Способы для определения параметра кривой настройки градационной шкалы и способы для выбора уровня освещения света источника дисплея

Способы для определения параметра кривой настройки градационной шкалы и способы для выбора уровня освещения света источника дисплея

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Связанные ссылки

Следующие заявки настоящим включены в данный документ посредством ссылки: патентная заявка США № 11/465436, озаглавленная "Способы и системы для выбора уровня освещения света источника дисплея", поданная 17 августа 2006; патентная заявка США № 11/293562, озаглавленная "Способы и системы для определения настройки источника света дисплея", поданная 2 декабря 2005; патентная заявка США № 11/224792, озаглавленная "Способы и системы для специфической для изображения настройки градационной шкалы и управления источником света", поданная 12 сентября 2005; патентная заявка США № 11/154053, озаглавленная "Способы и системы для улучшения характеристик дисплея с повышением высокочастотного контраста", поданная 15 июня 2005; патентная заявка США № 11/154054, озаглавленная "Способы и системы для улучшения характеристик дисплея со специфическим для частоты усилением", поданная 15 июня 2005; патентная заявка США № 11/154052, озаглавленная "Способы и системы для улучшения характеристик дисплея", поданная 15 июня 2005; патентная заявка США № 11/393404, озаглавленная "Метод усиления цвета, использующий обнаружение цвета поверхности", поданная 30 марта 2006; патентная заявка США № 11/460768, озаглавленная "Способы и системы для связанного с искажением управления светом источника", поданная 28 июля 2006; патентная заявка США № 11/202903, озаглавленная "Способы и системы для независимой настройки представления в многопроекционных дисплеях", поданная 8 августа 2005; патентная заявка США № 11/371466, озаглавленная "Способы и системы для улучшения характеристик дисплея с вводом внешней подсветки", поданная 8 марта 2006; патентная заявка США № 11/293066, озаглавленная "Способы и системы для сохранения яркости в зависимости от режима дисплея", поданная 2 декабря 2005; патентная заявка США № 11/460907, озаглавленная "Способы и системы для генерации и применения коррекций градационной шкалы изображения", поданная 28 июля 2006; патентная заявка США № 11/160940, озаглавленная "Способы и системы для сохранения цвета с коррекциями градационной шкалы изображения", поданная 28 июля 2006; патентная заявка США № 11/564203, озаглавленная "Способы и системы для настройки градационной шкалы изображения для компенсации пониженного уровня мощности источника света", поданная 28 ноября 2006; патентная заявка США № 11/680312, озаглавленная "Способы и системы для сохранения яркости с использованием сглаженного по усилению изображения", поданная 28 февраля 2007; патентная заявка США № 11/845651, озаглавленная "Способы и системы для генерации, выбора и применения градационной кривой", поданная 27 августа 2007; и патентная заявка США № 11/605711, озаглавленная "Метод улучшения цвета с использованием обнаружения цвета поверхности", поданная 28 ноября 2006.

Область техники

Варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя способы и системы для улучшения изображения. Некоторые варианты осуществления включают в себя методы улучшения цвета, некоторые варианты осуществления включают в себя сохранение яркости, некоторые варианты осуществления включают в себя повышение яркости, и некоторые варианты осуществления включают в себя методы расширения битовой глубиной методы.

Предшествующий уровень техники

Типичное дисплейное устройство отображает изображение, используя фиксированный диапазон уровней светимости. Для многих дисплеев диапазон светимости имеет 256 уровней, которые равномерно разнесены от 0 до 255. Обычно присваиваются кодовые значения изображения, чтобы непосредственно соответствовать этим уровням.

Во многих электронных устройствах с большими дисплеями дисплеи являются основными потребителями мощности. Например, в ноутбуке дисплей, вероятно, будет потреблять больше мощности, чем любой из других компонентов в системе. Многие дисплеи с ограниченной доступной мощностью, такие как находящиеся в устройствах с батарейным питанием, могут использовать различные уровни освещения или яркости, чтобы способствовать управлению потреблением энергии. Система может использовать режим полной мощности, когда она включена в источник энергии, такой как источник энергии переменного тока, и может использовать энергосберегающий режим при работе от батарейного источника питания.

В некоторых устройствах дисплей может автоматически переходить в энергосберегающий режим, в котором освещение дисплея уменьшено, чтобы сохранить мощность. Эти устройства могут иметь множество энергосберегающих режимов, в которых освещение уменьшается пошаговым способом. Вообще, когда освещение дисплея уменьшено, качество изображения также падает. Когда максимальный уровень светимости уменьшен, динамический диапазон дисплея уменьшается, и контраст изображения ухудшается. Поэтому контраст и другие качества изображения снижаются во время типовой операции энергосберегающего режима.

Многие дисплейные устройства, такие как жидкокристаллические дисплеи (LCD) или цифровые микрозеркальные устройства (DMD), используют световые клапаны, которые подсвечиваются сзади, сбоку, спереди так или иначе. В светоклапанном дисплее с задней подсветкой, таком как LCD, задняя подсветка помещена позади жидкокристаллической панели. Задняя подсветка излучает свет через LC панель, которая модулирует свет, чтобы зарегистрировать изображение. Как светимость (яркость), так и цвет могут модулироваться в цветных дисплеях. Отдельные LC пиксели модулируют количество света, который проходит от задней подсветки и через LC панель к глазам пользователя или некоторому другому месту назначения. В некоторых случаях место назначения может быть световым датчиком, таким как прибор с зарядовой связью (CCD).

Некоторые дисплеи могут также использовать излучатели света, чтобы регистрировать изображение. Эти дисплеи, такие как светодиодные (LED) дисплеи и плазменные дисплеи, используют элементы изображения, которые излучают свет, а не отражают свет от другого источника.

Сущность изобретения

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя системы и способы для изменения уровня модуляции светимости модулированного световым клапаном пикселя, чтобы скомпенсировать уменьшенную интенсивность освещения источника света или улучшить качество изображения на фиксированном уровне освещения источника света.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения могут также использоваться с дисплеями, которые используют излучатели света, чтобы регистрировать изображение. Эти дисплеи, такие как светодиодные (LED) дисплеи и плазменные дисплеи, используют элементы изображения, которые излучают свет, а не отражают свет от другого источника. Варианты осуществления настоящего изобретения могут использоваться, чтобы усиливать изображение, формируемое этими устройствами. В этих вариантах осуществления, яркость пикселей может настраиваться, чтобы увеличить динамический диапазон определенных диапазонов частот изображения, диапазоны светимости и другие подразделения изображения.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения источник света дисплея может настраиваться на различные уровни в соответствии с характеристиками изображения. Когда эти уровни источника света изменяются, кодовые значения изображения могут настраиваться, чтобы скомпенсировать изменение в яркости или иначе улучшить качество изображение.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя восприятие внешнего света, который может использоваться в качестве ввода при определении уровней источника света и значений пикселя изображения.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя связанное с искажением управление источником и потреблением от батареи питания.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя системы и способы для генерации и применения коррекций градационной шкалы изображения.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя способы и системы для коррекции настройки градационной шкалы изображения с улучшенной точностью цветопередачи.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя способы и системы для выбора уровня освещения света источника дисплея.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя способы и системы для создания кривой тонов панели и целевой кривой тонов. Некоторые из этих вариантов осуществления предусматривают создание множества целевых кривых тонов, причем каждая кривая связана с отличающимся уровнем задней подсветки или освещения источника света. В этих вариантах осуществления может быть выбран уровень задней подсветки, и целевая кривая тонов, связанная с выбранным уровнем освещения задней подсветки, может быть применена к изображению, которое должно отображаться. В некоторых вариантах осуществления цель, связанная с рабочими характеристиками, может влиять на выбор параметров кривой тонов.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя способы и системы для улучшения цвета. Некоторые из этих вариантов осуществления включают в себя обнаружение цвета поверхности, обработку карты цвета поверхности и обработку цвета.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя способы и системы для расширения битовой глубины. Некоторые из этих вариантов осуществления включают в себя применение шаблона пространственного и временного высокочастотного размывания (контуров изображения) к изображению перед сокращением битовой глубины.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя фильтры сигнала уровня освещения света источника, которые реагируют на присутствие перехода сцены в видеопоследовательности.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя генерацию и применение кривой настройки градационной шкалы на основе данных гистограммы светимости.

Предшествующие и другие цели, признаки и преимущества изобретения будут более понятны из рассмотрения следующего детального описания изобретения во взаимосвязи с иллюстрирующими чертежами.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - диаграмма, показывающая известные из предшествующего уровня техники LCD системы с задней подсветкой;

Фиг. 2A - график, показывающий соотношение между исходными кодовым значениями изображения и усиленными кодовыми значениями изображения;

Фиг. 2B - график, показывающий соотношение между исходными кодовыми значениями изображения и усиленными кодовыми значениями изображения с ограничением;

Фиг. 3 - график, показывающий уровень светимости, связанный с кодовыми значениями для различных схем модификации кодового значения;

Фиг. 4 - график, показывающий соотношение между исходными кодовыми значениями изображения и модифицированными кодовыми значениями изображения согласно различным схемам модификации;

Фиг. 5 - диаграмма, показывающая генерацию примерной модели настройки градационной шкалы;

Фиг. 6 - диаграмма, показывающая примерное применение модели настройки градационной шкалы;

Фиг. 7 - диаграмма, показывающая генерацию примерной модели настройки градационной шкалы и карты усиления;

Фиг. 8 - график, показывающий примерную модель настройки градационной шкалы;

Фиг. 9 - график, показывающий примерную карту усиления;

Фиг. 10 - блок-схема, показывающая примерный процесс, в котором модель настройки градационной шкалы и карта усиления применены к изображению;

Фиг. 11 - блок-схема, показывающая примерный процесс, в котором модель настройки градационной шкалы применена к одному диапазону частот изображения, и карта усиления применена к другому диапазону частот изображения;

Фиг. 12 - график, показывающий изменения модели настройки градационной шкалы как изменения MFP;

Фиг. 13 - блок-схема, показывающая примерный метод отображения градационной шкалы в зависимости от изображения;

Фиг. 14 - диаграмма, показывающая примерные варианты осуществления выбора градационной шкалы в зависимости от изображения;

Фиг. 15 - диаграмма, показывающая примерные варианты осуществления вычисления карты градационной шкалы в зависимости от изображения;

Фиг. 16 - блок-схема, показывающая варианты осуществления, включающие в себя настройку уровня света источника и отображения градационной шкалы в зависимости от изображения;

Фиг. 17 - диаграмма, показывающая примерные варианты осуществления, включающие в себя вычислитель уровня света источника и селектор карты градационной шкалы;

Фиг. 18 - диаграмма, показывающая примерные варианты осуществления, включающие в себя вычислитель уровня света источника и вычислитель карты градационной шкалы;

Фиг. 19 - блок-схема, показывающая варианты осуществления, включающие в себя настройку уровня света источника и зависимое от уровня света источника отображение градационной шкалы;

Фиг. 20 - диаграмма, показывающая варианты осуществления, включающие в себя вычислитель уровня света источника и зависимое от уровня света источника вычисление или выбор градационной шкалы;

Фиг. 21 - диаграмма, показывающая график исходных кодовых значений изображения в зависимости от наклона градационной шкалы;

Фиг. 22 - диаграмма, показывающая варианты осуществления, включающие в себя отдельный анализ канала цветности;

Фиг. 23 - диаграмма, показывающая варианты осуществления, включающие в себя ввод внешнего освещения в модуль обработки изображения;

Фиг. 24 - диаграмма, показывающая варианты осуществления, включающие в себя ввод внешнего освещения в модуль обработки света источника;

Фиг. 25 - диаграмма, показывающая варианты осуществления, включающие в себя ввод внешнего освещения в модуль обработки изображения и ввод характеристики устройства;

Фиг. 26 - диаграмма, показывающая варианты осуществления, включающие в себя альтернативные вводы внешнего освещения в модуль обработки изображения и/или модуль обработки света источника и постпроцессора сигнала света источника;

Фиг. 27 - диаграмма, показывающая варианты осуществления, включающие в себя ввод внешнего освещения в модуль обработки источника света, который передает этот ввод к модулю обработки изображения;

Фиг. 28 - диаграмма, показывающая варианты осуществления, включающие в себя ввод внешнего освещения в модуль обработки изображения, который может передать этот ввод к модулю обработки света источника;

Фиг. 29 - диаграмма, показывающая варианты осуществления, включающие в себя адаптивное к искажению управление мощностью;

Фиг. 30 - диаграмма, показывающая варианты осуществления, включающие в себя постоянное управление мощностью;

Фиг. 31 - диаграмма, показывающая варианты осуществления, включающие в себя адаптивное управление мощностью;

Фиг. 32A - график, показывающий сравнение потребления мощности для моделей постоянной мощности и постоянного искажения;

Фиг. 32B - график, показывающий сравнение искажения для моделей постоянной мощности и постоянного искажения;

Фиг. 33 - диаграмма, показывающая варианты осуществления, включающие в себя адаптивное к искажению управление мощностью;

Фиг. 34 - график, показывающий уровни мощности задней подсветки при различных пределах искажения для примерной видеопоследовательности;

Фиг. 35 - график, показывающий примерные кривые мощности/искажения;

Фиг. 36 - блок-схема, показывающая варианты осуществления, которые управляют потреблением мощности по отношению к критерию искажения;

Фиг. 37 - блок-схема, показывающая варианты осуществления, включающие в себя выбор уровня мощности света источника на основе критерия искажения;

Фиг. 38A и B являются блок-схемой, показывающей варианты осуществления, включающие в себя измерение искажения, которое учитывает эффекты методов сохранения яркости;

Фиг. 39 - кривая мощности/искажения для примерных изображений;

Фиг. 40 - график мощности, показывающий фиксированное искажение;

Фиг. 41 - график искажения, показывающий фиксированное искажение;

Фиг. 42 - примерная кривая настройки градационной шкалы;

Фиг. 43 - вид в увеличенном масштабе темной области кривой настройки градационной шкалы, показанной на Фиг. 42;

Фиг. 44 - другая примерная кривая настройки градационной шкалы;

Фиг. 45 - вид в увеличенном масштабе темной области кривой настройки градационной шкалы, показанной на Фиг. 44;

Фиг. 46 - диаграмма, показывающая настройку кодового значения изображения на основе максимального значения цвета канала;

Фиг. 47 - диаграмма, показывающая настройку кодового значения изображения множества каналов цвета на основе максимального кодового значения канала цвета;

Фиг. 48 - диаграмма, показывающая настройку кодового значения изображения множества каналов цвета на основе характеристики кодового значения одного из каналов цвета;

Фиг. 49 - диаграмма, показывающая варианты осуществления настоящего изобретения, включающие в себя генератор градационной шкалы, который получает максимальное кодовое значение канала цвета в качестве входа;

Фиг. 50 - диаграмма, показывающая варианты осуществления настоящего изобретения, включающие в себя разложение по частоте и кодовые различия канала цвета с настройкой градационной шкалы;

Фиг. 51 - диаграмма, показывающая варианты осуществления настоящего изобретения, включающие в себя разложение по частоте, различие канала цвета и ограничение с сохранением цвета;

Фиг. 52 - диаграмма, показывающая варианты осуществления настоящего изобретения, включающие в себя ограничение с сохранением цвета на основе характеристик кодового значения канала цвета;

Фиг. 53 - диаграмма, показывающая варианты осуществления настоящего изобретения, включающие в себя разделение нижних частот/верхних частот и выбор максимального кодового значения канала цвета;

Фиг. 54 - диаграмма, показывающая различные соотношения между обработанными изображениями и моделями дисплея;

Фиг. 55 - график гистограммы кодовых значений изображения для примерного изображения;

Фиг. 56 - график примерной кривой искажения, соответствующей гистограмме по фиг. 55;

Фиг. 57 - график, показывающий результаты применения примерного критерия оптимизации к короткому DVD клипу, этот график отображает выбранную мощность задней подсветки относительно номера видеокадра;

Фиг. 58 иллюстрирует определение задней подсветки с минимальным искажением MSE для различных отношений контраста фактического дисплея;

Фиг. 59 - график, показывающий примерную кривую тонов панели и целевую кривую тонов;

Фиг. 60 - график, показывающий примерную кривую тонов панели и целевую кривую тонов для конфигурации экономии мощности;

Фиг. 61 - график, показывающий примерную кривую тонов панели и целевую кривую тонов конфигурации более низкого уровня черного;

Фиг. 62 - график, показывающий примерную кривую тонов панели и целевую кривую тонов для конфигурации повышения яркости;

Фиг. 63 - график, показывающий примерную кривую тонов панели и целевую кривую тонов для конфигурации усиления изображения, в которой уровень черного понижен, а яркость увеличена;

Фиг. 64 - график, показывающий ряд примерных целевых кривых тонов для улучшения уровня черного;

Фиг. 65 - график, показывающий ряд примерных целевых кривых тонов для улучшения уровня черного и повышения яркости изображения;

Фиг. 66 - диаграмма, показывающая примерный вариант осуществления, включающий в себя определение целевой кривой тонов и связанный с искажением выбор задней подсветки;

Фиг. 67 - диаграмма, показывающая примерный вариант осуществления, включающий в себя основанные на рабочих показателях и цели выбор параметров, определение целевой кривой тонов и выбор задней подсветки;

Фиг. 68 - диаграмма, показывающая примерный вариант осуществления, включающий в себя основанные на рабочих показателях и цели определение целевой кривой тонов и выбор задней подсветки;

Фиг. 69 - диаграмма, показывающая примерный вариант осуществления, включающий в себя основанные на рабочих показателях и цели и связанные с изображением определение целевой кривой тонов и выбор задней подсветки;

Фиг. 70 - диаграмма, показывающая примерный вариант осуществления, включающий в себя разложение по частоте и обработку градационной шкалы с расширением битовой глубины;

Фиг. 71 - диаграмма, показывающая примерный вариант осуществления, включающий в себя разложение по частоте и усиление цвета;

Фиг. 72 - диаграмма, показывающая примерный вариант осуществления, включающий в себя процессы усиления цвета, выбора задней подсветки и усиления пропускания верхних частот;

Фиг. 73 - диаграмма, показывающая примерный вариант осуществления, включающий в себя усиление цвета, генерацию гистограммы, обработку градационной шкалы и выбор задней подсветки;

Фиг. 74 - диаграмма, показывающая примерный вариант осуществления, включающий в себя обнаружение цвета поверхности и детализацию карты цвета поверхности;

Фиг. 75 - диаграмма, показывающая примерный вариант осуществления, включающий в себя усиление цвета и расширение битовой глубины;

Фиг. 76 - диаграмма, показывающая примерный вариант осуществления, включающий в себя усиление цвета, обработку градационной шкалы и расширение битовой глубины;

Фиг. 77 - диаграмма, показывающая примерный вариант осуществления, включающий в себя усиление цвета;

Фиг. 78 - диаграмма, показывающая примерный вариант осуществления, включающий в себя усиление цвета и расширение битовой глубины;

Фиг. 79 - график, показывающий целевую кривую выхода и множество кривых панели или выхода дисплея;

Фиг. 80 - график, показывающий графики вектора ошибок для целевой кривой и кривых выхода дисплея по Фиг. 79;

Фиг. 81 - график, показывающий взвешенный гистограммой график ошибок;

Фиг. 82 - диаграмма, показывающая, примерный вариант осуществления настоящего изобретения, включающий в себя взвешенный гистограммой, основанный на ошибках выбор уровня освещения источника света;

Фиг. 83 - диаграмма, показывающая альтернативный примерный вариант осуществления настоящего изобретения, включающий в себя взвешенный гистограммой, основанный на ошибках выбор уровня освещения источника света;

Фиг. 84 - диаграмма, показывающая примерную систему, содержащую датчик перехода сцены;

Фиг. 85 - диаграмма, показывающая примерную систему, содержащую датчик перехода сцены и модуль компенсации изображения;

Фиг. 86 - диаграмма, показывающая примерную систему, содержащую датчик перехода сцены и буфер гистограммы;

Фиг. 87 - диаграмма, показывающая примерную систему, содержащую датчик перехода сцены и временной фильтр, реагирующий на датчик перехода сцены;

Фиг. 88 - диаграмма, показывающая примерный способ, в котором выбор фильтра основан на обнаружении перехода сцены;

Фиг. 89 - диаграмма, показывающая примерный способ, в котором кадры сравниваются, чтобы обнаружить переход сцены;

Фиг. 90 - график, показывающий отклик задней подсветки без фильтра;

Фиг. 91 - график, показывающий типичную временную функцию чувствительности контраста;

Фиг. 92 - график, показывающий отклик примерного фильтра;

Фиг. 93 - график, показывающий отфильтрованный и неотфильтрованный отклик задней подсветки;

Фиг. 94 - график, показывающий отклик фильтра по переходу сцены;

Фиг. 95 - график, показывающий неотфильтрованный отклик по переходу сцены вместе с первым отфильтрованным откликом и вторым отфильтрованным откликом;

Фиг. 96 - диаграмма системы, показывающая варианты осуществления, включающие в себя буфер гистограмм, временной фильтр и компенсацию Y-усиления;

Фиг. 97 - график, показывающий различные примерные кривые Y-усиления;

Фиг. 98 - график, показывающий примерные модели дисплея;

Фиг. 99 - график, показывающий примерные кривые вектора ошибок дисплея;

Фиг. 100 - график, показывающий примерные гистограммы изображения;

Фиг. 101 - график, показывающий примерные кривые искажения изображения в зависимости от уровня задней подсветки;

Фиг. 102 - график, показывающий сравнение отличающихся метрик искажения;

Фиг. 103 - диаграмма, показывающая примерную систему, содержащую обнаружение перехода сцены и компенсацию изображения; и

Фиг. 104 - диаграмма, показывающая примерный способ, включающий в себя анализ изображения для определения переходов сцены и вычисление искажения в соответствии с переходом сцены.

Детальное описание примерных вариантов осуществления

Варианты осуществления настоящего изобретения будут лучше всего поняты со ссылками на чертежи, на которых одинаковые элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Чертежи, перечисленные выше, явно включены как часть этого детального описания.

Понятно, что компоненты настоящего изобретения, как вообще описано и иллюстрировано на чертежах, могут быть выполнены и спроектированы в большом разнообразии различных конфигураций. Таким образом, следующее более детальное описание вариантов осуществления способов и систем настоящего изобретения не предназначено, чтобы ограничивать объем изобретения, а является просто репрезентативным для предпочтительных в настоящее время вариантов осуществления изобретения.

Элементы вариантов осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы в аппаратных средствах, программируемом оборудовании и/или программном обеспечении. В то время как примерные варианты осуществления, представленные здесь, могут описывать только одну из этих форм, понятно, что специалисты в данной области техники смогут осуществить эти элементы в любой из этих форм, оставаясь в пределах объема настоящего изобретения.

Устройства дисплея, использующие светоклапанные модуляторы, такие как LC модуляторы и другие модуляторы, могут быть отражательными, в которых свет излучается на фронтальную поверхность (обращенную к наблюдателю) и отражается назад к наблюдателю после прохождения через слой панели модуляции. Устройства дисплея могут также быть проходными, в которых свет излучается сзади слоя панели модуляции и может проходить через слой модуляции к наблюдателю. Некоторые устройства дисплея могут также работать на пропускание и отражение, то есть быть комбинацией отражательного и проходного, в которой свет может проходить через слой модуляции сзади вперед, в то время как свет из другого источника отражается после входа спереди слоя модуляции. В любом из этих случаев элементы в слое модуляции, такие как отдельные LC элементы, могут управлять воспринимаемой яркостью пикселя.

В дисплеях с задней подсветкой, передней подсветкой и боковой подсветкой источник света может быть набором флуоресцентных трубок, LED решеткой или некоторым другим источником. Если дисплей больше, чем типичный размер приблизительно 18", большая часть потребления энергии для устройства обусловлена источником света. Для определенных применений и на определенных рынках, сокращение потребления энергии является важным. Однако сокращение мощности означает сокращение светового потока источника света и, таким образом, сокращение максимальной яркости дисплея.

Основное уравнение, связывающее кодовые значения уровня серого светоклапанного модулятора с гамма-коррекцией CV, уровень источника света L_source и выходной уровень света L_out.

Уравнение 1

где g - усиление калибровки, dark - уровень темного светового клапана и ambient - окружающий свет, поступающий в дисплей из комнатных условий. Из этого уравнения можно заметить, что снижение источника света задней подсветки на x% также уменьшает светоотдачу на x%.

Снижение уровня источника света может быть скомпенсировано путем изменения значения модуляции светового клапана, в частности его повышения. Фактически, любой уровень света, меньший чем (l-x%), может быть воспроизведен точно, в то время как любой уровень света выше (l-x%) не может быть воспроизведен без дополнительного источника света или увеличения интенсивности источника.

Установка светоотдачи на основе исходного и уменьшенного источников дает коррекцию базового кодового значения, которое может использоваться для коррекции кодовых значений для сокращения на х% (предполагая, что dark и ambient равны 0).

Уравнение 2

Уравнение 3

Фиг.2A иллюстрирует эту настройку. На фиг. 2A и 2B исходные значения дисплея соответствуют точкам вдоль линии 12. Когда задняя подсветка или источник света установлены в энергосберегающий режим и освещение источника света уменьшено, кодовые значения дисплея необходимо усилить, чтобы позволить световым клапанам противодействовать сокращению освещения источника света. Эти усиленные значения совпадают с точками вдоль линии 14. Однако эти результаты настройки в кодовых значениях 18 выше, чем те, которые дисплей способен генерировать (например, 255 для 8-битового дисплея). Следовательно, эти значения должны быть ограничены 20, как проиллюстрировано на фиг. 2B. Изображения, настроенные таким путем, могут страдать от размытости светлых областей, искусственности представления и вообще низкого качества.

При использовании этой простой модели настройки, кодовые значения ниже точки 15 ограничения (входное кодовое значение 230 в этом примерном варианте осуществления) будут отображены на уровне светимости, равном уровню, генерированному с источником света полной мощности, при нахождении в режиме сниженного освещения источника света. Та же самая светимость генерируется с более низкой мощностью, приводя к сбережению мощности. Если набор кодовых значений изображения ограничен диапазоном ниже точки 15 ограничения, режим сбережения мощности может действовать прозрачным образом для пользователя. К сожалению, когда значения превышают точку 15 ограничения, светимость уменьшается и детали теряются. Варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают алгоритм, который может изменить кодовые значения LCD или светового клапана, чтобы обеспечить увеличенную яркость (или отсутствие сокращения яркости в режиме экономии мощности) при уменьшении артефактов ограничения, которые могут возникать на высоком конце диапазона светимости.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения могут устранить снижения яркости, связанной с сокращением мощности источника света дисплея, путем согласования светимости изображения, отображаемой с низкой мощностью, с той, которая отображается с полной мощностью для существенного диапазона значений. В этих вариантах осуществления сокращение мощности источника света или мощности задней подсветки, которое делит выходную светимость на определенный коэффициент, компенсируется усилением в данных изображения на взаимно обратный коэффициент.

Игнорируя ограничения динамического диапазона, изображения, отображенные при полной мощности и уменьшенной мощности, могут быть идентичными, потому что деление (для уменьшенного освещения источника света) и умножение (для усиленных кодовых значений) по существу компенсируются по существенному диапазону. Пределы динамического диапазона могут вызвать артефакты ограничения всякий раз, когда умножение (для усиления кодового значения) данных изображения превышает максимум дисплея. Артефакты ограничения, вызванные ограничениями динамического диапазона, могут быть устранены или уменьшены путем ослабления усиления на верхнем конце кодовых значений. Это ослабление может начаться в точке максимальной точности (MFP), выше которой светимость больше не согласована с исходной светимостью.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения следующие шаги могут быть выполнены для компенсации снижения освещения источника света или виртуального сокращения для усиления изображения:

1. Определяется уровень снижения источника света (задней подсветки) как процент от снижения светимости;

2. Определяется точка максимальной точности (MFP), в которой происходит отход от согласования выхода сниженной мощности с выходом полной мощности;

3. Определяется оператор градационной шкалы компенсации:

a) ниже MFP - повысить градационную шкалу, чтобы скомпенсировать сокращение светимости дисплея;

b) выше MFP - постепенно ослабить градационную шкалу (в некоторых вариантах осуществления, поддерживая непрерывные производные);

4. Применить оператор отображения градационной шкалы к изображению; и

5. Послать в дисплей.

Основное преимущество этих вариантов осуществления состоит в том, что сбережение мощности может быть достигнуто только с малыми изменениями для узкой категории изображений. (Различия только происходят выше MFP и состоят в сокращении пиковой яркости и некоторой потере ярких деталей). Значения изображения ниже MFP могут быть отображены в режиме сбережения мощности с той же самой светимостью, как в режиме полной мощности, делая эти области изображения неразличимыми от режима полной мощности.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения могут использовать карту градационной шкалы, которая зависит от сокращения мощности и гаммы дисплея и которая независима от данных изображения. Эти варианты осуществления могут обеспечить два преимущества. Во-первых, артефакты мерцания, которые могут возникнуть из-за обработки кадров по-другому, не возникают, и, во-вторых, алгоритм имеет очень низкую сложность выполнения. В некоторых вариантах осуществления могут использоваться автономное проектирование градационной шкалы и оперативное отображение градационной шкалы. Ограничение в светлых областях может контролироваться спецификацией MFP.

Некоторые аспекты вариантов осуществления настоящего изобретения могут быть описаны со ссылкой на фиг.3. Фиг. 3 - график, показывающий кодовые значения изображения, представленные графически в зависимости от светимости для нескольких ситуаций. Первая кривая 32, показанная как пунктирная кривая, представляет исходные кодовые значения для источника света, действующего при 100%-ной мощности. Вторая кривая 30, показанная как штрих-пунктирная кривая, представляет светимость исходных кодовых значений, когда источник света работает при 80% от полной мощности. Третья кривая 36, показанная как штриховая кривая, представляет светимость, когда кодовые значения усилены, чтобы соответствовать светимости, обеспеченной при 100%-ном освещении источника света, в то время как источник света действует при 80% полной мощности. Четвертая кривая 34, показанная как сплошная линия, представляет усиленные данные, но с кривой ослабления, чтобы уменьшить эффекты ограничения на высоком конце данных.

В этом примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 3, использовалась MFP 35 при кодовом значении 180. Отметим, что ниже кодового значения 180 усиленная кривая 34 совпадает с выходом светимости 32 при исходном дисплее 100%-ной мощности. Выше 180 усиленная кривая плавно переходит к максимальному выходу, обеспечиваемому на 80%-ном дисплее. Эта плавность уменьшает артефакты ограничения и квантования. В некоторых вариантах осуществления функция градационной шкалы может быть определена кусочным образом, чтобы обеспечивать плавное совпадение в точке перехода, заданной посредством MFP 35. Ниже MFP 35 может использоваться усиленная функция градационной шкалы. Выше MFP 35 кривая плавно подгоняется к конечной точке усиленной кривой градационной шкалы в MFP и подгоняется к конечной точке 37 при максимальном кодовом значении [255]. В некоторых вариантах осуществления наклон кривой может быть согласован с наклоном усиленной кривой/линией градационной шкалы в MFP 35. Это может быть достигнуто путем согласования наклона линии ниже MFP с наклоном кривой выше MFP, путем приравнивания производных функций линии и кривой в MFP и путем согласования значений функций линии и кривой в этой точке. Другое ограничение, накладываемое на функцию кривой, может состоять в том, что она вынуждается проходить через точку максимального значения [255, 255] 37. В некоторых вариантах осуществления наклон кривой может быть установлен в 0 в точке 37 максимального значения. В некоторых вариантах осуществления значение MFP 180 может соответствовать сокращени