CN1400822A - 彩色信号校正电路,彩色信号校正装置,彩色信号校正方法,彩色信号校正程序以及显示装置 - Google Patents

彩色信号校正电路,彩色信号校正装置,彩色信号校正方法,彩色信号校正程序以及显示装置 Download PDF

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Abstract

一种用于校正在显示装置的每一个像素上显示数据的彩色信号的彩色信号校正电路，包括：彩色信号输入部件，用于输入N比特的彩色信号(N是一个自然数)；加倍部件，用于使第一信号加倍从而获得加倍的彩色信号数据；第一比较部件，用于从相加值数据中减去加倍的彩色信号数据从而获得一个差值；LSB判定部件，用于根据差值判定一个LSB；以及彩色信号产生部件，用于将加倍的彩色信号数据的N个更高顺序的比特与LSB相加，从而产生一个(N+1)比特的彩色信号。

Description

彩色信号校正电路，彩色信号校正装置，彩色信号 校正方法，彩色信号校正程序以及显示装置
技术领域
本发明涉及显示装置的驱动控制领域。尤其是涉及一种用于在显示装置中进行彩色信号校正的彩色信号校正电路，彩色信号校正装置，彩色信号校正方法，以及一种彩色信号校正程序，本发明也涉及一种显示装置，其可以实现这样的彩色信号校正。
背景技术
应用于电子装置或类似装置的彩色显示设备的性能正在逐年提高。这一趋势不仅体现在液晶显示电视或类似电视的大尺寸显示设备上，而且体现在例如便携电话，便携游戏装置的便携装置的小尺寸显示设备上。
例如，在一个传统的便携游戏装置中，一个图像是基于一个低分辨率彩色级别的彩色信号显示的，例如一个动画图像。但是，近来，消费者要求高质量的彩色图像显示，例如，一幅看起来非常自然的图像，其中的物体具有一个利用阴影显示的三维的空间。为了满足这一要求的目的，需要提供一些设备允许更高分辨率的彩色级别(多彩色级别电平)的彩色信号被应用在显示装置以及其控制电路中。
这里，“彩色信号”指的是显示数据(彩色分量数据)，例如在一个显示装置的矩阵排列的像素上显示的图像，即，用于控制像素亮度的彩色级别表征值。
一个传统的液晶显示装置具有下面的结构。附图11是一个表示传统的液晶显示装置的结构方框图。液晶显示装置101包括：一个液晶显示模块7；一个外部主机系统8；以及一个系统总线9将液晶显示模块7与外部主机系统8连接起来。液晶显示模块7包括一个液晶显示平板单元11，一个液晶驱动控制器12(以后称为“LCDC”)以及一个显示存储器13。外部主机系统8包括一个CPU15；一个系统存储器16，以及一个I/O系统17。
例如，液晶显示平板单元11包括：一个TFT-型液晶显示平板，具有矩阵排列的像素；一个源驱动器，将根据产生的用于驱动液晶显示平板的图像显示数据确定的彩色级别表征电压应用于液晶显示平板的TFT源线；一个门驱动器用于将扫描控制信号加在液晶显示平板的TFT门线上；以及一个液晶驱动电压产生电路用于产生彩色级别表征电压。在液晶显示平板单元11包括一个STN-型液晶平板的情况下，一个段驱动器和一个普通驱动器替代了上述的源和门驱动器而被使用。
LCDC12是一个控制器电路，在外部主机系统8的控制下产生一个控制信号用于控制源驱动器以及门驱动器，以及一个被施加于源驱动器的图像显示信号(数据)。LCDC12还进一步包括：一个接口部件21用于信号和数据与外部主机系统8和显示存储器13之间的传送；以及一个信号处理部件22用于从显示存储器13读取图像显示数据并产生一个被施加于液晶显示平板单元11的源驱动器的控制信号。
LCDC12输出：一个传递时钟信号用于传递图像显示数据；一个源驱动开始脉冲信号(水平同步信号)用于根据水平同步期间单元控制图像显示数据的传送的开始；一个门驱动开始脉冲信号(垂直同步信号)用于控制扫描控制信号的扫描开始；以及一个控制信号，例如用于执行液晶显示平板的交替驱动的交替信号。
外部主机系统8是一个通常使用的CPU系统，它将已经经I/O系统17从外部输入的图像显示数据传输到液晶显示平板单元11，并经系统总线9控制液晶显示模块7。
近年使用的液晶显示平板单元包括一个TFT型液晶显示平板单元，它执行与总共包括18个比特的图像显示数据相应的彩色级别表示。在该液晶显示平板单元中，彩色图像显示数据是一个具有64(26)个彩色级别的数据，其中6比特被分配给R(红)，G(绿)，B(蓝)像素，每一个都相应于一个点。包含这样的液晶显示平板单元的液晶显示模块使用包括通常使用的通用控制处理器而不是特殊目的的控制处理器作为外部主机系统的CPU来控制。这是因为包括通常使用的通用控制处理器的CPU系统更为便宜并且能够应用于各种目的。
能够应用在这样的通用控制处理器的数据比特数目为8的倍数(即，4)，即，8比特，16比特，24比特，32比特，等。
到现在为止，包括16比特的图像显示数据能够表示一个具有65536(＝216)级彩色的彩色图像。在一个用于该图像显示数据的彩色数据模型中，通常使用一个5-6-5格式。在该5-6-5格式中，作为彩色级别表征值，5比特被分配给R，6比特被分配给G，以及5比特被分配给B，从而获得了总共具有16比特的图像显示数据。
在一个TFT-型的液晶显示平板单元中，如上所述，6比特被作为彩色级别表征值分配给每一个R，G，B，从而获得了一个统一的比特结构。就是说，将被处理的图像显示数据总共包括18比特。
这样，在图11所示的液晶显示模块7中，如果从外部主机系统8输出并且通过系统总线9输入到LCDC12的图像显示数据具有16比特的结构，该数据必须被LCDC12的信号处理部件22转换或者被校正为总共具有18个比特的图像显示数据，其中6比特被作为彩色级别表征值分配给每一个R，G，B。
这样，在LCDC12的信号处理部分22，为了在包括18比特的图像显示数据与包括16比特的图像显示数据之间获得统一，16比特图像显示数据被进行彩色级别校正，这样分配给每一个R-像素和B-像素的5-比特图像数据被扩展为6-比特图像显示数据。
这样的彩色级别校正的传统技术在下面进行解释：
(1)LSB(最低有效位)固定方法
在该方法中，有一个比特作为最低有效位(LSB)新近被加在5-比特图像显示数据中，从而获得6-比特数据，该新的LSB被缺省地设定为“1”或者“0”。
(2)MSB(最高有效位)复制方法
在该方法中，有一个比特作为最低有效位(LSB)被新近加在5-比特图像显示数据中，从而获得6-比特图像数据，并且一个等于最高有效位数据的值被设定为最低有效位的数据(LSB)。
(3)彩色级别调色板方法
在该方法中，5-比特图像显示数据和6-比特图像显示数据之间的关系是以调色板(也被称为“查找表(LUT)”或“转换表”)的形式建立的。当输入特定的图像显示数据的时候，与输入图像显示数据相关的图像显示数据被输出。
但是，上面的所有方法在彩色再现(彩色级别表征的再现)方面都存在一个问题。在下文中，在考虑8×8像素组成的图像例子的同时说明每一种方法中的问题。特别是，将要描述在彩色级别校正过程中如何转换彩色分量数据，其中5-比特图像显示数据的彩色分量数据(彩色级别表征数据)被扩展从而成为6-比特图像显示数据。
附图12示出了输入到LCDC12的由5比特组成的图像显示数据(原始图像数据)的显示模型的例子。在附图12中，每一个圆表示一个单个的像素，并且在每一个圆中示出的值是与该像素相对应的彩色分量数据值(彩色级别表征数据值)。这也适用于以后描述的显示模型图中。在该例中，一个彩色分量被一个5-比特值表示，因此能够显示32(25)个不同的值，即，“00h”到“1Fh”(“h”是指以16进制表示的值)。在附图12所示的例子中，从左上角的像素(在附图12中坐标为(X＝0，Y＝0))到右下角的像素(坐标(X＝7，Y＝7))，排列着32个从“00h”到“1Fh”的值，这样像素的值就每两个像素增加一次。
在该例中，在5-比特图像显示数据或6-比特图像显示数据中的值“00h”是与显示中最暗的像素相对应的数据。在5-比特图像显示数据中的值“1Fh”是与显示中最亮的数据相对应的数据。在6-比特图像显示数据中的值“3Fh”是与显示中最亮的数据相对应的数据。
1.基于LSB固定方法的彩色级别校正
附图13和附图14示出了在附图12的原始图像数据已经进行了基于LSB固定方法的彩色级别校正以后获得的显示模型图。首先，描述了在一个例子中“0”数据被加在原始图像彩色分量数据的LSB，从而使得彩色分量数据被彩色-级别-校正(扩展)从而成为了6比特数据。在基于这种方法的彩色级别校正中，在附图12的5-比特表征中的坐标(X＝6，Y＝7)处的最亮的值“1Fh”被转换成附图13中的值“3Eh”(看阴影的圆)。但是，如上所述，“3Fh”是与6-比特表征显示中最亮的像素相对应的数据。因此，在这种转换方法中，能够显示在显示平板中的最亮的点不能显示出来。
接下来，在另一种情况下，描述了在一个例子中彩色级别校正通过在原始图像中将“1”加在彩色分量的最低有效位从而将图像扩展为6-比特表征而实现。在基于这种方法的彩色级别校正中，在附图12所示的5-比特表征的原始图像中的坐标(X＝0，Y＝0)处的最暗像素值“00h”被转换成附图14中的值“O1h”(看阴影的圆)。但是，如上所述，“00h”是与6-比特表征显示中的最暗的像素相对应的数据。因此，在这种转换方法中，能够显示在显示平板中的最暗的点不能显示出来。
而且，在LSB固定方法的情况下，如图13和14所示，在任何上述描述的彩色级别校正方法中，在彩色级别校正以后能够被显示的数据类型的数目仅是32(仅显示32级彩色级别)。就是说，在任何上述的方法中，显示平板的6-比特显示性能(显示26＝64级彩色级别)没有被完全利用。
2.基于MSB复制方法的彩色级别校正
附图15示出了在附图12的原始图像数据已经进行了基于MSB复制方法的彩色级别校正以后获得的显示模型图。在该例中，考虑了附图15中的阴影像素(坐标(X＝7，Y＝3)以及(X＝0，Y＝4))。在附图12中的原始图像数据中(5-比特表征)，这两个像素具有连续的值，0Fh(01111)和10h(10000)。但是，通过彩色级别校正(6比特扩展转换)，这些值被转换成分离较远的值1Eh(011110)和21h(100001)。
就是说，有效分离点是以亮度逐步变化的模式产生的。这种方法的缺点在于尽管在显示平板的执行范围内使用LSB固定方法无法被显示的最亮和最暗的点能够被显示，但是亮度逐步变化产生了不连续点。
而且，甚至在MSB复制方法的情况下，在彩色级别校正以后能够被显示的数据类型的数目仅是32(仅显示32级彩色级别)。就是说，甚至在该方法中，显示平板的6-比特显示性能也没有被完全利用。
如上所述，在MSB复制方法和LSB固定方法中，在图像被进行不同的比特扩展处理时，图像的特性并没有被考虑，并且扩展处理是简单地进行的。因此，以这些方法，显示平板原始具有的显示性能不能被充分利用。
3.基于调色板方法的彩色级别校正
附图16A示出了在附图12的原始图像数据已经进行了基于调色板方法的彩色级别校正以后获得的显示模型图。附图16B示出了调色板的一个例子。
考虑这样的彩色级别校正，其中在原始图像数据(附图12)的坐标(X＝5，Y＝7)以及(X＝6，Y＝7)的像素的5-比特图像显示数据被转换成附图16A所示的6-比特图像显示数据。在附图12中，这些像素的图像显示数据的值是连续的值。但是，通过彩色级别校正，这些值被转换成在附图16B所示的调色板(即，在转换以后，与其它的邻近像素相比，这些像素的值的差被较大的升高)中设定的值的不连续值。就是说，有效分离点是以亮度的逐渐变化的模式产生的。
调色板方法的特征在于分离点可以随意地选择，而这样的选择在MSB复制方法中是无法执行的。但是，甚至在这种方法中，调色板中包括的数据类型的数目仅是32。就是说，甚至在该方法中，显示平板的6-比特显示性能也没能被完全利用。
尽管彩色级别调色板方法是很灵活的，在调色板中值是可以随意改变的，因此用户可以随意地设定彩色级别表示参数，例如γ校正等，一旦该值被设定，这样的值的设定就适用于所有的显示。这样，有必要根据将被显示的图像的类型，例如：自然的图像，图形图像，动画图像，等，设定调色板。相应的，这样的附加设定劳动是加在用户身上的一个负担。即使调色板是根据将被显示的图像的类型而被设定的，上述的问题也无法消除，即，显示平板的显示性能无法被充分利用。
这样，如上所述，上面的传统技术具有一个问题，就是在不施加给用户负担的情况下或者在不依赖于将被显示的图像的情况下，无法获得充分利用显示装置的彩色级别显示性能的高质量彩色图像数据。
发明内容
本发明包括下面的结构作为解决上述问题的方法。
(1)提供了一种用于校正彩色信号的彩色信号校正电路，该电路在矩阵排列的显示装置的每一个像素上显示数据，它包括：彩色信号输入部件用于输入N比特的彩色信号(N是一个自然数)；彩色信号数据存储部件用于存储一个与预定像素相对应的第一彩色信号，与预定像素相邻的第一邻近像素相对应的第二彩色信号，以及与就第一邻近像素而言在相对另一侧邻近预定像素的第二邻近像素相对应的第三彩色信号，这些都被输入到彩色信号输入部件；加法部件用于将第二彩色信号与第三彩色信号相加从而获得相加值数据；加倍部件用于使第一信号加倍从而获得加倍的彩色信号数据；第一比较部件用于从相加值数据中减去加倍的彩色信号数据从而获得一个差值；第一LSB判定部件用于根据差值判定一个LSB；以及彩色信号产生部件用于将加倍的彩色信号数据的N个更高顺序的比特与LSB相加，从而产生一个(N+1)比特的彩色信号。
在具有这样结构的彩色信号校正电路中，为了校正在以矩阵排列的显示装置的每一像素上显示数据的彩色信号，彩色信号数据存储部件存储与一个预定像素相对应的第一彩色信号，一个与预定像素邻近的第一邻近像素相对应的第二彩色信号，以及就第一邻近像素而言在相对另一侧邻近预定像素的第二邻近像素相对应的第三彩色信号，它们包含在输入到彩色信号输入部件的N比特彩色信号中。加法部件将第二彩色信号与第三彩色信号相加从而获得相加值数据。加倍部件将第一彩色信号加倍从而获得加倍的彩色信号数据。第一比较部件从相加值数据中减去加倍的彩色信号数据从而获得一个差值。彩色信号产生部件将第一LSB判定部件根据差值判定得到的LSB与加倍彩色信号数据的N个更高顺序的比特相加，从而产生一个(N+1)比特的彩色信号。
这样，彩色信号校正就通过使用一个简单的电路在彩色图像的彩色分量上执行从而获得了一个具有平滑灰度等级的彩色质量，这样彩色图像的彩色分辨率就会提高。一个在未扩展的数据中是被舍掉的低顺序比特的值被进行算术操作和比较处理，并且由估算恢复。结果是，能够实现具有较高质量的图像显示。应当注意“LSB”是最低有效位的缩写。
(2)如果差值等于或者小于0，第一LSB判定部件设定LSB为0；如果差值大于0，第一LSB判定部件设定LSB为1。
在这样的结构中，如果由加法装置将第二和第三彩色信号相加获得的相加值数据与由加倍部件将第一彩色信号加倍获得的加倍的彩色信号数据之间的差等于或者小于0，第一LSB判定部件设定LSB为0；如果差值大于0，第一LSB判定部件设定LSB为1。这样，彩色信号校正能够在获得高彩色再现性的同时而被执行。
(3)提供了第二比较部件用于将差值与一个预定的参考值相比较，以及一个第二LSB判定部件用于当差值等于或者大于预定的参考值的时候设定LSB为0，以及当差值小于预定的参考值的时候设定LSB为1。
在具有这样结构的彩色信号校正电路中，由加法装置将第二和第三彩色信号相加获得的相加值数据与由加倍部件将第一彩色信号加倍获得的加倍的彩色信号数据之间的差值与预定的参考值相比。当差值等于或者大于预定的参考值的时候，第二LSB判定部件将LSB设为0，当差值小于预定的参考值的时候将LSB设为1。这样，彩色信号校正能够在具有一个明显的轮廓而不会是轮廓模糊的图像上进行。并且能够提高图像的彩色分辨率。
(4)提供了一个选择部件用于选择由第一LSB判断部件判定的LSB以及由第二LSB判定部件判定的LSB中的一个。
在具有这样结构的彩色信号校正电路中，一个选择部件选择由第一LSB判断部件判定的LSB以及由第二LSB判定部件判定的LSB中的一个。在这样的结构中，LSB能够根据将对其执行彩色信号校正的图像的类型而进行选择。
(5)当校正像素的数目百分比的值停止或者几乎停止增加的时候获得的差值被用于预定的参考值。
在具有这样的结构的彩色图像校正电路中，当校正像素的数目百分比的值停止或者几乎停止增加的时候获得的差值被用于预定的参考值，它将与第二比较部件产生的差值进行比较。这样就能够在不同类型的图像上进行最佳的彩色信号校正，并且图像的彩色分辨率也可以提高。
(6)预定的参考值是7。
在该结构中，将与第二比较部件所得的差值相比较的预定参考值是7。这样，甚至在彩色信号校正是在表示面部或者字符的轮廓部分的图像上执行，其中该部分包括亮度以不连续形式变化的部分的情况下，轮廓部分也不会被模糊，并且图像校正能够保持明显的轮廓而被执行。
(7)提供了一个彩色信号校正装置，包括上面(1)到(6)任何一个段落中的彩色信号校正电路，其中彩色图像数据包括多种类型的彩色信号，校正是在多个彩色信号类型中的至少一个上进行的。
具有这样结构的彩色信号校正装置包括上述(1)到(6)段落中的任何一个彩色信号校正电路，其中至少一个校正步骤是在多个彩色信号类型中的一个上执行的。这样，就提供了一个彩色信号校正装置，它使用简单的电路在彩色图像的彩色分量上执行彩色信号校正，从而获得了具有平滑灰度等级的彩色质量，彩色图像的彩色分辨率提高。
(8)彩色信号的多个类型包括R-，G-，B-像素的彩色信号。
在该结构中，作为每一个R-，G-，B-像素的彩色图像数据而被输入的多种类型的彩色信号都被校正。这样，对于彩色图像的每一彩色图像彩色分量的彩色图像分辨率都能提高。
(9)提供了一种用于校正在矩阵排列的显示装置每一个像素上显示数据的彩色信号的彩色信号校正方法，包括：一个彩色信号输入步骤输入N比特的彩色信号(N是一个自然数)；一个彩色信号数据存储步骤存储一个与预定像素相对应的第一彩色信号，一个与预定像素邻近的第一邻近像素相对应的第二彩色信号，以及一个与就第一邻近像素而言在相对另一侧邻近预定像素的第二邻近像素相对应的第三彩色信号，它们都被输入到彩色信号输入步骤；一个加法值计算步骤将第二彩色信号与第三彩色信号相加从而获得相加值数据；一个加倍值计算步骤使第一信号加倍从而获得加倍的彩色信号数据；一个第一比较步骤获得相加值数据与加倍的彩色信号数据之间的差值；一个第一LSB判定步骤根据第一比较步骤的比较结果判定一个LSB；以及一个彩色信号产生步骤将加倍的彩色信号数据的N个更高顺序的比特与LSB相加，从而产生一个(N+1)比特的彩色信号。
在这样的结构中，彩色信号是按照下面的步骤而被校正的：一个彩色信号输入步骤输入N比特的彩色信号(N是一个自然数)；一个彩色信号数据存储步骤存储一个与预定像素相对应的第一彩色信号，一个与预定像素邻近的第一邻近像素相对应的第二彩色信号，以及一个与就第一邻近像素而言在相对另一侧邻近预定像素的第二邻近像素相对应的第三彩色信号，它们都被输入到彩色信号输入步骤；一个加法值计算步骤将第二彩色信号与第三彩色信号相加从而获得相加值数据；一个加倍值计算步骤使第一信号加倍从而获得加倍的彩色信号数据；一个第一比较步骤获得相加值数据与加倍的彩色信号数据之间的差值；一个第一LSB判定步骤根据第一比较步骤的比较结果判定一个LSB；以及一个彩色信号产生步骤将加倍的彩色信号数据的N个更高顺序的比特与LSB相加，从而产生一个(N+1)比特的彩色信号。
这样，就提供了一种能够在彩色图像的彩色分量上执行彩色信号校正的方法，从而能够获得一个具有平滑灰度等级的彩色质量，彩色图像的彩色分辨率提高。
(10)提供了一种彩色信号校正程序，它指示计算机执行下面的步骤：一个彩色信号输入步骤输入N比特的彩色信号(N是一个自然数)；一个彩色信号数据存储步骤存储一个与预定像素相对应的第一彩色信号，一个与预定像素邻近的第一邻近像素相对应的第二彩色信号，以及一个与就第一邻近像素而言在相对另一侧邻近预定像素的第二邻近像素相对应的第三彩色信号，它们都被输入到彩色信号输入步骤；一个加法值计算步骤将第二彩色信号与第三彩色信号相加从而获得相加值数据；一个加倍值计算步骤使第一信号加倍从而获得加倍的彩色信号数据；一个第一比较步骤获得相加值数据与加倍的彩色信号数据之间的差值；一个第一LSB判定步骤根据第一比较步骤的比较结果判定一个LSB；以及一个彩色信号产生步骤将加倍的彩色信号数据的N个更高顺序的比特与LSB相加，从而产生一个(N+1)比特的彩色信号。
在该结构中，彩色信号是通过使计算机执行包括如下步骤的程序来校正的：一个彩色信号输入步骤输入N比特的彩色信号(N是一个自然数)；一个彩色信号数据存储步骤存储一个与预定像素相对应的第一彩色信号，一个与预定像素邻近的第一邻近像素相对应的第二彩色信号，以及一个与就第一邻近像素而言在相对另一侧邻近预定像素的第二邻近像素相对应的第三彩色信号，它们都被输入到彩色信号输入步骤；一个加法值计算步骤将第二彩色信号与第三彩色信号相加从而获得相加值数据；一个加倍值计算步骤使第一信号加倍从而获得加倍的彩色信号数据；一个第一比较步骤获得相加值数据与加倍的彩色信号数据之间的差值；一个第一LSB判定步骤根据第一比较步骤的比较结果判定一个LSB；以及一个彩色信号产生步骤将加倍的彩色信号数据的N个更高顺序的比特与LSB相加，从而产生一个(N+1)比特的彩色信号。
这样，就提供了一种能够在彩色图像的彩色分量上执行彩色信号校正的彩色信号校正程序，从而能够获得一个具有平滑灰度等级的彩色质量，其中彩色图像的彩色分辨率能够提高。
(11)提供了一种包括上面(1)-(6)段中的任何一个彩色信号校正电路或者上述(7)或(8)段中的彩色信号校正装置的显示装置。
在该结构中，显示装置包括上面(1)-(6)段中任何一个彩色信号校正电路或者上述(7)或(8)段中的彩色信号校正装置。这样，显示装置能够使用一种简单的电路在彩色图像的彩色分量上执行彩色信号校正，从而获得一个具有平滑灰度等级的彩色质量，彩色图像的彩色分辨率能够提高。
(12)提供一种包括一个控制部件用于执行上面的段落(10)的彩色信号校正程序的显示装置。
具有这样的结构的显示装置包括一个控制部件用于执行上面的段落(10)的彩色信号校正程序。这样，显示装置能够执行彩色信号校正程序从而使用一种简单的电路在彩色图像的彩色分量上执行彩色信号校正，从而获得一个具有平滑灰度等级的彩色质量，这样彩色图像的彩色分辨率能够提高。
这样，这里描述的本发明具有这样的优点(i)提供了一种彩色信号校正电路，一种彩色信号校正装置，一种彩色信号校正方法，一种彩色信号校正程序以及一种显示装置，它们能以一种对于渐变彩色图像数据特性最优的方式执行彩色图像数据的校正；以及(ii)提供了一种彩色信号校正电路，一种彩色信号校正装置，一种彩色信号校正方法，一种彩色信号校正程序以及一个显示装置，它们能以一种对于以非渐变的方式变化的明显彩色图像特性最优的方式执行彩色图像数据的校正，例如在诸如字符数据的特殊图像数据中可见的特性。
对于本领域的技术人员来说，本发明的这些和其它优点将在阅读和理解了以下的参照相应附图的详细描述中变得更为清楚。
附图说明
附图1是表明根据本发明一个实施例的液晶显示装置的系统结构例子的方框图；
附图2是表明图像显示数据(原始图像数据)的象素的位置和图像数据的显示模型框图；
附图3表明用于从两个邻近像素的数据中获得一个目标像素的校正值的原则；
附图4是表明CDE处理电路的特殊结构的方框图；
附图5A是包括亮度不连续变化的部分的显示模型图；
附图5B是当清晰度校正没有在CDE处理中执行的时候而获得的显示模型图；
附图5C是当清晰度校正在CDE处理中执行的时候而获得的显示模型图；
附图6是表明在CDE处理中执行明显校正的机械操作框图；
附图7是表明差值Δ与校正的象素的数目的百分比之间的关系的图；
附图8是当附图12所示的彩色分量数据(图像显示数据)被扩展从而成为6-比特数据以后获得的显示模型图；
附图9是表明CDE处理电路的特殊结构的方框图；
附图10是表明CDE处理的流程图；
附图11是表明传统液晶显示装置结构的方框图；
附图12是表明输入到一个LCDC的，5比特组成的图像显示数据(原始图像数据)的显示模型的例子。
附图13和14是在附图12所示的原始图像数据经过基于LSB固定方法的彩色级别校正以后获得的显示模型图；
附图15是附图12所示的原始图像数据经过基于MSB复制方法的彩色级别校正以后获得的显示模型图；
附图16A是在附图12所示的原始图像数据经过基于调色板方法的彩色级别校正以后获得的显示模型图；附图16B是调色板的一个例子。
具体实施方式
在下文中，在考虑典型的彩色级别校正步骤的同时描述本发明的一个实施例，例如在液晶显示装置中，5-6-5格式(R：5比特，G：6比特，B：5比特)的16-比特图像显示数据被扩展转换为18-比特的图像显示数据(对于每一个R，G和B都是6比特)的16比特图像显示数据。
在本实施例中，对于每一个R-和B-分量的彩色级别校正需要同样的装置。
首先，本发明描述了一个液晶显示装置的结构。附图1是根据本发明一个实施例的液晶显示设备系统结构的一个例子的方框图。液晶显示装置1除了如图11所示的液晶显示装置101中的成分以外，还进一步包括一个CDE处理电路14。在附图1中，同样的元件采用与图11中所示的相同的参考数字。
“CDE处理”指的是彩色深度扩展处理，它与本发明中的彩色级别校正(扩展转换)处理相对应。
液晶显示装置1包括：一个液晶显示模块7a；一个外部主机系统8；以及一个系统总线9连接了液晶显示模块7a以及外部主机系统8。液晶显示模块7a包括一个液晶显示平板单元11，一个LCDC12，一个显示存储器13，以及CDE处理电路14。外部主机系统8包括一个CPU15；一个系统存储器16以及一个I/O系统17。
例如，液晶显示平板单元11包括：一个具有矩阵排列像素的TFT-型液晶显示平板；一个源驱动器，用于将一个根据产生用于驱动液晶平板的图像显示数据确定的彩色级别表征电压提供给一个液晶显示平板的TFT源线；一个门驱动器用于将一个扫描控制信号提供给一个液晶显示平板的TFT门线；以及一个液晶驱动电压产生电路用于产生彩色级别表征电压。在液晶显示平板单元11包括一个STN-型液晶显示平板的情况下，一个段驱动器以及一个普通的驱动器代替上面的源和门驱动器而被使用。
LCDC12是一个控制器电路，在外部主机系统8的控制下产生一个控制信号用于控制源驱动器以及门驱动器，以及将被提供给源驱动器的图像显示数据。LCDC12还进一步包括：一个接口部件21用于信号和数据与外部主机系统8和显示存储器13之间的传送；以及一个信号处理部件22用于从显示存储器13读取图像显示数据并产生一个被提供给液晶显示平板单元11的源驱动器的控制信号。
LCDC12输出：一个传递时钟信号用于传递图像显示数据；一个源驱动开始脉冲信号(水平同步信号)用于根据水平同步期间单元控制图像显示数据的传送的开始；一个门驱动开始脉冲信号(垂直同步信号)用于控制扫描控制信号的扫描开始；以及一个控制信号，例如用于执行液晶显示平板的交替驱动的交替信号。这些控制信号可以在由CDE处理电路14调整的时间通过CDE处理电路14输出到液晶显示平板单元11中。
从LCDC12输出到CDE处理电路14的控制信号包括一个传送时钟用于传送图像显示数据，一个锁信号用于当使用CDE处理电路14等中的图像显示数据执行计算的时候在一个预定的时间交换数据。
CDE处理电路14通过CDE处理在一个从LCDC12接收的图像的彩色信号上执行彩色级别校正，并将彩色级别校正的图像信号输出给液晶显示平板单元11。CDE处理电路14被配备在LCDC12的信号处理部件22以及液晶显示平板单元11之间。
外部主机系统8是一个通常使用的CPU系统用于将经I/O系统17从外部输入的图像显示数据传送到液晶显示平板单元11，并经系统总线9控制液晶显示模块7a。
在图1所示的实施例中，CDE处理部件14被配备在液晶显示平板单元11与LCDC 12之间。但是，使用该例是为了便于与传统的液晶显示装置101的结构相比较。因此，本发明并不限于图1所示的结构。例如，CDE处理电路14可以与LCDC12的信号处理部件22相结合从而在一个芯片上建立CDE处理电路14和信号处理部件22。
包括CDE处理电路的LCDC可以以图1所示的分离电路的形式实现。此外，LCDC可以由一个能够执行一般处理和CDE处理的微处理器形成。在这种情况下，以后将进行描述，CDE处理的流程程序被存储在外部主机系统8的系统存储器16中，并且LCDC12执行从存储的程序中读取的程序，这样本发明的CDE处理功能就能够被实现。
接下来，将描述与本发明的液晶显示装置相结合的CDE处理电路中所执行的CDE处理。附图2A是表明图像显示数据(原始图像数据)的像素的位置的显示模型图。附图2B是表明图像显示数据(原始图像数据)的像素的图像数据的显示模型图。如图2A和2B所示，Y坐标为1(Y＝1)的像素Xn具有“0Fh”的值作为第一彩色信号图像显示数据(5比特)。邻近像素Xn(第一邻近像素)的像素Xn-1具有“0Fh”的值作为第二彩色信号的图像显示数据。邻近像素Xn并相对像素Xn(第三邻近像素)而言与像素Xn-1相对的像素Xn+1具有“10h”的值作为第三彩色信号的图像显示数据。
这里，假设像素Xn-1的彩色级别表征值(以后简称为“值”)为A，像素Xn+1的值为B，像素Xn的真实值为Z。像素Xn-1和Xn+1之间的位置与亮度的关系在图3中所示。附图3示出了从两个邻近像素的数据中获得目标像素的校正值的原则。
在附图2B中，像素Xn的值等于像素Xn-1的值。但是，在图像被采用一个足够平滑的彩色级别表征显示的情况下，将像素Xn的真实值考虑为像素Xn-1的值和Xn+1的值之间的中间值是非常自然的。就是说，当像素Xn的亮度被量化为图像显示数据(5-比特)值，像素Xn的真实值Z是取整的，即，进位或者舍掉，这导致了如图3所示的值A或B。
但是，在一个实际的量化过程中，通常不进行进位取整，因为在进行进位取整的情况下，对LSB所执行的进位取整影响了更高顺序的比特位，并且对于更高顺序比特的顺序处理所需的处理时间也会有所增加。而且，在最坏的情况中，MSB变化从而引起溢出状况，并且在这种情况中，在处理过程中会引起麻烦或者处理变得复杂。因此在量化过程中通常执行的是舍掉取整。
从以上看来，评价了在显示图像的亮度从左到右逐渐增加的情况下，像素Xn的真实值Z在A≤Z＜B的范围内，并且像素Xn的值通过量化向下取整为A(5比特)。
为了获得像素Xn的真实值Z，执行下面的处理。计算邻近像素Xn的像素(即，前一像素Xn-1和后面的像素Xn+1)的彩色级别表征值的平均值，这样就获得了平均值与将被校正的像素Xn的值之间的差值Δ。但是，在一个实际的例子中，通过将像素Xn(5比特值[比特4(MSB)，比特3，比特2，比特1，比特0(LSB)])向上移动一个比特，就能够获得像素Xn(6比特值[比特5(MSB)，比特4，比特3，比特2，比特1])的值的两倍的值。这样，像素Xn-1的值和像素Xn+1的值相加，并且获得了该相加值与像素Xn的值的两倍的值之间的差值Δ。该差值Δ利用下面的等式1表示：
Δ＝(Xn-1+Xn+1)-2Xn                       (等式1)
在像素Xn的值为A并且像素Xn-1的值和像素Xn+1的值之间的平均值大于值A(Δ＞0)的情况下，判定像素Xn的值向下取整。在这种情况下，1被加到像素Xn的值的两倍的值上。就是说，比特0(LSB)＝1。结果是，像素Xn的值被校正从而等于值C。
在像素Xn的值为A并且像素Xn-1的值和像素Xn+1的值之间的平均值等于或者小于值A(Δ≤0)的情况下，0被加到像素Xn的值的两倍的值上。就是说，比特0(LSB)＝0。就是说，彩色级别校正被执行而所执行的扩展校正是这样的，如果像素Xn的值Z在A≤Z＜C的范围内，值Z向下取整为值A，以及如果像素Xn的值Z在C≤Z＜B的范围内，值Z向下取整为C。该原则与上面描述的如果像素Xn的值Z在A≤Z＜B的范围内，则向下取整为A的原则是一致的。这样，彩色级别校正能够在考虑已经被向下取整的图像显示数据的情况下被执行，从而使得相对于真实值而言扩展转换误差被降低。因此，就能够得到一个连续的自然的彩色级别表征。
上面已经描述了在邻近像素上执行连续的彩色级别表征的情况下CDE处理的原则。但是，本发明并不限于上面的实施例。本发明的彩色级别校正能够通过将一个N比特的像素值扩展转换成一个(N+1)比特的像素值而被执行。
接下来，描述了用于执行上述的CDE处理的电路结构。附图4是一个表明CDE处理电路14a的特殊结构的框图。CDE处理电路14a包括一个图像显示数据(N比特)输入部件(彩色信号输入部件)31，一个存储部件(彩色信号数据存储部件)32，一个加倍计算部件(加倍部件)33，一个加法部件34，一个第一比较部件35，一个第一LSB判定部件36，以及一个图像显示数据(N+1比特)输出部件(彩色信号产生部件)37。
图像输入数据(N比特)输入部件31输入一个N-比特彩色信号。
存储部件32存储一个N-比特彩色信号。尤其是，存储部件32存储一个与特定像素Xn相应的彩色信号(图像显示数据)，一个与特定像素Xn-1相应的彩色信号(图像显示数据)以及一个与特定像素Xn+1相应的彩色信号(图像显示数据)。这样，存储部件32具有至少(N比特×3)的存储容量。一般来说，图像显示数据是作为串行数据被顺序传送的。在加倍计算部件33和加法部件34中，处理并行的数据。这样存储部件32能够通过具有容量(N级×3)的串行输入/并行输出移位寄存器或类似设备来实现。
加倍计算部件33是一个1-比特移位电路，它能够执行计算从而能够使像素Xn的彩色信号加倍。在加倍计算部件33中，一个N比特图像显示数据向上移动一个1个比特(N是一个自然数)，并且LSB＝0被新近加在移动的数据上，从而产生了一个(N+1)比特图像显示数据，它是彩色信号数据的两倍。
加法部件34是一个N比特加法电路，用于通过将像素Xn-1的值与像素Xn+1的值相加计算相加值数据，这可以通过公知的技术实现。
第一比较部件35执行计算从而获得加法部件34的计算结果(相加值数据)以及加倍计算部件33的计算结果(加倍彩色信号数据)之间的差。第一比较部件35是由一个(N+1)比特的减法电路(A-B)构成的。
第一LSB判定部件36判定LSB的值，根据第一比较部件35的比较结果，它被加到加倍的彩色信号数据上(像素Xn的值的两倍的值)。第一LSB判定部件36是由根据比较结果输出值“1”或者“0”作为LSB选择电路构成的。
图像显示数据(N+1比特)输出部件37执行加倍计算部件33的计算结果与第一LSB判定部件36判定的LSB的相加。
CDE处理电路14a按照下面的步骤操作。在CDE处理电路14a中，当N比特图像显示数据被输入到图像显示数据(N比特)输入部件31(彩色输入步骤)的时候，当前的图像显示数据被存储在存储部件32中(彩色信号存储步骤)。存储在存储部件32中的图像显示数据包括目标像素Xn的值，像素Xn-1的值以及像素Xn+1的值。
加倍计算部件33在像素Xn值(5比特值[比特4(MSB)，比特3，比特2，比特1，比特0(LSB)])上执行移位计算，这样像素Xn的值就向上移动一个比特，从而获得像素Xn(6比特值[比特5(MSB)，比特4，比特3，比特2，比特1])的值加倍的值(加倍值计算步骤)。
加法部件34通过将像素Xn-1的值和像素Xn+1的值相加从而获得了一个相加值(加法值计算步骤)。第一比较部件35获得了加法部件34的计算值与加倍计算部件33的计算值之间的差值Δ(第一比较步骤)
如果差值Δ大于0(Δ＞0)，第一LSB判定部件36输出1作为LSB。如果差值Δ等于或小于0(Δ≤0)，第一LSB判定部件36输出0作为LSB。图像显示数据(N+1比特)输出部件37执行加倍计算部件33的计算结果与第一LSB判定部件36判定的LSB的相加，从而输出(N+1)比特图像显示数据(彩色信号校正步骤)。
接下来，将要描述当邻近像素的彩色级别表征不连续变化的时候所执行的CDE处理原则。在一般的图像中，彩色级别表征在几乎所有的像素中都是逐渐变化的。但是，例如，一个表示脸或者字符的轮廓部分的图像，包括亮度以不连续的方式变化的部分。如果上述的CDE处理是在一个具有不连续数据的部分上执行的，轮廓就会被模糊，从而图像的亮储差别(清晰度)就会被劣化。这样的劣化的例子显示在附图5A到5C中。附图5A是一个包括亮度不连续变化的部分的显示模型图。附图5B是一个当在CDE处理中没有进行清晰度校正的时候获得的显示模型图。附图5C是一个当在CDE处理中执行清晰度校正的时候获得的显示模型图。
在附图5A中，在坐标X＝2和X＝3之间能够清晰地分辨出明和暗。这样的模型有时会在自然图像中发现，但是这样极端的图像通常会在字符显示或类似的显示中发现。
比较附图5B和5C，在附图5B中的坐标X＝2的像素的值为“01h”，但是在附图5C中的为“00h”。这是因为在CDE处理中，上述的平滑处理是在邻近像素具有渐变的值的部分进行的。这样，如图5B所示，特定像素Xn被邻近像素Xn-1和Xn+1的值所影响从而使得LSB被设定为1(LSB＝1)，以及相应的，坐标X＝2的像素的值就成为“01h”。此外，在清晰度校正被执行的时候，在坐标X＝2处的像素的值为“00h”。结果是，图像的明/暗差(清晰度)不会被劣化。
本发明的液晶显示装置具有一个机械部件，用于在CDE处理中在邻近像素的彩色级别表征如上所述不连续变化的图像上执行清晰度校正。附图6示出了表明在CDE处理中执行清晰度校正的机械操作的方框图。为了在CDE处理中执行清晰度校正，清晰度校正机械部件首先从上面示出的等式1从将被校正的像素Xn的前一像素Xn-1和后一像素Xn+1的值计算差值Δ。
在附图6中，一个平均值计算电路134计算像素Xn的前一像素Xn-1和后一像素Xn+1的平均值。一个差值计算电路135计算计算的平均值与将被校正的像素Xn值之间的差值Δ。一个比较电路142比较该差值Δ与CDE抑制判定值，该值是由一个分离的部件(以后进行描述)预先设定的。如果差值Δ等于或大于一个CDE抑制判定值，比较电路142输出一个CDE抑制信号。当CDE抑制信号为有效的时候，将被校正的像素的图像显示数据(6比特)的LSB被固定为0。
另一方面，如果该差值Δ小于一个CDE抑制判定值，从比较电路142输出的CDE抑制信号为无效的。在这样的情况下，通过不包括上述的清晰度校正机械部件的CDE处理电路142执行的方法所获得的值被作为将被校正的像素的图像显示数据(6比特)的LSB。
接下来，描述了一种用于获得在清晰度校正中使用的CDE抑制判定值的方法。为了将CDE抑制判定值设为被认为是用于CDE处理的最佳的值，本发明使用了多个测量对象用于执行下面所述的测量。首先，在该测量实例中，准备了多个具有足够高图像质量的原始图像。特别是，每一个原始图像都是一个24比特彩色级别表征的自然图像(和数据)，其中对于每个R-，G-，和B-分量都被分配了8比特。其中，“自然图像”指的是，例如一幅风景图像。表示该自然图像的像素的数目是从在液晶显示平板中使用的从70000到300000像素范围内选择的。
该自然图像的图像显示数据曾被转换成16比特的图像格式(5-6-5格式)，然后被执行CDE处理从而获得18-比特的图像数据(对每一R-，G-和B-分量都是6比特)。产生的图像数据被称为“CDE校正图像”。
另一方面，上述产生的16比特格式数据被移动1比特，然后LSB被设定为0，这样就获得了用于比较的18-比特图像数据。该18比特图像数据被称为“未校正的比较图像”。该未校正的比较图像等于当使用LSB固定方法(LSB＝0)，并且根据CDE处理未进行校正的时候获得的图像。
这样，比较CDE校正图像和未校正比较图像。被判定已经进行了CDE校正的CDE校正图像的像素具有一个与相应的未校正比较图像的像素不同的图像显示数据(彩色信号)。然后对于每一个或差值Δ1到15计数校正像素的数目。在这些结果中，在图7中示出了对于不同的差值Δ从1到9的计数值。图7是表示差值Δ与校正的像素数目的百分比之间关系的图形。在图7中，水平轴表示差值Δ，垂直轴表示对于每一个差值Δ校正的像素数目的百分值，其中差值Δ15(Δ＝15)的校正像素数目的百分值为100％。应当注意差值Δ是一个量化了的值，即，是一个整数值。但是为了清楚起见，图中的点(以菱形表示)通过直线连接了起来。
从图7中可以看出，校正的像素的数目增加几乎停止在差值为7的地方(Δ＝7)。尽管没有示出，在达到差值7以后，校正的像素的数目仅增加了0.13％，甚至当校正进行到差值为15的时候。而且，上述的计算是对于多数图像进行的，并且计算结果的趋势对于所有的测量对象来说基本上是相同的。结果是，应当发现，当差值为7(Δ＝7)的时候能够获得一个满意的图像，在该处校正的像素的数目几乎停止增加，该处被选作是CDE抑制判定值。
这是因为，甚至在CDE抑制判定值被设定为一个大于7的值的时候，被CDE处理所校正的像素的数目也不会充分的增加。而且，由于清晰度校正只是在邻近像素之间存在较大亮度差的时候进行，一个较大的CDE抑制判定值会增加清晰度校正机械结构的操作点。这样，一个不必要的较大的CDE抑制判定值会导致在CDE处理中的图像清晰度的较大下降。
另一方面，如果CDE抑制判定值被设定为一个不必要的很小的值，CDE处理就会被抑制，甚至在邻近像素之间存在一个非常小的亮度差别的时候。从而，在这样的情况下，即使在一个原本就具有平滑的彩色级别表征的图像上，清晰度也被不必要的加重，并且图像的质量被劣化。
根据上面描述的这种实验和考虑，在校正的像素数目几乎停止的地方的差值Δ，或者在种差值Δ附近的差值Δ被选作是CDE抑制判定值。在上面描述的例子中，CDE抑制判定值被设定为7。应该注意CDE抑制判定值并不需要被固定在一个特定的值上，而可以随期望的时间变化。
根据上面描述的CDE处理的原则，包括清晰度校正的扩展转换处理在图像显示数据上(5比特)被执行从而获得了图像显示数据(6比特)。该扩展转换处理的例子在附图8中示出。附图8是在图12所示的彩色分量数据(图像显示数据)被扩展从而成为了6-比特数据以后获得的显示模型图。
附图12中具有连续值的邻近像素的彩色级别显示数据被转换成附图15所示的6-比特连续值。这样，上述转换的结果，即附图15中所示的6-比特表征，比附图12中的原始图像数据更为平滑。包括在附图8中的像素的数据类型在取余运算以后包括64种数据类型(即，64个彩色级别表征)。而且，图12中的原始数据“00h”(5比特)被转换为“00h”(6比特)，以及图12中的原始数据“1Fh”(5比特)被转换成“3Fh”(6比特)。就是说，在该方法中，6-比特彩色级别显示性能被最大的利用了。
接下来，将描述用于执行上述的CDE处理的电路结构。附图9是一个表明CDE处理电路14b的特殊结构的框图。CDE处理电路14b除了图4中所示的CDE处理电路14a中的元件以外还包括图6中所示的清晰度校正机械结构。在附图9中，与图4中的CDE处理电路14a中同样的元件用相同的参考数字表示，并且略去其详细解释。应当注意，在一个实际的例子中，图6中的清晰度校正机械结构所进行的CDE处理是以图4中的CDE处理电路14a所进行的CDE处理的方式进行的。
CDE处理电路14b包括一个图像显示数据(N比特)输入部件31，一个存储部件32，一个加倍计算部件33，一个加法部件34，一个第一比较部件35，一个第一LSB判定部件36，一个图像显示数据(N+1比特)输入部件37，一个CDE抑制判定值输入部件41，一个第二比较部件42，一个第二LSB判定部件43，以及一个选择部件44。
CDE抑制判定值输入部件41用于输入一个CDE抑制判定值。CDE抑制判定输入部件41可以进一步具有存储一个CDE抑制判定值的功能。
第二比较部件42比较第一比较部件35的比较结果和CDE抑制判定值输入部件41输入的CDE抑制判定值。第二比较部件42是由一个比较电路或者一个6-比特减法电路(A-B)构成的。
第二LSB判定部件43根据第二比较部件42的输出判定LSB。第二LSB判定部件43由一个选择电路构成。
选择部件44选择由第一LSB判定部件36判定的LSB和第二LSB判定部件43输出的LSB中的一个。选择部件44是由一个选择电路构成的。
下面将参照附图10所示的流程图描述CDE处理电路14b所执行的处理。附图10是一个表明CDE处理的流程图。当一个N比特的彩色信号输入到CDE处理电路14b的图像显示数据(N比特)输入部件31的时候(彩色信号输入步骤)，图像显示数据被顺序的存储在存储部件32中(彩色信号存储步骤)。在该存储步骤中，特别的，像素Xn的图像显示数据，邻近像素Xn的像素Xn-1和像素Xn+1的图像显示数据被存储在存储部件32中(s1)。
接下来，加法部件43从存储部件32读取邻近像素Xn的像素Xn-1和像素Xn+1的图像显示数据(s2)，并且进行读取图像显示数据的相加(加法值计算步骤：相当于平均值计算；(s3))。另一方面，加倍计算部件33从存储部件32中读取目标像素Xn的图像显示数据(s4)，然后将N比特的图像显示数据移动一比特，从而获得(N+1)比特的图像显示数据(加倍值计算步骤；相当于乘以2的步骤；(s5))。在该步骤中，(N+1)比特的图像显示数据的LSB被设定为0。
接下来，从在步骤s3中获得的相加数据减去在步骤s5中获得的(N+1)比特的图像显示数据从而获得一个差值Δ(第一比较步骤(s6))。然后，第一比较部件35检查该差值Δ(s7)。如果差值Δ等于或小于0，目标像素Xn的图像显示数据(N+1比特)的LSB保持为0(第一LSB判定步骤(s11))，接下来输出目标像素Xn的图像显示数据(N+1比特)(彩色信号产生步骤(s10))。
如果差值Δ大于0，第二比较部件42比较差值Δ和CDE抑制判定值(第二比较步骤(s8))。如果在分离部件(在本例中为“7”)设定的CDE抑制判定值小于步骤s8中的差值Δ，目标像素Xn的图像显示数据(N+1比特)通过改变图像显示数据的LSB，将其从0改为1而进行校正。然后，输出目标像素Xn的图像显示数据(N+1比特)(彩色信号产生步骤(s10))。
如果CDE抑制判定值等于或者大于步骤s8中的差值Δ，目标像素Xn的图像显示数据(N+1比特)的LSB保持为0(第二LSB判定步骤(s11))，接下来输出目标像素Xn的图像显示数据(N+1比特)(彩色信号产生步骤(s10))。
在上述的步骤中，当对目标像素Xn的CDE处理完成以后，邻近像素Xn右侧的像素，即，像素Xn+1被选为一个新的目标像素，然后上述的CDE处理将在目标像素Xn+1上进行。然后，当同一水平行上的到最右面的像素也进行了CDE处理以后，就在接下来的下一水平行上从最左到最右的像素上进行CDE处理。
在对图像的最下面一个水平行完成了CDE处理以后，即，对一个图像的CDE处理完成了以后，接下来就对下一个图像从图像的最上面的水平行继续进行CDE处理。
在上面描述的16比特的图像格式(“5-6-5”格式)数据被转换成18比特的图像格式数据的扩展处理中，根据上面描述的流程对每一个R-像素和B-像素的的彩色分量数据进行CDE处理。从而彩色分量数据从5比特表征转换为6比特表征。
上面的相对于附图10的流程描述的CDE处理方法作为一个-CDE处理程序被存储在外部主机系统8中的系统存储器16中(附图1)。控制外部主机系统8的CPU15指示LCDC12来执行CDE处理程序。以这样的方式，能够实现本发明的CDE处理功能。CDE处理程序也可以被存储在，例如一个记录介质，诸如一个光盘50(附图1)或类似的设备上，并且能够从光盘50安装到系统存储器16上。
如上所述，利用本发明中的CDE处理的彩色级别显示的扩展与在传统技术中的扩展处理相比，其优点体现在下面的方面：
(1)有效利用扩展的比特带宽
在传统的技术中，甚至当比特带宽被扩展的时候，扩展的数据的彩色分辨率也等于未扩展的数据的彩色分辨率。这样，在传统的技术中，扩展的比特带宽没有被充分的利用。
在本发明的CDE处理中，在未扩展数据中丢失(舍掉)的低顺序比特的值被进行算术操作和比较处理，并且通过估算被恢复。由本发明的CDE处理的扩展的数据包括比原始数据更大的信息量。这样，通过这样扩展的数据，就能够实现高质量的图像显示。
(2)可见的平滑的彩色级别表征
在传统技术中，当连续的彩色级别显示数据被扩展的时候，在扩展的数据中会产生数据值明显不同的不连续点。这种不同作为彩色不均匀是视觉上可感知的。
在本发明的CDE处理中，在扩展的图像数据中数据值是逐渐变化的。而且，如上面的段落(1)中所描述的，在扩展的数据中的信息量与未扩展的数据的信息量相比增加了，并且因此，图像数据的彩色分辨率提高。在这样的数据中，发生彩色不均匀的可能性就会减少。
(3)彩色级别表征有效地利用了彩色显示性能
在一些传统技术中，在一个转换的图像中原始图像的最亮与最暗的值无法被再现。最亮值与最暗值都是有限的值，所以是能够被感知的。这样在一个使用这样的传统技术的系统中，彩色不均匀发生在最暗或者最亮的亮度上，并且显示设备原有的显示性能不能被充分利用。
在这一方面，本发明的CDE处理也是有利的。
(4)抑制CDE处理电路尺寸的增加
本发明的CDE处理电路的尺寸是相对较小的，并且这样能够实现在一个芯片上与传统的LCDC(液晶驱动控制器)的集成，如图1所示。因此，能够抑制液晶显示模块以及液晶显示装置的尺寸的增加。
本发明的上述实施例是在考虑将液晶显示装置作为本发明中的例子来进行描述的。但是本发明并不限于液晶显示器。在通用CPU系统被作为一个主机系统而被使用并且CPU使用的比特宽度和显示平板单元使用的彩色级别显示数据长度不同的时候，本发明能够应用于彩色级别显示数据的比特扩展中。例如，本发明也可立用于一个ELD(电致发光显示器)，一个PD(等离子显示器)，或类似的设备中。
在上面描述的本发明的实施例中，在同一水平行上的邻近像素的图像显示数据被存储在一个存储部件中，并且在校正图像的同一水平行上的水平邻近像素的图像显示数据的同时能够执行比特扩展处理。但是，当然的，如果显示装置具有一个能够存储同一垂直行上的像素的图像显示数据的存储器(例如，一个移位寄存器，或类似的设备)，在校正垂直邻近像素的图像显示数据的同时能够执行图像的在同一水平行上垂直邻近的像素的比特扩展处理。
在提供了一个用于存储在计算处理中所需的图像处理数据的存储部件的情况下，CDE处理能够在水平邻近像素，垂直邻近像素，或对角邻近像素或其它组合的像素中执行处理。结果是，能够获得一个更加自然的图像。
在上面描述的本发明的实施例中，是在一个目标像素上使用紧邻目标像素的像素图像显示数据(在目标像素两侧的两个像素)进行线性近似的处理。但是，本发明也可应用于在邻近上述两个紧邻目标像素的邻近像素的像素的图像显示数据也被使用的地方进行曲线近似，即，在目标像素的两侧的四个或更多像素的图像显示数据能够被利用。在这样的情况下，能够获得一个更为接近自然的图像。
根据本发明，可以得到下面的效果。
(1)在一个用于校正在矩阵排列的显示装置的每一个像素上显示数据的彩色信号的彩色信号校正电路中，一个彩色信号存储部件存储一个与一个预定的像素相对应的第一彩色信号，与预定的像素邻近的第一邻近像素相对应的第二彩色信号以及一个与就第一邻近像素而言在相对另一侧邻近预定像素的第二邻近像素相对应的第三彩色信号，它们包含在输入到彩色信号输入部件的N比特彩色信号中。一个相加部件将第二彩色信号与第三彩色信号相加从而获得相加值数据。一个加倍部件将第一彩色信号加倍从而获得加倍的彩色信号数据。一个第一比较部件从相加值数据中减去加倍的彩色信号数据从而获得一个差值。一个彩色信号产生部件将根据差值由第一LSB判定部件判定得到的LSB与加倍彩色信号数据的N个更高顺序的比特相加从而产生一个(N+1)比特的彩色信号。利用这样的结构，彩色信号校正使用简单的电路在彩色图像的彩色分量上执行从而获得了一个具有平滑灰度等级的彩色质量，这样彩色图像的彩色分辨率就会提高。一个在未扩展的数据中被舍掉的低顺序比特的值，被进行算术操作和比较处理，并且由估算恢复。结果是，具有较高质量的图像显示能够被实现。
(2)如果通过加法装置将第二和第三彩色信号相加获得的相加值数据与通过加倍部件将第一彩色信号加倍获得的加倍彩色信号数据之间的差值等于或者小于0，第一LSB判定部件设定LSB为0；以及如果该差值大于0，第一LSB判定部件的将LSB设定为1。利用这样的装置，彩色信号校正能够在获得较好的彩色再现性的同时而被执行。
(3)在本发明的彩色信号校正电路中，通过加法装置将第二和第三彩色信号相加获得的相加值数据与通过加倍部件将第一彩色信号加倍获得的加倍彩色信号数据之间的差值与一个预定的参考值相比较。当差值等于或大于预定的参考值的时候，第二LSB判定部件将LSB设定为0，以及当差值小于预定的参考值的时候，将LSB设为1。利用有这样的结构，彩色信号校正能够在一个具有明显轮廓的图像上进行，而不会模糊轮廓，并且图像的彩色分辨率能够有所改进。
(4)在本发明的彩色信号校正电路中，一个选择部件选择由第一LSB判定部件判定的LSB与第二判定部件判定的LSB中的一个。在这样的结构中，LSB能够根据将被执行彩色信号校正的图像的类型而进行选择。
(5)在本发明的彩色信号校正电路中，校正像素的数目的百分比值停止或者几乎停止增加的时候获得的差值被用作预定的参考值，它将与第二比较部件产生的差值进行比较。利用这样的结构，就能够在不同类型的图像上执行最佳的彩色信号校正，并且图像的彩色分辨率也可以提高。
(6)将与第二比较部件的差值相比较的预定参考值是7。这样，甚至在彩色信号校正是在表示面部或者字符的轮廓部分的图像上执行，其中包括亮度以不连续的形式变化的部分的情况下，轮廓部分也不会被模糊，并且图像校正能够保持明显的轮廓而被执行。
(7)本发明的彩色信号校正装置包括上述(1)到(6)段落中的任何一个的彩色信号校正电路，其中至少一个校正步骤是在多个彩色信号类型中的一个上执行的。这样，就提供了一个彩色信号校正装置，它使用了一个简单的电路在彩色图像的彩色分量上执行了彩色信号校正从而获得了具有平滑灰度等级的彩色质量，这样彩色图像的彩色分辨率会有所提高。
(8)多种类型的彩色信号包括R-，G-，B-信号。这样，对于彩色图像的每一彩色分量，彩色图像的彩色分辨率都能提高。
(9)一个彩色信号通过执行下述的步骤来进行校正：一个彩色信号输入步骤输入N比特的彩色信号(N是一个自然数)；一个彩色信号数据存储步骤存储一个与预定像素相对应的第一彩色信号，一个与预定像素邻近的第一邻近像素相对应的第二彩色信号，以及一个与就第一邻近像素而言在相对另一侧邻近预定像素的第二邻近像素相对应的第三彩色信号，它们都被输入到彩色信号输入步骤；一个加法值计算步骤将第二彩色信号与第三彩色信号相加从而获得相加值数据；一个加倍值计算步骤使第一信号加倍从而获得加倍的彩色信号数据；一个第一比较步骤获得相加值数据与加倍的彩色信号数据之间的差值；一个第一LSB判定步骤根据第一比较步骤的比较结果判定一个LSB；以及一个彩色信号产生步骤将加倍的彩色信号数据的N个更高顺序的比特与LSB相加，从而产生一个(N+1)比特的彩色信号。这样，就提供了一种能够在彩色图像的彩色分量上执行彩色信号校正的方法，从而能够获得一个具有平滑灰度等级的彩色质量，这样彩色图像的彩色分辨率就会提高。
(10)一个彩色信号通过使计算机执行包括下列步骤的程序而被校正：一个彩色信号输入步骤输入N比特的彩色信号(N是一个自然数)；一个彩色信号数据存储步骤存储一个与预定像素相对应的第一彩色信号，一个与预定像素邻近的第一邻近像素相对应的第二彩色信号，以及一个与就第一邻近像素而言在相对另一侧邻近预定像素的第二邻近像素相对应的第三彩色信号，它们都被输入到彩色信号输入步骤；一个加法值计算步骤将第二彩色信号与第三彩色信号相加从而获得相加值数据；一个加倍值计算步骤使第一信号加倍从而获得加倍的彩色信号数据；一个第一比较步骤获得相加值数据与加倍的彩色信号数据之间的差值；一个第一LSB判定步骤根据第一比较步骤的比较结果判定一个LSB；以及一个彩色信号产生步骤将加倍的彩色信号数据的N个更高顺序的比特与LSB相加，从而产生一个(N+1)比特的彩色信号。这样，就提供了一种能够在彩色图像的彩色分量上执行彩色信号校正的程序，从而能够获得一个具有平滑灰度等级的彩色质量，这样彩色图像的彩色分辨率就会提高。
(11)一种本发明的显示装置，包括上述的(1)-(6)段中任何一个彩色信号校正电路或者上述(7)或(8)段中的彩色信号校正装置。利用这样的结构，显示装置能够使用一种简单的电路在彩色图像的彩色分量上执行彩色信号校正，从而获得一个具有平滑灰度等级的彩色质量，这样彩色图像的彩色分辨率会有所改进。
(12)一种本发明的显示装置，包括用于执行上述段落(10)中的彩色信号校正程序的控制部件。利用这样的结构，显示装置能够使用一种简单的电路在彩色图像的彩色分量上执行彩色信号校正的彩色信号校正程序，从而获得一个具有平滑灰度等级的彩色质量，这样彩色图像的彩色分辨率会有所改进。
在不背离本发明的精神和范围的情况下，其它的各种变形对于本领域的技术人员来说是明显的，并且能够容易地做出来的。相应的，后面所附的权利要求并不限于这里描述的内容，权利要求可以被广义地解释。

Claims (13)

1.一种彩色信号校正电路，用于校正在矩阵排列的显示装置的每一个像素上显示数据的彩色信号，包括：
彩色信号输入部件，用于输入N比特的彩色信号(N是一个自然数)；
彩色信号数据存储部件，用于存储与预定像素相对应的第一彩色信号、与预定像素邻近的第一邻近像素相对应的第二彩色信号、以及与就第一邻近像素而言在相对另一侧邻近预定像素的第二邻近像素相对应的第三彩色信号，这些都被输入到彩色信号输入部件；
加法部件，用于将第二彩色信号与第三彩色信号相加从而获得相加值数据；
加倍部件，用于使第一彩色信号加倍从而获得加倍的彩色信号数据；
第一比较部件，用于从相加值数据中减去加倍的彩色信号数据从而获得一个差值；
第一LSB判定部件，用于根据差值判定一个LSB；以及
彩色信号产生部件，用于将加倍的彩色信号数据的N个更高顺序的比特与LSB相加，从而产生一个(N+1)比特的彩色信号。
2.一种如权利要求1所述的彩色信号校正电路，其中
如果差值等于或者小于0，第一LSB判定部件将LSB设定为0；以及
如果差值大于0，第一LSB判定部件将LSB设定为1。
3.一种如权利要求1所述的彩色信号校正电路，进一步包括：
第二比较部件用于将差值与一个预定的参考值相比较，以及
第二LSB判定部件用于当差值等于或者大于预定的参考值时设定LSB为0，以及当差值小于预定的参考值时设定LSB为1。
4.一种如权利要求3所述的彩色信号校正电路，进一步包括选择部件，用于选择由第一LSB判断部件判定的LSB以及由第二判定部件判定的LSB中的一个。
5.一种如权利要求3所述的彩色信号校正电路，其中校正像素的数目百分比值停止或者几乎停止增加的时候获得的差值被用于预定的参考值。
6.一种如权利要求5所述的彩色信号校正电路，其中预定的参考值为7。
7.一种彩色信号校正装置，包括权利要求1的彩色信号校正电路，其中在包括多种类型彩色信号的彩色图像数据中，校正是在多种类型的彩色信号中的至少一个上进行的。
8.一种如权利要求7所述的彩色信号校正装置，其中多种类型的彩色信号包括用于R-，G-，B-像素的彩色信号。
9.一种彩色信号校正方法，用于校正在矩阵排列的显示装置的每一个像素上显示数据的彩色信号，包括：
彩色信号输入步骤，输入N比特的彩色信号(N是一个自然数)；
彩色信号数据存储步骤，存储与预定像素相对应的第一彩色信号、与预定像素邻近的第一邻近像素相对应的第二彩色信号、以及与就第一邻近像素而言在相对另一侧邻近预定像素的第二邻近像素相对应的第三彩色信号，它们都被输入到彩色信号输入步骤；
加法值计算步骤，将第二彩色信号与第三彩色信号相加从而获得相加值数据；
加倍值计算步骤，使第一彩色信号加倍从而获得加倍的彩色信号数据；
第一比较步骤，获得相加值数据与加倍的彩色信号数据之间的差值；
第一LSB判定步骤，根据第一比较步骤的比较结果判定一个LSB；以及
彩色信号产生步骤，将加倍的彩色信号数据的N个更高顺序的比特与LSB相加，从而产生一个(N+1)比特的彩色信号。
10.一种彩色信号校正程序，用于校正在矩阵排列的显示装置的每一个像素上显示数据的彩色信号，该程序指示计算机执行下面的步骤：
彩色信号输入步骤，输入N比特的彩色信号(N是一个自然数)；
彩色信号数据存储步骤，存储与预定像素相对应的第一彩色信号、与预定像素邻近的第一邻近像素相对应的第二彩色信号、以及与就第一邻近像素而言在相对另一侧邻近预定像素的第二邻近像素相对应的第三彩色信号，它们都被输入到彩色信号输入步骤；
加法值计算步骤，将第二彩色信号与第三彩色信号相加从而获得相加值数据；
加倍值计算步骤，使第一彩色信号加倍从而获得加倍的彩色信号数据；
第一比较步骤，获得相加值数据与加倍的彩色信号数据之间的差值；
第一LSB判定步骤，根据第一比较步骤的比较结果判定一个LSB；以及
彩色信号产生步骤，将加倍的彩色信号数据的N个更高顺序的比特与LSB相加，从而产生一个(N+1)比特的彩色信号。
11.一种显示装置，包括权利要求1所述的彩色信号校正电路。
12.一种显示装置，包括权利要求7所述的彩色信号校正装置。
13.一种显示装置，包括用于执行权利要求10的彩色信号校正程序的控制部件。
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