圖像顯示方法,圖像顯示裝置以及成像裝置的製作方法
2023-10-29 00:31:02 2
專利名稱：圖像顯示方法,圖像顯示裝置以及成像裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種圖像顯示方法，圖像顯示裝置以及成像裝置。
背景技術：
近年來常用的成像裝置通常配備有液晶顯示器作為顯示部分。用戶可以操作再現裝置，來在LCD上顯示他或她已經拍攝的圖像以及可移動媒體記錄上記錄的圖像並瀏覽它們。此外，該再現裝置可以與圖像一起在LCD上顯示表示用戶試圖拍攝的物體的亮度(luminance)分布的直方圖。參考顯示在LCD上的直方圖，用戶可以適當地設定曝光校正。因此，即使用戶不熟悉成像裝置的操作，他或她也可拍攝具有豐富灰階(gradation)的圖像。
此外，LCD被構造為觸控螢幕，並且還用作操作以及輸入部分。當用戶按壓顯示在LCD上的鍵時，對應於該鍵的處理可被執行。
在公開號為特開平(HEI)7-38801的日本專利申請中(下文稱為專利文獻1)描述了能夠顯示顯示代表亮度等級分布的直方圖的成像裝置。
另一方面，在日本專利申請公開2002-33956，下文稱為專利文獻2中描述了一種成像裝置，該成像裝置具有允許選擇性地設定標準模式和寬動態範圍模式以及對應於這些模式改變灰階轉換特性的伽馬(gamma)電路。
發明內容
當在低亮度環境下拍攝物體時，由於被拍攝圖像的動態範圍不夠，因此整個圖像可能變得暗且模糊。在過去，當在LCD上顯示這種圖像時，不能改變圖像的動態範圍以使得圖像變得清楚。參照前述的直方圖，以正確地設定曝光校正等等，而不是改變顯示在LCD上的圖像的動態範圍。在專利文獻2中描述的成像裝置中，由於灰階轉換特性對於各個模式是固定的，因此不能對應於用戶的操作適當地改變灰階轉換特性。
考慮到前述部分，希望提供一種圖像顯示方法、一種圖像顯示裝置以及一種成像裝置，其允許利用亮度分布圖容易地改變所顯示的圖像的動態範圍，該亮度分布圖表示亮度分布並顯示在顯示器部分上。
根據本發明的一個實施例，提供了一種圖像顯示方法。在該圖像顯示方法中，顯示第一圖像。顯示表示第一圖像的亮度等級分布的亮度分布圖。在亮度分布圖上選擇第一亮度等級和第二亮度等級。第二亮度等級高於第一亮度等級。改變由第一亮度等級和第二亮度等級限定的輸入輸出特性，以校正第一圖像的灰階並獲得第二圖像。第一圖像被切換為第二圖像，並且顯示第二圖像。
根據本發明的一個實施例，提供了一種圖像顯示方法。在該圖像顯示方法中，顯示第一圖像。設定第一圖像的希望區域。確定該區域的亮度等級的最小值和最大值。改變由亮度等級的最小值和最大值限定的輸入輸出特性，以校正第一圖像的灰階並獲得第二圖像。第一圖像被切換到第二圖像，並顯示第二圖像。
根據本發明的一個實施例，提供了一種圖像顯示裝置。該圖像顯示裝置包括顯示部分、亮度等級確定部分、灰階校正部分、以及顯示控制部分。顯示部分顯示第一圖像以及表示第一圖像的亮度等級分布的亮度分布圖。亮度等級確定部分確定在亮度分布圖上選擇的第一亮度等級和第二亮度等級。第二亮度等級高於第一亮度等級。灰階校正部分改變由第一亮度等級和第二亮度等級限定的輸入輸出特性，以校正第一圖像的灰階並獲得第二圖像。顯示控制部分控制從顯示第一圖像切換到顯示第二圖像。。
根據本發明的一個實施例，提供了一種圖像顯示裝置。該圖像顯示裝置包括顯示部分、亮度等級確定部分、灰階校正部分以及顯示控制部分。顯示部分顯示第一圖像。亮度等級確定部分確定針對第一圖像設定的區域的亮度等級的最小值和最大值。灰階校正部分改變由亮度等級的最小值和最大值限定的輸入輸出特性，以校正第一圖像的灰階並獲得第二圖像。顯示控制部分控制從在該顯示部分上顯示第一圖像切換到在該顯示部分上顯示第二圖像。
根據本發明的一個實施例，提供了一種成像裝置。該成像裝置包括成像部分、顯示部分、亮度等級確定部分、灰階校正部分以及顯示控制部分。顯示部分顯示成像部分所捕捉的第一圖像以及表示第一圖像的亮度等級分布的亮度分布圖。亮度等級確定部分確定亮度分布圖上所選擇的第一亮度等級和第二亮度等級。第二亮度等級高於第一亮度等級。灰階校正部分改變由第一亮度等級和第二亮度等級限定的輸入輸出特性，以校正第一圖像的灰階並獲得第二圖像。顯示控制部分控制從在該顯示部分上顯示第一圖像切換到在該顯示部分上顯示第二圖像。
根據本發明的一個實施例，可容易地在亮度分布圖上選擇其中改變顯示的圖像的動態範圍的區域。可以對應於所選擇的區域改變灰階轉換特性。此外，對應於經改變的灰階轉換特性，對圖像執行灰階校正處理。可以在顯示部分上顯示動態範圍已被改變的圖像。
根據下面對本發明的最優模式的實施例的詳細描述，本發明的這些和其它目的、特徵和優點將變得更為明顯，如附圖中所示。
圖1是示出根據本發明一個實施例的成像裝置的結構的方框圖；圖2是示出根據本發明一個實施例的LCD信號處理部分的詳細結構的方框圖；圖3是描述顯示在LCD上的初始屏幕的示意圖；圖4是示出其上顯示直方圖的LCD的示意圖；圖5是示出在起點設置模式中LCD上顯示的屏幕示例的示意圖；圖6是示出在終點設置模式中LCD上顯示的屏幕示例的示意圖；圖7是示出在確認模式中LCD上顯示的屏幕示例的示意圖；圖8A和圖8B是描述改變伽馬表的處理示例的圖；圖9A和圖9B是描述改變動態範圍的示例的圖；圖10A和圖10B是示出對應於亮度等級的累積像素數量的圖；圖11A和圖11B是描述自動設定其中改變動態範圍的區域的圖；圖12A和圖12B是描述利用累積像素數量確定其中改變動態範圍的區域的起點和終點的圖；圖13是示出LCD上顯示的圖像的另一示例的示意圖；圖14是示出在其上可以選擇區域指定模式的LCD的示意圖；圖15是示出區域指定模式中的LCD的示意圖；圖16是示出確認模式中的LCD的示意圖；圖17A和圖17B是描述改變伽馬表的處理的另一示例的圖；圖18是描述顯示動態範圍已經改變的圖像的示例的示意圖；圖19是示出根據本發明一個實施例的成像裝置的處理的流程圖。
具體實施例方式
接下來將參考附圖描述本發明的實施例。在該實施例中，將描述一種成像裝置。
圖1示出根據該實施例的成像裝置的結構。該成像裝置由附圖標記1表示。成像裝置1包括圖像傳感器2、模擬信號處理部分3、數位訊號處理部分4、LCD驅動電路5、LCD 6、CPU 10、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)11、存儲器12、操作部分13、和驅動器14。數位訊號處理部分4包括相機信號處理部分15、LCD信號處理部分16、外部輸出接口(I/F)17、存儲卡接口18和外部輸入接口(I/F)19。附圖標記17表示置於成像裝置1的外殼中的外部輸出端子。附圖標記19表示置於成像裝置1的外殼中的外部輸入端子。附圖標記18表示與成像裝置1可連接和可拆卸的存儲卡。
接下來將詳細描述成像裝置1的各個部分。作為成像部分示例的圖像傳感器2由例如電荷耦合器件(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)組成。圖像傳感器2對應於入射光的數量產生電模擬信號。當必要時，對於所生成的模擬信號執行插補處理等等。所處理的模擬信號被提供給模擬信號處理部分3。
對於提供的模擬信號，模擬信號處理部分3執行相關雙重取樣(correlated double sample，CDS)處理、自動增益控制(AGC)處理等等。執行CDS處理，用於從提供的模擬信號中除去重置噪聲。執行AGC處理，用於將提供的模擬信號的信號電平控制為恆定值。處理的模擬信號被提供給模數(A/D)轉換部分(未示出)。該A/D轉換部分將模擬信號轉變為數位訊號。數位訊號被提供給數位訊號處理部分4。
數位訊號處理部分4被構造為例如數位訊號處理器(DSP)。數位訊號處理部分4的相機信號處理部分15執行白平衡處理和數位訊號處理，例如對於提供的數位訊號的斑點校正(shading correction)。必要時，相機信號處理部分15根據聯合圖象專家組(JPEG)系統等對於提供的數位訊號執行壓縮/解壓縮處理。
依賴於數位訊號處理部分4對數位訊號執行的處理，從相機信號處理部分15輸出的數位訊號被提供到LCD信號處理部分16、外部輸出接口17和存儲卡接口18。
LCD信號處理部分16將從相機信號處理部分15提供的數位訊號寫入幀存儲器(未示出)。寫入到幀存儲器的數位訊號被非同時從其讀出、轉換為對應於LCD驅動電路5的格式、並提供給它。LCD信號處理部分16產生控制LCD驅動電路5的控制信號。所產生的控制信號被發送到LCD驅動電路5。此外，本實施例的LCD信號處理部分16執行伽馬(γ)校正，其改變顯示在LCD 6上的信號的輸入輸出特性。
LCD驅動電路5包括例如數據線驅動電路和柵極線驅動電路(其未示出)。數據線驅動電路和柵極線驅動電路產生對應於從LCD信號處理部分16提供的控制信號的柵極脈衝，並選擇預定的像素。將預定的電壓提供到所選擇的像素。結果是，接通了像素的薄膜電晶體(TFT)。因此圖像顯示在LCD 6上。
作為顯示部分的一部分的LCD 6可以顯示存儲在位於成像裝置1中的存儲器12中的圖像、存儲在存儲卡8中的圖像、以及通過外部輸入接口19輸入的圖像。此外，LCD 6可顯示菜單屏幕以及直方圖，該直方圖表示在LCD 6上顯示的圖像的亮度等級分布。這些圖像包括活動圖像以及靜態圖像。顯示在LCD 6上的圖像由CPU 10控制來被選擇，CPU 10是顯示控制部分的一部分。
在該實施例中，LCD 6具有下述顯示特性，其透光性隨著施加於各像素的液晶驅動電壓增加而增加。
LCD 6被構造為觸控螢幕。當按壓LCD 6的預定位置時，可以執行成像裝置1的各種功能。結果是用戶可以直觀地操作成像裝置1。如後面將描述的，LCD 6配備有位置檢測部分，其檢測用戶手指是否觸摸LCD 6以及觸摸了什麼位置。位置檢測部分檢測到的位置信息被提供給CPU 10。
外部輸出接口17具有與連接於成像裝置1的個人計算機、印表機等進行連接的功能。外部輸出接口17將從相機信號處理部分15提供的數位訊號轉變為具有預定格式的數位訊號。轉變為預定格式的數位訊號從外部輸出端子7被傳送到連接於成像裝置1的外部設備。
存儲卡接口18具有與記錄介質例如存儲卡進行連接的功能。存儲卡接口18將例如由相機信號處理部分15壓縮的數位訊號轉變為具有適合於存儲卡的格式的信號。該轉變後的信號被輸出到存儲卡8。該輸出信號被存儲在存儲卡8中。存儲卡8是可與成像裝置1附接和拆卸的存儲介質示例。取代存儲卡8，另一半導體存儲器、磁記錄介質、光碟等可被使用。
從外部輸入端子9輸入的輸入信號被提供給外部輸入接口19。外部輸入接口19將輸入信號轉換為具有預定格式的信號。該轉變後的信號被提供給例如相機信號處理部分15。相機信號處理部分15對於所提供的信號執行預定的信號處理。
CPU 10包括只讀存儲器(ROM)和隨機存取存儲器(RAM)，並控制成像裝置1的各個部分。例如，CPU 10將控制信號傳送給驅動器14。驅動器14根據從CPU 10提供的控制信號驅動圖像傳感器2。CPU 10將控制信號傳送給數位訊號處理部分4，以便它根據該控制信號執行預定的處理。例如LCD信號處理部分16用於伽馬校正處理的伽馬表在CPU 10的控制下被設定。
此外，CPU 10檢測從相機信號處理部分15提供到LCD信號處理部分16的亮度信號。CPU 10基於所檢測的亮度信號計算例如一幀周期的一屏圖像的預定區域的亮度等級分布。CPU 10創建表示所計算的亮度等級分布的直方圖。在該實施例中，顯示在LCD 6上的圖像的灰階由8位組成。因此，圖像的像素的亮度等級分布在從0到255的範圍。CPU 10計算256個亮度等級中每一等級的像素數目。
CPU 10將所創建的直方圖提供給LCD信號處理部分16。當需要時，LCD信號處理部分16將顯示在LCD 6上的圖像與CPU 10計算的直方圖疊加。疊加了直方圖的圖像通過LCD驅動電路5顯示在LCD 6上。由於直方圖顯示在LCD 6上，所以用戶可以容易地知道顯示在LCD 6上的圖像的亮度等級分布。如後面將要描述的，在LCD 6上是否疊加直方圖取決於是否按壓顯示在LCD 6上的直方圖鍵。
如後面將要描述的，當顯示在LCD 6上的直方圖上希望的點被按壓時，作為亮度等級確定部分的示例的CPU 10確定對應於按壓位置的亮度等級。
連接於數位訊號處理部分4的EEPROM 11已經存儲了用於相機信號處理部分15執行處理的數據。例如，相機處理調整數據已經存儲在EEPROM 11中。
存儲器12由內置在成像裝置1中，且為可改寫存儲器，例如隨機存取存儲器(RAM)的存儲器組成。存儲器12用作臨時存儲數位訊號處理部分4執行的處理中產生的數據的部分，以及存儲拍攝的圖像的數據的部分。當然，存儲已經拍攝的圖像的數據的專用硬體驅動器(HDD)可內置在成像裝置1中。
操作部分13是由位於成像裝置1的外殼中的按鈕、撥號盤等組成的操作部分。對應於按鈕按壓操作以及撥號盤旋轉量產生的操作信號被提供給CPU10。CPU 10執行對應於提供的操作信號的處理。
成像裝置1可將已經從圖像傳感器2中輸出且還沒有被模擬信號處理部分3和數位訊號處理部分4處理的信號，即原始數據存儲到存儲卡8以及存儲器12中。
另一結構可被增加到成像裝置1中。成像裝置1可配備有例如通信部分。該通信部分可通過網絡下載圖像數據，並將所下載的圖像數據提供到相機信號處理部分15。
接下來將詳細描述LCD信號處理部分16的結構。在圖2中，由點線包圍的方框表示LCD信號處理部分16的概要結構的示例。LCD信號處理部分16包括增益調整部分16a、增益/色彩校正部分16b、矩陣部分16c、以及伽馬校正部分16d，伽馬校正部分16d是灰階校正部分的一個示例。
被分為亮度信號(Y信號)和色差信號(Cr/Cb信號)的信號例如從相機信號處理部分15提供到LCD信號處理部分16。增益調整部分16a校正提供給LCD信號處理部分16的亮度信號的增益以調整信號電平。增益校正後的亮度信號被提供到矩陣部分16c。
在LCD信號處理部分16中，色差信號被提供到增益/色彩校正部分16b中。LCD信號處理部分16執行對於色差信號的增益校正以調整信號電平。此外，LCD信號處理部分16執行對於色差信號的色彩校正以校正其色度(chroma)和色相(hue)。經校正增益和校正色彩的色差信號被提供給矩陣部分16c。
矩陣部分16c執行將亮度信號和色差信號與預定比率相加的一維矩陣計算處理，並從亮度/色差信號產生原色信號(RGB信號)。矩陣部分16c中產生的原色信號被提供到伽馬校正部分16d中。
伽馬校正部分16d對於作為原色信號的每個RGB信號執行伽馬校正。用於伽馬校正處理中並表示灰階轉換特性的伽馬表已經存儲在伽馬校正部分16d中。
伽馬校正處理以這種方式執行，即數位訊號作為伽馬校正部分16d的查詢表的地址被輸入，且在對應於輸入電平的地址處寫入的數據被讀出作為輸出信號。在CPU 10的控制下可重寫用於伽馬校正處理的伽馬表。結果是，可以自由地改變灰階轉換特性。伽馬校正原色信號從LCD信號處理部分16被提供到LCD驅動電路5。
在CPU 10的控制下把用於前述增益校正處理和色彩校正處理的校正係數等設定為適當的值。當用戶按壓與圖像疊加的、並顯示在LCD 6上的直方圖上希望的點時，由位置檢測部分21檢測按壓的位置(下文中，有時稱為觸摸位置)。觸摸位置被定義為例如在LCD 6上按壓的位置處像素的地址信息。位置檢測部分21所檢測的觸摸位置被提供給CPU 10。如後面將要描述的，CPU10基於觸摸位置的信息創建查詢表並設定新的伽馬表。位置檢測部分21的位置檢測處理可以由CPU 10執行。
接下來將描述成像裝置1的操作示例。圖3是根據該實施例顯示在LCD 6上的屏幕的示例。如圖3所示，LCD 6的顯示區域被劃分為多個區域。在附圖標記24表示的區域中，作為第一圖像的一個示例且已經存儲在存儲卡8或存儲器12中的圖像P1(在附圖中，圖像P1被顯示為房子的圖像)已經被讀出並顯示。在下文中，該區域有時稱作圖像顯示區域24。
在附圖標記25表示的區域中，顯示用於執行各個功能的鍵。在下文中，該區域有時稱為操作區域25。在該實施例中，停止鍵25a、用於再現並顯示圖像的再現鍵25b、用於選擇並顯示圖像的選擇鍵25c和25d、暫停鍵25e以及直方圖鍵26顯示在操作區域25中。下文中，圖3所示的屏幕有時稱為初始屏幕。
當按壓直方圖鍵26時，對應的信息通過位置檢測部分21被提供到CPU10。當已經按壓了直方圖鍵26時，CPU 10認識到已經設定了動態範圍改變模式，在該模式中改變顯示圖像P1的動態範圍。動態範圍通常表示最大值和最小值之間的差值。顯示的圖像的動態範圍表示顯示在LCD 6上的圖像的動態範圍。
當已經設定了動態範圍改變模式時，CPU 10執行計算亮度等級的分布的處理。例如，CPU 10檢測從相機信號處理部分15輸出的亮度信號並計算圖像P1的亮度等級的分布。表示CPU 10計算的亮度等級的分布的直方圖被創建。
LCD信號處理部分16將創建的直方圖的數據與圖像P1疊加並通過LCD驅動電路5在LCD 6上顯示結果得到的圖像。
圖4示出顯示直方圖H1的LCD 6的一個示例。如圖4所示，表示圖像P1的亮度等級分布的直方圖H1被顯示在操作區域25的預定區域中。直方圖H1的水平軸表示亮度等級0至255，而垂直軸表示對應於亮度等級的像素的數目。
根據本發明的一個實施例，利用LCD 6上顯示的直方圖，顯示在圖像顯示區域24上的圖像的動態範圍可容易地改變。這樣，即使物體是在低亮度環境下拍攝的，並且黑暗的圖像被顯示在圖像顯示區域24中，但利用直方圖，可以改變圖像的動態範圍。可以將動態範圍改變了的圖像顯示在LCD 6上。在下面的說明中將描述增加動態範圍的情況。
當直方圖H1顯示在LCD 6上時，LCD 6的屏幕改變為圖5中所示的起點設置模式的屏幕。在起點設置模式中，表示「在直方圖上選擇起點」的消息27顯示在操作區域25中。對應於信息27，通過按壓直方圖上希望的點，用戶設定其中增加動態範圍的區域的起點。例如，通過以用戶手指觸摸直方圖H1上亮度等級集中的區域的左端附近，他或她設定起點。
如圖5所示，在起點已經設定了之後，表示起點的虛線顯示在直方圖H1上。在該點處，位置檢測部分21檢測表示用戶手指29觸摸的位置的位置信息(X，Y)(其中X，Y表示直方圖H1中的顯示區域中的坐標)。已檢測的位置信息被提供給CPU 10。CPU 10相應於所提供的位置信息(X，Y)的X計算亮度等級D(S)作為第一亮度等級。該計算的亮度等級D(S)臨時存儲在CPU 10的RAM中。
在設定了起點之後，顯示在LCD 6上的屏幕改變為圖6所示的終點設置模式屏幕。在終點設置模式中，表示「在直方圖上選擇終點」的信息30顯示在操作區域25中。對應於信息30，通過按壓直方圖H1上希望的點，用戶設定增加其中動態範圍的區域的終點。例如，通過以用戶手指29按壓直方圖H1上亮度等級集中的區域的右端附近，他或她設定了該終點。
在終點已經被設定了之後，表示終點的虛線顯示在直方圖H1上。在該點處，位置檢測部分21檢測表示用戶手指29觸摸的位置的位置信息(X』，Y』)(其中X』，Y』表示直方圖H1的顯示區域中的坐標)。所檢測的位置信息被提供給CPU 10。CPU 10相應於提供的位置信息(X』，Y』)的X』計算亮度等級D(E)作為第二亮度等級(其中D(S)＜D(E))。該計算的亮度等級D(E)臨時存儲在CPU 10的RAM中。
在已經在直方圖H1上設定了起點和終點之後，LCD 6的屏幕改變為圖7所示的確認模式屏幕。在圖7所示的確認模式屏幕上，顯示出表示「你確認改變動態範圍嗎？」的信息33，其詢問用戶是否要改變在直方圖H1上已經設定的區域的動態範圍。此外，對應於該信息33的YES鍵31和NO鍵32也被顯示。在該點處，當按壓NO鍵32時，LCD 6的屏幕改變為圖5所示的起點設置模式屏幕。當然，LCD 6的屏幕可改變為不同於起點設置模式屏幕的另一屏幕。
當按壓圖7中所示的屏幕上的YES鍵31時，CPU 10重寫存儲在伽馬校正部分16d中的伽馬表並創建查詢表。
圖8A和圖8B示出重寫伽馬表的處理的一個示例。在該示例中，簡單起見，假定輸入到伽馬校正部分16d中的信號具有線性輸入/輸出特性(下文中，該信號有時被稱作輸入信號)。
圖8A示出了存儲在伽馬校正部分16d中的伽馬表GT1。伽馬表GT1的水平軸上的輸入對應於輸入到伽馬校正部分16d的亮度信號的亮度等級，而垂直軸的輸出對應於液晶驅動電壓，該液晶驅動電壓是對應於輸入亮度信號的亮度等級而輸出的。液晶驅動電壓表示施加於LCD 6的各個像素的電壓的大小。
伽馬表GT1使亮度等級與液晶驅動電壓的大小線性相關。因此，當亮度等級增加時，液晶驅動電壓的大小增加。隨著液晶驅動電壓的大小增加，LCD6的透光性增加，由此顯示在LCD 6上的圖像的亮度增加。
如上所述，當其中利用直方圖H1增加顯示的圖像的動態範圍的區域已經被指定時，如圖8B所示，伽馬表GT1被重寫為伽馬表GT2。在伽馬表GT2中，在亮度等級D(S)和亮度等級D(E)之間，作為輸出的液晶驅動電壓線性地改變。直到亮度等級變為D(S)時，因為液晶顯示電壓為0，所以等於或小於圖像P1的像素的D(S)的亮度等級被改變為0。換句話說，亮度等級D(S)成為被轉換為顯示的圖像P1的動態範圍的最小值的亮度等級的最大值。
當亮度等級增加至D(E)時，相應的液晶驅動電壓變為最大值。最大的液晶驅動電壓例如大約為5V，儘管其取決於液晶的特性等等。因此，超過D(E)的像素的亮度等級被改變為255。換句話說，亮度等級D(E)成為被轉換為顯示的圖像P1的動態範圍的最大值的亮度等級的最小值。
由於伽馬表GT1已經以這種方式被重寫為伽馬表GT2，所以在從指定的亮度等級D(S)到D(E)的區域中，可以增加顯示的圖像P1的動態範圍。
利用重寫的伽馬表GT2對圖像P1進行伽馬校正。伽馬校正部分16d輸出預定的液晶驅動電壓。LCD驅動電路5的數據線驅動電路和柵極線驅動電路相應於輸出的液晶驅動電壓操作，使得從圖像P1轉變而來的新圖像(第二圖像)顯示在LCD 6上。這時，直方圖H1可以仍然顯示在操作區域25中。可替代地，可以顯示表示該新圖像的亮度分布的直方圖。
通過這種方式，可以通過簡單的操作容易地增加所顯示在LCD 6的圖像顯示區域24中的圖像的動態範圍。
接下來將描述利用直方圖設定其中改變動態範圍的區域的另一示例。當顯示在LCD 6的圖像顯示區域24中的圖像改變時，表示圖像的亮度等級分布的直方圖改變。在該示例中，關於已經設定的區域，自動地再次設定對應於新近顯示的圖像(第三圖像)的伽馬表。
圖9A示出直方圖的一個示例，其中，已經利用表示特定圖像(第一圖像)的像素的亮度分布的直方圖H2設定了其中增加動態範圍的區域的起點和終點。在直方圖H2上，圖像像素的亮度等級分布在80到240的區域內。假定，作為對應於區域的起點的第一亮度等級的示例，已經設定了亮度等級90，作為對應於區域的終點的第二亮度等級的示例，已經設定了亮度等級230。此外，假定，在沒有進行增加已經設定的區域的動態範圍的伽馬校正的情況下，顯示在圖像顯示區域24中的圖像被改變。在已經被伽馬校正了的圖像(第二圖像)被顯示在圖像顯示區域24中之後，當圖像改變為新的圖像(第三圖像)時執行相同的處理。
如圖9B所示，在從亮度等級90到230的區域中，增加顯示的圖像的動態範圍。另一方面，在亮度等級80到90的陰影線區域以及亮度等級從230到240的另一陰影線區域中，圖像的像素變為飽和黑(最小值黑色)或飽和白(最大值白色)。
圖10A和圖10B中所示的圖形34是對應於直方圖H2表示的各個亮度等級的像素數目被累計的圖。在圖形34上，為了容易理解，簡單地以線示出。在圖形34上，水平軸表示亮度等級，而垂直軸表示對應於亮度等級累計的像素數目。在直方圖H2上，不存在亮度等級為80或80以下的像素。因此，亮度等級為80或更低的像素累計的數目為0。此外，不存在亮度等級為240或高於240的像素。因此，亮度等級為240的像素的累計數目N對應於顯示在LCD 6的圖像顯示區域24中的圖像的像素的總數目。
CPU 10計算變為飽和黑(最小值黑色)或飽和白(最大值白色)的像素的數目。在該示例中，亮度等級為90或90以下，即變為飽和黑的像素數目由H(S)表示。另一方面，亮度等級為230或更低的像素數目由H(E)表示。在圖10A中所示的圖中，附圖標記a表示的陰影線部分對應於變為飽和黑的像素的數目H(S)。在圖10B所示的圖上，附圖標記b表示的區域對應於變為飽和白的像素的數目(N-H(E))。所計算的像素數目H(S)和H(E)暫時存儲在CPU10的RAM中。
圖11A中所示的直方圖H3是由於顯示在LCD 6的圖像顯示區域24中的圖像已經改變為新的圖像(第三圖像)，而新顯示在操作區域25中的直方圖的一個示例。假定在直方圖H3上，像素的亮度等級分布在0到220的區域內。當顯示直方圖H3時，在直方圖H3中自動地設定其中增加動態範圍的區域。換句話說，如圖11B中所示，自動地設定對應於起點的亮度等級R(S)以及對應於終點的亮度等級R(E)。
接下來將描述設定亮度等級R(S)和R(E)的方法的一個示例。圖12A和圖12B中所示的圖形35是累計對應於直方圖H3的各個亮度等級的像素的數目的圖。首先，如圖12A所示，確定對應於像素累計數目H(S)的亮度等級。所確定的亮度等級被稱為亮度等級R(S)且被指定為對應於在直方圖H3上自動設定的區域的起點的第三亮度等級。
接下來，如圖12B所示，確定對應於像素累計數目H(E)的亮度等級R(E)。例如，像素累計數目從0數到H(E)。在計數像素數目之後，確定對應的亮度等級。該確定的亮度等級稱為亮度等級R(E)，且被指定為對應於在直方圖H3上自動設定的區域的終點的第四亮度等級。
在該點處，第一圖像的亮度等級等於或低於90的像素的數目幾乎變得與第三圖像的亮度等級為R(S)或低於R(S)的像素的數目相同。此外，第一圖像的亮度等級等於或高於230的像素的數目幾乎變得與第三圖像的亮度等級為R(E)或高於R(E)的像素的數目相同。這樣，當在LCD 6上顯示新的圖像時，當變為飽和黑或飽和白的像素數目保持不變時，可以自動設定亮度等級R(S)和亮度等級R(E)。這樣，當在LCD 6上顯示新的圖像時，用戶沒有必要指定其中動態範圍被改變的區域。當然，用戶可以改變其中已經自動設定動態範圍的區域。
接下來將描述一個示例，其中關於圖像顯示區域24中顯示的圖像，設定其中改變要顯示的圖像的動態範圍的區域。例如，假定如圖13所示亮度等級逐漸從0改變到255的圖像P2顯示在LCD 6上。為了方便，圖像P2已經被分為矩形區域50至63。此外，各種類型的操作鍵25a至25e、直方圖鍵26、和表示圖像P2的亮度等級分布的直方圖H4顯示在LCD 6的操作區域25中。
當在圖13所示的狀態按壓直方圖鍵26時，則認為動態範圍改變模式出現。結果是，顯示在LCD 6上的屏幕變為圖14所示的屏幕。如圖14所示，固定鍵36、互鎖鍵37、以及區域指定鍵38新顯示在操作區域25中。當固定鍵36被按壓時，動態範圍改變區域指定模式出現。在動態範圍改變區域指定模式中，通過觸摸直方圖H4，可以設定其中改變要顯示的圖像的動態範圍的動態範圍改變區域。當互鎖鍵37被按壓時，互鎖模式出現。在互鎖模式中，如前面示例描述的，已經設定的動態範圍改變區域被應用於另一圖像。當區域指定鍵38被按壓時，區域指定模式出現。在區域指定模式中，LCD 6上顯示的屏幕改變為圖15所示的屏幕。
在區域指定模式中，如圖15所示，表示「指定區域」的信息39顯示在操作區域25中。相應於信息39，用戶指定其中改變要顯示的圖像的動態範圍的動態範圍改變區域。在該示例中，通過按壓圖像P2上希望的點，用戶可以指定區域。
假定改變為黑色或近乎為黑色的區域57至區域63的動態範圍，用戶按壓包括區域57至63的、且用附圖標記a至d表示的四點，以指定該區域。在該示例中，區域由四點指定。另一方面，區域可由三點指定。
當已經指定區域時，顯示在LCD 6上的屏幕改變為圖16中示出的確認模式屏幕。如圖16所示，框架43闡明了所指定的區域。此外，表示「你是否確信改變動態範圍？」的信息40顯示在操作區域25中。對應於信息40的YES鍵42和NO鍵42被顯示。當NO鍵42被按壓時，顯示在LCD 6上的屏幕例如變為圖13中所示的屏幕。
當YES鍵41被按壓時，重寫存儲在伽馬校正部分16d中的伽馬表，且利用其創建查詢表。執行改變要顯示的圖像P2的動態範圍的處理。例如以下述方式改變要顯示的圖像P2的動態範圍。
CPU 10計算框架43所圍繞的區域中亮度等級的最小值和最大值。在該示例中，假定，亮度等級0和亮度等級100已經被分別計算為最小值和最大值。相應於所計算的亮度等級的最小值和最大值，重寫存儲在伽馬校正部分16d的伽馬表。
圖17A和17B示出重新寫入伽馬表的處理的一個示例。例如，假定，使亮度等級(輸入)和液晶驅動電壓(輸出)特性線性相關的伽馬表GT3已經被存儲LCD信號處理部分16中，如圖17A中所示。CPU 10執行將伽馬表GT3重寫為如圖17B所示的伽馬表GT4的處理。換句話說，重寫伽馬表，使得在亮度等級的最小值0和最大值之間液晶驅動電壓線性地改變。
這時，亮度等級0是被轉換為顯示的圖像的動態範圍的最小值的亮度等級的最大值。另一方面，亮度等級100是被轉換為顯示的動態範圍的最大值的亮度等級的最小值。通過將伽馬表重寫為伽馬表GT4，可以增加在從亮度等級0至100的區域中顯示的圖像的動態範圍。
利用伽馬表GT4，執行伽馬校正處理。圖18示出圖像P3，圖像P3是已經被伽馬校正過的圖像P2，且圖像P3是顯示在LCD 6上的第四圖像的一個示例。在圖像P3中，已經被指定的區域57至區域63的對比度被提高，且顯示的圖像的動態範圍被增加。另一方面，區域50至區域56(由圖18中附圖標記64表示)的亮度等級為255。因此，通過按壓顯示在LCD 6的圖像顯示區域24中的圖像中希望的點，一區域被指定，且該指定區域的動態範圍可被改變。
圖19是顯示根據本發明的實施例的成像裝置1的處理的流程圖。例如由CPU 10如下控制該處理。
在步驟S1中，確定是否已經選擇並按壓顯示在LCD 6上的直方圖鍵26。當在步驟S1還沒有選擇直方圖鍵26時，流程前進到步驟S2。
在步驟S2中，確定是否已選擇並按壓另一項目鍵。當在步驟S2沒有選擇且按壓另一項目時，流程回到步驟S1。在步驟S1中，確定是否按壓直方圖鍵26。當在步驟S2已選擇並按壓另一項目鍵時，流程前進到步驟S3。在步驟S3，執行對應於在步驟S2選擇的鍵的處理。
當在步驟S1已經選擇並按壓直方圖鍵26時，流程前進到步驟S4。在步驟S4中，CPU 10確定直方圖鍵26已經被按壓並確認動態範圍改變模式已經被選擇。此後，流程前進到步驟S5。
在步驟S5中，顯示在LCD 6上的屏幕變為動態改變模式屏幕。換句話說，在步驟S5中，表示顯示在操作區域25中的圖像的亮度分布的直方圖被顯示。顯示在LCD 6上的屏幕變為起點設置模式屏幕。此後，流程前進到步驟S6。
在步驟S6中，確定用戶按壓的位置是否在LCD 6上所顯示的直方圖的區域中。當該位置不在該區域中時，流程前進到步驟S7。
在步驟S7中，確定是否按壓了回到初始屏幕的返回鍵。當按壓了返回鍵時，流程返回到步驟S1。在步驟S1中，顯示在LCD 6上的屏幕變為初始屏幕。當沒有按壓返回鍵時，流程回到步驟S6。在步驟S6中，確定用戶所按壓的位置是否在直方圖的區域中。
當在步驟S6用戶所按壓的位置在直方圖的區域中時，流程前進到步驟S8。在步驟S8中，根據在步驟S6中按壓的位置計算對應於起點的亮度等級D(S)。CPU 10基於從例如位置檢測部分21提供的信息計算亮度等級D(S)。此後，流程前進到步驟S9。
由於已經設定起點，在步驟，屏幕變為終點設置模式屏幕。此後，流程前進到步驟S10。
在步驟S10中，確定在步驟S10中按壓的位置是否在直方圖的區域中。當步驟S10中按壓的位置在直方圖的區域之外時，流程前進到S11。
在步驟S11中，確定是否按壓了返回鍵。當按壓了返回鍵時，流程再一次回到步驟S1。在步驟S1中，顯示在LCD 6上的屏幕變為初始屏幕。當返回鍵沒有被按壓時，流程回到步驟S10。在步驟S10中，確定在步驟S6中按壓的位置是否在直方圖的區域中。
當步驟S10中所按壓的位置在直方圖的區域中時，流程前進到步驟S12。在步驟S12中，基於步驟S10中按壓的位置計算對應於終點的亮度等級D(E)。例如，CPU 10基於從例如位置檢測部分21提供的信息計算亮度等級D(E)。此後，流程前進到步驟S13。
在步驟S13，顯示在LCD 6上的屏幕變為確認模式屏幕。在確認模式屏幕上，YES鍵和NO鍵顯示在LCD 6的操作區域25中，用戶使用它們來確認改變他或她已經設定的區域中的動態範圍。此後，流程前進到步驟S14。
在步驟S14中，確定是否按壓了YES鍵以確認動態範圍的改變。當按壓了NO鍵時，流程回到步驟S6。在步驟S6中，設定直方圖的起點和終點。在這種情況下，流程可返回到步驟S1而不是步驟S6。當按壓了YES鍵時，流程前進到步驟S15。
在步驟S15中，重寫存儲在伽馬校正部分16d中的伽馬表，且由此創建查詢表。例如，CPU 10重寫伽馬表，以便增加從亮度等級D(S)到亮度等級D(E)的區域中顯示的動態範圍，亮度等級D(S)和亮度等級D(E)對應於已經設定的起點和終點。在重寫伽馬表之後，流程前進到步驟S16。
在步驟S16中，利用新設定的伽馬表，伽馬校正部分16d對圖像信號進行伽馬校正。經伽馬校正的圖像信號從伽馬校正部分16d被提供到LCD驅動電路5。此後，流程前進到步驟S17。
在步驟S17中，組成LCD驅動電路6的數據線驅動電路和柵極線驅動電路在預定的定時操作。此後，顯示在LCD 6上的屏幕變為顯示其動態範圍已經被增加的圖像的另一屏幕。
在前述的實施例中，選擇在直方圖上對應於起點和終點的亮度等級。替代地，可選擇直方圖上的起點和終點之一。例如，可以固定對應於起點的亮度等級，而可以選擇對應於終點的亮度等級。
在前述的實施例中，作為成像裝置1的一個示例，使用了錄像機。然而，本發明的一個實施例可應用於數位照相機、具有相機功能的行動電話、以及個人數字助理(PDA)。此外，本發明的一個實施例可應用於具有顯示所存儲(記錄)在HDD、半導體存儲器、或光碟中的圖像或者通過顯示部分上的網絡獲得的圖像功能的圖像顯示裝置中。
顯示部分不限於LCD。可替代地，顯示部分可由另一種類型的顯示設備組成，例如陰極射線管(CRT)、等離子顯示面板(PDP)或有機電致發光板。LCD 6上操作鍵的位置和類型以及顯示圖像的位置僅僅是示例。因此，它們不限於這些示例。
根據前述的實施例，作為表示亮度等級分布的亮度分布圖的一個示例，直方圖是作為一個例證。可替代地，另一種類型的圖例如柱狀圖也可使用。
根據前述的實施例，組成成像裝置的各個處理可以專用硬體電路構造。可替代地，各個處理可由一方法或一編程的計算機完成。其中編碼了各處理的內容的程序可以被記錄到計算機可讀記錄介質，例如磁記錄設備、光碟、磁光碟或半導體存儲器中。
本領域技術人員應該理解可以根據設計需要和其它因素進行各種修改、組合、次組合以及改變，它們仍然包括在所附的權利要求及其等同的範圍之內。
本發明包括涉及2006年2月21日在日本專利局提交的日本專利申請JP2006-043970的主題，在此通過引用併入其全部內容。
權利要求
1.一種圖像顯示方法，包括下述步驟顯示第一圖像；顯示表示第一圖像的亮度等級分布的亮度分布圖；在亮度分布圖上選擇第一亮度等級和第二亮度等級，第二亮度等級高於第一亮度等級；通過改變由第一亮度等級和第二亮度等級限定的輸入輸出特性而校正第一圖像的灰階，以便獲得第二圖像；以及從顯示第一圖像切換到顯示第二圖像。
2.根據權利要求1的圖像顯示方法，其中，在第一圖像的亮度等級之中，第一亮度等級是被轉換為顯示的動態範圍的最小值的亮度等級的最大值，以及其中，在第一圖像的亮度等級之中，第二亮度等級是被轉換為顯示的動態範圍的最大值的亮度等級的最小值。
3.根據權利要求1的圖像顯示方法，還包括下述步驟顯示不同於第一圖像和第二圖像的第三圖像；顯示表示第三圖像的亮度等級分布的另一亮度分布圖；以及在該另一亮度分布圖上設定第三亮度等級和第四亮度等級，第四亮度等級高於第三亮度等級，其中，在該設定步驟中，第一圖像的亮度等級等於或低於第一亮度等級的像素的數目幾乎與第三圖像的亮度等級等於或低於第三亮度等級的像素的數目相同，以及其中，第一圖像的亮度等級等於或高於第二亮度等級的像素的數目幾乎與第三圖像的亮度等級等於或高於第四亮度等級的像素的數目相同。
4.根據權利要求3的圖像顯示方法，還包括下述步驟通過改變由第三亮度等級和第四亮度等級限定的輸入輸出特性而校正第三圖像的灰階，以便獲得第四圖像，以及從顯示第三圖像切換到顯示第四圖像。
5.根據權利要求3或權利要求4的圖像顯示方法，其中，在第三圖像的亮度等級之中，第三亮度等級是被轉換為顯示的動態範圍的最小值的亮度等級的最大值，以及其中，在第三圖像的亮度等級中，第四亮度等級是被轉換為顯示的動態範圍的最大值的亮度等級的最小值。
6.一種圖像顯示方法，包括下述步驟顯示第一圖像；設定第一圖像的希望區域；確定該區域的亮度等級的最小值和最大值；通過改變由亮度等級的最小值和最大值限定的輸入輸出特性而校正第一圖像的灰階，以便獲得第二圖像；且從顯示第一圖像切換到顯示第二圖像。
7.根據權利要求6的圖像顯示方法，其中，在第一圖像的亮度等級之中，亮度等級的最小值是被轉換為顯示的動態範圍的最小值的亮度等級的最大值，以及其中，在第一圖像的亮度等級之中，亮度等級的最大值是被轉換為顯示的動態範圍的最大值的亮度等級的最小值。
8.一種圖像顯示裝置，包括顯示部分，其顯示第一圖像以及表示第一圖像的亮度等級分布的亮度分布圖；亮度等級確定部分，其確定在亮度分布圖上選擇的第一亮度等級和第二亮度等級，第二亮度等級高於第一亮度等級；灰階校正部分，其改變由第一亮度等級和第二亮度等級限定的輸入輸出特性，以校正第一圖像的灰階並獲得第二圖像；以及顯示控制部分，其從顯示第一圖像切換到顯示第二圖像。
9.一種圖像顯示裝置，包括顯示部分，其顯示第一圖像；亮度等級確定部分，其確定針對第一圖像設定的區域的亮度等級的最小值和最大值；灰階校正部分，其改變由亮度等級的最小值和最大值限定的輸入輸出特性，以校正第一圖像的灰階並獲得第二圖像；以及顯示控制部分，其從在該顯示部分上顯示第一圖像切換到在該顯示部分上顯示第二圖像。
10.一種成像裝置，包括成像部分；顯示部分，其顯示成像部分所捕捉的第一圖像以及表示第一圖像的亮度等級分布的亮度分布圖；亮度等級確定部分，其確定亮度分布圖上所選擇的第一亮度等級和第二亮度等級，第二亮度等級高於第一亮度等級；灰階校正部分，其改變由第一亮度等級和第二亮度等級限定的輸入輸出特性，以校正第一圖像的灰階並獲得第二圖像；以及顯示控制部分，其從在該顯示部分上顯示第一圖像切換到在該顯示部分上顯示第二圖像。
全文摘要
公開了一種圖像顯示方法。在該圖像顯示方法中，顯示第一圖像。顯示表示第一圖像的亮度等級分布的亮度分布圖。在亮度分布圖上選擇第一亮度等級和第二亮度等級。第二亮度等級高於第一亮度等級。改變由第一亮度等級和第二亮度等級限定的輸入輸出特性，以校正第一圖像的灰階並獲得第二圖像。第一圖像變為第二圖像，並且顯示第二圖像。
文檔編號G09G5/10GK101060587SQ20071010356
公開日2007年10月24日 申請日期2007年2月25日 優先權日2006年2月21日
發明者野澤和浩 申請人:索尼株式會社