Способы модулирования подсветки при помощи сопоставления с характеристиками изображения

Способы модулирования подсветки при помощи сопоставления с характеристиками изображения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

СООТНЕСЕННЫЕ ССЫЛКИ

Перечисленные ниже заявки включены в объем настоящего документа в качестве ссылок: патентная заявка США № 11/465436, озаглавленная «Methods and Systems for Selecting a Display Source Light Illumination Level», поданная 17 августа 2006 г.; патентная заявка США № 11/293562, озаглавленная «Methods and Systems for Determining a Display Light Source Adjustment», поданная 2 декабря 2005 г.; патентная заявка США № 11/224792, озаглавленная «Methods and Systems for Image-Specific Tone Scale Adjustment and Light-Source Control», поданная 12 сентября 2005 г.; патентная заявка США № 11/154053, озаглавленная «Methods and Systems for Enhancing Display Characteristics with High Frequency Contrast Enhancement», поданная 15 июня 2005 г.; патентная заявка США № 11/154054, озаглавленная «Methods and Systems for Enhancing Display Characteristics with Frequency-Specific Gain», поданная 15 июня 2005 г.; патентная заявка США № 11/154052, озаглавленная «Methods and Systems for Enhancing Display Characteristics», поданная 15 июня 2005 г.; патентная заявка США № 11/393404, озаглавленная «A Color Enhancement Technique using Skin Color Detection», поданная 30 марта 2006 г.; патентная заявка США № 11/460768, озаглавленная «Methods and Systems for Distortion-Related Source Light Management», поданная 28 июля 2006 г.; патентная заявка США № 11/202903, озаглавленная «Methods and Systems for Independent View Adjustment in Multiple-View Displays», поданная 8 августа 2005 г.; патентная заявка США № 11/371466, озаглавленная «Methods and Systems for Enhancing Display Characteristics with Ambient Illumination Input», поданная 8 марта 2006 г.; патентная заявка США № 11/293066, озаглавленная «Methods and Systems for Display Mode Dependent Brightness Preservation», поданная 2 декабря 2005 г.; патентная заявка США № 11/460907, озаглавленная «Methods and Systems for Generating and Applying Image Tone Scale Corrections», поданная 28 июля 2006 г.; патентная заявка США № 11/160940, озаглавленная «Methods and Systems for Color Preservation with Image Tonescale Corrections», поданная 28 июля 2006 г.; патентная заявка США № 11/564203, озаглавленная «Methods and Systems for Image Tonescale Adjustment to Compensate for a Reduced Source Light Power Level», поданная 28 ноября 2006 г.; патентная заявка США № 11/680312, озаглавленная «Methods and Systems for Brightness Preservation Using a Smoothed Gain Image», поданная 28 февраля 2007 г.; патентная заявка США № 11/845651, озаглавленная «Methods and Systems for Tone Curve Generation, Selection and Application», поданная 27 августа 2007 г.; и патентная заявка США № 11/605711, озаглавленная «A Color Enhancement Technique using Skin Color Detection», поданная 28 ноября 2006 г.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Варианты осуществления настоящего изобретения содержат способы и системы для выбора и фильтрации уровня освещенности источника света дисплея.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Обычное устройство отображения отображает изображение, используя фиксированный диапазон уровней яркости. Для многих дисплеев диапазон яркости имеет 256 уровней, которые равномерно расположены от 0 до 255. Значения кодов изображения в общем случае назначают так, чтобы они непосредственно соответствовали 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, которые можно найти в устройствах с батарейным питанием, могут использовать несколько уровней освещенности или яркости для обеспечения управления потребляемой мощностью. Система может использовать режим с полной мощностью, когда она включена в источник электропитания, такой как источник электропитания переменного тока, и может использовать режим экономии потребляемой мощности при работе от аккумуляторной батареи.

В некоторых устройствах дисплей может автоматически входить в режим экономии потребляемой мощности, в котором освещение дисплея уменьшают для экономии потребляемой мощности. У этих устройств может быть множество режимов экономии потребляемой мощности, в которых освещение уменьшают поэтапно. В общем случае, когда уменьшают освещение дисплея, качество изображения также снижается. Когда уменьшают максимальный уровень яркости, динамический диапазон дисплея уменьшается, и ухудшается контрастность изображения. Поэтому контрастность и другие качества изображения уменьшаются во время работы в обычном режиме экономии потребляемой мощности.

Многие устройства отображения, такие как жидкокристаллические дисплеи (LCD) или цифровые микрозеркальные устройства (DMD), используют световые клапаны, которые подсвечивают сзади, сбоку или спереди тем или иным способом. В светоклапанном дисплее с задней подсветкой, таком как LCD, подсветку располагают за жидкокристаллической (ЖК) панелью. Лампа подсветки излучает свет через ЖК-панель, которая модулирует свет для отображения изображения. В цветных дисплеях можно модулировать и яркость, и цвет. Отдельные ЖК пиксели модулируют количество света, который передают от подсветки через ЖК-панель к глазам пользователя или к некоторому другому адресату. В некоторых случаях адресатом может быть световой датчик, например прибор с зарядовой связью (ПЗС, CCD).

Некоторые дисплеи могут также использовать излучатели света для отображения изображения. Эти дисплеи, например дисплеи на светоизлучающих диодах (светодиодах, LED) и плазменные дисплеи, используют элементы изображения, которые испускают свет, а не отражают свет из другого источника.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения содержат системы и способы для изменения уровня модуляции яркости пикселей, модулированных с помощью светового клапана, для компенсации уменьшения интенсивности освещения источника света или для улучшения качества изображения при фиксированном уровне освещенности источника света.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения можно также использовать с дисплеями, которые используют излучатели света для отображения изображения. Эти дисплеи, например дисплеи на светоизлучающих диодах (светодиодах) и плазменные дисплеи, используют элементы изображения, которые испускают свет, а не отражают свет из другого источника. Варианты осуществления настоящего изобретения могут использоваться для улучшения изображений, создаваемых этими устройствами. В этих вариантах осуществления яркость пикселей можно корректировать для увеличения динамического диапазона определенных диапазонов частот изображения, диапазонов яркости и других составных частей изображения.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения источник света дисплея можно корректировать до различных уровней в соответствии с характеристиками изображения. Когда уровни источника света изменяются, значения кодов изображения можно корректировать для компенсации изменения в яркости или для иного улучшения изображения.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения содержат определение внешнего освещения, которое может использоваться в качестве входной информации при определении уровней источника света и значений пикселей изображения.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения содержат связанное с искажением управление использованием источника света и батареи.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения содержат системы и способы для генерации и применения тоновой коррекции изображения.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения содержат способы и системы для тоновой коррекции изображения с улучшенной точностью цвета.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения содержат способы и системы для выбора уровня освещенности источника света дисплея.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения содержат способы и системы для разработки тоновой кривой панели и целевой тоновой кривой. Некоторые из этих вариантов осуществления обеспечивают разработку множества целевых тоновых кривых, причем каждая кривая относится к отличающемуся уровню освещенности подсветки или источника света. В этих вариантах осуществления можно выбирать уровень освещенности подсветки, и целевую тоновую кривую, которая относится к выбранному уровню освещенности подсветки, можно применять к изображению, которое будут отображать. В некоторых вариантах осуществления заданный уровень качества изображения может влиять на выбор параметров тоновой кривой.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения содержат способы и системы для улучшения цвета. Некоторые из этих вариантов осуществления содержат обнаружение телесного цвета, улучшение сопоставления телесного цвета и обработку цвета.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения содержат способы и системы для увеличения битовой глубины. Некоторые из этих вариантов осуществления содержат применение шаблона пространственного и временного высокочастотного размывания к изображению перед уменьшением битовой глубины.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения содержат фильтры сигнала уровня освещенности источника света, которые зависят от присутствия смены кадра в видеопоследовательности.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения содержат выбор уровня освещенности источника света, основываясь на характеристиках изображения, которые сопоставляют с атрибутами модели дисплея. Некоторые варианты осуществления рассматривают условия внешнего освещения, выбор пользователем яркости и ручной выбор пользователем сопоставления при выборе или изменении сопоставления, которое связывает характеристику изображения с атрибутом модели дисплея. Некоторые варианты осуществления также содержат временной фильтр, который зависит от вводимой пользователем информации, в которой выбирают уровень яркости дисплея.

Предшествующие и другие задачи, признаки и преимущества изобретения будут вполне понятны после рассмотрения последующего подробного описания изобретения, рассмотренного вместе с сопроводительными чертежами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - схема, на которой показывают системы LCD с подсветкой предшествующего уровня техники;

фиг. 2A - схема, на которой показывают зависимость между значениями кодов исходного изображения и значениями кодов улучшенного изображения;

фиг. 2B - схема, на которой показывают зависимость между значениями кодов исходного изображения и значениями кодов улучшенного изображения с усечением;

фиг. 3 - схема, на которой показывают уровень яркости, связанный со значениями кодов для различных схем изменения значения кода;

фиг. 4 - схема, на которой показывают зависимость между значениями кода исходного изображения и значениями кода измененного изображения согласно различным схемам изменения;

фиг. 5 - схема, на которой показывают генерацию примерной модели тоновой коррекции;

фиг. 6 - схема, на которой показывают примерное применение модели тоновой коррекции;

фиг. 7 - схема, на которой показывают генерацию примерной модели тоновой коррекции и сопоставления усиления;

фиг. 8 - схема, на которой показывают примерную модель тоновой коррекции;

фиг. 9 - схема, на которой показывают примерное сопоставление усиления;

фиг. 10 - последовательность операций, которая показывает примерный процесс, в котором модель тоновой коррекции и сопоставление усиления применяют к изображению;

фиг. 11 - последовательность операций, которая показывает примерный процесс, в котором модель тоновой коррекции применяют к одному диапазону частот изображения, а сопоставление усиления применяют к другому диапазону частот изображения;

фиг. 12 - схема, на которой показывают изменения модели тоновой коррекции, когда изменяется MFP;

фиг. 13 - последовательность операций, которая показывает примерный способ сопоставления зависящего от изображения тоновой коррекции;

фиг. 14 - схема, на которой показывают примерные варианты осуществления зависящего от изображения выбора тоновой коррекции;

фиг. 15 - схема, на которой показывают примерные варианты осуществления зависящего от изображения вычисления сопоставления тоновой коррекции;

фиг. 16 - последовательность операций, которая показывает варианты осуществления, содержащие корректировку уровня источника света и зависящее от изображения сопоставление тоновой коррекции;

фиг. 17 - схема, на которой показывают примерные варианты осуществления, содержащие блок вычисления уровня источника света и блок выбора сопоставления тоновой коррекции;

фиг. 18 - схема, на которой показывают примерные варианты осуществления, содержащие блок вычисления уровня источника света и блок вычисления сопоставления тоновой коррекции;

фиг. 19 - последовательность операций, которая показывает варианты осуществления, содержащие корректировку уровня источника света и зависящее от уровня источника света сопоставление тоновой коррекции;

фиг. 20 - схема, на которой показывают варианты осуществления, содержащие блок вычисления уровня источника света и зависящее от уровня источника света вычисление или выбор тоновой коррекции;

фиг. 21 - схема, на которой показывают график значений кодов исходного изображения относительно наклона тоновой кривой;

фиг. 22 - схема, на которой показывают варианты осуществления, содержащие отдельный анализ канала информации о цвете;

фиг. 23 - схема, на которой показывают варианты осуществления, содержащие ввод внешнего освещения в модуль обработки изображения;

фиг. 24 - схема, на которой показывают варианты осуществления, содержащие ввод внешнего освещения в модуль обработки источника света;

фиг. 25 - схема, на которой показывают варианты осуществления, содержащие ввод внешнего освещения в модуль обработки изображения и ввод характеристики устройства;

фиг. 26 - схема, на которой показывают варианты осуществления, содержащие ввод альтернативного внешнего освещения в модуль обработки изображения и/или в модуль обработки источника света и постпроцессор сигнала источника света;

фиг. 27 - схема, на которой показывают варианты осуществления, содержащие ввод внешнего освещения в модуль обработки источника света, который передает эту вводимую информацию в модуль обработки изображения;

фиг. 28 - схема, на которой показывают варианты осуществления, содержащие ввод внешнего освещения в модуль обработки изображения, который может передавать эту вводимую информацию в модуль обработки источника света;

фиг. 29 - схема, на которой показывают варианты осуществления, содержащие зависящее от искажения управление электропитанием;

фиг. 30 - схема, на которой показывают варианты осуществления, содержащие управление электропитанием с постоянной мощностью;

фиг. 31 - схема, на которой показывают варианты осуществления, содержащие настраиваемое управление электропитанием;

фиг. 32A - график, на котором показывают сравнение потребляемой мощности моделей с постоянной мощностью и с постоянным искажением;

фиг. 32B - график, на котором показывают сравнение искажения моделей с постоянной мощностью и с постоянным искажением;

фиг. 33 - схема, на которой показывают варианты осуществления, содержащие зависящее от искажения управление электропитанием;

фиг. 34 - график, на котором показывают уровни мощности подсветки при различных предельных значениях искажения для примерной видеопоследовательности;

фиг. 35 - график, на котором показывают примерные кривые «мощность/искажение»;

фиг. 36 - последовательность операций, которая показывает варианты осуществления, которые управляют потребляемой мощностью по отношению к критерию искажения;

фиг. 37 - последовательность операций, которая показывает варианты осуществления, содержащие выбор уровня мощности источника света, основываясь на критерии искажения;

фиг. 38A и B являются последовательностями операций, которые показывают варианты осуществления, содержащие измерение искажения, которое учитывает влияние способов сохранения яркости;

фиг. 39 - кривая «мощность/искажение» для примерных изображений;

фиг. 40 - график мощности, который показывает фиксированное искажение;

фиг. 41 - график искажения, который показывает фиксированное искажение;

фиг. 42 - примерная кривая тоновой коррекции;

фиг. 43 - увеличенное представление темной области кривой тоновой коррекции, показанной на фиг. 42;

фиг. 44 - другая примерная кривая тоновой коррекции;

фиг. 45 - увеличенное представление темной области кривой тоновой коррекции, показанной на фиг. 44;

фиг. 46 - схема, на которой показывают корректировку значений кодов изображения, основываясь на максимальном значении канала цвета;

фиг. 47 - схема, на которой показывают корректировку значений кодов изображения множества каналов цвета, основываясь на максимальном значении кода канала цвета;

фиг. 48 - схема, на которой показывают корректировку значений кодов изображения множества каналов цвета, основываясь на характеристике значения кода одного из каналов цвета;

фиг. 49 - схема, на которой показывают варианты осуществления настоящего изобретения, содержащие генератор тоновой кривой, который принимает максимальное значение кода канала цвета в качестве вводимой информации;

фиг. 50 - схема, на которой показывают варианты осуществления настоящего изобретения, содержащие декомпозицию частот и разделение кодов канала цвета с тоновой коррекцией;

фиг. 51 - схема, на которой показывают варианты осуществления настоящего изобретения, содержащие декомпозицию частот, разделение каналов цвета и усечение с сохранением цвета;

фиг. 52 - схема, на которой показывают варианты осуществления настоящего изобретения, содержащие усечение с сохранением цвета, основанное на характеристиках значения кода канала цвета;

фиг. 53 - схема, на которой показывают варианты осуществления настоящего изобретения, содержащие разделение на низкие/высокие частоты и выбор максимального значения кода канала цвета;

фиг. 54 - схема, на которой показывают различные зависимости между обрабатываемыми изображениями и моделями дисплея;

фиг. 55 - график гистограммы значений кодов изображения для примерного изображения;

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

фиг. 57 - график, на котором показывают результаты применения примерного критерия оптимизации к короткому клипу DVD (цифрового видеодиска), этот график изображает выбранную мощность подсветки относительно номера видеокадра;

фиг. 58 показывает определение подсветки с минимальным искажением MSE для различных степеней контрастности реального дисплея;

фиг. 59 - график, на котором показывают примерную тоновую кривую панели и целевую тоновую кривую;

фиг. 60 - график, на котором показывают примерную тоновую кривую панели и целевую тоновую кривую для конфигурации экономии потребляемой мощности;

фиг. 61 - график, на котором показывают примерную тоновую кривую панели и целевую тоновую кривую для конфигурации с более низким уровнем черного;

фиг. 62 - график, на котором показывают примерную тоновую кривую панели и целевую тоновую кривую для конфигурации увеличения яркости;

фиг. 63 - график, на котором показывают примерную тоновую кривую панели и целевую тоновую кривую для конфигурации улучшения изображения, в которой уровень черного понижают, а яркость увеличивают;

фиг. 64 - график, на котором показывают набор примерных целевых тоновых кривых для увеличения уровня черного;

фиг. 65 - график, на котором показывают набор примерных целевых тоновых кривых для увеличения уровня черного и увеличения яркости изображения;

фиг. 66 - схема, на которой показывают примерный вариант осуществления, содержащий определение целевой тоновой кривой и связанный с искажением выбор подсветки;

фиг. 67 - схема, на которой показывают примерный вариант осуществления, содержащий выбор относящегося к целевому качеству изображения параметра, определение целевой тоновой кривой и выбор подсветки;

фиг. 68 - схема, на которой показывают примерный вариант осуществления, содержащий определение относящейся к целевому качеству изображения целевой тоновой кривой и выбор подсветки;

фиг. 69 - схема, на которой показывают примерный вариант осуществления, содержащий определение относящейся к целевому качеству изображения и связанной с изображением целевой тоновой кривой и выбор подсветки;

фиг. 70 - схема, на которой показывают примерный вариант осуществления, содержащий декомпозицию частот и тоновую обработку с увеличением битовой глубины;

фиг. 71 - схема, на которой показывают примерный вариант осуществления, содержащий декомпозицию частот и улучшение цвета;

фиг. 72 - схема, на которой показывают примерный вариант осуществления, содержащий процессы улучшения цвета, выбора подсветки и высокочастотного усиления;

фиг. 73 - схема, на которой показывают примерный вариант осуществления, содержащий улучшение цвета, генерацию гистограммы, тоновую обработку и выбор подсветки;

фиг. 74 - схема, на которой показывают примерный вариант осуществления, содержащий обнаружение телесного цвета и улучшение сопоставления телесного цвета;

фиг. 75 - схема, на которой показывают примерный вариант осуществления, содержащий улучшение цвета и увеличение битовой глубины;

фиг. 76 - схема, на которой показывают примерный вариант осуществления, содержащий улучшение цвета, тоновую обработку и увеличение битовой глубины;

фиг. 77 - схема, на которой показывают примерный вариант осуществления, содержащий улучшение цвета;

фиг. 78 - схема, на которой показывают примерный вариант осуществления, содержащий улучшение цвета и увеличение битовой глубины;

фиг. 79 - график, на котором показывают целевую кривую выходного сигнала и кривые выходного сигнала множества панелей или дисплеев;

фиг. 80 - график, на котором показывают вектор ошибок, представленный для целевых кривых выходного сигнала и кривых выходного сигнала дисплея на фиг. 79;

фиг. 81 - график, на котором показывают график взвешенной с помощью гистограммы ошибки;

фиг. 82 - схема, на которой показывают примерный вариант осуществления настоящего изобретения, содержащий выбор уровня освещенности источника света, основанный на взвешенной с помощью гистограммы ошибке;

фиг. 83 - схема, на которой показывают альтернативный примерный вариант осуществления настоящего изобретения, содержащий выбор уровня освещенности источника света, основанный на взвешенной с помощью гистограммы ошибке;

фиг. 84 - схема, на которой показывают примерную систему, содержащую блок обнаружения смены кадра;

фиг. 85 - схема, на которой показывают примерную систему, содержащую блок обнаружения смены кадра и модуль компенсации изображения;

фиг. 86 - схема, на которой показывают примерную систему, содержащую блок обнаружения смены кадра и буфер гистограммы;

фиг. 87 - схема, на которой показывают примерную систему, содержащую блок обнаружения смены кадра и временной фильтр, который зависит от блока обнаружения смены кадра;

фиг. 88 - схема, на которой показывают примерный способ, в котором выбор фильтра основан на обнаружении смены кадра;

фиг. 89 - схема, на которой показывают примерный способ, в котором кадры сравнивают для обнаружения смены кадра;

фиг. 90 - график, на котором показывают характеристику подсветки без фильтрации;

фиг. 91 - график, на котором показывают обычную временную зависящую от контрастности функцию;

фиг. 92 - график, на котором показывают характеристику примерного фильтра;

фиг. 93 - график, на котором показывают характеристику фильтрованной и нефильтрованной подсветки;

фиг. 94 - график, на котором показывают характеристику фильтра при смене кадра;

фиг. 95 - график, на котором показывают нефильтрованную, фильтрованную и фильтрованную для смены кадра характеристики;

фиг. 96 - схема системы, на которой показывают варианты осуществления, содержащие буфер гистограммы, временной фильтр и компенсацию Y-усиления;

фиг. 97 - график, на котором показывают различные примерные кривые Y-усиления;

фиг. 98 - график, на котором показывают примерные модели дисплея;

фиг. 99 - график, на котором показывают примерные кривые вектора ошибок дисплея;

фиг. 100 - график, на котором показывают изображения примерных гистограмм изображения;

фиг. 101 - график, на котором показывают примерные кривые искажения изображения относительно уровня подсветки;

фиг. 102 - график, на котором показывают сравнение отличающихся показателей искажения;

фиг. 103 - схема, на которой показывают примерную систему, содержащую обнаружение смены кадра и компенсацию изображения;

фиг. 104 - схема, на которой показывают примерный способ, содержащий анализ изображения для определения смены кадра и вычисление зависящего от смены кадра искажения;

фиг. 105 - схема, на которой показывают примерную систему, содержащую модуль сопоставления характеристики изображения;

фиг. 106 - схема, на которой показывают примерную систему, содержащую модуль сопоставления характеристики изображения с ручным вводом выбора сопоставления пользователя;

фиг. 107 - схема, на которой показывают примерную систему, содержащую модуль сопоставления характеристики изображения с вводимой информацией от модуля определения внешнего освещения;

фиг. 108 - схема, на которой показывают примерную систему, содержащую модуль сопоставления характеристики изображения с вводимым пользователем выбором яркости;

фиг. 109 - схема, на которой показывают примерную систему, содержащую модуль сопоставления характеристики изображения с вводимым пользователем выбором яркости и временной фильтр, зависящий от выбранной пользователем яркости;

фиг. 110 - схема, на которой показывают примерную систему, содержащую модуль сопоставления характеристики изображения с вводимым пользователем выбором яркости, вводимой информацией от модуля определения внешнего освещения и ручным выбором сопоставления; и

фиг. 111 - схема, на которой показывают примерную систему, содержащую модуль сопоставления характеристики изображения, которая относится к данным гистограммы изображения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Варианты осуществления настоящего изобретения будут лучше всего понятны со ссылкой на чертежи, на которых аналогичные части определяются с помощью аналогичных позиционных обозначений. Упомянутые выше фигуры явно представлены как часть этого подробного описания.

Следует понимать, что компоненты настоящего изобретения, которые в общем случае описаны и показаны на представленных фигурах, можно упорядочивать и разрабатывать в широком разнообразии различных конфигураций. Таким образом, последующее более подробное описание вариантов осуществления способов и систем настоящего изобретения не ограничивает форму изобретения, но оно просто представляет предпочтительные в настоящее время варианты осуществления изобретения.

Элементы вариантов осуществления настоящего изобретения можно воплощать в аппаратных средствах, встроенном программном обеспечении и/или в программном обеспечении. Хотя показанные примерные варианты осуществления могут описывать только одну из этих форм, следует подразумевать, что специалисты могут реализовывать эти элементы в любой из этих форм, находясь в рамках настоящего изобретения.

Устройства отображения, которые используют модуляторы светового клапана, например, ЖК модуляторы и другие модуляторы, могут быть отражательными, в которых свет излучают на переднюю поверхность (которая обращена к зрителю) и отражают назад к зрителю после прохождения через слой модуляции панели. Устройства отображения могут также быть работающими на пропускание, в которых свет излучают на обратную сторону слоя модуляции панели и ему позволяют пройти через слой модуляции к зрителю. Некоторые устройства отображения могут также быть прозрачно-отражающими, комбинацией отражательных и работающих на пропускание, в которых свет может проходить через слой модуляции от задней части к передней части, в то время как свет из другого источника отражают после ввода с передней стороны слоя модуляции. В любом из этих случаев элементы в слое модуляции, например отдельные ЖК элементы, могут управлять воспринимаемой яркостью пикселя.

В дисплеях с задней подсветкой, с передней подсветкой и боковой подсветкой источник света может быть группой флуоресцентных ламп, светодиодным массивом или некоторым другим источником. Когда дисплей больше обычного размера, равного приблизительно 18”, большая часть потребления мощности для устройства происходит из-за источника света. Для определенных применений и на определенных рынках уменьшение потребляемой мощности является важным. Однако уменьшение мощности означает уменьшение светового потока источника света и таким образом уменьшение максимальной яркости дисплея.

Основным уравнением, соотносящим текущие значения кода уровня серого для модулятора с коррекцией гаммы светового клапана CV , уровень источника света L_source и уровень выводимого света L_out, является уравнение:

Уравнение 1

L_out=L_source * g (CV+dark)^γ+ambient

где g является усилением калибровки, dark является уровнем темноты светового клапана и ambient является освещением, попадающим на дисплей от внешних условий. Из этого уравнения можно заметить, что уменьшение подсветки источника света на x% также уменьшает выводимое освещение на x%.

Уменьшение уровня источника света можно компенсировать, изменяя значения модуляции светового клапана; в частности, увеличивая их. Фактически, любой уровень яркости, который меньше (1-x%), можно воспроизводить точно, в то время как любой уровень освещенности, который выше (1-x%), нельзя воспроизводить без дополнительного источника света или увеличения интенсивности источника.

Установки света, выводимого из исходного и уменьшенного источников, дают коррекцию значения базового кода, которую можно использовать для коррекции значения кода для уменьшения на x% (предполагая, что уровень темноты и внешнее освещение равны 0):

Уравнение 2

L_out=L_source*g (CV)^γ=L_reduced*g(CV_boost)^γ

Уравнение 3

CV_boost=CV*(L_source/L_reduced)^1/γ=CV*(1/x%)^1/γ

Фиг. 2A показывает эту корректировку. На фиг. 2A и 2B значения исходного дисплея соответствуют точкам вдоль линии 12. Когда подсветку или источник света устанавливают в режим экономии потребляемой мощности и освещение источника света уменьшают, значения кодов дисплея нужно увеличивать для предоставления возможности световым клапанам противодействовать уменьшению освещенности источника света. Эти увеличенные значения совпадают с точками вдоль линии 14. Однако эти результаты корректировки значений кодов 18 выше, чем дисплей может вырабатывать (например, 255 для 8-битного дисплея). Следовательно, эти значения приводят к тому, что их обрезают 20, как показано на фиг. 2B. Изображения, откорректированные таким образом, могут страдать от размытых светлых участков, искусственного вида и в общем случае низкого качества.

Используя эту простую модель корректировки, значения кода ниже точки усечения 15 (значения входного кода 230 в данном примерном варианте осуществления) будут отображаться на уровне яркости, равном уровню, создаваемому с помощью источника света на полной мощности, хотя он будет в режиме уменьшенного освещения источника света. Та же самая яркость, создаваемая с более низкой мощностью, приводит к экономии потребляемой мощности. Если набор значений кодов изображения ограничен диапазоном, который ниже точки усечения 15, то режим экономии потребляемой мощности может работать незаметно для пользователя. К сожалению, когда значения превышают точку усечения 15, яркость уменьшается, и детали теряются. Варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают алгоритм, который может изменять значения кодов LCD или светового клапана для обеспечения увеличенной яркости (или уменьшения недостатка яркости в режиме экономии потребляемой мощности), уменьшая дефекты изображения при усечении, которые могут возникать в верхней части диапазона яркости.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения могут устранять уменьшение яркости, связанное с уменьшением мощности источника света дисплея, с помощью сопоставления яркости изображения, отображаемого с малой мощностью, с яркостью изображения, отображаемого с полной мощностью для значительного диапазона значений. В этих вариантах осуществления уменьшение мощности источника света или подсветки, которое делит яркость выходного сигнала на определенный коэффициент, компенсируют с помощью увеличения данных изображения на соответствующий коэффициент.

Игнорируя ограничения динамического диапазона, изображения, отображаемые при полной мощности и уменьшенной мощности, могут быть идентичными, потому что деление (для уменьшения освещения источника света) и умножение (для увеличения значения кода) по существу нейтрализуют друг друга по большому диапазону. Ограничение динамического диапазона может вызывать дефекты изображения при усечении всякий раз, когда умножение (для увеличения значения кода) данных изображения превышает максимальные возможности дисплея. Дефекты изображения при усечении, вызванные ограничениями динамического диапазона, можно устранять или уменьшать с помощью спада увеличения в верхней части значений кодов. Этот спад может начинаться в точке максимальной точности (MFP), выше которой яркость больше не соответствуют исходной яркости.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения следующие этапы можно выполнять для компенсации уменьшения освещения источника света или виртуального уменьшения для повышения качества изображения:

1) определяют уровень уменьшения источника света (подсветки) в процентах от уменьшения яркости;

2) определяют точку максимальной точности (MFP), в которой происходит уменьшение соответствия уменьшенной выходной мощности полной выходной мощности;

3) определяют компенсирующий оператор тоновой коррекции;

a. ниже MFP увеличивают тоновую кривую для компенсации уменьшения яркости дисплея;

b. выше MFP постепенно уменьшают тоновую кривую (в некоторых вариантах осуществления, сохраняя непрерывные производные);

4) применяют оператор сопоставления тоновой коррекции к изображению; и

5) посылают в дисплей.

Основным преимуществом этих вариантов осуществления является то, что экономию потребляемой мощности можно обеспечивать только с помощью небольших изменений для ограниченной категории изображений. (Различия происходят только выше MFP и состоят из уменьшения пиковой яркости и некоторой потери ярких деталей.) Значения изображения ниже MFP можно отображать в режиме экономии потребляемой мощности с той же самой яркостью, как в режиме с полной мощностью, что делает эти области изображения неотличимыми от областей в режиме с полной мощностью.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения могут использовать сопоставление тоновой коррекции, которое зависит от уменьшения мощности и гаммы дисплея и которое не зависит от данных изображения. Эти варианты осуществления могут обеспечивать два преимущества. Во-первых, нежелательные дефекты мерцания, которые могут возникать при другой обработке кадров, не возникают, и, во-вторых, алгоритм имеет очень низкую сложность реализации. В некоторых вариантах осуществления можно использовать разработку тоновой кривой в автономном режиме, а сопоставление тоновой коррекции - в реальном времени. Усечением в светлых участках можно управлять с помощью спецификации MFP.

Некоторые аспекты вариантов осуществления настоящего изобретения могут быть описаны относительно фиг. 3. Фиг. 3 - график, на котором показывают значения кодов изображения, представленные относительно яркости для нескольких ситуаций. Первая кривая 32, показанная пунктирной линией, представляет исходные значения кодов для источника света, работающего со 100%-ной мощностью. Вторая кривая 30, показанная как штрихпунктирная кривая, представляет яркость исходных значений кодов, когда источник света работает с 80% от полной мощности. Третья кривая 36, показанная как штриховая кривая, представляет яркость, когда значения кода увеличивают так, чтобы они соответствовали яркости, обеспеченной при 100%-ном освещении источника света, в то время как источник света работает при 80% от полной мощности. Четвертая кривая 34, показанная как сплошная линия, представляет увеличенные данные