[发明专利]图像处理器、显示设备、图像处理方法及程序

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像处理器、显示设备、图像处理方法、以及用于执行图像的灰度级扩展处理的程序。

背景技术

近年来，以平板显示器为代表的显示设备中已经有更高的分辨率和更多的灰度级，以便以更高的画面质量和更好的真实感将图像呈现给用户。另外，提供给显示设备的视频信号已经变成数字化的，通常对于R(红色)、G(绿色)、以及B(蓝色)颜色分量的中每一个，以每像素六位至每像素八位来分配数据。

当视频信号的位数与可以在显示设备上显示的位数相同时，输入信号随着被显示在显示设备上而得到基本地使用。但是，作为输入而接收到的视频信号的位数常常不同于可以在显示设备上显示的位数。当视频信号的位数大于可以在显示设备上显示的位数时，通过使用例如舍弃低阶位的方法、抖动方法、或FRC(帧速率控制)法来减少视频信号的位数。

另一方面，当视频信号的位数小于可以在显示设备上显示的位数时，可以通过添加低阶位(灰度级扩展处理)来增加视频信号的位数。当在显示设备本身中来执行根据显示设备特征的视频信号的数据处理时，也可以使用这种灰度级扩展处理。即使在视频信号的位数与可以在显示设备上显示的位数相同时，也执行灰度级扩展处理以增加计算精度。在这种情形中，在已执行灰度级扩展处理之后，用上述抖动方法或FRC来将视频信号转换到可以在显示设备上显示的位数。

除转换上述数字信号的位数或提高计算精度之外，还出于其它目的使用了灰度级扩展处理。例如，当数字信号的位数低时，在灰度级平滑地变化、诸如以渐变的方式变化的区域中，伪轮廓(虽然在平面内灰度级应该平滑地变化，但是并未观察到灰度级变化的部分以平滑的方式变化，而且还可分辨出轮廓)变得可见。灰度级扩展处理还用作用于防止此类伪轮廓的技术。

通常，灰度级扩展处理可以分成两种类型：(1)用于对所有视频信号执行相同处理的处理，以及(2)用于提取特定图像的视频信号并仅对必要的像素执行处理的处理。

作为对所有视频信号执行相同处理的方法，可以首先考虑其中添加抖动噪声或随机噪声的方法。虽然这种方法可以在一定程度上抑制伪轮廓，但它引起显著的增加噪声分量的问题。

在第二种方法中，作为低阶位来添加高阶位的值。例如，为了将六位输入信号“101101”转换成八位，将最高两位的值添加到两个较低阶位以转换成“10110110”。

作为第三种方法，将“0”或“1”简单地添加到较低阶位。

第二种和第三种方法简单，但因为没有减小灰度级变化的点处的灰度级差，所以这些方法不能抑制伪轮廓。

相反，作为(2)提取特定图形的视频信号并仅对必要像素执行处理的方法，日本专利特开No.S63-15576(下文中称为专利文献1)公开了对伪轮廓区域执行低通滤波器(LPF)处理的方法。在相关技术的这种技术中，自适应地判定其中由于数字图像信号的伽马修正的执行(图像处理过程)而出现伪轮廓的区域，以便抑制生成的伪轮廓，在这些区域中，作为输出来提供相邻像素的视频信号的整数值(与LPF处理的意义相同)。这种LPF处理减小由伪轮廓生成的灰度级差。但是，在这种方法中，当伪轮廓的生成的间距(即轮廓线的间距)大于滤波器尺寸时(相邻像素的整数范围)，在执行滤波器处理的地点和其中虽然抑制了伪轮廓但不执行滤波器处理的其它地点之间的渐变的区域中可以识别到差值，结果，该方法没有实现图像质量方面的明显改进。

作为响应，日本专利特开No.H04-165874(下文中称为专利文献2)中公开了一种方法作为第二种方法，其中，当为了抑制由伽马修正的执行(图像处理)而生成的伪轮廓而判定其中灰度级的变化是平滑的区域(渐变区)时，通过轮廓线上像素的灰度级值的线性插值来找到这些区域中伪轮廓的轮廓线之间的像素的灰度级值。这种方法实现了渐变区中均匀的灰度级变化并且因此而不出现第一种方法的问题。

如可以通过前述说明而理解的，作为灰度级扩展处理的方法，从抑制伪轮廓的观点出发，优选的是其中检测到像素的特定信息并然后依照检测的结果来执行线性插值的方法。例如日本专利特开No.2003-304400(下文中称为专利文献3)、日本专利特开No.2003-333348(下文中称为专利文献4)、以及日本专利特开No.2004-54210(下文中称为专利文献5)中也公开了使用这种线性插值的方法。

在专利文献3-5中，线性插值方法与专利文献1和专利文献2中的相同，但是与专利文献1和专利文献2相比，数字图像信号的位深度是浅的，结果，执行灰度级扩展处理以解决伪轮廓生成的问题或得到显示设备的最大灰度级性能。