[发明专利]图像显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种按照亮度显示图像的灰度的图像显示装置，更具体地，涉及与人的视觉特性相符地修正图像的灰度与显示亮度之间的关系的控制。

背景技术

自然界中现存的人可辨别的亮度（照度）范围在从1×10^-3到1×10⁵lx的宽范围上延伸。据说，人将亮度感觉为与实际亮度的常用对数成比例的量值。因此，常规的图像显示装置（诸如CRT、液晶显示器、等离子体显示器和有机EL显示器）为每个像素分配显示亮度，以使得将显示在图像显示单元上的亮度的常用对数与输入图像的灰度具有比例关系。

然而，亮度越接近人可辨别的最低限，按简单的比例关系辨别像素的亮度差变得越困难。提出了一种技术，该技术与这样的人的视觉特性相符地将可作为图像显示装置可显示的范围中的相等间隔辨别的增量分配给灰度（NPL 1）。用于医学显示器的标准由国家电气制造商协会基于该技术提供。利用根据该标准的灰度-亮度转换特性的图像显示装置在市场上有售。该标准的名称为DICOM（医学数字成像和通信）的GSDF（灰阶标准显示函数）。

如图22所示，在该标准中，其基础是将显示在图像显示单元上的显示亮度的常用对数与输入图像的像素的灰度具有比例关系；基于这个基础，灰度越接近其最小值，被分配给灰度增量的、亮度的常用对数的变化量变得越大。

本发明的发明人发现，人辨别亮度的变化或差异的能力具有一定范围，该能力在入射到视觉中的亮度太低时降低，并且在亮度太高时也降低。此外，发明人发现，该现象出现在已得到实际利用的图像显示装置的高亮度范围中。

另一方面，在DICOM的GSDF特性中，即使在超过1×10³cd/m²的高亮度范围的范围中，亮度的常用对数与输入图像的像素的灰度的比例关系也基本上保持。因此发现，在利用DICOM的GSDF特性的图像显示装置中，与中间灰度范围相比，由于亮度差辨别能力相对于图像信号的改变而降低，所以高亮度和灰度范围的灰度在灰度改变时是不可辨别的，从而引起看似平坦的现象。

引文列表

专利文献

PTL1：日本专利申请公开No.2001-309280

PTL2：日本专利申请公开No.H08-146921

PTL3：日本专利申请公开No.H06-169437

非专利文献

NPL 1：医学数字成像和通信（DICOM）。第14部分-灰阶标准显示函数，国家电气制造商协会

发明内容

本发明涉及一种图像显示装置，其避免高亮度和灰度范围中的灰度的平坦化，并且能够显示这样的灰度，在这些灰度中，亮度感觉差异从中间灰度范围到最大灰度值以相等间隔改变。

根据本发明，一种图像显示装置包括：显示单元；和灰度转换单元，其用于进行根据预定转换特性将输入图像的灰度与显示单元的显示亮度相关的转换处理。并且，灰度转换单元执行所述转换处理，以使得当基于常用对数估计显示单元的显示亮度时，在高亮度和灰度范围中，随着输入图像的灰度朝向最大值增大，与输入图像的灰度变化对应的、显示单元的基于常用对数的显示亮度变化增大，以致偏离中间亮度和灰度范围中的输入图像的灰度与显示亮度之间的关系。

本发明的图像显示装置执行转换处理，以使得被分配给灰度增量的、亮度的常用对数的改变量越接近最大灰度值，改变量变得越大。因此，可补偿人辨别高亮度和灰度范围中的亮度的常用对数的变化量的能力的降低。因此，使高亮度和灰度范围中的灰度-显示亮度转换特性适应人的感觉特性，从而使得与输入图像的灰度增量相关的亮度差可被以相等间隔感觉，一直到最大灰度值。因此，避免了高亮度和灰度范围中的灰度的平坦化，并且可显示高质量灰度，在这些高质量灰度中，亮度感觉差异从中间灰度范围到最大灰度值以相等间隔改变。

附图说明

图1是示例的视频显示装置的构造的示图。

图2是相对于入射光亮度的亮度可辨性阈值对比度特性的示图。

图3是相对于JND指标的视觉刺激光亮度特性的示图。

图4是相对于刺激光亮度的亮度差可辨性阈值特性的示图。

图5是相对于输入信号电平的光发射亮度特性的示图。

图6是从视频信号的输入到发光的信号转换象限图。

图7是示例2中的相对于入射光亮度的亮度可辨性阈值对比度特性的示图。

图8是示例2中的相对于JND指标的视觉刺激光亮度特性的示图。