[发明专利]图像处理设备、显示设备、图像处理方法以及程序

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像处理设备、显示设备、图像处理方法以及用于对图像信号执行灰度扩展处理。

背景技术

近年来，对于用于向用户提供图像均匀性更好且更逼真的视频图像的薄显示器所代表的显示设备而言，已努力提高分辨率并且采用更多灰度。提供给显示设备的图像信号本质上已变为数字。通常，向包括有R(红色)、G(绿色)以及B(蓝色)的颜色分量的每一个分配每像素6位至8位数据。

如果可在显示设备上显示的位数与图像信号的位数彼此相同，那么显示设备基本上照原样使用输入信号以显示图像。然而，可在显示设备上显示的位数与图像信号的位数通常彼此不同。如果图像信号的位数大于可在上显示设备显示的位数，那么显示设备根据舍入图像信号的低位的处理、抖动处理、FRC(帧速率控制)处理等等来降低图像信号的位数。

相反地，如果图像信号的位数小于可在显示设备上显示的位数，那么添加低位以提高图像信号的位数(灰度扩展处理)。当根据显示设备的特征而在显示设备中对图像信号的数据进行处理时，也采用该灰度扩展处理。此外，即使图像信号的位数与可在显示设备上显示的位数彼此相同，也执行该灰度扩展处理以便提高处理精确度。在这种情况下，在执行灰度扩展处理之后，根据抖动处理、FRC处理等等将图像信号的位数转换成可在显示设备上显示的位数。

除了对数字信号的位数进行转换以及提高处理精确度之外，为了其他的目的也采用该灰度扩展处理。例如，如果数字信号的位数很小，那么在包含有平滑变化灰度的区域中会出现表现为轮廓线的假轮廓(应当在平面中连续变化的灰度未被认为是平滑变化，而是被认为是轮廓线)。采用该灰度扩展处理以作为用于防止这种假轮廓的技术。

通常，将灰度扩展处理分成两种类型，即(1)对所有图像信号执行相同处理的处理；以及(2)提取特定图像的图像信号并且仅对必需像素进行处理的处理。

(1)对所有图像信号执行相同处理的处理可以是添加抖动噪声或随机噪声的第一处理。虽然由于显而易见的添加的噪声分量该处理存在问题，但是该处理能够略微降低假轮廓。

存在添加高位值以作为低位的第二处理。例如，为了将6位输入信号“101101”转换成8位输入信号，添加输入信号的两位高位的值以作为两位低位将输入信号转换成“10110110”。还存在简单地添加0或1以作为低位的第三处理。虽然这些第二和第三处理很简单，但是因为灰度变化区域中的灰度差没有降低，它们无法降低假轮廓。

(2)如日本专利申请未决公开NO.63-15576(以下简称为专利文献1)所公开的，提取特定图像的图像信号并且仅对必需的像素进行处理的处理可以是对假轮廓区域执行低通滤波器(LPF)处理的第一处理。根据这个背景技术，为了降低通过对数字图像信号执行伽玛校正(图像处理)所生成的假轮廓，适应性地判断生成了假轮廓的区域，并且输出该区域中的附近像素的图像信号的积分值(与LPF处理同步)。LPF处理降低生成了假轮廓的区域中的灰度差。

然而，如果生成的假轮廓的间隔(换句话说，轮廓线间隔)大于滤波器尺寸(附近像素的积分范围)，那么上述处理可使观察者很容易区分包含有平滑变化的灰度的区域中的滤波区与未滤波区，并且由此虽然假轮廓降低了，但是也不会导致明显改善的图像质量。

根据日本专利申请未决公开NO.4-165874(以下简称为专利文献2)中所公开的第二处理，为了降低通过执行伽玛校正(图像处理)所生成的假轮廓，当确定出包含有平滑变化的灰度的区域(平滑灰度区域)时，通过在轮廓线上线性地内插像素的灰度值可得到该区域中的假轮廓的轮廓线之间的像素的灰度值。因为在平滑灰度区域中实现了均匀灰度变化，该处理不会遇到第一处理的问题。

由此可见，从降低假轮廓的观点来看，用于对像素的特定信息进行检测并且根据该检测结果来执行线性内插的灰度扩展处理被认为是更好的。在日本专利申请未决公开NO.2000-304400(以下简称为专利文献3)、日本专利申请未决公开NO.2003-333348(以下简称为专利文献4)、以及日本专利申请未决公开NO.2004-54210(以下简称为专利文献5)中也公开了利用线性内插的处理。

根据专利文献3至5，与专利文献1和专利文献2不同，执行灰度扩展处理以便解决由于数字图像信号的位深度很小而生成的假轮廓的问题或者以便使显示设备的灰度能力最大化。然而，线性内插的处理与专利文献1和专利文献2相同。