置执行以下过程的图像处理方法：

灰度值转换过程，对作为针对由通过后液晶盒和前液晶盒的光生成显示图像的显示面板的图像信号的输入图像信号执行灰度值转换，以生成针对所述后液晶盒的后图像信号；以及

限制处理过程，执行将通过所述灰度值转换过程输出的后图像信号的值限制为预定的限制值的处理。

附图标记列表

1…液晶显示面板，2…前液晶盒，3…后液晶盒，4…扩散层，5…背光，10…图像处理装置，11…显示图像处理单元，12…双盒图像处理单元，20…前液晶盒驱动单元，30…后液晶盒驱动单元，51…后图像生成单元，52…前图像生成单元，53…光量校正单元，54、57…面板伽马处理单元，55、58…调整单元，56…后输出单元，57…前输出单元，70…灰阶转换单元，72…灰度值转换单元，73…LUT，74…伽马转换单元，79…空间处理单元，80…限制处理单元，81…区域最大值检测单元，82…下限限制处理单元，83…运动图像检测单元，84…时间滤波单元，85…场景改变检测单元，86…空间滤波单元，90…显示装置

Claims (11)

1.一种图像处理装置，包括：

灰度值转换单元，对作为针对由通过后液晶盒和前液晶盒的光生成显示图像的显示面板的图像信号的输入图像信号执行灰度值转换，以生成针对所述后液晶盒的后图像信号；

最大值检测单元，检测所述输入图像信号的最大值；

限制处理单元，执行将从所述灰度值转换单元输出的后图像信号的值限制为限制值的处理；

时间滤波单元，抑制由所述最大值检测单元检测到的最大值的时间轴方向上的变化量；以及

场景改变检测单元，检测关于所述输入图像信号的场景改变，

其中，所述限制处理单元将所述限制值设置成基于由所述最大值检测单元检测到的最大值的值，

其中，在检测到场景改变时，所述时间滤波单元改变滤波操作。

2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，

所述限制处理单元将由所述最大值检测单元检测到的最大值设置为所述限制值。

3.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，

所述最大值检测单元针对图像中设置的多个区域中的每个区域检测最大值，并且

所述限制处理单元针对所述每个区域执行利用基于该区域中的最大值的限制值的限制处理。

4.根据权利要求1所述的图像处理装置，还包括：

下限限制处理单元，在由所述最大值检测单元检测到的最大值小于设置的下限值时，输出所述下限值作为最大值。

5.根据权利要求1所述的图像处理装置，还包括：

下限限制处理单元，在由所述最大值检测单元检测到的最大值小于设置的下限值时，将最大值设置为所述下限值；以及

运动图像检测单元，检测所述输入图像信号是否是运动图像，

其中，所述下限限制处理单元在所述输入图像信号是运动图像时和在所述输入图像信号不是运动图像时将所述下限值设置成不同的值。

6.根据权利要求3所述的图像处理装置，还包括：

空间滤波单元，抑制图像中设置的多个区域中的每个区域中的最大值的空间方向上的变化量。

7.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，

所述灰度值转换单元执行伽马值小于1的伽马转换。

8.根据权利要求1所述的图像处理装置，还包括：

空间处理单元，对所述后图像信号执行使所述后液晶盒中的图像的透射像素范围大于所述前液晶盒中的图像的透射像素范围的空间滤波处理。

9.根据权利要求1所述的图像处理装置，还包括：

前图像生成单元，对所述输入图像信号执行使用所述后图像信号的计算处理，以生成针对所述前液晶盒的前图像信号，

其中，所述输入图像信号是彩色图像信号，所述灰度值转换单元对从所述彩色图像信号转换成的单色图像信号执行灰度值转换，并且

所述前图像生成单元通过将作为彩色图像信号的所述输入图像信号除以由所述限制处理单元处理后的所述后图像信号来生成所述前图像信号。

10.一种显示装置，包括：

显示面板，其中由通过后液晶盒和前液晶盒的光生成显示图像；

灰度值转换单元，对作为针对所述显示面板的图像信号的输入图像信号执行灰度值转换，以生成针对所述后液晶盒的后图像信号；

最大值检测单元，检测所述输入图像信号的最大值；

限制处理单元，执行将从所述灰度值转换单元输出的后图像信号的值限制为预定的限制值的处理；

前图像生成单元，对所述输入图像信号执行使用所述后图像信号的计算处理，以生成针对所述前液晶盒的前图像信号；

时间滤波单元，抑制由所述最大值检测单元检测到的最大值的时间轴方向上的变化量；以及

场景改变检测单元，检测关于所述输入图像信号的场景改变，

其中，所述限制处理单元将所述限制值设置成基于由所述最大值检测单元检测到的最大值的值，

其中，在检测到场景改变时，所述时间滤波单元改变滤波操作。

11.一种使图像处理装置执行以下过程的图像处理方法，包括：

灰度值转换过程，对作为针对由通过后液晶盒和前液晶盒的光生成显示图像的显示面板的图像信号的输入图像信号执行灰度值转换，以生成针对所述后液晶盒的后图像信号；

最大值检测过程，检测所述输入图像信号的最大值；

限制处理过程，执行将通过所述灰度值转换过程输出的后图像信号的值限制为预定的限制值的处理；

时间滤波过程，抑制通过所述最大值检测过程检测到的最大值的时间轴方向上的变化量；以及

场景改变检测过程，检测关于所述输入图像信号的场景改变，

其中，在所述限制处理过程中，将所述限制值设置成基于在所述最大值检测过程中检测到的最大值的值，

其中，在检测到场景改变时，在所述时间滤波过程中改变滤波操作。

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