显示设备、显示面板驱动器和显示面板的驱动方法
【专利说明】
[0001] 交叉引用 该申请要求2014年2月10日提交的日本专利申请号2014-023874的优先权，该日本 专利申请的公开内容通过引用并入本文中。
技术领域
[0002] 本申请涉及面板显示设备、显示面板驱动器和驱动显示面板的方法，更具体地涉 及用于面板显示设备中的图像数据的校正的装置和方法。
【背景技术】
[0003] 自动对比度优化（ACO)是用于改进诸如液晶显示设备之类的面板显示设备的显示 质量的广泛使用的技术之一。例如，在其中期望有效地降低背光的辉度的情形下，暗图像的 对比度增强在液晶显示设备的降低功耗的情况下抑制图像质量的劣化。在一种方案中，对 比度增强可以通过对图像数据(其指示每一个像素的每一个子像素的灰度等级）执行校正 计算来实现。例如，日本专利公报号4, 198, 720B公开了一种用于实现对比度增强的技术。
[0004] 自动对比度增强最典型地是通过分析整个图像的图像数据并且基于该分析而针 对图像中的所有像素执行共同的校正计算来实现的；然而，根据本发明人的研宄，此类自动 对比度增强可能导致以下问题：当执行强的对比度增强时，在图像的暗和/或亮区中可表 示灰度等级的数目减少。强的对比度增强在图像中的暗区中潜在地导致所谓的"阻塞阴影 (blocked up shadow)"（也就是说，其中原本要用灰度表示来显示的图像元素被非期望地 显示为具有基本上恒定的灰度等级的黑色区)，并且在图像中的亮区中还潜在地导致所谓 的"裁剪白色"。
[0005] 解决此类问题的一种已知方案是局部对比度校正。例如，日本专利申请公开号 2001-245154A公开了一种局部对比度校正。在该专利文档中所公开的技术中，维持原始图 像中的单独区之间的对比度方面的小差异，而限制单独区之间的对比度方面的最大差异。
[0006] 用于局部对比度校正的一种已知技术是响应于原始图像与通过对图像数据应用 低通滤波而获得的图像之间的差异来执行图像的相应位置的对比度校正。此类技术例如在 日本专利申请号2008-263475A、H07-170428A和2008-511048A中公开。然而，使用低通滤 波的技术导致增加的电路尺寸的问题，这是因为该技术要求用于存储由低通滤波所获得的 图像的存储器。
[0007] 用于局部对比度校正的另一已知技术是基于每一个区域的图像特性来执行在感 兴趣的图像中限定的每一个区域的对比度校正。此类技术例如在日本专利申请公开号 2001-113754A和2010-278937A中公开。在这些专利文档中所公开的技术中，适于每一个区 域的对比度校正通过基于每一个区域的图像特性来针对每一个区域的像素设定输入图像 数据与经校正的图像数据(通过对输入图像数据执行对比度校正而获得的图像数据）之间 的输入-输出关系而实现。
[0008] 基于每一个区域的图像特性来执行图像中所限定的每一个区域的对比度校正的 技术可能非期望地导致相邻区域之间的边界处的所显示图像中的不连续性。所显示图像中 的此类不连续性可能被非期望地观察为块状噪声。
[0009] 在日本专利申请公开号2010-278937A中公开的技术中，输入图像数据与经校正 的图像数据之间的输入-输出关系被连续地修改以解决所显示图像中的此类不连续性(参 照图1)。然而，该技术可能在显示包括图像边缘附近的恒定颜色区的图像(例如包括显示窗 口的图像）时非期望地导致晕圈效应。
[0010] 图1是图示晕圈效应的示例的概念图。图1图示在其中基于每一个区域的平均画 面等级（APL)来确定用于对比度校正的伽玛曲线的伽玛值的技术中的晕圈效应的出现的示 例。应指出的是，伽玛曲线是指定输入图像数据与经校正的图像数据之间的输入-输出关 系的曲线。
[0011] 例如，让我们考虑以下情形：提供了包括具有200的亮度值的恒定颜色的第一区 和具有20的亮度值的恒定颜色的第二区的图像的输入图像数据，并且在该图像中限定了 以两行和两列排列的区域，并且该区域的APL分别计算为155、110、110和20,这如图1中所 不O
[0012] 当关于具有APL 150的区域中的位置A确定伽玛值γΑ并且关于具有APL 100的 区域中的位置B确定伽玛值，利用其中输入图像数据与经校正的图像数据之间的输 入-输出关系被连续地修改的技术来将伽玛值确定成在位置A和B之间连续地修改；然而， 伽玛值的连续修改导致即使输入图像数据指示相应颜色的恒定的灰度等级，在经校正的图 像数据中所指示的相应颜色的最终获得的灰度等级也不同。这被非期望地观察为晕圈效 应。
[0013] 图2示意性地图示经历晕圈效应的图像。让我们考虑以下情形：当原始图像(在图 2 (a)中图示的）是其中具有恒定颜色的矩形窗口 102重叠在具有恒定颜色的背景101上 的图像。在该情形中，将期望的是，通过对比校正而获得的图像（图2 (b))也被显示为其中 具有恒定颜色的矩形窗口 102重叠在具有恒定颜色的背景101上的图像；然而，其中输入图 像数据与经校正的图像数据之间的输入-输出关系被连续地修改的技术的使用非期望地 导致观察到晕圈效应，其中分级出现在矩形窗口 102的边缘附近，这如图2 (c)中所示。
[0014] 如此所讨论的，存在针对提供一种基于在图像中限定的相应区域的图像特性来在 对比度校正中有效地降低区域的边缘处的显示区中的不连续性同时抑制晕圈效应的出现 的需要。
【发明内容】
[0015] 因此，本发明的目的是提供一种基于在图像中限定的相应区域的图像特性来在对 比度校正中有效地降低区域的边缘处的显示区中的不连续性同时抑制晕圈效应的出现的 技术。
[0016] 本发明的其它目的和新特征将根据说明书和附图中的公开内容来理解。
[0017] 在本发明的一方面中，显示设备包括：包括显示区的显示面板；以及响应于输入 图像数据而驱动显示区中的每一个像素的驱动器。在显示区中限定多个区域。驱动器被配 置成：通过对输入图像数据执行APL计算滤波过程来生成对应于APL计算亮度图像的APL 计算图像数据，以及根据所述APL计算图像数据针对每一个区域计算包括指示APL计算亮 度图像中的每一个区域的平均画面等级的第一 APL数据的区域表征数据。驱动器还被配 置成依赖于与每一个像素所位于的区域并与每一个像素所位于的区域相邻的区域相关联 的区域表征数据的第一 APL数据和每一个像素的位置来计算针对每一个像素的第二APL数 据，并且生成包括针对每一个像素的第二APL数据的像素特定表征数据。驱动器还被配置 成通过基于与每一个像素相关联的像素特定图像数据的第二APL数据来执行校正计算而 生成与每一个像素相关联的输出图像数据，并且响应于与每一个像素相关联的输出图像数 据而驱动每一个像素。用于显示区中的像素中的目标像素的APL计算滤波过程牵涉到响应 于目标像素的亮度值与对应于输入图像数据的亮度图像中的目标像素附近的像素的亮度 值的差异而将APL计算亮度图像中的目标像素的亮度值设定为特定APL计算可替换亮度 值。
[0018] 在优选实施例中，驱动器被配置成通过对输入图像数据执行均方计算滤波过程来 生成对应于均方计算亮度图像的均方计算图像数据。在该情形中，区域表征数据包括指示 均方计算亮度图像中的每一个区域中的像素的亮度值的平方的平均的均方数据，并且像素 特定表征数据包括依赖于与每一个像素所位于的区域相关联并与每一个像素所位于的区 域相邻的区域相关联的区域表征数据的均方数据和每一个像素的位置的方差数据。驱动器 被配置成基于与每一个像素相关联的像素特定表征数据的第二APL数据来确定针对每一 个像素的伽玛曲线的伽玛值，并且基于与每一个像素相关联的像素特定表征数据的方差数 据来执行用于修改针对每一个像素的伽玛曲线的形状的操作。用于目标像素的均方计算滤 波过程牵涉到响应于目标像素的亮度值与对应于输入图像数据的亮度图像中的目标像素 附近的像素的亮度值的差异而将均方计算亮度图像中的目标像素的亮度值设定为特定均 方计算可替换亮度值。
[0019] 在本发明的另一方面中，提供一种显示面板驱动器以用于响应于输入图像数据而 驱动显示面板的显示区中的每一个像素。在显示区中限定多个区域。驱动器包括：区域表 征数据计算部，其通过对输入图像数据执行APL计算滤波过程来生成对应于APL计算亮度 图像的APL计算图像数据，并且根据该APL计算图像数据针对每一个区域计算包括指示APL 计算亮度图像中的每一个区域的平均画面等级的第一 APL数据的区域表征数据；像素特定 表征数据计算部，其依赖于与每一个像素所位于的区域相关联并与每一个像素所位于的区 域相邻的区域相关联的区域表征数据的第一 APL数据和每一个像素的位置来计算针对每 一个像素的第二APL数据，以生成包括针对每一个像素的第二APL数据的像素特定表征数 据；校正电路系统，其通过基于与每一个像素相关联的像素特定图像数据的第二APL数据 来执行校正计算而生成与每一个像素相关联的输出图像数据；以及驱动电路系统，其响应 于与每一个像素相关联的输出图像数据而驱动每一个像素。用于显示区中的像素中的目标 像素的APL计算滤波过程牵涉到响应于目标像素的亮度值与对应于输入图像数据的亮度 图像中的目标像素附近的像素的亮度值的差异而将APL计算亮度图像中的目标像素的亮 度值设定为特定APL计算可替换亮度值。
[0020] 在优选实施例中，区域表征数据计算部通过对输入图像数据执行均方计算滤波过 程来生成对应于均方计算亮度图像的均方计算图像数据。区域表征数据包括指示均方计算 亮度图像中的每一个区域中的像素的亮度值的平方的平均的均方数据，并且像素特定表征 数据包括依赖于与每一个像素所位于的区域相关联并与每一个像素所位于的区域相邻的 区域相关联的区域表征数据的均方数据和每一个像素的位置的方差数据。校正电路系统基 于与每一个像素相关联的像素特定表征数据的第二APL数据来确定针对每一个像素的伽 玛曲线的伽玛值，并且基于与每一个像素相关联的像素特定表征数据的方差数据来执行用 于修改针对每一个像素的伽玛曲线的形状的操作。用于目标像素的均方计算滤波过程牵涉 到响应于目标像素的亮度值与对应于输入图像数据的亮度图像中的目标像素附近的像素 的亮度值的差异而将均方计算亮度图像中的目标像素的亮度值设定为特定均方计算可替 换亮度值。
[0021] 在本发明的另一方面中，提供一种显示面板驱动方法以用于响应于输入图像数据 而驱动显示面板的显示区中的每一个像素。该方法包括：通过对输入图像数据执行APL计 算滤波过程来生成对应于APL计算亮度图像的APL计算图像数据；根据该APL计算图像数 据针对每一个区域计算包括指示APL计算亮度图像中的每一个区域的平均画面等级的第 一 APL数据的区域表征数据；依赖于与每一个像素所位于的区域相关联并与每一个像素所 位于的区域相邻的区域相关联的区域表征数据的第一 APL数据和每一个像素的位置来计 算针对每一个像素的第二APL数据，以生成包括针对每一个像素的第二APL数据的像素特 定表征数据；通过基于与每一个像素相关联的像素特定图像数据的第二APL数据来执行校 正计算而生成与每一个像素相关联的输出图像数据；以及响应于与每一个像素相关联的输 出图像数据来驱动每一个像素。用于显示区中的像素中的目标像素的APL计算滤波过程牵 涉到响应于目标像素的亮度值与对应于输入图像数据的亮度图像中的目标像素附近的像 素的亮度值的差异而将APL计算亮度图像中的目标像素的亮度值设定为特定APL计算可替 换亮度值。
[0022] 在一个优选实施例中，驱动方法还包括：通过对输入图像数据执行均方计算滤波 过程来生成对应于均方计算亮度图像的均方计算图像数据。在该情形中，区域表征数据包 括指示均方计算亮度图像中的每一个区域中的像素的亮度值的平方的平均的均方数据，并 且像素特定表征数据包括依赖于与每一个像素所位于的区域相关联并与每一个像素所位 于的区域相邻的区域相关联的区域表征数据的均方数据和每一个像素的位置的方差数据。 在生成输出图像数据的步骤中，基于与每一个像素相关联的像素特定表征数据的第二APL 数据来确定针对每一个像素的伽玛曲线的伽玛值，并且基于与每一个像素相关联的像素特 定表征数据的方差数据来修改针对每一个像素的伽玛曲线的形状。用于目标像素的均方计 算滤波过程牵涉到响应于目标像素的亮度值与对应于输入图像数据的亮度图像中的目标 像素附近的像素的亮度值的差异而将均方计算亮度图像中的目标像素的亮度值设定为特 定均方计算可替换亮度值。
[0023] 本发明基于在图像中限定的相应区域的图像特性来在对比度校正中有效地减小 区域的边缘处的显示区中的不连续性，同时抑制晕圈效应的出现。
【附图说明】
[0024] 本发明的以上和其它优点和特征将根据以下结合附图进行的描述变得更明显，在 附图中： 图1是图示了其中基于每一个区域的平均画面等级（APL)来确定用于对比度校正的伽 玛曲线的伽玛值的技术中的晕圈效应的生成的示例的示图； 图2A到2C示意性地图示了晕圈效应的生成的示例； 图3是图示了本发明的一个实施例中的面板显示设备的示例性配置的框图； 图