JP2008139840A - Image display controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像表示制御装置等に関し、特に、表示用の照明の輝度を表示画像に合わせて適応的に減光すると共に、その減光に伴う画質の低下を補償するように画像信号の補正を行う画像表示制御装置(画像表示制御LSI)等に関する。 The present invention relates to an image display control device and the like, and particularly corrects an image signal so as to adaptively reduce the luminance of display illumination in accordance with a display image and to compensate for a reduction in image quality due to the dimming. The present invention relates to an image display control device (image display control LSI) and the like.
特許文献1には、省電力化のためにバックライトの発光光量を低下させ、一方、液晶表示画面の透過率をできるだけ上げるように画像データを調整する技術が開示されている。
また、特許文献2には、表示画像の輝度信号の補正のために、ルックアップテーブル(LUT)を使用する画像補正装置が記載されている。
照明(バックライト等)の減光と画質低下の防止のための画像補正を同時に行うためには、画像データに基づく膨大な演算を高速に行う必要がある。演算結果を記憶したルックアップテーブル(LUT)を使用して演算処理を簡略化する方法もあるが、メモリアクセスに時間がかかる。したがって、高速性が要求される場合には使用できない。例えば、ワンセグ放送(携帯電話端末向けのデジタル放送)によるストリーミング映像を、携帯電話端末上で再生する場合のようにリアルタイム性が要求される場合には、LUTを用いた方式は適さない。 In order to simultaneously perform illumination correction (backlight etc.) dimming and image correction for preventing deterioration of image quality, it is necessary to perform enormous calculations based on image data at high speed. Although there is a method of simplifying the arithmetic processing using a look-up table (LUT) storing the arithmetic results, it takes time to access the memory. Therefore, it cannot be used when high speed is required. For example, when streaming video by one-segment broadcasting (digital broadcasting for mobile phone terminals) is required to be real-time like when played back on a mobile phone terminal, a method using an LUT is not suitable.
所定の演算を複数の専用のハードウエアで並列に行う場合には、高速性(リアルタイム性)は確保できるが、回路の占有面積が増大すると共に、回路の消費電力が増大する。 When a predetermined operation is performed in parallel with a plurality of dedicated hardware, high speed (real-time performance) can be ensured, but the occupied area of the circuit increases and the power consumption of the circuit increases.
また、上述の特許文献1では、照明の減光に伴う画質低下を補償するための画像補正では輝度の補正のみが考慮されているが、照明の減光によって画像の彩度(色の鮮やかさ)が損なわれると画質が大きく低下するため、輝度のみならず彩度も考慮した画像補正が必要である。
In
また、表示画像の輝度に合わせて適応的に照明の減光量を決定する制御を行うと、表示画像の輝度が高速に変化したときには、照明輝度がこれに追従して高速に変化するためフリッカが生じ、表示画像の画質が低下する恐れがある。特に、ストリーミング映像の再生時には、画像の輝度が瞬時的に変化する場面が多く含まれるため、フリッカ(視覚的なちらつき)の発生が懸念される。したがって、シーンチェンジに伴うフリッカを抑制するための工夫が必要である。 In addition, if control is performed to adaptively determine the light reduction amount of illumination according to the brightness of the display image, when the brightness of the display image changes at high speed, the illumination brightness changes at high speed following this, and thus flicker occurs. This may cause the display image quality to deteriorate. In particular, when playing a streaming video, there are many scenes in which the luminance of the image changes instantaneously, which may cause flicker (visual flicker). Therefore, it is necessary to devise in order to suppress flicker accompanying a scene change.
本発明は、このような考察に基づいてなされたものである。本発明の幾つかの態様によれば、高速性(リアルタイム性)、低消費電力性、回路規模の増大の抑制を達成しつつ、照明の適応的な減光と、その減光に伴う画質の低下を補償するための従来にない高精度の画像補正と、を同時に実現することができる。 The present invention has been made based on such consideration. According to some aspects of the present invention, while achieving high speed (real-time performance), low power consumption, and suppression of an increase in circuit scale, adaptive dimming of illumination and image quality associated with the dimming are achieved. It is possible to simultaneously realize high-precision image correction that is not conventionally performed to compensate for the decrease.
本発明の画像表示制御装置は、画像表示用の照明を表示画像に応じて適応的に減光し、かつ、前記照明の減光に伴う画質低下を補償するように画像信号を補正する画像表示制御装置であって、前記画像信号の統計情報を取得する統計情報取得部と、前記統計情報取得部から与えられる、前記画像信号の統計値情報を用いて、減光後の照明輝度を求めると共に、前記画像信号の補正に用いられる補正係数を生成する共用演算器と、前記共用演算器の動作手順を指定するための複数のコードを記憶しているコード記憶部と、前記コード記憶部からの前記コードの出力順を制御するシーケンス指示部と、前記コード記憶部から出力される前記コードをデコードして、前記共用演算器に供給するための命令およびデータの少なくとも一つを生成するデコーダと、を有する。 The image display control apparatus according to the present invention adaptively diminishes illumination for image display according to a display image, and corrects an image signal so as to compensate for a reduction in image quality due to dimming of the illumination. A control device that obtains the illumination brightness after dimming using a statistical information acquisition unit that acquires statistical information of the image signal and statistical value information of the image signal provided from the statistical information acquisition unit; , A common arithmetic unit that generates a correction coefficient used for correcting the image signal, a code storage unit that stores a plurality of codes for specifying an operation procedure of the common arithmetic unit, and a code storage unit A sequence instructing unit that controls the output order of the codes; and a code that decodes the codes output from the code storage unit and generates at least one of instructions and data to be supplied to the shared arithmetic unit Has an over da, the.
照明の適応的な減光処理および画像補正処理を、共通の演算器(共用演算器)によるリアルタイム演算によって実現する。その演算によって、画像補正用の補正係数と減光後の照明輝度とがリアルタイムで算出され、算出された補正係数を用いた画像補正が実行される。共用演算器の演算は、信号処理手順をコード化したマイクロコードによって制御される。共用化された演算器を用いることによって、同種のハードウエアを並列に設ける必要なくリアルタイム演算が可能となり、最小の回路、最小の消費電力により、高速な調光制御および画像補正を実現することができる。 The adaptive light reduction processing and image correction processing are realized by real-time calculation using a common arithmetic unit (shared arithmetic unit). By the calculation, the correction coefficient for image correction and the illumination brightness after dimming are calculated in real time, and image correction using the calculated correction coefficient is executed. The operation of the shared arithmetic unit is controlled by microcode that encodes the signal processing procedure. By using a common computing unit, real-time computation is possible without the need to install the same type of hardware in parallel, and high-speed dimming control and image correction can be realized with the minimum circuit and minimum power consumption. it can.
また、本発明の画像表示制御装置の一態様では、前記シーケンス指示部によって指示された順番で、前記コード記憶部から前記コードが順次、出力され、前記デコーダによるデコードの結果として生成される前記命令または前記データが前記共用演算器に供給され、前記命令または前記データを用いた、前記減光後の照明輝度の決定と前記画像信号の補正に用いられる補正係数の生成とが前記共用演算器によって実行され、前記補正係数を用いて補正された前記画像信号および前記減光後の証明輝度を示す信号が出力される。 In one aspect of the image display control apparatus of the present invention, the instructions are sequentially output from the code storage unit in the order instructed by the sequence instruction unit, and are generated as a result of decoding by the decoder. Alternatively, the data is supplied to the shared computing unit, and the shared computing unit uses the command or the data to determine the illumination luminance after the dimming and generate a correction coefficient used for correcting the image signal. When executed, the image signal corrected using the correction coefficient and a signal indicating the proof luminance after the dimming are output.
共用演算器に供給される命令(オペランド)とデータ(乗算係数等)の生成手順を明らかとしたものである。シーケンス指示部によって、マイクロコードが記憶されているコードテーブルがポインティングされ、コードが順次、出力され、デコードによって命令とデータが生成され、共用演算器に供給され、共用演算器による演算によって、減光後の照明輝度と補正係数とが生成され、それらが並行的に出力される。最も簡素化された構成によって、高速かつ効率的に、減光後の照明輝度と補正係数を生成することができる。 The procedure for generating instructions (operands) and data (multiplication coefficients, etc.) supplied to the shared arithmetic unit is clarified. The code table in which microcodes are stored is pointed by the sequence instructing unit, the codes are sequentially output, the instructions and data are generated by decoding, supplied to the common arithmetic unit, and the light is reduced by the arithmetic by the common arithmetic unit Later illumination brightness and correction factors are generated and output in parallel. With the most simplified configuration, it is possible to generate the illumination brightness and the correction coefficient after dimming at high speed and efficiently.
また、本発明の画像表示制御装置の他の態様では、前記共用演算器は、第1および第2のマルチプレクサと、算術論理演算ユニットと、前記算術論理ユニットの演算結果を振り分ける分配器と、有し、前記デコーダから、前記第1および第2のマルチプレクサに対しては係数が、前記算術論理ユニットに対しては演算命令が、前記分配器に対しては振り分け先情報が、各々供給される。 In another aspect of the image display control apparatus of the present invention, the shared arithmetic unit includes first and second multiplexers, an arithmetic logic unit, a distributor that distributes an arithmetic result of the arithmetic logic unit, and an existence unit. From the decoder, coefficients are supplied to the first and second multiplexers, arithmetic instructions are supplied to the arithmetic logic unit, and distribution destination information is supplied to the distributor.
共用演算器の具体的構成の一例を明確化し、かつ、構成要素の各々にどのような命令あるいはデータが供給されるのかを明確化したものである。すなわち、本態様では、複数のマルチプレクサと、算術論理ユニット(ALU)と、分配器とによって共用演算器が構成される。マルチプレクサに対しては演算に用いられる係数が供給され、ALUには命令(オペコード)が供給され、分配器には、分配先情報が供給される。 An example of a specific configuration of the shared arithmetic unit is clarified, and what instruction or data is supplied to each component is clarified. That is, in this aspect, a shared arithmetic unit is configured by a plurality of multiplexers, an arithmetic logic unit (ALU), and a distributor. Coefficients used for calculation are supplied to the multiplexer, instructions (opcodes) are supplied to the ALU, and distribution destination information is supplied to the distributor.
また、本発明の画像表示制御装置の他の態様では、前記共用演算器は、さらに、複数の出力先レジスタと、前記複数の出力先レジスタに蓄積された信号の少なくとも一部を入力側に帰還させる帰還経路と、を有する。 In another aspect of the image display control apparatus of the present invention, the shared arithmetic unit further feeds back to the input side a plurality of output destination registers and at least some of the signals accumulated in the plurality of output destination registers. And a return path to be made.
共用演算器が、演算結果を入力側に戻すための帰還経路を有する点を明確化したものである。これによって、例えば、まず、第1の演算処理によって減光後の照明輝度を求め、その演算結果を入力側に戻して、その求められた照明輝度に基づいて画像の補正係数を求める、というような処理が可能となる。また、共用演算器が帰還経路をもつことによって、巡回型(IIR)のフィルタ処理を実施することも可能となる。 This clarifies that the shared arithmetic unit has a feedback path for returning the operation result to the input side. Accordingly, for example, first, the illumination brightness after dimming is obtained by the first computation process, the computation result is returned to the input side, and the correction coefficient of the image is obtained based on the obtained illumination brightness. Processing becomes possible. In addition, since the shared arithmetic unit has a feedback path, it is possible to perform a cyclic (IIR) filtering process.
また、本発明の画像表示制御装置の他の態様では、前記統計情報取得部は、前記画像信号の輝度の統計値に加えて彩度の統計値を取得し、前記補正係数を用いた前記画像信号の補正では、前記照明の減光に対応した輝度をエンハンスする補正、ならびに、前記照明の減光に対応した彩度をエンハンスする補正が実行される。 In another aspect of the image display control apparatus of the present invention, the statistical information acquisition unit acquires a statistical value of saturation in addition to a statistical value of luminance of the image signal, and uses the correction coefficient to generate the image using the correction coefficient. In the signal correction, correction for enhancing the luminance corresponding to the dimming of the illumination and correction for enhancing the saturation corresponding to the dimming of the illumination are executed.
減光に伴う画像補正の際に、輝度のエンハンスメント(伸長)だけでは、彩度の低下による画質の低下が生じる場合がある。すなわち、照明の減光によって色域全体が縮小することから彩度も低下するのは避けることはできない。そこで、本態様では、輝度の伸長だけではなく、彩度(赤彩度(Cr),青彩度(Cb))についても伸長する画像補正を行い(例えば、調光前後の平均彩度が可能な限り一致するように彩度補正を強化し)、これによって、鮮やかな画像の画質低下を防止する。 In image correction associated with dimming, only enhancement of luminance (expansion) may cause a decrease in image quality due to a decrease in saturation. That is, since the entire color gamut is reduced due to the dimming of illumination, it is inevitable that the saturation is also lowered. Therefore, in this aspect, image correction is performed not only for luminance expansion but also for saturation (red saturation (Cr), blue saturation (Cb)) (for example, average saturation before and after dimming is possible) Saturation correction is strengthened so that it matches as much as possible), and this prevents the image quality of vivid images from being degraded.
また、本発明の画像表示制御装置の他の態様では、前記統計情報取得部は、前記画像信号の輝度の統計値に加えて、前記彩度の統計値を取得し、前記減光後の前記減光後の照明輝度を求める場合に、前記輝度の統計値と前記彩度の統計値との関係から、前記照明の減光と前記彩度の低下防止のいずれを優先させるかを判断し、彩度の低下防止が優先される場合には、照明の減光に制限を課した上で減光制御を実行する。 In another aspect of the image display control apparatus of the present invention, the statistical information acquisition unit acquires the statistical value of the saturation in addition to the statistical value of the luminance of the image signal, and When determining the illumination brightness after dimming, from the relationship between the statistical value of the luminance and the statistical value of the saturation, it is determined whether to prioritize the dimming of the illumination or the prevention of the decrease in saturation, When priority is given to preventing the reduction of saturation, the dimming control is executed after limiting the dimming of the illumination.
画像の統計情報に応じて照明(バックライト等)を適応的に減光する場合に、輝度のみを基準として減光量を決定すると、減光が過剰となって赤(R)や青(B)の鮮やかさが損なわれる場合がある。すなわち、暗い画像は減光の影響が少ないため、照明の減光量が大きくなるのが原則である。しかし、暗い画像であっても、例えば、画面の中心に大きく鮮やかな薔薇の花がある場合には、その薔薇の花の彩度の低下を抑えるために減光量に制限を課すのが妥当である。ところが、赤(R)や青(B)は、輝度(Y)への寄与率が低いために、輝度(Y)だけで判断すると、暗い画像であるとの判断に基づき、照明を過剰に低下させることになる。このような過剰な減光を防止するために、輝度(Y)だけでなく、彩度(赤彩度(Cr),青彩度(Cb))も基準として減光を決定するようにし、輝度と彩度が所定の関係を満たす場合には、彩度を優先させて減光量に制限を課すようにしたものである。これによって、彩度の高い画像では減光が抑制され、表示画像の彩度低下が抑制される。 When adaptively dimming the illumination (backlight etc.) according to the statistical information of the image, if the dimming amount is determined based on only the luminance, the dimming will be excessive and red (R) or blue (B) The vividness of the image may be impaired. That is, since dark images are less affected by dimming, it is a general rule that the amount of light dimming increases. However, even if the image is dark, for example, if there is a large and bright rose flower in the center of the screen, it is reasonable to impose a limit on the amount of light that can be reduced to reduce the saturation of the rose. is there. However, since red (R) and blue (B) have a low contribution rate to luminance (Y), if they are judged only by luminance (Y), the illumination is excessively reduced based on the judgment that they are dark images. I will let you. In order to prevent such excessive dimming, dimming is determined based on not only luminance (Y) but also saturation (red saturation (Cr), blue saturation (Cb)). If the saturation satisfies a predetermined relationship, the saturation is prioritized to limit the amount of light reduction. As a result, dimming is suppressed in an image with high saturation, and reduction in saturation of the display image is suppressed.
また、本発明の画像表示制御装置の他の態様では、前記照明を減光する補正、および、前記補正係数を用いた前記画像信号の補正の各々について、第1および第2の巡回型(IIR)のフィルタ処理を実行し、前記照明を減光する補正のための前記第1の巡回型(IIR)のフィルタ処理の時定数は、前記画像信号の補正のための前記第2の巡回型(IIR)のフィルタ処理の時定数よりも長く設定される。 In another aspect of the image display control device of the present invention, the first and second cyclic types (IIR) are used for each of the correction for dimming the illumination and the correction of the image signal using the correction coefficient. ) And the time constant of the first cyclic type (IIR) filter processing for correction for dimming the illumination is the second cyclic type for correction of the image signal ( IIR) is set longer than the time constant of the filter processing.
照明輝度の適応調光と画像補正を、動画の各フレームに行うと、シーンチェンジに伴う照明輝度や画像補正量の急激な変化によって、視覚的なちらつき(フリッカ)が生じる。そこで、フレーム単位で求められた照明補正と画像補正の双方について、各々の特性に適したフィルタ処理を実行する。照明輝度の変化は白と黒の変化であって視覚的に認識しやすいため、時定数の長いフィルタ処理を施し、一方、画像補正量の変化は中間調の変化であって目立ちにくいため、動画のシーンチェンジへの即応性を重視して時定数の短いフィルタ処理を施す。これによって、動画のシーンチェンジに追従した画像補正を実現しつつ、照明の適応補正に伴うフリッカを効果的に抑制することができる。 When adaptive illumination dimming and image correction are performed on each frame of a moving image, visual flicker occurs due to a rapid change in the illumination luminance and the image correction amount accompanying a scene change. Therefore, filter processing suitable for each characteristic is executed for both illumination correction and image correction obtained in units of frames. Since the change in illumination brightness is a change between white and black, which is easy to recognize visually, filter processing with a long time constant is applied.On the other hand, the change in image correction amount is a halftone change that is not noticeable. A filter process with a short time constant is applied with emphasis on quick response to scene changes. As a result, it is possible to effectively suppress flicker associated with adaptive illumination correction while realizing image correction following a scene change of a moving image.
また、本発明の画像表示制御装置の他の態様では、前記輝度の統計値および前記彩度の統計値の少なくとも一方に基づいて、前記第1の巡回型のフィルタ処理を含む前記照明の減光制御が実行されて前記減光後の証明輝度が求められ、続いて、求められた照明輝度に基づいて、前記第2の巡回型のフィルタ処理を含む前記画像信号の補正が実行される。 In another aspect of the image display control apparatus of the present invention, the illumination dimming including the first cyclic filter processing is performed based on at least one of the statistical value of luminance and the statistical value of saturation. Control is executed to determine the proof luminance after dimming, and then the correction of the image signal including the second cyclic filter processing is executed based on the determined illumination luminance.
第1の巡回型フィルタ処理と、第2の巡回型フィルタ処理とを、各々独立に実行すると、照明の補正と画像の補正とのバランスが崩れて画質が低下する場合がある。そこで、フレーム単位で求められた照明輝度に対して第1の巡回型フィルタ処理を施し、その結果から画像補正量を求め、その画像補正量に対して第2の巡回型フィルタ処理を実施する(直列処理)。照明輝度の減光量が算出された後、その減光量に適応した画像補正量が算出されるため、第1および第2の巡回型フィルタ処理のバランスが常に確保される。 If the first cyclic filter process and the second cyclic filter process are performed independently, the balance between the illumination correction and the image correction may be lost, and the image quality may deteriorate. Therefore, the first cyclic filter processing is performed on the illumination luminance obtained in units of frames, the image correction amount is obtained from the result, and the second cyclic filter processing is performed on the image correction amount ( Serial processing). Since the image correction amount adapted to the reduced light amount is calculated after the reduced light amount of the illumination luminance is calculated, the balance between the first and second cyclic filter processing is always ensured.
また、本発明の画像表示制御装置の他の態様では、前記共用演算器は、演算結果の少なくとも一部を入力側に帰還させるための帰還経路を有する。 In another aspect of the image display control apparatus of the present invention, the shared arithmetic unit has a feedback path for returning at least a part of the operation result to the input side.
共用演算器において帰還経路が設けられることによって、第1および第2の巡回型フィルタ処理を実行することが可能である点を明確化したものである。 It is clarified that the first and second cyclic filter processing can be executed by providing a feedback path in the shared arithmetic unit.
また、本発明の画像表示制御装置の他の態様では、前記コード記憶部に記憶される前記コードは、前記画像表示用の照明を表示画像に応じて適応的に減光し、かつ前記照明の減光に伴う画質低下を補償するように画像信号を補正するためのプログラミング言語によるアルゴリズムの記述を変換して得られるマイクロコードである。 In another aspect of the image display control device of the present invention, the code stored in the code storage unit adaptively reduces the illumination for image display according to a display image, and This is microcode obtained by converting the description of an algorithm in a programming language for correcting an image signal so as to compensate for the deterioration in image quality due to dimming.
例えば、高級プログラミング言語で作成されたアルゴリズムを、一括変換してマイクロコードを生成し、ROM(読出し専用メモリ)に書き込むことによって、効率的にコードテーブルを作成することができる。アルゴリズム(マイクロコード)を変更することによって、共用演算器による演算内容を、比較的容易に変更することができる。したがって、設計変更に柔軟に対応することができる。 For example, an algorithm created in a high-level programming language can be batch converted to generate microcode, and written in a ROM (read only memory), thereby efficiently creating a code table. By changing the algorithm (microcode), it is possible to change the calculation contents by the shared arithmetic unit relatively easily. Therefore, it is possible to flexibly cope with design changes.
また、本発明の電気光学装置の駆動装置は、本発明の画像表示制御装置を搭載する。 The electro-optical device driving device of the present invention is equipped with the image display control device of the present invention.
本発明の画像表示制御装置(画像表示制御LSI)を、電気光学装置(液晶表示装置を含む)の駆動装置(ドライバ)に搭載するものである。本発明の画像表示制御装置(画像表示制御LSI)は、ストリーミング画像のような動画像を処理可能なリアルタイム性、優れた省電力性および小型化が可能である、という特性を備えている。よって、駆動装置(ドライバ)の付加価値が向上する。 The image display control device (image display control LSI) of the present invention is mounted on a drive device (driver) of an electro-optical device (including a liquid crystal display device). The image display control device (image display control LSI) of the present invention has the characteristics that it can process moving images such as streaming images in real time, has excellent power saving, and can be miniaturized. Therefore, the added value of the driving device (driver) is improved.
また、本発明の電気光学装置の制御装置は、本発明の画像表示制御装置を搭載する。 The control device for the electro-optical device of the present invention is equipped with the image display control device of the present invention.
本発明の画像表示制御装置(画像表示制御LSI)を、電気光学装置(液晶表示装置を含む)の制御装置(コントローラ)に搭載するものである。本発明の画像表示制御装置(画像表示制御LSI)は、ストリーミング画像のような動画像を処理可能なリアルタイム性、優れた省電力性および小型化が可能である、という特性を備えている。よって、制御装置(コントローラ)の付加価値が向上する。 The image display control device (image display control LSI) of the present invention is mounted on a control device (controller) of an electro-optical device (including a liquid crystal display device). The image display control device (image display control LSI) of the present invention has the characteristics that it can process moving images such as streaming images in real time, has excellent power saving, and can be miniaturized. Therefore, the added value of the control device (controller) is improved.
また、本発明の電気光学装置の駆動制御装置は、本発明の画像表示制御装置を搭載する。 The drive control device for the electro-optical device of the present invention is equipped with the image display control device of the present invention.
本発明の画像表示制御装置(画像表示制御LSI)を、電気光学装置(液晶表示装置を含む)の駆動制御装置(ドライバとコントローラが一体化された装置)に搭載するものである。本発明の画像表示制御装置(画像表示制御LSI)は、ストリーミング画像のような動画像を処理可能なリアルタイム性、優れた省電力性および小型化が可能である、という特性を備えている。よって、駆動制御装置(ドライバとコントローラが一体化された装置)の付加価値が向上する。 The image display control device (image display control LSI) of the present invention is mounted on a drive control device (device in which a driver and a controller are integrated) of an electro-optical device (including a liquid crystal display device). The image display control device (image display control LSI) of the present invention has the characteristics that it can process moving images such as streaming images in real time, has excellent power saving, and can be miniaturized. Therefore, the added value of the drive control device (device in which the driver and the controller are integrated) is improved.
また、本発明の電子機器は、本発明の画像表示制御装置を搭載する。 The electronic device of the present invention is equipped with the image display control device of the present invention.
例えば、本発明の画像表示制御装置(LSI)を携帯端末(携帯電話端末、PDA端末、携帯可能なコンピュータを含む)に搭載することによって、ワンセグ放送等のストリーミング画像を高画質で表示することができ、かつ、電池の長寿命化を実現することができる。 For example, by mounting the image display control device (LSI) of the present invention on a mobile terminal (including a mobile phone terminal, a PDA terminal, and a portable computer), a streaming image such as one-segment broadcasting can be displayed with high image quality. And a longer battery life can be realized.
本発明の少なくとも一つの実施態様によれば、例えば、以下の効果が得られる。但し、以下の効果が同時に得られると限らず、以下の効果の列挙が、本発明を不当に限定する根拠として用いられてはならない。
(1)マイクロプログラム制御方式の共用演算器を用いることによって、同種のハードウエアを並列に設けることなくリアルタイム演算が可能となり、最小の回路、最小の消費電力により、高速な適応調光制御および適応画像補正を実現することができる。
(2)輝度のみならず、彩度もエンハンス(伸長)することによって彩度の低下を抑制することができ、減光に伴う画質低下をより効果的に補償することができる。
(3)輝度と彩度の双方を考慮して減光量を決めることによって、彩度が高い画像では減光量が制限され、過剰な減光による彩度低下を効果的に防止することができる。
(4)調光補正および画像補正の双方において、巡回型(IIR)フィルタ処理を実行すると共に、調光補正のためのフィルタ処理の時定数をより長く設定することによって、動画のシーンチェンジへの即応性を確保しつつ、フリッカ(視覚的なちらつき)の発生を効果的に抑制することができる。
(5)照明輝度の減光量を算出した後、その減光量に適応した画像補正量を算出すること(直列処理を採用すること)によって、調光制御に伴うフィルタ処理と、画像補正に伴う調光処理とのバランスが常に確保される。
(6)画質の低下を最小限に抑制しつつ、照明輝度の適応調光によって消費電力を大幅に削減できる(最大30%の削減が確認されている)。また、最小限のハードウエアで実現が可能であるため、省スペース化も図ることができる。
(7)液晶表示装置等の駆動装置(ドライバ)、制御装置(コントローラ)、駆動制御装置(ドライバとコントローラとを一体化した装置)の高付加価値化を実現することができる。
(8)本発明の画像表示制御装置(LSI)を携帯端末(携帯電話端末、PDA端末、携帯可能なコンピュータを含む)に搭載することによって、ワンセグ放送等のストリーミング画像を高画質で表示することができ、かつ、電池の長寿命化を実現することができる。(9)高速性(リアルタイム性)、低消費電力性、回路規模の増大の抑制を達成しつつ、照明の適応的な減光と、その減光に伴う画質の低下を補償するための従来にない高精度の画像補正と、を同時に実現することができる。
According to at least one embodiment of the present invention, for example, the following effects can be obtained. However, the following effects are not always obtained, and the following list of effects should not be used as a basis for unduly limiting the present invention.
(1) By using a shared computing unit of the microprogram control method, real-time computation is possible without providing the same kind of hardware in parallel, and high-speed adaptive dimming control and adaptation are achieved with the minimum circuit and minimum power consumption. Image correction can be realized.
(2) It is possible to suppress a decrease in saturation by enhancing (expanding) not only the luminance but also the saturation, and more effectively compensate for a decrease in image quality due to dimming.
(3) By determining the amount of light reduction in consideration of both luminance and saturation, the amount of light reduction is limited in an image with high saturation, and a reduction in saturation due to excessive light reduction can be effectively prevented.
(4) In both dimming correction and image correction, cyclic (IIR) filter processing is executed, and the time constant of the filter processing for dimming correction is set to be longer, thereby making it possible to change the scene to a moving image. Generation of flicker (visual flicker) can be effectively suppressed while ensuring responsiveness.
(5) After calculating the light reduction amount of the illumination brightness, calculating the image correction amount adapted to the light reduction amount (adopting serial processing), thereby performing the filter processing accompanying the light control and the adjustment accompanying the image correction. A balance with light processing is always ensured.
(6) The power consumption can be significantly reduced by adaptive dimming of the illumination luminance while suppressing the deterioration of the image quality to the minimum (a reduction of up to 30% has been confirmed). In addition, since it can be realized with a minimum amount of hardware, space can be saved.
(7) It is possible to realize high added value of a drive device (driver) such as a liquid crystal display device, a control device (controller), and a drive control device (device in which a driver and a controller are integrated).
(8) By displaying the image display control device (LSI) of the present invention in a mobile terminal (including a mobile phone terminal, a PDA terminal, and a portable computer), streaming images such as one-segment broadcasting can be displayed with high image quality. In addition, the battery life can be extended. (9) A conventional technique for compensating for the adaptive dimming of illumination and the degradation of image quality due to the dimming while achieving high speed (real time), low power consumption, and suppression of increase in circuit scale. Highly accurate image correction can be realized at the same time.
発明の実施形態について説明する前に、図1〜図6を用いて、本発明の画像表示制御装置(画像表示制御LSI)によって実行される、表示画像に応じた適応的な調光制御および画像補正の内容について説明する。 Before describing an embodiment of the invention, an adaptive dimming control and an image according to a display image executed by an image display control device (image display control LSI) of the present invention will be described with reference to FIGS. The contents of correction will be described.
(調光制御と画像補正との関係)
図1(A)〜図1(C)は、本発明の画像表示制御装置(画像表示制御LSI)において採用される表示画像に応じた適応的な調光制御および画像補正の内容を説明するための図である。
(Relation between light control and image correction)
1A to 1C are diagrams for explaining the contents of adaptive dimming control and image correction according to a display image employed in the image display control apparatus (image display control LSI) of the present invention. FIG.
図1(A)に示されるように、本発明の実施態様では、液晶パネル(LCD)10の適応的な画像補正と、照明(LED:以下、バックライトという)12の輝度の適応的補正(適応的調光)とを、同時に実行する。図中、Gy’は、調光有りの場合の強化された画像補正量である。このGy’は、調光無しの場合の画像補正量Gyに、調光に伴う画像補正量の強化分ΔGyを加算して得られる。また、Gsは、適応調光に伴うバックライト12の輝度の補正量である。
As shown in FIG. 1A, in the embodiment of the present invention, adaptive image correction of a liquid crystal panel (LCD) 10 and adaptive correction of luminance of an illumination (LED: hereinafter referred to as backlight) 12 ( Adaptive dimming) at the same time. In the figure, Gy ′ is an enhanced image correction amount when there is dimming. This Gy ′ is obtained by adding the image correction amount enhancement amount ΔGy accompanying dimming to the image correction amount Gy when there is no dimming. Gs is a correction amount of the luminance of the
図1(B)は、調光無しの場合の画像補正量Gyを示している。すなわち、Gyは、バックライト12の輝度を固定した場合の、画像補正量である。例えば、輝度が低い部分には輝度を持ち上げるような補正が実行され、輝度が高すぎる部分には輝度を低下させるような補正が実行される。
FIG. 1B shows the image correction amount Gy when there is no light control. That is, Gy is an image correction amount when the luminance of the
図1(C)は、調光に伴う画像補正量の強化分ΔGyを示している。暗い画像は、明るい画像に比べてバックライト12の減光の影響を受けにくいことから、原則として、暗い画像の場合にバックライト12の減光量が大きくなる。ただし、減光に伴って表示画像の輝度が低下するため、輝度低下を補償するように画像補正を強化する。調光(Gs)に伴う画像補正の強化分がΔGyである。
FIG. 1C shows the enhancement amount ΔGy of the image correction amount accompanying the light control. Since a dark image is less susceptible to the dimming of the
本発明では、図1(A)に示されるように、省電力化のためにバックライト12の減光を積極的に行い、一方、その減光に伴う画質低下を補償するために、通常の画像補正量(Gy)に、調光(Gs)に伴う画像補正量の強化分(ΔGy)を上乗せすることによって、最終的な画像補正量Gyが定まる。
In the present invention, as shown in FIG. 1 (A), the
(画像補正量の適応調光について)
図2は、1フレームの画像の平均輝度(Yave)に対する、バックライト削減率、調光無しの場合の画像補正量(Gy)、調光有りの場合の画像補正量(Gy’)、調光に伴う画像補正量の強化分(ΔGy)の変化を示す特性図である。
(Adaptive dimming of image correction amount)
FIG. 2 shows a backlight reduction rate, an image correction amount (Gy) without dimming, an image correction amount (Gy ′) with dimming, and dimming with respect to the average luminance (Yave) of an image of one frame. FIG. 6 is a characteristic diagram illustrating a change in an image correction amount enhancement amount (ΔGy) associated with FIG.
図中、特性線Aは、バックライト輝度削減率(%)の特性を示し、特性線Bは、調光無しの場合の画像補正量(Gy)の特性を示し、特性線Cは、調光有りの場合の画像補正量(Gy’)の特性を示し、特性線Dは、調光に伴う画像補正量の強化分(ΔGy)の特性を示す。 In the figure, the characteristic line A indicates the characteristic of the backlight luminance reduction rate (%), the characteristic line B indicates the characteristic of the image correction amount (Gy) without dimming, and the characteristic line C indicates dimming. The characteristic of the image correction amount (Gy ′) in the case of being present is shown, and the characteristic line D shows the characteristic of the enhancement (ΔGy) of the image correction amount accompanying the light control.
まず、バックライト輝度削減率の変化を示す特性線Aに着目する。明らかなように、平均輝度(Yave)が低いほどバックライト輝度削減率が高く、平均輝度(Yave)が高くなるにつれて、バックライト削減率は低下する。これは、平均輝度が高い画像ほど、バックライトの減光の影響が大きくなるため、平均輝度が低い画像では省電力化を優先させて大きく減光し、平均輝度が高い画像については画質低下の抑制を優先して小さく減光するようにした結果である。 First, attention is focused on the characteristic line A indicating the change in the backlight luminance reduction rate. Obviously, the lower the average luminance (Yave), the higher the backlight luminance reduction rate, and the lower the average luminance (Yave), the lower the backlight reduction rate. This is because the higher the average brightness, the greater the effect of backlight dimming.Therefore, for images with a low average brightness, priority is given to power saving and the light is greatly reduced. This is a result of diminishing a small amount in order to give priority to suppression.
次に、調光無しの場合の画像補正量Gyの変化を示す特性線Bに着目する。図示されるように、平均輝度値Gammath1までは、ほぼ定量の輝度持ち上げ補正が実施され、平均輝度値が大きくなると、輝度の持ち上げ量が減少し、平均輝度値Gammath2より平均輝度値が大きくなると、輝度を低下させる補正が実行される。すなわち、基本的には、平均輝度が低い場合には輝度を持ち上げるような補正が実行され、平均輝度が高すぎる場合には輝度を低下させるような補正が実行されることになる。 Next, attention is paid to the characteristic line B indicating the change in the image correction amount Gy when there is no light control. As shown in the figure, until the average luminance value Gammath1, almost fixed luminance increase correction is performed, and when the average luminance value increases, the amount of increase in luminance decreases, and when the average luminance value becomes larger than the average luminance value Gammath2, Correction for reducing the brightness is executed. That is, basically, when the average luminance is low, correction is performed to increase the luminance, and when the average luminance is too high, correction is performed to decrease the luminance.
次に、調光有りの場合の画像補正量Gy’の変化を示す特性線Cに着目する。明らかなように、平均輝度が低いほど画像補正量が大きく、平均輝度が高くなるほど画像補正量は小さくなる。これは、特性線Bを基礎として画像補正量が決まることに加えて、大きな減光率が設定される低輝度側における画質低下を防止するために、低輝度側ほど、画像補正量を強化する必要があるからである。 Next, attention is paid to a characteristic line C indicating a change in the image correction amount Gy ′ when light adjustment is performed. Obviously, the lower the average luminance, the larger the image correction amount, and the higher the average luminance, the smaller the image correction amount. In addition to determining the image correction amount on the basis of the characteristic line B, this further enhances the image correction amount on the low luminance side in order to prevent image quality deterioration on the low luminance side where a large light reduction rate is set. It is necessary.
次に、調光に伴う画像補正量の強化分(ΔGy=Gy’−Gy)の変化を示す特性線Dに着目する。上述のとおり、調光に伴う画像補正量の強化分ΔGyは、低輝度側では増大し、輝度値が増大するにつれて少しずつ低下する。ただし、画像補正量の強化分は、平均輝度値Gammath3付近から緩やかに上昇する。これは、バックライト12の減光に伴い、高輝度の画像ほど画質低下が懸念されるため、平均輝度が高い画像の輝度低下を抑制するために、画像補正をより強化する必要があるからである。
Next, attention is focused on the characteristic line D indicating the change in the amount of image correction enhancement (ΔGy = Gy′−Gy) associated with light control. As described above, the enhancement amount ΔGy of the image correction amount associated with the light control increases on the low luminance side and gradually decreases as the luminance value increases. However, the enhancement of the image correction amount gradually increases from around the average luminance value Gammath3. This is because, as the brightness of the
(省電力性の強弱とΔGyの関係)
図3は調光に伴う画像補正量の強化分(ΔGy=Gy’−Gy)の特性線が、バックライトの輝度削減率に応じてどのように変化するかを示す図である。図3中、特性線Aは省電力強め(バックライト輝度削減率30%)の場合の特性線を示し、特性線Bは省電力弱め(バックライト輝度削減率10%)の場合の特性線を示し、特性線Cは、省電力普通(バックライト輝度削減率20%)の場合の特性線を示している。
(Relationship between power saving strength and ΔGy)
FIG. 3 is a diagram showing how the characteristic line of the image correction amount enhancement (ΔGy = Gy′−Gy) accompanying light adjustment changes according to the luminance reduction rate of the backlight. In FIG. 3, a characteristic line A shows a characteristic line when power saving is high (backlight
上述のとおり、いずれの特性線も、調光に伴う画像補正量の強化分ΔGyが、低輝度側では増大し、輝度値が増大するにつれて少しずつ低下する傾向を示し、だだし、輝度値が高い領域ではΔGyは、再び少しずつ上昇する傾向を示す。また、省電力性を強化してバックライトの輝度削減率を大きくするほど、調光に伴う画像補正量の強化分ΔGyも増大する。 As described above, in any of the characteristic lines, the enhancement amount ΔGy of the image correction amount accompanying dimming tends to increase on the low luminance side and gradually decrease as the luminance value increases. In the high region, ΔGy tends to gradually increase again. Further, as the power saving performance is enhanced and the luminance reduction rate of the backlight is increased, the image correction amount enhancement amount ΔGy associated with the light control is also increased.
(彩度の補正強化)
バックライトの減光によって画面の全体にわたって彩度が低下する。そこで、調光の前後における彩度が保存されるように彩度補正を行う。基本的には、以下の式(1)に従って彩度の補正を行う。なお、以下の式では、青彩度(Cb=Y−B)についてのみ示すが、赤彩度(Cr=Y−R)についても同じである。
Cb[cb]=Fc×Gc+Cb・・・・・(1)
上記(1)式において、cbは彩度補正入力色差であり、Cbは彩度補正出力色差であり、Gcは彩度補正量であり、Fcは彩度補正係数曲線である。
(Enhancement of saturation correction)
Dimming the backlight reduces the saturation across the screen. Therefore, saturation correction is performed so that the saturation before and after dimming is preserved. Basically, the saturation is corrected according to the following equation (1). In the following formula, only blue saturation (Cb = Y−B) is shown, but the same applies to red saturation (Cr = Y−R).
Cb [cb] = Fc × Gc + Cb (1)
In the above equation (1), cb is a saturation correction input color difference, Cb is a saturation correction output color difference, Gc is a saturation correction amount, and Fc is a saturation correction coefficient curve.
図4(A)〜図4(C)は、彩度補正について説明するための図である。図4(A)は入力色差(cbまたはcr)に対する出力色差(CbまたはCr)を示している。図中、実線で示される特性線と点線で示される直線との差分が、上記(1)式における彩度補正量Gcに相当する。図4(B)は、入力彩度(cbまたはcr)に対する補正係数(Fc)の特性を示している。但し、上記(1)式は、調光を考慮しない場合の彩度補正を示しているため、実際には、彩度補正量Gcに、調光に伴う彩度補正強化分ΔGcを上乗せする必要がある。ΔGcは、調光の前後で平均彩度を等しくするという条件の下で方程式を解くことによって求めることができる。 4A to 4C are diagrams for explaining saturation correction. FIG. 4A shows the output color difference (Cb or Cr) with respect to the input color difference (cb or cr). In the figure, the difference between the characteristic line indicated by the solid line and the straight line indicated by the dotted line corresponds to the saturation correction amount Gc in the above equation (1). FIG. 4B shows the characteristic of the correction coefficient (Fc) with respect to the input saturation (cb or cr). However, since the above equation (1) indicates saturation correction without considering dimming, actually, it is necessary to add the saturation correction enhancement ΔGc accompanying dimming to the saturation correction amount Gc. There is. ΔGc can be obtained by solving an equation under the condition that the average saturation is equal before and after dimming.
また、輝度のみを基準として減光量を決定すると、減光が過剰となって赤(R)や青(B)の鮮やかさが損なわれる場合がある。すなわち、暗い画像は減光の影響が少ないため、照明の減光量が大きくなるのが原則である。しかし、暗い画像であっても、例えば、画面の中心に大きく鮮やかな薔薇の花がある場合には、その薔薇の花の彩度の低下を抑えるために減光量に制限を課すのが妥当である。ところが、赤(R)や青(B)は、輝度(Y)への寄与率が低いために、輝度(Y)だけで判断すると、暗い画像であるとの判断に基づき、照明を過剰に低下させることになる。そこで、このような過剰な減光を防止するために、輝度(Y)だけでなく、彩度(赤彩度(Cr),青彩度(Cb))も基準として減光を決定するようにし、輝度と彩度が所定の関係を満たす場合には、彩度を優先させて減光量に制限を課す。これによって、彩度の高い画像では減光が抑制され、表示画像の彩度低下が抑制される。 Further, when the light reduction amount is determined based on only the luminance, the light reduction is excessive and the vividness of red (R) or blue (B) may be impaired. That is, since dark images are less affected by dimming, it is a general rule that the amount of light dimming increases. However, even if the image is dark, for example, if there is a large and bright rose flower in the center of the screen, it is reasonable to impose a limit on the amount of light that can be reduced to reduce the saturation of the rose. is there. However, since red (R) and blue (B) have a low contribution rate to luminance (Y), if they are judged only by luminance (Y), the illumination is excessively reduced based on the judgment that they are dark images. I will let you. Therefore, in order to prevent such excessive dimming, dimming is determined based not only on luminance (Y) but also on saturation (red saturation (Cr), blue saturation (Cb)). When the luminance and the saturation satisfy a predetermined relationship, the saturation is prioritized to limit the amount of light reduction. As a result, dimming is suppressed in an image with high saturation, and reduction in saturation of the display image is suppressed.
図4(C)は、平均輝度と平均彩度との関係で決まる閾値を用いて、減光と彩度保存のいずれを優先させるかを決定する処理を説明するための図である。図示されるように、輝度の平均値と色差(=彩度)の平均値との関係で決まる閾値を設定し、その閾値を境界として、輝度に基づいて減光を実行するか、彩度に基づいて減光を実行するかを判定する。 FIG. 4C is a diagram for explaining processing for determining which of dimming or saturation preservation is to be prioritized using a threshold value determined by the relationship between average luminance and average saturation. As shown in the figure, a threshold value determined by the relationship between the average value of luminance and the average value of color difference (= saturation) is set, and the threshold value is used as a boundary to perform dimming or Based on this, it is determined whether dimming is executed.
図中、斜線で示される領域ZP2は、彩度(cr,cb)に基づく調光領域であり、ZP1は、輝度(Y)に基づく調光領域である。例えば、平均輝度値が“64”の場合、画像が暗いため、輝度だけで判断すれば、減光量がかなり大きくなる。しかし、平均彩度が例えば、“96”であるとすると、彩度が高い画像であるため、減光によって彩度が低下するのを抑制する必要がある。したがって、このような場合には、彩度を基準として減光量を決定する(輝度を基準とした場合よりも減光量を小さくする)。つまり、輝度を基準とした減光量に、彩度による所定の制限を設け、これによって、彩度を極端に低下させるような過剰な減光を抑制する。 In the drawing, a hatched area ZP2 is a dimming area based on saturation (cr, cb), and ZP1 is a dimming area based on luminance (Y). For example, when the average luminance value is “64”, the image is dark, and therefore the amount of light reduction is considerably increased if only the luminance is determined. However, if the average saturation is, for example, “96”, it is an image with high saturation, and therefore it is necessary to suppress the reduction of saturation due to light reduction. Therefore, in such a case, the amount of light reduction is determined based on the saturation (the amount of light reduction is made smaller than that based on the luminance). In other words, a predetermined limit based on the saturation is provided for the amount of light reduction based on the luminance, thereby suppressing excessive light reduction that extremely reduces the saturation.
(シーンチェンジに伴うフリッカ防止のためのフィルタ処理) (Filter processing to prevent flicker associated with scene changes)
照明輝度の適応調光と画像補正を、動画の各フレームに行うと、シーンチェンジに伴う照明輝度や画像補正量の急激な変化によって、視覚的なちらつき(フリッカ)が生じる。そこで、フレーム単位で求められた照明補正と画像補正の双方について、各々の特性に適したフィルタ処理を実行する。照明輝度の変化は白と黒の変化であって視覚的に認識しやすいため、時定数の長いフィルタ処理を施し、一方、画像補正量の変化は中間調の変化であって目立ちにくいため、動画のシーンチェンジへの即応性を重視して時定数の短いフィルタ処理を施す。これによって、動画のシーンチェンジに追従した画像補正を実現しつつ、照明の適応補正に伴うフリッカを効果的に抑制することができる。 When adaptive illumination dimming and image correction are performed on each frame of a moving image, visual flicker occurs due to a rapid change in the illumination luminance and the image correction amount accompanying a scene change. Therefore, filter processing suitable for each characteristic is executed for both illumination correction and image correction obtained in units of frames. Since the change in illumination brightness is a change between white and black, which is easy to recognize visually, filter processing with a long time constant is applied.On the other hand, the change in image correction amount is a halftone change that is not noticeable. A filter process with a short time constant is applied with emphasis on quick response to scene changes. As a result, it is possible to effectively suppress flicker associated with adaptive illumination correction while realizing image correction following a scene change of a moving image.
また、各々のフィルタ処理を独立に実行すると、照明の補正と画像の補正とのバランスが崩れて画質が低下する場合がある。そこで、フレーム単位で求められた照明輝度に対して第1のフィルタ処理を施し、その結果から画像補正量を求め、その画像補正量に対して第2のフィルタ処理を実施する(直列処理を実行する構成の採用)。照明輝度の減光量が算出された後、その減光量に適応した画像補正量が算出されるため、第1および第2のフィルタ処理のバランスが常に確保される。 In addition, if each filter process is executed independently, the balance between the illumination correction and the image correction may be lost and the image quality may deteriorate. Therefore, the first filter processing is performed on the illumination luminance obtained in frame units, the image correction amount is obtained from the result, and the second filter processing is performed on the image correction amount (execution of serial processing is performed) Adopting a configuration to do). Since the amount of image correction adapted to the reduced light amount is calculated after the reduced amount of illumination luminance is calculated, the balance between the first and second filter processes is always ensured.
図5は、本発明の画像表示制御装置の概要およびフィルタ処理の内容を説明するための図であり、図5(A)は画像表示制御装置の全体構成を示すブロック図であり、図5(B)は図5(A)に示される構成をより具体的に示すブロック図であり、図5(C)は調光制御の際に実行されるフィルタ処理の時定数を示す図であり、図5(D)は画像補正の際に実行されるフィルタ処理の時定数を示す図である。 FIG. 5 is a diagram for explaining the outline of the image display control device of the present invention and the contents of the filter processing. FIG. 5A is a block diagram showing the overall configuration of the image display control device, and FIG. FIG. 5B is a block diagram more specifically showing the configuration shown in FIG. 5A, and FIG. 5C is a diagram showing a time constant of filter processing executed in the dimming control. FIG. 5D is a diagram illustrating a time constant of filter processing executed at the time of image correction.
図5(A)に示されるように、輝度(Y),青彩度(Cb),赤彩度(Cr)の平均値の内の最大値(これをWaveと記載する)が入力され、この入力信号に対して、線形処理(C)が施されてバックライト輝度(K)が算出され、そのバックライト輝度(K)を時定数の長い時間軸フィルタ22でフィルタリングすることによって、最終のバックライト輝度(減光後のバックライト輝度を示す調光係数)Kfltが得られる。時間軸フィルタ22の特性は、フィルタ係数Pにより制御される。フィルタ係数Pの値と、画像の平均輝度の変化率(ΔYave)との関係は、図5(C)のとおりである。
As shown in FIG. 5A, the maximum value (denoted as Wave) among the average values of luminance (Y), blue saturation (Cb), and red saturation (Cr) is input. The input signal is subjected to linear processing (C) to calculate the backlight luminance (K), and the backlight luminance (K) is filtered by the
最終バックライト輝度(Kflt)に基づいて、画像補正量算出部24にて、明るさ補正および彩度補正の補正量Gmが算出される。画像補正量Gymに対して、時定数が短く設定されている時間軸フィルタ26によるフィルタリング処理が施され、これによって、最終の画像補正量(Gy’)が求められる。時間軸フィルタ26の特性は、フィルタ係数qにより制御される。フィルタ係数qの値と、画像の平均輝度の変化率(ΔYave)との関係は、図5(D)のとおりである。
Based on the final backlight luminance (Kflt), the image correction
図5(B)に示されるように、バックライト用の時間軸フィルタ22は巡回型(IIR)フィルタであり、画像補正量用の時間軸フィルタ26も同様に、巡回型(IIR)型フィルタである。バックライト用の時間軸フィルタ22の伝達関数はHbl[z]であり、画像補正量用の時間軸フィルタ26の伝達関数はHimg[Z]である。したがって、画像表示制御装置におけるフィルタ処理の伝達関数は、Hbl[z]・Himg[Z]によって表される。なお、画像補正用算出部24は、非線形の伝達関数により実現される。また、図5(B)において参照符号28,参照符号30は遅延素子を示す。
As shown in FIG. 5B, the backlight
次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
(画像表示制御装置の搭載態様)
図6(A)〜図6(D)は各々、本発明の画像表示装置の搭載態様を説明するためのブロック図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
(Mounting mode of image display control device)
6 (A) to 6 (D) are block diagrams for explaining the mounting mode of the image display device of the present invention.
図6(A)では、携帯電話端末(電子機器の一例)100に画像表示制御装置(画像表示制御LSI)が搭載されている。この携帯電話端末100は、アンテナANと、通信/画像処理部102と、CCDカメラ104と、ホストコンピュータ106と、画像表示制御装置(画像表示制御LSI)108と、ドライバ110(パネルドライバ112とバックライトドライバ114を備える)と、表示パネル(例えば液晶パネル(LCD))116と、バックライト(LED)118と、を有する。
In FIG. 6A, an image display control device (image display control LSI) is mounted on a mobile phone terminal (an example of an electronic device) 100. The
図6(B)では、駆動装置(ドライバ)110自体に画像表示制御装置(画像表示制御LSI)108が搭載され、この画像表示制御装置(画像表示制御LSI)108には、ホストコンピュータ106から画像信号や制御情報が入力される。
In FIG. 6B, an image display control device (image display control LSI) 108 is mounted on the drive device (driver) 110 itself, and the image display control device (image display control LSI) 108 receives an image from the
図6(C)では、ドライバ110の制御装置(コントローラ)130に、画像表示制御装置(画像表示制御LSI)108が搭載されている。図6(D)では、駆動制御装置(ドライバとコントローラが一体化されたもの)140に、画像表示制御装置(画像表示制御LSI)108が搭載されている。
In FIG. 6C, the image display control device (image display control LSI) 108 is mounted on the control device (controller) 130 of the
本発明の画像表示制御装置(画像表示制御LSI)108は、ストリーミング画像のような動画像を処理可能なリアルタイム性、優れた省電力性および小型化が可能である、という特性を備えている。よって、本発明の画像表示制御装置(画像表示制御LSI)が搭載されることによって、駆動装置(ドライバ)110,制御装置(コントローラ)130、駆動制御装置(ドライバとコントローラが一体化された装置)ならびに電子機器100の付加価値が向上する。
The image display control device (image display control LSI) 108 according to the present invention has the characteristics that it can process a moving image such as a streaming image, can be processed in real time, has excellent power saving performance, and can be downsized. Therefore, by mounting the image display control device (image display control LSI) of the present invention, the drive device (driver) 110, the control device (controller) 130, and the drive control device (device in which the driver and the controller are integrated). In addition, the added value of the
(画像表示制御装置の全体構成)
図7は、本発明の画像表示制御装置(画像表示制御LSI)の全体の構成の概要を示すブロック図である。
(Overall configuration of image display control device)
FIG. 7 is a block diagram showing an outline of the overall configuration of the image display control apparatus (image display control LSI) of the present invention.
ここでは、画像表示制御装置108は、携帯端末(携帯電話端末、PDA端末、携帯可能なコンピュータ端末を含む)に搭載されているものとする。携帯端末は、例えば、ワンセグ放送を受信するアンテナANと、通信/画像処理部102と、ホストコンピュータ106と、を有する。ホストコンピュータ106は、例えば、受信したストリーミング映像信号を、画像表示制御装置108に供給する。なお、CCDカメラにより撮像した画像信号を画像表示制御装置108に供給することもできるが(図6(A)参照)、図7では、CCDカメラは省略している。
Here, it is assumed that the image
図示されるように、画像表示制御装置108は、ホストコンピュータ106から与えられる画像信号(RGB(色信号形式)あるいはYUV(輝度信号と色差信号の形式))を受け、その画像信号がRGBの場合はYUVの画像信号に変換する画像入力インタフェース(I/F)150と、ホストコンピュータ106から与えられる制御情報を一時的に蓄積するレジスタ152と、調光後のバックライト輝度(調光係数Kflt)を決定すると共に、減光に伴う画質低下を補償するように画像信号に画像補正処理を施す画像補正コア200と、YUV形式の画像信号をRGB形式の画像信号に変換する、または、YUV形式のまま出力する画像出力インタフェース(I/F)154と、を有する。
As shown in the figure, the image
画像補正コア200は、画像入力インタフェース(I/F)150から出力されるYUV形式の画像信号から同期信号を抜き出し、各部の動作タイミングを示すタイミング信号を生成するタイミング部210と、演算に必要な統計情報を取得するヒストグラム作成部(統計情報取得部)212と、シーケンスカウンタ214と、補正アルゴリズムを細分化したマイクロコードを記憶しているコードテーブル216と、マイクロコードをデコードして命令とデータを生成するデコーダ217と、最小限の回路で構成され、調光と画像補正の各処理に共通に使用される共用演算器218と、演算によって生成された画像補正のための補正係数を一時的に蓄積する係数バッファ220と、補正係数を用いて画像信号を補正する画像補正部222と、を有する。
The
図8は、ホストコンピュータが画像表示制御装置に供給する制御信号の内容を示す図である。ホストコンピュータ106には、通信/画像処理部102から、例えば、MPEG4に準拠した画像信号が入力され、また、画像入力インタフェース(I/F)302からモード情報(例えば、高精細表示モードを指定するモード信号)および画質情報(例えば、ガンマ補正、コントラスト、彩度の強度を示す情報やシーン加重係数情報等)が入力される。
FIG. 8 is a diagram showing the contents of control signals supplied from the host computer to the image display control device. For example, an image signal conforming to, for example, MPEG4 is input from the communication /
ホストコンピュータ106からは、画像信号(RGB形式またはYUV形式)が出力され、また、制御情報としてのガンマ補正強度(L1),コントラスト強度(L2),彩度強度(L3),画像補正用シーン加重係数(L4),バックライト輝度削減率(省電力程度:L5)と、バックライト用シーン加重係数(L6)が出力される。画像補正用シーン加重係数(L4)およびバックライト用シーン加重係数(L6)は各々、図5のフィルタ係数P,Qに該当する。
An image signal (RGB format or YUV format) is output from the
上述の制御情報は、レジスタ152に一時的に蓄積された後、共用演算器218に供給される。共用演算器218は、与えられた制御情報を基にして、デコーダ217からの命令やデータを用いて所定の演算を実行して、画像補正のための補正係数およびバックライト輝度(調光係数Kflt)を生成する。
The control information described above is temporarily stored in the
図9は、図7に示される画像表示制御装置の具体的な構成を示すブロック図である。図9では、画像補正コア200の構成をより具体的に記載している。なお、図9において、図7と共通する部分には同じ参照符号を付してある。
FIG. 9 is a block diagram showing a specific configuration of the image display control apparatus shown in FIG. In FIG. 9, the configuration of the
図9において、共用演算器218は、第1および第2のマルチプレクサ(400a,400b)と、算術論理演算ユニット(ALU)402と、算術論理ユニット(ALU)の演算結果を振り分ける分配器404と、複数の出力先レジスタ(デスティネーションレジスタ)406と、を有する。出力先レジスタ406は、出力先毎に区分されたレジスタ郡408a〜408cにより構成される。また、複数のレジスタ郡408a〜408cの各々に蓄積された演算結果の少なくとも一部を、第1および第2のマルチプレクサ(400a,400b)の入力側に帰還させる帰還経路が形成されている。
In FIG. 9, the shared
以下、図9の画像補正コア200の各部の機能および動作を具体的に説明する。
ヒストグラム作成部(統計情報取得部)212は、1フレーム分の画像信号の統計情報(輝度に関する統計情報および彩度に関する統計情報)を取得する。なお、ヒストグラム作成部(統計情報取得部)212の具体的な内部構成については、第3の実施形態において説明する。
Hereinafter, the function and operation of each part of the
A histogram creation unit (statistical information acquisition unit) 212 acquires statistical information (statistical information about luminance and statistical information about saturation) of image signals for one frame. A specific internal configuration of the histogram creation unit (statistical information acquisition unit) 212 will be described in the third embodiment.
コードテーブル(コード記憶部)216は、共用演算器218の動作手順を指定するための複数のマイクロコードを記憶している。なお、コードテーブル216の作成手順については、第2の実施形態において説明する。
The code table (code storage unit) 216 stores a plurality of microcodes for designating the operation procedure of the shared
シーケンスカウンタ(シーケンス指示部)214は、コードテーブル216をポインティングし、コードテーブル216からのマイクロコードの出力順を制御する。デコーダ217は、コードテーブル216から順次、出力されるマイクロコードをデコードして、共用演算器に供給するための命令およびデータ(係数等)の少なくとも一つを生成する。
The sequence counter (sequence instruction unit) 214 points to the code table 216 and controls the output order of the microcode from the code table 216. The
デコーダ217からは、第1および第2のマルチプレクサ(400a,400b)に対して、演算に用いられる係数が供給され、算術論理ユニット(ALU)402に対して演算命令(オペコード)が供給され、分配器404に対して分配先情報(デスティネーション情報)が供給される。
The
共用演算器218は、画像補正用の補正係数と、減光後のバックライト輝度(調光係数Kfit)とをリアルタイムに算出する。共用演算器218の演算によって、結果的に、図5(A)〜図5(D)を用いて説明したデジタル信号処理が実行されることになる。また、図2〜図5を用いて説明した、彩度のエンハンス処理、高彩度画像の画質低下の防止のためにバックライト輝度の減光率を制限する処理、ならびに、第1および第2の巡回型フィルタ処理を直列に行う処理が、実質的にすべて実行されることになる。
The
共用演算器218の演算は、上述のとおり、信号処理手順をコード化したマイクロコードによって制御される。共用化された最小限の回路構成の演算器を用いることによって、同種のハードウエアを並列に設ける必要なくリアルタイム演算が可能となる。よって、最小の回路、最小の消費電力により、高速な調光制御および画像補正を実現することができる。
As described above, the operation of the shared
共用演算器218の演算結果は、出力先毎に区分されたレジスタ郡408a〜408cに一時的に蓄積される。算出されたバックライト輝度(調光係数Kflt)は、バックライト(LED)ドライバに向けて出力され、また、補正係数は、係数バッファ410に蓄積される。係数バッファ410に蓄積された補正係数は、次のフレームの画像信号の入力に同期して画像補正部222に供給され、画像の補正(輝度および彩度のエンハンス)が実行される。
The calculation result of the shared
また、複数のレジスタ郡408a〜408cの各々に蓄積された演算結果の少なくとも一部は、帰還経路を介して、第1および第2のマルチプレクサ(400a,400b)の入力側に帰還される。これによって、まず、減光後の照明輝度を求め、その演算結果を入力側に戻して、その求められた照明輝度に基づいて画像の補正係数を求める処理が実行される。また、上述の第1および第2の巡回型(IIR)のフィルタ処理が実行される。
In addition, at least a part of the operation results stored in each of the plurality of
(第2の実施形態)
本実施形態では、図9に示されるコードテーブルの作成手順について説明する。図10は、コードテーブルの作成手順を示す図である。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, the procedure for creating the code table shown in FIG. 9 will be described. FIG. 10 is a diagram showing a procedure for creating a code table.
図10において、まず、画像表示用のバックライトを表示画像に応じて適応的に減光し、かつバックライトの減光に伴う画質低下を補償するように画像信号を補正するためのプログラミング言語(例えば、高級プログラミング言語)によるアルゴリズム(エンハンス演算アルゴリズム)を用意する(ステップS500)。 In FIG. 10, first, a programming language for correcting an image signal so that a backlight for displaying an image is adaptively dimmed according to a display image and image quality deterioration due to dimming of the backlight is compensated. For example, an algorithm (enhancement operation algorithm) using a high-level programming language is prepared (step S500).
次に、プログラミング言語で作成されたアルゴリズムを、一括変換してマイクロコードを生成する(ステップS502)。 Next, the algorithm created in the programming language is batch converted to generate microcode (step S502).
次に、生成されたマイクロコードを、ROM(読出し専用メモリ)に書き込む(ステップS502)。 Next, the generated microcode is written in a ROM (read only memory) (step S502).
このようにして、コードテーブル216を効率的に作成することができる。また、アルゴリズム(マイクロコード)を変更することによって、共用演算器218による演算内容を、比較的容易に変更することができる。したがって、設計変更に柔軟に対応することができる。
In this way, the code table 216 can be created efficiently. In addition, by changing the algorithm (microcode), it is possible to relatively easily change the calculation contents of the shared
(第3の実施形態)
本実施形態では、図9のヒストグラム作成部(統計情報取得部)212の内部の具体的な構成について説明する。
(Third embodiment)
In the present embodiment, a specific configuration inside the histogram creation unit (statistical information acquisition unit) 212 in FIG. 9 will be described.
上述のとおり、本発明の画像表示制御装置では、1フレーム分の画像信号の輝度および彩度に関する統計値を取得し、その統計値に基づいて、バックライト輝度および画像信号(彩度および輝度)を適応的に補正する。また、上述のとおり、画像の補正に際しては、平均輝度が低い画像であっても平均彩度が高い場合には、省電力よりも彩度を優先させて、バックライトの減光率を制限する補正が行われる。このような制御を実行するためには、必要な輝度および彩度の統計値情報を高速に取得する必要がある。 As described above, in the image display control device of the present invention, statistical values related to the luminance and saturation of the image signal for one frame are acquired, and the backlight luminance and the image signal (saturation and luminance) are based on the statistical values. Is adaptively corrected. Further, as described above, when correcting an image, if the average saturation is high even in an image with low average brightness, priority is given to saturation over power saving, and the backlight dimming rate is limited. Correction is performed. In order to execute such control, it is necessary to acquire necessary brightness and saturation statistics information at high speed.
図11は、図9のヒストグラム作成部(統計情報取得部)の内部の具体的な構成を示す回路図である。図示されるように、輝度ヒストグラム作成のための複数の統計ユニット(EX0〜EX255)が設けられている。EX0〜EX255のいずれも同じ回路構成をしている。すなわち、輝度ヒストグラム作成のための複数の統計ユニット(EX0〜EX255)の各々は、入力される画像信号の輝度値と基準輝度値(この基準輝度値は統計ユニット毎に異なる)とを比較する比較器1と、アップカウンタ2と、アンドゲート3と、統計値バッファ4と、を有する。輝度値は256階調とし、各階調に対応する基準輝度値(1)〜(255)の各々が、比較器(EX0〜EX255)の各々に与えられる。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a specific internal configuration of the histogram creation unit (statistical information acquisition unit) in FIG. 9. As shown in the drawing, a plurality of statistical units (EX0 to EX255) for creating a luminance histogram are provided. All of EX0 to EX255 have the same circuit configuration. That is, each of the plurality of statistical units (EX0 to EX255) for creating the luminance histogram is a comparison that compares the luminance value of the input image signal with the reference luminance value (this reference luminance value is different for each statistical unit). A
画像信号の輝度信号(Y)は、各統計ユニット(EX0〜EX255)に並列に入力され、各比較器1によって、各階調に対応した基準輝度値(1)〜(255)と同時に比較される。各比較器1は、輝度値の一致検出回路として機能し、入力輝度値が基準輝度値と一致したとき、比較器の出力がハイレベルとなり、これにより、アンドゲート3の他方の入力端子に供給される動作クロックが統計値バッファ4に供給される。
The luminance signal (Y) of the image signal is input in parallel to each statistical unit (EX0 to EX255), and is compared simultaneously with the reference luminance values (1) to (255) corresponding to each gradation by each
統計値バッファ4は、クロックが供給されたタイミングで、アップカウンタ2のカウント値を取り込んでラッチする。このようにして、画像信号に含まれる各画素の輝度値が、階調値毎に分類されてカウントされる。入力画像の輝度値が、各統計ユニットに並列に入力されるため、高速な統計値の取得が可能である。
The statistical value buffer 4 fetches and latches the count value of the
輝度最大値・最小値検出器5は、各統計ユニット(EX0〜EX255)のカウント値に基づいて、輝度(Y)の最大値、最小値を求める。また、標準偏差演算部6は、輝度(Y)の分布を示す標準偏差値を算出する。このようにして算出された統計値を用いて、適応的な調光と画像補正が実行される。 The luminance maximum value / minimum value detector 5 obtains the maximum value and the minimum value of the luminance (Y) based on the count value of each statistical unit (EX0 to EX255). In addition, the standard deviation calculation unit 6 calculates a standard deviation value indicating the distribution of luminance (Y). Using the statistical values calculated in this way, adaptive light control and image correction are executed.
また、図11の下側に示すように、輝度(Y)の平均値を求めるための統計ユニットES(Y)と、青彩度(Cb)の平均値を求めるための統計ユニットES(Cb)と、赤彩度(Cr)の平均値を求めるための統計ユニットES(Cr)が設けられている。各統計ユニット(ES(Y),ES(Cb),ES(Cr))は、同じ構成をしている。 Further, as shown in the lower part of FIG. 11, a statistical unit ES (Y) for obtaining an average value of luminance (Y) and a statistical unit ES (Cb) for obtaining an average value of blue saturation (Cb). And a statistical unit ES (Cr) for obtaining an average value of red saturation (Cr). Each statistical unit (ES (Y), ES (Cb), ES (Cr)) has the same configuration.
すなわち、各統計ユニット(ES(Y),ES(Cb),ES(Cr))は、Y,Cb,Crの値を累積加算する加算器(7a〜7c)と、累積加算値を蓄積する合計値バッファ(8a〜8c)と、を有する。平均値演算部(9a〜9c)は各々、輝度(Y)の平均値、彩度(Cb)の平均値,彩度(Cr)の平均値を算出して出力する。 That is, each statistical unit (ES (Y), ES (Cb), ES (Cr)) includes an adder (7a-7c) for accumulating the values of Y, Cb, Cr, and a sum for accumulating the accumulated addition value. Value buffers (8a to 8c). The average value calculators (9a to 9c) calculate and output the average value of luminance (Y), the average value of saturation (Cb), and the average value of saturation (Cr), respectively.
図4(C)にて説明したように、輝度(Y)と彩度(Cb,Cr)の関係によって、輝度(Y)あるいは彩度(Cb,Cr)のいずれを調光係数算出のためのベースとするのかが選択される。上記の輝度(Y)の平均値、彩度(Cb)の平均値,彩度(Cr)の平均値は、このような判断のために用いられる。 As described in FIG. 4C, depending on the relationship between the luminance (Y) and the saturation (Cb, Cr), either the luminance (Y) or the saturation (Cb, Cr) is calculated for the dimming coefficient. The base is selected. The average value of luminance (Y), the average value of saturation (Cb), and the average value of saturation (Cr) are used for such determination.
また、図11の左下に示されるアンドゲートA1は、各統計ユニット(EX0〜EX255)に与えられる動作クロックを、統計値有効信号によってゲーティングし、必要に応じてクロック供給を停止することを目的に設けられている。同様に、アンドゲートA2は、各統計ユニット(ES(Y),ES(Cb),ES(Cr))に与えられる動作クロックを、平均有効信号によってゲーティングし、必要に応じてクロック供給を停止することを目的に設けられている。統計値の取得が不要な場合に、クロック供給を停止して統計値取得動作を停止することによって、消費電力を削減することができる。 Also, the AND gate A1 shown in the lower left of FIG. 11 is intended to gate the operation clock given to each statistical unit (EX0 to EX255) with a statistical value valid signal and stop the clock supply as necessary. Is provided. Similarly, the AND gate A2 gates the operation clock given to each statistical unit (ES (Y), ES (Cb), ES (Cr)) with the average valid signal, and stops the clock supply as necessary. It is provided for the purpose. When statistical value acquisition is unnecessary, power supply can be reduced by stopping clock supply and statistical value acquisition operation.
以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々、変形、応用が可能である。 As described above, the present invention has been described using the embodiments. However, the present invention is not limited thereto, and various modifications and applications are possible without departing from the gist of the present invention.
以上説明したように本発明の少なくとも一つの実施態様によれば、例えば、以下の効果が得られる。但し、以下の効果が同時に得られると限らず、以下の効果の列挙が、本発明を不当に限定する根拠として用いられてはならない。 As described above, according to at least one embodiment of the present invention, for example, the following effects can be obtained. However, the following effects are not always obtained, and the following list of effects should not be used as a basis for unduly limiting the present invention.
マイクロプログラム制御方式の共用演算器を用いることによって、同種のハードウエアを並列に設けることなくリアルタイム演算が可能となり、最小の回路、最小の消費電力により、高速な適応調光制御および適応画像補正を実現することができる。 By using a shared computing unit of the microprogram control system, real-time computation is possible without providing the same type of hardware in parallel, and high-speed adaptive dimming control and adaptive image correction are achieved with the minimum circuit and minimum power consumption. Can be realized.
輝度のみならず、彩度もエンハンス(伸長)することによって彩度の低下を抑制することができ、減光に伴う画質低下をより効果的に補償することができる。 By enhancing (expanding) not only the luminance but also the saturation, it is possible to suppress a decrease in the saturation, and it is possible to more effectively compensate for a decrease in image quality due to dimming.
輝度と彩度の双方を考慮して減光量を決めることによって、彩度が高い画像では減光量が制限され、過剰な減光による彩度低下を効果的に防止することができる。 By determining the amount of light reduction in consideration of both luminance and saturation, the amount of light reduction is limited in an image with high saturation, and saturation reduction due to excessive light reduction can be effectively prevented.
調光補正および画像補正の双方において、巡回型(IIR)フィルタ処理を実行すると共に、調光補正のためのフィルタ処理の時定数をより長く設定することによって、動画のシーンチェンジへの即応性を確保しつつ、フリッカ(視覚的なちらつき)の発生を効果的に抑制することができる。 In both dimming correction and image correction, cyclic (IIR) filter processing is executed, and the time constant of the filter processing for dimming correction is set to be longer, thereby improving the responsiveness to a scene change of a moving image. The occurrence of flicker (visual flicker) can be effectively suppressed while ensuring.
照明輝度の減光量を算出した後、その減光量に適応した画像補正量を算出すること(直列処理を採用すること)によって、調光制御に伴うフィルタ処理と、画像補正に伴う調光処理とのバランスが常に確保される。 After calculating the amount of light reduction of the illumination brightness, calculating the image correction amount adapted to the amount of light reduction (adopting serial processing), filter processing accompanying dimming control, dimming processing accompanying image correction Is always balanced.
本発明によって、画質の低下を最小限に抑制しつつ、照明輝度の適応調光によって消費電力を大幅に削減できる(最大30%の削減が確認されている)。また、最小限のハードウエアで実現が可能であるため、省スペース化も図ることができる。 According to the present invention, power consumption can be greatly reduced by adaptive dimming of illumination luminance while suppressing deterioration in image quality to a minimum (a reduction of up to 30% has been confirmed). Further, since it can be realized with a minimum amount of hardware, space can be saved.
本発明によって、液晶表示装置等の駆動装置(ドライバ)、制御装置(コントローラ)、駆動制御装置(ドライバとコントローラとを一体化した装置)の高付加価値化を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize high added value of a drive device (driver) such as a liquid crystal display device, a control device (controller), and a drive control device (device in which a driver and a controller are integrated).
本発明の画像表示制御装置(LSI)を携帯端末(携帯電話端末、PDA端末、携帯可能なコンピュータを含む)に搭載することによって、ワンセグ放送等のストリーミング画像を高画質で表示することができ、かつ、電池の長寿命化を実現することができる。 By installing the image display control device (LSI) of the present invention in a mobile terminal (including a mobile phone terminal, a PDA terminal, and a portable computer), a streaming image such as one-segment broadcasting can be displayed with high image quality. In addition, the battery life can be extended.
本発明によって、高速性(リアルタイム性)、低消費電力性、回路規模の増大の抑制を達成しつつ、照明の適応的な減光と、その減光に伴う画質の低下を補償するための従来にない高精度の画像補正と、を同時に実現することができる。 According to the present invention, while achieving high speed (real-time performance), low power consumption, and suppression of an increase in circuit scale, conventional dimming of illumination and compensation for deterioration in image quality due to the dimming are achieved. High-accuracy image correction that is not possible can be realized at the same time.
本発明は、表示用の照明の輝度を表示画像に合わせて適応的に減光すると共に、その減光に伴う画質の低下を補償するように画像信号の補正を行う画像表示制御装置(画像表示制御LSI)等、ならびに、この画像表示制御装置を搭載した表示パネルの駆動装置(ドライバ)、表示パネルの制御装置(コントローラ)、表示パネルの駆動制御装置(ドライバとコントローラが一体化された装置)等、携帯端末等の電子機器等として有用である。 The present invention adaptively reduces the luminance of display illumination in accordance with a display image, and corrects an image signal so as to compensate for a reduction in image quality due to the dimming (image display control device). Control LSI) and the like, as well as a display panel drive device (driver) on which the image display control device is mounted, a display panel control device (controller), and a display panel drive control device (a device in which a driver and a controller are integrated) It is useful as an electronic device such as a portable terminal.
10 LCDパネル、12 照明としてのバックライト(LED)、
100 携帯電話端末(電子機器)、102 通信/画像処理部、104 CCDカメラ、106 ホストコンピュータ、108 画像表示制御装置、110 ドライバ、112 パネルドライバ、114 バックライトドライバ、116 表示パネル、118 バックライト(LED)、150 画像入力インタフェース(I/F)、152 ホストコンピュータからの制御情報を蓄積するレジスタ、154 画像出力インタフェース(I/F)、200 画像補正コア、210 タイミング部、212 ヒストグラム作成部(統計情報取得部)、214 シーケンスカウンタ、216 コードテーブル、217 デコーダ、218 共用演算器、220 係数バッファ、222 画像補正部、400a,400b、第1および第2のマルチプレクサ、402 算術論理ユニット(ALU)、404 分配器、406 分配先レジスタ、408a〜408c 分配先毎に区別されたレジスタ郡、410 係数バッファ
10 LCD panel, 12 Backlight (LED) as illumination,
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記画像信号の統計情報を取得する統計情報取得部と、
前記統計情報取得部から与えられる、前記画像信号の統計値情報を用いて、減光後の照明輝度を求めると共に、前記画像信号の補正に用いられる補正係数を生成する共用演算器と、
前記共用演算器の動作手順を指定するための複数のコードを記憶しているコード記憶部と、
前記コード記憶部からの前記コードの出力順を制御するシーケンス指示部と、
前記コード記憶部から出力される前記コードをデコードして、前記共用演算器に供給するための命令およびデータの少なくとも一つを生成するデコーダと、
を有することを特徴とする画像表示制御装置。 An image display control device that adaptively diminishes illumination for image display according to a display image, and corrects an image signal so as to compensate for image quality degradation accompanying dimming of the illumination,
A statistical information acquisition unit for acquiring statistical information of the image signal;
Using the statistical value information of the image signal given from the statistical information acquisition unit, obtain the illumination brightness after dimming, and generate a correction coefficient used to correct the image signal,
A code storage unit storing a plurality of codes for designating operation procedures of the shared arithmetic unit;
A sequence instruction unit for controlling the output order of the codes from the code storage unit;
A decoder that decodes the code output from the code storage unit and generates at least one of an instruction and data to be supplied to the shared arithmetic unit;
An image display control device comprising:
前記シーケンス指示部によって指示された順番で、前記コード記憶部から前記コードが順次、出力され、前記デコーダによるデコードの結果として生成される前記命令または前記データが前記共用演算器に供給され、前記命令または前記データを用いた、前記減光後の照明輝度の決定と前記画像信号の補正に用いられる補正係数の生成とが前記共用演算器によって実行され、前記補正係数を用いて補正された前記画像信号および前記減光後の証明輝度を示す信号が出力されることを特徴とする画像表示制御装置。 The image display control device according to claim 1,
The code is sequentially output from the code storage unit in the order instructed by the sequence instruction unit, and the instruction or the data generated as a result of decoding by the decoder is supplied to the shared arithmetic unit, and the instruction Alternatively, determination of the illumination brightness after dimming and generation of a correction coefficient used for correcting the image signal using the data are executed by the shared arithmetic unit, and the image corrected using the correction coefficient An image display control device characterized in that a signal and a signal indicating the proof luminance after dimming are output.
前記共用演算器は、第1および第2のマルチプレクサと、算術論理演算ユニットと、前記算術論理ユニットの演算結果を振り分ける分配器と、有し、
前記デコーダから、前記第1および第2のマルチプレクサに対しては係数が、前記算術論理ユニットに対しては演算命令が、前記分配器に対しては振り分け先情報が、各々供給されることを特徴とする画像表示制御装置。 The image display control device according to claim 1,
The shared arithmetic unit includes first and second multiplexers, an arithmetic logic unit, and a distributor that distributes the arithmetic result of the arithmetic unit.
A coefficient is supplied from the decoder to the first and second multiplexers, an arithmetic instruction is supplied to the arithmetic logic unit, and distribution destination information is supplied to the distributor. An image display control device.
前記共用演算器は、さらに、
複数の出力先レジスタと、
前記複数の出力先レジスタに蓄積された信号の少なくとも一部を入力側に帰還させる帰還経路と、
を有することを特徴とする画像表示制御装置。 The image display control device according to claim 3,
The shared arithmetic unit further includes:
Multiple output destination registers,
A feedback path for returning at least a part of the signals accumulated in the plurality of output destination registers to the input side;
An image display control device comprising:
前記統計情報取得部は、前記画像信号の輝度の統計値に加えて彩度の統計値を取得し、
前記補正係数を用いた前記画像信号の補正では、前記照明の減光に対応した輝度をエンハンスする補正、ならびに、前記照明の減光に対応した彩度をエンハンスする補正が実行されることを特徴とする画像表示制御装置。 The image display control device according to any one of claims 1 to 4,
The statistical information acquisition unit acquires a statistical value of saturation in addition to a statistical value of luminance of the image signal,
In the correction of the image signal using the correction coefficient, correction for enhancing luminance corresponding to dimming of the illumination and correction for enhancing saturation corresponding to dimming of the illumination are performed. An image display control device.
前記統計情報取得部は、前記画像信号の輝度の統計値に加えて、前記彩度の統計値を取得し、
前記減光後の前記減光後の照明輝度を求める場合に、前記輝度の統計値と前記彩度の統計値との関係から、前記照明の減光と前記彩度の低下防止のいずれを優先させるかを判断し、彩度の低下防止が優先される場合には、照明の減光に制限を課した上で減光制御を実行する、ことを特徴とする画像表示制御装置。 The image display control device according to any one of claims 1 to 3,
The statistical information acquisition unit acquires the statistical value of the saturation in addition to the statistical value of the luminance of the image signal,
When determining the illumination brightness after the dimming after the dimming, priority is given to either the dimming of the illumination or the prevention of the saturation reduction from the relationship between the statistical value of the luminance and the statistical value of the saturation. An image display control device that determines whether to reduce the saturation and, when priority is given to prevention of a decrease in saturation, executes a dimming control after imposing a limit on the dimming of illumination.
前記照明を減光する補正、および、前記補正係数を用いた前記画像信号の補正の各々について、第1および第2の巡回型のフィルタ処理を実行し、
前記照明を減光する補正のための前記第1の巡回型のフィルタ処理の時定数は、前記画像信号の補正のための前記第2の巡回型のフィルタ処理の時定数よりも長く設定されることを特徴とする画像表示制御装置。 The image display control device according to any one of claims 1 to 6,
For each of the correction for dimming the illumination and the correction of the image signal using the correction coefficient, first and second cyclic filter processing is performed,
The time constant of the first cyclic filter processing for correction for dimming the illumination is set longer than the time constant of the second cyclic filter processing for correction of the image signal. An image display control device characterized by that.
前記輝度の統計値および前記彩度の統計値の少なくとも一方に基づいて、前記第1の巡回型のフィルタ処理を含む前記照明の減光制御が実行されて前記減光後の証明輝度が求められ、続いて、求められた照明輝度に基づいて、前記第2の巡回型のフィルタ処理を含む前記画像信号の補正が実行されることを特徴とする画像表示制御装置。 The image display control device according to claim 7,
Based on at least one of the statistical value of luminance and the statistical value of saturation, the dimming control of the illumination including the first cyclic filter processing is executed, and the proof luminance after the dimming is obtained. Subsequently, the image display control apparatus includes a correction of the image signal including the second cyclic filter processing based on the obtained illumination luminance.
前記共用演算器は、演算結果の少なくとも一部を入力側に帰還させるための帰還経路を有することを特徴とする画像表示制御装置。 The image display control device according to claim 7 or 8,
The image display control apparatus, wherein the shared arithmetic unit has a feedback path for returning at least a part of the operation result to the input side.
前記コード記憶部に記憶される前記コードは、前記画像表示用の照明を表示画像に応じて適応的に減光し、かつ前記照明の減光に伴う画質低下を補償するように画像信号を補正するためのプログラミング言語によるアルゴリズムの記述を変換して得られるマイクロコードであることを特徴とする画像表示制御装置。 An image display control device according to any one of claims 1 to 9,
The code stored in the code storage unit adaptively diminishes the illumination for displaying the image according to the display image, and corrects the image signal so as to compensate for the deterioration in image quality due to the dimming of the illumination. An image display control device, characterized in that it is a microcode obtained by converting an algorithm description by a programming language for the purpose.
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