CN113709437A - 显示装置、显示控制方法以及记录介质 - Google Patents

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Abstract

控制图像中的中亮度区域的亮度。显示装置(101)包括：输出亮度运算部(83)，其针对位于低亮度区域的第一基准点的输入亮度、位于高亮度区域的第二基准点的输入亮度以及位于第一基准点与第二基准点之间的第三基准点的输入亮度生成各自的输出亮度，使得连接第一基准点和第三基准点的直线的斜率与连接第三基准点和第二基准点的直线的斜率不同；以及亮度转换部(85)，其基于伽马曲线，并通过将输入图像的输入亮度转换为输出亮度来输出输出图像，伽马曲线由第一基准点、第二基准点以及第三基准点各自的输入亮度以及输出亮度来确定的。

Description

显示装置、显示控制方法以及记录介质
技术领域
本发明涉及一种显示装置、显示控制方法以及记录介质。
背景技术
作为现有技术，已知有使用伽玛曲线对输入图像进行亮度校正处理的图像处理装置。例如，在专利文献1中公开了根据校正区间内的黑侧区间/白侧区间各自的亮度直方图的总数来生成最佳的伽马曲线的图像处理装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-017200号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
在如上所述的现有技术中，例如，生成用于提高输入图像中的黑附近的任意区间的对比度的伽玛曲线，另一方面，生成用于提高输入图像中的白附近的任意区间的对比度的伽玛曲线。但是，在该现有技术中，无法通过输入图像来决定中亮度区域的伽马曲线。因此，存在以下问题，无法针对亮度的分布多见于中亮度区域的一般的输入图像控制中亮度区域的亮度。
本发明的一个方式是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于控制图像中的中亮度区域的亮度。
用于解决技术问题的技术方案
为了解决上述问题，本发明一形态的显示装置包括：输入亮度取得部，其获得与确定伽玛曲线的点即第一基准点、第二基准点以及第三基准点分别对应的输入亮度，所述伽马曲线表示相对于输入图像的亮度即所述输入亮度的输出图像的亮度即输出亮度，所述第一基准点位于所述输入亮度的低亮度区域，所述第二基准点位于所述输入亮度的高亮度区域，所述第三基准点位于所述第一基准点与所述第二基准点之间；输出亮度生成部，其针对所述第一基准点、所述第二基准点以及所述第三基准点的所述输入亮度生成各自的所述输出亮度，使得连接所述第一基准点和所述第三基准点的直线的斜率与连接所述第三基准点和所述第二基准点的直线的斜率不同的方式；以及亮度转换部，其基于所述伽马曲线，并通过将所述输入图像的所述输入亮度转换为所述输出亮度来输出所述输出图像，所述伽马曲线由所述第一基准点、所述第二基准点以及所述第三基准点各自的所述输入亮度以及所述输出亮度来确定的。
为了解决上述问题，本发明一形态的显示控制方法包括：输入亮度取得步骤，获得与确定伽玛曲线的点即第一基准点、第二基准点以及第三基准点分别对应的输入亮度，所述伽马曲线表示相对于输入图像的亮度即所述输入亮度的输出图像的亮度即输出亮度，所述第一基准点位于所述输入亮度的低亮度区域，所述第二基准点位于所述输入亮度的高亮度区域，所述第三基准点位于所述第一基准点与所述第二基准点之间；输出亮度生成步骤，针对所述第一基准点、所述第二基准点以及所述第三基准点的所述输入亮度生成各自的所述输出亮度，使得连接所述第一基准点和所述第三基准点的直线的斜率与连接所述第三基准点和所述第二基准点的直线的斜率不同的方式；以及亮度转换步骤，基于所述伽马曲线，并通过将所述输入图像的所述输入亮度转换为所述输出亮度来输出所述输出图像，所述伽马曲线由所述第一基准点、所述第二基准点以及所述第三基准点各自的所述输入亮度以及所述输出亮度来确定的。
有益效果
根据本发明的一个方式，能够控制图像中的中亮度区域的亮度。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的显示装置的构成的框图。
图2是表示上述显示装置的由对比度调整部进行的伽马曲线的制作的步骤的流程图。
图3是表示由上述对比度调整部的直方图制作部制作的直方图的一个例子的图。
图4是表示上述对比度调整部的输入亮度取得部、限幅处理部以及输出亮度运算部进行的处理的图。
图5是表示用于计算上述对比度调整部的输出亮度运算部在低亮度区域的输出亮度的运算中使用的增益的两个输入亮度的差与增益的关系的图。
图6是表示用于计算上述输出亮度运算部在高亮度区域的输出亮度的运算中使用的增益的两个输入亮度的差与增益的关系的图。
图7是表示用于计算上述输出亮度运算部在中亮度区域的输出亮度的运算中使用的增益的输入图像的平均亮度与增益的关系的图。
图8是表示本发明的第二实施方式的显示装置的构成的框图。
图9是表示图8所示的显示装置的由对比度调整部进行的伽玛曲线的制作的步骤的流程图。
图10是表示具有特殊图案的输入图像的输入亮度的直方图的一个例子的图。
图11是表示具有特殊图案的其他输入图像的输入亮度的直方图的一个例子的图。
图12是表示对具有特殊图案的输入图像制作的伽玛曲线的一个例子的图。
图13是表示由本发明的第一实施方式的显示装置的伽玛曲线制作部制作的伽玛曲线的一个例子的图。
图14是表示由上述伽马曲线制作部制作的连接各基准点的曲线的一个例子的图。
图15是表示由上述伽马曲线制作部制作的连接第一基准点、第三基准点及第二基准点的曲线形状的四个图案的图。
图16是表示由上述伽玛曲线制作部制作的连接第一基准点、第三基准点及第二基准点的曲线形状的四个图案的图。
具体实施方式
〔第一实施方式〕
基于图1～图7对本发明的第一实施方式进行说明，如下所述。
图1是表示第一实施方式的显示装置101的构成的框图。
如图1所示，显示装置101具备输入处理部1、对比度调整部2、输出处理部3以及显示面板4。
在显示装置101中，RGB信号作为输入图像(输入图像信号)输入。输入处理部1首先将RGB信号转换成YUV信号。此处，YUV信号是通过亮度信号(Y信号)和色差信号(U信号和V信号)的组合来表示颜色信息的信号。输入处理部1从YUV信号分离亮度信号和色差信号。亮度信号和色差信号输入到对比度调整部2。
对比度调整部2基于亮度信号即输入亮度的直方图等来调整亮度信号的对比度。关于对比度调整部2，将在后面详细说明。
输出处理部3对从对比度调整部2输出的亮度信号以及色差信号进行用于调整为显示面板4能够显示的形式的各种处理。输出处理部3主要进行以下处理，将来自对比度调整部2的亮度信号以及色差信号合成，得到YUV信号后，将该YUV信号转换成RGB信号。此外，输出处理部3对RGB信号进行适合于输入该RGB信号的显示面板4的白平衡的调整。
显示面板4基于从输出处理部3输出的RGB信号来显示图像。显示面板4由液晶显示面板、有机EL(Electroluminescence：电致发光)面板等构成。
接着，详细说明对比度调整部2。
对比度调整部2具有亮度分析部7、伽马处理部8以及增益处理部9，以调整输入图像的对比度。
亮度分析部7通过分析输入到亮度分析部7的亮度信号(输入亮度)来获得各种分析信息。亮度分析部7具有平均亮度取得部71、最大/最小亮度取得部72、直方图制作部73以及输入亮度取得部74。
平均亮度取得部71通过计算输入亮度的平均来获得平均亮度(APL：AveragePicture Level)作为分析信息。
最大/最小亮度取得部72从输入亮度获得最大亮度Ymax以及最小亮度Ymin作为分析信息。
直方图制作部73基于输入亮度来制作输入亮度的直方图。直方图制作部73例如在输入亮度具有256灰度的情况下，将输入亮度等分为32等级(BIN)，并将各灰度的像素数表示为频数。等级不限于该例子，可根据输入亮度的灰度数等来适当设定。例如，也可以按各灰度来设定等级。
输入亮度取得部74获得与后述的伽玛曲线所通过的第一基准点、第二基准点以及位于第一基准点与第二基准点之间的第三基准点分别对应的输入亮度。
在此，伽马曲线是以X-Y坐标系表示输出图像的亮度即输出亮度相对于输入图像的亮度即输入亮度的曲线。伽马曲线的X轴值是输入亮度，伽马曲线的Y轴值是输出亮度。伽马曲线是通过至少包括第一基准点、第二基准点、第三基准点、第四基准点以及第五基准点的多个点的曲线。
第一基准点是位于低亮度区域的点。第二基准点是位于高亮度区域的点。第三基准点是位于第一基准点与第二基准点之间的中亮度区域的点。第四基准点是与输入图像的最小亮度Ymin或近似该最小亮度Ymin的近似最小亮度对应的点。第五基准点是与输入图像的最大亮度Ymax或近似该最大亮度Ymax的近似最大亮度对应的点。
输入亮度取得部74基于由直方图制作部73制作的直方图来运算与决定伽马曲线的主要点分别对应的输入亮度，从而获得该输入亮度。主要点至少包括位于输入亮度的低亮度区域的第一基准点、位于输入亮度的高亮度区域的第二基准点以及位于第一基准点与第二基准点之间的第三基准点。
具体而言，输入亮度取得部74从最低的BIN开始依次加上各BIN相对于直方图的全部BIN的频数的总和的比率，使用包含BIN的频数等的规定的式子运算第一基准点的输入亮度，该BIN的频数超过了规定低亮度区域的低亮度比率。此外，输入亮度取得部74从最高的BIN开始依次加上各BIN相对于直方图的全部BIN的频数的总和的比率，使用包含BIN的频数等的规定的式子运算第二基准点的输入亮度，该BIN的频数超过了规定高亮度区域的高亮度比率。此外，输入亮度取得部74基于运算出的第一基准点以及第二基准点各自的输入亮度来运算第三基准点的输出亮度。
另外，输入亮度取得部74通过运算输入亮度1x、2x而获得。与此相对，输入亮度取得部74也可以获得从外部输入的固定的输入亮度1x、2x。或者，输入亮度取得部74也可以获得由服务器等运算并输入到显示装置101的输入亮度1x、2x。
或者，输入亮度取得部74也可以作为特别用于对输入亮度1x、2x、3x进行运算的输入亮度运算部发挥功能。
伽马处理部8基于从亮度分析部7输出的分析信息来制作伽马曲线，并将输入亮度转换为具有按照该伽马曲线的亮度特性的输出亮度。伽马处理部8为了进行这样的一系列的处理，具有限幅处理部82、输出亮度运算部83(输出亮度生成部)、伽马曲线制作部84以及亮度转换部85。
限幅处理部82以如下方式对第一基准点～第五基准点的输入亮度进行限幅处理。限幅处理部82根据需要将第一基准点的输入亮度和第四基准点的输入亮度置换为不超过各自设定的上限值的值。限幅处理部82根据需要将第二基准点的输入亮度和第五基准点的输入亮度置换为不超过各自设定的上限值的值。限幅处理部82根据需要将第三基准点的输入亮度置换为不超过规定范围的值。
输出亮度运算部83根据由限幅处理部82实施了上述的限幅处理的第四基准点的输入亮度与实施了限幅处理的第一基准点的输入亮度之差来运算第一基准点的输出亮度而生成。输出亮度运算部83根据实施了限幅处理的第五基准点的输入亮度与实施了限幅处理的第二基准点的输入亮度之差来运算第二基准点的输出亮度而生成。输出亮度运算部83根据由平均亮度取得部71获得的输入图像的平均亮度来运算所述第三基准点的所述输出亮度而生成。
伽马曲线制作部84制作伽马曲线，该伽马曲线通过由输入亮度取得部74运算的第一基准点～第五基准点的输入亮度和由输出亮度运算部83运算的第一基准点～第五基准点的输出亮度确定的第一基准点～第五基准点。
亮度转换部85转换从输入处理部1输出的亮度信号，以成为基于上述伽马曲线的亮度特性。
增益处理部9根据由亮度转换部85进行的亮度信号的转换来调整UV信号的色彩。具体而言，增益处理部9将UV信号乘以与根据伽玛曲线的亮度信号的波动相对应的增益。
对由以上那样构成的显示装置101的对比度调整部2进行的对比度调整的动作(显示控制方法)进行说明。
图2是表示对比度调整部2制作伽玛曲线的步骤的流程图。图3是表示通过直方图制作部73制作的直方图的一个例子的图。图4是表示输入亮度取得部74、限幅处理部82以及输出亮度运算部83进行的处理的图。图5是表示用于计算输出亮度运算部83在低亮度区域的输出亮度的运算中使用的增益的两个输入亮度之差与增益之间的关系的图。图6是表示输出亮度运算部83用于计算在高亮度区域的输出亮度的运算中使用的增益的两个输入亮度之差与增益之间的关系的图。图7是表示输出亮度运算部83用于计算在中亮度区域的输出亮度的运算中使用的增益的输入图像的平均亮度与增益的关系的图。图13是表示通过伽马曲线制作部84制作的伽马曲线的一个例子的图。图14是表示通过伽马曲线制作部制作的连接各基准点的曲线的一个例子的图。图15和图16是分别表示通过伽马曲线制作部制作的连接第一基准点、第三基准点及第二基准点的曲线形状的四个图案的图。
首先，如图3所示，直方图制作部73制作输入亮度的直方图。如图2所示，输入亮度取得部74根据由直方图制作部73制作的直方图来计算直方图的每个BIN的比率(步骤S1)。
输入亮度取得部74例如以如下方式进行每个BIN的比率的计算。此处，对输入亮度具有256灰度，直方图中输入亮度分类为32的BIN0～BIN31的情况进行说明。直方图中，各BIN的频数由像素数表示。
在该情况下，各BIN的灰度的范围(灰度范围)以及各BIN的亮度的最高值(最高亮度值)如表1所示那样被设定。此外，输入亮度取得部74针对某输入图像，如表1所示那样计算上述的各BIN的比率(BIN比率)。此外，上述的低亮度比率Brate设定为2.0％，上述的高亮度比率Wrate设定为1.0％。
[表1]
BIN 灰度范围 最大亮度值 BIN比率[％]
BIN0 0～7 7 0
BIN1 8～15 15 0
BIN2 16～23 23 1.0
BIN3 24～31 31 0.6
BIN4 32～39 39 0.7
： ： ： ：
BIN27 216～223 223 0.5
BIN28 224～231 231 0.3
BIN29 232～239 239 0.6
BIN30 240～247 247 0
BIN31 248～255 255 0
在这样的条件下，输入亮度取得部74运算第一基准点的输入亮度(伽马曲线的X轴值)1x和第二基准点的输入亮度2x(步骤S2，输入亮度取得步骤)。首先，输入亮度取得部74将各个BIN比率从最低的BIN开始依次相加，在从BIN0到BIN4的BIN比率的合计即2.3％超过低亮度比率Brate(2.0％)时，停止BIN比率的相加。另一方面，输入亮度取得部74将各个BIN比率从最高的BIN开始依次相加，在从BIN31到BIN27的BIN比率的合计即1.4％超过高亮度比率Wrate(1.0％)时，停止BIN比率的相加。
此外，输入亮度取得部74基于下式算出图4所示的第一基准点的输入亮度1x和第二基准点的输入亮度2x。
1x＝HYbin3+(HYbin4-HYbin3)*(Brate-SRrate0～3)/Rbin4
＝31+(39-31)*(2.0-(1.0+0.6))/0.7
＝35.57
在上式中，HYbin3表示BIN3的最高亮度值，HYbin4表示BIN4的最高亮度值。此外，在上式中，SRrate0～3表示从BIN0至BIN3的BIN比率的合计，Rbin4表示BIN4的BIN比率。
2x＝HYbin27+(HYbin27-HYbin26)*(Wrate-SRrate31～28)/Rbin27
＝223-(223-215)*(1.0-(0.6+0.3))/0.5
＝221.4
在上式中，HYbin27表示BIN27的最高亮度值，HYbin26表示BIN26的最高亮度值。此外，在上式中，SRrate31～28表示从BIN31到BIN28的BIN比率的合计，Rbin27表示BIN27的BIN比率。
此外，输入亮度取得部74基于输入亮度1x、2x来计算输入亮度3x(步骤S3，输入亮度取得步骤)。输入亮度取得部74例如通过计算输入亮度1x、2x的平均值来计算输入亮度3x。或者，输入亮度取得部74也可以作为对输入亮度1x(低频侧)或输入亮度2x(高频侧)进行加权而得到的比率来计算输入亮度3x。例如，对1x：2x＝1：2进行加权的情况下，输入亮度取得部74如下式所示计算输入亮度3x。
3x＝(1*1x+2*2x)/1+2
另外，在作为输入亮度4x而使用上述的近似最小亮度的情况下，输入亮度取得部74也可以从直方图获得近似最大亮度。具体而言，输入亮度取得部74获得存在频数的最低的BIN中的任一个亮度(例如表1所示的BIN2的最高亮度值“23”)作为近似最小亮度。
此外，在作为输入亮度5x而使用上述的近似最大亮度的情况下，输入亮度取得部74也可以从直方图获得近似最大亮度。具体而言，输入亮度取得部74获得存在频数的最高的BIN中的任一个亮度(例如表1所示的BIN29的最高亮度值“239”)作为近似最小亮度。
限幅处理部82对第一基准点～第五基准点各自的输入亮度1x～5x进行限幅处理(步骤S4)。如图4所示，限幅处理部82预先设定，且将从外部供给的极限值Liml～Lim6设定在X轴上。
极限值Lim1是最小亮度Ymin的下限值。极限值Lim2是最小亮度Ymin的上限值且输入亮度1x的下限值。极限值Lim3是输入亮度1x的上限值且输入亮度3x的下限值。极限值Lim6是最大亮度Ymax的上限值。极限值Lim5是最大亮度Ymax的下限值且输入亮度2x的上限值。极限值Lim4是输入亮度2x的下限值且输入亮度3x的上限值。
限幅处理部82进行以下处理，根据以下七种情况适当变更输入亮度1x、2x、4x、5x。输入亮度3x通过限幅处理部82进行上述的处理，从而位于极限值Lim3，Lim4的范围内。
此外，限幅处理部82适当变更从最大/最小亮度取得部72输出的输入亮度4x(最小亮度Ymin)以及输入亮度5x(最大亮度Ymax)。或者，限幅处理部82适当变更从输入亮度取得部74输出的输入亮度4x(近似最小亮度)以及输入亮度5x(近似最大亮度)。
情况(1)：输入亮度1x、2x、4x、5x均位于极限值Lim3，Lim4之间。
限幅处理部82将输入亮度4x变更为极限值Lim2，并且将输入亮度1x变更为极限值Lim3。此外，限幅处理部82将输入亮度2x变更为极限值Lim4，并且将输入亮度5x变更为极限值Lim5。
情况(2)：输入亮度4x位于极限值Lim2，Lim3之间，输入亮度1x，2x位于极限值Lim3，Lim4之间，输入亮度5x位于极限值Lim4，Lim5之间。
限幅处理部82与情况(1)相同地变更输入亮度1x、2x、4x、5x。
情况(3)：输入亮度1x、4x均位于极限值Lim2，Lim3之间，输入亮度2x、5x均位于极限值Lim4、Lim5之间。
限幅处理部82将输入亮度4x变更为极限值Lim2，并且不变更输入亮度1x。此外，限幅处理部82不变更输入亮度2x，而将输入亮度5x变更为极限值Lim5。
情况(4)：输入亮度4x位于极限值Lim2，Lim3之间，输入亮度1x位于极限值Lim3，Lim4之间，输入亮度2x位于极限值Lim4，Lim5之间，输入亮度5x位于极限值Lim5，Lim6之间。
限幅处理部82不变更输入亮度1x、2x、4x、5x。
情况(5)：输入亮度1x、4x均位于极限值Lim1，Lim2之间，输入亮度2x、5x均位于极限值Lim5，Lim6之间。
限幅处理部82不将输入亮度4x变更为极限值Lim2，而将输入亮度1x变更为极限值Lim2。此外，限幅处理部82将输入亮度2x变更为极限值Lim5，并且不变更输入亮度5x。
情况(6)：输入亮度4x小于极限值Lim1，输入亮度1x位于极限值Lim2，Lim3之间，输入亮度2x位于极限值Lim5，Lim6之间，输入亮度5x超过极限值Lim6。
限幅处理部82将输入亮度4x变更为极限值Lim1，并且将输入亮度1x变更为极限值Lim2。此外，限幅处理部82将输入亮度2x变更为极限值Lim5，并且将输入亮度5x变更为极限值Lim6。
情况(7)：输入亮度1x、4x均小于极限值Lim1，输入亮度2x、5x均超过极限值Lim6。
限幅处理部82与情况(6)同样地变更输入亮度1x、2x、4x、5x。
在情况(3)～(7)中，存在输入亮度1x、4x的间隔与输入亮度2x、5x的间隔变得过窄的可能性。因此，在输入亮度1x、4x的间隔小于第一规定值的情况下，限幅处理部82对输入亮度1x、4x的至少一方进行变更，以将输入亮度1x、4x的间隔确保为第一规定值。在输入亮度2x、5x的间隔小于第二规定值的情况下，限幅处理部82对输入亮度2x、5x的至少一方进行变更，以将输入亮度2x、5x的间隔确保为第二规定值。
这样，限幅处理部82防止输入亮度1x、4x的间隔接近，防止输入亮度2x、5x的间隔接近。另外，第一规定值和第二规定值既可以是相等的值，也可以是各自不同的值。
在步骤S4中的对输入亮度1x～3x的限幅处理之后，输出亮度运算部83在运算与输入亮度1x～3x分别对应的输出亮度1y～3y之前，计算用于分别运算输出亮度1y～3y的增益(步骤S5)。
输出亮度运算部83基于图5所示的关系来计算用于运算输入亮度1x的增益。图5表示相对于输入亮度Y1的增益G1。
增益GL1是输入亮度Y1为小的规定值Y1a时的最小增益，增益GH1是输入亮度Y1为大于规定值Y1a的规定值Y1b时的最大增益。增益G1在规定值Y1a、Y1b之间线性增加，在规定值Y1b以上时，为固定的增益GH1。
当从限幅处理部82输出的输入亮度1x、4x作为输入亮度Y1被输入时，输出亮度运算部83基于下式计算增益G1。
G1＝(1x-4x)*(GH1-GL1)/Y1b-Y1a
输出亮度运算部83基于图6所示的关系计算用于运算输入亮度2x的增益。图6表示相对于输入亮度Y2的增益G2。
增益GL2是输入亮度Y2为小的规定值Y2a时的最小增益，增益GH2是输入亮度Y2为大于规定值Y2a的规定值Y2b时的最大增益。增益G2在规定值Y2a、Y2b之间线性增加，在规定值Y2b以上时，为固定的增益GH2。
当从限幅处理部82输出的输入亮度2x、5x作为输入亮度Y2被输入时，输出亮度运算部83基于下式计算增益G2。
G2＝(5x-2x)*(GH2-GL2)/Y2b-Y2a
输出亮度运算部83基于图7所示的关系计算用于运算输入亮度3x的增益。图7表示从平均亮度取得部71输出的相对于平均亮度(％)的增益G3。在输入图像为白图像(白色实体图像)的情况下，平均亮度为100％。具体而言，输出亮度运算部83利用按照图7所示的关系的表格，当输入平均亮度时，输出与该平均亮度对应的增益G3。
增益GL3是最小的增益。增益GH3是最大的增益。增益GM3是增益GL3、GH3之间的任意的增益。在从中间值YC到高侧的规定范围ΔYH(例如10％)以上的范围内增益G3是增益GL3。在从中间值YC到低侧的规定范围ΔYL(例如10％)以下的范围内增益G3是增益GM3。在规定范围ΔYL增益G3从增益GM3到GH3呈线性增加。在规定范围ΔYH增益G3从增益GH3到GL3呈线性减少。
如果在步骤S5中计算出增益G1～G3，则输出亮度运算部83使用增益G1～G3，分别运算输出亮度1y～3y(步骤S6、输出亮度生成步骤)。
输出亮度运算部83使用增益G1并基于下式运算输出亮度1y。
1y＝4x+G1*(1x-4x)
输出亮度运算部83使用增益G2并基于下式运算输出亮度2y。
2y＝5x-G2*(5x-2x)
输出亮度运算部83使用增益G3并基于下式运算输出亮度3y。
3y＝{(2y-1y)/(2x-1x)}*(3x-1x)*G3+1y
此外，步骤S4中的对输入亮度4x、5x的限幅处理之后，输出亮度运算部83运算与输入亮度4x、5x分别对应的输出亮度4y、5y(步骤S7)。
输出亮度运算部83将输出亮度4y设定为低于输入亮度4x的值，将输出亮度5y设定为高于输入亮度5x的值。例如，在输入亮度4x为“30”的情况下，输出亮度运算部83将输出亮度4y设定为“16”。另一方面，在输入亮度5x为200的情况下，输出亮度运算部83将输出亮度5y设定为“235”。由此，输出图像的对比度比输入图像大。
另外，输入亮度取得部74也可以获得上述的近似最小亮度来代替最小亮度Ymin。此外，输入亮度取得部74也可以获取上述的近似最大亮度来代替最大亮度Ymax。
在使用近似最小亮度的情况下，输入亮度取得部74将近似最小亮度变更为输入亮度4x。此外，在使用近似最大亮度的情况下，输入亮度取得部74将近似最大亮度变更为输入亮度5x。
第一基准点～第三基准点的输出亮度1y～3y如上所述在步骤S6中算出。此外，第四基准点、第五基准点的输出亮度4y、5y如上述那样在步骤S7中分别算出。输出亮度运算部83将经过了限幅处理部82的输入亮度1x～5x和运算出的输出亮度1y～5y输出到伽马曲线制作部84。
伽马曲线制作部84基于输入亮度1x～5x以及输出亮度1y～5y制作伽马曲线(步骤S8)。伽马曲线制作部84在伽马曲线的制作中，首先，如图13所示，通过输入亮度1x～5x以及输出亮度1y～5y分别确定第一基准点～第五基准点。然后，伽马曲线制作部84连接输入亮度及输出亮度的灰度为0的点和第四基准点，连接输入亮度的灰度为255且输出亮度的灰度比255稍低的点和第五基准点，用相邻的基准点彼此连接第一基准点～第五基准点。伽马曲线制作部84连接各点的顺序并不限定于上述的顺序。下面，参照图14～图16，对伽马曲线制作部84的各点的连接方式进行详细说明。
图14作为伽玛曲线制作部84连接各基准点的曲线的一个例子，表示了连接第一基准点和第三基准点的两条曲线。如图14所示，伽马曲线制作部84以连接第一基准点和第三基准点的曲线收纳于由从第一基准点、第三基准点分别垂直延伸的直线和分别水平延伸的直线包围的区域内的方式来连接第一基准点和第三基准点。关于其它基准点的连接方法也是同样的。
在X-Y坐标系中第三基准点存在于比连接第一基准点和第二基准点的直线更靠上侧(中间亮度被增强)的情况下，伽马曲线制作部84制作例如图15所示的曲线15A～15D中的任意一个曲线即可。
曲线15A是输出亮度从第一基准点到第二基准点整体上升的曲线。伽马曲线制作部84通过制作曲线15A，能够明亮地显示整个影像。
曲线15B是输出亮度在从第一基准点至第三基准点的低灰度区域中上升，在从第三基准点到第二基准的高灰度区域中降低的曲线。通过伽马曲线制作部84制作曲线15B，能够明亮地显示较暗的影像。
曲线15C是输出亮度在从第一基准点到第三基准点的低灰度区域下降，在从第三基准点到第二基准点的高灰度区域上升的曲线。通过伽马曲线制作部84制作曲线15C，能够显示黑色清晰且高灰度被增强的影像。
曲线15D是输出亮度从第一基准点下降到第一基准点与第三基准点的第一中间点以及从第二基准点下降到第二基准点与第三基准点的第二中间点，从第三基准点在第一中间点以及第二中间点的范围内上升的曲线。通过伽马曲线制作部84制作曲线15D，能够显示提高了平均亮度的影像。
在X-Y坐标系中第三基准点存在于比连接第一基准点和第二基准点的直线靠下侧(中间亮度降低)的情况下，伽马曲线制作部84制作例如图16所示的曲线16A～16D中的任意一个曲线即可。
曲线16A是输出亮度从第一基准点上升到第一基准点与第三基准点的第三中间点以及从第二基准点上升到第二基准点与第三基准点的第四中间点，从第三基准点在第三中间点以及第四中间点的范围内降低的曲线。通过伽马曲线制作部84制作曲线16A，能够显示降低了平均亮度的影像。
曲线16B是输出亮度在从第一基准点到第三基准点的低灰度区域中上升，在从第三基准点到第二基准点的高灰度区域中降低的曲线。通过伽马曲线制作部84制作曲线16B，半色调区域的亮度被增强，因此影像的对比度减弱。
曲线16C是输出亮度在从第一基准点到第三基准点的低灰度区域下降，在从第三基准点到第二基准点的高灰度区域上升的曲线。通过伽马曲线制作部84制作曲线16C，能够显示黑色清晰的影像。
曲线16D是输出亮度从第一基准点到第二基准点整体降低的曲线。通过伽马曲线制作部84制作曲线16D，能够将影像整体变暗显示。
在对比度调整部2中，亮度转换部85转换输入的亮度信号，以成为基于如以上那样制作出的伽玛曲线的亮度特性(亮度转换步骤)。与在低亮度区间与高亮度区间之间具有线性的中亮度区间的伽玛曲线相比，在计算出的伽玛曲线的中亮度区间中，输出亮度3y上升或下降。
由此，输出图像的中亮度区域被增强或抑制。因此，在中亮度区域中的像素多的图像的显示中，能够使画面整体变亮。
此外，输出亮度运算部83根据输入图像的平均亮度来运算输出亮度3y。由此，在显示装置101为使用OLED(Organic Light Emitting Diode：有机发光二极管)的有机EL(Electroluminescence：电致发光)显示器的情况下，能够以减少输出图像的峰值亮度的变动的方式确定第三基准点的输出亮度。这是因为，OLED(Organic Light Emitting Diode：有机发光二极管)具有如下趋势：平均亮度越高，峰值亮度越降低，平均亮度越低，峰值亮度越上升。
此外，输出亮度运算部83根据输入图像的最小亮度Ymin或者近似最小亮度与输入亮度1x之差来运算输出亮度1y。由此，能够避免在低亮度侧输出亮度不变化的现象(所谓的黑斑)。
此外，输出亮度运算部83根据输入图像的最大亮度Ymax或近似最大亮度与输入亮度2x之差来运算输出亮度2y。由此，能够避免在高亮度侧输出亮度不变化的现象(所谓的白点)。
以下，对能够避免黑斑和白斑的理由进行详细说明。
专利文献1(第0033段及图7)中记载有如下内容：亮度的直方图的总数越多，伽马曲线的增益(gain_upper，gain_lower)越大，提高亮度的增益(gain_upper)与提高亮度的增益(gam_lower)能够以不同的值进行设定。在黑区间中gain_lower大于gain_upper的情况下，合成的gam[X]成为下沉的曲线(专利文献1的图2)，由于增益的设定，可能产生低灰度侧被削弱，即产生黑斑(没有灰度性)。此外，根据上述的记载，也能够推测存在以下可能性，由于增益的设定而高灰度侧偏移，即产生白点(灰度性消失)。
与此相对地，在显示装置101中，关于黑侧的像素数多的输入图像，输入亮度1x、4x的间隔变宽。由此，连接增益G1，即第一基准点和第四基准点的直线的斜率变大。因此，该直线的斜率接近线性的伽玛曲线。因此，不会产生黑斑。
同样地，在显示装置101中，关于白侧的像素数多的输入图像，输入亮度2x、5x的间隔变宽。由此，连接增益G2，即第二基准点和第五基准点的直线的斜率变大。因此，该直线的斜率接近线性的伽玛曲线。因此，不会产生白斑。
〔第二实施方式〕
基于图8～图12如下说明本发明的第二实施方式。另外，在第二实施方式中，对具有与第一实施方式中的构成要素相同的功能的构成要素标注相同的附图标记，并省略其说明。
图8是表示第二实施方式的显示装置102的构成的框图。
如图8所示，显示装置102与第一实施方式的显示装置101相同，具有输入处理部1、输出处理部3以及显示面板4。此外，显示装置102具备对比度调整部2A来代替显示装置101的对比度调整部2。对比度调整部2A具有亮度分析部7A和伽马处理部8A。
亮度分析部7A与对比度调整部2的亮度分析部7相同，具有平均亮度取得部71、最大/最小亮度取得部72、直方图制作部73以及输入亮度取得部74。此外，亮度分析部7A具有图像判断部75。
图像判断部75例如基于由直方图制作部73制作的输入亮度的直方图来判断输入图像的输入亮度是否分布在特定的范围内。在直方图中具有从最大到最多的规定位次的频数的BIN的频数的总和相对于所有BIN的频数的总和的比例为规定比例以上时，图像判断部75判断为输入图像的输入亮度分布在特定的范围内。
此外，在显示装置102中，伽马处理部8A与对比度调整部2的伽马处理部8相同，具有限幅处理部82、伽马曲线制作部84以及亮度转换部85。此外，伽马处理部8A具有输出亮度运算部83A来代替伽马处理部8的输出亮度运算部83。
输出亮度运算部83A具有与伽马处理部8的输出亮度运算部83同样的运算输出亮度的功能。此外，针对由图像判断部75判断为输入图像的输入亮度分布于特定的范围的输入图像，输出亮度运算部83A以使该输入图像的输入亮度与对应于该输入亮度的输出亮度之比为固定的方式运算输出亮度。
对如以上那样构成的显示装置102的由对比度调整部2A进行的对比度调整的动作进行说明。在以下的说明中，将具有分布在特定范围内的输入亮度的输入图像称为具有特殊图案的输入图像。
图9是表示由对比度调整部2A进行的伽马曲线的制作的步骤的流程图。图10是表示具有特殊图案的输入图像的输入亮度的直方图的一个例子的图。图11是表示具有特殊图案的其他输入图像的输入亮度的直方图的一个例子的图。图12是表示通过对比度调整部2A对具有特殊图案的输入图像生成的伽玛曲线的一个例子的图。
如图9所示，首先，图像判断部75基于由直方图制作部73制作的输入亮度的直方图，判断输入图像是否具有特殊图案(步骤S11)。在直方图中具有最大至预定位次的频数的BIN的频数的总和相对于所有BIN的频数的总和的比例为预定比例(例如99.5％)以上时，图像判断部75判断为输入图像具有特殊图案。上述的规定的位次例如能够设为第三位，但并不限定于该位次。
作为直方图中具有最大频数的输入图像，可举出全画面为单一色的实心图案。例如，如图10所示，具有蓝色全色图案的输入图像的直方图的BIN3的频数为100％。
作为直方图中具有第二位频数的输入图像，可以举出由两种颜色构成的窗口图案、区块检查图案等。例如，在黑色背景的中央具有带有白色矩形区域的窗口图案的输入图像的直方图中，如图11所示，BIN2的频数为96％，BIN29的频数为4％。
作为直方图中具有第三位频数的输入图像，可列举由三色构成的窗口图案等。
在步骤S11中，在通过图像判断部75未判断为输入图像具有特殊图案的情况下(否)，输入亮度取得部74以及输出亮度运算部83A分别计算第一基准点～第五基准点的输入亮度以及输出亮度(步骤S12)。在步骤S12中，输入亮度取得部74以及输出亮度运算部83A进行与在显示装置101中输入亮度取得部74以及输出亮度运算部83分别作为通常的处理进行的输入亮度以及输出亮度的运算同样的运算。
在步骤S11中，在通过图像判断部75判断输入图像具有特殊图案的情况下(YES)，输出亮度运算部83A以输入亮度与对应的输出亮度之比为固定的方式运算第一基准点～第五基准点的输出亮度(步骤S13)。
若通过经过步骤S12或步骤S33确定第一基准点～第五基准点各自的输入亮度及输出亮度，则伽玛曲线制作部84制作通过这些输入亮度及输出亮度的伽玛曲线(步骤S14)。如图12所示，制作的伽马曲线呈线性。
如以上那样，根据显示装置102，针对具有特殊图案的输入图像制作线性的伽玛曲线，针对输入亮度分布在宽亮度区域的输入图像制作中亮度区域的特性相对于线性的特性被变更的伽玛曲线。由此，针对具有不需要提高对比度的特殊图案的输入图像，将伽玛曲线调整为线性的特性。因此，能够对该输入图像不进行提高对比度的处理。因此，通过仅对需要提高对比度的输入图像调整伽玛曲线，能够提高对比度。
此外，图像判断部75基于直方图来判断输入图像具有特殊图案。由此，能够基于直方图的频数多的BIN，检测输入亮度分布在特定的范围内的具有特殊图案的输入图像。
此外，在第二实施方式中，对图像判断部75基于直方图来判断输入图像具有特殊图案的例子进行了说明。不限于此，例如在输入图像的数据中嵌入有表示是特殊图案的标志的情况下，图像判断部75可以基于该标志，判断输入图像具有特殊图案。
〔基于软件的实现例〕
显示装置101、102的控制块(特别是对比度调整部2、2A)可以通过形成于集成电路(IC芯片)等的逻辑电路(硬件)来实现，也可以通过软件来实现。
在前者的情况下，对比度调整部2、2A为了进行规定的运算处理，也可以由通过逻辑电路组装的专用的ASIC(Application Specific IC：专用集成电路)构成，以进行该运算处理。此外，对比度调整部2、2A例如也可以由能够编入FPGA(Field Programmable GateArray：现场可编程门阵列)之类的存储器要素的编程的PLD(Programmable Logic Device：可编程逻辑器件)构成。
在后者的情况下，显示装置101、102具备执行作为实现各功能的软件的显示控制程序的命令的计算机。该计算机具备例如至少一个处理器(控制装置)，并且具备存储了显示控制程序的计算机可读的至少一个记录介质。并且，在上述计算机中，通过由上述处理器从上述记录介质读取并执行上述程序，从而实现本发明的目的。
作为上述处理器，例如能够使用CPU(Central Processing Unit)。作为上述记录介质，除了“非临时的有形的介质”、例如ROM(Read Only Memory)等之外，还能够使用带、盘、卡、半导体存储器、可编程的逻辑电路等。另外，还可以具备展开上述程序的RAM(RandomAccess Memory：)等。另外，上述处理器也可以是例如能够高速地进行DSP(Digital SignalProcessor)这样的数字信号处理的处理器。
此外，上述程序也可以经由能够传输该程序的任意的传输介质(通信网络、广播波等)提供给上述计算机。
另外，本发明的一方式也能够通过上述程序通过电子的传送而具体化的、嵌入在载波中的数据信号的方式来实现。
〔总结〕
本发明形态一涉及的显示装置包括：输入亮度取得部，其获得与确定伽玛曲线的点即第一基准点、第二基准点以及第三基准点分别对应的输入亮度，所述伽马曲线表示相对于输入图像的亮度即所述输入亮度的输出图像的亮度即输出亮度，所述第一基准点位于所述输入亮度的低亮度区域，所述第二基准点位于所述输入亮度的高亮度区域，所述第三基准点位于所述第一基准点与所述第二基准点之间；输出亮度生成部，其针对所述第一基准点、所述第二基准点以及所述第三基准点的所述输入亮度生成各自的所述输出亮度，使得连接所述第一基准点和所述第三基准点的直线的斜率不同于连接所述第三基准点和所述第二基准点的直线的斜率；以及亮度转换部，其基于所述伽马曲线，并通过将所述输入图像的所述输入亮度转换为所述输出亮度来输出所述输出图像，所述伽马曲线由所述第一基准点、所述第二基准点以及所述第三基准点各自的所述输入亮度以及所述输出亮度来确定。
根据上述构成，在位于低亮度区域的第一基准点与位于高亮度区域的第二基准点之间的中亮度区域中确定第三基准点。此外，连接第一基准点和第三基准点的直线的斜率与连接第三基准点和第二基准点的直线的斜率不同。
由此，相对于连接第一基准点和第二基准点的直线，能够使第三基准点的输出亮度上升或降低。因此，可以控制中亮度的特性。
本发明形态二涉及的显示装置也可以构成为，在上述形态一中，所述显示装置进一步具备伽玛曲线制作部，其基于所述第一基准点、所述第二基准点及所述第三基准点各自的所述输入亮度及所述输出亮度来制作所述伽玛曲线。
根据上述构成，能够在第一基准点与第三基准点之间以及第二基准点与第三基准点之间分别制作伽玛曲线，该伽玛曲线具有呈所希望的形状的曲线。
本发明形态三涉及的显示装置也可以构成为，在上述形态一或形态二中，所述输出亮度生成部根据所述输入图像的平均亮度来生成所述第三基准点的所述输出亮度。
根据上述构成，能够根据输入图像的平均亮度来确定适于显示输出图像的显示部的特性的第三基准点的输出亮度。例如，OLED存在以下倾向，平均亮度越高，峰值亮度越降低，平均亮度越低，峰值亮度越上升。因此，在显示装置为使用OLED的有机EL显示器的情况下，能够以减少输出图像的峰值亮度的变动的方式来确定第三基准点的输出亮度。
本发明形态四涉及的显示装置也可以构成为，在上述形态一至形态三中的任一形态中，所述输出亮度生成部根据所述输入图像的最小亮度或近似所述最小亮度的近似最小亮度与所述第一基准点的所述输入亮度之差来生成所述第一基准点的所述输出亮度。
根据上述构成，根据第一基准点的输入亮度与最小亮度或者近似最小亮度之差来确定第一基准点的输出亮度。由此，能够避免在低亮度侧输出亮度不变化的现象。
本发明形态五涉及的显示装置也可以构成为，在上述形态一至形态四中的任一形态中，所述输出亮度生成部根据所述输入图像的最大亮度或和近似该最大亮度的近似最大亮度与所述第二基准点的所述输入亮度之差来生成所述第二基准点的所述输出亮度。
根据上述构成，根据第二基准点的输入亮度与第五基准点的输入亮度之差来确定第二基准点的输出亮度。由此，能够避免在高亮度侧输出亮度不变化的现象。
本发明形态六涉及的显示装置也可以构成为，在上述形态一至形态五中的任一形态中，所述显示装置还具有图像判断部，其判断所述输入图像的所述输入亮度是否分布在特定的范围内，所述输出亮度生成部针对由所述图像判断部判断为所述输入图像的所述输入亮度分布在特定的范围内的所述输入图像，以所述输入图像的所述输入亮度和与所述输入亮度对应的所述输出亮度之比为固定的方式生成所述输出亮度。
根据上述构成，具有无需提高对比度的上述特殊图案的输入图像的伽玛曲线被调整为呈线性的特性。由此，能够对该输入图像不进行提高对比度的处理。因此，仅对需要提高对比度的输入图像调整伽玛曲线，从而能够提高对比度。
本发明形态七涉及的显示装置也可以构成为，在上述形态六中，在所述输入亮度的直方图中，具有从最大至最多的规定位次的频数的等级频数的总和相对于所有等级频数的总和的比例为规定比例以上时，所述图像判断部判断为所述输入图像具有分布在特定范围内的所述输入亮度。
根据上述构成，能够基于直方图的频数多的等级，检测输入亮度分布在特定的范围内的具有特殊图案的输入图像。
本发明形态八涉及的显示控制方法包括：输入亮度取得步骤，获得与确定伽玛曲线的点即第一基准点、第二基准点以及第三基准点分别对应的输入亮度，所述伽马曲线表示相对于输入图像的亮度即所述输入亮度的输出图像的亮度即输出亮度，所述第一基准点位于所述输入亮度的低亮度区域，所述第二基准点位于所述输入亮度的高亮度区域，所述第三基准点位于所述第一基准点与所述第二基准点之间；输出亮度生成步骤，针对所述第一基准点、所述第二基准点以及所述第三基准点的所述输入亮度生成各自的所述输出亮度，使得连接所述第一基准点和所述第三基准点的直线的斜率不同于连接所述第三基准点和所述第二基准点的直线的斜率；以及亮度转换步骤，基于所述伽马曲线，并通过将所述输入图像的所述输入亮度转换为所述输出亮度来输出所述输出图像，所述伽马曲线由所述第一基准点、所述第二基准点以及所述第三基准点各自的所述输入亮度以及所述输出亮度来确定。
本发明的各方式所涉及的显示装置也可以通过计算机来实现。在这种情况下，使计算机作为上述显示装置所具备的各部(软件要素)进行动作。由此，使计算机实现上述显示装置的显示控制程序，也属于本发明的范畴。
〔附记事项〕
本发明并不限定于上述各实施方式，可以在权利要求所示的范围内进行各种变更。另外，对于适当组合在不同实施方式中分别公开的技术方案而得到的实施方式，也包含在本发明的技术范围内。而且，通过组合各实施方式分别公开的技术手段，能够形成新的技术特征。
附图标记说明
74：输入亮度取得部
75：图像判断部
83：输出亮度运算部(输出亮度生成部)
84：伽玛曲线制作部
85：亮度转换部

Claims (9)

1.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括：
输入亮度取得部，其获得与确定伽玛曲线的点即第一基准点、第二基准点以及第三基准点分别对应的输入亮度，所述伽马曲线表示相对于输入图像的亮度即所述输入亮度的输出图像的亮度即输出亮度，所述第一基准点位于所述输入亮度的低亮度区域，所述第二基准点位于所述输入亮度的高亮度区域，所述第三基准点位于所述第一基准点与所述第二基准点之间；
输出亮度生成部，其针对所述第一基准点、所述第二基准点以及所述第三基准点的所述输入亮度生成各自的所述输出亮度，使得连接所述第一基准点和所述第三基准点的直线的斜率不同于连接所述第三基准点和所述第二基准点的直线的斜率；以及
亮度转换部，其基于所述伽马曲线，并通过将所述输入图像的所述输入亮度转换为所述输出亮度来输出所述输出图像，所述伽马曲线由所述第一基准点、所述第二基准点以及所述第三基准点各自的所述输入亮度以及所述输出亮度来确定。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述显示装置进一步具备伽玛曲线制作部，其基于所述第一基准点、所述第二基准点及所述第三基准点各自的所述输入亮度及所述输出亮度来制作所述伽玛曲线。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，
所述输出亮度生成部根据所述输入图像的平均亮度来生成所述第三基准点的所述输出亮度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的显示装置，其特征在于，
所述输出亮度生成部根据所述输入图像的最小亮度或近似所述最小亮度的近似最小亮度与所述第一基准点的所述输入亮度之差来生成所述第一基准点的所述输出亮度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的显示装置，其特征在于，
所述输出亮度生成部根据所述输入图像的最大亮度或近似所述最大亮度的近似最大亮度与所述第二基准点的所述输入亮度之差来生成所述第二基准点的所述输出亮度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的显示装置，其特征在于，
所述显示装置还具有图像判断部，其判断所述输入图像的所述输入亮度是否分布在特定的范围内，
所述输出亮度生成部针对由所述图像判断部判断为所述输入图像的所述输入亮度分布在特定的范围内的所述输入图像，以所述输入图像的所述输入亮度和与所述输入亮度对应的所述输出亮度之比为固定的方式生成所述输出亮度。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，
在所述输入亮度的直方图中，具有从最大至最多的规定位次的频数的等级频数的总和相对于所有等级频数的总和的比例为规定比例以上时，所述图像判断部判断为所述输入图像具有分布在特定范围内的所述输入亮度。
8.一种计算机可读取的记录介质，所述记录介质存储有控制程序，所述控制程序用于使计算机作为如权利要求1至7中任意一项所述的显示装置发挥功能，其特征在于，所述控制程序用于使计算机作为所述输入亮度取得部、所述输出亮度生成部及所述亮度转换部发挥功能。
9.一种显示控制方法，其特征在于，所述显示控制方法包括：
输入亮度取得步骤，获得与确定伽玛曲线的点即第一基准点、第二基准点以及第三基准点分别对应的输入亮度，所述伽马曲线表示相对于输入图像的亮度即所述输入亮度的输出图像的亮度即输出亮度，所述第一基准点位于所述输入亮度的低亮度区域，所述第二基准点位于所述输入亮度的高亮度区域，所述第三基准点位于所述第一基准点与所述第二基准点之间；
输出亮度生成步骤，针对所述第一基准点、所述第二基准点以及所述第三基准点的所述输入亮度生成各自的所述输出亮度，使得连接所述第一基准点和所述第三基准点的直线的斜率不同于连接所述第三基准点和所述第二基准点的直线的斜率；以及
亮度转换步骤，基于所述伽马曲线，并通过将所述输入图像的所述输入亮度转换为所述输出亮度来输出所述输出图像，所述伽马曲线由所述第一基准点、所述第二基准点以及所述第三基准点各自的所述输入亮度以及所述输出亮度来确定。
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