CN110277067A - 显示设备、控制方法和计算机可读介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示设备、控制方法和计算机可读介质。该显示设备被配置为在显示单元上显示输入图像和图形图像，其中图形图像与输入图像一起显示，该显示设备包括：获得单元，其被配置为接收与显示设备的显示亮度有关的设置值；检测单元，其被配置为检测输入图像的特征值；以及控制单元，其被配置为以基于设置值和特征值的亮度灰度级来在显示单元上显示图形图像。

Description

显示设备、控制方法和计算机可读介质
技术领域
本发明涉及显示设备、控制方法和计算机可读介质。
背景技术
近年来，经常处理具有宽动态范围的高动态范围(HDR)图像数据。在HDR图像数据标准中，例如，使用感知量化器(PQ)曲线来再现颜色和灰度。PQ曲线由至多10000cd/m2的宽亮度范围限定，并且显示设备的亮度已被增加以实现HDR图像显示。
此外，一些显示设备具有使得显示设备能够进行波形监视(图形图像)显示的屏幕显示(OSD)功能。波形监视是用于将图像信号的亮度信号和颜色信号显示为波形的功能，并且利用波形监视，用户例如可以相对容易地检查图像中是否存在过度曝光或曝光不足。在波形监视叠加在要显示的图像信号上的情况下，当波形监视的表观明度与显示图像差别很大时，用户会感到不舒服。具体地，由于亮度差，比显示图像亮得多的波形监视给用户带来眩光，并且而比显示图像暗得多的波形监视难以被看到。
日本特开2005-321424公开了一种用于将OSD的表观明度控制为特定值的方法。具体地，公开了如下技术：在正显示OSD时防止基于输入图像的平均图像电平(APL)来改变背光的发光亮度的控制，从而将OSD的表观明度控制为特定值。
然而，日本特开2005-321424无法在正显示OSD时改善输入图像的图像质量，这是因为当正显示OSD时，不进行改变背光的发光亮度的控制。
发明内容
鉴于前述内容，本发明的目的是提供一种用于改善输入图像的图像质量并适当地控制叠加在输入图像上的图形图像的明度的技术。
本发明在其第一方面提供一种显示设备，其被配置为在显示单元上显示输入图像和图形图像，其中，所述图形图像与所述输入图像一起显示，所述显示设备包括：获得单元，其被配置为接收与所述显示设备的显示亮度有关的设置值；检测单元，其被配置为检测所述输入图像的特征值；以及控制单元，其被配置为以基于所述设置值和所述特征值的亮度灰度级来在所述显示单元上显示所述图形图像。
本发明在其第二方面提供一种显示设备，其被配置为在显示单元上显示高动态范围图像即HDR图像，所述显示设备包括：第一获得单元，其被配置为获得与所述HDR图像的亮度有关的特征值；第二获得单元，其被配置为获得与所述显示设备的最大显示亮度有关的设置值；以及控制单元，其被配置为控制所述显示单元，使得所述显示单元将与所述HDR图像有关的图形图像与所述HDR图像一起显示，其中，所述控制单元还被配置为控制所述显示单元，使得：在所述设置值是特定值的情况下，与具有第一值作为所述特征值的第一HDR图像有关的第一图形图像的第一显示亮度比与具有第二值作为所述特征值的第二HDR图像有关的第二图形图像的第二显示亮度高，其中所述第二值小于所述第一值。
本发明在其第三方面提供一种显示设备的控制方法，所述显示设备被配置为在显示单元上显示输入图像和图形图像，其中所述图形图像与所述输入图像一起显示，所述控制方法包括：接收与所述显示设备的显示亮度有关的设置值；检测所述输入图像的特征值；以及以基于所述设置值和所述特征值的亮度灰度级来在所述显示单元上显示所述图形图像。
本发明在其第四方面提供一种显示设备的控制方法，所述显示设备被配置为在显示单元上显示高动态范围图像即HDR图像，所述控制方法包括：获得与所述HDR图像的亮度有关的特征值；获得与所述显示设备的最大显示亮度有关的设置值；以及控制所述显示单元，使得所述显示单元将与所述HDR图像有关的图形图像与所述HDR图像一起显示，其中，控制所述显示单元，使得：在所述设置值是特定值的情况下，与具有第一值作为所述特征值的第一HDR图像有关的第一图形图像的第一显示亮度比与具有第二值作为所述特征值的第二HDR图像有关的第二图形图像的第二显示亮度高，其中所述第二值小于所述第一值。
本发明提供一种非暂时性计算机可读介质，其存储程序，其中所述程序使计算机执行第三方面的方法。
本发明提供一种非暂时性计算机可读介质，其存储程序，其中所述程序使计算机执行第四方面的方法。
根据本发明，可以提供用于改善输入图像的图像质量并适当地控制叠加在输入图像上的图形图像的明度的技术。
通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的显示设备的示例的功能框图；
图2是示出根据第一实施例的处理的示例的流程图；
图3A和图3B是各自示出根据第一实施例的APL与波形监视的明度之间的关系的图；
图4是示出根据第二实施例的显示设备的示例的功能框图；
图5是示出根据第二实施例的处理的示例的流程图；
图6是示出根据第二实施例的APL与波形监视的明度之间的关系的图；
图7是示出根据第三实施例的显示设备的示例的功能框图；
图8是示出根据第三实施例的处理的示例的流程图；
图9是示出根据第三实施例的APL与波形监视的明度之间的关系的图；
图10是示出根据第四实施例的显示设备的示例的功能框图；
图11是示出根据第四实施例的处理的示例的流程图；
图12是示出根据第四实施例的APL与波形监视的明度之间的关系的图；以及
图13是示出根据第四实施例的APL与波形监视的明度之间的关系的图。
具体实施方式
现在，参考附图来描述本发明的实施例。本发明的技术范围由权利要求的范围限定，并且不限于以下例示的实施例。此外，实施例中描述的特征的所有组合不一定是本发明所必需的。在本说明书和附图中描述的内容是示例性的，而不意图被视为限制本发明。可以基于本发明的主旨来进行各种修改(包括实施例的有机组合)，并且这些修改不排除在本发明的范围之外。简而言之，实施例及其修改的组合的结构都包括在本发明中。
根据本发明的各实施例的显示设备包括显示面板以及被配置为从显示面板的背面照射显示面板的背光。在下文中，描述了使用液晶面板作为显示面板并且使用LED发光元件作为背光的光源的情况，但是显示面板和背光的光源不限于此。例如，背光的光源可以是有机EL元件或激光光源。显示面板可以是包括液晶元件之外的元件(能够控制来自背光的光的透过率的元件)的显示面板。此外，显示设备还可应用于例如被配置为在屏幕上投影图像的液晶投影仪。可以使用诸如有机电致发光(EL)显示设备或等离子显示设备等的自发光显示设备。
[第一实施例]
现在，描述本发明的第一实施例。
在本实施例中，描述了基于用户设置的显示亮度的设置值和输入图像的特征值来控制波形监视(图形图像)的明度的示例。在本实施例中，波形监视的明度表示显示设备的波形监视的亮度灰度级。显示设备的显示单元(例如，液晶面板)基于亮度灰度级来控制液晶元件的透过率。然后，根据背光的发光亮度和上述透过率，来确定显示设备的显示亮度。此外，明度对应于波形监视的像素灰度级值。例如，当输入图像信号是8位信号时，波形监视的明度的最大值对应于像素灰度级值255。此外，在本实施例中，显示设备可以被设置为显示至多1000cd/m2的亮度。现在，按顺序描述根据本实施例的显示设备的整体结构、处理内容和明度确定处理。
<整体结构>
图1是示出根据本实施例的显示设备100的示例的功能框图。显示设备100是信息处理设备(计算机)，其包括算术和逻辑单元(处理器)、存储器、存储装置、输入/输出装置和其它组件。显示设备100执行存储在存储装置中的程序，从而提供例如显示设备100的输入单元101、图像处理单元102、合成单元103、OSD图像生成单元105、明度确定单元106和显示亮度获得单元107的功能。这些功能的一部分或全部可以由诸如ASIC或FPGA等的专用逻辑电路实现。
输入单元101是被配置为将输入到显示设备100的输入图像数据(输入图像)转换为可以在显示设备100内部处理的格式的图像数据(图像信号)的功能单元。此外，输入单元101将通过转换所获得的输入图像信号ID输出到图像处理单元102和明度确定单元106。输入单元101包括作为例如符合SDI标准的SDI输入端子的接收部(未示出)。在本实施例的描述中，图像信号是具有8位的位深度的信号。
图像处理单元102对从输入单元101输出的输入图像信号ID进行灰度校正。在灰度校正中，例如，使用一维查找表(1D-LUT)。此外，图像处理单元102将通过图像处理所获得的图像信号C输出到合成单元103。
显示亮度获得单元107是被配置为从用户接收显示亮度的上限(最大显示亮度)的设置值(上限显示亮度P)的功能单元。显示亮度获得单元107将背光的上限显示亮度P输出到显示单元104，从而调整显示亮度。显示亮度获得单元107还将上限显示亮度P输出到明度确定单元106。此外，在本实施例中，显示亮度被设置为0至1000cd/m2的值，但是也可以设置为更高的值。此外，显示亮度获得单元107将由用户设置的上限显示亮度P存储到非易失性存储器(未示出)。在本实施例中，显示设备100从用户接收显示亮度的上限值的设置值，但是设置值不受特别限制。例如，显示设备100可以接收背光的发光亮度的设置值。
明度确定单元106是被配置为基于上述上限显示亮度P以及作为从输入单元101输出的输入图像信号ID的特征值的平均图像电平(APL)来确定波形监视明度Y的功能单元。APL例如是作为运动图像信号的输入图像信号的帧图像的平均亮度灰度级。具体地，明度确定单元106从显示亮度获得单元107获得由用户设置的上限显示亮度P。然后，明度确定单元106基于上述APL和上限显示亮度P来确定波形监视明度Y。稍后描述确定波形监视明度Y的方法。明度确定单元106将波形监视明度Y和输入图像信号ID输出到OSD图像生成单元105。明度确定单元106可以通过上述方法来确定波形监视的像素灰度级值(在8位的情况下为0至255)。
OSD图像生成单元105是被配置为基于波形监视明度Y和输入图像信号ID来生成波形监视图像信号H的功能单元。从明度确定单元106输出波形监视明度Y。此外，OSD图像生成单元105将所生成的波形监视图像信号H输出到合成单元103。
在本实施例中，波形监视是表示输入图像信号中的像素灰度级值的分布图的图形图像。具体地，波形监视的横轴对应于输入图像信号的横轴，以及波形监视的纵轴为像素灰度级值。输入图像信号中的各像素的像素灰度级值被绘制在要显示的波形监视的纵轴上。由此，可以掌握输入图像信号中的像素灰度级值的分布图，因此可以相对容易地检查是否存在过度曝光或曝光不足。此外，本实施例的波形监视是将表示上述像素灰度级值的点(例如，白点)绘制在要显示的基底(例如，黑色图像)上的图像。在下文中，波形监视明度Y表示用于表示上述像素灰度级值的点的明度。
合成单元103是被配置为对从图像处理单元102输出的输入图像信号ID和从OSD图像生成单元105输出的波形监视图像信号H进行合成的功能单元。具体地，合成单元103通过将波形监视图像信号H叠加在输入图像信号ID上来进行合成，以生成合成图像HC，并将合成图像HC输出到显示单元104。
显示单元104包括背光和液晶面板，并且是被配置为显示从合成单元103输出的合成图像HC的功能单元。此外，基于由显示亮度获得单元107获得的上限显示亮度P来控制显示单元104的显示亮度。稍后描述上限显示亮度P。根据本实施例的显示设备可以使用液晶面板之外的显示元件(例如，MEMS快门)作为显示单元。
<处理内容>
接着，参考图2来描述本实施例中的明度确定单元106的基本操作。图2是示出根据本实施例的用于确定波形监视明度Y(像素灰度级值)的处理的流程图。
明度确定单元106检测从输入单元101输出的输入图像信号ID的所有区域的APL(整个画面APL)(S101)。然后，明度确定单元106获得从显示亮度获得单元107输出的上限显示亮度P(S102)，并判断上限显示亮度P是否是阈值T1以下(S103)。整个画面APL例如是作为运动图像信号的输入图像信号的各帧图像的所有区域的平均亮度灰度级。然而，整个画面APL也可以是输入图像信号的各帧图像的有效图像区域的平均亮度灰度级。
这里，阈值T1被设置为如下的值：在上限显示亮度P是阈值T1以下的情况下，波形监视的可视性通过波形监视的明度降低而下降。本实施例中的显示亮度的阈值T1是100cd/m2，但是不受特别限制。此外，阈值T1可以是可变的。
在上限显示亮度P是阈值T1以下的情况下(S103-是)，明度确定单元106将波形监视明度Y增加到最大(S104)。在上限显示亮度P大于阈值T1的情况下(S103-否)，明度确定单元106基于整个画面APL和上限显示亮度P来确定波形监视明度Y(S105)，并且将结果输出到OSD图像生成单元105。下面描述步骤S105中确定明度Y的处理的细节。
<<明度确定处理(步骤S105)>>
描述本实施例中的步骤S105中的处理，即明度确定单元106进行确定波形监视明度Y的处理。
在本实施例中，明度确定单元106通过使用阈值T1和上限显示亮度P来确定波形监视明度Y的下限值A(表达式1)。
此外，明度确定单元106获得APLmax与APL之间的比率B(表达式2)，其中APLmax是APL可以采用的值(输入图像信号ID可以采取的值)的最大值。这里，在图像信号的位数是8的情况下，APLmax是255。
然后，明度确定单元106通过使用上述值A和B来确定波形监视明度Y(表达式3)。
Y＝A+(100-A)×B…(3)
(在上限显示亮度P是400cd/m2的情况下)
在APLmax是255并且上限显示亮度P是400cd/m2的情况下，例如，波形监视明度Y由下面的表达式(4)表示。
图3A是示出由表达式(4)表示的APL与波形监视明度Y之间的关系的图。如图3A中的实线110所示，随着APL变低，波形监视明度Y变低，而当APL为255时，波形监视明度Y最大(100％)。波形监视明度Y为100％对应于例如400cd/m2的显示亮度。如上所述，当上限显示亮度P是特定值时，随着APL变低，波形监视明度Y减小得更多，使得减少了在正显示暗图像时显示波形监视的情况下给出的眩光。另外，当上限显示亮度P是特定值时，随着APL变高，波形监视显示得更亮，从而防止了输入图像和波形监视在明度上彼此差异很大，因此用户可以毫无困难地看到波形监视。
(在上限显示亮度P为1000cd/m2的情况下)
此外，以类似的方式，在上限显示亮度P是1000cd/m2的情况下，波形监视明度Y由下面的表达式(5)表示。
图3B是示出由表达式(5)表示的APL与波形监视明度Y之间的关系的图。如图3B中的实线111所示，当上限显示亮度P是1000cd/m2时，与上限显示亮度P是400cd/m2的情况相比，基于APL的显示亮度的减少量大。例如，当APL为零并且上限显示亮度P为400cd/m2时，在阈值为T1(100cd/m2)的情况下，波形监视明度Y为25(％)。另一方面，当APL为零并且上限显示亮度P为1000cd/m2时，在阈值为T1(100cd/m2)的情况下，波形监视明度Y为10(％)。如上所述，随着上限显示亮度P变高，基于APL的显示亮度的减少量增加，使得减少了在亮度被设置为高的状态下正显示暗图像时显示波形监视的情况下给出的眩光。
<本实施例的有益效果>
如上所述，当上限显示亮度P高时，随着APL变低，根据本实施例的显示设备将波形监视的液晶明度降低得更多。另外，随着上限显示亮度P变高，根据本实施例的显示设备增加波形监视的明度的减少量，从而能够减少在亮度被设置为高的状态下正显示暗图像时显示波形监视的情况下给出的眩光。
[第二实施例]
现在，描述本发明的第二实施例。
在上述第一实施例中，描述了基于整个画面APL和上限显示亮度P来确定波形监视明度Y的示例。然而，在整个画面的APL(以下称为“整个画面APL”)高但是包括叠加波形监视的区域的部分区域的APL(以下称为“部分区域APL”)低的情况下，用户可能由于波形监视的明度远高于显示波形监视的区域的明度而感到眩光。
有鉴于此，在本实施例中，描述了基于整个画面APL、上限显示亮度P和部分区域APL来确定波形监视明度Y的示例。现在，详细描述与第一实施例中的结构和处理不同的结构和处理。与第一实施例中同样的配置和处理由相同的附图标记表示，并且省略其描述。例如，整个画面APL是作为运动图像信号的输入图像信号的各帧图像的所有区域的平均亮度灰度级。然而，整个画面APL也可以是输入图像信号的各帧图像的有效图像区域的平均亮度灰度级。
<整体结构>
图4是示出根据本实施例的显示设备200的示例的功能框图。代替第一实施例的明度确定单元106，显示设备200包括明度确定单元206。
明度确定单元206是被配置为基于上限显示亮度P以及作为从输入单元101输出的输入图像信号ID的特征值的整个画面APL和部分区域AP来确定波形监视明度Y的功能单元。在本实施例中，明度确定单元206检测整个画面APL和部分区域APL。此外，明度确定单元206从显示亮度获得单元107获得由用户设置的上限显示亮度P。然后，明度确定单元206基于整个画面APL、部分区域APL和上限显示亮度P来确定波形监视明度Y。稍后描述确定波形监视明度Y的方法。明度确定单元206将波形监视明度Y和输入图像信号ID输出到OSD图像生成单元105。在本实施例中，包括叠加了波形监视的区域的部分区域是包括通过将画面均匀地划分为四个而获得的区域中的区域(例如，左下区域)的波形监视。只要包括显示波形监视的区域，获得部分区域的方法不受特别限制。
<处理内容>
接着，参考图5来描述本实施例中的明度确定单元206的基本操作。
图5是示出根据本实施例的确定波形监视明度Y的处理的流程图。
明度确定单元206检测从输入单元101输出的输入图像信号ID的所有区域的APL(整个画面APL)(S201)。此外，在本实施例中，明度确定单元206检测上述部分区域的APL(部分区域APL)(S202)。然后，明度确定单元206获得从显示亮度获得单元107输出的上限显示亮度P(S203)，并判断上限显示亮度P是否是阈值T1以下(S204)。
在上限显示亮度P是阈值T1以下的情况下(S204-是)，明度确定单元206将波形监视明度Y增加到最大(S205)。在上限显示亮度P大于阈值T1的情况下(S204-否)，明度确定单元206判断整个画面APL与部分区域APL之间的差是否是预定阈值T2以下(S206)。
这里，阈值T2被设置为如下的值：在上述差是阈值T2以下的情况下，即使如上一实施例中那样基于整个画面APL来确定监视器亮度Y，波形监视的亮度也会被设置为不给用户带来眩光的亮度。例如，预定阈值T2可以是30，但阈值不受特别限制。此外，阈值可以是可变的。此外，明度确定单元206基于本实施例的步骤S206中的上述差来进行确定，但是可以与上述差无关地进行步骤S208中的处理。
在整个画面APL与部分区域APL之间的差是预定阈值T2以下的情况下(S206-是)，明度确定单元206基于整个画面APL和上限显示亮度P来确定波形监视明度Y(S207)。在整个画面APL与部分区域APL之间的差大于预定阈值T2的情况下(S206-否)，明度确定单元206基于整个画面APL、部分区域APL和上限显示亮度P来确定波形监视明度Y(S208)，并将结果输出到OSD图像生成单元105。下面描述步骤S208中确定明度Y的处理的细节。
<<亮度确定处理(步骤S208)>>
描述本实施例中的步骤S208中的处理，即明度确定单元206进行确定波形监视明度Y的处理。
在本实施例中，明度确定单元206通过使用整个画面APL和部分区域APL的平均值来确定波形监视明度Y。具体地，明度确定单元206获得作为APLmax与APLavg之间的比率的变量C(表达式6)，其中APLavg是整个画面APL和部分区域APL的平均值。
然后，明度确定单元206通过使用变量A和变量C来确定波形监视明度Y(表达式7)。
Ｙ＝A+(100-A)×C…(7)
(在上限显示亮度P是400cd/m2的情况下)
例如，在APLmax是255并且上限显示亮度P是400cd/m2的情况下，波形监视明度Y由下面的表达式(8)表示。
图6是示出由表达式(8)表示的APLavg与波形监视明度Y之间的关系的图。如图6中的粗线211所示，随着整个画面APL和部分区域APL的平均值变小，波形监视明度Y变低。这里，在本实施例中，阈值T2是30，因此在上述差为30以下的情况下，不进行步骤S208中的处理。因此，在步骤S208中，APLavg不采用由虚线210表示的区域中的值(APLavg≤15or 240≤APLavg)。在步骤S208中，将与由实线211表示的区域(15<APLavg<240)相对应的亮度(30<Y<95)相应地确定为波形监视明度Y。
由此，在整个画面APL为100并且部分区域APL为60的情况下，根据表达式(4)，通过第一实施例中的处理获得的波形监视明度Y约为55％，但是在本实施例中，根据表达式(8)，波形监视明度Y约为48％。这意味着可以更有效地减少在显示整个画面APL高(图像整体亮)并且部分区域APL低(部分区域暗)的图像时显示波形监视的情况下给出的眩光。此外，随着上述平均值变高，波形监视显示得更亮，使得防止了显示图像和波形监视在明度上彼此差异很大，因此用户可以毫无困难地看到波形。
在步骤S208中，明度确定单元206基于APLavg和上限显示亮度P来确定波形监视明度Y，但是可以通过代替APLavg而使用部分区域APL来确定波形监视明度Y。此外，明度确定单元206可以通过代替APLavg而使用整个画面APL和部分区域APL中较小的一个来确定波形监视明度Y。另外，明度确定单元206可以通过代替APLavg而使用作为整个画面APL和部分区域APL的加权平均的值来确定波形监视明度Y。
<本实施例的有益效果>
如上所述，在上限显示亮度高于上述阈值、并且整个画面APL与部分区域APL之间的差大于上述阈值的情况下，根据本实施例的显示设备随着整个画面APL和部分区域APL的平均值变小而使波形监视的液晶明度降低得更多。另外，根据本实施例的显示设备随着上限显示亮度变高而增加波形监视的明度的减小量，从而能够更适当地减少眩光。
[第三实施例]
现在，描述本发明的第三实施例。
在上述实施例中，描述了控制基于要显示的波形监视所绘制的点(表示信号电平的点)的明度的示例。然而，一些显示设备无法仅改变上述点的明度，而是将基底的明度连同点的明度一起改变。在这种情况下，对包括基底和波形的整个波形监视进行半透过处理，以控制整个波形监视的亮度。然而，在将半透过处理之后的波形监视叠加在要显示的输入图像上的情况下，输入图像信号ID的波形监视的背部的图像被显示为暗图像，因此难以看到波形监视的背部的图像。
有鉴于此，在本实施例中，除了整个画面APL和上限显示亮度P之外，还基于作为输入图像信号ID的波形监视显示区域的背部区域的APL(以下称为“背部区域APL”)来控制整个波形监视的明度。由此，防止了难以看到波形监视的背部的图像。现在，详细描述与第一实施例中的结构和处理不同的结构和处理。与第一实施例中同样的结构和处理由相同的附图标记表示，并且省略其描述。
<整体结构>
图7是示出根据本实施例的显示设备300的示例的功能框图。代替第一实施例的OSD图像生成单元105和明度确定单元106，显示设备300包括OSD图像生成单元305和明度确定单元306。
明度确定单元306是被配置为基于上限显示亮度P以及作为从输入单元101输出的输入图像信号ID的特征值的整个画面APL和背部区域APL来确定波形监视明度Y的功能单元。在本实施例中，明度确定单元306检测整个画面APL和波形监视的背部的APL(背部区域APL)。此外，明度确定单元306从显示亮度获得单元107获得由用户设置的上限显示亮度P。然后，明度确定单元306基于整个画面APL、背部区域APL和上限显示亮度P来确定波形监视明度Y。在本实施例中，明度确定单元306确定包括基底和波形的整个波形监视的亮度。稍后描述确定波形监视明度Y的方法。基底中的图像的亮度低于上述点的亮度(例如，点的亮度的一半)。明度确定单元306将波形监视明度Y和输入图像信号ID输出到OSD图像生成单元305。在本实施例的描述中，假设预先确定了画面上的显示波形监视的位置。
OSD图像生成单元305是被配置为基于波形监视明度Y和输入图像信号ID来生成波形监视图像信号H的功能单元。从明度确定单元306输出波形监视明度Y。在本实施例中，OSD图像生成单元305生成进行了半透过处理的波形监视图像信号H。此外，OSD图像生成单元305将所生成的波形监视图像信号H输出到合成单元103。
<处理内容>
接着，参考图8来描述本实施例中的明度确定单元306的基本操作。图8是示出根据本实施例的确定波形监视明度Y的处理的流程图。
明度确定单元306检测从输入单元101输出的输入图像信号ID的所有区域的APL(整个画面APL)(S301)。此外，在本实施例中，明度确定单元306检测上述背部区域APL(S302)。然后，明度确定单元306获得从显示亮度获得单元107输出的上限显示亮度P(S303)，并判断上限显示亮度P是否是阈值T1以下(S304)。
在上限显示亮度P是阈值T1以下的情况下(S304-是)，明度确定单元306将波形监视明度Y增加到最大(S305)。在上限显示亮度P大于阈值T1的情况下(S304-否)，明度确定单元306判断整个画面APL和背部区域APL之间的差是否是预定阈值T3以下(S306)。
这里，阈值T3被设置为如下的值：在上述差值是阈值T3以下的情况下，即使在如之前的实施例中那样基于整个画面APL来确定波形监视明度Y的情况下，进行了半透过处理的波形监视也不会让用户感觉到背景区域是暗的。例如，预定阈值T3可以是30，但阈值不受特别限制。此外，阈值可以是可变的。此外，明度确定单元306基于本实施例的步骤S306中的上述差进行确定，但是还可以与上述差无关地进行步骤S308中的处理。
在整个画面APL与背部区域APL之间的差是预定阈值T3以下的情况下(S306-是)，明度确定单元306基于整个画面APL和上限显示亮度P来确定波形监视明度Y(S307)。在整个画面APL与背部区域APL之间的差大于预定阈值T3的情况下(S306-否)，明度确定单元306将波形监视明度Y设置为大于基于整个画面APL和上限显示亮度P的明度值的值(S308)，并将结果输出到OSD图像生成单元305。下面描述在步骤S308中确定亮度Y的处理的细节。
<<亮度确定处理(步骤S308)>>
描述本实施例中的步骤S308中的处理，即明度确定单元306进行确定波形监视明度Y的处理。
在本实施例中，明度确定单元306将在第一实施例中使用的变量A的值乘以1.5，从而确定波形监视明度Y。即，明度确定单元306将波形监视明度Y设置为至多是第一实施例中的波形监视明度Y的1.5倍的值。具体地，明度确定单元306使用上述变量A和变量B，利用下面的表达式(9)来确定波形监视明度Y。
Y=1.5×A+(100-1.5×A)×B …(9)
在本实施例中，将上述变量A(在整个画面APL为零的情况下的波形监视明度Y)设置为第一实施例中的变量A的1.5倍的值。然而，倍率不受特别限制，并且可以是大于1且实现降低亮度的效果的值。此外，上述倍率可以是可变的。此外，在背部区域APL大于整个画面APL的情况下，背部区域APL与整个画面APL的比率可以用作上述倍率。
(在上限显示亮度P是400cd/m2的情况下)
例如，在APLmax是255并且上限显示亮度P是400cd/m2的情况下，波形监视明度Y由下面的表达式(10)表示。
图9是示出由表达式(10)表示的APL与波形监视明度Y之间的关系的图。如图9中的实线311所示，与第一实施例相比，波形监视的明度的减少量变小。由此，与第一实施例相比，防止了波形监视的背部的图像被显示为暗图像，因此可以防止难以看到波形监视的背部的图像。此外，波形监视的明度降低到一定程度，使得减少了眩光。
<本实施例的有益效果>
如上所述，在上限显示亮度高于上述阈值并且整个画面APL与背部区域APL之间的差大于上述阈值的情况下，与第一实施例中的处理相比，根据本实施例的显示设备减弱了针对整个画面APL低的波形监视的亮度的减少效果。由此，确保了波形监视的背部的图像可视性。此外，根据本实施例的显示设备随着上限显示亮度变高而增加针对整个画面APL低的波形监视的亮度的减少量，从而能够减少在亮度被设置为高的状态下正显示暗图像时显示波形监视所给出的眩光。
[第四实施例]
现在，描述本发明的第四实施例。
在上述第一实施例中，描述了基于整个画面APL和上限显示亮度P来确定波形监视明度Y的示例。然而，在显示设备进行背光控制的情况下，由于显示设备基于包括波形监视和输入图像的显示图像来进行背光控制，因此显示设备可能无意地进行背光控制。
作为背光控制方法，例如，存在用于基于显示图像的APL(以下称为“显示图像APL”)来限制最大亮度、从而限制功耗(限制最大发光亮度以防止功耗达到预定阈值以上)的背光控制(以下称为“功率限制控制”)。此外，作为背光控制方法，存在用于基于显示图像APL来控制整个画面的背光发射量的背光控制(以下称为“全局调光控制”)。
在功率限制控制中，当显示波形监视时改变显示图像APL，因此在通过限制功耗来降低最大发光亮度的情况下，显示图像整体的亮度下降。
在全局调光控制中，当显示波形监视时改变显示图像APL，因此改变显示图像整体的显示亮度。
有鉴于此，在本实施例中，描述了如下示例：考虑到显示设备正在进行的背光控制方法来控制波形监视的亮度，使得降低通过要施加波形监视的显示所产生的对显示图像整体的亮度的影响。
现在，详细描述与第一实施例中的结构和处理不同的结构和处理。与第一实施例中同样的结构和处理由相同的附图标记表示，并且省略其描述。
<整体结构>
图10是示出根据本实施例的显示设备400的示例的功能框图。除了第一实施例的结构之外，显示设备400还包括BL控制方法设置单元408和其它组件。此外，代替第一实施例的显示单元104和明度确定单元106，显示设备400包括显示单元404和明度确定单元406。
显示单元404包括背光和液晶面板，并且是被配置为显示从合成单元103输出的合成图像HC的功能单元。此外，基于由显示亮度获得单元107获得的上限显示亮度P来控制显示单元401的显示亮度。稍后描述上限显示亮度P。发光量由显示亮度获得单元107和BL控制方法设置单元408控制。
明度确定单元406是被配置为基于作为从输入单元101输出的输入图像信号ID的特征值的APL来确定波形监视明度Y的功能单元。在本实施例中，明度确定单元406检测整个画面APL。此外，明度确定单元406从显示亮度获得单元107获得由用户设置的上限显示亮度P。另外，明度确定单元406从BL控制方法设置单元403获得背光控制方法。然后，明度确定单元406基于整个画面APL、上限显示亮度P和背光控制方法来确定波形监视明度Y。稍后描述确定波形监视明度Y的方法。明度确定单元406将波形监视明度Y和输入图像信号ID输出到OSD图像生成单元105。
BL控制方法设置单元408是被配置为获得由用户设置的背光控制方法的功能单元。在本实施例中，用户利用进行功率限制控制、进行全局调光控制和关闭来指定背光控制方法。
<处理内容>
接着，参考图11来描述本实施例中的明度确定单元406的基本操作。
图11是示出根据本实施例的确定波形监视明度Y的处理的流程图。
明度确定单元406检测从输入单元101输出的输入图像信号ID的所有区域的APL(整个画面APL)(S401)。此外，在本实施例中，明度确定单元406获得从BL控制方法设置单元408输出的背光控制方法(S402)。然后，明度确定单元406获得从显示亮度获得单元107输出的上限显示亮度P(S403)，并判断上限显示亮度P是否是阈值T1以下(S404)。
在上限显示亮度P是阈值T1以下的情况下(S404-是)，明度确定单元406将波形监视明度Y增加到最大(S405)。在上限显示亮度P大于阈值T1的情况下(S404-否)，明度确定单元406判断背光控制方法是否是功率限制控制模式(S406)。
在背光控制方法是功率限制控制模式的情况下(S406-是)，明度确定单元406减小波形监视明度Y以限制最大发光亮度，从而防止功耗达到预定值以上(S407)。稍后描述步骤S407中的处理的细节。在背光控制方法不是功率限制控制模式的情况下(S406-否)，明度确定单元406判断背光控制方法是否是全局调光控制模式(S408)。
在背光控制方法是全局调光控制模式的情况下(S408-是)，明度确定单元406将波形监视明度Y设置为相同于APLmax与整个画面APL之间的比率的值(S409)。稍后描述步骤S409中的处理的细节。在背光控制方法不是全局调光控制模式的情况下(S408-否)，明度确定单元406如上述第一实施例中那样基于整个画面APL和上限显示亮度P来确定波形监视明度Y(S410)。然后，明度确定单元406将波形监视明度Y输出到OSD图像生成单元105。
<<明度确定单元(步骤S407)>>
描述本实施例中的步骤S407中的处理，即明度确定单元406进行确定波形监视明度Y的处理。
在本实施例的步骤S407中，与第一实施例相比，亮度降低。首先，明度确定单元406确定作为上限显示亮度P与最大亮度(100％)之间的比率(每1cd/m2的亮度)的D(表达式11)。
然后，明度确定单元406使用上面描述的变量A和变量B以及变量D，使用下面的表达式(12)来确定波形监视明度Y。
Y＝A+(100-A)×B-50×D …(12)
如表达式(12)所表示的，与上述第一实施例相比，明度确定单元406将波形监视明度Y减小50cd/m2。亮度的减少量不受特别限制，并且可以是实现具有预定值的功耗以下的任何值。此外，亮度的减少量可以是可变的。
(在上限显示亮度P是400cd/m2的情况下)
例如，在上限显示亮度P是400cd/m2的情况下，波形监视明度Y由下面的表达式(13)表示。
图12是示出APL与由表达式(13)表示的波形监视明度Y之间的关系的图。如图12中的实线411所示，随着APL变低，波形监视明度Y变低。另外，与由虚线410表示的第一实施例的结果相比，如实线411所示，在本实施例中亮度降低。在本实施例中，与第一实施例相比，波形监视明度Y减小50cd/m2，因此在上限显示亮度P是400cd/m2的情况下，波形监视明度Y被设置为比第一实施例中的值小约13的值。如上所述，在正进行功率限制控制的情况下，与第一实施例中的处理相比，波形监视的液晶明度降低，使得由于波形监视的显示而导致的整个画面APL的变化减小，并且减少了由功率限制控制的影响而引起的背光亮度的变化。
<<亮度确定处理(步骤S409)>>
描述本实施例中的步骤S409中的处理，即明度确定单元406进行确定波形监视明度Y的处理。
在本实施例的步骤S409中，将波形监视明度Y设置为相同于APLmax与整个画面APL之间的比率的值，使得显示图像APL在显示波形监视之前和之后的变化最小化。然而，在整个画面APL小于预定阈值T4的情况下，波形监视明度Y保持在特定值，使得波形监视明亮到一定程度。具体地，明度确定单元406利用下面的表达式(14)来确定波形监视明度Y。
(在上限显示亮度P是400cd/m2的情况下)
例如，在上限显示亮度P是400cd/m2的情况下，如图13中的实线421所示，在整个画面APL是阈值T4以上的情况下，将波形监视明度Y设置为相同于APLmax与整个画面APL之间的比率的值。因此，在图13的示例中，在整个画面APL是阈值T4(例如，64)的情况下，波形监视明度Y是25(％)。此外，在整个画面APL小于阈值T4的情况下，波形监视明度Y被设置为25(％)。如上所述，在正在进行全局调光控制的情况下，波形监视明度Y被设置为相同于APLmax与整个画面APL之间的比率的值。由此，防止了由于波形监视而引起的整个背光的亮度变化，并且降低了显示图像的亮度变化。
这里，阈值T4被设置为如下的值：在上述差为阈值T4以下的情况下，防止通过全局调光控制而使波形监视的明度变得太低，并且明度Y被保持在特定值。例如，预定阈值T4可以是64，但阈值不受特别限制。此外，阈值可以是可变的。
<本实施例的有益效果>
如上所述，在背光控制方法是功率限制控制的情况下，与第一实施例中的处理结果相比，波形监视的明度降低，使得可以减小由于波形监视的显示而导致的整个画面APL的变化，并且可以减少除波形监视之外的显示亮度的降低。此外，在背光控制方法是全局调光的情况下，波形监视明度Y被设置为相同于APLmax与整个画面APL之间的比率的值，使得可以减小由于波形监视的显示而导致的背光亮度的变化。
<本实施例的变形例>
在本实施例中，在背光控制方法被设置为功率限制控制的情况下，进行步骤S407中的控制。然而，除了上述条件之外，可以判断实际是否正进行功率限制控制。具体地，在背光控制方法是功率限制控制并且已经在前一帧中进行了功率限制控制的情况下，可以进行上述步骤S407中的处理。
[其它]
在上述实施例中，在上限显示亮度高于阈值的情况下，波形监视的明度基于APL而线性地改变，但是APL与波形监视之间的对应关系不受特别限制。例如，可以以逐步的方式基于APL来改变波形监视的明度。此外，在实施例中，在APL最大的情况下，波形监视的明度被设置为最大。然而，在APL是预定值以上的情况下，可以进行将波形监视的明度限幅到最大的处理。
在上述实施例中，描述了将上述处理应用于波形监视的示例，但是除了波形监视之外，上述处理还可以应用于叠加在要显示的输入图像上的图形图像(OSD图像)。
在上述实施例中，描述了显示控制设备设置在显示设备内部的示例，但是上述处理可以仅由作为与显示设备分离的组件的显示控制设备进行。
其它实施例
本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给***或装置，该***或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。
尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

Claims (20)

1.一种显示设备，其被配置为在显示单元上显示输入图像和图形图像，其中，所述图形图像与所述输入图像一起显示，所述显示设备包括：
获得单元，其被配置为接收与所述显示设备的显示亮度有关的设置值；
检测单元，其被配置为检测所述输入图像的特征值；以及
控制单元，其被配置为以基于所述设置值和所述特征值的亮度灰度级来在所述显示单元上显示所述图形图像。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述设置值是与所述显示设备的最大显示亮度有关的值。
3.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述特征值是与所述输入图像的亮度有关的值。
4.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述输入图像是高动态范围图像即HDR图像。
5.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述特征值是所述输入图像的平均图像电平即APL。
6.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述控制单元还被配置为随着所述设置值变大而更多地降低所述图形图像的亮度灰度级。
7.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述控制单元还被配置为随着所述特征值变小而更多地降低所述图形图像的亮度灰度级。
8.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述检测单元还被配置为检测与所述输入图像的所有区域有关的特征值。
9.根据权利要求1所述的显示设备，其中，
所述检测单元还被配置为检测与所述输入图像的所有区域有关的第一特征值以及与所述输入图像的部分区域有关的第二特征值，其中所述部分区域包括叠加了所述图形图像的区域，以及
所述控制单元还被配置为在所述第一特征值和所述第二特征值之间的差大于预定值的情况下，基于所述设置值、所述第一特征值和所述第二特征值来确定所述图形图像的亮度灰度级。
10.根据权利要求9所述的显示设备，其中，所述控制单元还被配置为随着所述第一特征值和所述第二特征值的平均值变小而更多地降低所述图形图像的亮度灰度级。
11.根据权利要求1所述的显示设备，其中，
所述检测单元还被配置为检测与所述输入图像的所有区域有关的第一特征值以及与所述输入图像的叠加了所述图形图像的区域有关的第三特征值，以及
所述控制单元还被配置为在所述第一特征值和所述第三特征值之间的差大于预定值的情况下，与所述差是所述预定值以下的情况相比，更多地增加所述图形图像的亮度灰度级。
12.根据权利要求1所述的显示设备，还包括：
背光控制单元，其被配置为控制所述显示设备中的背光的发光亮度；以及
设置单元，其被配置为接收表示是否使得所述背光控制单元能够进行控制的指示。
13.根据权利要求12所述的显示设备，其中，
所述背光控制单元还被配置为基于所述输入图像来限制最大发光亮度以防止功耗达到预定阈值以上，以及
所述控制单元还被配置为在所述设置单元接收到用于进行背光控制的指示的情况下，与所述设置单元未接收到用于进行背光控制的指示的情况相比，更多地降低所述图形图像的亮度灰度级。
14.根据权利要求12所述的显示设备，其中，
所述背光控制单元还被配置为基于要在所述显示设备上显示的图像来限制所述显示设备中的背光的发光亮度，以及
所述控制单元还被配置为在所述设置单元接收到用于进行背光控制的指示的情况下，与所述设置单元未接收到用于进行背光控制的指示的情况相比，更多地降低所述图形图像的亮度灰度级。
15.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述图形图像是波形监视，所述波形监视具有与所述输入图像的横轴相对应的横轴以及采用像素灰度级值的纵轴，并且在所述纵轴上绘制所述输入图像的各像素的像素灰度级值以供显示。
16.一种显示设备，其被配置为在显示单元上显示高动态范围图像即HDR图像，所述显示设备包括：
第一获得单元，其被配置为获得与所述HDR图像的亮度有关的特征值；
第二获得单元，其被配置为获得与所述显示设备的最大显示亮度有关的设置值；以及
控制单元，其被配置为控制所述显示单元，使得所述显示单元将与所述HDR图像有关的图形图像与所述HDR图像一起显示，
其中，所述控制单元还被配置为控制所述显示单元，使得：在所述设置值是特定值的情况下，与具有第一值作为所述特征值的第一HDR图像有关的第一图形图像的第一显示亮度比与具有第二值作为所述特征值的第二HDR图像有关的第二图形图像的第二显示亮度高，其中所述第二值小于所述第一值。
17.一种显示设备的控制方法，所述显示设备被配置为在显示单元上显示输入图像和图形图像，其中所述图形图像与所述输入图像一起显示，所述控制方法包括：
接收与所述显示设备的显示亮度有关的设置值；
检测所述输入图像的特征值；以及
以基于所述设置值和所述特征值的亮度灰度级来在所述显示单元上显示所述图形图像。
18.一种显示设备的控制方法，所述显示设备被配置为在显示单元上显示高动态范围图像即HDR图像，所述控制方法包括：
获得与所述HDR图像的亮度有关的特征值；
获得与所述显示设备的最大显示亮度有关的设置值；以及
控制所述显示单元，使得所述显示单元将与所述HDR图像有关的图形图像与所述HDR图像一起显示，
其中，控制所述显示单元，使得：在所述设置值是特定值的情况下，与具有第一值作为所述特征值的第一HDR图像有关的第一图形图像的第一显示亮度比与具有第二值作为所述特征值的第二HDR图像有关的第二图形图像的第二显示亮度高，其中所述第二值小于所述第一值。
19.一种非暂时性计算机可读介质，其存储程序，其中所述程序使计算机执行根据权利要求17所述的方法。
20.一种非暂时性计算机可读介质，其存储程序，其中所述程序使计算机执行根据权利要求18所述的方法。
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