DE60033779T2

DE60033779T2 - Bildanzeigegerät und verfahren und bildentwicklungsvorrichtung und verfahren

Info

Publication number: DE60033779T2
Application number: DE60033779T
Authority: DE
Inventors: Kesatoshi Suwa-shi Takeuchi
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-06-07
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2020-06-03
Also published as: EP1117088A4; US8537085B2; CN1153186C; US7570237B2; DE60033779D1; KR100370885B1; JP3649043B2; KR20010071554A; EP1117088B1; TW468335B; US20010017619A1; EP1117088A1; JP2000347642A; WO2000075916A1; US20090256969A1; CN1313982A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technik zum Einstellen einer Qualität eines angezeigten Bilds.
Eine Schärfeeinstellung ist ein wohlbekanntes Verfahren einer Bildverarbeitung. In einigen Bildanzeigevorrichtungen, wie bspw. Projektoren, kann die Schärfeeinstellung durch Nutzer eingestellt bzw. eingerichtet werden. Wenn die Schärfeeinstellung durchgeführt wird, kann eine Bildqualität durch Erhöhen der Schärfe des diffusen Bilds verbessert werden, oder durch Entfernen von hochfrequentem Rauschen bei mehr oder weniger Verzicht auf Schärfe (Konturenschärfe).
Verschiedenen Filter mit unterschiedlichen Frequenzeigenschaften werden bei der Schärfeeinstellung verwendet, wie bspw. Glättungsfilter, Differentialfilter. Bspw. wird das Glättungsfilter verwendet, um hochfrequentes Rauschen zu entfernen, das in einem Bild enthalten ist, und das Differentialfilter wird verwendet, um Kanten des Bilds durch Verstärken hochfrequenter Komponenten zu unterstreichen.
Bei einer typischen Schärfeeinstellung wird jedoch nicht nur die Schärfe des Bilds eingestellt, sondern der Kontrast und die Helligkeit des Bilds werden ebenfalls beeinflusst. Folglich tritt ein Problem auf, dass wenn der Sollwert bzw. gesetzte Wert der Schärfeeinstellung durch den Nutzer geändert wird, der Kontrast und die Helligkeit des Bilds eben falls geändert werden. Dieses Problem ist nicht auf den Fall des Durchführens einer Schärfeeinstellung beschränkt, sondern ist ein allgemeines Problem, das bei Einstellungen von verschiedenen Bildqualitäten, die sich von Kontrast und Helligkeit unterscheiden, gefunden wird.
Bspw. beschreibt die Druckschrift US 5.003.394 ein dynamisches Videosystem, das ein Aufhellen weißer Flecken (white spot blooming) ohne ungünstiges Beeinflussen der Schärfe und Helligkeit des wiedergegebenen Bilds durch Verwenden eines automatischen Kontraststeuerverarbeitungsabschnitts und eines "white stretch" Verarbeitungsabschnitt minimiert.
Die vorliegende Erfindung wurde durchgeführt, um das vorstehend genannte Problem des Stands der Technik zu lösen und ein Ziel davon besteht darin, eine neue Technik bereitzustellen, die den Einfluss reduziert, den eine Bildqualitäteinstellung auf Kontrast oder Helligkeit des Bilds ausübt.
Um zumindest einen Teil des vorstehend genannten Ziels zu lösen, führt die vorliegende Erfindung eine Einstellung einer spezifischen Bildqualität, die sich von Kontrast und Helligkeit unterscheidet, gemäß einem gesetzten Wert durch, der durch den Nutzer eingestellt wird. Zur selben Zeit kompensiert die vorliegende Erfindung ebenfalls einen Kontrast des Bilds. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Bildbearbeitungseinrichtung nach Anspruch 1 bereitgestellt, während gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 6 bereitgestellt ist.
Vorzugsweise wird eine Kontrastkompensation durchgeführt, so dass die Helligkeit im wesentlichen unverändert bei einer Mitte eines spezifischen Farbbereichs bleibt, der grö ßer als eine vorbestimmte Größe ist, unabhängig von dem gesetzten Wert der Bildqualitäteinstellung. Die "Kontrastkompensation" ist hierin synonym zu "Kontrasteinstellung".
Durch Durchführen einer solchen Kontrastkompensation wird die Helligkeit bei der Mitte des spezifischen Farbbereichs im wesentlichen unverändert gehalten, unabhängig von dem gesetzten Wert bzw. Sollwert der Bildqualitäteinstellung und daher wird der Einfluss der Bildqualitäteinstellung auf Kontrast und Helligkeit des Bilds auf ein niedriges Niveau gedrückt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Helligkeit des Bereichs, der kleiner als die vorbestimmte Größe ist oder der nicht von der spezifischen Farbe ist, zusammen mit der Änderung des gesetzten Werts der Bildqualitäteinstellung variieren. Dies ist ebenso mit peripheren bzw. Umfangsteilen des spezifischen Farbbereichs, der größer als die vorbestimmte Größe ist. Jedoch wird bei der Mitte des ausreichend großen spezifischen Farbbereichs, der größer als die vorbestimmte Größe ist, die Helligkeit darin im wesentlichen unverändert gehalten, selbst wenn der gesetzte Wert der Bildqualitäteinstellung geändert wird. Ob ein Bereich der spezifischen Farbe innerhalb eines Bilds "einem spezifischen Farbbereich größer als eine vorbestimmte Größe" entspricht oder nicht, kann durch Untersuchen bestimmt werden, ob die Helligkeit bei ihrer Mitte im wesentlichen unverändert gehalten wird oder nicht, wenn der gesetzte Wert der Bildqualitäteinstellung geändert wird.
Die spezifische Bildqualitäteinstellung ist eine Schärfeeinstellung. Bei der Schärfeeinstellung neigt der Kontrast und die Helligkeit des Bilds dazu, sich leicht zu ändern, so dass die vorstehend genannte Kontrastkompensation ausge zeichnete Wirkungen erzielen wird. Es wird jedoch erwogen, bei Anordnungen, die nicht in den Bereich der Ansprüche fallen, dass die spezifische Bildqualitäteinstellung irgendeine Bildeinstellung ist, die sich von Kontrast und Helligkeit unterscheidet.
Die spezifische Farbe ist bspw. weiß. Da die weiße Farbe die größte darstellbare Helligkeit hat, ist es somit möglich, Änderungen in Kontrast und Helligkeit in anderen Bereichen mit verschiedenen Farben zu unterdrücken, indem die Kontrastkompensation durchgeführt wird, so dass die Helligkeit bei den Mitten der weißen Bereiche im wesentlichen unverändert gehalten wird.
Die Bildqualitäteinstellung wird durch Auswählen eines einer Mehrzahl von Filtern mit verschiedenen Frequenzeigenschaften durchgeführt, gemäß dem gesetzten Wert einer Bildqualitäteinstellung, und dann durch Durchführen eines Filterprozesses des Bilds unter Verwendung des ausgewählten Filters. Zusätzlich wird die Kontrastkompensation bei dem Bild durchgeführt, das der Filterverarbeitung unterzogen wurde, mit einem Kontrastkompensationswert, der mit dem ausgewählten Filter vorab in Beziehung steht.
Auf diese Weise kann die Kontrastkompensation leicht durchgeführt werden, so dass die Helligkeit in dem spezifischen Farbbereich innerhalb des Bilds vorzugsweise im wesentlichen unverändert gehalten wird.
Es ist bevorzugt, dass die Kontrasteinstellung des Bilds unabhängig von der Kontrastkompensation durchgeführt wird.
Auf diese Weise ist es möglich, eine Kontrasteinstellung und spezifische Einstellung der Bildqualität, die sich von Kontrast und Helligkeit unterscheidet, unabhängig durchzuführen, wodurch die Bildqualität des Bilds verbessert wird.
Die vorliegende Erfindung kann auf verschiedene Weisen durchgeführt werden einschließlich: eines Verfahrens und einer Vorrichtung für eine Bildverarbeitung, eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Anzeigen eines Bilds, eines Computerprogramms zum Implementieren von Funktionen der Verfahren und der Vorrichtung, eines Aufzeichnungsmediums, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist, eines Datensignals, das in einer Trägerwelle einschließlich des Computerprogramms verkörpert ist.
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun lediglich beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
1 zeigt ein Blockdiagramm, das den allgemeinen Aufbau einer Bildanzeigevorrichtung als eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 zeigt ein Blockdiagramm, das den inneren Aufbau eines Videoprozessors 26 darstellt.
3 zeigt ein Blockdiagramm, das den inneren Aufbau eines Bildfilterschaltkreises 66 darstellt.
4 zeigt die Eingabe-Ausgabeeigenschaften des Kontrastkompensationsschaltkreises 68.
5(a) bis 5(d) zeigen das Verhältnis zwischen Filterverarbeitung und Kontrastkompensation.
6 zeigt ein Testmuster, das verwendet wird, wenn ein Kontrastkompensationswert bestimmt wird.
7 zeigt das Verhältnis zwischen jedem Satz von Filterkoeffizienten, die in dem RAM 74 (2) gespeichert sind, und einem Kontrastkompensationswert.
8 zeigt ein Beispiel eines Einrichtungsmenüs bzw. Setup-Menüs zum Einstellen von Werten, die von einem Nutzer verwendet werden, um Anzeigezustände bzw. -bedingungen einzustellen.
A. Allgemeiner Aufbau der Vorrichtung:
1 zeigt ein Blockdiagramm, das den allgemeinen Aufbau einer Bildanzeigevorrichtung bzw. -einrichtung als eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Bildanzeigevorrichtung ist ein Computersystem mit: einem analogen Bildeingabeanschluss 10, einem digitalen Bildeingabeanschluss 12, einem A-D Wandler 20, einem Videodecoder (ein synchronisierender Trennschaltkreis) 22, einem Bildspeicher 24, einem Videoprozessor 26, einem Treiberschaltkreis 30 für eine Flüssigkristallanzeige bzw. für einen Flüssigkristallbildschirm 32 und einem Fernsteuerkontrollschaltkreis 34. Der Bildspeicher 24 und der Videoprozessor 26 sind integriert, so dass diese ein integrierter Schaltkreis 60 sind, der für eine Bildverarbeitung bestimmt ist.
Die Bildanzeigevorrichtung ist ein Projektor oder eine sogenannte Projektionsanzeigevorrichtung mit: einer Beleuchtungseinrichtung 50 zum Beleuchten der Flüssigkristallanzeige 32 und einem optischen Projektionssystem 52, das Bildlicht, das von der Flüssigkristallanzeige 32 emittiert wird, auf einen Bildschirm projiziert. Die Flüssigkristallanzeige 32 wird als ein Lichtventil (ein Lichtmodulator) verwendet, das Licht moduliert, das von dem Beleuchtungssy stem 50 emittiert wird. In dieser Projektionsanzeigevorrichtung entsprechend die Flüssigkristallanzeige 32, das Beleuchtungssystem 50 und das optische Projektionssystem 52 einem "Bildanzeigeabschnitt" der vorliegenden Erfindung.
Obwohl dies nicht dargestellt ist, hat die Bildanzeigevorrichtung drei Flüssigkristallanzeigen 32 entsprechend den drei Farben R, G und B. Zusätzlich hat jeder Schaltkreis, der nachstehend beschrieben wird, eine Funktion, um die drei Komponenten der Bildsignale entsprechend den drei Farben zu verarbeiten. Das Beleuchtungssystem 50 hat ein optisches Farblichttrennsystem, das weißes Licht in Licht von drei Farben trennt. Zusätzlich hat das optische Projektionssystem 52 ein optisches Synthesesystem, das Bildlicht der drei Farben synthetisiert bzw. zusammenfasst, um Bildlicht zu erzeugen, das ein Farbbild repräsentiert. Der Aufbau des optischen Systems einer solchen Projektionsanzeigevorrichtung ist ausführlich in der Druckschrift JPA Hei 8-352003 beschrieben, die durch die Anmelder der vorliegenden Erfindung offenbart ist, und weitere Beschreibungen davon werden hierin weggelassen.
Ein eingegebenes Bildsignal wird von einem analogen Bildsignal AV ausgewählt, das in einen analogen Bildeingabeanschluss 10 eingegeben wird, und einem digitalen Bildsignal DV, das in einen digitalen Bildeingabeanschluss 12 eingegeben wird. Das analoge Bildsignal AV wird durch den A-D Wandler 20 in digitale Bildsignale gewandelt, die Bildsignalkomponenten der drei Farben umfassen.
Bildsignale, die in den Videoprozessor 26 eingegeben werden, werden temporär in den Bildspeicher 24 geschrieben und dann aus dem Bildspeicher 24 ausgelesen, um den Flüssigkristallanzeige-Treiberschaltkreis 30 zugeführt zu werden. Der Videoprozessor 26 führt verschiedene Arten einer Bildverar beitung bei den eingegebenen Bildsignalen während des Schreibens und Lesens durch. Der Treiberschaltkreis 30 für die Flüssigkristallanzeige erzeugt ein Treibersignal zum Antreiben der Flüssigkristallanzeige 32 in Reaktion auf gegebene Bildsignale. Die Flüssigkristallanzeige 32 moduliert Beleuchtungslicht in Reaktion auf das Treibersignal.
Ein Nutzer kann mit der Fernsteuerung 40 gesetzte Werte für verschiedene Einstellungen eingeben, die die Bildanzeige betreffen, wie bspw. Schärfeeinstellung, Kontrasteinstellung und Helligkeiteinstellung, was nachstehend beschrieben wird. Zusätzlich ist, obwohl dies nicht gezeigt ist, die Bildanzeigevorrichtung selbst mit Tasten oder Knöpfen zum Eingeben verschiedener gesetzter Werte für eine Bildanzeige ausgestattet.
B. Innerer Aufbau des Videoprozessors 26
2 zeigt ein Blockdiagramm, das den inneren Aufbau des Videoprozessors 26 darstellt. Der Videoprozessor 26 umfasst: eine Bildspeichersteuerung 62, einen Vergrößerungs-/Verringerungsverarbeitungsschaltkreis 64, einen Bildfilterschaltkreis 66, einen Kontrastkompensationsschaltkreis 68, einen Kontrast-/Helligkeitseinstellschaltkreis 70, eine CPU 72 und ein RAM 74.
Die Bildspeichersteuerung 62 steuert das Schreiben eines digitalen Bildsignals DV0, das von dem A-D Wandler 20 oder dem Videodecoder 22, der in 1 gezeigt ist, in den Bildspeicher 24 geliefert wird, und das Lesen des digitalen Bildsignals von dem Bildspeicher 24. Der Vergrößerungs-/Verringerungsverarbeitungsschaltkreis 64 hat eine Funktion, eine Vergrößerung oder Verringerung des Bilds gemäß der Einstellung durch den Nutzer vorzunehmen, sowie eine Inter polation durchzuführen, wenn dies erforderlich ist, während die Vergrößerung oder die Verringerung durchgeführt wird.
Der Bildfilterschaltkreis 66 ist ein digitales Filter zum Durchführen einer Schärfe-(Konturenschärfe) Einstellung des Bilds gemäß der Einstellung durch den Nutzer. Der Kontrastkompensationsschaltkreis 68 ist ein Schaltkreis zum Kompensieren des Kontrasts des digitalen Bildsignals, das einer Filterverarbeitung unterzogen wurde. Der Ausdruck "Kontrastkompensation", wie er hier in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist synonym zu dem Ausdruck "Kontrasteinstellung". Die Details der Prozesse in dem Bildfilterschaltkreis 66 und dem Kontrastkompensationsschaltkreis 68 werden nachstehend beschrieben. Filterkoeffizienten, die in dem Bildfilterschaltkreis 66 verwendet werden, und Kompensationswerte, die in dem Kontrastkompensationsschaltkreis 68 verwendet werden, sind miteinander verbunden und in dem RAM 74 gespeichert.
Der Kontrast-/Helligkeitseinstellschaltkreis 70 ist ein Schaltkreis zum Einstellen eines Kontrasts und einer Helligkeit des Bilds gemäß der Einstellung durch den Nutzer. Die Einstellung des Kontrasts in dem Kontrast-/Helligkeitseinstellschaltkreis 70 wird unabhängig von der Kontrasteinstellung durchgeführt, die in dem Kontrastkompensationsschaltkreis 68 durchgeführt wird.
3 zeigt ein Blockdiagramm, das den inneren Aufbau des Bildfilterschaltkreises 66 darstellt. Der Bildfilterschaltkreis 66 ist ein zweidimensionales Filter, das durch ein horizontales Filter 80 und ein vertikales Filter 90 gebildet ist, die in Reihe verbunden sind. Das horizontale Filter 80 ist ein Drei-tap-FIR-Filter (ein finites Impuls-Antwortfilter), das durch zwei horizontale Verzögerungsschaltkreise 81, 82, drei Multiplizierer 83–85 und einen Addierer 86 gebildet ist. Das vertikale Filter 90 hat ebenfalls einen Aufbau, der dem horizontalen Filter 80 ähnelt. Die Verzögerung Du des horizontalen Verzögerungsschaltkreises 81, 82 in dem horizontalen Filter 80 entspricht jedoch einem Bildpunkt, während die Verzögerung Dv der beiden vertikalen Verzögerungsschaltkreise 91, 92 in dem vertikalen Filter 90 einer Abtastlinie bzw. -zeile entspricht.
Werte ku1–ku3 und kv1–kv3, die in den Multiplizierern 83–85 bzw. 93–95 multipliziert werden, bilden ein Satz von Filterkoeffizienten. In dem RAM 74, das in 2 gezeigt ist, werden mehrere Sätze von Filterkoeffizienten gespeichert, um eine Mehrzahl von Filtern mit verschiedenen Frequenzeigenschaften zu realisieren.
Es ist möglich, verschiedene Bildfilter mit verschiedenen Frequenzeigenschaften zu realisieren, indem die Filterkoeffizienten ku1–ku3 und kv1–kv3 geändert werden. Bspw. kann ein Tiefpassfilter (Glättungsfilter) durch die folgenden Filterkoeffizienten realisiert werden. ku1 = ku3 = kv1 = kv3 = ¼,und ku2 = kv2 = ½
Ein Hochpassfilter kann durch die folgenden Filterkoeffizienten realisiert werden. ku1 = ku3 = kv1 = kv3 = –¼, ku2 = kv2 = ½
In dem in 3 gezeigten Beispiel ist jedes der horizontalen Filter 80 und der vertikalen Filter 90 durch ein Drei-tap-FIR-Filter gebildet. Für praktische Anwendung ist es jedoch bevorzugt, bspw. ein FIR-Filter mit 16 bis 512 Abgriffen bzw. taps zu verwenden. Durch Verwenden eines Filters mit einer großen Anzahl von Abgriffen ist es möglich, verschiedene Filtereigenschaften zu realisieren, die für die Schärfeeinstellung des Bilds geeignet sind. Wenn ein Filter mit einer großen Anzahl von Abgriffen verwendet wird, können verschiedene Bildverbesserungswirkungen einschließlich Schärfe erreicht werden, indem Filterkoeffizienten und Fensterfunktionen auf eine geeignete Weise eingestellt werden. Die Anzahl an Abgriffen in dem horizontalen Filter 80 und in dem vertikalen Filter 90 können voneinander verschieden sein. Es ist ebenfalls möglich, Filter zu verwenden, die sich von FIR-Filtern unterscheiden, als Bildfilter.
Ein digitales Bildsignal DV2, das einer Filterverarbeitung unterzogen wurde, wird dann im Gegensatz durch den Kontrastkompensationsschaltkreis 68 eingestellt. 4 zeigt Eingabe-/Ausgabeeigenschaften (Kontrastkompensationseigenschaften) des Kontrastkompensationsschaltkreises 68. In 4 sind zwei Kontrastkompensationseigenschaften C1, C2 mit verschiedenen Gradienten mit einer durchgezogenen Linie bzw. einer gestrichelten Linie angezeigt. Wie anhand der Darstellung zu verstehen ist, sind die Kontrastkompensationseigenschaften typischerweise geeignet, den Kontrast des Bilds zu erhöhen. Der Grund besteht darin, wie in dem Folgenden beschrieben wird, dass das Hauptziel des Kontrastkompensationsschaltkreises 68 darin besteht, den Kontrast des Bilds, der während der Filterverarbeitung verringert wurde, wieder herzustellen (d.h. zu kompensieren).
Es ist möglich, eine Mehrzahl von Kontrastkompensationseigenschaften für den Kontrastkompensationsschaltkreis 68 einzurichten. Die Mehrzahl an Kontrastkompensationseigenschaften ist durch Kontrastkompensationswerte angezeigt. Der Ausdruck "Kontrastkompensationswert" in dieser Beschreibung ist ein Wert, der eine der Mehrzahl von Kontrastkompensationseigenschaften, die verfügbar sind, anzeigt.
5(a)–5(d) zeigen das Verhältnis zwischen der Filterverarbeitung und der Kontrastkompensation. 5(a) zeigt eine Signalwellenform eines digitalen Bildsignals DV, das in die Bildanzeigevorrichtung eingegeben wird. Bei dem Bild, das durch dieses Bildsignal DV repräsentiert ist, wird angenommen, einen Gleich- bzw. DC-Komponentenbereich (einen Bereich mit näherungsweise konstanter Helligkeit) und Wechsel- bzw. AC-Komponentenbereiche (Bereiche mit abrupt ändernder Helligkeit) zu haben. Es wird ebenfalls angenommen, dass die größte und die geringste Helligkeit 100% bzw. 0% in sowohl dem Gleichkomponentenbereich als auch den AC-Komponentenbereichen sind. Um dies exakter auszudrücken, ist die Wellenform, wie sie bspw. in 5(a) gezeigt ist, die eine, die bei einem Ausgabeanschluss einer Bildsignalliefervorrichtung gebildet wird, wie bspw. ein Personal Computer, der Bildsignale zu der Bildanzeigevorrichtung liefert.
Das Bildsignal DV schwächt sich beim Durchlaufen durch verschiedene Verdrahtungen und Schaltkreise ab. Wenn das Bildsignal DV in den Bildfilterschaltkreis 66 eingegeben wird, werden die AC-Komponentenbereiche hauptsächlich gedämpft bzw. abgeschwächt, wie in 5(b) gezeigt ist. Angenommen, das Bildsignal DV1, das in 5(b) gezeigt ist, wird direkt zum Anzeigen des Bilds verwendet, dann wird ein Bild mit einer niedrigen Schärfe (Konturenschärfe) überwacht, für die AC-Komponenten (insbesondere die Komponenten mit hoher Frequenz) des Bildsignals, das abgedämpft wurde. Daher kann der Nutzer die Schärfe einstellen, indem der Bildfilterschaltkreis 66 verwendet wird, so dass die Schär fe in dem DC-Komponentenbereich und den AC-Komponentenbereichen näherungsweise bei einem identischen Niveau ist, wie in 5(c) gezeigt ist. Die Filterverarbeitung ändert jedoch nicht nur die Schärfe des Bilds, sondern beeinflusst ebenfalls den Kontrast und die Helligkeit des Bilds. Deutlich gesagt, es werden der Kontrast und die Helligkeit des Bilds als ein Ergebnis der Filterverarbeitung verringert, wie in 5(c) gezeigt ist. Es ist somit möglich, den Kontrast einzustellen, indem der Kontrastkompensationsschaltkreis 68 verwendet wird, so dass der Kontrast und die Helligkeit nach der Filterverarbeitung auf näherungsweise dasselbe Niveau wie bei dem ursprünglichen digitalen Bildsignal DV wiederhergestellt werden kann. Als ein Ergebnis dieses Prozesses werden räumliche Frequenzbänder durch die Hochpassfilter angehoben.
6 zeigt ein Testmuster, das beim Bestimmen eines Kontrastkompensationswerts verwendet wird. Das Testmuster enthält einen weißen Bereich und einen schwarzen Bereich. Der weiße Bereich hat die höchste Helligkeit, wo alle Signalwerte für die drei Farben RGB der Bildsignale DV den größten Wert "FF (in einer hexadezimalen Notation)" in ihrem dynamischen Bereich haben. Der schwarze Bereich hat die geringste Helligkeit, wo alle Signalwerte für die drei Farben RGB des Bildsignals DV den kleinsten Wert "00" in ihrem dynamischen Bereich haben. Das in 6 gezeigte Testmuster umfasst ebenfalls Bereiche mit Halbtönen zusätzlich zu dem weißen Bereich und dem schwarzen Bereich, aber die Halbtonbereiche können weggelassen werden.
Beim Bestimmen eines Kontrastkompensationswerts wird ein Testmuster, wie dies bspw. in 6 gezeigt ist, auf einem Bildschirm SC (1) angezeigt, dann wird ein Beleuchtungsmessgerät näherungsweise bei der Mitte eines weißen Bereichs in dem Testmuster plaziert, um die Beleuch tungsstärke zu messen. Die Beleuchtungsstärke des weißen Bereichs auf dem Bildschirm SC wird als ein Indexwert verwendet, der die Helligkeit des hellsten Bereichs auf der Flüssigkristallanzeige 32 anzeigt. Als nächstes wird der Satz von Filterkoeffizienten, die in dem Bildfilterschaltkreis 66 verwendet werden, geändert, während ein Kontrastkompensationswert für jeden Satz von Filterkoeffizienten bestimmt wird, so dass die gemessene Beleuchtungsstärke bei der Mitte des weißen Bereichs im wesentlichen unverändert bleibt. Auf diese Weise kann, selbst wenn der Schärfeeinstellwert durch den Nutzer verändert wird und die Filterkoeffizienten entsprechend variiert werden, die Helligkeit bei der Mitte des weißen Bereichs in dem angezeigten Bild noch im wesentlichen unverändert bleiben. Der Ausdruck "im wesentlichen unverändert bleiben" bedeutet, dass der Wert innerhalb eines Bereich von etwa ±5% unverändert bleibt. Es ist jedoch bevorzugt, die Helligkeit bei der Mitte des weißen Bereichs innerhalb eines Bereichs von etwa ±3% zu halten.
Es ist möglich, den Kontrastkompensationswert zu bestimmen, so dass die Helligkeit bei der Mitte des schwarzen Bereichs im wesentlichen unverändert bleibt. In dem schwarzen Bereich ist es jedoch schwierig, geringe Unterschiede in der Helligkeit mit dem bloßen Auge zu unterscheiden. Daher wird die Bestimmung des Kontrastkompensationswerts durchgeführt, dass zumindest die Helligkeit bei der Mitte des weißen Bereichs im wesentlichen unverändert bleibt.
Es ist jedoch auch möglich, eine Kontrastkompensation durchzuführen, so dass der Kontrast (ein Verhältnis von größter Helligkeit zu geringster Helligkeit) selbst im wesentlichen unverändert gehalten wird anstelle eines Haltens der Helligkeit des weißen Bereichs. Es ist am bevorzugtesten, die Kontrastkompensation durchzuführen, so dass so wohl die Helligkeit des weißen Bereichs als auch der Kontrast (ein Verhältnis von höchster Helligkeit zu geringster Helligkeit) im wesentlichen unverändert bleiben.
Andererseits können in Regionen mit weißer Farbe aber von im wesentlichen kleiner Größe die Helligkeit bei der Mitte nicht im wesentlichen unverändert bleiben trotz der Kontrastkompensation. Der Grund hierfür ist, dass in Bereichen, die kleiner als die wesentliche Filtergröße des Bildfilters als ein räumlicher Filter sind, die Helligkeit darin wesentlich durch die Helligkeit in benachbarten Bereichen beeinflusst ist, so dass Helligkeitswerte nach der Kontrastkompensation in Reaktion auf die Helligkeit von benachbarten Bereichen variieren würden. Der Ausdruck "wesentliche Filtergröße", wie er hierin verwendet wird, bedeutet eine Größe eines Filters, das durch Bildpunkte mit Nicht-Null-Filter-Koeffizienten gebildet ist. Die weißen Bereiche, in denen die Helligkeit im wesentlichen nach der Kontrastkompensation unverändert gehalten bleibt, sind Bereiche, die größer als die Filtergröße des Bildfilters sind. Das Bildfilter, das in 3 dargestellt ist, ist bspw. ein räumliches Filter mit 3 × 3 Bildpunkten. Wenn dieses Bildfilter verwendet wird, wird die Kontrastkompensation im wesentlichen die Helligkeit in den Bereichen halten, die größer als 3 × 3 Bildpunkte sind. In dem Fall des Verwendens eines FIR-Filters mit etwa acht Abgriffen als ein horizontales oder ein vertikales Filter, wird die Helligkeit bei der Mitte der weißen Bereiche, die größer als 80 × 80 Bildpunkte sind, im wesentlichen unverändert gehalten werden.
Wie anhand der vorstehenden Beschreibung zu verstehen ist, gibt es bei Randbereichen jedes weißen Bereichs einer ausreichenden Größe eine gewisse Wahrscheinlichkeit, dass die Helligkeit darin nicht unverändert gehalten wird, selbst durch die Kontrastkompensation. Weiterhin kann die Helligkeit von nicht-weißen Bereichen einer ausreichenden Größe nicht unverändert gehalten werden. Praktisch gesprochen wird die Helligkeit jedoch oft unverändert gehalten, selbst bei der Mitte von nicht-weißen Bereichen.
Aus demselben Grund, wie dieser zuvor genannt ist, ist es ebenfalls bevorzugt, die Größen des weißen Bereichs und des schwarzen Bereichs der Testmuster größer als die wesentliche Filtergröße zu setzen, was die Größe des Bildfilters ist, der als ein räumliches Filter aufgebaut ist.
7 zeigt das Verhältnis zwischen mehreren Sätzen von Filterkoeffizienten, die in dem Rahmen 74 (2) abgelegt sind, und Kontrastkompensationswerte. Schärfeeinstellwerte werden durch einen Nutzer mit der Fernsteuerung 40 eingestellt. In dem in 7 gezeigten Beispiel wird angenommen, dass der Nutzer den Schärfeeinstellwert bei einem von 7 Niveaus, die von –3 bis +3 reichen, einstellen kann. Wenn der Schärfeeinstellwert bspw. –3 ist, arbeitet der Bildfilterschaltkreis 66 als ein Glättungsfilter, das eine Schärfe von Bildern verringert. Andererseits, wenn der Schärfeeinstellwert +3 ist, arbeitet der Bildfilterschaltkreis 66 als ein Schärfegewichtungsfilter, das die Schärfe von Bildern verstärkt. Die sieben Niveaus bzw. Pegel des Schärfeeinstellwerts betreffen sieben Kontrastkompensationswerte CP0–CP6 bzw. sieben Filterkoeffizientenzeiger FP0–FP6, die die Adressen von sieben Sätzen von Filterkoeffizienten anzeigen.
8 zeigt ein Beispiel eines Einrichtungs- bzw. Setup-Menüs für Einstellwerte, das von einem Nutzer verwendet wird, um Anzeigezustände einzustellen. In diesem Beispiel kann ein Nutzer die Fernsteuerung 40 bedienen, um das Setup-Menü für Einstellwerte, wie diese bspw. in 8 ge zeigt sind, anzuzeigen, um die Helligkeit, den Kontrast und die Schärfe des Bilds unabhängig einzustellen.
Wenn ein Schärfeeinstellwert durch einen Nutzer ausgewählt wird, dann wird ein Satz von Filterkoeffizienten (7) durch einen Filterkoeffizientenzeiger ausgewählt entsprechend dem Einstellwert, und der ausgewählte Satz von Filterkoeffizienten wird in dem Bildfilterschaltkreis 66 gesetzt. Zum selben Zeitpunkt wird der Kontrastkompensationswert, der dem Schärfeeinstellwert entspricht, in dem Kontrastkompensationsschaltkreis 68 eingestellt. Folglich werden die Filterverarbeitung und die Kontrastkompensation des Bilds durchgeführt, wobei der Satz von Filterkoeffizienten und der Kontrastkompensationswert verwendet werden, die vorab einander zugeordnet sind.
Wie unter Bezugnahme in 6 beschrieben ist, wird der Kontrastkompensationswert so bestimmt, dass die Helligkeit von weißen Bereichen innerhalb eines Bilds im wesentlichen unverändert gehalten wird, unabhängig von den verwendeten Filterkoeffizienten. Daher erscheint es, selbst wenn der Schärfeeinstellwert durch einen Nutzer geändert wird, dass der Kontrast und die Helligkeit des gesamten Bilds nicht sehr verändert werden, während lediglich die Schärfe verändert wird. Es ist somit möglich, ein Bild hoher Qualität mit geeigneter Schärfe anzuzeigen, ohne den Kontrast und die Helligkeit des Bilds sehr zu beeinflussen.
Einige Anzeigebilder umfassen keine weißen Bereiche mit ausreichend großen Flächen. In solchen Fällen wird die Helligkeit des hellsten Bereichs in dem Anzeigebild unverändert gehalten, unabhängig von der Schärfeeinstellung, wenn der Bereich eine ausreichende Größe hat, die größer als die Filtergröße des Bildfilters ist.
Weiterhin kann ein Nutzer ebenfalls einen Kontrasteinstellwert und einen Helligkeiteinstellwert in dem Kontrast-/Helligkeiteinstellschaltkreis 70 (2) festlegen, wobei das Setup-Menü für Einstellwerte verwendet wird, das in 8 gezeigt ist. Die Kontrasteinstellung in dem Kontrast-/Helligkeiteinstellschaltkreis 70 wird unabhängig von der Kontrasteinstellung in dem Kontrastkompensationsschaltkreis 68 durchgeführt. Der Nutzer kann somit frei den Kontrast des Bilds einstellen, indem der Kontrast-/Helligkeiteinstellschaltkreis verwendet wird. Auf diese Weise kann der Nutzer die Schärfe, Helligkeit bzw. den Kontrast des Bilds einstellen, um ein Bild mit hohen Bildqualitäten anzuzeigen.
Wie vorstehend beschrieben ist, bleibt gemäß der vorstehend genannten Ausführungsform, wenn ein Nutzer die Schärfe einstellt, die Helligkeit bei der Mitte von sehr hellen Bereichen mit ausreichend großen Flächen in dem angezeigten Bild unverändert, unabhängig von der Einstellung der Schärfeeinstellung. Daher ist es möglich, die Bildqualität durch die Schärfeeinstellung zu verbessern, ohne wesentlich den Kontrast und die Helligkeit des Bilds zu beeinflussen.
Im allgemeinen verringert sich die räumliche Frequenz eines Bereichs, wenn der Bereich größer wird, und die räumliche Frequenz erhöht sich, wenn der Bereich kleiner wird. Daher bleibt durch die Filterverarbeitung, wobei ein Hochpassfilter in dem vorstehend genannten Beispiel verwendet wird, die Helligkeit unverändert in den Bereichen mit einer niedrigen räumlichen Frequenz, während Kanten und Grenzen in den Bereichen mit einer hohen räumlichen Frequenz betont werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend genannten Beispiele oder Ausführungsformen beschränkt, und diese kann in verschiedenen Ausführungsformen implementiert werden, ohne von dem Bereich der Erfindung abzugehen, wie dieser in den beigefügten Ansprüchen festgelegt ist. Bspw. ist es möglich, folgende Modifikationen vorzunehmen.

(1) In den vorstehenden Ausführungsformen wird die Kontrastkompensation zusammen mit der Schärfeeinstellung durchgeführt, aber es ist anzunehmen, dass bei Anordnungen, die nicht in den Bereich der Ansprüche fallen, andere Bildqualitäteinstellungen, die sich von der Schärfeeinstellung unterscheiden, durchgeführt werden können. In anderen Worten kann die Kontrastkompensation zusammen mit einer spezifischen Einstellung einer Bildqualität durchgeführt werden, die sich von Kontrast und Helligkeit unterscheidet.
(2) Bei den vorstehend genannten Ausführungsformen wird die Kontrastkompensation so durchgeführt, dass die Helligkeit bei der Mitte von weißen Bereichen unverändert bleibt. Alternativ kann diese durchgeführt werden, so dass die Helligkeit bei der Mitte eines spezifischen Farbbereichs, der sich von weiß unterscheidet (bspw. rot), unverändert bleiben. Das bedeutet, dass die Kontrastkompensation durchgeführt werden kann, so dass die Helligkeit bei der Mitte eines spezifischen Farbbereichs unverändert bleibt, der größer als eine vorbestimmte Größe ist.
(3) Obwohl ein zweidimensionales Bildfilter bei der vorstehend genannten Ausführungsform verwendet wird, ist es ebenfalls möglich, ein eindimensionales Bildfilter zu verwenden. Zusätzlich ist es ebenfalls möglich, verschiedene Strukturen als ein Filter anzunehmen, die sich von dem einfachen FIR-Filter unterscheiden. Weiterhin wird bei den vorstehenden Beispielen ein digitales Filter verwendet, aber es ist ebenfalls zu erwägen, dass ein analoges Filter verwendet werden kann.
(4) Obwohl der Aufbau der Projektionsanzeigevorrichtung, die Flüssigkristallanzeigen des Übertragungstyps verwendet, in der vorstehenden Ausführungsform beschrieben ist, sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ebenfalls bei andere Typen von Projektionsanzeigevorrichtungen anwendbar. Andere Typen von Projektionsanzeigevorrichtungen umfassen welche, die eine Flüssigkristallanzeige des Reflexionstyps verwenden, welche, die eine Mikrospiegeleinrichtung (Marke von Texas Instruments) verwenden und welche, die CRT verwenden. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind ebenfalls bei Anzeigevorrichtungen anwendbar, die sich von der Projektionsanzeigevorrichtung unterscheiden. Bspw. sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ebenfalls bei einer Bildanzeigevorrichtung mit einer Direktansichtbildanzeigeeinrichtung anwendbar, wie bspw. eine Flüssigkristallanzeige, eine Plasmaanzeige, oder CRT oder bei einer Bildanzeigevorrichtung, wie eine Kopfaufnahmeanzeigeeinrichtung, die ein Bild vergrößert, so dass ein vergrößertes virtuelles Bild von einem Nutzer beobachtet wird.
(5) Ein Teil des Aufbaus, der durch Hardware in den vorstehenden Ausführungsformen realisiert ist, kann mit Software implementiert werden und im Gegensatz dazu kann ein Teil des Aufbaus, der mit Software realisiert ist, durch Hardware implementiert werden. Bspw. ist es möglich, die Funktionen des Bildfilterschaltkreises 66 und des Kontrastkompensationsschaltkreises 68, der in 2 gezeigt ist, mittels Computerprogrammen zu implementieren. Solche Computerprogramme sind in einer Form bereitgestellt, die auf einem Aufzeichnungsmedium abgelegt ist. Das "Aufzeichnungsmedium" umfasst verschiedene computerlesbare Medien, wie bspw. Disketten, CD-ROMs, magnetooptische Platten, IC-Karten, ROM-Karten, Lochkarten, gedruckte Muster mit Codes, wie bspw. Strichcodes, die darauf gedruckt sind, interne Speicher (Speicher wie bspw. RAM oder ROM) und externe Speicher von Computern und Trägerwellen für eine Kommunikation.
(6) Die Funktionen des Bildfilterschaltkreises 66 und des Kontrastkompensationsschaltkreises 68 können ebenfalls durch einen Schaltkreis oder ein Programm realisiert werden. Das heißt, dass in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Kontrast kompensiert werden kann, so dass die Helligkeit im wesentlichen unverändert bleibt bei der Mitte eines spezifischen Farbbereichs, der größer als eine vorbestimmte Größe ist, unabhängig von dem gesetzten Wert einer spezifischen Bildeinstellung, die sich von Kontrast- und Helligkeitseinstellungen unterscheidet.

Die vorliegende Erfindung ist bei verschiedenen Typen von Bildanzeigevorrichtungen anwendbar, wie bspw. Anzeigevorrichtungen des Projektionstyps und Direktanzeigetyp-Anzeigvorrichtungen und ebenfalls bei Bildverarbeitungseinrichtungen dafür.

Claims

Bildverarbeitungseinrichtung mit: einem Filterabschnitt (66) zum Durchführen einer Filterverarbeitung eines Bilds, um die Gleichstrom- bzw. Gleich-(DC) Komponente des Bildsignals (DV1) zu verringern, wodurch eine Schärfeeinstellung des Bildsignals (DV1) bewirkt wird, und einem Kontrastkompensationsabschnitt (68) zum Verbessern bzw. Erhöhen sowohl der DC- als auch der Wechsel- bzw. AC-Komponente des Bildsignals (DV2), um die Verringerung der DC-Komponente durch die Filterverarbeitung zu kompensieren, wodurch eine Schärfeeinstellung des Bildsignals (DV2) unabhängig von der Größe bzw. dem Betrag der Schärfeeinstellung bewirkt wird, wobei der Filterabschnitt (66) eingerichtet ist, um ein von einer Mehrzahl von Filtern mit verschiedenen Frequenzeigenschaften gemäß einem spezifizierten Wert der Schärfeeinstellung auszuwählen und um die Filterverarbeitung mit dem ausgewählten Filter auszuführen, um die Schärfeeinstellung zu bewirken, und der Kontrastkompensationsabschnitt (68) eingerichtet ist, um die Kontrastkompensation des gefilterten Bilds unter Verwendung eines Kontrastkompensationswerts (CP0–CP6) auszuführen, der vorab auf das ausgewählte Filter bezogen ist.
Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der der Kontrastkompensationsabschnitt (68) eingerichtet ist, um eine Kontrastkompensation durchzuführen, so dass eine Helligkeit unverändert bei einer Mitte eines spezifischen Farbbereichs bleibt, der größer als eine vorbestimmte Größe innerhalb eines Bilds ist, das der Filterverarbeitung unterzogen wurde, unabhängig davon, welches Filter von der Mehrzahl von Filtern ausgewählt ist.
Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 2, bei der die spezifische Farbe weiß ist.
Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, die weiterhin einen Kontrasteinstellabschnitt (70) aufweist, der eingerichtet ist, um eine Kontrasteinstellung des Bilds unabhängig von dem Kontrastkompensationsabschnitt (68) durchzuführen.
Bildanzeigevorrichtung mit: einer Bildanzeigeeinrichtung (60, 50, 52) zum Anzeigen von Bildern, einem Einstellabschnitt (40, 34), um zu ermöglichen, dass ein Nutzer einen Schärfeeinstellwert spezifizieren kann, und einer Bildverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
Bildverarbeitungsverfahren mit folgenden Schritten: (a) Durchführen einer Filterverarbeitung eines Bilds, um die DC-Komponente des Bildsignals (DV1) zu verringern, wo durch eine Schärfeeinstellung des Bildsignals (DV1) bewirkt wird, und (b) Erhöhen bzw. Verbessern sowohl der DC- als auch der AC-Komponente des Bildsignals (DV2), um so die Verringerung der DC-Komponente durch die Filterverarbeitung zu kompensieren, wodurch eine Schärfeeinstellung des Bildsignals (DV2) unabhängig von der Größe der Schärfeeinstellung bewirkt wird, wobei der Schritt (a) den Schritt des Auswählens eines einer Mehrzahl von Filtern mit verschiedenen Frequenzeigenschaften gemäß einem spezifizierten Wert der Schärfeeinstellung umfasst und die Filterverarbeitung mit dem ausgewählten Filter ausführt, um die Schärfeeinstellung zu bewirken, und der Schritt (b) den Schritt des Ausführens der Kontrastkompensation des gefilterten Bilds unter Verwendung eines Kontrastkompensationswerts (CP0–CP6) ausführt, der vorab auf das ausgewählte Filter bezogen ist.
Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 6, bei dem der Schritt (b) den Schritt des Ausführens einer Kontrastkompensation umfasst, so dass eine Helligkeit unverändert bei einer Mitte eines spezifischen Farbbereichs bleibt, der größer als eine vorbestimmte Größe innerhalb eines Bilds ist, das der Filterverarbeitung unterzogen wurde, unabhängig davon, welches Filter von der Mehrzahl von Filtern ausgewählt ist.
Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 7, bei dem die spezifische Farbe weiß ist.
Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, das weiterhin den Schritt des Durchführens einer Kontrasteinstellung des Bilds unabhängig von der Kontrastkompensation in dem Schritt (b) umfasst.
Bildanzeigeverfahren mit den Schritten: Spezifizieren eines Schärfeeinstellwerts, und Ausführen der Schritte (a) und (b) des Bildverarbeitungsverfahrens nach einem der Ansprüche 6 bis 9.