УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ КОНТРАСТНОСТИ Российский патент 2005 года по МПК G09G3/20 G09G3/28 

Изобретение относится к устройству регулирования контрастности для устройств отображения, таких, как плазменные дисплеи, в которых используется плазменная индикаторная панель (ПИП), и т.п.

Традиционно, устройство регулирования контрастности этого типа состоит из блока 10 умножения, показанного на фиг.1, причем этот блок 10 умножения предназначен для получения выходных видеоданных Y путем умножения видеоданных Х на переменную задаваемую крутизну А.

Когда входные видеоданные Х и выходные видеоданные Y представлены величинами Х (Х≥0) и Y (Y≥0) координат X-Y, они удовлетворяют зависимости Y=А-Х т.е. выражению, отображающему прямую линию с коэффициентом наклона (крутизной) А, включающую в себя начало координат (0, 0), - между входными видеоданными Х и выходными видеоданными Y, как показано на фиг.2. То есть в предположении, что переменный диапазон крутизны А находится в пределах от А1 до Am (A1≤A≤Am, где m - целое число, равное 2 или большее), контрастность увеличивается, при увеличении крутизны А (например, Y=Am·X), тогда как контрастность уменьшается, когда крутизна А уменьшается (например, Y=А1·Х).

Однако в случае известного технического решения, показанного на фиг.1, возникает проблема, связанная с тем, что, когда задают высокий уровень контрастности путем задания высокого уровня крутизны А (например, Y=Am), яркость изображения, соответствующая входным видеоданным Х низкого уровня (т.е. низкому входному уровню) становится слишком высокой, вследствие чего изображение становится белесым.

Еще один недостаток технических решений из известного уровня техники заключался в том, что невозможно было провести оптимальное регулирование контрастности для постоянно изменяющегося состояния изображения.

Настоящее изобретение выполнено с учетом указанной проблемы из известного уровня техники и предназначено, прежде всего, для создания устройства регулирования контрастности, выполненного с возможностью регулирования увеличения яркости на низком уровне в момент увеличения контрастности, и тем самым не допускающей, чтобы изображение становилось белесым.

Вторая задача настоящего изобретения заключается в разработке устройства регулирования контрастности, выполненного с возможностью регулирования контрастности до оптимального уровня, соответствующего постоянно изменяющемуся состоянию изображения.

Устройство регулирования контрастности согласно изобретению содержит блок вычисления видеоданных для получения выходных видеоданных путем подстановки входных видеоданных X, крутизны А и данных Хс и Yc центральной точки в вычислительную формулу Y=А·Х+Yc-А·Хс, соответственно, где Х (Х≥0) системы координат X-Y входные видеоданные, Y (Y≥0) выходные видеоданные с отрегулированной контрастностью, А (А>0) крутизна регулирования переменной задаваемой контрастности, Хс и Yc (Хс>0, Yc>0) данные центральной точки.

В такой системе, вычислительная формула Y=А·Х+Yc-А·Хс, используемая для работы блока вычисления видеоданных, дает прямую линию, проходящую через точки (Хс, Yc) в пределах первого квадранта (Хс>0, Yc>0), за исключением начала (0, 0) координат X-Y. Следовательно, когда крутизну А, т.е. крутизну регулирования контрастности, увеличивают для увеличения контрастности, можно предотвратить увеличение выходных видеоданных Y, соответствующих низкому уровню входных видеоданных X, тем самым не допуская, чтобы изображение становилось белесым, в отличие от случая, соответствующего известному уровню техники и представляемого вычислительной формулой Y=А·Х, которая дает наклонную линию, проходящую через начало координат (0, 0).

В отличие от изобретения согласно первому аспекту изобретения, в изобретении по второму аспекту, для обеспечения регулирования контрастности в соответствии с уровнем средней яркости каждого изобретения предусмотрены блок вычисления яркости для получения уровня средней яркости изображений в течение периода продолжительностью n кадров (где n - целое число, равное 1 или большее) и блок преобразования данных для преобразования уровня средней яркости в данные Хс и Yc соответствующей центральной точке из множества данных предварительно определенных центральных точек, так что такие данные Хс и Yc центральной точки можно использовать в качестве данных центральной точки в блоке вычисления видеоданных.

Иными словами, поскольку выходные видеоданные Y, соответствующие среднему уровню яркости изображений n кадров, могут быть получены с помощью вычислительной формулы Y=А·Х+Yc-А·Хс, контрастность можно регулировать в соответствии с уровнем средней яркости изображения.

В изобретении по еще одному аспекту для упрощения выполнения блока вычисления видеоданных указанный блок вычисления видеоданных содержит блок вычитания для вычитания данных Хс центральной точки из входных видеоданных X, блок умножения для умножения выходных видеоданных схемы вычитания на крутизну А, и блок сложения для сложения данных Yc центральной точки с выходными данными схемы умножения и получения, таким образом, выходных видеоданных Y.

Согласно изобретению данные Хс и Yc центральной точки задаются как данные на основе соотношения Y=X, а блок вычисления видеоданных предназначен для получения видеоданных Y с помощью вычислительной формулы Y=А·Х+Xc·(1-A), которую вводят, задавая Yc=Xc в вычислительной формуле Y=А·Х+Yc-А·Хс. При таком способе, во всех случаях, когда крутизна А для регулирования контрастности равна или больше 1, можно предотвратить увеличение (яркости) выходных видеоданных Y при низких уровнях входных видеоданных X. Иными словами (линия, представляемая вычислительной формулой) Y=А·Х+Xc· (1-A), которую вводят, задавая Yc=Xc в вычислительной формуле Y=А·Х+Yc-А·Хс, проходит через точку, представляемую с помощью прямой линии Y=X, так что, когда А равно или больше 1, величина Xk, представляющая величину координаты Х точки (Xk,0) пересечения между прямой линией Х и прямой линией Y, становится больше 1, тем самым не только обеспечивая равенство нулю величин данных Y, соответствующих величинам координаты Xk в диапазоне от 0 до Xk, но и также обеспечивая возможность уменьшения величины Y, в отличие от известных технических решений, даже тогда, когда значение Х больше, чем Xk.

Согласно еще одному аспекту изобретения для обеспечения регулирования контрастности в соответствии с уровнем средней яркости каждого изображения предусмотрены блок вычисления средней яркости изображения для получения уровня средней яркости изображений в течение периода продолжительностью n кадров на основе входных видеоданных X и блок преобразования данных для преобразования уровня средней яркости, который получен с помощью блока вычисления средней яркости, в данные Хс и Yc соответствующей центральной точки из множества данных предварительно определенных центральных точек, вследствие чего данные Хс и Yc центральной точки, выведенные из блока преобразования данных, обрабатываются с помощью блока вычисления видеоданных.

Иными словами, данные Хс и Yc центральной точки, которые должны обрабатываться с помощью блока вычисления видеоданных, подвергаются регулированию контрастности как данные, соответствующие среднему уровню яркости изображений n кадров.

Согласно изобретению для упрощения блока вычисления видеоданных, указанный блок вычисления видеоданных содержит первый блок умножения для умножения входных видеоданных на крутизну А, блок вычитания для вычитания крутизны А из постоянной 1, второй блок умножения, предназначенный для умножения выходных данных блока вычитания на данные Хс центральной точки, и блок сложения для сложения выходных данных первого блока умножения с выходными данными второго блока умножения и получения, таким образом, выходных видеоданных Y.

Кроме того, согласно изобретению для упрощения блока преобразования данных указанный блок преобразования данных содержит таблицу соответствия, которая выводит данные Хс и Yc соответствующей центральной точки с использованием средней яркости, которая получена с помощью блока вычисления средней яркости, в качестве адреса.

Согласно еще одному аспекту изобретения для упрощения блока преобразования данных указанный блок преобразования данных содержит таблицу соответствия, которая предназначена для вывода данных Хс соответствующей центральной точки с использованием - в качестве адреса - средней яркости, которая получена с помощью блока вычисления средней яркости.

На фиг.1 представлена блок-схема, иллюстрирующая известный уровень техники.

На фиг.2 представлен график, иллюстрирующий функционирование системы, изображенной на фиг.1, а также график характеристики ввода-вывода, показывающий взаимосвязь между Х и Y.

На фиг.3 представлена блок-схема, иллюстрирующая схему регулирования контрастности в первом конкретном варианте реализации настоящего изобретения.

На фиг.4 представлен график характеристик, иллюстрирующий функционирование системы, изображенной на фиг.3, а также график характеристик ввода-вывода, показывающий взаимосвязь между Х и Y, где данные Хс и Yc центральной точки являются координатами прямой линии Y=X, величина СУИ (средний уровень изображения) постоянная и величина А переменная.

На фиг.5 представлен график характеристик, иллюстрирующий функционирование системы, изображенной на фиг.3, а также график характеристик ввода-вывода, показывающий взаимосвязь между Х и Y, где данные (Хс, Yc), (Xc1, Yc1) и (Хсm, Yсm) центральных точек находятся в координатах прямой линии Y=X, величина А, которая больше, чем 1, постоянная, а также соотношение между Х и Y, где величина СУИ переменная.

На фиг.6 представлен график характеристик, иллюстрирующий функционирование системы, изображенной на фиг.3, а также график характеристик ввода-вывода, показывающий, что данные (Хс, Yc), (Xc1, Yc1) и (Xcm, Ycm) центральных точек представлены координатами прямой линии Y=X и что величина А, которая меньше, чем 1, постоянная, тогда как величина СУИ переменная.

На фиг.7 представлен график характеристик, иллюстрирующий функционирование системы, изображенной на фиг.3, а также график характеристик ввода-вывода, показывающий случай, когда данные (Хс, Yc), (Xc1, Yc1) и (Xcm, Ycm) центральных точек представлены прямой линией Y=а·Х+b, где величина СУИ постоянная, тогда как величина А - переменная, и случай, когда данные (Хс, Yc), (Xc1, Yc1) и (Xcm, Ycm) центральных точек представлены прямой линией Y=а·Х+b, где величина А постоянная, которая больше, чем 1, тогда как величина СУИ переменная.

На фиг.8 представлена блок-схема, иллюстрирующая схему регулирования контрастности во втором конкретном варианте реализации настоящего изобретения.

Наилучший способ осуществления изобретения

Теперь конкретные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылками на чертежи.

На фиг.3 представлена блок-схема, иллюстрирующая схему регулирования контрастности согласно первого варианта реализации настоящего изобретения. На фиг.3, позиция 12 обозначает блок вычисления средней яркости, позиция 14 обозначает таблицу соответствия (ТС) в качестве примера блока преобразования данных, а позиция 16 обозначает блок вычисления видеоданных.

Как описано ниже, в координатах X-Y, Х(Х≥0) входные видеоданные, Y(Y≥0) выходные видеоданные, контрастность которых отрегулирована, А (А>0) предварительно определенная переменная крутизна для регулирования контрастности.

Блок 12 вычисления средней яркости определяет средний уровень изображения (именуемый ниже СУИ) для изображений в течение периода продолжительностью n кадров (n целое число, большее, чем 1, например, n=1) на основе входных видеоданных X.

Блок 14 преобразования данных выводит данные Хс и Yc (Хс>0, Yc>0) соответствующей центральной точки из множества данных предварительно определенных центральных точек в координатах прямой линии X=Y.

Блок 16 вычисления видеоданных подставляет входные видеоданные X, крутизну А и данные (Хс, Yc) центральных точек в вычислительную формулу Y=А·Х+Yc-А·Хс для вычисления выходных видеоданных Y.

Вышеупомянутый блок 16 вычисления видеоданных содержит блок 18 вычитания для вычитания данных Хс центральных точек из входных видеоданных X, блок 20 умножения для умножения выходных данных блока 18 вычитания на крутизну А, и блок 22 сложения для сложения данных Yc центральных точек с выходными данными блока 20 умножения для формирования выходных видеоданных Y.

Далее будет описано функционирование системы, проиллюстрированной на фиг.3, со ссылками на фиг.4-7.

(1) Когда входные видеоданные Х введены в блок 12 вычисления средней яркости, указанный блок 12 вычисления средней яркости определяет СУИ для изображения в течение периода продолжительностью n кадров (например, периода продолжительностью 1 кадр) на основе входных видеоданных X.

(2) Когда СУИ, полученный с помощью блока 12 вычисления средней яркости, введен в блок 14 преобразования данных, выводятся данные Хс и Yc соответствующей центральной точки из множества данных предварительно определенных центральных точек, представленных координатами прямой линии X=Y, с использованием СУИ в качестве адреса.

(3) Блок 16 вычисления видеоданных получает выходные видеоданные Y, подставляя данные Хс и Yc центральной точки, выводимые из блока 14 преобразования данных, в вычислительную формулу Y=А·Х+Yc-Хс для каждого пикселя (например, для каждой точки) в течение периода продолжительностью n кадров на основе входных видеоданных X, крутизны А и СУИ непосредственно предшествующего изображения продолжительностью n кадров.

Иными словами, данные Хс вычитаются из данных Х в блоке 18 вычитания, выходные данные из блока 18 вычитания умножаются на А в блоке 20 умножения, данные Yc прибавляются к выходным данным А·(X-Хс) блока 20 умножения в блоке 22 сложения, а полученные данные {А·(Х-Хс)+Yc} представляют собой Y.

(4) Когда изменяется крутизна А для изображения, в котором величина СУИ постоянная, например, когда пользователь изменял А в пределах диапазона от А1 до Am путем изменения значения сопротивления для регулирования контрастности, контрастность можно регулировать вдоль прямой линии, Y(1)-Y(М) в пределах диапазона, обозначенного стрелками на фиг.4.

(4-1) Когда величину А задают больше, чем 1 (например, А=Аm), для увеличения контрастности, соотношение между Х и Y становится, например, аналогичным Y(M) на фиг.4. Y (M) представляет собой прямую линию, Y(М)=Аm·Х+Yc-Аm·Хс, которую получают, заменяя А на Am в формуле Y=А·Х+Yc-А·Хс. Следовательно, независимо от величин данных Хс и Yc центральных точек, в первом квадранте системы координат X-Y, где Y=X, координата Xk точки (Xk, 0) пересечения между прямой линией Y(M) и осью Х становится больше 0, как показано на фиг.4; когда величина Х находится в диапазоне от 0 до Xk, величину Y можно задать равной 0; даже тогда, когда величина Х больше Xk, величину Y можно задать меньшей, чем в случае, имеющем место в известном уровне техники (Y=Am·X).

Вследствие этого, в момент, когда контрастность увеличивается, можно не только предотвратить увеличение яркости на более низком уровне, чтобы вследствие этого изображение не становилось белесым, но и регулировать контрастность в соответствии с СУИ для каждого изображения.

(4-2) Когда величина А задана меньшей, чем 1 (например, А=А1), соотношение между Х и Y становится, например, таким, как Y(1) на фиг.4. Это соотношение Y(1) представляет собой прямую линию Y(1)=А1·Х+Yc A1·Xc, где А1 подставлено вместо А в Y=А·Х+Yc-А·Хс.

(5) Когда после увеличения контрастности путем задания величины А, большей, чем 1, (например, А=Аm), задают величину А, являющуюся постоянной, а величину СУИ задают переменной в пределах диапазона, на нижней границе которого СУИ равно или больше СУИ1, а на верхней равно или меньше СУИm, контрастность регулируется вдоль прямых линий, Y(M1) Y(Mm) в пределах диапазона, показанного стрелками на фиг.5.

(5-1) Когда величина СУИ относительно большая (например, СУИ=СУИm), соотношение между Х и Y принимает вид Y(Mm), как показано на фиг.5. Это соотношение Y(Mm) представляет собой прямую линию, Y(Mm)=Am·X+Yc-Am·Xc, где Am подставлено вместо А, а Хсm и Yст подставлены вместо Хс и Yc в Y=А·Х+Yc-А·Хс. В этом случае, Хсm и Ycm представляют данные, выведенные из блока 14 преобразования данных с использованием СУИm в качестве адреса.

(5-2) Когда величина СУИ является относительно малой (например, СУИ=СУИ1), соотношение между Х и Y принимает вид Y(M1), как показано на фиг.5. Это соотношение Y(M1) представляет собой прямую линию, Y(M1)=Am·X+Yс1-Am·Xc1, вводимую путем подстановки Am вместо А, а также подстановки Хс1 и Yс1 вместо Хс и Yc в Y=А·Х+Yc-А·Хс. В этом случае, Хс1 и Yс1 представляют данные, выведенные из блока 14 преобразования данных с использованием СУИ1 в качестве адреса.

(5-3) Следовательно, как показано на фиг.5, величины X1, Xk и Хm координат точек (X1, 0), (Xk, 0) и (Xm, 0) пересечения прямых линий Y(M1), Y(М) и Y(Mm) с осью Х соответственно больше, чем 0, так что, если величина Х находится в пределах диапазона 0, X1, Xk и Xm, величину Y можно сделать равной 0, при величине X, находящейся в пределах 0, X1, Xk и Xm, а также величину Y можно сделать меньше, чем в случае, имеющем место в известном уровне техники, даже тогда, когда величина Х равна X1 или больше, равна Xk или больше, равна Xm или больше.

Вследствие этого, в момент, когда контрастность увеличивается, можно не только предотвратить увеличение яркости на более низком уровне, чтобы вследствие этого изображение не становилось белесым, но и регулировать контрастность в соответствии с СУИ для каждого изображения.

(6) Кроме того, когда, после задания значения величины А, меньшей, чем 1 (например, А=А1), для уменьшения контрастности, задают величину А, являющуюся постоянной, и когда величину СУИ изменяют в пределах диапазона, на нижней границе которого величина СУИ равна или больше СУИ1, а на верхней равна или меньше СУИm, контрастность регулируется вдоль прямых линий Y(11) Y(1m) в пределах диапазона, показанного стрелками на фиг.6.

(6-1) Когда величина СУИ относительно велика (например, СУИ=СУИm), соотношение между Х и Y принимает вид Y(11), как показано на фиг.6. Это соотношение Y(1m) представляет собой прямую линию, Y(1m)=А1·Х+Ycm A1·Xcm, вводимую путем подстановки А1 вместо А и подстановки Хс и Yc вместо Хс и Yc в Y=А·Х+Yc-А·Хс.

(6-2) Когда величина СУИ является относительно малой (например, СУИ=СУИ1), соотношение между Х и Y принимает вид Y(11), как показано на фиг.6. Это соотношение Y(11) представляет собой прямую линию, Y(11)=А1·Х+Yс1 A1-Xc1, вводимую путем подстановки А1 вместо А, а также подстановки Хс1 и Yс1 вместо Хс и Yc в Y=А·Х+Yc-А·Хс.

(6-3) Следовательно, можно регулировать контрастность в соответствии с СУИ для каждого изображения.

В конкретном варианте реализации настоящего изобретения, показанном на фиг.3, система построена таким образом, что данные Хс и Yc центральных точек, выводимые из блока 14 преобразования данных, соответствуют величинам, представляемым прямой линией Y=X (т.е. Yc=Xc), с использованием СУИ в качестве адреса, но настоящее изобретение не сводится к этому конкретному варианту осуществления. Например, как показано на фиг.7, настоящее изобретение также применимо в случае, когда система построена таким образом, что данные Хс и Yc центральных точек, выводимые из блока 14 преобразования данных, соответствуют величинам, представляемым прямой линией Y=а·Х+b (т.е. Yc=а·Хс+b). В этом случае, а и b соответственно представляют собой надлежащим образом заданные постоянные.

Например, когда величину СУИ поддерживают постоянной, а величину А изменяют, как показано на фиг.7, контрастность регулируется в пределах диапазона, указанного стрелками в виде штрихпунктирной линии, и вдоль прямой линии, т.е. в диапазоне от штрихпунктирной прямой линии Y(1) до сплошной прямой линии Y(М).

Следовательно, когда А увеличивают до 1 или более (например, А=Аm), чтобы увеличить контрастность, соотношение между Х и Y представляется сплошной линией Y(M) на фиг.7. Даже когда данные Хс и Yc центральных точек представляют собой прямую линию Y=а·Х+b, величина Xk координаты точки (Xk, 0) пересечения между прямой линией Y(М) и осью Х становится больше 0 в пределах диапазона А>1. То есть, аналогично случаю, показанному на фиг.4, когда величина Х находится в диапазоне от 0 до Xk, величину Y можно задать равной 0, и даже тогда, когда величина Х равна или больше Xk, величину Y можно задать меньшей, чем в случае, имеющем место в известном уровне техники.

Поэтому в момент, когда контрастность увеличивается, можно не только предотвратить увеличение яркости на низких уровнях, чтобы вследствие этого изображение не становилось белесым, но и регулировать контрастность в соответствии с СУИ для каждого изображения.

Кроме того, когда величину А задают большей, чем 1 (например, А=Аm), и одновременно допускают изменение СУИ (СУИ1≤СУИ≤СУИm), можно регулировать контрастность, например, вдоль прямых линий Y(M1), Y(М) и Y(Mm), на основе данных (Xc1, Yc1), (Хс, Yc) и (Xcm, Ycm) центральных точек, которые представлены прямой линией Y=а·Х+b.

Таким образом, когда величину СУИ задают равной СУИ1, CУИk или СУИm, соотношение между Х и Y представляется прямыми линиями Y(M1), Y(M) и Y(Mm) как показано на фиг.7, и даже когда данные (Xc1, Yc1), (Xc, Yc) и (Хсm, Усm) центральных точек представлены прямой линией Y=а·Х+b, величины координат X1, Xk и Хm в точках (X1, 0), (Xk, 0) и (Xm, 0) пересечения прямых линий Y(M1), Y(М) и Y(Mm) с осью Х становятся больше 0. Иными словами, аналогично случаю, показанному на фиг.5, где величину Х задают равной 0, X1, Xk и Xm, величину Y можно сделать равной 0; даже тогда, когда величина Х больше, чем X1, Xk или Xm, величину Y можно сделать меньше, чем в случае, имеющем место в известном уровне техники.

Поэтому в момент, когда контрастность увеличивается, можно не только предотвратить увеличение яркости на низком уровне, чтобы вследствие этого изображение не становилось белесым, но и регулировать контрастность в соответствии с СУИ для каждого изображения.

На фиг.8 показана схема регулирования яркости во втором конкретном варианте реализации настоящего изобретения, который получен путем замены блока 14 преобразования данных и блока 16 вычисления видеоданных согласно первому варианту реализации изобретения, блоком 14а преобразования данных и блоком 16а вычисления видеоданных, пояснения по поводу которых будут приведены ниже.

При описании фиг.8 будет опущено описание тех позиций, которые аналогичны позициям, приведенным на фиг.3, поскольку они обозначают аналогичные блоки.

Позиция 14а на фиг.8 обозначает блок преобразования данных в виде таблицы соответствия преобразования данных, а позиция 16а обозначает блок вычисления видеоданных.

Блок 14 а преобразования данных выводит данные Xc соответствующей центральной точки из множества данных предварительно определенных центральных точек, представляемых в системе координат X-Y прямой линией Y=X, с помощью использования в качестве адреса СУИ, определенного с помощью блока 12 вычисления средней яркости.

Блок 16а вычисления видеоданных вычисляет выходные видеоданные Y путем подстановки входных видеоданных X, крутизны А и данных Хс центральной точки в формулу Y=А·Х+Yc+Хс·(1А). Этот блок 16а вычисления видеоданных проводит вычисление, которое эквивалентно вычислению по вычислительной формуле Y=А·Х+Yc-А·Хс, где Yc=Хс.

Более конкретно, блок 16а вычисления видеоданных содержит первый блок 24 умножения для умножения входных видеоданных Х на крутизну А, блок 26 вычитания для вычитания крутизны А из постоянной 1, второй блок умножения для умножения выходных данных блока 26 вычитания на данные Хс центральной точки, а также блок 30 сложения для сложения выходных данных первого блока 24 умножения и выходных данных второго блока 28 умножения для получения выходных видеоданных Y.

Далее будет описано функционирование системы, проиллюстрированной на фиг.8, со ссылками на фиг.4-6.

(1) После введения входных видеоданных Х в блок 12 вычисления средней яркости, этот блок 12 вычисления средней яркости определяет СУИ для изображения в течение периода продолжительностью n кадров (например, периода продолжительностью 1 кадр) на основе входных видеоданных X.

(2) Когда СУИ, полученный с помощью блока 12 вычисления средней яркости, введен в блок 14а преобразования данных, данные Хс соответствующей центральной точки из множества данных предварительно определенных центральных точек, представленных с помощью системы координат X-Y для прямой X=Y, выводятся из блока 14а преобразования данных.

(3) В течение периода продолжительностью n кадров, блок 16а вычисления видеоданных получает выходные видеоданные Y для каждого пиксела (например, каждой точки), подставляя входные данные X, крутизну А, данные Хс центральной точки, выводимые из блока 14 а преобразования данных, в формулу Y=А·Х+Хс·(1-А) с использованием СУИ непосредственно предшествующего изображения продолжительностью n кадров в качестве адресов.

Иными словами, величина Х умножается на крутизну А в блоке 24 умножения, А вычитается из постоянной 1 в блоке вычитания, выходные данные (1А) блока 26 вычитания умножаются на Хс во втором блоке умножения, выходные данные {Хс·(1А)} второго блока 28 умножения прибавляются к выходным данным А·Х первого блока 24 умножения с помощью блока 30 сложения, а полученные данные {А·Х+Хс·(1А)} обрабатываются как Y.

(4) В случае изображения, величина СУИ которого постоянная, а величина А изменяется, аналогично случаю конкретного варианта реализации, показанного на фиг.3, контрастность регулируется в пределах диапазона, показанного стрелками, и вдоль прямых линий Y(1) - Y(М).

Иными словами, когда контрастность увеличивают путем увеличения значения крутизны А, которая изменяется в пределах А1 и Am, соотношение между Х и Y представляется, например, прямой линией Y(M) на фиг.4, и поэтому можно предотвращать увеличение яркости на низких уровнях, чтобы вследствие этого изображение не становилось белесым, а также обеспечивать регулирование контрастности в соответствии с СУИ для каждого изображения.

(5) Когда величину А задают, большей, чем 1 (например, А=Аm), задавая СУИ изменяющимся (СУИ1≤СУИ≤СУИm), контрастность регулируется в пределах диапазона, указанного стрелками, и вдоль прямых линий, Y(M1) Y(Mm), как показано на фиг.5. Иными словами, соотношение между Х и Y представляется прямой линией Y(Mm) на фиг.5, когда величина СУИ относительно велика, и оказывается представляемой прямой линией Y(M1), когда величина СУИ является относительно малой. Следовательно, когда контрастность увеличивается, можно не только предотвратить увеличение яркости на низких уровнях, чтобы вследствие этого изображение не становилось белесым, но и регулировать контрастность в соответствии с СУИ для каждого изображения.

(6) Когда величину А задают, меньшей, чем 1 (например, А=А1), и постоянной, а величину СУИ задают переменной (СУИ1≤СУИ≤СУИm), контрастность регулируется в пределах диапазона, обозначенного стрелками, и вдоль прямых линий, Y(11) Y(1m), как показано на фиг.6.

Иными словами, соотношение между Х и Y принимает вид Y(1m) на фиг.6, когда величина СУИ относительно велика, и принимает вид Y(11), как показано на том же чертеже, когда величина СУИ относительно мала, обеспечивая тем самым регулирование контрастности в соответствии с СУИ для каждого изображения.

В каждом из конкретных вариантов реализации, показанных на фиг.3 и 8, блок преобразования данных состоит из ТС, для упрощения состава этого блока преобразования данных. Однако настоящее изобретение не сводится к этим конкретным вариантам осуществления, и поэтому блок преобразования данных может быть выполнен с возможностью преобразования средней яркости, полученной с помощью блока вычисления средней яркости, в Хс и Yc (Хс>0, Yc>0) из множества данных предварительно определенных центральных точек, представляемых с помощью системы координат X-Y, или может быть выполнен с возможностью преобразования средней яркости, полученной с помощью блока вычисления средней яркости, в данные Хс (Хс>0) соответствующей центральной точки из множества данных предварительно определенных центральных точек, представляемых с помощью системы координат X-Y.

В этих ранее описанных конкретных вариантах реализации, показанных на фиг.3 и 8, для регулирования яркости в соответствии со средним уровнем изображения для каждого изображения предусмотрены блок вычисления средней яркости, предназначенный для получения уровня средней яркости изображений в течение периода продолжительностью n кадров на основе входных видеоданных X, и блок преобразования данных, предназначенный для преобразования уровня средней яркости в данные Хс, Yc или только в данные Хс соответствующей центральной точки из множества данных предварительно определенных центральных точек. Однако настоящее изобретение не сводится к этим конкретным вариантам реализации. То есть настоящее изобретение также применимо к случаю, когда блок вычисления средней яркости и блок преобразования данных не применяются, так что данные Хс, Yc или только Хс соответствующей центральной точки, используемые в блоке вычисления видеоданных, можно задавать отдельно именно так, как в случае крутизны А.

Промышленная применимость

Согласно вышеизложенному устройство регулирования контрастности согласно настоящему изобретению построено таким образом, что предотвращается увеличение яркости на низких уровнях, и тем самым не допускается, чтобы изображение становилось белесым, когда увеличивается контрастность. Настоящее изобретение также применимо для осуществления оптимального регулирования контрастности, справляющегося с постоянно изменяющимся состоянием изображения.

Изобретение относится к устройствам отображения графической информации. Его применение позволяет получить технический результат в виде подавления увеличения яркости на низком уровне при увеличении контрастности и осуществления оптимального регулирования контрастности изображения. Этот результат достигается благодаря тому, что устройство содержит блок вычисления средней яркости, блок преобразования данных и блок вычисления выходных видеоданных, при этом блок вычисления средней яркости определяет средний уровень яркости, средний уровень изображения (СУИ), для изображений продолжительностью n кадров на основе входных видеоданных Х (Х≥0) в системе координат X-Y, блок преобразования данных определяет данные Хс и Yc соответствующей центральной точки на основе СУИ, а блок вычисления выходных видеоданных определяет выходные видеоданные Y (Y≥0), собираемые после регулирования контрастности в соответствии с формулой Y=А·Х+Xc·(1-A), где А (А>0) - крутизна, задаваемая переменной для регулирования контрастности, вследствие чего, когда А увеличивается и контрастность возрастает, увеличение яркости на низком уровне подавляется для регулирования контрастности в соответствии с СУИ для изображений продолжительностью в некоторое количество кадров. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство регулирования контрастности, содержащее блок вычисления видеоданных, который содержит блок вычитания для вычитания данных Хс центральной точки из входных видеоданных X, блок умножения для умножения выходных видеоданных из блока вычитания на крутизну А, и блок сложения для сложения данных Yc центральной точки с выходными данными из блока умножения для получения выходных видеоданных, предназначенный для получения выходных видеоданных Y путем подстановки входных видеоданных X, крутизны А и данных Хс и Yc центральной точки в вычислительную формулу Y=А·Х+Yc-А·Хс, где входные видеоданные заданы как Х (Х≥0), выходные видеоданные после регулирования контрастности - как Y (Y≥0), крутизна, задаваемая переменной для регулирования контрастности, - как А (А>0), данные центральной точки - как Хс и Yc (Xc>0, Yc>0), блок вычисления средней яркости для получения уровня средней яркости изображения в течение периода продолжительностью n кадров (n - целое число, равное 1 или большее) и блок преобразования данных, который содержит таблицу соответствия, выводящую данные Хс и Yc соответствующей центральной точки с использованием средней яркости, полученной с помощью блока вычисления средней яркости, в качестве адреса, для преобразования уровня средней яркости, полученного с помощью блока вычисления средней яркости, в данные соответствующей центральной точки из множества данных предварительно определенных центральных точек, при этом данные Хс и Yc центральной точки, выводимые из блока преобразования данных, используются в качестве данных центральной точки, вводимых в блок вычисления видеоданных.2. Устройство регулирования контрастности, содержащее блок вычисления видеоданных, предназначенный для получения видеоданных Y путем подстановки входных видеоданных X, крутизны А и данных Хс и Yс центральной точки в вычислительную формулу Y=А·Х+Yc-А·Хс, где входные видеоданные заданы как Х (Х≥0), выходные видеоданные после регулирования контрастности - как Y (Y≥0), крутизна, задаваемая переменной для регулирования контрастности, - как А (А>0), данные центральной точки - как Хс и Yc (Xc>0, Yc>0), при этом блок вычисления видеоданных предназначен для получения выходных видеоданных Y с помощью вычислительной формулы Y=А·Х+Xc·(1-A), которую вводят, исходя из вычислительной формулы Y=А·Х+Yc-А·Хс, путем задания Yc=Xc.3. Устройство регулирования контрастности по п.2, отличающееся тем, что содержит блок вычисления средней яркости для получения уровня средней яркости изображения в течение периода продолжительностью n кадров (n - целое число, равное 1 или большее) на основе входных видеоданных X, и блок преобразования данных для преобразования уровня средней яркости, который получен с помощью блока вычисления средней яркости, в данные Хс и Yc соответствующей центральной точки из множества данных предварительно определенных центральных точек, так что такие данные Хс и Yc центральной точки, выведенные из блока преобразования данных, используются в качестве данных центральной точки, обрабатываемых с помощью блока вычисления видеоданных.4. Устройство регулирования контрастности по п.3, отличающееся тем, что блок вычисления видеоданных содержит первый блок умножения для умножения входных видеоданных Х на крутизну А, блок вычитания для вычитания крутизны А из постоянной 1, второй блок умножения для умножения выходных данных блока вычитания на данные Хс центральной точки, и блок сложения для сложения выходных данных первого блока умножения с выходными данными второго блока умножения и получения, таким образом, выходных видеоданных.5. Устройство регулирования контрастности по п.3, отличающееся тем, что блок преобразования данных содержит таблицу соответствия для вывода данных соответствующей центральной точки с использованием средней яркости, которая получена с помощью блока вычисления средней яркости, в качестве адреса.6. Устройство регулирования контрастности по п.4, отличающееся тем, что блок преобразования данных содержит таблицу соответствия для вывода данных Хс соответствующей центральной точки с использованием средней яркости, которая получена с помощью блока вычисления средней яркости, в качестве адреса.