CN1905623A - 图像处理电路及图像处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明旨在提供抑制液晶显示器的对比度下降的同时,可在全部灰度上进行过驱动处理的图像处理电路。本发明是一种进行过驱动处理的液晶显示器用的图像处理电路,其中包括:将图像数据的灰度向中间灰度方向以预定数据压缩率压缩并将压缩数据输出的数据压缩电路(1);对压缩数据进行模拟灰度处理并输出与图像数据的灰度数相同的灰度数的模拟灰度图像数据的FRC处理电路(2);以及将模拟灰度图像数据的最大灰度与最小灰度的电压差大于压缩数据的最大灰度与最小灰度的电压差,且对图像数据与压缩数据的灰度差部分重新分配电压后用于过驱动处理的过驱动处理电路(3)。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理电路及图像处理方法,尤其涉及用于液晶显示器的图像处理电路及图像处理方法。
背景技术
近年,液晶显示器用于各式各样的领域,PC监视器以外也按TV用途使用。但是,由于液晶显示器应答速度较慢,在TV用途等以动画为中心的显示中产生余像等,存在显示质量下降的问题。因此,在液晶显示器中,采用过驱动(overdrive)处理方式提高应答速度。过驱动处理指的是当图像数据为动画时,若前帧到当前帧的数据变化方向为正向,则使施加到液晶的电压高于通常的场合,若前帧到当前帧的数据变化方向为负向,则使施加到液晶的电压低于通常的场合的处理方法。通过该方法,可提高动画的显示质量。
如上所述,过驱动处理是对液晶施加比通常施加的电压高的电压或低的电压的方法。由于白的图像数据或黑的图像数据上通常设定最大或最小灰度,因此不能对液晶施加再高的电压或低的电压。即,传统的过驱动处理中,存在虽然可适用于中间灰度的图像数据,但不能适用于白或黑的图像数据的问题。
当液晶显示器为正常白(normally white)的场合,在白显示时施加到液晶的电压(以下,简称为白电压)设定为最小,而在黑显示时施加到液晶的电压(以下,简称为黑电压)设定为最大。另外,当液晶显示器为正常黑的场合,在黑显示时施加到液晶的电压设定为最小,而在白显示时施加到液晶的电压设定为最大。在正常白或正常黑的任一场合,都不能对白或黑的图像数据进行过驱动处理。
于是,如专利文献1所示,作为对白或黑的图像数据进行过驱动处理的方法,提出了将图像数据的灰度向中间灰度方向压缩的方法。该方法是通过将图像数据的灰度向中间灰度方向压缩来在白或黑的灰度的上侧或下侧确保可用于过驱动处理的灰度的方法。因此,能够对液晶施加比压缩后的黑电压或白电压高的电压或低的电压。
专利文献1:日本特许第3511592号公报
发明内容
但是,将图像数据的灰度向中间灰度方向压缩的方法,使可显示的灰度数下降,同时压缩后的图像数据的最大灰度与最小灰度的电压差变小。液晶显示器的对比度由最大灰度时的施加电压和最小灰度时的施加电压之差即图像数据的最大灰度与最小灰度的电压差来确定。因此,当该电压差较大时,液晶显示器的对比度较高,相反,该电压差较小时,液晶显示器的对比度较低。
在将图像数据的灰度向中间灰度方向压缩的方法中,压缩后的图像数据的最大灰度与最小灰度的电压差变小,因此存在液晶显示器的对比度下降的问题。
于是,本发明旨在提供抑制液晶显示器的对比度下降的同时,可在全部灰度上进行过驱动处理的图像处理电路及图像处理方法。
本发明是一种进行过驱动处理的液晶显示器用的图像处理电路,其中包括:将图像数据的灰度向中间灰度方向以预定数据压缩率压缩并将压缩数据输出的数据压缩部;对压缩数据进行模拟灰度处理并输出与图像数据的灰度数相同的灰度数的模拟灰度图像数据的模拟灰度处理部;以及将模拟灰度图像数据的最大灰度与最小灰度的电压差大于压缩数据的最大灰度与最小灰度的电压差,且对图像数据与压缩数据的灰度差部分重新分配电压后用于过驱动处理的过驱动处理部。
本发明所记载的图像处理电路中,将模拟灰度图像数据的最大灰度与最小灰度的电压差大于压缩数据的最大灰度与最小灰度的电压差,且对图像数据与压缩数据的灰度差部分重新分配电压后用于过驱动处理,因此具有抑制液晶显示器的对比度下降的同时,可在全部灰度上进行过驱动处理的效果。
附图说明
图1是说明正常白的电压设定的示图。
图2是说明数据压缩方法的示图。
图3是说明本发明实施例1的图像处理方法的示图。
图4是表示本发明实施例1的图像处理电路的框图。
图5是表示本发明实施例2的图像处理电路的框图。
(符号说明)
1数据压缩电路,2FRC处理电路,3过驱动处理电路,4伽马校正控制电路,5伽马生成电路。
具体实施方式
实施例1
液晶显示器是通过对液晶施加电压并控制液晶分子的排列来控制透射光或反射光并显示图像的显示器。液晶显示器可分为正常白和正常黑这两种。首先,如图1所示,正常白的场合,最低的电压设定为白显示时施加到液晶的电压(以下,简称为白电压),最高的电压设定为黑显示时施加到液晶的电压(以下,简称为黑电压)。即,正常白的液晶显示器中,未施加电压的状态为白显示。
另一方面,虽然未作图示,但正常黑的场合,最低的电压设定为黑电压,最高的电压设定为白电压。即,正常黑的液晶显示器中,未施加电压的状态为黑显示。
另外,在图2示出一例已在背景技术中说明的过驱动处理。图2中,将图像数据向中间灰度方向压缩,基于该压缩数据,进行过驱动处理。具体地说,将从0灰度=4V到63灰度=0V的64个灰度数的图像数据压缩到8灰度=3.5V到55灰度=0.5V的48个灰度数的压缩数据。即,在正常白的液晶显示器的场合,将黑电压变更为0灰度=4V到8灰度=3.5V,将白电压变更为63灰度=0V到55灰度=0.5V。还有,可将图像数据的与8灰度到55灰度对应的压缩数据改成压缩数据的从0灰度到48灰度的表现,但本实施例中,将压缩数据直接用图像数据的灰度表现来说明。
如图2所示,通过对图像数据进行数据压缩,能够确保电压比黑电压(8灰度=3.5V)高的部分(0~7灰度)及电压比白电压(55灰度=0.5V)低的部分(56~63灰度)。还有,利用已确保的灰度(0~7灰度、56~63灰度),对白电压或黑电压进行过驱动处理。
但是,若如图2那样压缩图像数据,则灰度数减少的同时,黑电压与白电压的电位差较小。若黑电压与白电压的电位差变小,则上述那样液晶显示器的对比度会下降。
因此,在本实施例中,通过利用图3所示图像处理方法抑制灰度数及对比度的下降的同时,可对包括白灰度或黑灰度在内的全部灰度进行过驱动处理。图3中说明液晶显示器为正常白的场合。另外,在图4示出进行图3所示图像处理方法的图像处理电路的框图。
在图3所示图像处理方法中,首先,将6位的图像数据也向中间灰度方向压缩。还有,图像数据具有从0灰度=4V到63灰度=0V的64个灰度数。若将图像数据向中间灰度方向3/4数据压缩,具体如0灰度的图像数据向8灰度的压缩数据、1灰度的图像数据向8.75灰度的压缩数据、2灰度的图像数据向9.5灰度的压缩数据、3灰度的图像数据向10.25灰度的图像数据分别被压缩。以下的灰度也被同样压缩,63灰度的图像数据压缩到55.25灰度的压缩数据。
但是,压缩数据的灰度数为整数,因此以往去掉小数部,使0灰度及1灰度的图像数据向8灰度的压缩数据、2灰度的图像数据向9灰度的压缩数据、3灰度的图像数据向10灰度的压缩数据分别被压缩。从而,0灰度到3灰度(4个灰度)的图像数据向8灰度到10灰度(3个灰度数)的压缩数据被3/4数据压缩。
另一方面,本实施例中,不去掉小数部,而将压缩数据设成整数+小数的8位数据。因此,本实施例中,利用压缩数据的小数部,能够进行模拟灰度处理。图3中作为模拟灰度处理采用FRC(FrameRate Control)处理。这里,FRC处理指的是通过改变多个帧中显示的帧与非显示的帧之比例,以模拟方式表现灰度的处理方法。
图3所示FRC处理例如在压缩数据为不具有小数部的8灰度时,在全部帧上显示8灰度,当压缩数据为8.75灰度时,在4帧中的3帧上显示9灰度。另外,图3所示FRC处理例如在压缩数据为9.5灰度时,在4帧中的2帧上显示10灰度,当压缩数据为10.25灰度时,在4帧中的1帧上显示11灰度。通过对压缩数据进行这样的FRC处理,能够将48个灰度数的压缩数据变换成64个灰度数的模拟灰度图像数据。
模拟灰度图像数据可表现为仅由整数组成的6位数据。还有,可将模拟灰度图像数据重新改为0灰度到63灰度的表现,但图3所示例中,模拟灰度图像数据的灰度也以图像数据的灰度来表现。
还有,图3所示模拟灰度处理为FRC处理,但本发明并不限于此,也使用高频振动处理等其它模拟灰度处理。另外,如本实施例那样,可以采用仅为FRC处理的模拟灰度处理,但本发明也可采用组合FRC处理与高频振动处理的模拟灰度处理。
另外,在上述的模拟灰度处理中,若压缩数据的小数部为0.25,则表示4帧中的1帧,若为0.5则表示4帧中的2帧,若为0.75则表示4帧中的3帧。但本发明并不限于此,只要是基于压缩数据的小数部控制模拟灰度处理,就可采用其它处理方法。
图3所示模拟灰度图像数据通过模拟灰度处理,具有与图像数据相同的64个灰度数。因此,仅以模拟灰度图像数据的状态也可对灰度数进行改善。但是,模拟灰度图像数据的黑电压直接继承压缩数据,因此成为8灰度=3.5V,白电压也一直为55灰度=0.5V。因此,基于模拟灰度图像数据驱动液晶显示器的状态下会降低对比度。
因此,在本实施例中,将图3所示模拟灰度图像数据的最大灰度(8灰度)与最小灰度(55灰度)之电压差改设定为与图像数据的最大灰度(0灰度)与最小灰度(63灰度)之电压差相同的大小。即,将模拟灰度图像数据的黑电压(8灰度)从3.5V扩大到4V,将模拟灰度图像数据的白电压(55灰度)从0.5V扩大到0V。
从而,本实施例能够显示其由黑电压与白电压之差确定的液晶显示器的对比度得到改善且显示质量高的图像。而且,本实施例中能够对图像数据与压缩数据的灰度差部分(比黑电压(8灰度)高的部分(0~7灰度),比白电压(55灰度)低的部分(56~63灰度))重新设定电压。具体对0灰度设定5V。还有,由图3可知,由于不能将电压设定为白电压(55灰度)=0V以下,不能对56~63灰度设定0V以下的电压。
本实施例中,由于能够设定比黑电压(8灰度)高的电压(0灰度=5V),可对黑电压进行过驱动处理。但是,根据不能将白电压设定为0V以下电压的关系,不能进行过驱动处理。
还有,正常黑的液晶显示器中上述的关系相反,由于能够设定比白电压(8灰度)高的电压(0灰度=5V),可对白电压进行过驱动处理,但根据不能将黑电压设定为0V以下电压的关系,不能进行过驱动处理。
另外,图3中将模拟灰度图像数据的最大灰度(8灰度)与最小灰度(55灰度)的电压差改设定为与图像数据的最大灰度(0灰度)与最小灰度(63灰度)的电压差相同的大小。由于这是确保与图像数据相同的对比度的处理,可通过稍微牺牲对比度,对黑电压和白电压这两方进行过驱动处理。
即,设模拟灰度图像数据的最大灰度(8灰度)与最小灰度(55灰度)的电压差,使之小于图像数据的最大灰度(0灰度)与最小灰度(63灰度)的电压差,但大于压缩数据的最大灰度(8灰度)与最小灰度(55灰度)的电压差。具体地说,设定模拟灰度图像数据的最大灰度(8灰度)=4V、最小灰度(55灰度)=0.25V。从而,能够设定比白电压(8灰度)高的电压(0灰度=5V)及比黑电压(55灰度)低的电压(63灰度=0V)。
以上,借助图4的框图就图3所示图像处理方法进行说明。首先,对数据压缩部即数据压缩电路1输入m位的图像数据。该图像数据仅存放整数部。在数据压缩电路1中被供给数据压缩率。在图3的例中数据压缩率为3/4,但本发明并不限于此,可任意设定数据压缩率(例如5/16或1/2等)。由于本发明可任意设定数据压缩率,可在各式各样的条件下进行最佳过驱动处理。
数据压缩电路1中,基于数据压缩率,将图像数据向中间灰度方向数据压缩,输出压缩数据。该压缩数据在整数部存放了m位、在小数部存放了n位。接着,该压缩数据输入模拟灰度处理部即FRC处理电路2。FRC处理电路2中,基于压缩数据的小数部进行FRC处理并输出具有与图像数据相同灰度数的模拟灰度图像数据。该模拟灰度图像数据中在整数部存放了m位。
接着,模拟灰度图像数据被输入过驱动处理部即过驱动处理电路3。该过驱动处理电路3中,将模拟灰度图像数据的最大灰度与最小灰度的电压差设成大于压缩数据的最大灰度与最小灰度的电压差,且对图像数据与压缩数据的灰度差部分(从0灰度到7灰度、从56灰度到63灰度)重新分配电压。从而,在过驱动处理电路3中,利用被重新分配的电压,可对模拟灰度图像数据的最大灰度(正常白的场合,黑电压)或最小灰度(正常白的场合,白电压)进行过驱动处理。还有,其它灰度上的过驱动处理按一般的方法进行,因此省略详细的说明。
过驱动处理电路3对模拟灰度图像数据进行过驱动处理,输出最终施加到液晶的输出图像数据。还有,过驱动处理仅适用于当前帧的图像数据为动画的场合,虽然在图4中未作图示,但本实施例的图像处理电路设有动画/静态图像判定电路。
如上所述,本实施例的图像处理电路及图像处理方法中,将模拟灰度图像数据的最大灰度与最小灰度的电压差设成大于压缩数据的最大灰度与最小灰度的电压差,且对图像数据与压缩数据的灰度差部分重新分配电压,用于过驱动处理,因此抑制液晶显示器的对比度下降的同时,可在全部灰度上进行过驱动处理。
还有,本实施例的图像处理电路可由硬件构成,也可由软件构成。
实施例2
图5示出本实施例的图像处理电路的框图。图5所示图像处理电路在图4所示图像处理电路再追加伽马校正控制部即伽马校正控制电路4和伽马生成部即伽马生成电路5来构成。
液晶显示器中,不使显示亮度随施加电压的上升按正比例上升,而使显示亮度以曲线方式上升。该校正施加的电压与显示亮度的关系的方法就是伽马校正。但是,如实施例1所示,若压缩图像数据,则该数据压缩率会影响伽马校正。
因此,在本实施例的图像处理电路中,设置伽马校正控制电路4,以考虑数据压缩率的影响的情况下控制进行伽马校正的伽马生成电路5。从而,本实施例的图像处理电路中,不管数据压缩率的变更都能进行最佳的伽马校正。
还有,本实施例的图像处理电路可由硬件构成,也可由软件构成。
Claims (6)
1.一种进行过驱动处理的液晶显示器用的图像处理电路,其中包括:
将图像数据的灰度向中间灰度方向以预定数据压缩率压缩并将压缩数据输出的数据压缩部;
对所述压缩数据进行模拟灰度处理并输出与所述图像数据的灰度数相同的灰度数的模拟灰度图像数据的模拟灰度处理部;以及
将所述模拟灰度图像数据的最大灰度与最小灰度的电压差大于所述压缩数据的最大灰度与最小灰度的电压差,且对所述图像数据与所述压缩数据的灰度差部分重新分配电压后用于过驱动处理的过驱动处理部。
2.如权利要求1所述的图像处理电路,其特征在于:所述过驱动处理部使所述模拟灰度图像数据的最大灰度与最小灰度的电压差大小与所述图像数据的最大灰度与最小灰度的电压差大小相同。
3.如权利要求1或权利要求2所述的图像处理电路,其特征在于:所述数据压缩部可任意设定所述数据压缩率。
4.如权利要求1或权利要求2所述的图像处理电路,其特征在于:
所述数据压缩部将在压缩所述图像数据的灰度时产生的小数部的数据存放在所述压缩数据中,
所述模拟灰度处理部基于所述小数部的数据进行帧速率控制处理。
5.如权利要求1或权利要求2所述的图像处理电路,其特征在于:
还包括进行伽马校正的伽马生成部,以及
基于所述数据压缩率,控制所述伽马生成部的伽马校正控制部。
6.一种图像处理方法,包括以下步骤:
将图像数据的灰度向中间灰度方向以预定数据压缩率压缩并将压缩数据输出的数据压缩步骤;
对所述压缩数据进行模拟灰度处理并输出与所述图像数据的灰度数相同的灰度数的模拟灰度图像数据的模拟灰度处理步骤;以及
将所述模拟灰度图像数据的最大灰度与最小灰度的电压差大于所述压缩数据的最大灰度与最小灰度的电压差,且对所述图像数据与所述压缩数据的灰度差部分重新分配电压后用于过驱动处理的过驱动处理步骤。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20070131 |
|
C20 | Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned |