Временная фильтрация видеосигналов

Временная фильтрация видеосигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УВЕДОМЛЕНИЕ ОБ АВТОРСКОМ ПРАВЕ

Часть раскрытия данного патентного документа содержит материал, который относится к защите авторских прав. Владелец авторских прав не имеет ничего против факсимильного воспроизведения любым человеком этого патентного документа или патентного раскрытия в том виде, как он присутствует в патентном документе или публикациях Патентного Ведомства, но, тем не менее, сохраняет за собой все авторские права в любом случае.

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ, ПОДАННЫЕ В США

Эта заявка испрашивает приоритет заявки США №12/030448, поданной 13 февраля 2008 г., рассматриваемой в настоящее время, которая включена сюда полностью в качестве ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройствам отображения и, более конкретно, к устройствам отображения с двойной модуляцией и процессам и структурам для уменьшения помех в изображениях, отображаемых на таких устройствах.

Обсуждение уровня техники

Динамический диапазон является отношением яркости частей с самым высоким освещением сцены и частей с самым низким освещением сцены. Например, у изображения, спроецированного проекционной видеосистемой, может быть максимальный динамический диапазон 300:1.

Зрительная система человека способна распознавать элементы в сценах, которые имеют очень высокие динамические диапазоны. Например, человек может посмотреть на тени неосвещенного гаража в день, ярко освещенный солнцем, и увидеть детали объектов в тенях даже при том, что освещение в областях, смежных с освещением солнцем, может быть в тысячи раз больше, чем освещение в теневых частях сцены. Для создания реалистического представления такой сцены может потребоваться дисплей, имеющий динамический диапазон сверх 1000:1. Термин "расширенный динамический диапазон" означает динамические диапазоны 800:1 или больше.

Современные цифровые системы обработки изображений способны к получению и записи цифровых представлений сцен, в которых сохраняется динамический диапазон сцены. Компьютерные системы обработки изображений способны к синтезированию изображений, имеющих расширенные динамические диапазоны. Недавно системы отображения начали использовать системы двойной модуляции для того, чтобы представлять изображения методом, который более точно воспроизводит расширенные динамические диапазоны.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретатели настоящего изобретения осознали потребность в уменьшении помех, которые происходят в системах отображения расширенного динамического диапазона, и особенно помех, которые возникают в системах двойной модуляции, включающих в себя модуляторы различных разрешений. В одном варианте осуществления данное изобретение обеспечивает способ, включающий в себя этапы, на которых принимают текущий кадр видео, вычисляют задний модуляционный сигнал текущего кадра, вычисляют разность в яркости между задним модуляционным сигналом текущего кадра и задним модуляционным сигналом предыдущего кадра и изменяют задний модуляционный сигнал текущего кадра с пределом R фильтрования для получения действующего заднего модуляционного сигнала текущего кадра. Предел фильтрования является, например, рабочими характеристиками дисплея, на котором должно быть отображено видео, и/или характеристиками видеосигнала. В одном варианте осуществления задний модуляционный сигнал не изменяется, если не обнаружена смена сцены в видеосигнале.

В другом варианте осуществления данное изобретение является дисплеем расширенного динамического диапазона, содержащим блок переднего модулятора, блок задней модуляции, содержащий массив индивидуально управляемой фоновой подсветки, имеющей разрешение, меньшее, чем разрешение блока передней модуляции, и выполненный с возможностью проекции модулированного света на блок передней модуляции, и контроллер, соединенный с блоком задней модуляции и выполненный с возможностью подготовки заднего модуляционного сигнала и передачи его блоку задней модуляции, в котором задний модуляционный сигнал ограничивается в соответствии с, по меньшей мере, одной из скорости увеличения и скорости снижения уровней возбуждения фоновой подсветки. В одном варианте осуществления контроллер дополнительно выполняется с возможностью определения смены сцены в видео, которое должно быть отображено, и подготовки заднего модуляционного сигнала без ограничений в течение смены сцены.

В еще одном варианте осуществления изобретение является контроллером, выполненным с возможностью предоставления сигналов управления для каждого индивидуально управляемого светового элемента массива световых элементов, причем упомянутые сигналы управления содержат количество света, полученного из видеосигнала и ограниченного в яркости, если, по меньшей мере, одно из порогового значения скорости увеличения и порогового значения скорости снижения превышаются. В одном варианте осуществления ограничение яркости выполняется на пообластной основе видеоизображения таким образом, что одна область видеоизображения может быть ограничена в яркости, и другая область не ограничивается, и, по меньшей мере, одно из пороговых значений определяется динамически.

Части любого устройства или способа, воплощающего изобретение, могут быть удобно реализованы в программном обеспечении на универсальном компьютере, или сетевых компьютерах, и результаты могут быть отображены на устройстве вывода, соединенном с любыми универсальными, сетевыми компьютерами, или переданы к удаленному устройству для вывода или отображения. Кроме того, любые компоненты данного изобретения, представленные в компьютерной программе, последовательностях данных и/или сигналах управления, могут быть воплощены как электронная сигнальная широковещательная передача (или переданы) в любой частоте в любой среде, включая, но не ограничиваясь перечисленным, беспроводные широковещательные передачи и передачи по медному проводу(-ам), оптическому кабелю(-ям) и коаксиальному кабелю(-ям) и т.д.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Более полная оценка изобретения и многие из его сопутствующих преимуществ будут легко получены, поскольку они становятся лучше понятыми в отношении следующего подробного описания, когда рассмотрено в соединении с сопроводительными чертежами, на которых:

фиг.1 является изображением парадигмы фоновой подсветки, которая показывает Искажение Движения Фоновой Подсветки и причину проблемы "гуляющих" СИД;

фиг.2 является блок-схемой последовательности операций процесса в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.3A является блок-схемой электронных и/или компьютерных компонентов, выполненных с возможностью реализации процессов согласно вариантам осуществления данного изобретения;

фиг.3B является блок-схемой электронных и/или компьютерных компонентов, выполненных с возможностью реализации процессов согласно вариантам осуществления данного изобретения;

фиг.4 является графической иллюстрацией процесса затемнения согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

фиг.5 является иллюстрацией результатов вычислений уровня возбуждения фоновой подсветки для шахматного шаблона.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к способу обработки данных изображения, которые будут отображены на системе отображения с двойной модуляцией, и, более конкретно, к способу уменьшения (временного) шума и помех изображения применением временной фильтрации к задним модуляционным сигналам последовательности видеокадров.

Использование модулируемой фоновой подсветки с низкой разрешающей способностью для освещения жидкокристаллической панели вводит нежелательные помехи изображения на дисплей. Например, из-за неспособности жидкокристаллического дисплея полностью блокировать свет, фоновая подсветка, освещающая яркий элемент, окруженный темной областью, приводит к тусклому ореолу вокруг элемента, с краевым контрастом, ограниченным контрастом панели. Если ореол не симметричен относительно элемента, эффект может стать более заметным, и помехи ореола усиливаются, когда объект перемещается, когда ореол меняет форму, и не повторяет точное движение объекта из-за низкого разрешения фоновой подсветки. Ореол может восприниматься как придерживающийся на фоне, когда объект перемещается, медленно перемещаясь назад, затем внезапно передвигающийся вперед объекта, чтобы нагнать перед тем, как снова начать медленное перемещение назад. Запинающееся движение ореола наряду с его изменяющейся формой может напоминать действие выполнения шагов, или "гуляния". На фиг.1 показана прогрессия формы (снимки 10B, 20B и 30B), наложенная на фоновую подсветку 10A, 20A и 30А, соответственно, и ореол (см. снимки 20B и 30B). Эта помеха изображения может быть особенно заметной, если питание фоновой подсветки не сохраняется для движущегося элемента, поскольку он будет иметь тенденцию также пульсировать и тускнеть. Первопричина эффекта гуляния может быть прослежена до пространственного искажения в сигнале фоновой подсветки.

Некоторые современные технологии (например, дисплей Dolby Contrast™) используют понятие вуалирования освещенности, чтобы скрыть помехи ореола. Свет, который просачивается через черный жидкокристаллический пиксель, разрабатывается, чтобы быть ниже, чем перцепционные ограничения, вызванные вуалированием освещенности так, чтобы не наблюдались контрастные ограничения дисплея. Один способ вуалирования освещенности, однако, не полностью разрешает проблему "гуляющих" СИД, так как первопричина этой помехи заключается в соединении с пространственным искажением в сигнале фоновой подсветки. Поэтому, чтобы минимизировать этот заметный эффект, должны быть вычислены уровни возбуждения фоновой подсветки способом ограничения полосой (например, предотвращением или уменьшением передачи более высоких пространственных частот от соседних фоновых подсветок), который устойчив относительно небольших изменений в положении, ориентации и яркости элемента в единственном кадре так же, как и по времени. Подходы, чтобы определить задний модуляционный сигнал, использующие способы дискретизации с понижением частоты и пространственное сглаживание/фильтрацию, могут использоваться (например, лицензированные дисплеи Dolby Contrast™), чтобы минимизировать значимые эффекты различия в разрешении между фоновой подсветкой и жидкокристаллическим дисплеем.

Настоящее изобретение раскрывает способ уменьшения шума и временных помех (например, "гуляющих" СИД) посредством применения временной фильтрации к задним модуляционным сигналам последовательности видеокадров, которые должны быть отображены на системе отображения с двойной модуляцией. В системе отображения с двойной модуляцией, которая использует индивидуально модулируемые источники света как фоновую подсветку для освещения жидкокристаллической панели, пределы фильтрования (например, скорость R_flare вспыхивания и скорость R_dim затемнения) определяются и используются, чтобы управлять максимальным изменением в яркости любого индивидуального элемента фоновой подсветки (или кластера элементов фоновой подсветки) между последовательными видеокадрами, чтобы сгладить градиент фоновой подсветки по времени. Временные пределы предпочтительно игнорируются, когда обнаруживается кадр смены сцены. Смены сцены обнаруживаются, например, сравнением разностей в полной яркости освещения последовательных видеокадров с корректируемым пороговым значением T. Альтернативно метаданные в видеопотоке могут также быть доступными, чтобы определенно указать на смены сцены. Известно, что существует множество способов, чтобы обнаруживать смену сцены. Большая часть работы была сделана в сжатии видео и обработке видео. Независимо от используемого способа смена сцены или любой другой набор кадров, где полное изменение в выходном изображении значительно уменьшает или избавляет необходимость в эффектах затемнения, могут обойтись без процессов затемнения согласно настоящему изобретению.

Вообще процесс обнаружения смены сцены и приложение затемнения, где необходимо, применяются глобально или через всю фоновую подсветку. Однако одинаковый тип процессов может быть применен локально к частям сцен, которые могут также изменяться во времени. Алгоритмы смены сцены применяются к частям сцен, могут быть основаны на сравнениях части сцены через кадры, эвристику кадра или локальной области, и, возможно, метаданных в видеопотоке.

Также известно, что на основании числа элементов фоновой подсветки вычислительные затраты временного затемнения увеличиваются или уменьшаются. Меньший дисплей или более крупный дисплей с меньшим количеством фоновых подсветок (например, с 200 элементами фоновой подсветки, такими как СИД или кластеры СИД) может потребовать значительно меньшее количество вычислительных ресурсов, чем дисплеи такого же размера с большим количеством (например, 1400 или больше) элементов фоновой подсветки. Однако потребность во временном затемнении увеличивается с меньшим числом фоновых подсветок, потому что эффекты искажения и другие проблемы, ассоциативно связанные с уменьшенным разрешением фоновой подсветки, могут быть подчеркнуты в дисплеях со сравнительно более низкими разрешениями фоновой подсветки (создающими компромисс, потому что это в значительной степени зависит от пространственного распределения света через оптику (например, очень широкая функция рассеяния точки (PSF) может сгладить помеху(и), очень узкая PSF позволит максимизировать локальный контраст)).

Примерный подход временного затемнения согласно изобретению включает в себя этапы:

(1) Прием текущего кадра. Кадр является, например, кадром, который должен быть отображен из потока видеоданных. Поток видеоданных происходит, например, от камеры, источника носителей с записанными данными (DVD, HD-DVD™, Blu-ray™ и т.д.), цифровой или другой широковещательной передачей (например, наземной, спутниковой, беспроводной сетью и т.д.).

(2) Вычисление заднего модуляционного сигнала текущего кадра. Задний модуляционный сигнал включает в себя, например, данные для установки уровней яркости отдельных источников света (или световых кластеров) в фоновой подсветке дисплея.

(3) Изменение заднего модуляционного сигнала текущего кадра со средним числом (например, взвешенным средним числом) модуляционных сигналов текущего кадра и модуляционного сигнала предыдущего кадра или кадров.

Вышеупомянутый этап изменения, этап (3), использует среднее число, которое может быть воплощено в различных формах. Среднее число, как указано, является средним числом между двумя кадрами (текущим и предыдущим кадрами).

Альтернативно может быть использовано взвешенное среднее число между n предыдущих кадров и текущим кадром (n+1).

В другом варианте осуществления настоящее изобретение может быть воплощено как способ, включающий в себя этапы:

(1) Прием текущего кадра.

(2) Вычисление заднего модуляционного сигнала текущего кадра.

(3) Вычисление разности в яркости между задним модуляционным сигналом текущего кадра и задним модуляционным сигналом предыдущего кадра. Разность в яркости вычисляется, например, вычитанием каждой яркости элемента фоновой подсветки в текущем кадре из яркости того же самого элемента фоновой подсветки в предыдущем кадре. Уровни яркости могут быть вычислены, например, на основании модуляционных сигналов, непосредственно, или уровня активации элемента фоновой подсветки, содержавшегося в модуляционном сигнале, и т.д. (такие вычисления могут включать в себя, например, переменные для отдельных разностей в элементах фоновой подсветки, являются ли такие разности в конструкции или различия в производственном качестве, и т.д.).

(4a) Изменение заднего модуляционного сигнала текущего кадра с предопределенным пределом R фильтрации, чтобы получить фактический задний модуляционный сигнал для текущего кадра, если разность в яркости между задним модуляционным сигналом текущего кадра и задним модуляционным сигналом предыдущего кадра превышает предопределенный или динамически вычисленный критерии разности яркости (например, пороговое значение или скорость).

(4b) Использование заднего модуляционного сигнала, вычисленного на этапе (2) как фактически требуемого заднего модуляционного сигнала для текущего кадра, если разность в яркости между задним модуляционным сигналом текущего кадра и задним модуляционным сигналом предыдущего кадра не превышает предопределенное пороговое значение.

Этапы (3), (4a) и (4b) могут быть выполнены через всю фоновую подсветку или фоновая подсветка может быть разделена на области с этапами (3), (4a) и (4b), применимыми к каждой области для каждого кадра. Число областей, к которым применяются этапы, может быть динамическим. Сцены могут быть разделены на две области, некоторые сцены могут быть эффективно разделены на несколько областей, в то время как другие сцены являются более эффективными или приводят к эффективным результатам, когда оставлена как единственная область. Кроме того, критерии (например, пороговое значение и/или скорость) непосредственно могут быть динамическими (например, на основе яркости или требуемого изменения заднего модуляционного сигнала).

Другой примерный подход временного затемнения описывается на фиг.2. На этапе 200 принимают изображение. Изображение является, например, кадром в видео, принятым из широковещательной передачи или из заранее записанного материала. Требуемый задний модуляционный сигнал 220 для кадра затем вычисляется (например, вычисляется на этапе 210).

На этапе 215 выполняется обнаружение смены сцены. Обнаружение смены сцены выполняется, например, сравнением требуемого заднего модуляционного сигнала 220 с предыдущим задним модуляционным сигналом (например, сигналом 225). Сравнение может альтернативно включать в себя интеграцию через многократные предыдущие кадры или модуляционные сигналы, и те предыдущие кадры или сигналы могут быть взвешены таким образом, чтобы, например, более недавние кадры имели большее влияние при сравнении. Если обнаруживается смена сцены, требуемый задний модуляционный сигнал используется для текущего кадра (этап 230).

Если смена сцены не обнаруживается, выполняется сравнение требуемого заднего модуляционного сигнала и предыдущего заднего модуляционного сигнала. Сравнение является, например, поэлементным сравнением элементов фоновой подсветки из предыдущего кадра (например, содержавшегося в предыдущем заднем модуляционном сигнале) по отношению к текущему кадру (как содержится в расчетном требуемом заднем модуляционном сигнале), как показано на этапе 260. Сравнение затем используется, чтобы определить, превышаются ли либо предопределенная скорость вспыхивания (этап 262), либо предопределенная скорость затемнения (этап 270).

Скорость вспыхивания и скорость затемнения устанавливаются, например, на основе характеристик дисплея, который реализует процесс затемнения. Скорости могут быть определены эмпирическим образом, либо из спецификации дисплея, экспериментальным наблюдением, либо комбинацией обоих. В качестве примера дисплей с частотой обновления 60 Гц может поддерживать скорость вспыхивания 10 процентов. Вообще говоря, подобный дисплей, имеющий частоту обновления 120 Гц, мог бы поддерживать скорость вспыхивания 5%.

В других вариантах осуществления в качестве примера используются более низкие скорости. Например, 5%-ная скорость на 30 Гц дисплее показательна для варианта осуществления, использующего 20 кадров (приблизительно 2/3 секунды), чтобы перейти от полного черного в полный белый сигнал. Другими факторами, которые влияют на определение критериев (скорость/пороговое значение), являются число элементов и размерности, оптические пространственные характеристики (PSF), ограничения и возможности зрителя (например, Зрительная Система Человека (HVS)) и диапазон изменения яркости дисплея. Кроме того, как отмечено выше, скорость может быть определена динамически на основе всех или некоторых этих факторов и содержания.

Если скорость вспыхивания превышается, требуемый задний модуляционный сигнал для элементов, превышающих скорость вспыхивания, тогда ограничивается при вспыхивании (например, см. этап 265). Например, на 60 Гц дисплее, имеющем 2%-ную скорость вспыхивания, если серия элементов фоновой подсветки вспыхнула больше чем на 2% (например, в диапазоне на 10-20%), задний модуляционный сигнал изменяется так, что вспыхивание этих элементов ограничивается. В одном варианте осуществления количество ограничения эквивалентно скорости вспыхивания, или 9% в этом примере.

Если скорость затемнения превышается, требуемый задний модуляционный сигнал для элементов, превышающих скорость затемнения, затем ограничивают в тусклости (например, см. этап 275). Например, на дисплее, имеющем 4%-ную скорость затемнения, если серия элементов фоновой подсветки потускнела больше чем 4%, задний модуляционный сигнал изменяется так, что ограничивается тусклость этих элементов. В одном варианте осуществления количество ограничения эквивалентно скорости затемнения, или 4% в этом примере.

Если ни скорость затемнения, ни скорость вспыхивания не превышаются, ограничения могут или не могут быть применены к заднему модуляционному сигналу. Ограничения или из вычислений скорости вспыхивания или затемнения уровня объединяются либо собираются, чтобы произвести текущий задний модуляционный сигнал (этап 280) (сборка включает в себя, например, изменение требуемого заднего модуляционного сигнала с любыми ограничениями скорости вспыхивания или затемнения). Текущий модуляционный сигнал используется на этапе 282, чтобы обновить предыдущий задний модуляционный сигнал 225, который затем используется в вычислениях, связанных со следующим кадром или изображением, которое должно быть отображено.

На этапе 285 вычисляется карта освещения. Карта освещения создается или из текущего модуляционного сигнала (в случае, когда ограничения скорости вспыхивания или затемнения были применены), или из требуемого заднего модуляционного сигнала (в случаях, когда или обнаруживается смена сцены, или не были превышены скорости вспыхивания и затемнения).

На этапе 290 генерируется прямой модуляционный сигнал. Прямой модуляционный сигнал может быть тем же самым сигналом, что был бы сгенерирован без затемнения, или предпочтительно сигнал основывается частично на собранном заднем модуляционном сигнале. Принимая во внимание ослабленный сигнал фоновой подсветки, жидкокристаллические значения могут быть далее скорректированы, чтобы произвести изображение, которое является более свободным от помех.

В одном варианте осуществления изобретение включает в себя этапы:

(1) Прием текущего кадра;

(2) Вычисление требуемого заднего модуляционного сигнала текущего кадра;

(3) Определение (корректировка или чтение из хранения) критерия смены сцены (например, пороговое значение T) (либо сравнение, как описано выше, либо любой другой процесс обнаружения сцены могут быть использованы);

(4) Вычисление разности в яркости между требуемым задним модуляционным сигналом текущего кадра и задним модуляционным сигналом предыдущего кадра;

(5) Определение, превышает ли разность в яркости, вычисленная на этапе (4), пороговое значение T. Если да, выбирают требуемый задний модуляционный сигнал текущего кадра как действующий задний модуляционный сигнал текущего кадра, затем переходят на этап (10); в противном случае, продолжают с переходом к этапу (6);

(6) Определение (корректировка) скорости вспыхивания R_flare и скорости затемнения R_dim (обнаружение сцены, и все параметры, используемые с ним, могут быть отделены от скоростей вспыхивания и затемнения);

(7) На уровне индивидуального элемента фоновой подсветки вычисление разности яркости между требуемым задним модуляционным сигналом текущего кадра и задним модуляционным сигналом предыдущего кадра на поэлементной основе;

(8) Для элементов с разностью в яркости, вычисленной на этапе (7), превышающей скорость вспыхивания R_flare, этап, на котором изменяют их соответствующие задние модуляционные сигналы текущего кадра, использующего R_flare; для элементов с разностью яркости, вычисленной на этапе (7), превышающей скорость затемнения R_dim, этап, на котором изменяют их соответствующие задние модуляционные сигналы текущего кадра, использующего R_flare; и для элементов с разностью яркости, вычисленной на этапе (7), не превышающей ни скорость вспыхивания R_flare, ни скорость затемнения R_dim, этап, на котором оставляют их соответствующие задние сигналы модуляции текущего неизмененного кадра;

(9) Сборка задних модуляционных сигналов текущего кадра для всех элементов (кластера), как измененных, так и неизмененных, в действующий задний модуляционный сигнал текущего кадра;

(10) Обновление заднего модуляционного сигнала предыдущего кадра с действующим задним модуляционным сигналом текущего кадра.

Хотя скорости R_flare и R_dim фиксируются, например, на основе эмпирических результатов или экспериментального наблюдения, вышеупомянутые алгоритмы могут быть изменены, чтобы заменить значения динамического вспыхивания и затемнения. Например, дисплей может иметь переменные требования по рабочим характеристикам при определенных условиях (например, дисплей может работать по-другому, когда изменения в модуляции происходят в основном темной сцене по сравнению с в основном яркой сценой). Чтобы соответствовать тем условиям, R_flare и R_dim могут быть скорректированы, чтобы соответствовать переменным рабочим характеристикам дисплея. Такие корректировки могли быть реализованы через формулу или поиском в таблице. Альтернатива или дополнительные дальнейшие корректировки могут быть сделаны таким образом, что затемнение также соответствует показателям рабочих характеристик зрительной системы человека (HVS), которая непосредственно корректируется более быстро в прогрессиях сцены с темного к светлому, по сравнению с прогрессиями сцены со светлого к темному. Поэтому в переходе сцены от светлого к темному R_flare и R_dim могут принимать значения, которые более близко соответствуют характеристикам человеческого глаза при условиях просмотра от светлого к темному. Определение, может ли сцена переходить при условиях, которые вносят корректировку в R_flare и/или R_dim, может быть сделано в сравнении текущего кадра с одним или более предыдущими кадрам (потенциально также предстоящими кадрами или информацией о предстоящих кадрах (метаданные)). При определении скорости вспыхивания R_flare и скорости затемнения R_dim (динамически или статично), которые отличаются друг от друга, полная энергия света на фоновой подсветке может непрерывно увеличиваться или уменьшаться, потенциально приводя к помехам. Потенциальное преимущество может, поэтому, накопиться "балансированием" скорости.

Фиг.3A является блок-схемой электронных и/или компьютерных компонентов, выполненных с возможностью реализации процессов согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Видеовходы, например кабель/антенна 302, HDMI 304 и входы 306 компонентов, обеспечивают аппаратные соединения с внешними устройствами, которые, наряду с другой электроникой, неописанной, в конечном счете обеспечивают видеосигнал 310 для панели 320 управления. Панель 320 управления может включать в себя любую комбинацию электроники и/или компьютерных (микро) возможностей обработки. Панель 320 управления может быть разделена на отдельные группы обработки для предварительной обработки, последующей обработки и воплощена на единственной панели (или множественных панелях с соответствующими каналами связи между платами).

На фиг.3A программируемое устройство (например, FPGA 330 и связанная память 340) обрабатывает, по меньшей мере, часть видеосигнала 310 для определения яркости, значений вспыхивания и затемнения, как описано выше. Программирование FPGA, загруженное, записанное или сохраненное в память 340, выполняется или исполняется в FPGA и в конечном счете приводит к заднему модуляционному сигналу (см. "К Заднему Модулятору" на фиг.3A). Другие части того же набора программирования могут быть сконфигурированы с возможностью внесения изменений в передний сигнал модулятора (см. "К Переднему Модулятору" на фиг.3A). Все описанные корректировки могут быть внесены через программирование, или задачи могут быть разделены между FPGA (или другим программируемым устройством) и набором электроники, определенно расположенным, чтобы выполнить описанные этапы или любую часть описанных или эквивалентных этапов.

Фиг.3B является блок-схемой электронных и/или компьютерных компонентов, выполненных с возможностью реализации процессов согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг.3B показывает архитектуру, которая включает в себя панель 350 предварительной обработки, которая в свою очередь включает в себя устройства более быстрой обработки и/или другие электронные устройства, аппаратно подключенные для скорости, чтобы выполнять интенсивные задачи для корректировки переднего сигнала модулятора, у которого, как у типичного ЖК экрана HDTV, имеются миллионы элементов для корректировки по сравнению с несколькими сотнями к нескольким тысячам примерного низкого разрешения модулируемой фоновой подсветки. В дополнение к компенсации и условию переднего сигнала модулятора (см. "К Переднему Модулятору" на фиг.3B). Сигнал 360 отправляется из "Передней панели обработки" 350 к "Задней панели обработки" 370. "Задняя панель обработки" 370 затем использует программирование, загруженное в устройство 380 обработки (например, из памяти 390), или загруженное из сетевого (например, Интернет) соединения, которое может быть прописано в память 390 как обновление аппаратно-программного обеспечения (например, как обновление аппаратно-программного обеспечения для существующих дисплеев или как части технологического перехода дисплеев), чтобы вычислить условия вспыхивания и затемнения между кадрами видеосигнала и подготовить ослабленные задние сигналы модулятора согласно настоящему изобретению.

Сигнал 360 может быть сконфигурирован с возможностью переноса "обратной связи" (не показанной) "Передней панели обработки" 350 из "Задней панели обработки" 370 так, что могут выполняться передние модуляционные корректировки, основанные на заключительном заднем модуляционном вычислении, если таковые вообще имеются. Альтернативно такие корректировки могут быть вычислены из частей видеосигнала - например, поскольку они проходят к "Задней панели обработки".

Как обсуждено далее выше, изобретение может также быть осуществлено многими альтернативными способами, которые, например, могут быть основаны на объединении (например, усреднении или взвешенном усреднении) текущего кадра и его предыдущего кадра(-ов). Все варианты осуществления не должны включать в себя обнаружение смены сцены. Варианты осуществления могли бы использоваться, чтобы сгладить помехи, такие как, но не исключительно ограничиваясь, мерцание из-за разности в низкой яркости на фоновой подсветке ("временной шум").

Подходы, описанные выше, могут быть осуществлены либо по одному или в комбинации с одним или более альтернативными подходами (например, затемнение, основанное на пороговых значениях/скоростях, в комбинации с объединением (и взвешиванием) через два или больше кадров). Они могут быть объединенными с другими способами затемнения (например, пространственное расхолаживание, такими как ограничение полосы, энергетическое распространение, пространственная фильтрация или ограничение полосы) также.

Следующее является примером варианта осуществления изобретения в комбинации с пространственными подходами затемнения. Понятие "3-D" фильтра было разработано Льюисом Джонсоном (Lewis Johnson) и Робином Аткинсом (Robin Atkins), которое объединяет пространственную фильтрацию и временную фильтрацию (в этом случае взвешенное усреднение) в одноступенчатый фильтр.

Настоящий алгоритм Dolby Contrast™ предлагает два этапа сглаживания значений возбуждения элемента фоновой подсветки (например, единственного или кластеров СИД). Первый этап ограничивает пространственный градиент или разность яркости от одного кластера до следующего. Он выполняется запуском пространственного фильтра сглаживания (например, Гауссового или подобного фильтра) через сигнал возбуждения фоновой подсветки каждого видеокадра. Второй этап ограничивает временной градиент ограничением скорости вспыхивания (увеличения) и затемнения (уменьшения) элемента фоновой подсветки от одного кадра к следующему.

Идея заключается в том, чтобы заменить двухэтапный подход одноступенчатым фильтром, который работает одновременно на пространственной и временной информации. Он мог упоминаться как 3-D или трилинейный фильтр, или может быть известен под другими именами. Основная идея заключается в том, чтобы считать предыдущий кадр фоновой подсветки и текущий кадр сложенными друг на друге как трехмерная структура, как показано на фиг.4.

На фиг.4 элементы 410 фоновой подсветки показывают яркость фоновой подсветки для 16 элементов предыдущего кадра. Элементы 420 фоновой подсветки показывают вычисленные требуемые уровни возбуждения фоновой подсветки для текущего кадра (и, отсутствующие проблемы помех, представили бы оптимальную яркость фоновой подсветки для текущего кадра с использованием показанной фоновой подсветки) (это можно также считать результатом требуемого модуляционного сигнала фоновой подсветки). Элементы 430 подсветки представляют требуемую модуляцию фоновой подсветки, ослабленную в соответствии с настоящим изобретением, рассмотрением предыдущего кадра.

Единственный предыдущий кадр можно рассмотреть, как будто он содержит гистерезис всех предыдущих кадров в одной сцене. Альтернативный подход заключался бы в том, чтобы использовать требуемые значения возбуждения элемента фоновой подсветки от предыдущих кадров, но использование этого способа приведет к рассмотрению большего числа кадров (примерно 30), что значительно увеличит вычислительные затраты и затраты памяти. Текущий кадр является значениями возбуждения СИД, которые достигнуты от самого простого способа дискретизации с понижением частоты, возможного из входного изображения (то есть максимальные). Получающиеся в результате значения возбуждения СИД достигаются, выполняя фильтр через ведомые уровни диска тока так же, как предыдущие уровни диска одновременно. В примере ниже у фильтра могли быть размерности 3×3×2, которые подобны предложенному пространственному фильтру, но с третьей размерностью. Это сгладило бы градиент и в пространственных, и во временных областях одновременно. Результат этого подхода состоит в том, что быстро движущиеся объекты не будут достигать своей максимальной яркости мгновенно. Объект, который является стационарным в течение некоторого времени, быстро прояснится до требуемого уровня. Эта скорость могла быть скорректирована, чтобы соответствовать возможностям и ограничениям зрительной системы человека, чтобы быть незаметной.

Альтернативой к использованию фильтра может быть использование 2-D (двумерной) матрицы скоростей вспыхивания и затемнения. Оно могло бы ограничить пространственные и временные градиенты схожим способом к текущему предложенному временному ограничивающему фильтру, когда применен таким образом.

Альтернативы для использования R_flare и R_dim для того, чтобы изменить текущие задние модуляционные сигналы, например, на основе добавленной операции (как будет выполнено в блок-схеме последовательности операций по фиг.2 - добавление скорости вспыхивания к соответствующим частям требуемого заднего модуляционного сигнала) или умноженной операции (как в варианте осуществления Dolby Contrast™).

Как пример того, как изобретение могло быть реализовано в комбинации с другими методами, может быть включена любая часть следующего варианта осуществления Dolby Contrast™