图像显示控制装置的制作方法
专利名称：图像显示控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像显示控制装置等。尤其涉及配合显示图像对显 示用照明的亮度进行自适应减光，同时，进行图4象信号4交正以补偿 随该减光而引起的画质下降的图像显示控制装置(图像显示控制
LSI)等。
背景技术：
在专利文献l中公开了一种技术为了实现省电化而降低背光 的发光光量，另一方面，调整图像数据，以便可以尽量地4是高液晶 显示画面的穿透率。
而且，在专利文献2中记载了一种为了^f交正显示图像的亮度信 号而使用一览表(LUT)的图4象校正装置。
专利文献1:日本特开平11-65531号公报
专利文献2:日本特开2004-310671号公才艮
为了同时进行用于防止照明(背光等)的减光和画质下降的图 像校正，需要快速地进行基于图像数据的庞大的运算。虽然也存在 以下方法使用存储运算结果的一览表(LUT)来简化运算处理， 但是存储器存取耗费时间。因此，在要求快速性的情况下无法使用。 例如，将基于单波段广播(便携式电话终端用数字广播)的串流映
像在便携式电话终端上再生的情况下，要求实时性，这时不适合使
用LUT的方式。
当由多个专用的硬件并行进行规定的运算时，虽然可以确保快 速性(实时性)，4旦是，电路的占有面积增大，同时，电3各功辟毛也 增大。
此外，在上述专利文献l中，虽然在用于补偿随照明的减光而 引起的画质下降的图像校正中，仅考虑了亮度的校正，但是由于照 明的减光而损坏了图4象的色度(颜色的鲜艳度)，画质大幅度下降， 所以需要不仅考虑亮度还考虑色度的图像校正。
此外，若进行配合显示图像的亮度来自适应地确定照明的减光 量的控制，则当显示图像的亮度快速变化时，恐怕照明亮度随之发 生快速变化，产生闪烁，从而导致显示图像的画质下降。特别是当 串流映像再生时，由于大多包括图像的亮度瞬间变化的情况，所以 恐怕会产生闪烁(视觉上的闪烁)。因此，需要想办法抑制随场景 转换而引起的闪烁。
发明内容
本发明鉴于上述问题而提出，目的在于提供一种图像显示控制 装置等。根据本发明，可以达成快速性(实时性)、低功耗性、抑 制电路规模的增大，同时，可以实现照明的自适应减光、及用于补 偿随该减光而引起的画质下降的现有技术中没有的高精度图像校 正。
本发明的图像显示控制装置用于根据显示图像对图像显示用 的照明进4亍自适应减光，并且，对图像信号进4亍校正以补偿随上述 照明的减光而引起的画质下降，上述图像显示控制装置包括统计 信息取得部，用于取得上述图像信号的统计信息；共用运算器，使
用从上述统计信息取得部赋予的、上述图像信号的统计值信息，求 出减光后的照明亮度，同时，生成用于上述图像信号的校正的校正
系数；代码存储部，存储有用于指定上述共用运算器的动作步骤的 多个代码；顺序指示部，控制来自上述代码存储部的上述代码的输 出顺序；以及解码器，对A人上述代码存卡者部输出的上述代码进;f亍解 码，并生成用于提供给上述共用运算器的指令及数据中的至少一 个。
通过基于共通的运算器(共用运算器)的实时运算来实现照明 的自适应减光处理以及图傳4交正处理。通过该运算，实时地计算出 图像校正用的校正系数和减光后的照明亮度，并进行使用计算出的 校正系数的图像校正。通过编码化的信号处理步骤的微码来对共用 运算器的运算进行控制。通过使用共用化的运算器，无需并4于i殳置 同种的硬件即可实现实时运算，并可以以最小的电路、最小的功耗 来实现快速的调光控制以及图像校正。
此外，根据本发明的图像显示控制装置的另一方面，以由上述
顺序指示部指示的顺序，从上述代码存^f诸部依次iir出上述代码，将 作为上述解码器的解码结果而生成的上述指令或者上述数据提供 给上述共用运算器，并由使用上述指令或上述数据的上述共用运算 器来确定上述减光后的照明亮度、和生成用于上述图像信号的校正 的校正系数，输出使用上述校正系数而被校正过的上述图像信号以 及表示上述减光后的照明亮度的信号。
在本发明中，明确了提供给共用运算器的指令(操作数
(operand))和数据(乘法系数等)的生成步骤。由顺序指示部对 存储有微码的代码表进行指示，依次输出代码，通过解码器生成指 令和数据，并提供给共用运算器，根据共用运算器的运算，生成减 光后的照明亮度和校正系数，并将它们并行地输出。可以通过最简单化的结构，可以快速且有效地生成减光后的照明亮度和才交正系数。
此外，根据本发明的图像显示控制装置的其他方面，上述共用 运算器包括第一多路转换器及第二多路转换器、算术逻辑运算单 元、以及分配上述算术逻辑运算单元的运算结果的分配器，乂人上述 解码器分别向上述第 一 多路转换器及第二多路转换器提供系数，向 上述算术逻辑运算单元提供运算命令，向上述分配器提供分配信 息。
在本发明中，明确了以下技术内容明确了共用运算器的具体 结构的一例，并且，明确了向各个构成要素提供怎样的指令或数据。 即，在本实施例中，通过多个多if各转换器、算术逻辑运算单元 (ALU)、以及分配器来构成共用运算器。向多路转换器提供用于 运算的系数，向ALU提供指令(操作码)，并向分配器提供分配目 的地信息。
此外，根据本发明的图像显示控制装置的其他方面，上述共用 运算器还包括多个输出目的地寄存器；以及反馈路径，将上述多 个输出目的地寄存器所存卞者的信号的至少一部分反々贵给输入侧。
在本发明中，明确了共用运算器具有用于将运算结果反馈给输 入侧的反馈路径的这个技术内容。由此，可以实现以下处理例如， 首先，通过第一运算处理求得减光后的照明亮度，并将该运算结果 反馈给输入侧，根据该求得的照明亮度来求得图像的校正系数。此 外，因为共用运算器具有反馈路径，所以可以进行递归(IIR)的滤 波处理。
此外，才艮据本发明的图像显示控制装置的其他方面，上述统计 信息取得部取得上述图像信号的亮度的统计值和色度的统计值，在
使用上述校正系数的上述图像信号的校正中，进行增强与上述照明 的减光相对应的亮度的校正、以及增强与上述照明的减光相对应的 色度的4交正。
在进行随减光的图像校正时，如果仅提高(伸长)亮度，会产 生由色度降低而引起的画质下降的情况。即，无法避免由于照明的 减光，整个色域缩小，从而色度也降低的情况。因此，根据本发明，
进行不仅伸长亮度，还伸长色度(红色度(Cr)、蓝色度(Cb))的 图像校正(例如，强化色度校正，以便调光前后的平均色度尽可能 i也一致)，由此，可以防止色彩鲜艳的图l象的画质下降。
此外，根据本发明的图像显示控制装置的其他方面，上述统计 信息取得部取得上述图像信号的亮度的统计值和色度的统计值，当 求得上述减光后的照明亮度时，根据上述亮度的统计值和上述色度 的统计值之间的关系，判断优先上述照明的减光和防止上述色度的 降《氐中的哪一个，当优先防止色度的降低时，在对照明的减光进4亍 限制的基础上进行减光控制。
当对应图像的统计信息对照明(背光等)进行自适应减光时， 如果^f又以亮度为基础来确定减光量，则会存在减光过度，红(R) 和蓝(B)的鲜明度受损的情况。即，以由于发暗图像受到减光的 影响小，因此照明的减光量大为原则。但是，即使对于发暗图像， 例如在画面中心有鲜艳的大蔷薇花时，为了抑制该蔷薇花的色度下 降，从而对减光量进行限制是妥当的。但是，因为红(R)和蓝(B) 对亮度(Y)的贡献率低，所以根据仅凭借亮度(Y)进行判断其 为发暗图像这样的判断，会使照明过度降低。因此，为了防止这样 的过度减光，不仅依据亮度(Y),还要将色度(红色度(Cr)、蓝 色度(Cb))也作为基准来确定减光，并当亮度和色度满足规定的 关系时，优先色度地对减光量进行限制。据此，在色度高的图像中， 可抑制减光，并可抑制显示图像的色度降低。
此外，4艮据本发明的图像显示控制装置的其他方面，上述图叶象 显示控制装置分别对减光上述照明的校正、以及使用上述校正系数
的上述图像信号的校正进行笫一递归型(IIR)的滤波处理及第二递 归型的滤波处理，用于减光上述照明的4t正的、上述第一递归型
正的、上述第二递归型(IIR)的滤波处理的时间常tt。
当以动态图像的各帧进行照明亮度的自适应调光和图像校正 时，由于随场景转换的照明亮度和图像校正量的急剧变化，会产生 视觉的闪烁(flicker )。因此，以帧为单位对所要求的照明才交正和图 像才交正的双方进4亍与各个特性相适应的滤波处理。因为对于照明亮 度的变化是白和黑的变化而言，由于在视觉上容易识别，所以进行 时间常凄t长的滤波处理，另一方面，因为对于图^f象校正量的变化是 中间色调的变化，难以引起注意，所以重视对动态图像的场景转换 的适应性，并进4于时间常凄t短的滤波处理。据此，可以实现随动态 图像的场景转换的图像校正，同时，可以有效地抑制随照明的自适 应校正的闪烁。
此外，根据本发明的图像显示控制装置的其他方面，上述图像 显示控制装置根据上述亮度的统计值及上述色度的统计值中的至 少 一 个，进4 于包4舌上述第 一 递归型滤波处理的上述照明的减光控 制，并求得上述减光后的照明亮度，然后根据求得的照明亮度，进 行包括上述第二递归型滤波处理的上述图像信号的校正。
并且，如果分别独立地进4于第 一递归型滤波处理和第二递归型 滤波处理，则会有破坏照明校正和图像校正之间的平衡且降低画质 的情况。因此，以帧为单位对所要求的照明亮度进行第一递归型滤 波处理，并才艮据该结果求得图傳4交正量，对该图^f象校正量进行第二 递归型滤波处理(串行处理)。由于在计算出照明亮度的减光量之
后，计算与该减光量相适应的图俜^交正量，所以通常可以确^床第一 及第二递归型滤波处理的平衡。
此外，才艮据本发明的图^f象显示控制装置的其他方面，上述共用 运算器包括用于将运算结果的至少 一部分反馈到输入侧的反馈路径。
在本发明中，明确了以下技术内容通过在共用运算器中设置 反馈路径，从而可以进行第一及第二递归型滤波处理。
此外，根据本发明的图像显示控制装置的其他方面，上述代码 存储部所存储的上述代码是对基于程序设计语言的算法的记述进
行转换而获得的孩支码，该程序设计语言用于根据显示图像对上述图 4象显示用的照明进行自适应减光并对图 <象信号进行才交正以补偿随 上述照明的减光而？ 1起的画质下降。
例如，通过将由高级程序"i殳计语言制成的算法一并进^f亍转换， 并生成樣i石马，写入ROM (读出专用存4诸器)，/人而可以有岁丈;也制成 代码表。通过变更算法(微码)，可以比较容易地变更共用运算器 的运算内容。因此，可以灵活地对应i殳计变更。
此外，本发明的光电装置的驱动装置安装有图像显示控制装置。
本发明的图像显示控制装置(图像显示控制LSI)被安装在光 电装置(包括液晶显示装置)的驱动装置(驱动器)中。本发明的 图像显示控制装置(图像显示控制LSI)具有以下特性可处理串 流图像这样的动态图像的实时性、卓越的省电性以及可以实现小型 化。因此，提高了驱动装置(驱动器)的附加价值。
此外，本发明的光电装置的控制装置安装有本发明图像显示控 制装置。
本发明的图像显示控制装置(图像显示控制LSI)被安装在光 电装置(包括液晶显示装置)的控制装置(控制器)中。本发明的 图像显示控制装置(图像显示控制LSI)具有以下特性可处理串 流图像这样的动态图像的实时性、卓越的省电性以及可以实现小型 化。因此，提高了控制装置(控制器)的附加价值。
此外，本发明的光电装置的驱动控制装置安装有本发明图像显 示控制装置。
本发明的图像显示控制装置(图像显示控制LSI)被安装在光 电装置(包括液晶显示装置)的驱动控制装置(将驱动器和控制器 一体化的装置)中。本发明的图像显示控制装置(图像显示控制LSI) 具有以下特性可处理串流图像这样的动态图像的实时性、卓越的 省电性以及可以实现小型化。因此，提高了驱动控制装置(将驱动 器和控制器一体化的装置)的附加价值。
此外，本发明的电子设备安装有本发明的图像显示控制装置。
例如，通过将本发明的图像显示控制装置(LSI)安装于便携 式终端(包括便携式电话终端、PDA终端、可便携式计算机)，从 而可以以高画质来显示单波_歐广播等的串流图4象，且可以延长电池 的寿命。
根据本发明的至少一个实施例，例如，可以获得以下效果
(1)通过使用微程序控制方式的运算器，无需并行设置同种 的硬件即可实现实时运算，可以以最小的电路、最小的功耗，实现 快速的自适应调光控制和自适应图像;&正。
(2)通过不仅增强亮度，还增强(伸长)色度，从而可以抑 制色度的降低，并可以更加有效地补偿随减光而引起的画质降低。
(3 )通过考虑亮度和色度两者来决定减光量，从而可以在色 度高的图 <象中限制减光量，并可以有效地防止由过度减光而引起的 色度降低。
(4) 在调光校正和图像校正两者中，执行递归型(IIR)滤波
从而可以确保对动态图像的场景转换的适应性，并可有效地抑制闪 烁(视觉上的闪烁)的发生。
(5) 通过在计算出照明亮度的减光量之后，计算出适应于该 减光量的图傳4交正量(采用串4亍处理)，乂人而通常可以确4呆随调光 控制的滤波处理，和随图像校正的调光处理的平4軒。
(6) 可以将画质的降低抑制在最小限度，同时，可以通过照 明亮度的自适应调光来大幅度地降低功耗(确认最大30 °/。的降低)。 此夕卜，因为可以以最小限度的石更件来加以实现，所以可以实现节省 空间。
(7) 可以实现液晶显示装置等的驱动装置(驱动器)、控制装 置(控制器)、驱动控制装置(将驱动器和控制器一体化的装置) 的高附加价值。
(8) 通过将本发明的图像显示控制装置(LSI)安装于便携式 终端(包括〗更携式电话终端、PDA终端、可i"更携的计算才几)，乂人而 可以高画质地显示单波段广播等的串流图像，且可以增长电池的寿 命。 (9)可以达成快速性(实时性)、低功耗性、抑制电路规^t增
大，同时，可以同时实J见照明的自适应减光、和用于4M尝随该减光
而引起的画质降低的、现有技术中没有的高精度图像校正。
图1(A) ~图l(C)是用于对本发明的图像显示控制装置(图 4象显示控制LSI)中所采用的、与显示图像相对应的自适应的调光 控制以及图像校正的内容进行说明的图2是表示背光(backlight)削减率、无调光时的图像;欧正量 (Gy)、有调光时的图像校正量(Gy，)、以及随调光的图像校正量 的强化部分(AGy)相对于1帧图〗象的平均亮度(Yave)的变化的 特性图3是表示随调光的图像校正量的强化部分(AGy = Gy，-Gy) 的特性线对应背光的亮度削减率如4可变化的示意图4 ( A ) ~图4 ( C )分别是用于说明色度校正的图5 (A) ~图5 (D)是用于说明本发明的图像显示控制装置 的概要以及滤波处理的内容的图6 ( A) ~图6 (D)分别是用于对本发明的图^f象显示装置的 安装形态进行说明的框图7是表示本发明图像显示控制装置(图像显示控制LSI)的 整体结构的概要的框图8是主计算机提供给图像显示控制装置的控制信号的内容的 示意图9是表示如图7所示的图^f象显示控制装置的具体结构的才匡
图IO是说明代码表的制作步骤的示意图；以及
图11是表示如图9所示的直方图(histogram)制作部(统计 信息取得部)的内部的具体结构的电路图。
具体实施例方式
在对本发明的实施例进行说明之前，先使用图1 ~图6，对通 过本发明的图像显示控制装置(图像显示控制LSI)来执^f亍的、与 显示图<象相对应的自适应调光控制及图俦^交正的内容进4亍-说明。
(调光控制与图像校正之间的关系)
图1 (A) ~图1 (C)是用于对在本发明的图像显示控制装置 (图^f象显示控制LSI)中所采用的、与显示图〗象相对应的自适应调 光控制以及图像校正的内容进行说明的图。
如图1 (A)所示，在本发明的实施例中，同时进4亍'液晶面4反 (LCD) 10的自适应图像校正、以及照明(LED:以下称为背光) 12的亮度的自适应校正(自适应调光)。在图1 (A)中，Gy，是有 调光时的被强化后的图像校正量。该Gy，是通过将无调光时的图像 校正量Gy加上随调光的图像校正量的强化部分AGy而获得的。此 外，Gs是随自适应调光的背光12的亮度的校正量。
图1 (B)示出无调光时的图像校正量Gy。即，Gy是将背光 12的亮度进行固定时的图像校正量。例如，对亮度低的部分进行提 高亮度这样的校正，对亮度高的部分进行降低亮度这样的校正。
图1 (C)示出随调光的图像校正量的强化部分AGy。由于发 暗的图像与明亮的图像相比，4交难受到背光12减光的影响，因此 原则上当为发暗图像时，背光12的减光量增大。但是，因为随着 减光，显示图像的亮度会降低，所以需要强化图像校正，以便对亮 度降低进行补偿。随调光(Gs)的图像校正的强化部分为AGy。
在本发明中，如图1 (A)所示，为了实现省电而积才及地进4亍 背光12的减光，另一方面，为了对随该减光而引起的画质下降进 行补偿，通过在通常的图像校正量(Gy)上加上随调光(Gs)的图 1象才交正量的强化部分(AGy )， 乂人而确定最终的图傳4交正量Gy。
(关于图l象;f交正量的自适应调光)
图2是表示背光削减率、无调光时的图像;f交正量(Gy)、有调 光时的图像校正量(Gy，)、随调光的图像校正量的强化部分(AGy) 相对于1帧图4象的平均亮度(Yave)变化的特性图。
在图2中，特性线A表示背光亮度削减率(％ )的特性，特性 线B表示无调光时的图像校正量(Gy)的特性，特性线C表示有 调光时图像校正量(Gy，)的特性，特性线D表示随调光的图像校 正量的强化部分(AGy)的特性。
首先，着眼于表示背光亮度削减率变化的特性线A。很明显， 平均亮度(Yave)越低，背光亮度削减率越高，随着平均亮度(Yave) 的变高，背光亮度削减率降低。这是因为越是平均亮度高的图像， 背光减光的影响越大，所以其结果对于平均亮度低的图像优先实 现省电而大幅度地减光，而对于平均亮度高的图像则优先实现抑制 画质降^f氐而d 、幅度地减光。
然后，着眼于表示无调光时的图像校正量Gy变化的特性线B。 如图2所示，到平均亮度值Gammathl为止，实施几乎定量的亮度
提高的校正，若平均亮度值增大，则亮度的提高量减少，当平均亮
度值大于平均亮度值Gammath2时，进行降低亮度的校正。即，基 本上是当平均亮度低时进行提高亮度这样的校正，并当平均亮度过 高时进行降低亮度这样的校正。
接下来，着眼于表示有调光时的图像校正量Gy，变化的特性线 C。很明显，平均亮度越低，图像校正量越大，而平均亮度越高， 图像校正量越小。这是因为以特性线B为基础来决定图像校正量， 并在此基础上，为了防止设定有大减光率的低亮度侧的画质降低， 而越是低亮度侧越需要对图像校正量进行强化。
下面，着眼于表示随调光的图像校正量的强化部分(AGy = Gy，-Gy)变化的特性线D。如上所述，随调光的图像校正量的强化 部分AGy在低亮度侧增大，并随亮度值的增大而逐渐降低。但是， 图像校正量的强化部分从平均亮度值Gammath3附近开始緩緩地上 升。这是因为随着背光12的减光，越是高亮度的图像越担心其 画质下降，所以为了抑制平均亮度高的图像的亮度下降，需要进一 步强化图像校正。
(省电性的强弱和AGy的关系)
图3是随调光的图傳4交正量的强化部分(AGy = Gy，-Gy )的特 性线对应背光的亮度削减率如何变化的示意图。在图3中，特性线 A表示高省电(背光亮度削减率30% )时的特性线，特性线B表示 低省电(背光亮度削减率10% )时的特性线，特性线C表示普通 省电(背光亮度削减率20% )时的特性线。
如上所述，任一条特性线都示出以下这种倾向随调光的图傳_ 校正量的强化部分AGy在低亮度侧增大，并随亮度值的增大而逐渐 降低，但是，也示出了在亮度值高的区域AGy又逐渐上升的倾向。
此外，越是强化省电性并增大背光的亮度削减率，随调光的图像校
正量的强^:部分AGy越随之增大。 (色度的校正强化)
由于背光的减光，画面整体的色度下降。因此，进行色度4交正 以保存调光前后的色度。基本上，按照下面的算式(1)来进行色 度的校正。此外，虽然在下面的算式中，仅示出了蓝色度(Cb-Y -B),但是红色度(Cr = Y-R)也是相同的。<formula>formula see original document page 19</formula> ( 1 )
在上面的算式(l)中，cb是色度校正输入色差，Cb是色度校 正输出色差，Gc是色度校正量，Fc是色度校正系数曲线。
图4 ( A ) ~图4 ( C )是用于说明色度冲交正的图。图4 ( A ) 是输出色差(Cb或Cr)相对于输入色差(cb或cr)的示意图。在 图4(A)中，实线所示的特性线和虚线所示的直线之间的差分相 当于上面算式(l)中的色度校正量Gc。图4(B)是校正系数(Fc) 相对于输入色度(cb或cr)的特性的示意图。其中，由于在上面的 算式(1)中，示出了未考虑调光时的色度校正，但是实际上还需 要将色度校正量Gc加上随调光的色度校正的强化部分AGc。 AGc 可以在调光前后，平均色度相等的条件下通过解方程式而求得。
此外，如果仅以亮度为基础来确定减光量，则会存在减光过度， 红(R)和蓝(B)的鲜明度受损的情况。即，以由于发暗图像受到 减光的影响小，因此照明的减光量大为原则。但是，即使对于发暗 图像，例如在画面中心有鲜艳的大蔷薇花时，为了抑制该蔷薇花的 色度下降，从而对减光量进行限制是妥当的。但是，因为红(R) 和蓝(B)对亮度(Y)的贡献率低，所以根据仅凭借亮度(Y)进 行判断其为发暗图像这样的判断，会使照明过度降低。因此，为了 防止这样的过度减光，不仅依据亮度(Y),还要将色度(红色度(Cr )、 蓝色度(Cb))也作为基准来确定减光，并当亮度和色度满足规定 的关系时，优先色度地对减光量进行限制。据此，在色度高的图傳_ 中，可抑制减光，并可抑制显示图像的色度降低。
图4 (C)是用于"i兌明以下处理的图，该处理为4吏用通过平 均亮度和平均色度之间的关系而决定的阈值，确定优先保存减光和 色度中的哪一个。如图4 (C)所示，设定通过亮度的平均值和色 差(=色度)的平均值的关系而决定的阈值，将该阈值作为界限， 判断是根据亮度进行减光还是根据色度进行减光。
在图4(C)中，斜线所示的区域ZP2是基于色度(cr， cb)的 调光区域，ZP1是基于亮度(Y)的调光区域。例如，当平均亮度 值为"64"时，由于图像发暗，因此如果仅凭借亮度进行判断，则 减光量就会大大增加。但是，当平均色度为例如"96"时，由于为 色度高的图像，因此需要抑制由于减光而引起的色度下降。因此， 在这种情况下，以色度为基准来确定减光量(与以亮度为基准时相 比，减小减光量)。即，对以亮度为基准的减光量设置基于色度的 规定限制，由此，抑制极端降低色度这样的过度减光。
(用于防止随场景转4奐(scene change )而引起的闪烁的滤波处
理)
当以动态图像的各帧进行照明亮度的自适应调光和图像校正 时，由于随场景转换的照明亮度和图像4交正量的急剧变化，会产生 一见觉的闪烁(flicker )。因此，以帧为单位对所要求的照明4交正和图 像校正的双方进行与各个特性相适应的滤波处理。因为对于照明亮 度的变化是白和黑的变化而言，由于在视觉上容易识别，所以进行 时间常凄t长的滤波处理，另一方面，因为对于图傳4交正量的变化是 中间色调的变化，难以引起注意，所以重视对动态图像的场景转换
的适应性，并进4亍时间常凄t短的滤波处理。据此，可以实现随动态 图像的场景转换的图像校正，同时，可以有效地抑制随照明的自适 应才交正的闪烁。
此外，如果独立进4亍各个滤波处理，则会有石皮坏照明4交正和图 像校正之间的平衡且降低画质的情况。因此，以帧为单位对所要求 的照明亮度进行第一滤波处理，并根据该结果求得图像校正量，对 该图像校正量进行第二滤波处理(采用进行串行处理的结构)。由 于在计算出照明亮度的减光量之后，计算与该减光量相适应的图像 冲交正量，所以通常可以确^呆第一及第二滤波处理的平4軒。
图5是用于说明本发明的图像显示控制装置的概要及滤波处理 的内容的图。即，图5 (A)是表示图像显示控制装置的整体结构 的框图，图5 (B)是进一步具体示出图5(A)所示结构的框图， 图5 ( C)是表示调光控制时进行的滤波处理的时间常数的图，图5 (D)是表示图像校正时进行的滤波处理的时间常数的图。
如图5 (A)所示，输入亮度(Y)、蓝色度(Cb)、红色度(Cr) 的平均值中的最大值(将其记为Wave),对该输入信号进4亍线性处 理(C)，计算背光亮度(K),通过时间常数长的时间轴滤波器22 对该背光亮度(K)进行滤波，从而获得最终的背光亮度(表示减 光后的背光亮度的调光系数)Kflt。通过滤波系数P对时间轴滤波 器22的特性进行控制。滤波系数P的值和图像的平均亮度的变化 率(AYave)之间的关系如图5 (C)所示。
根据最终背光亮度(Kflt),由图像校正量计算部24计算亮度 才交正以及色度才交正的冲交正量Gym。由将时间常ft4交短地r没定的时间 轴滤波器26对图傳4交正量Gym进4亍滤波处理，由此，求得最终的 图像校正量(Gy，)。通过滤波系数q对时间轴滤波器26的特性进
行控制。滤波系数q的值和图像的平均亮度的变化率(AYave)之 间的关系如图5 (D)所示。
如图5 (B)所示，背光用的时间轴滤波器22是递归型(IIR) 滤波器，图像校正量用的时间轴滤波器26同样也是递归型(IIR) 滤波器。背光用的时间轴滤波器22的传递函数是Hbl[z],图像校 正量用的时间轴滤波器26的传递函数是Himg[Z]。因此，图像显示 控制装置中的滤波处理的传递函数通过Hbl [z]/Himg[Z]加以表示。 此外，图像校正用计算部24通过非线性的传递函数来实现。此外， 在图5 (B)中，参考符号28、参考符号30表示延时元件。
下面，参照附图对本发明的实施例进行说明。
(第一实施例)
(图像显示控制装置的安装形态)
图6 ( A)-图6 (D)分别是用于说明本发明的图像显示装置 的安装形态的框图。
在图6(A)中，便携式电话终端(电子设备的一例)100中安 装有图像显示控制装置(图像显示控制LSI)。该便携式电话终端 100包括天线AN、通信/图像处理部102、 CCD照相#几104、主计 算机106、图像显示控制装置(图像显示控制LSI) 108、驱动器110 (包括面板驱动器112和背光驱动器114 )、显示面板(例如，液晶 面板(LCD)) 116、背光(LED) 118。
在图6 (B)中，在驱动装置(驱动器)110自身中安装有图像 显示控制装置(图像显示控制LSI) 108，从主计算机106向该图像 显示控制装置(图像显示控制LSI) 108输入图像信号和控制信息。
在图6 (C)中，在驱动器110的控制装置(控制器)130中安 装有图像显示控制装置(图像显示控制LSI) 108。在图6 (D)中， 在驱动控制装置(将驱动器和控制器一体化的装置)140中安装有 图像显示控制装置(图^f象显示控制LSI) 108。
本发明的图像显示控制装置(图像显示控制LSI) 108具备可 以处理串流(streaming)图<象这样的动态图<象的实时性、和卓越的 省电性以及可以实现小型化等特性。因此，通过安装本发明的图係_ 显示控制装置(图像显示控制LSI),驱动装置(驱动器)110、控 制装置(控制器)130、驱动控制装置(将驱动器和控制器一体化 的装置)以及电子设备100的附加价值提高。
(图像显示控制装置的整体结构)
图7是表示本发明图像显示控制装置(图像显示控制LSI)的 整体结构的概要的框图。
在此，图像显示控制装置108被安装在便携式终端(包括便携 式电话终端、PDA终端、可便携的计算机终端)中。便携式终端包 4舌侈寸^口， 4妄4欠单;皮,殳广^番(one segment broadcasting )的天线AN、 通信/图像处理部102、主计算机106。主计算才几106例如将接收到 的串流映像信号4是供给图^象显示控制装置108。此外，虽然也可以 将通过CCD照相机拍摄的图像信号提供给图像显示控制装置108 (参照图6 (A)),但是在图7中省略了 CCD照相机。
如图7所示，图像显示控制装置108包括图像输入4妄口 (I/F) 150， 4妄收从主计算才几106赋予的图像信号(RGB (颜色信号形式) 或YUV (亮度信号和色差信号的形式))，当该图像信号为RGB时 转换为YUV的图^f象信号；寄存器152，临时存储从主计算才几106 贝武予的控制^f言息；图傳4交正芯(core) 200,确定调光后的背光亮度
(调光系数Kflt),同时，对图像信号进行图像校正处理以补偿随减 光而引起的画质下降；以及图4象输出4妄口 (I/F)154,将YUV形式 的图像信号转换成RGB形式图像信号并输出、或以YUV形式直接 输出。
图像校正芯200包括定时部210,从图傳_输入接口 (I/F)150 输出的YUV形式的图像信号中抽出同步信号，并生成表示各部的 动作定时的定时信号；直方图制作部(统计信息取得部)212,取 得运算所需的统计信息；顺序计数器214;代码表216,存储将校 正算法(algorithm)细化后的樣么码；解码器217,解码孩t码并生成 指令和数据；共用运算器218，由最小限度的电路构成，并共同用 于调光和图像校正的各个处理；系数緩冲器220,临时存储通过运 算而生成的、用于图像校正的校正系数；以及图像校正部222,使 用校正系数来校正图像信号。
图8是主计算机提供给图像显示控制装置的控制信号的内容的 示意图。从通信/图像处理部102向主计算机106输入例如以MPEG4 为标准的图像信号，而且，从图像输入接口 (I/F) 302向主计算机 106输入模式信息(例如指定高清晰显示模式的模式信号)以及画 质信息(例如表示伽马校正、对比度、色度强度的信息或场景加权 系数信息等)。
从主计算才几106输出图像信号(RGB形式或YUV形式)，此 夕卜，还输出作为控制信息的伽马校正强度(L1 )、对比度强度(L2)、 色度强度(L3)、图像校正用场景加权系数(L4)、背光亮度削减率
(省电程度L5)、以及背光用场景加权系数(L6)。图像校正用场 景加权系数(L4)相当于图5的滤波系数P,背光用场景加权系数
(L6)相当于图5的滤波系数q。
上述控制信息在被临时存储在寄存器152中后，被提供给共用 运算器218。共用运算器218基于被赋予的控制信息，使用来自解 码器217的指令和数据进行规定的运算，并生成用于图像才交正的校 正系数及背光亮度(调光系数Kflt)。
图9是表示如图7所示的图像显示控制装置的具体结构的框 图。在图9中，进一步具体;也示出了图<^&正芯200的结构。此外， 在图9中，对和图7相同的部分标注了相同的参考符号。
在图9中，共用运算器218包括第一及第二多路转换器(400a、 400b);算术逻辑运算单元(ALU) 402;分配器404，分配算术逻 辑运算单元(ALU)的运算结果；多个输出目的地寄存器(目的寄 存器)406。输出目的地寄存器406包括划分给各输出目的地的寄 存器组408a 408c。此外，形成有反馈;洛径，其用于将存储于多个 寄存器组408a 408c的各个寄存器组中的运算结果的至少一部分 反馈给第一及第二多路转换器(400a、 400b)的输入侧。
下面，对图9的图像校正芯200的各部的功能以及动作进行具 体说明。直方图制作部(统计信息取得部)212取得1帧的图像信 号的统计信息(关于亮度的统计信息以及关于色度的统计信息)。 此外，将在第三实施例中对直方图制作部(统计信息取得部)212 的具体内部结构进;f亍i兌明。
代码表(代码存储部)216存储用于指定共用运算器218的动 作步骤的多个微码。此外，将在第二实施例中对代码表216的制作 步骤进行说明。
顺序计数器(顺序指示部)214对代码表216进行指示 (pointing),并控制从代码表216输出微码的顺序。解码器217对
从代码表216中依次输出的微码进行解码，并生成用于提供给共用 运算器的指令及数据(系数等)中的至少一个。
从解码器217向第一及第二多路转换器(400a、 400b)才是供用 于运算的系凄t，并从解码器217向算术逻辑运算单元(ALU) 402 提供运算指令(操作码(opecode)),从解码器217向分配器404 4是供分配目的地信息(目的信息)。
共用运算器218实时地计算图像校正用的校正系数和减光后的 背光亮度(调光系数Kflt)。根据共用运算器218的运算，其结果进 行使用图5 (A) ~图5 (D)所说明的数字信号处理。此外，实质 上进行了使用图2 ~图5所说明的以下所有的串行处理色度的增 强处理、用于防止高色度图像的画质下降而限制背光亮度的减光率 的处理、以及第一及第二递归滤波处理。
如上所述，通过将信号处理步骤编码化后的樣i码来对共用运算 器218的运算进行控制。通过使用共用化后的最小限度的电路结构 的运算器，无需并行设置同种的石更件即可实现实时运算。因此，可 以通过最小的电路、最小的功耗，实现高速的调光控制以及图像校 正。
共用运算器218的运算结果^皮临时存储在^皮划分为每个输出目 的地的寄存器组408a 408c中。将计算出的背光亮度(调光系翁: Kflt)输出给背光(LED)驱动器，而且，校正系数被存储在系数 緩冲器410中。将系数緩冲器410中所存储的校正系数与下一帧的 图像信号的输入同步地提供给图像校正部222,从而进行图像的校 正(亮度以及色度的增强)。
此外，通过反馈路径，将多个寄存器组408a-408c的各个寄 存器组中存储的运算结果的至少 一部分反馈给第 一及第二多路转换器(400a、 400b)的输入侧。据此，首先，求得减光后的照明亮 度，将该运算结果返回给输入侧，并根据该求得的照明亮度来进行 求得图像的校正系数的处理。并且，进行上述第一及第二递归(IIR) 滤波处理。
(第二实施例)
下面，对如图IO所示的代码表的制作步骤进行说明。图10是 代码表的制作步骤的示意图。
在图10中，首先，根据显示图像，对图像显示用的背光进行 自适应减光，并且准备基于程序设计语言(例如，高级程序设计语 言)的算法(增强运算算法)(步骤S500 ),其中，该程序设计语言 用于校正图像信号以补偿随背光减光而引起的画质下降。
然后，将通过程序设计语言制成的算法一并进行转换，并生成 樣丈码(步骤S502 )。
接下来，将生成的微码写入ROM (读出专用存储器)(步骤 S503 )。
这样，可以有效地制成代码表216。此外，通过改变算法(樣史 码)，可以比较容易地改变共用运算器218的运算内容。因此，可 以加灵活对应i史计的改变。
(第三实施例)
在本实施例中，对如图9所示的直方图制作部(统计信息取得 部)212的内部具体结构进^S兌明。
如上所述，在本发明的图像显示控制装置中，取得与1帧的图 像信号的亮度和色度相关的统计值，基于该统计值，对背光亮度及 图像信号(色度以及亮度)进行自适应校正。此外，如上所述，在 进行图像校正时，即使是平均亮度低的图像，平均色度高时，与省 电相比优先色度，从而进行限制背光的减光率的校正。为了进行这 样的控制，需要快速取得所需的亮度和色度的统计值信息。
图11是表示图9的直方图制作部(统计信息取得部)的内部 具体结构的电路图。如图11所示，设置有用于制作亮度直方图的 多个统计单元(EX0 EX255 )。 EX0-EX255中任意一个都是相同 的电^各结构。即，用于制作亮度直方图的多个统计单元(EX0~ EX255 )的各个统计单元包括比较器1,将输入的图像信号的亮 度值和基准亮度值(该基准亮度值在每个统计单元中都不同)进行 比较；加法计数器(up counter) 2;"与，，门(AND gate ) 3;以及 统计值緩冲器4。将亮度值定为256灰阶，对应于各灰阶的基准亮 度值(1) ~ ( 255 )的各基准亮度值被赋予各个比较器(EX0~ EX255 )。
将图像信号的亮度信号(Y)并行输入各统计单元(EX0~ EX255 )，并通过各比较器1,将与各灰阶相对应的基准亮度值(1 ) ~ (255 )同时进行比较。各比较器1作为亮度值的一致检测电路而 发挥功能，当输入亮度值与基准亮度值一致时，比较器的输出为高 电平，由此，将提供给"与"门3的另一个输入端子的动作时钟提 供给统计值緩冲器4。
统计值緩沖器4在提供时钟的定时，调入加法计数器2的计数 值并将其锁住(latch )。这样，图像信号所包含的各像素的亮度值 被分类为每个灰阶值并进行计数。由于输入图像的亮度值被并行输 入到各统计单元，因此可以超快速地耳又得统计值。
亮度最大值/最小值检测器5根据各统计单元(EX0 ~ EX255 ) 的计数值，求得亮度(Y)的最大值、最小值。此外，标准偏差运 算部6计算表示亮度(Y)的分布的标准偏差值。使用这样计算出 的统计值来进4亍自适应调光和图傳4交正。
此外，如图11的下侧所示，还i殳置有用于求得亮度(Y)的平 均值的统计单元ES (Y)、用于求得蓝色度(Cb)的平均值的统计 单元ES( Cb )、用于求得红色度(Cr )的平均^直的统计单元ES( Cr )。 各统计单元(ES (Y)、 ES (Cb)、 ES (Cr))是相同的结构。
即，各统计单元(ES (Y)、 ES (Cb)、 ES (Cr))包4舌力口法 器(7a-7c),将Y、 Cb、 Cr的值进行累力口；以及合计值緩沖器(8a 8c),存储累加值。平均值运算部(9a 9c)分别计算亮度(Y)的 平均值、色度(Cb)的平均值、色度(Cr)的平均值并加以输出。
如图4(C)所说明的，根据亮度(Y)和色度(Cb、 Cr)关系， 选择亮度(Y)或色度(Cb、 Cr)的任一个作为用于计算调光系数 的基础。上述的亮度(Y)的平均值、色度(Cb)的平均值、色度 (Cr)的平均值用于进行这样的判断。
此外，如图11的左下方所示的"与"门Al的设置目的是根 才居统计4直有效4言号，开启(geting )贝武予各统计单元(EX0 ~ EX255 ) 的动作时钟，并根据需要，停止时钟供给。同样地，"与"门A2的 设置目的是根据平均有效信号，开启赋予各统计单元(ES (Y)、 ES (Cb)、 ES (Cr))的动作时钟，并根据需要，停止时钟供给。 当不需要取得统计值时，停止时钟供给并停止统计值取得动作，从 而可以;咸少功库毛。
以上，通过实施例对本发明进行了说明，但是，本发明并不仅 限定于此，在不脱离本发明宗旨的范围内可以有各种变形、应用。如上所述，才艮据本发明的至少一个实施例，例如，可以获得以 下效果。
通过采用微程序控制方式的运算器，无需并行设置同种的硬件 即可进行实时运算，并可通过最小的电路、最小的功耗来实现高速 的自适应调光控制以及自适应图傳4交正。
由于不仅增强亮度，还增强(伸长)色度，从而可以抑制色度 的降^f氐，并可以更加有凌丈;也补偿随减光而引起的画质降4氐。
通过考虑亮度和色度两者来决定减光量，从而可以在色度高的 图像中限制减光量，并可以有效地防止由过度减光而引起的色度降低。
在调光校正和图像校正两者中，执行递归型(IIR)滤波处理，
可以确4呆对动态图 <象的场景转换的适应性，并可有效地抑制闪烁 (一见觉上的闪烁)的发生。
通过在计算出照明亮度的减光量之后，计算出适应于该减光量 的图像校正量(采用串行处理)，从而通常可以确保随调光控制的 滤波处理，和随图傳4交正的调光处理的平4釺。
才艮据本发明，可以将画质的降低抑制在最小限度，同时，可以 通过照明亮度的自适应调光来大幅度地降低功耗(确认最大30%的 降^f氐)。；t匕外，因为可以以最小限度的硬/f牛来力口以实玉见，所以可以 实现节省空间。
根据本发明，可以实现液晶显示装置等的驱动装置(驱动器)、 控制装置(控制器)、驱动控制装置(将驱动器和控制器一体化的 装置)的高附加价值。
通过将本发明的图像显示控制装置(LSI)安装于便携式终端 (包括便携式电话终端、PDA终端、可便携的计算机)，从而可以 高画质地显示单波段广播等的串流图像，且可以增长电池的寿命。
根据本发明，可以达成快速性(实时性)、低功耗性、抑制电 ^各^见才莫增大，同时，可以同时实现照明的自适应减光、和用于补偿 随该减光而引起的画质降低的、现有技术中没有的高精度图像校 正。
本发明被用作配合显示图像而对显示用的照明的亮度进行自 适应减光，同时，校正图像信号以补偿随该减光而引起的画质下降 的图像显示控制装置(图像显示控制LSI)、以及安装有该图像显示 控制装置的显示面板的驱动装置(驱动器)、显示面板的控制装置 (控制器)、显示面板的驱动控制装置(将驱动器和控制器一体化 的装置)、便携式终端等的电子设备。
附图才示i己i兌明
10 LCD面板 12 作为照明的背光(LED)
100便携式电话终端(电子设备)
102通信/图像处理部 104 CCD照相扭i
106 主计算扭i
110 驱动器
114 背光驱动器
118 背光(LED)
108 图像显示控制装置 112 面纟反驱动器 116 显示面4反 150 图4象车命入4妄口 (I/F)
152用于存储来自主计算机的控制信息的寄存器
154图^f象丰lr出4妄口 (I/F)200 图像校正芯
210定时部 212直方图制4乍部(统计4言息取4寻部)
214顺序计数器 216代码表
217解码器 218共用运算器
220系数緩冲器 222图l象冲交正部
400a、 400b第一及第二多路转换器
402算术逻辑运算单元(ALU)
404^酉己H 406 》酉己目的;也*411
408a 408c划分为每个分配目的;也的寄存器组
410 系数緩沖器
权利要求
1.一种图像显示控制装置，用于根据显示图像对图像显示用的照明进行自适应减光，并且，对图像信号进行校正以补偿随所述照明的减光而引起的画质下降，所述图像显示控制装置的特征在于，包括统计信息取得部，用于取得所述图像信号的统计信息；共用运算器，使用从所述统计信息取得部赋予的、所述图像信号的统计值信息，求出减光后的照明亮度，同时，生成用于所述图像信号的校正的校正系数；代码存储部，存储有用于指定所述共用运算器的动作步骤的多个代码；顺序指示部，控制来自所述代码存储部的所述代码的输出顺序；以及解码器，对从所述代码存储部输出的所述代码进行解码，并生成用于提供给所述共用运算器的指令及数据中的至少一个。
2. 根据权利要求1所述的图像显示控制装置，其特征在于，以由所述顺序指示部指示的顺序，,人所述^石马存4诸部依 次输出所述代码，将作为所述解码器的解码结果而生成的所述 指令或者所述数据提供给所述共用运算器，并由使用所述指令 或所述lt据的所述共用运算器来确定所述减光后的照明亮度、 和生成用于所述图像信号的校正的校正系数，输出使用所述校 正系数而被校正过的所述图像信号以及表示所述减光后的照 明亮度的信号。
3. 根据权利要求1所述的图像显示控制装置，其特征在于，所述共用运算器包括第一多路转换器及第二多路转换 器、算术逻辑运算单元、以及分配所述算术逻辑运算单元的运算结果的分配器，从所述解码器分别向所述第 一 多路转换器及第二多路转 换器提供系数，向所述算术逻辑运算单元提供运算命令，向所 述分配器提供分配信息。
4. 根据权利要求3所述的图像显示控制装置，其特征在于，所述共用运算器还包括 多个输出目的地寄存器；以及反馈路径，将所述多个输出目的地寄存器所存储的信号 的至少 一部分反々贵纟会输入侧。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的图像显示控制装置，其特 征在于，所述统计信息取得部取得所述图像信号的亮度的统计值 和色度的统计值，在使用所述校正系数的所述图像信号的校正中，进行增 强与所述照明的减光相只于应的亮度的才交正、以及增强与所述照 明的减光相对应的色度的校正。
6. 根据权利要求1至3中任一项所述的图像显示控制装置，其特 征在于，所述统计信息取得部取得所述图像信号的亮度的统计值 和色度的统计值，当求得所述减光后的照明亮度时，根据所述亮度的统计 值和所述色度的统计值之间的关系，判断优先所述照明的减光和防止所述色度的降低中的哪一个，当优先防止色度的降4氐 时，在对照明的减光进行限制的基础上进行减光控制。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的图像显示控制装置，其特 征在于，所述图像显示控制装置分别对减光所述照明的校正、以 及使用所述校正系数的所述图像信号的校正进行第 一递归型 的滤波处理及第二递归型的滤波处理，用于减光所述照明的4交正的、所述第 一递归型的滤波处 理的时间常数#皮设定为长于用于所述图 <象信号的校正的、所述 第二递归型的滤波处理的时间常。
8. 根据权利要求7所述的图像显示控制装置，其特征在于，所述图像显示控制装置根据所述亮度的统计值及所述色 度的统计值中的至少 一个，进行包括所述第 一递归型滤波处理 的所述照明的减光控制，并求得所述减光后的照明亮度，然后 根据求得的照明亮度，进行包括所述第二递归型滤波处理的所 述图像信号的才交正。
9. 根据权利要求7或8所述的图像显示控制装置，其特征在于，所述共用运算器包括用于将运算结果的至少一部分反馈 到输入侧的反々赍路径。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的图像显示控制装置，其特 征在于，言的算法的记述进行转换而获得的微码，该程序设计语言用于 才艮据显示图 <象对所述图 <象显示用的照明进4亍自适应减光并对图4象信号进行校正以补偿随所述照明的减光而引起的画质下降。
11. 一种光电装置的驱动装置，安装有权利要求1至10中任一项所述的图像显示控制装置。
12. —种光电装置的控制装置，安装有权利要求1至10中任一项 所述的图像显示控制装置。
13. —种光电装置的驱动控制装置，安装有权利要求1至10中任 一项所述的图像显示控制装置。
14. 一种电子设备，安装有权利要求1至10中任一项所述的图像 显示控制装置。
全文摘要
本发明提供了一种图像显示控制装置等，其达成快速性(实时性)、低功耗性、抑制电路规模的增大，同时，可以实现照明的自适应减光、及用于补偿随该减光而引起的画质下降的现有技术中没有的高精度图像校正。通过共用运算器(218)的实时运算来对用于减光后的照明亮度及图像校正的校正系数进行计算。通过代码表(216)所存储的微码来控制共用运算器(218)。在图像校正时，实施色度校正的强化，抑制由减光而引起的色度下降，并通过串行的递归型IIR滤波处理来防止闪烁。此外，即使对于图像的平均亮度低，色度高的图像，也可以限制照明的减光并抑制色度降低。
文档编号G09G3/34GK101178877SQ20071018816
公开日2008年5月14日 申请日期2007年11月12日 优先权日2006年11月10日
发明者山本武邦, 森贤次 申请人:精工爱普生株式会社
技术领域：
本发明涉及图像显示控制装置等。尤其涉及配合显示图像对显 示用照明的亮度进行自适应减光，同时，进行图4象信号4交正以补偿 随该减光而引起的画质下降的图像显示控制装置(图像显示控制
LSI)等。
背景技术：
在专利文献l中公开了一种技术为了实现省电化而降低背光 的发光光量，另一方面，调整图像数据，以便可以尽量地4是高液晶 显示画面的穿透率。
而且，在专利文献2中记载了一种为了^f交正显示图像的亮度信 号而使用一览表(LUT)的图4象校正装置。
专利文献1:日本特开平11-65531号公报
专利文献2:日本特开2004-310671号公才艮
为了同时进行用于防止照明(背光等)的减光和画质下降的图 像校正，需要快速地进行基于图像数据的庞大的运算。虽然也存在 以下方法使用存储运算结果的一览表(LUT)来简化运算处理， 但是存储器存取耗费时间。因此，在要求快速性的情况下无法使用。 例如，将基于单波段广播(便携式电话终端用数字广播)的串流映
像在便携式电话终端上再生的情况下，要求实时性，这时不适合使
用LUT的方式。
当由多个专用的硬件并行进行规定的运算时，虽然可以确保快 速性(实时性)，4旦是，电路的占有面积增大，同时，电3各功辟毛也 增大。
此外，在上述专利文献l中，虽然在用于补偿随照明的减光而 引起的画质下降的图像校正中，仅考虑了亮度的校正，但是由于照 明的减光而损坏了图4象的色度(颜色的鲜艳度)，画质大幅度下降， 所以需要不仅考虑亮度还考虑色度的图像校正。
此外，若进行配合显示图像的亮度来自适应地确定照明的减光 量的控制，则当显示图像的亮度快速变化时，恐怕照明亮度随之发 生快速变化，产生闪烁，从而导致显示图像的画质下降。特别是当 串流映像再生时，由于大多包括图像的亮度瞬间变化的情况，所以 恐怕会产生闪烁(视觉上的闪烁)。因此，需要想办法抑制随场景 转换而引起的闪烁。
发明内容
本发明鉴于上述问题而提出，目的在于提供一种图像显示控制 装置等。根据本发明，可以达成快速性(实时性)、低功耗性、抑 制电路规模的增大，同时，可以实现照明的自适应减光、及用于补 偿随该减光而引起的画质下降的现有技术中没有的高精度图像校 正。
本发明的图像显示控制装置用于根据显示图像对图像显示用 的照明进4亍自适应减光，并且，对图像信号进4亍校正以补偿随上述 照明的减光而引起的画质下降，上述图像显示控制装置包括统计 信息取得部，用于取得上述图像信号的统计信息；共用运算器，使
用从上述统计信息取得部赋予的、上述图像信号的统计值信息，求 出减光后的照明亮度，同时，生成用于上述图像信号的校正的校正
系数；代码存储部，存储有用于指定上述共用运算器的动作步骤的 多个代码；顺序指示部，控制来自上述代码存储部的上述代码的输 出顺序；以及解码器，对A人上述代码存卡者部输出的上述代码进;f亍解 码，并生成用于提供给上述共用运算器的指令及数据中的至少一 个。
通过基于共通的运算器(共用运算器)的实时运算来实现照明 的自适应减光处理以及图傳4交正处理。通过该运算，实时地计算出 图像校正用的校正系数和减光后的照明亮度，并进行使用计算出的 校正系数的图像校正。通过编码化的信号处理步骤的微码来对共用 运算器的运算进行控制。通过使用共用化的运算器，无需并4于i殳置 同种的硬件即可实现实时运算，并可以以最小的电路、最小的功耗 来实现快速的调光控制以及图像校正。
此外，根据本发明的图像显示控制装置的另一方面，以由上述
顺序指示部指示的顺序，从上述代码存^f诸部依次iir出上述代码，将 作为上述解码器的解码结果而生成的上述指令或者上述数据提供 给上述共用运算器，并由使用上述指令或上述数据的上述共用运算 器来确定上述减光后的照明亮度、和生成用于上述图像信号的校正 的校正系数，输出使用上述校正系数而被校正过的上述图像信号以 及表示上述减光后的照明亮度的信号。
在本发明中，明确了提供给共用运算器的指令(操作数
(operand))和数据(乘法系数等)的生成步骤。由顺序指示部对 存储有微码的代码表进行指示，依次输出代码，通过解码器生成指 令和数据，并提供给共用运算器，根据共用运算器的运算，生成减 光后的照明亮度和校正系数，并将它们并行地输出。可以通过最简单化的结构，可以快速且有效地生成减光后的照明亮度和才交正系数。
此外，根据本发明的图像显示控制装置的其他方面，上述共用 运算器包括第一多路转换器及第二多路转换器、算术逻辑运算单 元、以及分配上述算术逻辑运算单元的运算结果的分配器，乂人上述 解码器分别向上述第 一 多路转换器及第二多路转换器提供系数，向 上述算术逻辑运算单元提供运算命令，向上述分配器提供分配信 息。
在本发明中，明确了以下技术内容明确了共用运算器的具体 结构的一例，并且，明确了向各个构成要素提供怎样的指令或数据。 即，在本实施例中，通过多个多if各转换器、算术逻辑运算单元 (ALU)、以及分配器来构成共用运算器。向多路转换器提供用于 运算的系数，向ALU提供指令(操作码)，并向分配器提供分配目 的地信息。
此外，根据本发明的图像显示控制装置的其他方面，上述共用 运算器还包括多个输出目的地寄存器；以及反馈路径，将上述多 个输出目的地寄存器所存卞者的信号的至少一部分反々贵给输入侧。
在本发明中，明确了共用运算器具有用于将运算结果反馈给输 入侧的反馈路径的这个技术内容。由此，可以实现以下处理例如， 首先，通过第一运算处理求得减光后的照明亮度，并将该运算结果 反馈给输入侧，根据该求得的照明亮度来求得图像的校正系数。此 外，因为共用运算器具有反馈路径，所以可以进行递归(IIR)的滤 波处理。
此外，才艮据本发明的图像显示控制装置的其他方面，上述统计 信息取得部取得上述图像信号的亮度的统计值和色度的统计值，在
使用上述校正系数的上述图像信号的校正中，进行增强与上述照明 的减光相对应的亮度的校正、以及增强与上述照明的减光相对应的 色度的4交正。
在进行随减光的图像校正时，如果仅提高(伸长)亮度，会产 生由色度降低而引起的画质下降的情况。即，无法避免由于照明的 减光，整个色域缩小，从而色度也降低的情况。因此，根据本发明，
进行不仅伸长亮度，还伸长色度(红色度(Cr)、蓝色度(Cb))的 图像校正(例如，强化色度校正，以便调光前后的平均色度尽可能 i也一致)，由此，可以防止色彩鲜艳的图l象的画质下降。
此外，根据本发明的图像显示控制装置的其他方面，上述统计 信息取得部取得上述图像信号的亮度的统计值和色度的统计值，当 求得上述减光后的照明亮度时，根据上述亮度的统计值和上述色度 的统计值之间的关系，判断优先上述照明的减光和防止上述色度的 降《氐中的哪一个，当优先防止色度的降低时，在对照明的减光进4亍 限制的基础上进行减光控制。
当对应图像的统计信息对照明(背光等)进行自适应减光时， 如果^f又以亮度为基础来确定减光量，则会存在减光过度，红(R) 和蓝(B)的鲜明度受损的情况。即，以由于发暗图像受到减光的 影响小，因此照明的减光量大为原则。但是，即使对于发暗图像， 例如在画面中心有鲜艳的大蔷薇花时，为了抑制该蔷薇花的色度下 降，从而对减光量进行限制是妥当的。但是，因为红(R)和蓝(B) 对亮度(Y)的贡献率低，所以根据仅凭借亮度(Y)进行判断其 为发暗图像这样的判断，会使照明过度降低。因此，为了防止这样 的过度减光，不仅依据亮度(Y),还要将色度(红色度(Cr)、蓝 色度(Cb))也作为基准来确定减光，并当亮度和色度满足规定的 关系时，优先色度地对减光量进行限制。据此，在色度高的图像中， 可抑制减光，并可抑制显示图像的色度降低。
此外，4艮据本发明的图像显示控制装置的其他方面，上述图叶象 显示控制装置分别对减光上述照明的校正、以及使用上述校正系数
的上述图像信号的校正进行笫一递归型(IIR)的滤波处理及第二递 归型的滤波处理，用于减光上述照明的4t正的、上述第一递归型
正的、上述第二递归型(IIR)的滤波处理的时间常tt。
当以动态图像的各帧进行照明亮度的自适应调光和图像校正 时，由于随场景转换的照明亮度和图像校正量的急剧变化，会产生 视觉的闪烁(flicker )。因此，以帧为单位对所要求的照明才交正和图 像才交正的双方进4亍与各个特性相适应的滤波处理。因为对于照明亮 度的变化是白和黑的变化而言，由于在视觉上容易识别，所以进行 时间常凄t长的滤波处理，另一方面，因为对于图^f象校正量的变化是 中间色调的变化，难以引起注意，所以重视对动态图像的场景转换 的适应性，并进4于时间常凄t短的滤波处理。据此，可以实现随动态 图像的场景转换的图像校正，同时，可以有效地抑制随照明的自适 应校正的闪烁。
此外，根据本发明的图像显示控制装置的其他方面，上述图像 显示控制装置根据上述亮度的统计值及上述色度的统计值中的至 少 一 个，进4 于包4舌上述第 一 递归型滤波处理的上述照明的减光控 制，并求得上述减光后的照明亮度，然后根据求得的照明亮度，进 行包括上述第二递归型滤波处理的上述图像信号的校正。
并且，如果分别独立地进4于第 一递归型滤波处理和第二递归型 滤波处理，则会有破坏照明校正和图像校正之间的平衡且降低画质 的情况。因此，以帧为单位对所要求的照明亮度进行第一递归型滤 波处理，并才艮据该结果求得图傳4交正量，对该图^f象校正量进行第二 递归型滤波处理(串行处理)。由于在计算出照明亮度的减光量之
后，计算与该减光量相适应的图俜^交正量，所以通常可以确^床第一 及第二递归型滤波处理的平衡。
此外，才艮据本发明的图^f象显示控制装置的其他方面，上述共用 运算器包括用于将运算结果的至少 一部分反馈到输入侧的反馈路径。
在本发明中，明确了以下技术内容通过在共用运算器中设置 反馈路径，从而可以进行第一及第二递归型滤波处理。
此外，根据本发明的图像显示控制装置的其他方面，上述代码 存储部所存储的上述代码是对基于程序设计语言的算法的记述进
行转换而获得的孩支码，该程序设计语言用于根据显示图像对上述图 4象显示用的照明进行自适应减光并对图 <象信号进行才交正以补偿随 上述照明的减光而？ 1起的画质下降。
例如，通过将由高级程序"i殳计语言制成的算法一并进^f亍转换， 并生成樣i石马，写入ROM (读出专用存4诸器)，/人而可以有岁丈;也制成 代码表。通过变更算法(微码)，可以比较容易地变更共用运算器 的运算内容。因此，可以灵活地对应i殳计变更。
此外，本发明的光电装置的驱动装置安装有图像显示控制装置。
本发明的图像显示控制装置(图像显示控制LSI)被安装在光 电装置(包括液晶显示装置)的驱动装置(驱动器)中。本发明的 图像显示控制装置(图像显示控制LSI)具有以下特性可处理串 流图像这样的动态图像的实时性、卓越的省电性以及可以实现小型 化。因此，提高了驱动装置(驱动器)的附加价值。
此外，本发明的光电装置的控制装置安装有本发明图像显示控 制装置。
本发明的图像显示控制装置(图像显示控制LSI)被安装在光 电装置(包括液晶显示装置)的控制装置(控制器)中。本发明的 图像显示控制装置(图像显示控制LSI)具有以下特性可处理串 流图像这样的动态图像的实时性、卓越的省电性以及可以实现小型 化。因此，提高了控制装置(控制器)的附加价值。
此外，本发明的光电装置的驱动控制装置安装有本发明图像显 示控制装置。
本发明的图像显示控制装置(图像显示控制LSI)被安装在光 电装置(包括液晶显示装置)的驱动控制装置(将驱动器和控制器 一体化的装置)中。本发明的图像显示控制装置(图像显示控制LSI) 具有以下特性可处理串流图像这样的动态图像的实时性、卓越的 省电性以及可以实现小型化。因此，提高了驱动控制装置(将驱动 器和控制器一体化的装置)的附加价值。
此外，本发明的电子设备安装有本发明的图像显示控制装置。
例如，通过将本发明的图像显示控制装置(LSI)安装于便携 式终端(包括便携式电话终端、PDA终端、可便携式计算机)，从 而可以以高画质来显示单波_歐广播等的串流图4象，且可以延长电池 的寿命。
根据本发明的至少一个实施例，例如，可以获得以下效果
(1)通过使用微程序控制方式的运算器，无需并行设置同种 的硬件即可实现实时运算，可以以最小的电路、最小的功耗，实现 快速的自适应调光控制和自适应图像;&正。
(2)通过不仅增强亮度，还增强(伸长)色度，从而可以抑 制色度的降低，并可以更加有效地补偿随减光而引起的画质降低。
(3 )通过考虑亮度和色度两者来决定减光量，从而可以在色 度高的图 <象中限制减光量，并可以有效地防止由过度减光而引起的 色度降低。
(4) 在调光校正和图像校正两者中，执行递归型(IIR)滤波
从而可以确保对动态图像的场景转换的适应性，并可有效地抑制闪 烁(视觉上的闪烁)的发生。
(5) 通过在计算出照明亮度的减光量之后，计算出适应于该 减光量的图傳4交正量(采用串4亍处理)，乂人而通常可以确4呆随调光 控制的滤波处理，和随图像校正的调光处理的平4軒。
(6) 可以将画质的降低抑制在最小限度，同时，可以通过照 明亮度的自适应调光来大幅度地降低功耗(确认最大30 °/。的降低)。 此夕卜，因为可以以最小限度的石更件来加以实现，所以可以实现节省 空间。
(7) 可以实现液晶显示装置等的驱动装置(驱动器)、控制装 置(控制器)、驱动控制装置(将驱动器和控制器一体化的装置) 的高附加价值。
(8) 通过将本发明的图像显示控制装置(LSI)安装于便携式 终端(包括〗更携式电话终端、PDA终端、可i"更携的计算才几)，乂人而 可以高画质地显示单波段广播等的串流图像，且可以增长电池的寿 命。 (9)可以达成快速性(实时性)、低功耗性、抑制电路规^t增
大，同时，可以同时实J见照明的自适应减光、和用于4M尝随该减光
而引起的画质降低的、现有技术中没有的高精度图像校正。
图1(A) ~图l(C)是用于对本发明的图像显示控制装置(图 4象显示控制LSI)中所采用的、与显示图像相对应的自适应的调光 控制以及图像校正的内容进行说明的图2是表示背光(backlight)削减率、无调光时的图像;欧正量 (Gy)、有调光时的图像校正量(Gy，)、以及随调光的图像校正量 的强化部分(AGy)相对于1帧图〗象的平均亮度(Yave)的变化的 特性图3是表示随调光的图像校正量的强化部分(AGy = Gy，-Gy) 的特性线对应背光的亮度削减率如4可变化的示意图4 ( A ) ~图4 ( C )分别是用于说明色度校正的图5 (A) ~图5 (D)是用于说明本发明的图像显示控制装置 的概要以及滤波处理的内容的图6 ( A) ~图6 (D)分别是用于对本发明的图^f象显示装置的 安装形态进行说明的框图7是表示本发明图像显示控制装置(图像显示控制LSI)的 整体结构的概要的框图8是主计算机提供给图像显示控制装置的控制信号的内容的 示意图9是表示如图7所示的图^f象显示控制装置的具体结构的才匡
图IO是说明代码表的制作步骤的示意图；以及
图11是表示如图9所示的直方图(histogram)制作部(统计 信息取得部)的内部的具体结构的电路图。
具体实施例方式
在对本发明的实施例进行说明之前，先使用图1 ~图6，对通 过本发明的图像显示控制装置(图像显示控制LSI)来执^f亍的、与 显示图<象相对应的自适应调光控制及图俦^交正的内容进4亍-说明。
(调光控制与图像校正之间的关系)
图1 (A) ~图1 (C)是用于对在本发明的图像显示控制装置 (图^f象显示控制LSI)中所采用的、与显示图〗象相对应的自适应调 光控制以及图像校正的内容进行说明的图。
如图1 (A)所示，在本发明的实施例中，同时进4亍'液晶面4反 (LCD) 10的自适应图像校正、以及照明(LED:以下称为背光) 12的亮度的自适应校正(自适应调光)。在图1 (A)中，Gy，是有 调光时的被强化后的图像校正量。该Gy，是通过将无调光时的图像 校正量Gy加上随调光的图像校正量的强化部分AGy而获得的。此 外，Gs是随自适应调光的背光12的亮度的校正量。
图1 (B)示出无调光时的图像校正量Gy。即，Gy是将背光 12的亮度进行固定时的图像校正量。例如，对亮度低的部分进行提 高亮度这样的校正，对亮度高的部分进行降低亮度这样的校正。
图1 (C)示出随调光的图像校正量的强化部分AGy。由于发 暗的图像与明亮的图像相比，4交难受到背光12减光的影响，因此 原则上当为发暗图像时，背光12的减光量增大。但是，因为随着 减光，显示图像的亮度会降低，所以需要强化图像校正，以便对亮 度降低进行补偿。随调光(Gs)的图像校正的强化部分为AGy。
在本发明中，如图1 (A)所示，为了实现省电而积才及地进4亍 背光12的减光，另一方面，为了对随该减光而引起的画质下降进 行补偿，通过在通常的图像校正量(Gy)上加上随调光(Gs)的图 1象才交正量的强化部分(AGy )， 乂人而确定最终的图傳4交正量Gy。
(关于图l象;f交正量的自适应调光)
图2是表示背光削减率、无调光时的图像;f交正量(Gy)、有调 光时的图像校正量(Gy，)、随调光的图像校正量的强化部分(AGy) 相对于1帧图4象的平均亮度(Yave)变化的特性图。
在图2中，特性线A表示背光亮度削减率(％ )的特性，特性 线B表示无调光时的图像校正量(Gy)的特性，特性线C表示有 调光时图像校正量(Gy，)的特性，特性线D表示随调光的图像校 正量的强化部分(AGy)的特性。
首先，着眼于表示背光亮度削减率变化的特性线A。很明显， 平均亮度(Yave)越低，背光亮度削减率越高，随着平均亮度(Yave) 的变高，背光亮度削减率降低。这是因为越是平均亮度高的图像， 背光减光的影响越大，所以其结果对于平均亮度低的图像优先实 现省电而大幅度地减光，而对于平均亮度高的图像则优先实现抑制 画质降^f氐而d 、幅度地减光。
然后，着眼于表示无调光时的图像校正量Gy变化的特性线B。 如图2所示，到平均亮度值Gammathl为止，实施几乎定量的亮度
提高的校正，若平均亮度值增大，则亮度的提高量减少，当平均亮
度值大于平均亮度值Gammath2时，进行降低亮度的校正。即，基 本上是当平均亮度低时进行提高亮度这样的校正，并当平均亮度过 高时进行降低亮度这样的校正。
接下来，着眼于表示有调光时的图像校正量Gy，变化的特性线 C。很明显，平均亮度越低，图像校正量越大，而平均亮度越高， 图像校正量越小。这是因为以特性线B为基础来决定图像校正量， 并在此基础上，为了防止设定有大减光率的低亮度侧的画质降低， 而越是低亮度侧越需要对图像校正量进行强化。
下面，着眼于表示随调光的图像校正量的强化部分(AGy = Gy，-Gy)变化的特性线D。如上所述，随调光的图像校正量的强化 部分AGy在低亮度侧增大，并随亮度值的增大而逐渐降低。但是， 图像校正量的强化部分从平均亮度值Gammath3附近开始緩緩地上 升。这是因为随着背光12的减光，越是高亮度的图像越担心其 画质下降，所以为了抑制平均亮度高的图像的亮度下降，需要进一 步强化图像校正。
(省电性的强弱和AGy的关系)
图3是随调光的图傳4交正量的强化部分(AGy = Gy，-Gy )的特 性线对应背光的亮度削减率如何变化的示意图。在图3中，特性线 A表示高省电(背光亮度削减率30% )时的特性线，特性线B表示 低省电(背光亮度削减率10% )时的特性线，特性线C表示普通 省电(背光亮度削减率20% )时的特性线。
如上所述，任一条特性线都示出以下这种倾向随调光的图傳_ 校正量的强化部分AGy在低亮度侧增大，并随亮度值的增大而逐渐 降低，但是，也示出了在亮度值高的区域AGy又逐渐上升的倾向。
此外，越是强化省电性并增大背光的亮度削减率，随调光的图像校
正量的强^:部分AGy越随之增大。 (色度的校正强化)
由于背光的减光，画面整体的色度下降。因此，进行色度4交正 以保存调光前后的色度。基本上，按照下面的算式(1)来进行色 度的校正。此外，虽然在下面的算式中，仅示出了蓝色度(Cb-Y -B),但是红色度(Cr = Y-R)也是相同的。<formula>formula see original document page 19</formula> ( 1 )
在上面的算式(l)中，cb是色度校正输入色差，Cb是色度校 正输出色差，Gc是色度校正量，Fc是色度校正系数曲线。
图4 ( A ) ~图4 ( C )是用于说明色度冲交正的图。图4 ( A ) 是输出色差(Cb或Cr)相对于输入色差(cb或cr)的示意图。在 图4(A)中，实线所示的特性线和虚线所示的直线之间的差分相 当于上面算式(l)中的色度校正量Gc。图4(B)是校正系数(Fc) 相对于输入色度(cb或cr)的特性的示意图。其中，由于在上面的 算式(1)中，示出了未考虑调光时的色度校正，但是实际上还需 要将色度校正量Gc加上随调光的色度校正的强化部分AGc。 AGc 可以在调光前后，平均色度相等的条件下通过解方程式而求得。
此外，如果仅以亮度为基础来确定减光量，则会存在减光过度， 红(R)和蓝(B)的鲜明度受损的情况。即，以由于发暗图像受到 减光的影响小，因此照明的减光量大为原则。但是，即使对于发暗 图像，例如在画面中心有鲜艳的大蔷薇花时，为了抑制该蔷薇花的 色度下降，从而对减光量进行限制是妥当的。但是，因为红(R) 和蓝(B)对亮度(Y)的贡献率低，所以根据仅凭借亮度(Y)进 行判断其为发暗图像这样的判断，会使照明过度降低。因此，为了 防止这样的过度减光，不仅依据亮度(Y),还要将色度(红色度(Cr )、 蓝色度(Cb))也作为基准来确定减光，并当亮度和色度满足规定 的关系时，优先色度地对减光量进行限制。据此，在色度高的图傳_ 中，可抑制减光，并可抑制显示图像的色度降低。
图4 (C)是用于"i兌明以下处理的图，该处理为4吏用通过平 均亮度和平均色度之间的关系而决定的阈值，确定优先保存减光和 色度中的哪一个。如图4 (C)所示，设定通过亮度的平均值和色 差(=色度)的平均值的关系而决定的阈值，将该阈值作为界限， 判断是根据亮度进行减光还是根据色度进行减光。
在图4(C)中，斜线所示的区域ZP2是基于色度(cr， cb)的 调光区域，ZP1是基于亮度(Y)的调光区域。例如，当平均亮度 值为"64"时，由于图像发暗，因此如果仅凭借亮度进行判断，则 减光量就会大大增加。但是，当平均色度为例如"96"时，由于为 色度高的图像，因此需要抑制由于减光而引起的色度下降。因此， 在这种情况下，以色度为基准来确定减光量(与以亮度为基准时相 比，减小减光量)。即，对以亮度为基准的减光量设置基于色度的 规定限制，由此，抑制极端降低色度这样的过度减光。
(用于防止随场景转4奐(scene change )而引起的闪烁的滤波处
理)
当以动态图像的各帧进行照明亮度的自适应调光和图像校正 时，由于随场景转换的照明亮度和图像4交正量的急剧变化，会产生 一见觉的闪烁(flicker )。因此，以帧为单位对所要求的照明4交正和图 像校正的双方进行与各个特性相适应的滤波处理。因为对于照明亮 度的变化是白和黑的变化而言，由于在视觉上容易识别，所以进行 时间常凄t长的滤波处理，另一方面，因为对于图傳4交正量的变化是 中间色调的变化，难以引起注意，所以重视对动态图像的场景转换
的适应性，并进4亍时间常凄t短的滤波处理。据此，可以实现随动态 图像的场景转换的图像校正，同时，可以有效地抑制随照明的自适 应才交正的闪烁。
此外，如果独立进4亍各个滤波处理，则会有石皮坏照明4交正和图 像校正之间的平衡且降低画质的情况。因此，以帧为单位对所要求 的照明亮度进行第一滤波处理，并根据该结果求得图像校正量，对 该图像校正量进行第二滤波处理(采用进行串行处理的结构)。由 于在计算出照明亮度的减光量之后，计算与该减光量相适应的图像 冲交正量，所以通常可以确^呆第一及第二滤波处理的平4軒。
图5是用于说明本发明的图像显示控制装置的概要及滤波处理 的内容的图。即，图5 (A)是表示图像显示控制装置的整体结构 的框图，图5 (B)是进一步具体示出图5(A)所示结构的框图， 图5 ( C)是表示调光控制时进行的滤波处理的时间常数的图，图5 (D)是表示图像校正时进行的滤波处理的时间常数的图。
如图5 (A)所示，输入亮度(Y)、蓝色度(Cb)、红色度(Cr) 的平均值中的最大值(将其记为Wave),对该输入信号进4亍线性处 理(C)，计算背光亮度(K),通过时间常数长的时间轴滤波器22 对该背光亮度(K)进行滤波，从而获得最终的背光亮度(表示减 光后的背光亮度的调光系数)Kflt。通过滤波系数P对时间轴滤波 器22的特性进行控制。滤波系数P的值和图像的平均亮度的变化 率(AYave)之间的关系如图5 (C)所示。
根据最终背光亮度(Kflt),由图像校正量计算部24计算亮度 才交正以及色度才交正的冲交正量Gym。由将时间常ft4交短地r没定的时间 轴滤波器26对图傳4交正量Gym进4亍滤波处理，由此，求得最终的 图像校正量(Gy，)。通过滤波系数q对时间轴滤波器26的特性进
行控制。滤波系数q的值和图像的平均亮度的变化率(AYave)之 间的关系如图5 (D)所示。
如图5 (B)所示，背光用的时间轴滤波器22是递归型(IIR) 滤波器，图像校正量用的时间轴滤波器26同样也是递归型(IIR) 滤波器。背光用的时间轴滤波器22的传递函数是Hbl[z],图像校 正量用的时间轴滤波器26的传递函数是Himg[Z]。因此，图像显示 控制装置中的滤波处理的传递函数通过Hbl [z]/Himg[Z]加以表示。 此外，图像校正用计算部24通过非线性的传递函数来实现。此外， 在图5 (B)中，参考符号28、参考符号30表示延时元件。
下面，参照附图对本发明的实施例进行说明。
(第一实施例)
(图像显示控制装置的安装形态)
图6 ( A)-图6 (D)分别是用于说明本发明的图像显示装置 的安装形态的框图。
在图6(A)中，便携式电话终端(电子设备的一例)100中安 装有图像显示控制装置(图像显示控制LSI)。该便携式电话终端 100包括天线AN、通信/图像处理部102、 CCD照相#几104、主计 算机106、图像显示控制装置(图像显示控制LSI) 108、驱动器110 (包括面板驱动器112和背光驱动器114 )、显示面板(例如，液晶 面板(LCD)) 116、背光(LED) 118。
在图6 (B)中，在驱动装置(驱动器)110自身中安装有图像 显示控制装置(图像显示控制LSI) 108，从主计算机106向该图像 显示控制装置(图像显示控制LSI) 108输入图像信号和控制信息。
在图6 (C)中，在驱动器110的控制装置(控制器)130中安 装有图像显示控制装置(图像显示控制LSI) 108。在图6 (D)中， 在驱动控制装置(将驱动器和控制器一体化的装置)140中安装有 图像显示控制装置(图^f象显示控制LSI) 108。
本发明的图像显示控制装置(图像显示控制LSI) 108具备可 以处理串流(streaming)图<象这样的动态图<象的实时性、和卓越的 省电性以及可以实现小型化等特性。因此，通过安装本发明的图係_ 显示控制装置(图像显示控制LSI),驱动装置(驱动器)110、控 制装置(控制器)130、驱动控制装置(将驱动器和控制器一体化 的装置)以及电子设备100的附加价值提高。
(图像显示控制装置的整体结构)
图7是表示本发明图像显示控制装置(图像显示控制LSI)的 整体结构的概要的框图。
在此，图像显示控制装置108被安装在便携式终端(包括便携 式电话终端、PDA终端、可便携的计算机终端)中。便携式终端包 4舌侈寸^口， 4妄4欠单;皮,殳广^番(one segment broadcasting )的天线AN、 通信/图像处理部102、主计算机106。主计算才几106例如将接收到 的串流映像信号4是供给图^象显示控制装置108。此外，虽然也可以 将通过CCD照相机拍摄的图像信号提供给图像显示控制装置108 (参照图6 (A)),但是在图7中省略了 CCD照相机。
如图7所示，图像显示控制装置108包括图像输入4妄口 (I/F) 150， 4妄收从主计算才几106赋予的图像信号(RGB (颜色信号形式) 或YUV (亮度信号和色差信号的形式))，当该图像信号为RGB时 转换为YUV的图^f象信号；寄存器152，临时存储从主计算才几106 贝武予的控制^f言息；图傳4交正芯(core) 200,确定调光后的背光亮度
(调光系数Kflt),同时，对图像信号进行图像校正处理以补偿随减 光而引起的画质下降；以及图4象输出4妄口 (I/F)154,将YUV形式 的图像信号转换成RGB形式图像信号并输出、或以YUV形式直接 输出。
图像校正芯200包括定时部210,从图傳_输入接口 (I/F)150 输出的YUV形式的图像信号中抽出同步信号，并生成表示各部的 动作定时的定时信号；直方图制作部(统计信息取得部)212,取 得运算所需的统计信息；顺序计数器214;代码表216,存储将校 正算法(algorithm)细化后的樣么码；解码器217,解码孩t码并生成 指令和数据；共用运算器218，由最小限度的电路构成，并共同用 于调光和图像校正的各个处理；系数緩冲器220,临时存储通过运 算而生成的、用于图像校正的校正系数；以及图像校正部222,使 用校正系数来校正图像信号。
图8是主计算机提供给图像显示控制装置的控制信号的内容的 示意图。从通信/图像处理部102向主计算机106输入例如以MPEG4 为标准的图像信号，而且，从图像输入接口 (I/F) 302向主计算机 106输入模式信息(例如指定高清晰显示模式的模式信号)以及画 质信息(例如表示伽马校正、对比度、色度强度的信息或场景加权 系数信息等)。
从主计算才几106输出图像信号(RGB形式或YUV形式)，此 夕卜，还输出作为控制信息的伽马校正强度(L1 )、对比度强度(L2)、 色度强度(L3)、图像校正用场景加权系数(L4)、背光亮度削减率
(省电程度L5)、以及背光用场景加权系数(L6)。图像校正用场 景加权系数(L4)相当于图5的滤波系数P,背光用场景加权系数
(L6)相当于图5的滤波系数q。
上述控制信息在被临时存储在寄存器152中后，被提供给共用 运算器218。共用运算器218基于被赋予的控制信息，使用来自解 码器217的指令和数据进行规定的运算，并生成用于图像才交正的校 正系数及背光亮度(调光系数Kflt)。
图9是表示如图7所示的图像显示控制装置的具体结构的框 图。在图9中，进一步具体;也示出了图<^&正芯200的结构。此外， 在图9中，对和图7相同的部分标注了相同的参考符号。
在图9中，共用运算器218包括第一及第二多路转换器(400a、 400b);算术逻辑运算单元(ALU) 402;分配器404，分配算术逻 辑运算单元(ALU)的运算结果；多个输出目的地寄存器(目的寄 存器)406。输出目的地寄存器406包括划分给各输出目的地的寄 存器组408a 408c。此外，形成有反馈;洛径，其用于将存储于多个 寄存器组408a 408c的各个寄存器组中的运算结果的至少一部分 反馈给第一及第二多路转换器(400a、 400b)的输入侧。
下面，对图9的图像校正芯200的各部的功能以及动作进行具 体说明。直方图制作部(统计信息取得部)212取得1帧的图像信 号的统计信息(关于亮度的统计信息以及关于色度的统计信息)。 此外，将在第三实施例中对直方图制作部(统计信息取得部)212 的具体内部结构进;f亍i兌明。
代码表(代码存储部)216存储用于指定共用运算器218的动 作步骤的多个微码。此外，将在第二实施例中对代码表216的制作 步骤进行说明。
顺序计数器(顺序指示部)214对代码表216进行指示 (pointing),并控制从代码表216输出微码的顺序。解码器217对
从代码表216中依次输出的微码进行解码，并生成用于提供给共用 运算器的指令及数据(系数等)中的至少一个。
从解码器217向第一及第二多路转换器(400a、 400b)才是供用 于运算的系凄t，并从解码器217向算术逻辑运算单元(ALU) 402 提供运算指令(操作码(opecode)),从解码器217向分配器404 4是供分配目的地信息(目的信息)。
共用运算器218实时地计算图像校正用的校正系数和减光后的 背光亮度(调光系数Kflt)。根据共用运算器218的运算，其结果进 行使用图5 (A) ~图5 (D)所说明的数字信号处理。此外，实质 上进行了使用图2 ~图5所说明的以下所有的串行处理色度的增 强处理、用于防止高色度图像的画质下降而限制背光亮度的减光率 的处理、以及第一及第二递归滤波处理。
如上所述，通过将信号处理步骤编码化后的樣i码来对共用运算 器218的运算进行控制。通过使用共用化后的最小限度的电路结构 的运算器，无需并行设置同种的石更件即可实现实时运算。因此，可 以通过最小的电路、最小的功耗，实现高速的调光控制以及图像校 正。
共用运算器218的运算结果^皮临时存储在^皮划分为每个输出目 的地的寄存器组408a 408c中。将计算出的背光亮度(调光系翁: Kflt)输出给背光(LED)驱动器，而且，校正系数被存储在系数 緩冲器410中。将系数緩冲器410中所存储的校正系数与下一帧的 图像信号的输入同步地提供给图像校正部222,从而进行图像的校 正(亮度以及色度的增强)。
此外，通过反馈路径，将多个寄存器组408a-408c的各个寄 存器组中存储的运算结果的至少 一部分反馈给第 一及第二多路转换器(400a、 400b)的输入侧。据此，首先，求得减光后的照明亮 度，将该运算结果返回给输入侧，并根据该求得的照明亮度来进行 求得图像的校正系数的处理。并且，进行上述第一及第二递归(IIR) 滤波处理。
(第二实施例)
下面，对如图IO所示的代码表的制作步骤进行说明。图10是 代码表的制作步骤的示意图。
在图10中，首先，根据显示图像，对图像显示用的背光进行 自适应减光，并且准备基于程序设计语言(例如，高级程序设计语 言)的算法(增强运算算法)(步骤S500 ),其中，该程序设计语言 用于校正图像信号以补偿随背光减光而引起的画质下降。
然后，将通过程序设计语言制成的算法一并进行转换，并生成 樣丈码(步骤S502 )。
接下来，将生成的微码写入ROM (读出专用存储器)(步骤 S503 )。
这样，可以有效地制成代码表216。此外，通过改变算法(樣史 码)，可以比较容易地改变共用运算器218的运算内容。因此，可 以加灵活对应i史计的改变。
(第三实施例)
在本实施例中，对如图9所示的直方图制作部(统计信息取得 部)212的内部具体结构进^S兌明。
如上所述，在本发明的图像显示控制装置中，取得与1帧的图 像信号的亮度和色度相关的统计值，基于该统计值，对背光亮度及 图像信号(色度以及亮度)进行自适应校正。此外，如上所述，在 进行图像校正时，即使是平均亮度低的图像，平均色度高时，与省 电相比优先色度，从而进行限制背光的减光率的校正。为了进行这 样的控制，需要快速取得所需的亮度和色度的统计值信息。
图11是表示图9的直方图制作部(统计信息取得部)的内部 具体结构的电路图。如图11所示，设置有用于制作亮度直方图的 多个统计单元(EX0 EX255 )。 EX0-EX255中任意一个都是相同 的电^各结构。即，用于制作亮度直方图的多个统计单元(EX0~ EX255 )的各个统计单元包括比较器1,将输入的图像信号的亮 度值和基准亮度值(该基准亮度值在每个统计单元中都不同)进行 比较；加法计数器(up counter) 2;"与，，门(AND gate ) 3;以及 统计值緩冲器4。将亮度值定为256灰阶，对应于各灰阶的基准亮 度值(1) ~ ( 255 )的各基准亮度值被赋予各个比较器(EX0~ EX255 )。
将图像信号的亮度信号(Y)并行输入各统计单元(EX0~ EX255 )，并通过各比较器1,将与各灰阶相对应的基准亮度值(1 ) ~ (255 )同时进行比较。各比较器1作为亮度值的一致检测电路而 发挥功能，当输入亮度值与基准亮度值一致时，比较器的输出为高 电平，由此，将提供给"与"门3的另一个输入端子的动作时钟提 供给统计值緩冲器4。
统计值緩沖器4在提供时钟的定时，调入加法计数器2的计数 值并将其锁住(latch )。这样，图像信号所包含的各像素的亮度值 被分类为每个灰阶值并进行计数。由于输入图像的亮度值被并行输 入到各统计单元，因此可以超快速地耳又得统计值。
亮度最大值/最小值检测器5根据各统计单元(EX0 ~ EX255 ) 的计数值，求得亮度(Y)的最大值、最小值。此外，标准偏差运 算部6计算表示亮度(Y)的分布的标准偏差值。使用这样计算出 的统计值来进4亍自适应调光和图傳4交正。
此外，如图11的下侧所示，还i殳置有用于求得亮度(Y)的平 均值的统计单元ES (Y)、用于求得蓝色度(Cb)的平均值的统计 单元ES( Cb )、用于求得红色度(Cr )的平均^直的统计单元ES( Cr )。 各统计单元(ES (Y)、 ES (Cb)、 ES (Cr))是相同的结构。
即，各统计单元(ES (Y)、 ES (Cb)、 ES (Cr))包4舌力口法 器(7a-7c),将Y、 Cb、 Cr的值进行累力口；以及合计值緩沖器(8a 8c),存储累加值。平均值运算部(9a 9c)分别计算亮度(Y)的 平均值、色度(Cb)的平均值、色度(Cr)的平均值并加以输出。
如图4(C)所说明的，根据亮度(Y)和色度(Cb、 Cr)关系， 选择亮度(Y)或色度(Cb、 Cr)的任一个作为用于计算调光系数 的基础。上述的亮度(Y)的平均值、色度(Cb)的平均值、色度 (Cr)的平均值用于进行这样的判断。
此外，如图11的左下方所示的"与"门Al的设置目的是根 才居统计4直有效4言号，开启(geting )贝武予各统计单元(EX0 ~ EX255 ) 的动作时钟，并根据需要，停止时钟供给。同样地，"与"门A2的 设置目的是根据平均有效信号，开启赋予各统计单元(ES (Y)、 ES (Cb)、 ES (Cr))的动作时钟，并根据需要，停止时钟供给。 当不需要取得统计值时，停止时钟供给并停止统计值取得动作，从 而可以;咸少功库毛。
以上，通过实施例对本发明进行了说明，但是，本发明并不仅 限定于此，在不脱离本发明宗旨的范围内可以有各种变形、应用。如上所述，才艮据本发明的至少一个实施例，例如，可以获得以 下效果。
通过采用微程序控制方式的运算器，无需并行设置同种的硬件 即可进行实时运算，并可通过最小的电路、最小的功耗来实现高速 的自适应调光控制以及自适应图傳4交正。
由于不仅增强亮度，还增强(伸长)色度，从而可以抑制色度 的降^f氐，并可以更加有凌丈;也补偿随减光而引起的画质降4氐。
通过考虑亮度和色度两者来决定减光量，从而可以在色度高的 图像中限制减光量，并可以有效地防止由过度减光而引起的色度降低。
在调光校正和图像校正两者中，执行递归型(IIR)滤波处理，
可以确4呆对动态图 <象的场景转换的适应性，并可有效地抑制闪烁 (一见觉上的闪烁)的发生。
通过在计算出照明亮度的减光量之后，计算出适应于该减光量 的图像校正量(采用串行处理)，从而通常可以确保随调光控制的 滤波处理，和随图傳4交正的调光处理的平4釺。
才艮据本发明，可以将画质的降低抑制在最小限度，同时，可以 通过照明亮度的自适应调光来大幅度地降低功耗(确认最大30%的 降^f氐)。；t匕外，因为可以以最小限度的硬/f牛来力口以实玉见，所以可以 实现节省空间。
根据本发明，可以实现液晶显示装置等的驱动装置(驱动器)、 控制装置(控制器)、驱动控制装置(将驱动器和控制器一体化的 装置)的高附加价值。
通过将本发明的图像显示控制装置(LSI)安装于便携式终端 (包括便携式电话终端、PDA终端、可便携的计算机)，从而可以 高画质地显示单波段广播等的串流图像，且可以增长电池的寿命。
根据本发明，可以达成快速性(实时性)、低功耗性、抑制电 ^各^见才莫增大，同时，可以同时实现照明的自适应减光、和用于补偿 随该减光而引起的画质降低的、现有技术中没有的高精度图像校 正。
本发明被用作配合显示图像而对显示用的照明的亮度进行自 适应减光，同时，校正图像信号以补偿随该减光而引起的画质下降 的图像显示控制装置(图像显示控制LSI)、以及安装有该图像显示 控制装置的显示面板的驱动装置(驱动器)、显示面板的控制装置 (控制器)、显示面板的驱动控制装置(将驱动器和控制器一体化 的装置)、便携式终端等的电子设备。
附图才示i己i兌明
10 LCD面板 12 作为照明的背光(LED)
100便携式电话终端(电子设备)
102通信/图像处理部 104 CCD照相扭i
106 主计算扭i
110 驱动器
114 背光驱动器
118 背光(LED)
108 图像显示控制装置 112 面纟反驱动器 116 显示面4反 150 图4象车命入4妄口 (I/F)
152用于存储来自主计算机的控制信息的寄存器
154图^f象丰lr出4妄口 (I/F)200 图像校正芯
210定时部 212直方图制4乍部(统计4言息取4寻部)
214顺序计数器 216代码表
217解码器 218共用运算器
220系数緩冲器 222图l象冲交正部
400a、 400b第一及第二多路转换器
402算术逻辑运算单元(ALU)
404^酉己H 406 》酉己目的;也*411
408a 408c划分为每个分配目的;也的寄存器组
410 系数緩沖器
权利要求
1.一种图像显示控制装置，用于根据显示图像对图像显示用的照明进行自适应减光，并且，对图像信号进行校正以补偿随所述照明的减光而引起的画质下降，所述图像显示控制装置的特征在于，包括统计信息取得部，用于取得所述图像信号的统计信息；共用运算器，使用从所述统计信息取得部赋予的、所述图像信号的统计值信息，求出减光后的照明亮度，同时，生成用于所述图像信号的校正的校正系数；代码存储部，存储有用于指定所述共用运算器的动作步骤的多个代码；顺序指示部，控制来自所述代码存储部的所述代码的输出顺序；以及解码器，对从所述代码存储部输出的所述代码进行解码，并生成用于提供给所述共用运算器的指令及数据中的至少一个。
2. 根据权利要求1所述的图像显示控制装置，其特征在于，以由所述顺序指示部指示的顺序，,人所述^石马存4诸部依 次输出所述代码，将作为所述解码器的解码结果而生成的所述 指令或者所述数据提供给所述共用运算器，并由使用所述指令 或所述lt据的所述共用运算器来确定所述减光后的照明亮度、 和生成用于所述图像信号的校正的校正系数，输出使用所述校 正系数而被校正过的所述图像信号以及表示所述减光后的照 明亮度的信号。
3. 根据权利要求1所述的图像显示控制装置，其特征在于，所述共用运算器包括第一多路转换器及第二多路转换 器、算术逻辑运算单元、以及分配所述算术逻辑运算单元的运算结果的分配器，从所述解码器分别向所述第 一 多路转换器及第二多路转 换器提供系数，向所述算术逻辑运算单元提供运算命令，向所 述分配器提供分配信息。
4. 根据权利要求3所述的图像显示控制装置，其特征在于，所述共用运算器还包括 多个输出目的地寄存器；以及反馈路径，将所述多个输出目的地寄存器所存储的信号 的至少 一部分反々贵纟会输入侧。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的图像显示控制装置，其特 征在于，所述统计信息取得部取得所述图像信号的亮度的统计值 和色度的统计值，在使用所述校正系数的所述图像信号的校正中，进行增 强与所述照明的减光相只于应的亮度的才交正、以及增强与所述照 明的减光相对应的色度的校正。
6. 根据权利要求1至3中任一项所述的图像显示控制装置，其特 征在于，所述统计信息取得部取得所述图像信号的亮度的统计值 和色度的统计值，当求得所述减光后的照明亮度时，根据所述亮度的统计 值和所述色度的统计值之间的关系，判断优先所述照明的减光和防止所述色度的降低中的哪一个，当优先防止色度的降4氐 时，在对照明的减光进行限制的基础上进行减光控制。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的图像显示控制装置，其特 征在于，所述图像显示控制装置分别对减光所述照明的校正、以 及使用所述校正系数的所述图像信号的校正进行第 一递归型 的滤波处理及第二递归型的滤波处理，用于减光所述照明的4交正的、所述第 一递归型的滤波处 理的时间常数#皮设定为长于用于所述图 <象信号的校正的、所述 第二递归型的滤波处理的时间常。
8. 根据权利要求7所述的图像显示控制装置，其特征在于，所述图像显示控制装置根据所述亮度的统计值及所述色 度的统计值中的至少 一个，进行包括所述第 一递归型滤波处理 的所述照明的减光控制，并求得所述减光后的照明亮度，然后 根据求得的照明亮度，进行包括所述第二递归型滤波处理的所 述图像信号的才交正。
9. 根据权利要求7或8所述的图像显示控制装置，其特征在于，所述共用运算器包括用于将运算结果的至少一部分反馈 到输入侧的反々赍路径。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的图像显示控制装置，其特 征在于，言的算法的记述进行转换而获得的微码，该程序设计语言用于 才艮据显示图 <象对所述图 <象显示用的照明进4亍自适应减光并对图4象信号进行校正以补偿随所述照明的减光而引起的画质下降。
11. 一种光电装置的驱动装置，安装有权利要求1至10中任一项所述的图像显示控制装置。
12. —种光电装置的控制装置，安装有权利要求1至10中任一项 所述的图像显示控制装置。
13. —种光电装置的驱动控制装置，安装有权利要求1至10中任 一项所述的图像显示控制装置。
14. 一种电子设备，安装有权利要求1至10中任一项所述的图像 显示控制装置。
全文摘要
本发明提供了一种图像显示控制装置等，其达成快速性(实时性)、低功耗性、抑制电路规模的增大，同时，可以实现照明的自适应减光、及用于补偿随该减光而引起的画质下降的现有技术中没有的高精度图像校正。通过共用运算器(218)的实时运算来对用于减光后的照明亮度及图像校正的校正系数进行计算。通过代码表(216)所存储的微码来控制共用运算器(218)。在图像校正时，实施色度校正的强化，抑制由减光而引起的色度下降，并通过串行的递归型IIR滤波处理来防止闪烁。此外，即使对于图像的平均亮度低，色度高的图像，也可以限制照明的减光并抑制色度降低。
文档编号G09G3/34GK101178877SQ20071018816
公开日2008年5月14日 申请日期2007年11月12日 优先权日2006年11月10日
发明者山本武邦, 森贤次 申请人:精工爱普生株式会社
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