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TWI820128B - 圖像處理裝置、顯示裝置及圖像處理方法 - Google Patents

圖像處理裝置、顯示裝置及圖像處理方法 Download PDF

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TWI820128B
TWI820128B TW108115658A TW108115658A TWI820128B TW I820128 B TWI820128 B TW I820128B TW 108115658 A TW108115658 A TW 108115658A TW 108115658 A TW108115658 A TW 108115658A TW I820128 B TWI820128 B TW I820128B
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TW
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liquid crystal
image
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Inventor
木村裕明
亀井晴信
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日商索尼股份有限公司
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Abstract

本發明係於由2片液晶單元構成之顯示裝置中減少畫質劣化。因此，作為對於藉由通過後液晶單元與前液晶單元之光而產生顯示圖像之液晶顯示面板的圖像信號，圖像處理部產生對於後液晶單元之後圖像信號、及對於前液晶單元之後圖像信號。該圖像處理部中，具備：灰階值轉換部，其針對輸入圖像信號進行灰階值轉換而產生對於後液晶單元之後圖像信號；及極限處理部，其進行將自灰階值轉換部輸出之後圖像信號之值限制為特定之極限值的處理。

Description

圖像處理裝置、顯示裝置及圖像處理方法
本技術係關於一種圖像處理裝置、顯示裝置及圖像處理方法，尤其係關於一種對於藉由通過後液晶單元與前液晶單元之光產生顯示圖像之顯示面板的圖像信號之處理。
作為液晶顯示裝置，已知有各種構造。作為其構造之一，於下述專利文獻1中揭示有雙液晶單元型之液晶顯示裝置。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2016/063675號說明書
[發明所欲解決之問題]
於雙液晶單元型之顯示裝置中，會產生當自斜向觀察時由於視差而導致2片液晶之顯示圖像看上去為雙重之不良情況。 因此，進行如下操作：例如藉由將輸入至後液晶單元之信號伽瑪轉換為伽瑪值1以下，而於某灰階以上使後液晶單元飽和至透過率100%，或進行將輸入至後液晶單元之信號於平面方向擴展之濾波處理，使視差所致之圖像之偏移減少。 然而，例如於黑色背景顯示有白點般之小面積之信號時，雖藉由上述濾波處理使顯示於後液晶單元之白點擴展，但由於前液晶單元之漏光而導致顯示於後液晶單元之圖像可透視，白點之周圍較薄並可看到光，有時畫質降低。 又，若藉由伽瑪轉換處理使後液晶單元側之擴展之白點變得更亮，則漏光增加，畫質進一步降低。 因此，本技術之目的在於：於使用雙液晶單元型之顯示裝置之情形時，減輕該等畫質劣化。 [解決問題之技術手段]
本技術之圖像處理裝置具備：灰階值轉換部，其針對作為對於顯示面板之圖像信號之輸入圖像信號進行灰階值轉換，而產生對於後液晶單元之後圖像信號，上述顯示面板係藉由通過上述後液晶單元與前液晶單元之光而產生顯示圖像；及極限處理部，其進行將自上述灰階值轉換部輸出之後圖像信號之值限制為極限值之處理。 設為該圖像處理裝置之處理對象之圖像信號係雙液晶單元型之液晶顯示面板所使用之圖像信號。圖像處理裝置對雙液晶單元型之液晶顯示面板之前液晶單元與後液晶單元之各者進行圖像信號之處理。於此情形時，對進行灰階值轉換而產生之後圖像信號進行極限處理。
於上述本技術之圖像處理裝置中，考慮如下：具備檢測上述輸入圖像信號之最大值的最大值檢測部，且上述極限處理部將極限值設為基於上述最大值檢測部所檢測出之最大值之值。 即，檢測輸入圖像信號之最大值，極限值係設為作為基於最大值之值而變化之值。
於上述本技術之圖像處理裝置中，考慮如下：上述極限處理部將上述最大值檢測部所檢測出之最大值設為極限值。 亦即，將輸入信號之最大值直接設為極限值。
於上述本技術之圖像處理裝置中，考慮如下：上述最大值檢測部針對設定於圖像內之複數個區域中之每一個檢測最大值，上述極限處理部針對每個區域，藉由基於區域內之最大值之極限值進行極限處理。 亦即，將1圖框之圖像區域分割設定為複數個區域。而且，針對每個區域檢測輸入信號之最大值，且針對每個區域，利用基於其最大值之極限值進行後圖像信號之極限處理。
於上述本技術之圖像處理裝置中，考慮如下：具備下限極限處理部，該下限極限處理部於上述最大值檢測部所檢測出之最大值未達設定之下限值之情形時，將上述下限值作為最大值輸出。 亦即，若檢測出之最大值為設定之下限值以上，則直接輸出該檢測出之最大值，但於檢測出之最大值未達下限值之情形時，將該檢測出之最大值置換為下限值後輸出。
於上述本技術之圖像處理裝置中，考慮如下：具備抑制上述最大值檢測部所檢測出之最大值之時間軸方向之變動量的時間濾波器部。 例如以輸入圖像信號當前之圖框之最大值與前一圖框之最大值(於分割區域之情形時，當前之圖框之某一區域之最大值與所有圖框之該區域之最大值)不急遽地變化之方式抑制變動量。
於上述本技術之圖像處理裝置中，考慮如下：具備檢測關於輸入圖像信號之場景變化之場景變化檢測部，上述時間濾波器部於檢測到場景變化之情形時使濾波器動作變化。 例如場景變化檢測部藉由比較當前圖框與前一圖框而檢測作為圖像內容之情景是否發生了變化。時間濾波器部根據檢測到場景變化之情況而切換濾波器特性或切換濾波處理之導通/斷開。
於上述本技術之圖像處理裝置中，考慮具備：下限極限處理部，其於上述最大值檢測部所檢測出之最大值未達設定之下限值之情形時，將最大值設為上述下限值；及動態圖像檢測部，其檢測輸入圖像信號是否為動態圖像；且上述下限極限處理部就輸入圖像信號為動態圖像之情形與非動態圖像之情形兩者，將上述下限值設為不同之值。 例如於輸入圖像信號為動態圖像之情形與靜止圖像之情形時，下限極限處理中之下限值不同。
於上述本技術之圖像處理裝置中，考慮如下：具備空間濾波器部，該空間濾波器部抑制設定於圖像內之複數個區域之每一個中之最大值之空間方向之變動量。 即，針對各區域中之最大值，以於空間方向(複數個區域鄰接之圖像平面方向)不產生急遽變化之方式進行濾波處理。
於上述本技術之圖像處理裝置中，考慮如下：上述灰階值轉換部進行伽瑪值小於1之伽瑪轉換。 為了於使前圖像與後圖像合併之狀態下進行良好之灰階表現而進行伽瑪值小於1之伽瑪轉換。於此情形時，進行極限處理。
於上述本技術之圖像處理裝置中，考慮如下：具備空間處理部，該空間處理部對上述後圖像信號，進行將上述後液晶單元中之圖像之透過像素範圍較上述前液晶單元之圖像更為擴大之空間濾波處理。 即，以使後圖像模糊之方式進行空間濾波處理。具體而言，以使後液晶單元側之透過之像素之範圍相對於前圖像信號之前液晶單元之圖像擴大而使圖像模糊之方式，對後圖像信號實施如低通濾波器般之處理。
於上述本技術之圖像處理裝置中，考慮如下：具備對上述輸入圖像信號進行使用上述後圖像信號之運算處理而產生對於上述前液晶單元之前圖像信號的前圖像產生部，且上述輸入圖像信號為彩色圖像信號，上述灰階值轉換部對自上述彩色圖像信號轉換後之黑白圖像信號進行灰階值轉換，上述前圖像產生部藉由自作為彩色圖像信號之輸入圖像信號除以由上述極限處理部處理後之上述後圖像信號而產生前圖像信號。 即，針對作為彩色圖像信號即圖像信號之例如R、G、B之各灰階值，分別除以極限處理後之後圖像信號之灰階值，而獲得作為前圖像信號之R、G、B之灰階值。
本技術之顯示裝置具備：顯示面板，其藉由透過後液晶單元與前液晶單元之光而產生顯示圖像；灰階值轉換部，其針對作為對於上述顯示面板之圖像信號之輸入圖像信號進行灰階值轉換而產生對於上述後液晶單元之後圖像信號；極限處理部，其進行將自上述灰階值轉換部輸出之後圖像信號之值限制為特定之極限值的處理；及前圖像產生部，其對上述輸入圖像信號進行使用上述後圖像信號之運算處理，而產生對於上述前液晶單元之前圖像信號。 於該顯示裝置中，顯示面板係依序配置例如光源部、後液晶單元、擴散層、及前液晶單元，構成所謂雙液晶單元型之液晶顯示面板。針對對於此種雙液晶單元型之液晶顯示面板之後圖像信號，進行極限處理。 本技術之圖像處理方法係進行上述圖像處理裝置之灰階值轉換、限制於極限值之處理者。 [發明之效果]
根據本技術，於雙液晶單元型之顯示裝置中，藉由後液晶單元之信號位準下降而減少孤立之白點周圍所產生之漏光，又，藉由漏光減少而改善自斜向觀察到之雙重像，藉此獲得畫質改善效果。 再者，此處所記載之效果未必受限定，亦可為本發明中所記載之任一種效果。
以下，按以下之順序說明實施形態。 ＜1.顯示裝置之構成＞ ＜2.第1實施形態＞ ＜3.第2實施形態＞ ＜4.第3實施形態＞ ＜5.第4實施形態＞ ＜5.第5實施形態＞ ＜3.第6實施形態＞ ＜7.總結及變化例＞ 再者，於說明上，作為3原色之紅色(red)、綠色(green)、藍色(blue)分別記作字母R、G、B。
＜1.顯示裝置之構成＞ 圖1表示實施形態之顯示裝置90之構成。顯示裝置90具有液晶顯示面板1、圖像處理裝置10、前液晶單元驅動部20、後液晶單元驅動部30。
液晶顯示面板1設為雙單元型之液晶顯示面板，具備前液晶單元2、擴散層4、後液晶單元3、背光源5。 於背光源5之前表面側，以重疊之方式依序配置有後液晶單元3、擴散層4、前液晶單元2，視認者自前液晶單元2之前表面側觀察所顯示之圖像。 前液晶單元2、後液晶單元3雖分別形成1個液晶顯示面板，但於本實施形態中，將雙液晶單元型之顯示面板整體稱為液晶顯示面板1。
圖像處理裝置10針對作為彩色圖像信號(例如UHD(Ultra High Definition，超高畫質)格式之信號等)被輸入之圖像信號S1進行用以顯示於液晶顯示面板1之信號處理。 圖像處理裝置10具有顯示圖像處理部11、雙單元圖像處理部12。 顯示圖像處理部11對所輸入之圖像信號S1進行必要之解碼處理、亮度處理、色彩處理、解析度轉換等，並將處理後之圖像信號Sig_in供給至雙單元圖像處理部12。至少於圖像信號Sig_in之階段，設為表示R、G、B各色之灰階值之彩色圖像信號。
雙單元圖像處理部12雖詳細情況將於下文敍述，但進行與雙單元型之液晶顯示面板1對應之處理。 即，雙單元圖像處理部12對所輸入之圖像信號Sig_in進行信號處理，產生並輸出對於前液晶單元2之圖像信號(前圖像信號Sig_FR)、及對於後液晶單元3之圖像信號(後圖像信號Sig_RE)。 前圖像信號Sig_FR係包含R、G、B之灰階值之彩色圖像信號。另一方面，後圖像信號Sig_RE係包含作為灰度之灰階值之黑白(灰度)圖像信號。
自圖像處理裝置10輸出之前圖像信號Sig_FR被供給至前液晶單元驅動部20。前液晶單元驅動部20基於前圖像信號Sig_FR驅動前液晶單元2，使其執行彩色圖像顯示。 自圖像處理裝置10輸出之後圖像信號Sig_RE被供給至後液晶單元驅動部30。後液晶單元驅動部30基於後圖像信號Sig_RE驅動後液晶單元3，使其執行黑白圖像顯示。
將前液晶單元驅動部20及前液晶單元2之構造之一例示於圖2A。 前液晶單元驅動部20具有顯示控制部21、垂直驅動部22、及水平驅動部23，利用該等構成驅動前液晶單元2。
顯示控制部21基於前圖像信號Sig_FR，對垂直驅動部22供給控制信號，並且對水平驅動部23供給圖像信號(與R、G、B之灰階值對應之信號)及控制信號，以其等相互同步地動作之方式進行控制。 垂直驅動部22基於自顯示控制部21供給之控制信號，依序選擇前液晶單元2中之成為顯示驅動之對象之1水平線。 水平驅動部23基於自顯示控制部21供給之圖像信號及控制信號，產生1水平線之像素電壓，並供給至垂直驅動部22所選擇之1水平線之子像素26(26R、26G、26B)。
於前液晶單元2中，複數個像素25配置成矩陣狀。 各像素25具有3個子像素26R、26G、26B。 子像素26R係具有紅色之彩色濾光片者，子像素26G係具有綠色之彩色濾光片者，子像素26B係具有藍色之彩色濾光片者。 對該等子像素26R、26G、26B，自水平驅動部23分別供給像素電壓。然後，子像素26R、26G、26B根據像素電壓，使光之透過率分別變化。
將後液晶單元驅動部30及後液晶單元3之構造之一例示於圖2B。 後液晶單元驅動部30具有顯示控制部31、垂直驅動部31、及水平驅動部33，利用該等構成驅動後液晶單元3。
顯示控制部31基於後圖像信號Sig_RE，對垂直驅動部32供給控制信號，並且對水平驅動部33供給圖像信號(與作為灰度之灰階值對應之信號)及控制信號，以其等相互同步地動作之方式進行控制。 垂直驅動部32基於自顯示控制部31供給之控制信號，依序選擇前液晶單元2中之成為顯示驅動之對象之1水平線。 水平驅動部33基於自顯示控制部31供給之圖像信號及控制信號，產生1水平線之像素電壓，並供給至垂直驅動部32所選擇之1水平線之子像素36。
於後液晶單元3中，複數個像素35配置成矩陣狀。 各像素35具有3個子像素36。各子像素36係不具有彩色濾光片者。即，前液晶單元2中之各子像素26R、26G、26B具有對應顏色之彩色濾光片，但後液晶單元3中之各子像素36不具有彩色濾光片。 對屬於1個像素35之3個子像素36，自水平驅動部33供給相同之像素電壓。然後，子像素36根據像素電壓，使光之透過率變化。 再者，後液晶單元3之像素35亦可將上述3個子像素構成為1個電極、及黑色矩陣之1像素。即，亦存在如下情況：不僅無彩色濾光片，而且關於TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體)、透明電極、配線、黑色矩陣之各液晶構造要素，亦設為不具有子像素之構造。於此情形時，1個像素35與前液晶單元2中之3個子像素26R、26G、26B對應。
此種後液晶單元3可藉由在能夠顯示彩色圖像之通用之液晶顯示面板之製造步驟中省略彩色濾光片之形成步驟而製造。藉此，於顯示裝置90，與開發專用品之情形相比可削減開發成本或製造成本。
圖1所示之背光源5基於未圖示之背光源控制信號，射出光。背光源5配置於後液晶單元3之背面側。 背光源5具備例如由LED(Light Emitting Diode，發光二級體)構成之發光部進行發光。
圖3係表示液晶顯示面板1之配置構成者。 如圖所示，於液晶顯示面板1中，依序配置有背光源5、後液晶單元3、擴散層4、及前液晶單元2，圖3中之前液晶單元2之上表面成為顯示面DP。 亦即，自背光源5射出之光依序通過背光源5、後液晶單元3、擴散層4、前液晶單元2，而到達視認者。 前液晶單元2及後液晶單元3相互隔開地配置。而且，於該前液晶單元2與後液晶單元3之間之空隙8，配置有擴散層4。 再者，作為構成例，亦存在使前液晶單元2與後液晶單元3之單元間無間隙地以接著層密接之情形。
前液晶單元2具有基板122、124、液晶層123、及偏光板121、125。 基板122、124係藉由例如玻璃基板構成者，以相互對向之方式配置。 於基板122之基板124側之面，於每個子像素26形成像素電極，並藉由上述水平驅動部23被施加像素電壓。 於基板124之基板122側之面，於各子像素26形成有共通之電極。又，於基板124，形成有彩色濾光片、或黑色矩陣。 液晶層123係密封於基板122與基板124之間者，且係光之透過率根據施加至基板122之像素電極之像素電壓產生變化者。 偏光板121貼附於基板122之光入射側，偏光板125貼附於基板124之光出射側。偏光板121之透過軸與偏光板125之透過軸相互交叉。
後液晶單元3具有基板132、134、液晶層133、及偏光板131、135。 基板132、134係藉由例如玻璃基板構成者，以相互對向之方式配置。 於基板132之基板134側之面，於每個子像素26形成像素電極，且藉由上述水平驅動部33被施加像素電壓。 再者，如上所述般亦考慮不具有子像素之構造，於此情形時，於每個像素35形成像素電極。 於基板134之基板132側之面，於各子像素36形成有共通之電極。又，於基板134，形成有黑色矩陣。而且，於基板134，與前液晶單元2之基板124不同，未形成彩色濾光片。 液晶層133係被密封於基板132與基板134之間者，其光之透過率根據施加至基板132之像素電極之像素電壓而變化。 偏光板131貼附於基板132之光入射側，偏光板135貼附於基板134之光出射側。偏光板131之透過軸與偏光板135之透過軸相互交叉。
擴散層4係將自後液晶單元3側入射之光擴散者。擴散層4例如可使用在樹脂膜上或樹脂膜內隨機散佈顆粒而成之擴散膜。 該擴散層4係用以減少顯示圖像中之疊紋者。即，液晶顯示面板1由於將2片液晶顯示面板即前液晶單元2與後液晶單元3重疊配置，故而有於顯示圖像產生疊紋之虞。對此，於液晶顯示面板1中，藉由將擴散層4配置於前液晶單元2與後液晶單元3之間，而減少疊紋，從而抑制畫質降低。
擴散層4於空隙8中可配置於任一位置，但較理想為如圖3所示般配置於靠近前液晶單元2之側。即，較理想為面板間距離dFR之中，擴散層4與前液晶單元2之間之距離dFR1小於擴散層4與後液晶單元3之間之距離dFR2(dFR1＜dFR2)。 於此情形時，亦可於擴散層4與前液晶單元2之間、及擴散層4與後液晶單元3之間中之一者或兩者形成透明材料層。 又，更理想為將擴散層4以鄰接於前液晶單元2(dFR1=0)之方式配置。其原因在於，擴散層4越靠近前液晶單元2，可更有效地抑制疊紋，且可提高清晰度。
擴散層4之擴散程度(霧度值)越高則越能有效地抑制疊紋。例如若霧度值為90%以上，則可提高用以獲得所期望之畫質之面板間距離dFR之設計自由度。但是，若霧度值變高，則擔心亮度降低，故較理想為將後液晶單元3設為低解析度並且除去彩色濾光片。 又，即使於擴散層4之霧度值較低之情形時，例如藉由將擴散層4靠近前液晶單元2配置，亦能獲得所期望之畫質。
背光源5除了具有發光陣列42以外，還具有擴散板141。擴散板141係使自發光陣列42出射之光擴散者。 發光陣列42例如將LED排列而構成。
＜2.第1實施形態＞ 利用圖4、圖5說明作為第1實施形態之雙單元圖像處理部12之構成。 圖4係雙單元圖像處理部12之方塊圖，圖5係詳細地表示圖4中之後圖像產生部51內之方塊圖。
如圖4所示，雙單元圖像處理部12具有RGB輸入部50、後圖像產生部51、前圖像產生部52、光量修正部53、面板伽瑪處理部54、57、調整部55、58、後輸出部56、及前輸出部59。
來自顯示圖像處理部11之圖像信號Sig_in被輸入至RGB輸入部50，且自RGB輸入部50被供給至後圖像產生部51。 圖像信號Sig_in為例如針對R、G、B各10位元之1024灰階之信號。當然，設為1024灰階(10位元)僅為說明上之一例，亦可設為更少或更多灰階(位元數)之信號。
後圖像產生部51於下述處理中產生後圖像信號Sig_RE。該後圖像信號Sig_RE例如為W(白色)之1024灰階(10位元：0～1023)之信號。 後圖像信號Sig_RE於由面板伽瑪處理部54實施對應於後液晶單元3之伽瑪處理之後，由調整部55實施必要之調整處理。而且，由後輸出部56進行延遲調整處理或與3個子像素36對應之並行化等，而供給至後液晶單元驅動部30。 再者，如上所述般若後液晶單元3中未構成子像素之情形時，後圖像信號Sig_RE係與對應於前液晶單元2中之3個子像素26R、26G、26B之3個時序之前圖像信號Sig_FR對應地輸出。
後圖像產生部51所產生之後圖像信號Sig_RE亦被供給至光量修正部53。光量修正部53將用以修正入射至前液晶單元2之光量成分的光量修正係數kLC乘以後圖像信號Sig_RE而輸出至前圖像產生部52。 光量修正係數kLC例如為固定值。但亦可考慮將光量修正係數kLC設為可變值。例如亦可根據圖像而適宜地算出光量修正係數kLC。
對前圖像產生部52供給圖像信號Sig_in。前圖像產生部52如圖5所示般設置有除法運算部52a，藉由自所輸入之圖像信號Sig_in除以後圖像信號Sig_RE而產生前圖像信號Sig_FR。
於雙單元型之液晶顯示面板1之情形時，將後液晶單元3中之圖像與前液晶單元2中之圖像合成後之圖像會被作為顯示圖像而視認。亦即，顯示後液晶單元3中之亮度與前液晶單元2中之亮度相乘所得之圖像。因此，針對前圖像信號Sig_FR，藉由預先以其亮度僅除以後圖像信號Sig_RE，可針對各像素進行與原本之圖像信號Sig_in之亮度對應之顯示。根據此種理由，將前圖像信號Sig_FR藉由自圖像信號Sig_in除以後圖像信號Sig_RE而產生。 但是，實際上自後液晶單元3出射至入射至前液晶單元2為止會產生光量差，故準確而言並非需要單純之除法運算而需要修正。因此，由光量修正部53對後圖像信號Sig_RE進行修正(Sig_RE･kLC)。 因此，於前圖像產生部52(除法運算部52a)，將前圖像信號Sig_FR以 Sig_FR=Sig_in/(Sig_RE･kLC) 之形式算出。
此處，圖像信號Sig_in係包含R、G、B之灰階值Sig_in(R)、Sig_in(G)、Sig_in(B)之信號，因此，更具體而言，前圖像信號Sig_FR產生其R、G、B之灰階值Sig_FR(R)、Sig_FR(G)、Sig_FR(B)。即，以 Sig_FR(R)=Sig_in(R)/(Sig_RE･kLC) Sig_FR(G)=Sig_in(G)/(Sig_RE･kLC) Sig_FR(B)=Sig_in(B)/(Sig_RE･kLC) 之形式產生前圖像信號Sig_FR。 R、G、B之灰階值Sig_FR(R)、Sig_FR(G)、Sig_FR(B)分別為例如10位元且1024灰階(0～1023)之信號。
再者，於液晶顯示面板1為光量修正之必要性較小之構造之情形等時，亦考慮不賦予光量修正係數kLC而設為Sig_FR=Sig_in/Sig_RE。
前圖像產生部52所產生之前圖像信號Sig_FR於由圖4所示之面板伽瑪處理部57實施對應於前液晶單元2之伽瑪處理之後，由調整部58實施必要之調整處理。而且，由前輸出部59進行與3個子像素26R、26G、26B對應之並行化等，並供給至前液晶單元驅動部20。
藉由圖5說明後圖像產生部51內之構成。 於後圖像產生部51，利用灰度轉換部70將所輸入之彩色圖像信號即圖像信號Sig_in轉換為灰度信號(黑白圖像信號)Gr。 灰度轉換係使用係數kR、kG、kB，以 Gr=kR･Sig_in(R)+kG･Sig_in(G)+kB･Sig_in(B) 之形式進行。 即，與圖像信號Sig_in所包含之R、G、B之各者之灰階值Sig_in(R)、Sig_in(G)、Sig_in(B)對應地乘以R用之係數kR、G用之係數kG、B用之係數kB，並將其等相加，藉此設為灰度信號Gr。該灰度信號Gr成為作為W(白色)之灰階值(0～1023)。
此種灰度信號Gr被供給至灰階轉換部72進行灰階值轉換。 灰階轉換部72包含LUT(Look Up Table，查找表)73及伽瑪轉換部74。伽瑪轉換部74將所輸入之灰度信號Gr之灰階值作為LUT輸入信號LUT in並參照LUT73，獲得對應之輸出灰階值(LUT輸出信號LUTout)。然後，將該輸出灰階值LUTout作為後圖像信號Sig_RE輸出。於此情形時，後圖像信號Sig_RE被供給至極限處理部80。
圖6A表示灰階轉換部72中之轉換特性之例。即，示出作為LUT73之輸入灰階(橫軸)-輸出灰階(縱軸)之轉換曲線。 於此情形時，伽瑪值係設定為小於“1”之值，伽瑪轉換後之值變得高於伽瑪轉換前之值。 又，圖6B係表示前液晶單元2、後液晶單元3中之光之透過率者。於該圖6B中，橫軸表示向前液晶單元2、後液晶單元3供給之信號之灰階位準，縱軸表示透過率L2、L3。此處，透過率L2表示前液晶單元2中之透過率，透過率L3表示後液晶單元3中之透過率。
於前液晶單元2，於灰階位準高於某一位準(例如約40[%]之位準)之範圍內，透過率L2根據灰階位準而變化，但於低於該位準之範圍內，透過率L2大致固定。即，前液晶單元2於低灰階範圍內透過率L2未充分下降。 因此，於液晶顯示面板1中，於灰階位準較高之範圍內，將後液晶單元3中之透過率L3設為固定(100%)，於灰階位準低於上述例如約40[%]之範圍內，使後液晶單元3中之透過率L3根據灰階位準變化。 藉此，於液晶顯示面板1中，前液晶單元2中之透過率L2與後液晶單元3中之透過率L3之積Ltotal於灰階位準較低之範圍內，亦能夠與灰階位準較高之範圍同樣地，根據灰階位準而變化。因此，於液晶顯示面板1中，例如與使用1片液晶單元而構成之情形相比，由於在低灰階範圍內可降低透過率Ltotal，故可提高對比度。 灰階轉換部72以可實現該圖6B所示之透過率L3之方式，進行伽瑪轉換。此情形之轉換特性成為例如圖6A般。即，於輸入灰階值高於某一灰階值之範圍內，輸出灰階值成為最高灰階值。 自灰階轉換部72作為輸出灰階值LUTout輸出之信號成為後圖像信號Sig_RE。
極限處理部80進行限制自灰階轉換部72輸出之後圖像信號Sig_RE之上限值的處理。 極限處理部80之極限值係由來自區域最大值檢測部81之輸出值決定。 區域最大值檢測部81檢測所輸入之圖像信號Sig_in之R、G、B之各者之灰階值Sig_in(R)、Sig_in(G)、Sig_in(B)中之最大值，並將檢測出之最大值輸出至極限處理部80。於該圖5之例中，將該最大值設為極限處理部80之極限值。 關於極限處理部80及區域最大值檢測部81，於下文進行詳細敍述。
空間處理部79對經由極限處理部80後之後圖像信號Sig_RE進行如空間濾波般之處理。此為保持後圖像信號Sig_RE之峰值灰階不變如濾波般擴展之處理。 例如空間處理部79係藉由FIR(Finite Impulse Response，有限脈衝響應)濾波器進行濾波處理者。該FIR濾波器作為低通濾波器發揮功能，使顯示於後液晶單元3之圖像模糊。藉此，於顯示裝置90，於觀察者觀察顯示圖像時，可減少於該顯示圖像產生圖像缺損或雙重圖像之虞。FIR濾波器之抽頭數係根據於顯示圖像未產生圖像缺損或雙重圖像之視角之目標值θ而設定者。
圖7係用以說明藉由空間處理部79進行之空間濾波處理者，示出前液晶單元2、後液晶單元3之剖面模式圖、以及各液晶單元2、3中之灰階(亮度)。 該例中，前液晶單元2顯示了顯示要素a11，後液晶單元3於與前液晶單元2中之顯示要素a11之顯示位置對應之位置，顯示了顯示要素a12。顯示要素a12藉由空間濾波處理而模糊，故顯示要素a12之寬度w12大於顯示要素a12之寬度w11。 顯示要素a11之灰階如虛線所示般，於透過範圍內以該顯示要素a11本來之灰階值固定。另一方面，顯示要素a11之灰階如實線所示般成為山峰之分佈。於空間濾波處理中，使後液晶單元3中之透過像素範圍較前液晶單元2擴大，並且對後圖像信號Sig_RE實施產生如上所述之山峰之灰階變化而使圖像模糊般之處理。
說明針對此種後圖像信號Sig_RE之空間濾波處理之效果。 圖8A、圖8B與圖7同樣地示出前液晶單元2、後液晶單元3之剖面模式圖、及各液晶單元2、3中之灰階(亮度)。圖8A係對後圖像信號Sig_RE實施了空間濾波處理之情形，圖8B係未實施空間濾波處理之情形。
於未實施空間濾波處理之情形時，如圖8B所示，顯示於後液晶單元3之顯示要素a13成為與顯示於前液晶單元2之顯示要素a11相同之寬度，且亮度之變化亦急遽。 於處於距顯示面之法線方向為角度之方向之使用者觀察此種顯示圖像之情形時，於範圍C11，觀察到顯示要素a11。 此時，於範圍C11內，產生前液晶單元2中之光之透過率較高但後液晶單元3中之光之透過率較低之部分。因此，存在視認到顯示要素a11之一部分產生缺損之情形。 又，於範圍C13內，前液晶單元2中之光之透過率較低，但後液晶單元3中之光之透過率較高。於是，於該範圍C13中之前液晶單元2之透過率不足夠低之情形時，有於顯示圖像產生雙重圖像之虞。
另一方面，於圖8A之情形時，顯示於後液晶單元3之顯示要素a12由於藉由空間濾波處理而模糊，故與顯示於前液晶單元2之顯示要素a11不同，寬度變寬，並且亮度平穩地變化。 若處於距顯示面之法線方法為角度之方向之使用者於範圍C11觀察到顯示要素a11，則顯示要素a11之光之透過率較高，又，由於顯示要素a12之光之透過率平穩地變化，故不易產生圖像缺損。 又，於範圍C12，前液晶單元2中之光之透過率較低，且後液晶單元3中之光之透過率平穩地變化。由此，於顯示裝置1中，可減少於顯示圖像產生雙重圖像之虞。其等之結果為，於顯示裝置90可提高畫質。
如上所述般，於第1實施形態中，關於後圖像信號Sig_RE，經由灰度轉換部70、灰階轉換部72、極限處理部80、空間處理部79之各處理而產生並輸出後圖像信號Sig_RE。 而且，尤其是藉由利用極限處理部80與區域最大值檢測部81適當地限制後圖像信號Sig_RE之上限值，而進行畫質改善。具體而言，藉由在顯示裝置90中降低後液晶單元3之信號位準而減少孤立之白點周圍所產生之漏光。又，藉由減少漏光而改善自斜向觀察到之雙重像。
首先，藉由圖9，對白點周圍之漏光之產生進行說明。假定此處未設置極限處理部80。 圖9A示出所輸入之圖像信號Sig_in之波形之一部分。該情況設為輸入圖像信號Sig_in係與用以顯示如圖9D般較小位元之白圖像之白點部分之灰階值對應之信號。虛線之位準表示最高灰階。自圖像信號Sig_in轉換之灰度信號Gr亦成為接近於此之灰階之波形。 自上述圖5之處理可知，灰度信號Gr藉由經灰階轉換部72予以轉換，而成為例如圖9B般之波形。即，藉由圖6A之伽瑪特性轉換為最高灰階值。此成為後圖像信號Sig_RE。 後圖像信號Sig_RE進而由空間處理部79進行處理，而設為如圖9C般之於空間方向具有擴展之波形(成為灰階位準呈山峰分佈之狀態)。 於是，後圖像信號Sig_RE之後液晶單元3之圖像如圖9E般成為白點擴大且模糊之圖像。前液晶單元2之圖像如圖9F般成為本來之白點圖像。
該圖9E、9F之合成圖像雖被觀察者視認，但其圖像如圖9G般。亦即，於白點周圍產生了漏光。此種漏光容易因後圖像信號Sig_RE成為最高灰階值且後液晶單元3之亮度變高而產生。 因此，為了減輕漏光，只要某種程度上抑制後液晶單元3之亮度變高即可。 圖10A表示與圖9A同樣地輸入之圖像信號Sig_in之波形，圖10B及圖10C表示所產生之後圖像信號Sig_RE與前圖像信號Sig_FR之波形。 圖10B係尤其未對後圖像信號Sig_RE進行極限處理之情形時後液晶單元3之亮度變高之狀態，圖10C係對後圖像信號Sig_RE實施極限處理而抑制了後液晶單元3之亮度之狀態。 圖10B之情形時，漏光所致之眩光較顯眼，又，由此導致對比度亦惡化。另一方面，於圖10C之情形時，藉由抑制後液晶單元3之亮度而漏光所致之眩光減少，藉此亦改善了對比度。 因此，於本實施形態中，如該圖10C般為了進行畫質改善而設置有極限處理部80及區域最大值檢測部81。
極限處理部80針對自灰階轉換部72供給之後圖像信號Sig_RE，如圖11所示般，將成為上限之灰階值限制得較最大灰階值(該例中為1023)更低。於該圖11中，示出相對於圖6A所示之伽瑪轉換特性，如實線所示般將輸出之灰階值限制於極限值LL。 而且，極限處理部80將由區域最大值檢測部81檢測之最大值用作極限值LL。
區域最大值檢測部81係例如圖12A般，將1圖框之圖像分割為複數個區域AR00～ARnm，並針對每個區域進行所輸入之圖像信號Sig_in之最大值檢測。再者，此處設為於水平方向分割為n+1個，於垂直方向分割為m+1個，而形成(n+1)×(m+1)個區域之例，但區域分割之情形之區域數量不受限定。只要為2個以上之區域即可。 又，區域最大值檢測部81未必限定於進行區域分割。亦可將區域數設為“1”而如圖12B般將整體作為1個區域AR進行最大值檢測。
區域最大值檢測部81將每個區域之最大值供給至極限處理部80。 極限處理部80針對後圖像信號Sig_RE所示之各像素之灰階值，將該區域之最大值作為極限值LL進行極限處理。 例如於圖像信號Sig_in中若區域AR00之最大值為“852”，則極限處理部80以後圖像信號Sig_RE中之區域AR00之像素之灰階值之上限為“852”之方式進行極限處理。 又，例如於圖像信號Sig_in中若區域AR01之最大值為“623”，則極限處理部80以後圖像信號Sig_RE中之區域AR01之像素之灰階值之上限為“623”之方式進行極限處理。
如此，使用區域最大值檢測部81所檢測出之圖像信號Sig_in之最大值，由極限處理部80限制自灰階轉換部72輸出之後圖像信號Sig_RE之上限值，藉此，伽瑪轉換後之後圖像信號Sig_RE之位準不會大於所輸入之圖像信號Sig_in之最大值。 由於伽瑪轉換部74之伽瑪值設定為“1”以下，故伽瑪轉換後之信號位準高於輸入位準，但藉由區域最大值檢測部81與極限處理部80之作用使後圖像信號Sig_RE之信號位準變低。 導致畫質劣化之白點周圍之漏光藉由後圖像信號Sig_RE之信號位準變高而被加強，故藉由利用上述作用使後圖像信號Sig_RE之信號位準變低而使白點周圍之漏光減少，從而可提高畫質。
又，於區域最大值檢測部81將區域數設定為1而檢測出畫面整體之最大值之情形時，若於任意1點輸入信號位準較高之信號，則由於該信號位準成為極限處理部80之極限值LL，故會使減少漏光之效果減弱。 藉由增加作為區域最大值檢測部81之檢測單位之區域數，即使於畫面內映入亮度差較大之影像之情形時，於無高信號之區域內，極限值LL亦較將區域數設為1之情形變低，減少漏光之效果提高。因此，越增加區域數則畫質改善效果越高。另一方面，由於越增加區域數則電路規模越為增大，故較理想為根據適用之製品選擇適當之區域數。 再者，極端而言區域之分割數即為像素數(亦即1像素為1區域)，但當然該情況並不實際，應將1個區域設為顯著之像素數(考慮畫質改善效果與電路規模而決定之像素數)才是。 再者，各區域之像素數或區域形狀亦可不必相同。
＜3.第2實施形態＞ 說明第2實施形態。再者，於以下實施形態所使用之圖式中，以與第1實施形態中之圖5之構成之不同點為中心進行敍述，對與圖5相同之部分則標註相同符號並避免重複說明。
圖13表示作為第2實施形態之後圖像產生部51。 於此情形時，除圖5之構成以外還設置有下限極限處理部82。 對極限處理部80供給下限極限處理部82之輸出。藉由該下限極限處理部82設定極限處理部80中之極限值LL之下限值。
下限極限處理部82於區域最大值檢測部81所檢測出之針對各區域之最大值為所設定之下限值以上之情形時，將區域最大值檢測部81所檢測出之最大值直接輸出至極限處理部82，但於最大值未達下限值之情形時，將該下限值作為最大值輸出至極限處理部82。亦即，將檢測出之最大值置換為大於該最大值之下限值並輸出。 藉此，供給至極限處理部82之各區域之最大值不會成為未達下限值之值。
於將區域最大值檢測部81之區域數設定為2以上之情形時，極限處理部80之極限值LL根據區域而不同。因此，即使輸入至極限處理部80之後圖像信號Sig_RE之信號位準(灰階值)相同，於極限處理後亦有變成信號位準根據區域而不同之情況。 此時，以即使後液晶單元3側之信號位準不同，所顯示之圖像亦與輸入之圖像一致之方式，前圖像信號Sig_FR之信號位準藉由光量修正部53及除法運算部52a之處理被調整。 然而，於由於修正精度不足或溫度、視角特性等主要原因導致前圖像信號Sig_FR之信號位準與最佳位準產生偏差之情形時，亦存在即使於輸入之圖像信號Sig_in之階段為相同之信號位準亦會因區域不同而產生亮度差異之情形。 關於該差異，後圖像信號Sig_RE之每個區域之信號位準之差越大，則差越大。因此，藉由利用下限極限處理部82對極限處理部80之極限值LL設定下限，而使極限處理部80之限制範圍變窄。藉由使限制範圍變窄，而後圖像信號Sig_RE之每個區域之信號位準差亦變小，且因畫面上之位置所致之圖像差異亦變小。
＜4.第3實施形態＞ 將第3實施形態之構成示於圖14。於該例中設置有抑制極限值LL急遽地變化之時間濾波器部84、及檢測圖像之場景變化之場景變化檢測部85。
時間濾波器部84具有輸入之信號與過去所輸出之信號，並進行如輸出信號於圖框間不會急遽地變化之濾波處理。該情形之輸入係區域最大值檢測部81所檢測出之各區域之最大值。亦即，時間濾波器部84以供給至極限處理部80之各區域之最大值不於時間軸方向上急遽地變動之方式進行濾波處理。 時間濾波器部84只要能抑制輸出信號(最大值)之急遽變化，便可為任何特性之濾波器。 自時間濾波器部84輸出之最大值成為極限處理部80之極限值。
於區域最大值檢測部81所檢測出之圖像信號Sig_in之最大值急遽地變化之情形時，極限處理部80之極限值LL急遽地變化，且後圖像信號Sig_RE之信號位準急遽地變化。 於除法運算部52a中，雖以所顯示之圖像與輸入之圖像信號Sig_in一致之方式調整了前圖像信號Sig_FR之信號位準，但存在如下情形：因前液晶單元2與後液晶單元3之應答時間差，導致後液晶單元3之信號位準變化之時序與調整後之前液晶單元2之信號位準變化之時序產生偏差，而所顯示之圖像於一瞬間變化。 為了將此種圖像之變化抑制至無法視認之位準，而藉由時間濾波器部84實施如信號位準於圖框間(時間軸方向)不會急遽地變化之濾波處理。
進而，於該第3實施形態中，於設置此種時間濾波器部84之情形時，組合有場景變化檢測部85。 而且，時間濾波器部84於由場景變化檢測部85檢測出場景變化之情形時，具有使濾波器特性變化之功能、或切換濾波器之有效無效之功能。
場景變化檢測部85針對所輸入之圖像信號Sig_in之當前圖框，檢測與前一圖框相比作為圖像內容之場景之變化。例如於圖框內位準發生變化之面積(灰階值發生變化之像素之數量)成為設定之閾值以上之情形時檢測為場景變化。 當然，檢測方法並不限定於此。例如場景變化檢測部85亦可根據輸入之圖像信號Sig_in之所有像素之平均值與前一圖框算出之圖像信號Sig_in之所有像素之平均值之差量而檢測場景變化。 進而，場景變化檢測部85亦可不根據圖像信號Sig_in而根據區域最大值檢測部81所檢測出之最大值檢測場景變化。例如認為若最大值發生變化之區域之數量為特定以上則判定為場景變化。
上述液晶單元3之信號位準變化之時序與前液晶單元2之信號位準變化之時序之偏差所致之圖像之變化於圖像變動之位置(畫面上之區域)難以視認，於圖像靜止之位置容易視認。 亦即，於畫面上無靜止之位置，畫面整體變化之情形時，難以視認所顯示之圖像之變化。因此，能夠弱化(或設為斷開)時間濾波器部84之濾波處理。例如即使增大於圖框間容許之最大值之變化幅度，或斷開時間濾波器，亦難以視認畫質劣化。
此處，畫面整體之變化係由場景變化檢測部85檢測，可作為場景變化之時序檢測。 因此，時間濾波器部84根據場景變化檢測使時間濾波器部84之濾波處理變化。 若使時間濾波器始終發揮功能，則畫質改善效果延遲產生，但藉由在場景變化檢測時控制時間濾波器，可將效果之延遲抑制於最小限度。
再者，亦考慮於圖14中不設置場景變化檢測部85之構成例。
＜5.第4實施形態＞ 將第4實施形態之構成示於圖15。該例中，與時間濾波器部84、下限極限處理部82一併設置有動態圖像檢測部83，該動態圖像檢測部83檢測所輸入之圖像信號Sig_in是否為動態圖像。
動態圖像檢測部83針對所輸入之圖像信號Sig_in之當前圖框，與前一圖框相比，若於圖框間圖像信號存在差異則檢測為動態圖像，若於圖框間圖像信號不存在差異則檢測為靜止圖像。 再者，檢測方法並不限定於此。例如動態圖像檢測部83亦可不根據圖像信號Sig_in而根據區域最大值檢測部81所檢測出之最大值來檢測是否為動態圖像。例如認為若存在最大值發生變化之區域(或者若存在特定數量以上)則判定為動態圖像。 又，動態圖像檢測部83亦可於即使於圖框間圖像信號存在差異而變化之值亦較小之情形、或變化之面積較小之情形時檢測為靜止圖像。
下限極限處理部82如上所述般設定區域最大值檢測部81所檢測出之最大值之下限。藉此，設定極限處理部80之極限值LL之下限值。而且，於該圖15之情形時，下限極限處理部82於由動態圖像檢測部83檢測為動態圖像之情形、與檢測為靜止圖像之情形時切換設定值(成為輸出之最大值之下限之值)。
自下限極限處理部82輸出之最大值於時間濾波器部84中於時間軸方向被實施濾波處理而抑制了急遽變化之後，被供給至極限處理部80，並設為極限值LL。
於設置時間濾波器部84之情形時，藉由其作用，於輸入至時間濾波器部84之最大值變化時，至時間濾波器部84之輸出接近於輸入為止會產生一定時間之延遲。 該延遲係輸入信號(檢測出之最大值)之變化量越大則越長，但若使極限處理部80之限制範圍變窄，則信號之變化量變小，信號變化時之應答變快。為了使極限處理部80之限制範圍變窄，於設置下限極限處理部82之情形時，只要利用下限極限處理部82使最大值直接通過之範圍變窄即可。 又，於圖像信號Sig_in靜止，檢測出之最大值未產生變化之情形時，時間濾波器部84所導致之延遲不會成為問題，但於圖像信號Sig_in為動態圖像且檢測出之最大值產生變動之情形時，較理想為延遲時間不過於長。
因此，由動態圖像檢測部83進行動態圖像檢測，於動態圖像輸入時，下限極限處理部82提高作為最大值之下限值之設定值。藉由提高下限值可使極限處理部80之限制範圍進一步變窄，從而能夠縮短延遲時間。
＜5.第5實施形態＞ 將第5實施形態之構成示於圖16。該例中，設置空間濾波器部86，區域最大值檢測部81所檢測出之最大值係由空間濾波器部86實施空間濾波處理後被供給至極限處理部80。
該空間濾波器部86實施使由區域最大值檢測部81分割之區域間之變化平滑之空間濾波處理。即，空間濾波器部86為了抑制區域間之信號位準之急遽變化，而對由區域最大值檢測部81針對每個區域分割並檢測出之最大值進行抑制區域間之信號位準差之濾波處理。 又，空間濾波器部86之濾波處理使濾波處理後之信號位準不會變得較輸入之信號更小。
於由區域最大值檢測部81將區域數設定為2以上之情形時，且區域間之信號位準差較大之情形時，存在如下情形：產生當自斜向觀察顯示裝置90時區域間之信號位準差看上去為雙重像之不良情況。 因此，為了使區域間之信號位準差緩和，而藉由空間濾波器部86實施抑制區域間之信號位準差之濾波處理，從而改善自斜向觀察時之雙重像。
再者，較理想為空間濾波器部86具有如下功能：於較區域最大值檢測部81所輸入之圖像信號Sig_in之解析度下降之情形時，恢復為原來之解析度。而且，認為於藉由空間濾波器部86恢復為原來之解析度之情形時，要進行不足之信號之內插處理。 於利用區域最大值檢測部81將解析度自圖像信號Sig_in之解析度下降至區域數之解析度之情形時，由空間濾波器部86恢復為原來之解析度，但此時要以不足之信號平滑地連接之方式實施內插處理，預防鄰接之信號位準差所致之雙重像之產生。 再者，上述內插處理於區域最大值檢測部81之區域數足夠多之情形時無需進行。
再者，亦考慮除了圖16之構成以外還設置圖15中所述之動態圖像檢測部83，並將動態圖像檢測部83之檢測結果供給至空間濾波器部86。於此情形時，空間濾波器部86於動態圖像檢測時與靜止圖像檢測時改變濾波器特性。
又，於由區域最大值檢測部81將區域數設為1之情形時無需空間濾波器部86。 進而，於區域最大值檢測部81之區域數足夠多之情形時亦可省略空間濾波器部86。
＜3.第6實施形態＞ 將第6實施形態示於圖17。此係組合上述第1～第5實施形態所得之例。 區域最大值檢測部81所檢測出之最大值係由下限極限處理部82設定下限值。下限值之設定根據動態圖像檢測部83進行之動態圖像/靜止圖像之檢測而切換。 自下限極限處理部82輸出之最大值由時間濾波器部84抑制了急遽之變動後，進而藉由空間濾波器部86使區域間之變化平緩，並被供給至極限處理部80。 藉由該構成例，可綜合地獲得上述各實施形態之效果。
＜7.總結及變化例＞ 於以上之實施形態中可獲得如下效果。 實施形態之雙單元圖像處理部12(圖像處理裝置)具備：灰階值轉換部72，其針對對於液晶顯示面板1之圖像信號Sig_in進行灰階值轉換，而產生對於後液晶單元3之後圖像信號Sig_RE，該液晶顯示面板1係藉由通過後液晶單元3與前液晶單元2之光而產生顯示圖像；及極限處理部80，其進行將自灰階值轉換部72輸出之後圖像信號Sig_RE之值限制於極限值LL之處理。 亦即，對進行灰階值轉換而產生之後圖像信號Sig_RE進行極限處理。 若後圖像信號Sig_RE之信號位準(灰階)變得過高，則存在前圖像周圍之漏光被加強而產生畫質劣化之情況。因此，後圖像信號Sig_RE藉由極限處理部80進行利用極限值LL之極限處理，防止後圖像之灰階變得過高。藉此，後液晶單元3之信號位準下降，作為顯示圖像之孤立之白點周圍所產生之漏光減少，故結果為可使畫質提高。 又，由於漏光於自斜向觀察時看上去為雙重像，故藉由減少漏光，亦會改善自斜向觀察到之雙重像。
於第1～第6實施形態(圖5、圖13、圖14、圖15、圖16、圖17)中，具備檢測所輸入之圖像信號Sig_in之最大值之區域最大值檢測部81(最大值檢測部)，極限處理部80將極限值LL設為基於最大值檢測部所檢測出之最大值之值。 藉由基於輸入圖像信號、即所輸入之彩色圖像信號Sig_RGB之最大值設定極限值，而進行適合圖像內容之極限值之極限處理。藉此，實現適度之極限控制。
於第1實施形態(圖5)中，極限處理部80將區域最大值檢測部81所檢測出之最大值設為極限值LL。 亦即，將所輸入之圖像信號Sig_in之最大值直接設為極限值LL。 藉此，後圖像信號Sig_RE之最大值被限制於所輸入之彩色圖像信號Sig_RGB之最大值。因此，可防止後圖像之灰階值變得過高，從而可減少漏光。
於第1～第6實施形態中，列舉了如下示例：區域最大值檢測部81針對設定於圖像內之複數個區域中之每一個檢測最大值，極限處理部80針對每個區域進行基於區域內之最大值之極限值LL之極限處理。 亦即，將1圖框之圖像區域分割設定為複數個區域。而且，針對每個區域檢測輸入信號之最大值，且針對每個區域，利用基於其最大值之極限值進行後圖像信號Sig_RE之極限處理。 藉此，後圖像信號Sig_RE於每個區域以不同之適合之極限值被進行極限處理。例如於畫面內亮度差較大之情形時，進行適合各個區域之亮度之極限處理，適當地發揮上述畫質劣化減輕效果。
於第2、第4、第6實施形態(圖13、圖15、圖17)中，列舉了如下示例：具備下限極限處理部82，該下限極限處理部82於區域最大值檢測部81所檢測出之最大值未達設定之下限值之情形時，將下限值作為最大值輸出。 藉由該下限極限處理部82進行之下限值極限處理，成為極限處理部80之極限值之基準的最大值必須成為下限值以上。 因此，可抑制後圖像信號Sig_RE之信號位準之變化，從而可將前圖像信號Sig_FR之信號位準與最佳值產生誤差之情形時所產生之顯示圖像之變化抑制於最小限度。
於第3、第4、第6實施形態(圖14、圖15、圖17)中，例舉了如下示例：具備時間濾波器部84，該時間濾波器部84抑制區域最大值檢測部81所檢測出之最大值之時間軸方向之變動量。 例如以所輸入之圖像信號Sig_in當前之圖框之最大值與前一圖框之最大值(於進行區域分割之情形時，為當前之圖框之某一區域之最大值與所有圖框之該區域之最大值)不急遽地變化之方式抑制變動量。 藉由實施此種時間濾波器，可減少使後圖像信號Sig_RE之信號位準變化時所產生之顯示圖像之變化。
於第3、第6實施形態(圖13、圖17)中，敍述了如下示例：具備檢測關於圖像信號Sig_in之場景變化之場景變化檢測部85，時間濾波器部84於檢測出場景變化之情形時使濾波器動作變化。 例如，場景變化檢測部85藉由比較當前圖框與前一圖框而檢測作為圖像內容之場景是否發生了變化。時間濾波器部84根據場景變化被檢測出之情況切換濾波器特性，或切換濾波處理之導通/斷開。 因進行時間濾波處理會導致畫質改善效果延遲產生，因此，若有場景變化，則存在不會良好地發揮效果之情形。因此，於場景變化檢測時控制時間濾波器。藉此，可將效果之延遲限制於最小限度。
於第4、第6實施形態(圖15、圖17)中，敍述了如下示例，即，具備：下限極限處理部82，其於區域最大值檢測部81所檢測出之最大值未達設定之下限值之情形時，將最大值設為其下限值；及動態圖像檢測部83，其檢測圖像信號Sig_in是否為動態圖像；且下限極限處理部82於圖像信號Sig_in為動態圖像之情形與並非動態圖像之情形時，將下限值設為不同之值。 例如於輸入圖像信號為動態圖像之情形與靜止圖像之情形時，下限極限處理部之下限值不同。即，於動態圖像之情形時提高下限值。 於動態圖像輸入時可能存在時間濾波器部84所致之信號延遲成為問題之情況。因此，於進行時間濾波處理之情形時，於檢測出輸入圖像信號為動態圖像時使下限值變化，減小後圖像信號Sig_RE之信號位準之變化。藉此，可將時間濾波器所致之信號延遲抑制於最小限度。
於第5、第6實施形態(圖16、圖17)中，具備空間濾波器部86，該空間濾波器部86抑制設定於圖像內之複數個區域之每一個中之最大值之空間方向之變動量。 即，針對各區域中之最大值，以於空間方向(複數個區域鄰接之面平面方向)不產生急遽變化之方式進行濾波處理。 於進行區域分割並以區域為單位進行最大值檢測及極限處理之情形時，有可能會產生因區域間位準差導致產生雙重像之不良情況。因此，藉由實施空間濾波器，使得不易產生此種不良情況。
於實施形態中，例舉了灰階值轉換部72進行伽瑪值小於1之伽瑪轉換之示例。其原因在於：使得於使前圖像與後圖像合併之狀態下進行良好之灰階表現。 此處，藉由進行伽瑪值小於1之伽瑪轉換，從而伽瑪轉換後之灰階值較伽瑪轉換前變高。若因伽瑪轉換導致後圖像信號Sig_RE之信號位準(灰階)變得過高，則前圖像周圍之漏光被加強而容易產生畫質劣化。 因此，於此種情形時，對後圖像信號Sig_RE進行極限處理較為有用。
於實施形態中，具備空間處理部79，該空間處理部79對後圖像信號Sig_RE進行將後液晶單元3中之圖像之透過像素範圍較前液晶單元2之圖像擴大之空間濾波處理。 即，以使後圖像模糊之方式進行空間濾波處理。 藉由如此，例如於顯示圖像不易產生雙重圖像或可改善視角。但於此情形時，由於容易產生漏光，故防止極限處理所致之畫質劣化更為有效。
實施形態之雙單元圖像處理部12亦具備前圖像產生部52，該前圖像產生部52對圖像信號Sig_in進行使用後圖像信號Sig_RE之運算處理，而產生對於前液晶單元2之前圖像信號Sig_FR。向該雙單元圖像處理部12輸入之圖像信號Sig_in係彩色圖像信號，灰階值轉換部72對自彩色圖像信號轉換後之黑白圖像信號(灰度信號Gr)進行灰階值轉換。前圖像產生部52藉由自作為彩色圖像信號之圖像信號Sig_in除以由極限處理部80處理過之後圖像信號Sig_RE而產生前圖像信號Sig_FR。 即，關於作為彩色圖像信號即圖像信號之例如R、G、B之各灰階值，分別除以極限處理後之後圖像信號之灰階值，而獲得作為前圖像信號之R、G、B之灰階值。 藉此，作為將後液晶單元3與前液晶單元2重疊而成之圖像，可設為能夠獲得適當之灰階之狀態。
於實施形態中，例舉了如下示例：雙單元圖像處理部12具備將與入射至前液晶單元2之光量成分對應之修正係數kLC乘以後圖像信號Sig_RE之光量修正部53，前圖像產生部52藉由自圖像信號Sig_in除以與修正係數kLC相乘後之後圖像信號Sig_RE，而產生前圖像信號Sig_FR。 可獲得考慮了自後液晶單元3入射至前液晶單元2之光量成分的前圖像信號Sig_FR，作為將後液晶單元3與前液晶單元2重疊而成之圖像，可設為能夠獲得適當之灰階之狀態。
實施形態之顯示裝置90具有：雙單元型之液晶顯示面板1，其藉由通過後液晶單元與前液晶單元之光產生顯示圖像；及上述雙單元圖像處理部12。 液晶顯示面板1依序配置有背光源5、後液晶單元3、擴散層4、及前液晶單元2。 於本實施形態中，對於此種雙單元液晶單元型之液晶顯示面板1，可減輕因後圖像信號Sig_RE之位準變高而產生之畫質劣化。
再者，本實施形態所揭示之技術並不限定於上述實施形態之構成或設定方法，關於雙單元圖像處理部12之構成例、濾波器控制部15之處理例等，考慮各種變化例。
再者，本說明書所記載之效果僅為例示，並非受限定者，又，亦可具有其他效果。
再者，本技術亦可採用如下所述之構成。 (1) 一種圖像處理裝置，其具備： 灰階值轉換部，其針對作為對於顯示面板之圖像信號之輸入圖像信號進行灰階值轉換，而產生對於後液晶單元之後圖像信號，上述顯示面板係藉由通過上述後液晶單元與前液晶單元之光而產生顯示圖像；及 極限處理部，其進行將自上述灰階值轉換部輸出之後圖像信號之值限制為極限值之處理。 (2) 如上述(1)之圖像處理裝置，其 具備檢測上述輸入圖像信號之最大值的最大值檢測部，且 上述極限處理部將極限值設為基於上述最大值檢測部所檢測出之最大值之值。 (3) 如上述(2)之圖像處理裝置，其中 上述極限處理部將上述最大值檢測部所檢測出之最大值設為極限值。 (4) 如上述(2)或(3)之圖像處理裝置，其中 上述最大值檢測部針對設定於圖像內之複數個區域中之每一個檢測最大值， 上述極限處理部針對每個區域，藉由基於區域內之最大值之極限值進行極限處理。 (5) 如上述(2)至(4)中任一項之圖像處理裝置，其 具備下限極限處理部，該下限極限處理部於上述最大值檢測部所檢測出之最大值未達設定之下限值之情形時，將上述下限值作為最大值輸出。 (6) 如上述(2)至(5)中任一項之圖像處理裝置，其 具備時間濾波器部，該時間濾波器部抑制上述最大值檢測部所檢測出之最大值之時間軸方向之變動量。 (7) 如上述(6)之圖像處理裝置，其 具備檢測關於輸入圖像信號之場景變化之場景變化檢測部，且 上述時間濾波器部於檢測出場景變化之情形時使濾波器動作變化。 (8) 如上述(6)或(7)之圖像處理裝置，其具備： 下限極限處理部，其於上述最大值檢測部所檢測出之最大值未達設定之下限值之情形時，將最大值設為上述下限值；及 動態圖像檢測部，其檢測輸入圖像信號是否為動態圖像；且 上述下限極限處理部就輸入圖像信號為動態圖像之情形與非動態圖像之情形兩者，將上述下限值設為不同之值。 (9) 如上述(4)之圖像處理裝置，其 具備空間濾波器部，該空間濾波器部抑制設定於圖像內之複數個區域之每一個中之最大值之空間方向之變動量。 (10) 如上述(1)至(9)中任一項之圖像處理裝置，其中 上述灰階值轉換部進行伽瑪值小於1之伽瑪轉換。 (11) 如上述(1)至(10)中任一項之圖像處理裝置，其 具備空間處理部，該空間處理部對上述後圖像信號進行將上述後液晶單元中之圖像之透過像素範圍較上述前液晶單元之圖像更為擴大之空間濾波處理。 (12) 如上述(1)至(11)中任一項之圖像處理裝置，其 具備前圖像產生部，該前圖像產生部係對上述輸入圖像信號進行使用上述後圖像信號之運算處理，而產生對於上述前液晶單元之前圖像信號，且 上述輸入圖像信號為彩色圖像信號，上述灰階值轉換部對自上述彩色圖像信號轉換後之黑白圖像信號進行灰階值轉換， 上述前圖像產生部藉由自作為彩色圖像信號之輸入圖像信號除以由上述極限處理部處理後之上述後圖像信號而產生前圖像信號。 (13) 一種顯示裝置，其具備： 顯示面板，其藉由通過後液晶單元與前液晶單元之光而產生顯示圖像； 灰階值轉換部，其針對作為對於上述顯示面板之圖像信號之輸入圖像信號進行灰階值轉換，而產生對於上述後液晶單元之後圖像信號； 極限處理部，其進行將自上述灰階值轉換部輸出之後圖像信號之值限制為特定之極限值的處理；及 前圖像產生部，其對上述輸入圖像信號進行使用上述後圖像信號之運算處理，而產生對於上述前液晶單元之前圖像信號。 (14) 一種圖像處理方法，其由圖像處理裝置進行如下程序： 灰階值轉換程序，其針對作為對於顯示面板之圖像信號之輸入圖像信號進行灰階值轉換，而產生對於後液晶單元之後圖像信號，上述顯示面板係藉由通過上述後液晶單元與前液晶單元之光產生顯示圖像；及 極限處理程序，其進行將經過上述灰階值轉換程序而輸出之後圖像信號之值限制為特定之極限值的處理。
1:液晶顯示面板 2:前液晶單元 3:後液晶單元 4:擴散層 5:背光源 8:空隙 10:圖像處理裝置 11:顯示圖像處理部 12:雙單元圖像處理部 20:前液晶單元驅動部 21:顯示控制部 22:垂直驅動部 23:水平驅動部 25:像素 26:子像素 26B:子像素 26G:子像素 26R:子像素 30:後液晶單元驅動部 31:顯示控制部 32:垂直驅動部 33:水平驅動部 35:像素 36:子像素 42:發光陣列 50:RGB輸入部 51:後圖像產生部 52:前圖像產生部 52a:除法運算部 53:光量修正部 54:面板伽瑪處理部 55:調整部 56:後輸出部 57:面板伽瑪處理部 58:調整部 57:前輸出部 70:灰度轉換部 72:灰階值轉換部 73:LUT 74:伽瑪轉換部 79:空間處理部 80:極限處理部 81:區域最大值檢測部 82:下限極限處理部 83:動態圖像檢測部 84:時間濾波器部 85:場景變化檢測部 86:空間濾波器部 90:顯示裝置 121:偏光板 122:基板 123:液晶層 124:基板 125:偏光板 131:偏光板 132:基板 133:液晶層 134:基板 135:偏光板 141:擴散板 a11:顯示要素 a12:顯示要素 a13:顯示要素 AR:區域 AR00～ARnm:區域 B:藍色 C11:範圍 C12:範圍 C13:範圍 dFR:面板間距離 dFR1:距離 dFR2:距離 DP:顯示面 G:綠色 Gr:灰度信號(黑白圖像信號) L2:透過率 L3:透過率 LL:極限值 LUT in:LUT輸入信號 LUTout:LUT輸出信號 Ltotal:透過率之積 R:紅色 S1:圖像信號 Sig_in:圖像信號 Sig_FR:前圖像信號 Sig_RE:後圖像信號 W:灰階值 w11:寬度 w12:寬度 θ:目標值
圖1係本技術之實施形態之顯示裝置之方塊圖。 圖2A、B係實施形態之前液晶單元及後液晶單元之說明圖。 圖3係實施形態之液晶顯示面板之配置之說明圖。 圖4係實施形態之雙單元圖像處理部之方塊圖。 圖5係第1實施形態之雙單元圖像處理部之主要部分之方塊圖。 圖6A、B係實施形態之伽瑪處理之說明圖。 圖7係實施形態之使後液晶單元側模糊之空間濾波處理之說明圖。 圖8A、B係關於有無空間濾波處理之各情形之自傾斜方向視認到之狀態之說明圖。 圖9A～G係白點周圍之漏光之說明圖。 圖10A～C係實施形態之抑制白點周圍之漏光之說明圖。 圖11係實施形態之極限處理之說明圖。 圖12A、B係實施形態之最大值檢測中之區域設定之說明圖。 圖13係第2實施形態之雙單元圖像處理部之主要部分之方塊圖。 圖14係第3實施形態之雙單元圖像處理部之主要部分之方塊圖。 圖15係第4實施形態之雙單元圖像處理部之主要部分之方塊圖。 圖16係第5實施形態之雙單元圖像處理部之主要部分之方塊圖。 圖17係第6實施形態之雙單元圖像處理部之主要部分之方塊圖。
51:後圖像產生部
52:前圖像產生部
52a:除法運算部
53:光量修正部
70:灰度轉換部
72:灰階轉換部
73:LUT
74:伽瑪轉換部
79:空間處理部
80:極限處理部
81:區域最大值檢測部
B:藍色
G:綠色
Gr:灰度信號(黑白圖像信號)
LUT in:LUT輸入信號
LUTout:LUT輸出信號
R:紅色
Sig_in:圖像信號
Sig_FR:前圖像信號
Sig_RE:後圖像信號
W:灰階值

Claims (13)

  1. 一種圖像處理裝置，其具備：灰階值轉換部，其針對對於具備後液晶單元與前液晶單元之顯示面板之圖像信號即輸入圖像信號進行灰階值轉換，而產生對於上述後液晶單元之後圖像信號，上述顯示面板係藉由通過上述後液晶單元與上述前液晶單元之光而產生顯示圖像；最大值檢測部，其檢測上述輸入圖像信號之最大值；及極限處理部，其進行將自上述灰階值轉換部輸出之後圖像信號之上限值限制為極限值的處理，上述極限值係基於上述最大值檢測部所檢測出之最大值。
  2. 如請求項1之圖像處理裝置，其中上述極限處理部將上述最大值檢測部所檢測出之最大值設為極限值。
  3. 如請求項1之圖像處理裝置，其中上述最大值檢測部針對設定於圖像內之複數個區域之每一個檢測最大值，上述極限處理部針對每個區域，藉由基於區域內之最大值之極限值進行極限處理。
  4. 如請求項1之圖像處理裝置，其具備下限極限處理部，該下限極限處 理部於上述最大值檢測部所檢測出之最大值未達設定之下限值之情形時，將上述下限值作為最大值輸出。
  5. 如請求項1之圖像處理裝置，其具備時間濾波器部，該時間濾波器部抑制上述最大值檢測部所檢測出之最大值之時間軸方向之變動量。
  6. 如請求項5之圖像處理裝置，其具備檢測關於輸入圖像信號之場景變化之場景變化檢測部，且上述時間濾波器部於檢測出場景變化之情形時使濾波器動作變化。
  7. 如請求項5之圖像處理裝置，其具備：下限極限處理部，其於上述最大值檢測部所檢測出之最大值未達設定之下限值之情形時，將最大值設為上述下限值；及動態圖像檢測部，其檢測輸入圖像信號是否為動態圖像；且上述下限極限處理部就輸入圖像信號為動態圖像之情形與非動態圖像之情形兩者，將上述下限值設為不同之值。
  8. 如請求項3之圖像處理裝置，其具備空間濾波器部，該空間濾波器部抑制設定於圖像內之複數個區域之每一個中之最大值之空間方向之變動量。
  9. 如請求項1之圖像處理裝置，其中上述灰階值轉換部進行伽瑪值小於1之伽瑪轉換。
  10. 如請求項1之圖像處理裝置，其具備空間處理部，該空間處理部對上述後圖像信號進行將上述後液晶單元中之圖像之透過像素範圍較上述前液晶單元之圖像更為擴大之空間濾波處理。
  11. 如請求項1之圖像處理裝置，其具備前圖像產生部，該前圖像產生部對上述輸入圖像信號進行使用上述後圖像信號之運算處理，而產生對於上述前液晶單元之前圖像信號，且上述輸入圖像信號為彩色圖像信號，上述灰階值轉換部對自上述彩色圖像信號轉換後之黑白圖像信號進行灰階值轉換，上述前圖像產生部藉由自作為彩色圖像信號之輸入圖像信號除以由上述極限處理部處理後之上述後圖像信號而產生前圖像信號。
  12. 一種顯示裝置，其具備：顯示面板，其具備後液晶單元與前液晶單元，並藉由通過上述後液晶單元與上述前液晶單元之光而產生顯示圖像；灰階值轉換部，其針對作為對於上述顯示面板之圖像信號之輸入圖像信號進行灰階值轉換，而產生對於上述後液晶單元之後圖像信號；最大值檢測部，其檢測上述輸入圖像信號之最大值；極限處理部，其進行將自上述灰階值轉換部輸出之後圖像信號之上限值限制為極限值的處理，上述極限值係基於上述最大值檢測部所檢測出之最大值；及前圖像產生部，其對上述輸入圖像信號進行使用上述後圖像信號之 運算處理，而產生對於上述前液晶單元之前圖像信號。
  13. 一種圖像處理方法，其係圖像處理裝置進行如下程序：灰階值轉換程序，其針對對於具備後液晶單元與前液晶單元之顯示面板之圖像信號即輸入圖像信號進行灰階值轉換，而產生對於上述後液晶單元之後圖像信號，上述顯示面板係藉由通過上述後液晶單元與上述前液晶單元之光而產生顯示圖像；最大值檢測程序，其檢測上述輸入圖像信號之最大值；及極限處理程序，其進行將經過上述灰階值轉換程序而輸出之後圖像信號之上限值限制為極限值的處理，上述極限值係基於上述最大值檢測程序所檢測出之最大值。
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