TWI264941B - Gradation improving circuit and display system - Google Patents

Description

1264941 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種色階改善電路。本發明還關於一種 具備色階改善電路與液晶顯示器等的顯示手 統。[本文中之「色階」表示映像黑白或顏色濃淡 (graduation)之指數，亦稱灰階（gray scaie) ’本文中統 稱為色階，包括黑白與彩色之階度]。 【先前技術】 習知的色階補正電路’已知有為了能再現無關於映像 的内容，對比（C〇ntrast)較高的映像，將一晝面分割成複 數個區域（area)，每一個區域算出亮度信號的平均值，= 照每-區域的亮度的平均值，作成亮度度數分布，依昭所 得到的亮度度數分布控制色階補正部的輸出人特性（例如 專利文獻1)。 [專利文獻丨]日本特開2004-023522號公報（段茨 0011、第1圖、第2圖） /σ 【發明内容】 (發明所欲解決之課題） ▲但是，如上述若依照每一區域的亮度的平均值 受度的度數分布，控制色階補正手段的輸出入特 住 隨著圖像内容的變化’冑色階補正手段的輸出人特性兩 繁地變更’晝面變亮或變暗’發生閃爍（fllck⑻的情了、。 另-方面’若對色階補正手段的輸出入特性的變更予: 制，則有對於圖像的内容變化之響應變慢的問題。以限 316792 5 1264941 本發明的目的為無關於圖像的内容 速對圖像的内容變化之響應。 Tb 且加 本發明係提供—種色階改善電路，其特徵為包各· 色階街段，接收所輸入的映像信號，依照需要變 換其色階，輸出被色階變換的映像信號； 1 =十處理手段，檢測出所輸入的映像信號的各圖場 (field)或各訊框（frame)中的統計量· 場景變換檢測手段，檢測屮斤 掛射 “ η又才双別出所輸入的映像信號的場景 、义換（scene change);以及 二變換特性㈣手段’根據前述統計處理手段的輸出愈 w =景變換檢測手段的輸出，決^色階變換特性，其中、 刚述色階Μ換手段係使用II由前述變換特性決定手 段決定的色階變換特性，進行前述色階的變換。 (發明的功效） 可提南對比， 如果依照本發明，無關於圖像的内容 且可加速對圖像的内容變化之響應。 •【實施方式】 以下參Η?、圖式說明本發明的實施形態。 •[實施形態一] I 第1圖係顯示本發明的實施形態一的色階改善電路。 第1圖所示的色階改善電路，其輸入係接收交錯 (interlace)方式的數位（dlglta丨）映像信號，在改善其色 ί1白佼輸出以下針對映像^號為單色（m〇n〇chr〇mat i c)的信 號的情形來說明。 6 316792 1264941 #圖所示，此色階改善電路具備接收輸入的 =依照需要變更其色階特性，輸出被變換的，二 ::號：刪換手段10。此色階變換手段1。係附屬 連接弟-色階變換部u與第二色階變換部12。 寸屬 • 第1圖的色階改善電路更包含： 統計處理手段1 3，檢測+餅趴λ 1 或各訊針的統計量：出^入的映像信跳的各圖場 弟—目標㈣特性設定部14，藉由統計處理手尸η 編決定第一色階變換部11的目標變換特性；又 第二目標變換特性設定部15， 13的輸出決定第二色階變換 目：統汁處理手段 i曰旦找她认， 、2的目；^變換特性； 景變=文料測手段16，檢測出所輸入的映像信號的場 第一適用變換特性決定部 定部ι“_與場景變換檢測手/二：標變換特性設 -色應適用的變二;:6:及輪出’決定在第 第二適用變換特性決定部i 8， 定部15的輸出與場景變換檢測手段艾：，:： 二色階變換部12應適用的變換特性。輪出，決疋在弟 第一色階變換部n係如第2 :4:'示的五個變換特性(輸出入二f生Γ中任適—二^ 出，適用變換特性中任—個， 個而生成輸 換特性決定部17的f s如後所述由第—適用變 1 “的幸“^號所特定或指定。 以號碼〇表示的變換 、 丁'知出相對於輸入的關係為 316792 7 1264941 、 直線的。換言之，輸出OUT相對於輸入i n具有 〇UT = kaO · IN(kaO 為常數） r 、 的關係。 以號碼1表示的變換特性係組合兩條直線去，

、 、7’百，私入IN -在某一值IN11以下的範圍，輸出相對於輪入請的關俘俨 i乂 〇UT = ks · IN(ks 為常數） ··* (2) 表示，輸入IN在上述值ΙΜ11以上的範圍’輸出相對於 入IN的關係係以 μ OUT 二 kal · IN+kcl(kal、kcl 為常數） ，··（3) 表示。（輸入IN為上述值ΙΝ11時，滿足公式（2)與公式（3)) 以號碼2表示的變換特性係組合兩條直線者，輸入⑺ 在某一值ΙΝ12以下的範圍，輸出相對於輸入ΙΝ的關係係 以上述公式（2)表示，輸入IN在上述值ΙΝ12以上的範丁圍二 輪出相對於輸入IN的關係係以 ’ OUT 二 ka2 · IN+kc2(ka2、kc2 為常數） …以） 表示。（輸入IN為上述值IN12時，滿足公式（2)與公式（4)) 以號碼3表示的變換特性係組合兩條直線者，輸入u 在某;;值1N13以下的範圍’輸出相對於輸人IN的關係係 =上述公式（2)表不，輸入IN在上述值IN13以上的範圍， 輸出相對於輸入IN的關係係以 OUT二ka3 · IN+kc3(ka3、kc3 為常數）···（〇 表不。（輸入IN為上述值IN13時，滿足公式（2)與公式（5)) 以號碼4表示的變換特性係組合兩條直線者，輸入⑺ 316792 8 1264941 在某一值IN14以下的範圍，輸出相對於輸入IN的關係係 以上述公式（2)表示，輸入IN在上述值INU以上的範圍丁'， 輸出相對於輸入IN的關係係以 〇UT=ka4 · IN + kc4(ka4、kc4 為常數） ···（6) 表示。（輸入IN為上述值IN14時，滿足公式（2)與公式（6)) 在常數相互之間有 ks<ka0<kal<ka2<ka3<ka4 … ··_ (7) 的關係，而且設定上述常數ks、ka0至ka4、kc^kc4, 俾輸入IN為最大值INma?^f，輸出〇υτ也成為最大值 OUTmax。此外，信號以8位元（bit)表示時，輸入請的最 大值ΙΝ·Χ、輸出0U丁的最大值〇υτ·χ都為（28— 1 ) = 255。 以唬碼0至5表示的複數個變換特性係號碼越大，— 個特徵亦即暗的圖像部分以外的部分中的對比越大的特徵 =漸變強。因A，暗的圖像部分越少’藉由選擇號碼大的 。义換心f生，使對比越大，得到色階被改善的圖$。圖示的 二I在本木中也稱為[特性號碼]，而且也稱為[變換特性指 定值]。 例如在ΙΝΠ、ΙΝ12、ιΝ13、ΙΝ14之間有 。ΙΝΐ4-ΙΝ13 = ΙΝ13-ΙΝ12=：ίΝ12-ΙΝ11:ΙΝ11 之關係，若特 性號碼的值僅改變丨，料隨著此改變的色階變換特性， 上述個知斂的強度也僅變化對應此改變的量。 弟：色階變換部12係如第3圖所示，適用以號碼〇 、丁的五個.又換特性（輪出入特性）的任一個而生成輸 出適用交換特性的任—個，或者如後所述由第二適 316792 9 1264941 ，換特性決定部1 8的輸出信號所特定或指定。 ‘ 以號碼〇表示的變換特姓係輸出相對於. 直線的。換言之’輪出OUT相對於輸入IN具;入的關係為 OUT二kbO · IN(kbO 為常數） 、 的關係。 ···（8) 以號碼u示的變換特性係組合兩條直線者，輸 在某一值IN21以上的範圍，輸出相 "ίΝ 以 、秭入的關係係 OUT二kg . IN + kd(kg、kd 為常數） .· · C 91

表示，輸入IN在上述值i N21以下的範圍 的關係係以 ）祀圍，輸出對輸入IN OUT二kbl · IN(kbl 為常數） 表不。（輸入IN為上述值^21時，滿足公式（9)與公式 以號碼2表示的變換特性係組合兩條直線者，輸入^ 在某一值IN22以上的範圍，輸出相對於輸入in的關係係 /公式（9)表示，輸入IN在上述值職以下的範圍，輸出 相對於輸入IN的關係係以 0UT=kb2 · IN(kb2 為常數） ·.· (11) 表示。（輸入IN為上述值ίΝ22時，滿足公式（9)與公式（ιι)) 以號碼3表示的變換特性係組合兩條直線者，輸入 在某一值IN23以上的範圍，輸出相對於輸入IN的關係係 从公式（9)表示，輸入IN在上述值IN23以下的範圍，給出 相對於輸入ίΝ的關係係以 0UT=kb3 . IN(kb3 為常數） ...（12) 316792 10 1264941 •表示。（輸入IN為上述值ιΝ23時，滿足公式（9)與公式（12)) 以號碼4表示的變換特性係組合兩條直線者，輸入IN 在某一值IN24以上的範圍，輸出相對於輸入I n的關係係 乂 a式（9)表示，輸入I n在上述值IN 2 4以下的範圍，輸出 相對於輸入IN的關係係以 0UT=kb4 · IN(kb4 為常數） …（13) 表示。（輸入IN為上述值IN24時，公式（9)與公式（13)) 在常數相互之間有 kg<kb0<kbl<kb2<kb3<kb4 ...(14) 的關係’而且設定上述常數kg、kd、kb0至kb4，俾輸入 ⑺為最^值iNmax時，輸出out也成為最大值0UTmax。 以號碼0至5表示的複數個變換特性係號碼越大，一 個特徵亦即亮的圖像部分以夕卜的部分中的對比越大的特徵 逐漸變強。因A，亮的圖像部分越少，藉由選擇號碼大的 變換特性，對比會變大，而得到色階被改善的圖像。圖示 的號碼在本案中也稱為「特性號碼」，而且也稱為「變換 特性指定值j 。 、 例如在 IN21、IN22、IN23、IN24 之間有 之關 係^特性號碼的值僅改變1，貝'1伴隨著此改變的色階變 換特性’上述一個特徵的強度也僅變化對應此改變的量。 統計處理手段13係依據所輸人的映像信號的各像素 Pixel 母_圖場週期的’亦即各圖場的柱狀圖 h丄st〇gram)。具體而言’將所輸人的映像信號的各像素值 316792 11 1264941 » · _ 2\號位準（leve丨））分割成10個階級（0至9)，每一 出屬於各階級的像素的數目的比率，作為每—：= 現頻率而求出。 各U級的出 映像：如二綱包含由比較明亮的圖像到暗的圖像的 異的柱㈣1圖所不’求出出現頻度在階級間無太大差 如第5 =。而且，在較暗的圖像比較少的映像信號中， 的柱狀/ 她繼號位準的階級的出現頻度高 厂、H 圖像較少的映像信號中，如第6圖所 較低的信號位準的階級的出現頻度高的柱狀圖。 ’在不太包含亮的圖像或暗的圖I，中間的亮 像佔大部份的映像信號中，如第7 又圖 口老从、、住, 木1^所不，未出中間的作 唬位準的階級的出現頻度高的柱狀圖。 σ 第-目標變換特性設定部14係求出藉由累積 度由色階最低的階級⑻依序到高的階級（階級⑴、⑵、 ⑶…)得到的累積頻度為預定值以上的階級，： 丨階級設定第一色階變換部11用的目標變換特性。例如第_ 目標變換特性設定部14進行預定值L與統計處理手段Η 的輸出結果的比較’依照比較結果’決定第—色階變： 11的目標變換特性指定謂。也就是說，當令最低的階 級（〇)的頻度到第四低的的階級（3)的頻度分別為L1、 L3、L4 時， 又 .....U、 對於L$L1的情形，令TC1為〇 對於L1<L$L1+L2的情形，令TC1為1 對於L1+L2<LSL1+L2 + L3的情形，令tci為2 316792 12 1264941 _ 對於 L1+L2 + L3<LSL1+L2 + L3 + L4 的情形，令 τπ 為 對於LI+L2 + L3 + L4〈L的情形，令TC1為4 … 如此，低的階級中的出現頻度越高，越能令TC1 更小的值。 乂為 場景變換檢測手段16係比較所輸入的各圖場或各訊 框的映像信號與一圖場或一訊框前的映像信號，將比•交： 果所得之顯示在一圖場或一訊框間的映像信號的變化的= 度之信號，當作場景變換的資訊並予輸出。例如將―竺: •分割成複數個區域，求每—純域的像素值的平均值息 圖場間的每一各區域的平均值的差為預定值以上的區 數目當作場景變換的資訊並予以輸出。 更具體而言，將-晝面如第δ圖所示分割成橫 :、縱方向5個合計25個，每—各區域求出各圖場的像素 的千均值與-圖場前的像素值的平均值的差，進行久區 域时均值的差與預定值8的比較，將表示平均值㈣比 • =s迴大的區域的數目之信號作為場景變換的資訊並 予以輸出。 第-適用變換特性決定部17係根據來自第一 =性設定部14的目標變換特性指定值ΤΠ，決定適用變 換特性指定值FCl(t)並予以於+ L ^ 卞以輸出。此時，記憶一圖場前的 適用變換特性指定值FCUtMl，^ # 红 定麵⑹)，決定目前g人根據此適用變換特性指 FC1⑴。 心场中的適用變換特性指定值 更具體而言’以目標變換特性指定值TC1為目標，欲 316792 13 1264941 _ ^用賴特性指定雜）接近目標變換特性指定值 ，m ’將來自-圖場前的適用變換特性 .=(=)的變化量（指定值的差）限制在預定的限制值以 的限f場景變換檢測手段16的輸出，變更此預定 例如場景變換檢測手段16的輪出sc 去除限制， 場景變換檢測手段16的輸出％為1〇以上 時係令限制值為± 2， 2景變換檢測手段16的輸出sc為未滿1〇時係令限 市1J值為± 1。 結果’場景變換檢測手段16的輸出％為20 係目標變換特性指定值TC1直接當作適用變換特性指定值 FC1輸出，場景變換檢測手段16的輸出％為丨〇以上、 :時係施以限制’俾來自一圖場前的適用變換 值FCl(t-l)的變化為± 2以 |出為m “-換铋測手奴16的輸 出為未滿1〇日“系施以限制’俾來自一圖場前的 礙值卿―”的變化為±1以下，如此所決定的值： 當作目刚圖場的適用變換特性指定值FC1⑴輸出。 在第一色階變換部11中，依照所給予的適用變換特 性指定值FCl(t)的值’選擇第2圖的變換特性中任—個 在圖示的例子中，選擇以與所給予的適用變換特性指定值 FC1⑴的值相等的號碼表示的變換特性。也就是說 變換特性指定值FH⑴的值為〇小2、3、4時，分別選 316792 14 1264941 擇號碼〇、]、2、3、4的變換特性。 畫面的閃爍或控制 如以上藉由變更色階特性，可 的反應慢所造成的黑影。 • 第—目標變換特性設定部1 5係失屮田 度由色階最高的階級仿广 ，一出知由示積出現頻 ⑹…）得到的F 序到低的階級（階級⑻、⑺、 階級設定第定值以上::f級，•由求出的 目標變換特性設定部〗5 :::=換特性。例如第二 l3 12的目標變換特性浐 、 色卩白.艾換部 级t 也就是說，當令最高的階 „ 、頒又到弟四高的的階級⑻的頻度分別為HI、H2、 、H4 時， 對於HS HI的情形，令Κ2為〇 對於H1<H$H1+H2的情形，令TC2為1 對方；H1+H2<H$H1+H2 + H3 的情形，;TC2 為 2 對於 H1+H2+H3<H$H1+H2 + H3 + H4 的情形，令 TC2 為 3 對於H1+H2 + H3 + H4CH的情形，令TC2為4 如此，高的階級中的出現頻度越高，越能令TC2成為 更小的值。 弟一適用受換知'性決疋部18係根據來自第二目標變 換特性設定部15的目標變換特性指定值TC2，決定適用變 換特性指定值FC2(t)而輸出。此時，記憶一圖場前的適用 又換特性指定值FC2(t-1)，也根據此適用變換特性指定值 代2(卜1)，決定目前圖場中的適用變換特性指定值 316792 15 1264941 FC2(t)。 使適二：二:以9標變換特性指定值TC2為目標，欲 •膨Μ指定值似接近目標變換特性指定值 …·FC2“ ：面：將來自-圖場前的適用變換特性指定值 丁。=化量（指定值的差）限制在預定的限制值以 • f旦疋’依照場景變換檢洌手喑]R入， 的限制值。 則手仪16的輸出，變更此預定 例如場景變換檢測手段^ ^ 籲形係去除限制， 、出sc為20以上的情 場景變換檢測手段16的輸出％為 的情形係令限制值為± 2 , 未滿20 場景變換檢測手段丨6的輸 令限制值為±卜 粉出SC為未滿10的情形係 俜將==變換檢測手段16的輸出SC為2〇以上時， 佶㈣ 指定值丁C2直接當作適用變換特性指定 亚予以輸出，場景變換檢測手段曰 以上、未滿2〇時，係施以限制，俾來自—圖為10 換特性少中伯pr〇 圖琢刖的適用變 換姻曰疋值FC2(h)的變化為± 2以 1段16的輸出為未滿丨。時’係施以限制，俾：：二:！ 前的適用變換特性指定值似⑹）的變化為+1以;圖: 此所決定的值係當作目前圖場的適 FC2(t)輸出。 竹改才曰疋值 在第二色階變換部丨2中，依昭 性指定議⑴的值’選擇第3圖嶋特換:。 316792 16 1264941 在圖不的例子中，選擇用與所給予的適用變換特性指定值 FC2(t)的值相等的號碼表示的變換特性。也就是說，適用 變換特性指定值FC2(t)的值為〇、i、2、3、4時，分別選 擇號碼Q、1、2、3、4的變換特性。 、 如上所述藉由變更色階特性，可消除晝面的閃爍或控 制的反應慢所造成的白影。 措由以上方式，如果依照本實施形態一，依照輸入映 像信號的内容，可改善色階特性，並且可進行沒有在變更 •色階時所感到的閃爍或控制的反應慢所造成 的良好色階改善。 ·、、、〜 在上述實施形態中 第 及第二目標變換特性設定部 |4及15係構成藉由統計處理手段13的輸出設定作為色階 目標#目標變換特性之目標變換特性設定 夂弟—ΐ第二適用變換特性決定部17及18係構成由 :生決對目前圖場應適用的變換特性之適用變換特 定手段2°設定的目標變換特性； 又換杈測手段16的輪出；以及 】。二7::::訊框前的映像信號以色階變換手段 性決=段定手段20與適用變換特 2 2 ’依照統計處理手 檢測手段16的輸出，構成：:：出*場景變換 變換特性之特性決定手讀手们《適用的 316792 17 1264941 _ η、12的"^述“形悲一中，第-及第二色階變換部 u “性係分別如第2圖、第3圖所示，惟不阳 如分別如第9圖、第10圖所示者也可以。' 看到弟9圖的特性在第2 ^ 灯1王甲相§於令ks二0的情 /’弟圖的特性係在第3圖的特性中相當於令 kd二OUTmax 的情形。 、 g 而且’在上述實施形態一 U、12的每—個, 乐—及弟二色階變換部 点H 可廷擇五個變換特性中的任一個而構 的數目。 …曰加或減少可選擇的變換特性 的色=拖ί上述實施形態一中各具有兩個色階變換手段 定目標變換特性設定手段、適用變換特性決 …，惟不限於此’改善效果雖少、 模’分別作成—個也可以。 礼咸/硬肽規 此外’在上：4實施形態-巾，統計處理手段u 籲2 =計算柱狀圖’但由一圖場的最小值求出第一目棹 :寸性以部14的目標變換特性指定值也可以。而且、 2欄的最大值求出目標變換特性設料段 ’ 換特性指定值也可以。而且，求 铩又 平 且J出圖场的平均值，藉由 枯 標變換特性設定部W的目標變換特性指定 =以。若求出一圖場的最小值、最大值、平均值 可減小硬體的規模。 ⑴ —顯示由最小值決定目標變換特性指定值TC1的方法的 i於以下。例如依照最小值，選擇第9圖的特性中任— 316792 18 1264941 -口 此情形的k擇的方法如以下所示。令最小值為μ IN， 在預定值MINI、MIN2、MIN3、MIN4、MIN5之間若有 0<MIN1<MIN2<MIN3<MIN4<MIN5 .的關係，則 當 OS MIN<MIN1 時，令 TC1 為 〇 當 MIN1SMIN<MIN2 時，令 TC1 為 1 當 MIN2$MIN<MIN3 時，令 TC1 為 2 當 MIN3$MIN<MIN4 時，令 TC1 為 3 _ 當 MIN4$MIN<MIN5 時，令 TC1 為 4 顯示由最大值決定目標變換特性指定值TC2的方法的 例於以下。例如依照最大值，選擇第丨〇圖的特性中任一 個。令最大值為MAX， 假設在預定值MAXI、MAX2、MAX3、MAX4、MAX5之間 有 曰 INmax>MAXl>MAX2>MAX3>MAX4>MAX5 的關係。 其中I Nmax係輸入映像仏號所取得的最大的值，假神、 輸入映像信號為8位元，INmax=255。 、 此情形 當 MAXl$MIN<INmax 時，令 TC2 為 〇 當 MIN2$MIN<MIN1 時，令 TC2 為 1 當 MIN3$MIN<MIN2 時，令 TC2 為 2 當 MIN4$MIN<MIN3 時，令 TC2 為 3 當 MIN5$MIN<MIN4 時，令 TC2 為 4。 316792 19 1264941 顯示由平均值決定目標變換特性指定值TCi的方法的 一例於以下。例如依照平均值’選擇第2圖的特性的任一 個。令平均值為AVE， 假設在預定值 AVEO、AVE1、AVE2、AVE3、AVE4、AVE5 之間有 AVE0<AVE1<AVE2<AVE3<AVE4<AVE5 的關係。 在此情形下， 験當 AVE0$AVE<AVE1 時，令 TC1 為 〇 當 AVE1$AVE<AVE2 時，令 TC1 為 1 當 AVE2$AVE<AVE3 時，令 TC1 為 2 當 AVE3$AVE<AVE4 時，令 TC1 為 3 當 AVE4SAVE<AVE5 時，令 TC1 為 4。 在以上的貫施形態中，變換特性係分別對應特性號 碼，藉由指定特性號碼，進行變換特性。但是，盖階段地 亦即連續性可變更地構成變換特性也可以。此時:、例：藉 I變更變換特性的參數（parameter)，例如表示變換特性二 數學式的常數，或該數學式所適用的範圍，例如表示上述 數學式（1)至（6)、（8)至（13)的常數 kcl至kc4、kbO至kb4、kg、kd、各個特性直線的適用範 圍的值IN11至IN14、IN21至IN24等’而變更變換特 此時，目標變換特性設定手段14、15係取代產生對 應知性號碼的目標變換特性指定值，產生特定例如變換特 性的參數（表示數學式的常數、適用範圍等者），由此，指 316792 20 1264941 定變換特性。 [實施形態二] 在貫施形能一 φ私、，， 心中1以映像信號為單色作舻來爷明 對於映像信號為彩色作 5虎采况明’惟 每1 ^柄W，對於構絲色信號的信 说的母個，配設個別 階變換也可以。 ^义換手對母-個進行色

例士輸入的映像信號包含亮度信 號（Cr、Cb)的情形，辛岬抖M不 厂、巾们巳差L 筮 白文。电路例如如第11圖所示構成。 •π , Θ的色階改善電路與第1圖的色階改善電路相 具有：進行映像ρΛ 圖的色階變換手段1〇 色階變換手段10y;進行第一及第一 戒 , 系及弟—色差k號的色階變換 之色產信號色階變換手段1 Or、1 〇b。 、 亮度信號色階變換手段10y係附屬連 部lly與第二色階變換邱19 ι(, A. ^ 又換 巴丨6又換。卩12y，此等係與第1圖的第一声 階變換部11及第二色階變換部12相同。 第一色差化號色階變換手段（CMt號色階變換手 段）10r係附屬連接第—色階變換部丨&與第二色階變換部 1 2r 〇 第二色差信號色階變換手段（05信號色階變換手 段）10b係附屬連接第一色階變換部丨汕與第二色階變換部 12b。 、 第12圖顯示Cr信號色階變換手段1〇r的第一色階變 換部llr的變換特性。如圖所示，色差信號。不僅具有： 316792 21 1264941 的值’也具有負的值’故第一色階變換部的變換特性 也包含輸入為正的範圍與負的範圍。正的範圍中的變換特 性與亮度信號色階變換手段10y的第—色階變換部屮相 -问。另一方面，負的範圍中的變換特性係以原點為中心， 以與正的範圍中的特性曲線大略點對稱的特性曲線表示。 士而且，正的靶圍的最大值INmax、OUTmax係亮度信號 日守的1/2的大小。例如取得亮度信號為G 1 255的值時， 第—色差信號Cr係取得— 128至127的值。伴隨於此，對 應表不特性曲線的公式的參數，特別是表示輸出的縱軸上 的切片之kcb kc2、kc3、kc4也成比例地被變更。

Cbk唬色階變換手段1〇b的第一色階變換部的變 換特性也與第丨2圖所示者相同。 弗13圖顯示Cr信號色階變換手段1〇r的第二色階變 換部12r的變換特性。如圖所示，色差信號以不僅具有正 的值，也具有負的值，故第二色階變換部1 2:r的變換特性 修也包含輸入為正的範圍與負的範圍。正的範圍中的變換特 性與亮度信號色階變換手段1〇y的第二色階變換部丨巧相 同。另一方面’負的範圍中的變換特性係以原點為中心， 以與正的範圍中的特性曲線大略點對稱的特性曲線表示。 而且’正的範圍的最大值INmax、OUTmax係亮度信號 曰丁的1/2的大小。例如取得亮度信號為〇至255的值的情 形，第一色差信號Cr係取得— 128至127的值。伴隨於此， …十C表示彳寸f生曲線的公式的參數，特別是表示輪出的縱軸 上的切片之kb也成比例地被變更。 316792 22 1264941 …Cb信號讓換手段10b的第二色階變換部⑽的變 換4寸性也與第12圖所示者相同。 、 亮度信號色階變換手段1Qy、Cr信號色階變換手段 m信號色階變換手段10b的第一及第二色階 皆係由相同之適用變換特性蚊手段22的輸出所、，。 如使用以和適用變換特性決定手段22輸出的指工 的號碼特定的變換特性進行色階變換。 〜 第11圖的色階改善電路還包含映像信號變換手段 > 26(映像信號變換手段2 、 ^ σ. ^ 輻入的^度信號及色差 映㈣號變換成R、G、_色信號)，統計處理手段 R、G”B所示’計算由映像信號變換手段2 6輸出的 G、B的色信號的柱狀圖。

說二統計處理手段13係包含:分別針對R信 G ^ ^、β ^ #U計算柱狀圖的R信號統計處理手段13 R 以及B信號統計處理手一 灸 ^ β彳&唬統汁處理手段的統計量之综合手 、’”丁、口手段1 3S係藉由例如加權累計來自R信號統 段HG信號統計處理手段13G以及6信號統計 :彳。、段13β的統計量，生成綜合結果（综合的統計處理結 、。進仃加權累計時’對於例如視覺上易醒目的g信號， 7、小地評價R信號、β信號也可以。 j —义換成R、G、β的色信號後，藉由以統計處理手段 風進仃、、先汁處理，可求出更正確的（更正確地反映人的感 覓）的統計量。 316792 23 1264941 色 、，但是，不變換成R、G、B的色信號，對亮度信號 差信號進行統計處理也可以。 [實施形態三] 在實施形態二中係輸入的映像信號包含亮度 與兩個色差信號（Cr、Cb)，惟對於給λ r D ^、幸別入的映像信號包含R、 的色信號時，色階改善電路係例如如第㈣所示而 门第15圖的色階改善電路與第1圖的色階改善電路相 同，但以下的點不同。 〃 首先’帛15圖的色階變換手段1〇具有:進行映像作 唬中之R之色信號的色階變換之^言號色階變換 。 1〇R;進行映像信號中之G的色信號之色階變換的G ^號色 :變換：段㈣;，映像信號中之Β的色信號之色。階變 換的B k號色階變換手段1 qg。 比t色階變換手段l〇R、1〇G、1〇B係分別附屬連接第 J1白=換部11R、11G、11B與第二色階變換部12R、H⑽， =等係與第1圖的第-色階變換部11及第二色階變換部 i 2相同。 r換手段丨QR、G信號色階變換手段⑽、 β信號色階變換年您τ η Ό + μ ^ 1 〇B白係由適用變換特性決定手段& ^ ^出所&制例如使用以與變換特性決定手段輸出的指 定值㈣的號碼特定的變換特性進行色階變換。 9 弟 1 5圖的芦赂口今@ -ρ. 文ϋ黾路還包含映像信號變換手段 8(映像m換手段28係將包含所輸入的r、。、β的色 24 316792 1264941 差仏號之映像信號變換成亮度信號），場景變換檢測手段 16係計异由映像信號變換手段28所輸出的亮度信號的柱 狀圖。 此外，在上述實施形態一至三中雖然是在圖場間進行 場景變換檢測，但即使在訊框間進行也可以。 而且，在上述實施形態一中係假想輸入信號為交錯圖 像對色仏、交更手段14、1 5的控制量施以在圖場間的限 制，場景變換檢測手段16中的檢測也在圖場間進行，惟不 _限於此，輸入信號為漸進式（pr〇gress丨ve)的映像信號時係 在顯示框間設有控制量的限制，在訊框間檢測場景^換^ 也能得到同樣的效果。 ' 在以上的實施形態中說明的本發明的色階改善電路 係依照映像信號的統計量變更色階變換特性，而且，在圖 場間或訊框間的色階變換特性的變更量設有限制，另一^ 面，在場景變換中因緩和此限制，故可充分地迅速追隨圖 .像的内容變化，可得到對比—直很高的良好的映像信號: 且而且，在上述實施形態中說明的場景變換檢測手段因 =備將-畫面分割成複數個區域，求出一圖場或一訊框期 曰的每-各區域的平均值之區域平均值檢測手段，以 曰或訊框間的每—各區域的平均值的差為預定值以上 域的數目當作場景變換的資㉟’故可利用較 正確的場景變換。 更^測 [實施形態四] 可組合在貫施形態一 中說明的色階改善電路與顯示 316792 25 1264941 手段等’構成顯示系統。第ί6圖係顯式這種顯示系統的一 例。 第16圖所示之顯示系統34係具備··色階改善電路 31、驅動電路32、顯示手段33。 色階改善電路31係可使用例如在實施形態一至三說 明中任一個。 驅動兒路32係根據色階改善電路3i的輸出驅動顯示 手段33。 鲁-輸入到輸入端子3〇〇的映像信號係如在實施形態一至 三中所說明，當作被輸入到色階改善電路31而改善色階的 映像L唬，輸入到驅動電路32。藉由驅動電路32變換成 驅動續不手|又33的信號，供給至顯示手段33。顯示手段 33係依照驅動電路32的輸出進行圖像顯示。 顯示手段33未特別限定，也可以使用液晶面板 (liquid crystal panel) . PDP(plasma display panel: 電_示面板）、DMD(dlgltal mi⑽nurr〇r如⑽··數位 微鏡元件）面板、單晶矽液晶（LlquidCrystal⑽SilicQu 反射型液晶面板）、CRT(陰極射線管）、FED(Field Emissi〇n D i sp 1 ay :場發射顯示器）面板等任一個顯示手段。 因顯示糸統具備色階改善電路，故可得到對比一直很 南的良好的映像信號。 [圖式簡單說明】 第1圖是顯示本發明的實施形態一的色階改善電路的 方塊圖。 316792 26 1264941 第2圖是顯示本發明 AA. ^ η ΛΑ 〕貝知形悲一中的第一色階#拖 4 11的變換特性圖。 匕I白艾換 弟3圖是顯示木蘇日g + ^ ίο 本^月的貫施形態一中的第二色階變換 ^12的變換特性圖。 巴I自艾換 第4圖是顯示本發明奋& 13的輪出結果的例圖。“形怨-中的統計處理手段 :5圖是顯示本發明的實施形態一 13的輪出結果的例圖。 τ、理手& 第6圖是顯示本發明者 & 13的輪出結果的例圖。、“ ”的統計處理手段 圖是顯示本發明的實施形態一中 13的輪出結果的例圖。 处主于丰又 手段Γ/Λ是顯示本發明的實施形態一中的場景變換檢測 手奴16的晝面分割的例圖。 第9圖是顯示本發明的實施形態一中的第一色階變換 郤11的變換特性圖。 、 第10圖是顯示本發明的實施形態一中的第二色階變 換部12的變換特性圖。 第11圖是顯示本發明的實施形態二的色階改善電路 的方塊圖。 π第12圖是顯示本發明的實施形態二中的第-色差信 唬色::又換手段! 0r的第—色階變換部丄卜的變換特性圖。 第13圖是顯示本發明的實施形態三中的第一色差作

號色階變換手鉛1 fir 66楚_ A 奴1 ϋΓ的乐一色階變換部12r的變換特性圖。 27 316792 1264941 第14圖是顯示本發明的實施形態二中的統計處理手 段13的詳細的方塊圖。 第15圖疋蝻不本發明的實施形態三的色階改善 的方塊圖。 & I電 1〇 1〇Β l〇G l〇r i〇y ii、 ·12、 13 第16圖疋頌不具備本發明的實施形態四中的色階改 路之顯示系統的構成圖。 要元件符號說明】 色階變換手段 Cb信號色階變換手段 B t ?虎色階變換手段 G信號色階變換手段 Cr信號色階變換手段 R信號色階變換手段 亮度信號色階變換手段 lib、11B、11G、llr、UR、Uy 第—色階變換部 12b、12B、12G、12r、12R、I2y 第二色階變換部 統計處理手段 Β信號統計處理手段 G信號統計處理手段 R信號統計處理手段 綜合手段 第一目標變換特性設定部 第二目標變換特性設定部 場景變換檢測手段 28 316792 1264941 17 第一適用變換特性決定部 18 第二適用變換特性決定部 20 目標變換特性設定手段 22 適用變換特性決定手段 24 變換特性決定手段 26、28 映像信號變換手段 31 色階改善電路 32 驅動電路 φ 33 顯示元件 34 顯示系統 10 0 輸入端子 200 輸出端子 300 輸入端子 FC2(t)、FC2(t-1) 適用變換特性指定值 TCI、TC2目標變換特性指定值

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Claims (1)

1 1264941 飞 曰修(0正替換頁 第 941 065irsi^f^i暴〜一 申睛專利範圍修正本 1. -種色階改善電路，係包含： ⑼年6月20日） 色階變換手段，接收輪 ^ + 的映像化唬，依照需要 -、:：：，而輸出被色階變換的映像信號； 戈各:ί;[:Γ段，檢測出所輸入的映像信號的各圖場 或各汛框中的統計量； V 穷 场不受換檢測手段，檢 景變換；以及 、出所輸入的映像信號的場 變換特性決定手段，根據前述料處理手段 =述場景變換檢測手段的輪出，以色階變換特性， =色階變換手段係使用藉由前述變換特性決定 ，手'又決疋的色階變換特性，進行前述色階的變換。 '•如申請專利範圍第i項所述之色階改善電路，其中，前 述變換特性決定手段包含： 目標變換雜設定手段，藉由前述料處理手段的 雨出’設定作為前述色階變換手段的目標之目桿變換 性；以及 ' 適用變換特性決定手段，藉由以前述目標變換特性 设定手段設定的目標變換特性、前述場景變換檢測手段 的輸出、及對於一圖場前或一訊框前的映像信號以前述 色階變換手段所使用的變換特性，來決定對目前圖場的 316792(修正版） 1 6：I¥ it 1264941 * η .普換Ι:Π 映像信號應適用的變一 3. 如申請專利範圍第j項之色階改善電路， 的映像信號包含亮度信號及色差信f虎，〃，所輪入 更具有將前述亮度信號及色差 的色信號之映像信號變換手段，以換成卜㈠ :述統計處理手段係對藉由利用前卿 換手段的變換而得的R、G、B 。炕文 計量。 1色“虎，檢刪出前述統 4. 如申請專利範圍第i項之色階改善電路，㈠ 的映像信號包含R、G、B的色信號，〃斤輸入 *像=::"，色信號變換成亮度信號之 號變檢測手段係根據由利用前述映像信 Z換手&的·祕而得的亮度信號，進行場景變換的檢 如申2專利範圍第1項之色階改善電路，其中， ⑴述％ U換檢測手段係比較所輸人的各圖場或 。凡框的映像k號與—圖場或—訊框前的映像信號，將 由此比較結果所得之顯示在一圖場或一訊框間的映像 信號的變化程度之信號當作場景變換檢測結果並予以 輪出。 如申請專利範圍第i項至第5項中任一項之色階改善電 路二中蚰述场景變換檢測手段係將一晝面分割成複 數個區域’求出各圖場或各訊框的各區域内的複數個像 316792(修正版） 2 1264941 M 素的映像信號之平均值*， 以就各圖場或各訊框的映像信號而求〜 均與就—圖場或-訊框前的映像信號而求：:、: 資訊並予以輸出域的數目作為場景變換的 7.如：請專利範圍第6項之色階改善電路，其 用複數之變換特性中之任__個，'擇使 所使用的變換特性， ’、、，“ P白變換手段 前述複數個變換特性分別由特性 係，性號碼所特定的_ = 徵逐者特性號碼的值變大，前述變換特性的特 則述適用變換特性決定手 號碼^指定前述變換特性，错由士曰疋别述特性 —fi框用㈣特性決定手段係將特定—圖場或一 :二適用的變換特性之特性號碼，與 场或目則訊框應適用的 α 於預定的限制值以下之特性號碼的差限制 8. 如申„月專利乾圍第7項之色 用變換特性決 私略具中，刖述適 輸出，變更據前述場景變換檢測手段的 又更則述預定的限制值。 9. 如用申變=圍第8項之色階改善電路，其中’前述適 的區域數為第定手段係前述場景變換檢測手段的輸出 為弟—預定數以上時，不進行依照前述限制值 316792(修正版） 3 1264941 的限制， =場景變換檢測手段的輪出的區域數為未滿第 日士，、:—Ί比刚述弟—予頁定數還小的第二預定數以上 ^ 係a又疋刖述限制值為第一值， 前述場景變換檢測手段的輸出的區域數為未滿前 —子昏定杳f η主，/么a 1 —

“曰:嘍! 、+、〜 v 叫Μ啦埤歡為未滿前 =二^數時，係設定前述限制值^前述第-值小 巧弟二值。 1〇·如申請專利範圍第1項之色階改善電路，其中，前述统 :=係將所輸入的各像素的映像信號分割= 號位準的複數個階級，在每—各階級計測各圖 :=的被分類為各個階級的像素的映像信號 U. = :=範圍第1〇項之色階改善電路，其中，前述 2受換斗寸性設定手段係求出藉由累積前述出現頻度 :取低的階級依序到高的階級得到的累積頻度為 以上的階級，而藉由求出的階級設定前述目標變 12:如申請專利範圍第1Q項之色階改善電路，， Π變換特性設定手段係求出藉由累積前述出現： =最高的階級依序到低的階級得到的累積頻度為 ::值以上的階級，藉由求出的階級設定前述目標變換 13’:二請專利範圍第（項之色階改善電路，其中，前述统 。十處理手段係計測輸入的各圖場或各訊框中的各像素 316792(修正版） 4 1264941 號的平均值。 的映像信 種顯示系統，係包含： 項中任一項之色階改 如申請專利範圍第1項至第5 善電路； 顯示手段；以及 驅動手段，根據前述色階改善電路的輸出，驅動前 述顯示手段。

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