專利名稱：提供用于動態(tài)調(diào)整顯示器的照明和調(diào)整視頻像素數(shù)據(jù)的控制數(shù)據(jù)以基本上保持圖像顯示 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及用于視頻顯示器的亮度控制，且特別是涉及控制顯示器和投影儀的亮度。
背景技術(shù)：
目前，顯示器(如液晶顯示器(IXD)面板)使用背光以從顯示面板的側(cè)面或背面照亮顯示器。顯示器中的背光使用大量的電力，特別是相對于系統(tǒng)的其它部分，如其內(nèi)并入顯示面板的膝上型計算機系 統(tǒng)。用戶通常為他們的顯示器設(shè)置適合環(huán)境和正在觀看內(nèi)容類型的背光亮度水平。例如，在黑暗房間中，用戶通常會將背光設(shè)置在低亮度水平，而相反地，在明亮環(huán)境中，如戶外或明亮的辦公環(huán)境中，用戶通常會將背光設(shè)置在高亮度水平。當使用具有明亮的白色背景及黑字的圖形應用程序，例如，計算機應用程序(如電子表格或文字處理程序)、圖形用戶界面或非真實感計算機生成圖像時，用戶通常會將背光設(shè)置在更高的亮度水平，以使其更易于閱讀明亮的白色背景上的黑字。不過，在看通常包括較大的黑色區(qū)域和較少的明亮顏色區(qū)域的電影時，用戶可能希望將背光設(shè)置為更低的亮度水平，以獲得更深的黑水平和更好的對比度。當前用于減少功耗的解決方案包括用戶手動調(diào)整背光設(shè)置。其它技術(shù)涉及使用軟件或硬件或硬件和軟件的組合來控制背光設(shè)置的系統(tǒng)。然而，這種系統(tǒng)與手動調(diào)整類似，導致源于減少在動態(tài)范圍內(nèi)的像素值與背光減少的對比度下降。還有其它解決方案已使用關(guān)于圖像的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來應用獨立于其內(nèi)容的類型或分類的單個校正功能。因此，將需要具有一種用于自適應地調(diào)制背光亮度同時保持對比率的自動化系統(tǒng)和方法。附圖簡述

圖1是示出根據(jù)一個實施方案用于動態(tài)調(diào)整背光亮度和視頻像素亮度的系統(tǒng)的功能方框圖。圖2和圖3分別示出當根據(jù)示例性實施方案動態(tài)調(diào)整背光亮度和視頻像素亮度時，背光亮度和像素亮度的輸出對輸入的曲線圖。圖4和圖5是根據(jù)示例性實施方案所生成的像素數(shù)據(jù)的直方圖的實例。圖6是示出根據(jù)另一個實施方案的像素數(shù)據(jù)分析和調(diào)整的流程圖。圖7是示出根據(jù)另一個實施方案的背光和像素亮度調(diào)整的流程圖。優(yōu)選實施方案的詳細描述提供用于動態(tài)調(diào)整顯示器的背光和調(diào)整視頻像素數(shù)據(jù)的控制數(shù)據(jù)以基本上保持圖像的顯示質(zhì)量同時減少功耗的系統(tǒng)和方法。根據(jù)一個或多個實施方案，對表示對應于視頻幀內(nèi)圖像的像素的亮度值的直方圖數(shù)據(jù)進行分析，以確定所述像素是否表示多個圖像中的一個或多個，所述多個圖像包括主要包括視頻數(shù)據(jù)的圖像、主要包括圖形數(shù)據(jù)的圖像和包括視頻和圖形數(shù)據(jù)的至少各自部分的組合的圖像?；谶@樣的分析，提供控制數(shù)據(jù)，以能夠例如根據(jù)多條多段逐段線性曲線中的一條使背光亮度調(diào)整并且使像素亮度增加，所述曲線是根據(jù)按照所述傳入像素數(shù)據(jù)是否主要表示視頻圖像、主要表示圖形圖像或表示視頻和圖形圖像的組合的各個段斜率、閾值和閾值偏移量來定義的。有利的是，本文所公開的系統(tǒng)和方法減少了功耗而無需用戶手動地調(diào)整光源設(shè)置。另一或替代的優(yōu)點是一種用于自適應地調(diào)制光源亮度同時保持或提高對比率的自動化系統(tǒng)和方法。進一步有利的是，本文所公開的系統(tǒng)和方法使用圖像統(tǒng)計，例如，圖像的直方圖統(tǒng)計，以對圖像內(nèi)容進行分類，并基于這種分類，應用不同的校正算法。根據(jù)一個實施方案，一種方法包括:基于表不對應于多個像素的多個像素亮度值的數(shù)據(jù)，確定所述多個像素是否表示多個圖像中的一個或多個，所述多個圖像包括主要包括視頻數(shù)據(jù)的圖像、主要包括圖形數(shù)據(jù)的圖像和包括視頻和圖形數(shù)據(jù)的至少各自部分的組合的圖像；及生成用于調(diào)整所述顯示器的背光亮度和調(diào)整所述顯示器上傳入的顯示器像素亮度的控制數(shù)據(jù)，其中根據(jù)多條多段逐段線性曲線中的一條將背光亮度減少多個百分比中的一個及增加像素亮度值，所述曲線是根據(jù)按照所述傳入像素數(shù)據(jù)是否主要表示視頻圖像、主要表示圖形圖像或表示視頻和圖形圖像的組合的各個段斜率、閾值和閾值偏移量來定義的。根據(jù)另一個實施方案，一種包括線路的裝置包括自適應對比度增強線路，其用于:基于表示對應于多個像素的多個像素亮度值的數(shù)據(jù)，確定所述多個像素是否表示多個圖像中的一個或多個，所述多個圖像包括主要包括視頻數(shù)據(jù)的圖像、主要包括圖形數(shù)據(jù)的圖像和包括視頻和圖形數(shù)據(jù)的至少各自部分的組合的圖像，及生成用于調(diào)整所述顯示器的背光亮度和調(diào)整所述顯示器上傳入的顯示器像素亮度的控制數(shù)據(jù)，其中根據(jù)多條多段逐段線性曲線中的一條將背光亮度減少多個百分比中的一個及增加像素亮度值，所述曲線是根據(jù)按照所述傳入像素數(shù)據(jù)是否主要表示視頻圖像、主要表示圖形圖像或表示視頻和圖形圖像的組合的各個段斜率、閾值和閾值偏移量來定義的。根據(jù)另一個實施方案，一種裝置包括能夠存儲可執(zhí)行指令的存儲器及可操作地耦接到所述存儲器的至少一個第一處理器。所述第一處理器通過以下來響應所述可執(zhí)行指令:基于表示對應于多個像素的多個像素亮度值的數(shù)據(jù)，確定所述多個像素是否表示多個圖像中的一個或多個，所述多個圖像包括主要包括視頻數(shù)據(jù)的圖像、主要包括圖形數(shù)據(jù)的圖像和包括視頻和圖形數(shù)據(jù)的至少各自部分的組合的圖像；及生成用于調(diào)整所述顯示器的背光亮度和調(diào)整所述顯示器上傳入的顯示器像素亮度的控制數(shù)據(jù)，其中根據(jù)多條多段逐段線性曲線中的一條，將背光亮度減少多個百分比中的一個及增加像素亮度值，所述曲線是根據(jù)按照所述傳入像素數(shù)據(jù)是否主要表示視頻圖像、主要表示圖形圖像或表示視頻和圖形圖像的組合的各個段斜率、閾值和閾值偏移量來定義的。下面的詳細描述是參考附圖的本發(fā)明公開的標的物的示例性實施方案。這樣的描述旨在是說明性而不是限制目前公開的標的物的范圍。充分詳細地描述這類實施方案，以使本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本公開的標的物，并且應理解，在不脫離的精神或范圍的情況下，可用一些變化實施其它實施方案。在本公開各處，在沒有清楚地表明與上下文相反的情況下，應理解，所描述的個別電路元件可以是單數(shù)或復數(shù)。例如，術(shù)語“電路”和“線路”可以包括單個組件或多個組件，其可以是有源和/或無源的，并且連接或以其它方式耦接在一起(例如，作為一個或多個集成電路芯片)來提供所描述的功能。另外，術(shù)語“信號”可以指一個或多個電流、一個或多個電壓或數(shù)據(jù)信號。在附圖中，類似或相關(guān)的元件將具有類似或相關(guān)的字母、數(shù)字或字母數(shù)字指示符。另外，雖然在實施方案的上下文中已經(jīng)使用離散電子線路(優(yōu)選以一個或多個集成電路芯片的形式)論述本發(fā)明公開的標的物，但是這種線路的任何部分的功能可替代地使用一個或多個適當編程的處理器來實施，這取決于要處理的信號頻率或數(shù)據(jù)速率。此外，在圖式說明各種實施方案的功能塊的圖的范圍內(nèi)，功能塊不一定表示硬件線路之間的劃分。因此，例如，一個或多個功能塊(例如，處理器、存儲器等)可在單片硬件(例如，通用信號處理器、隨機存取存儲器、硬盤驅(qū)動器等)中實施。同樣地，所述的任何程序可以是獨立的程序，可在操作系統(tǒng)中合并為子程序，可以是在已安裝的軟件包中的功能等。正如在本領(lǐng)域中眾所周知，如本文所公開的系統(tǒng)是適合于并入多種類型的具有顯示器的更高級別裝置或與其一起使用，包括但不限于計算機系統(tǒng)、手持式設(shè)備、高清晰度電視機(例如，能夠接受計算機信號以用作計算機監(jiān)視器)或其它合適的電子系統(tǒng)。參照圖1，一種具有顯示器12 (其會根據(jù)一個實施方案調(diào)整所述顯示器12的背光源14和像素數(shù)據(jù))的系統(tǒng)的一個實施方案10包括如所示基本上互連的圖像統(tǒng)計生成器16、自適應對比度增強控制器18和像素調(diào)整器22。視頻幀的圖像像素數(shù)據(jù)11由圖像統(tǒng)計生成器16和像素調(diào)整器22接收。圖像統(tǒng)計生成器16生成圖像統(tǒng)計(例如，直方圖和亮度)數(shù)據(jù)17 (在下面更詳細討論)以供自適應對比度增強控制器18根據(jù)算法20處理，其可以是硬布線線路或在自適應對比度增強控制器20內(nèi)存儲為固件或例如通過一個或多個數(shù)據(jù)總線或網(wǎng)絡(luò)以其它方式用于所述自適應對比度增強控制器20。基于這些圖像的統(tǒng)計數(shù)據(jù)17和算法20的指示，自適應對比度增強控制器18生成用于調(diào)整顯示器12的背光14的亮度的背光控制數(shù)據(jù)1%，和用于修改顯示器12的原始傳入圖像像素數(shù)據(jù)11以提供調(diào)整后的圖像像素數(shù)據(jù)23 (在下面更詳細討論)的像素控制數(shù)據(jù) 19p?；蛘?，可由自適應對比度增強控制器18使用例如根據(jù)一些有關(guān)所需顯示特性的先驗知識而不是圖像統(tǒng)計數(shù)據(jù)17的用戶控制數(shù)據(jù)19u來生成背光控制數(shù)據(jù)19b和像素控制數(shù)據(jù)19p。如在下面更詳細討論，根據(jù)一個實施方案的自適應背光調(diào)制通過做兩件事情而減少顯示裝置中的功耗。首先，它基于算法20減少顯示器中背光的亮度，例如，隨著時間推移，從用戶選擇的背光亮度水平至較低的水平。其次，它通過增加顯示器上的像素的亮度補償這種減少的背光亮度。這樣的自適應背光調(diào)制優(yōu)選設(shè)置最大允許的背光亮度水平為由用戶設(shè)置的背光亮度水平。然后，它使用直方圖分析每幀的圖像內(nèi)容，并計算最低可接受的背光亮度水平可以是什么并指定這作為目標背光亮度水平。如果圖像內(nèi)容從一幀到下一幀顯著變化，這目標背光亮度水平可每幀改變。過了一段時間，當前的背光亮度水平變成朝這目標背光亮度水平移動，直到其到達該水平。由于背光亮度會隨時間而變化，通過使用對比度調(diào)整功能(在下面更詳細討論)調(diào)整像素亮度以相同速率補償，最終用戶幾乎難以察覺到背光亮度的變化(通常減少)。這種自適應背光調(diào)制可支持使用單個處理器，修改每個顯示控制器的一種背光和關(guān)聯(lián)的像素數(shù)據(jù)，例如，做后處理、計算和寄存器編程。圖像統(tǒng)計生成器16確定傳入圖像像素數(shù)據(jù)的幀中的像素的亮度分布。計算的粒度取決于多少像素值被分組在每個直條中，例如，更多的直條意味著更準確的直方圖。然后，可使用這個統(tǒng)計數(shù)據(jù)來分析幀中的像素的整體亮度。實施圖像統(tǒng)計生成器16以使用可選數(shù)量的直條，例如，最少8個直條和最大32個直條來操作。根據(jù)示例性實施方案，有8、16和32三種可能的直條大小可用來收集在0-1023范圍內(nèi)的像素值。圖像統(tǒng)計生成器16還提供關(guān)于幀中的像素數(shù)據(jù)的統(tǒng)計信息。統(tǒng)計信息包括像素的總和、像素的最小值、像素的最大值、過濾像素的最小值、過濾像素的最大值和在最小像素值閾值以下和在最大像素值閾值以上的像素的像素數(shù)。此外，圖像統(tǒng)計生成器16提供關(guān)于視頻數(shù)據(jù)的幀的統(tǒng)計信息，包括:在光柵的有源區(qū)中的總像素的總和；數(shù)據(jù)的亮度、紅色、綠色和藍色顏色分量的總和；在光柵的有源區(qū)中的亮度、紅色、綠色和藍色顏色分量的最小值和平均最小值；在光柵的有源區(qū)中的亮度、紅色、綠色和藍色顏色分量的最大值和平均最大值；和在為其中值R=值G=值B的最小和最大像素值設(shè)置的閾值以下的像素數(shù)。自適應對比度增強控制器18實施背光14減少，同時通過重新映射用于圖像中的像素值組以跨越顯示器12可處理的所有可用像素值而提高圖像的對比度。對于具有有限動態(tài)范圍及因此較差對比度的LCD和等離子顯示器，這是很重要的。正如在下面更詳細討論，自適應對比度增強控制器18實施由多個可編程的閾值設(shè)置定義的完全可編程的多段逐段線性曲線，從而允許用戶定義輸入信號的最小值、最大值和所關(guān)注的其它范圍。響應像素亮度控制數(shù)據(jù)19p，基于圖像的直方圖和應用算法20，像素調(diào)整器22從原始圖像像素數(shù)據(jù)11的原始紅色綠色和藍色顏色分量生成紅色、綠色和藍色顏色分量的新值。這種對顏色分量的調(diào)整可以是以AY形式的加法或以K-因子形式的乘法。例如，在一種模式中，將基于標量值Kl、K2、K3的各個像素與三個顏色分量的每一個相乘，然后乘積中加入各自的偏移量，在另一種模式中，基于標量值A(chǔ)Y的像素中加入原始的R、G和B分量，和在另一種模式中，將基于標量值K的像素與三個顏色分量的每一個相乘，如下:模式1:R’ =Kl X R+ 偏移量 IG’=K2XG+偏移量 2B’=K3XB+偏移量 3模式2:R’=AY+RG' =A Y+GB，= A Y+BY=基于R、G和B分量值的原始像素的亮度Y’ =調(diào)整后新像素的亮度A Y=Y' -YY，=mY+b所以A Y=Y’-Y= (mY+b)-Y= (m-1) Y+b模式3:R’ =kRG’ =kGB’ =kBV=原始像素的R、G和B分量值的最大顏色分量值
V’ =調(diào)整后的最大顏色分量值K=V' /VV，=mV+b所以K=(mV+b)/V=m+b/V。這種自適應背光調(diào)制的目標是確保更明亮像素和減少的背光亮度組合產(chǎn)生與使用更明亮背光的原始圖像實際上相同的圖像(在亮度、對比度和色彩保真度方面)，同時由于對應于較低背光亮度水平的較低背光功率而減少功耗。圖像統(tǒng)計生成器16生成在有源顯示區(qū)域內(nèi)具有可編程數(shù)目個像素值分布的直條的直方圖。直方圖可收集每一個像素的亮度(亮度(Y))值或最大的顏色分量(V)值。通過比較紅色、綠色和藍色顏色分量的像素強度并選擇最大的強度值，來獲得最大的顏色分量N。圖像統(tǒng)計生成器16還確定有源顯示器內(nèi)的所有像素的紅色、綠色和藍色顏色分量的最小和最大像素值。對于每個像素，將紅色、綠色和藍色顏色分量單獨與跟蹤每個顏色分量的最小和最大值的內(nèi)部存儲值比較。如果當前像素的顏色分量值是小于所述顏色分量的最小值，那么它成為新的最小值，如果它是大于所述顏色分量的最大值，那么它成為新的最大值。圖像統(tǒng)計生成器16還確定有源顯示器內(nèi)的所有像素的紅色、綠色和藍色顏色分量的最小和最大“過濾”像素值，其中“過濾”表示當前像素的紅色、綠色和藍色分量值是與橫前像素和橫下像素的相同顏色分量值組合，并以1:2:1的比例(橫前像素的顏色分量+兩倍的當前像素的顏色分量+橫下像素的顏色分量的總和)組合，然后除以4，產(chǎn)生“過濾”值。進行這種過濾以將高像素分量顏色值的隔離像素的影響(即，局部極大、局部極小、過沖和下沖)降到最小。圖像統(tǒng)計生成器16還提供當前幀的有源顯示期間分析的像素的總數(shù)的計數(shù)，及計數(shù)在有源顯示中的所有亮度像素的總和。這可用于與總像素數(shù)組合以確定平均亮度值。圖像統(tǒng)計生成器16還計數(shù)有源顯示中的所有像素的紅分量的總和以計算平均紅色值。圖像統(tǒng)計生成器16還計數(shù)有源顯示中的所有像素的綠和藍分量的各自的總和。圖像統(tǒng)計生成器16還提供具有在一定的指定白色像素值閾值以上的像素值的白色像素(具有紅色、綠色和藍色顏色分量的相同值的像素)數(shù)的計數(shù)，以使確定何時屏幕的像素中的大多數(shù)是白色的。圖像統(tǒng)計生成器16還提供具有在一定的指定黑色像素值閾值以下的像素值的黑色像素(具有紅色、綠色和藍色顏色分量的相同值的像素)數(shù)的計數(shù)。根據(jù)算法20，自適應對比度增強控制器18將使用此直方圖、亮度和最大顏色值信息17來計算最大化功率節(jié)省(在定義的限制內(nèi))的目標背光亮度。目標背光亮度水平將不會設(shè)置成比由用戶設(shè)置的背光顯示器的背光亮度水平更大(更亮)，也不設(shè)置成低于預定義的最小背光亮度水平。例如，此最小背光亮度水平將根據(jù)從用戶指定的初始背光亮度水平的固定百分比減少(例如，15或20%)來設(shè)置。用戶指定的初始背光亮度水平優(yōu)選視為允許的最大背光亮度水平。根據(jù)算法20，自適應對比度增強控制器18然后將比較當前設(shè)置的背光亮度水平與計算出的目標背光亮度水平。指定背光水平值將被算法修改的頻率(例如，以實時或幀時間)的預設(shè)的背光水平更新間隔用于這些計算中。指定在每個更新間隔增加或減少多少背光水平的預設(shè)背光水平增量步長也用于這些計算中。每次這個背光水平的更新間隔(以幀)推移，算法20比較目標背光亮度水平與當前的背光亮度水平。自適應背光調(diào)制的目標是通過例如隨著時間的推移，當前背光水平朝向目標背光水平轉(zhuǎn)換，使當前的背光水平等于目標背光水平。要做到這點，算法20可在四個行動之間選擇:(1)增加當前背光水平預定義的增量步長，(2)減小當前背光水平相等的步長，(3)如果差值小于增量步長，使當前背光水平等于目標背光水平，或(4)如果當前背光水平已經(jīng)等于目標背光水平，使其保持不變。根據(jù)算法20，自適應對比度增強控制器18采用此“下一個背光亮度水平”，并乘以由算法20從系統(tǒng)10內(nèi)的其它地方所讀取的“環(huán)境光”調(diào)整因數(shù)(從外部環(huán)境光傳感器得到的從零到一致范圍的值)，以確定“下一個背光水平”，背光調(diào)整1%，以設(shè)置與顯示器12相關(guān)聯(lián)的背光控制器14。參照圖2和圖3，根據(jù)算法20，自適應對比度增強控制器18使用此數(shù)據(jù)17 (直方圖中的數(shù)據(jù)與最大的紅色、綠色和藍色的顏色值的組合，和建議的下一個背光亮度水平)，以確定最佳五段逐段亮度調(diào)整曲線的參數(shù)，其將被應用到要在下一幀時間期間到顯示器12的像素數(shù)據(jù)23。像素數(shù)據(jù)亮度調(diào)整曲線的目標是要使像素數(shù)據(jù)明亮，使得調(diào)整后(明亮)的像素數(shù)據(jù)結(jié)合減少的背光亮度水平的組合等于在原來較高的背光亮度水平的未修改像素數(shù)據(jù)的亮度。另一個目標是盡量減少由應用此像素亮度調(diào)整曲線所引起的顏色失真量。像素數(shù)據(jù)亮度調(diào)整曲線同樣適用于每個像素的紅色、綠色和藍色顏色分量。當一個像素具有落在亮度調(diào)整曲線的不同段內(nèi)的紅色、綠色和/或藍色顏色分量值，及因此所有3個顏色分量并不同等地調(diào)整，使從原來像素所得到的像素顏色因為顏色分量的相對比例已經(jīng)改變而為不同(扭曲)時，通常會發(fā)生顏色失真。顏色失真的量取決于其中顏色分量值所屬的亮度調(diào)整曲線的不同段之間的斜率差。亮度調(diào)整曲線在亮度空間操作，并由五個可編程段組成。第一段SI的起始亮度值固定在O。最后段S5的結(jié)束亮度值固定為1023 (最大的10位亮度值)。其余段S2、S3、S4可以定位在0和1023之間的任何位置。這產(chǎn)生總共四個可編程段的開始/結(jié)束位置(“閾值”，X1、X2、X3、X4)。對于這五個段中的每一個，可以程控偏移量(在每個段的開始的垂直偏移量值)和斜率。參照圖4中，當接收到表示自然圖像，例如，視頻幀、照片、或三維圖形(與二維圖形相對)的圖象數(shù)據(jù)11時，圖像統(tǒng)計生成器16生成類似于所描繪的直方圖。根據(jù)示例性實施方案，自適應對比度增強控制器18通過相加在直條3至14中的每個收集的像素數(shù)，然后除以分析的幀中的像素總數(shù)而對數(shù)據(jù)進行分析。如果所得被除數(shù)大于0.6，即超過60%，那么在頂部兩個直條(直條15和16)中沒有峰，且直條4至10不構(gòu)成總數(shù)像素的不到百分之一，那么將圖像像素數(shù)據(jù)11視為表示自然圖像。根據(jù)示例性實施方案，在0至1023 (即從暗到亮的范圍)的像素亮度(亮度)輸入范圍(即，X-軸)上，將閾值(圖3)設(shè)置為Xl=64, X2=704, X3=832，X4=896和X5=1023。如下所示確定其它參數(shù):Pl=64, P2=560 ；PK1=0.25，PK3=0.4，PK4=0.1，PK5=-0.125 ；SHT=OKl=L 0+ 減少百分率 XPKl偏移量I=O-SHTK2=[1023_(l-減少百分率)X (1023-P2)-P1]/(P2-P1)
偏移量2= [(Kl X Xl+偏移量1)_(K2XX1)] X (1-減少百分率)K3=l.0+ 減少百分率 XPK3偏移量3=[(1(2\父2+偏移量2)-0(3\父2)]\ (1-減少百分率)K4=l.0+ 減少百分率 XPK4偏移量4=〔0(3父父3+偏移量3)-(1(4\父3)]\(1-減少百分率)K5=l.0+ 減少百分率 XPK5偏移量5= [ (K4 X X4+偏移量4) - (K5 X X4) ] X (1-減少百分率)。對于第一段SI,在曲線上的值由公式y(tǒng)=mx+b表示,其中m=Kl和b=偏移量I。同樣地，對于第二段S2，在曲線上的值由公式y(tǒng)=mx+b表示，其中m=K2和b=偏移量2。第三S3、第四S4和第五S5段分別使用參數(shù)K3、K4和K5，和偏移量3、偏移量4和偏移量5類似地遵循。唯一的特殊情況是，第五段S5從位置X4向上延伸通過X軸上的最后一個值，在這個實施例中是1023。參照圖5中，當接收到的圖像數(shù)據(jù)11表示圖形幀，即，不是自然圖像，圖像統(tǒng)計生成器16生成類似于所描繪的直方圖。根據(jù)示例性實施方案，自適應對比度增強控制器18通過檢查占據(jù)直條3至14的像素的百分比，檢查頂部兩個直條的峰，并檢查占據(jù)直條4至10的像素的百分比，如前對數(shù)據(jù)進行分析。如果占據(jù)直條3至14的像素的百分比不大于60，以及如果在頂部兩個直條中的一個有峰，和如果占據(jù)直條4至10的像素的百分比小于1，那么圖像的像素數(shù)據(jù)11被視為表示圖形圖像。根據(jù)示例性實施方案，將閾值(圖3)設(shè)置為Xl=128，X2=768, X3=832, X4=896和X5=1023。如下所示確定其它參數(shù):Pl=128, P2=704 ；PK1=0.5，PK3=0.4，PK4=0.1，PK5=_0.125 ；SHT=4Kl=I+減少百分率XPKl偏移量I=O-SHTK2=[1023_(l-減少百分率)X (1023-P2)-P1]/(P2-P1)偏移量2= [(Kl X Xl+偏移量1)_(K2XX1)] X (1-減少百分率)K3=l+減少百分率XPK3偏移量3=[(1(2\父2+偏移量2)-0(3\父2)]\ (1-減少百分率)K4=l+減少百分率XPK4偏移量4=〔0(3父父3+偏移量3)-(1(4\父3)]\(1-減少百分率)K5=l+減少百分率XPK5偏移量5= [ (K4 X X4+偏移量4) - (K5 X X4) ] X (1-減少百分率)。將這些映射到五個段的公式是如上針對自然圖像情況所述。如果上述條件的組合(占據(jù)直條3至14的像素的百分比大于/不大于60，在頂部兩個直條中的一個有/沒有峰值，和如果占據(jù)直條4至10的像素的百分比小于/大于1)，不同于以上針對自然圖象和圖形(二維)情況所述的那些條件，那么將圖像像素數(shù)據(jù)11視為表示自然圖像和圖形圖像的組合。根據(jù)示例性實施方案，將閾值(圖3)設(shè)置為:X1=64，X2=704, X3=832, X4=896和X5=1023。如下所示確定其它參數(shù):Pl=80, P2=608 ；PK1=0.25，PK3=0.4，PK4=0.1，PK5=_0.125 ；SHT=O
Kl=I+減少百分率XPKl偏移量I=O-SHTK2=[1023_(l-減少百分率)X (1023-P2)-P1]/(P2-P1)偏移量2= [(Kl X Xl+偏移量1)_(K2XX1)] X (1-減少百分率)K3=l+減少百分率XPK3偏移量3=[(1(2\父2+偏移量2)-0(3\父2)]\ (1-減少百分率)K4=l+減少百分率XPK4偏移量4=[(1(3\父3+偏移量3)-0(4\父3)]\ (1-減少百分率)K5=l+減少百分率XPK5偏移量5= [ (K4 X X4+偏移量4) - (K5 X X4) ] X (1-減少百分率)。在本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將很容易理解，在上述實施例中使用的這些值和參數(shù)僅僅是示例性的，并且可以按需要進行修改以實現(xiàn)所需的圖像顯示。參照圖6，根據(jù)另一個實施方案，一種用于動態(tài)地調(diào)整背光和調(diào)整視頻像素數(shù)據(jù)的方法可以一般被表示為如40所示。首先，接收42和分析44傳入的像素數(shù)據(jù)以生成像素亮度值的直方圖。接著，調(diào)整46背光和像素亮度(在下面更詳細討論)。最后，確定是否已經(jīng)接收到48新的視頻幀。如果是的話，重復這個過程。參照圖7所示，根據(jù)另一實施方案，背光和像素亮度調(diào)整46是通過確定傳入的圖像像素是否表示自然圖像、圖形或自然圖像和圖形的組合62進行。接著，生成64控制數(shù)據(jù)以基于此先前分類來調(diào)整背光亮度和像素亮度。在此后，調(diào)整66b背光亮度和調(diào)整66p像素亮度，其中優(yōu)選同時進行所述步驟66b、66p。基于上述討論后，在本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易明白，根據(jù)本文所描述的實施方案，圖像統(tǒng)計信息配置文件可以有利地用于確定如何最好地處理圖像用于控制或調(diào)整光源的目的，例如在顯示器情況下的背光或在投影儀情況下的光源。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離范圍和精神下，對操作本公開的標的物的結(jié)構(gòu)和方法的各種其它修改和替換將是顯而易見的。雖然已經(jīng)結(jié)合具體的優(yōu)選實施方案描述所公開的標的物，但是應理解，要求的所公開的標的物不應過度限制于這些具體的實施方案。預期以下權(quán)利要求限定范圍，從而涵蓋在這些權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)和方法。
權(quán)利要求
1.一種方法，其包括: 確定多個像素是否表示多個圖像中的一個或多個，所述多個圖像包括主要包括自然圖像的圖像、主要包括圖形圖像的圖像和包括自然圖像和圖形圖像的至少各自部分的組合的圖像；及 生成用于調(diào)整顯示器的光源亮度和調(diào)整在所述顯示器上顯示用的所述傳入像素亮度的控制數(shù)據(jù)，其中根據(jù)主要由所述多個像素表示的所述多個圖像中的一個或多個而調(diào)整所述光源亮度并且增加所述多個像素的至少一部分的亮度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述確定多個像素是否表示多個圖像中的一個或多個是基于表示對應于所述多個像素的多個像素亮度值的數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述表示對應于所述多個像素的多個像素亮度值的數(shù)據(jù)包括直方圖數(shù)據(jù)，且基于所述直方圖數(shù)據(jù)的所述確定多個像素是否表示多個圖像中的一個或多個包括計算具有所述多個像素亮度值中的一個或更多個的所述多個像素的一個或多個百分比。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述確定多個像素是否表示多個圖像中的一個或多個是基于先驗知識。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中根據(jù)按照各自段斜率、閾值和閾值偏移量定義的多個多段逐段線性曲線中的一條而減少所述光源亮度達多個百分比中的一個并且增加所述多個像素的至少一部分的亮度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述多個多段逐段線性曲線包括: NI段逐段線性曲線，其 是當所述傳入像素數(shù)據(jù)主要表示視頻圖像時，根據(jù)NI第一段斜率、Nl-1第一閾值和Nl-1第一閾值偏移量定義； N2段逐段線性曲線，其是當所述傳入像素數(shù)據(jù)主要表示圖形圖像時，根據(jù)N2第二段斜率、N2-1第二閾值和N2-1第二閾值偏移量定義； N3段逐段線性曲線，其是當所述傳入像素數(shù)據(jù)主要表示視頻圖像和圖形圖像的組合時，根據(jù)N3第三段斜率、N3-1第三閾值和N3-1第三閾值偏移量定義。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述生成用于調(diào)整所述顯示器的光源亮度和調(diào)整在所述顯示器上顯示用的所述傳入像素亮度的控制數(shù)據(jù)包括生成所述控制數(shù)據(jù)使得所述光源亮度隨多個視頻幀減少。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述生成用于調(diào)整所述顯示器的光源亮度和調(diào)整在所述顯示器上顯示用的所述傳入像素亮度的控制數(shù)據(jù)包括生成所述控制數(shù)據(jù)使得所述光源亮度減少且同時所述像素亮度值增加。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括根據(jù)所述控制數(shù)據(jù)，調(diào)整所述光源亮度和所述像素亮度值。
10.一種包括線路的裝置，所述線路包括: 自適應對比度增強線路，其用于 確定多個像素是否表示多個圖像中的一個或多個，所述多個圖像包括主要包括自然圖像的圖像、主要包括圖形圖像的圖像和包括自然圖像和圖形圖像的至少各自部分的組合的圖像；及 生成用于調(diào)整顯示器的光源亮度和調(diào)整在所述顯示器上顯示用的所述傳入像素亮度的控制數(shù)據(jù)，其中根據(jù)主要由所述多個像素表示的所述多個圖像中的一個或多個，調(diào)整所述光源亮度和增加所述多個像素的至少一部分的亮度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述確定多個像素是否表示多個圖像中的一個或多個是基于表示對應于所述多個像素的多個像素亮度值的數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述表示對應于所述多個像素的多個像素亮度值的數(shù)據(jù)包括直方圖數(shù)據(jù)，且基于所述直方圖數(shù)據(jù)的所述確定多個像素是否表示多個圖像中的一個或多個包括計算具有所述多個像素亮度值中的一個或更多個的所述多個像素的一個或多個百分比。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述確定多個像素是否表示多個圖像中的一個或多個是基于先驗知識。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中根據(jù)按照各自段斜率、閾值和閾值偏移量定義的多個多段逐段線性曲線中的一條，減少所述光源亮度達多個百分比中的一個并且增加所述多個像素的至少一部分的亮度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述多個多段逐段線性曲線包括: NI段逐段線性曲線，其是當所述傳入像素數(shù)據(jù)主要表示視頻圖像時，根據(jù)NI第一段斜率、Nl-1第一閾值和Nl-1第一閾值偏移量所定義； N2段逐段線性曲線，其是當所述傳入像素數(shù)據(jù)主要表示圖形圖像時，根據(jù)N2第二段斜率、N2-1第二閾值和N2-1第二閾值偏移量所定義； N3段逐段線性曲線，其是當所述傳入像素數(shù)據(jù)主要表示視頻和圖形圖像的組合時，根據(jù)N3第三段斜率、N3-1第三閾值和N3-1第三閾值偏移量定義。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的 裝置，其中所述自適應對比度增強線路是用于生成所述控制數(shù)據(jù)使得所述光源亮度隨多個視頻幀減少。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述自適應對比度增強線路是用于生成所述控制數(shù)據(jù)使得所述光源亮度減少且同時所述像素亮度值增加。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其還包括用于根據(jù)所述控制數(shù)據(jù)調(diào)整所述光源亮度和所述像素亮度值的像素亮度調(diào)整線路。
19.一種裝置，其包括: 能夠存儲可執(zhí)行指令的存儲器；和 至少一個第一處理器，其可操作地耦接到所述存儲器以及通過以下來響應所述可執(zhí)行指令: 確定多個像素是否表示多個圖像中的一個或多個，所述多個圖像包括主要包括自然圖像的圖像、主要包括圖形圖像的圖像和包括自然圖像和圖形圖像的至少各自部分的組合的圖像；和 生成用于調(diào)整顯示器的光源亮度和調(diào)整在所述顯示器上顯示用的所述傳入像素亮度的控制數(shù)據(jù)，其中根據(jù)主要由所述多個像素表示的所述多個圖像中的一個或多個，調(diào)整所述光源亮度和增加所述多個像素的至少一部分的亮度。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述確定多個像素是否表示多個圖像中的一個或多個是基于表示對應于所述多個像素的多個像素亮度值的數(shù)據(jù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中所述表示對應于所述多個像素的多個像素亮度值的數(shù)據(jù)包括直方圖數(shù)據(jù)，且基于所述直方圖數(shù)據(jù)的所述確定多個像素是否表示多個圖像中的一個或多個包括計算具有所述多個像素亮度值中的一個或更多個的所述多個像素的一個或多個百分比。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述確定多個像素是否表示多個圖像中的一個或多個是基于先驗知識。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中根據(jù)按照各自段斜率、閾值和閾值偏移量定義的多個多段逐段線性曲線中的一條，減少所述光源亮度達多個百分比中的一個并且增加所述多個像素的至少一部分的亮度。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述多個多段逐段線性曲線包括: NI段逐段線性曲線，其是當所述傳入像素數(shù)據(jù)主要表示視頻圖像時，根據(jù)NI第一段斜率、Nl-1第一閾值和Nl-1第一閾值偏移量定義； N2段逐段線性曲線，其是當所述傳入像素數(shù)據(jù)主要表示圖形圖像時，根據(jù)N2第二段斜率、N2-1第二閾值和N2-1第二閾值偏移量定義； N3段逐段線性曲線，其是當所述傳入像素數(shù)據(jù)主要表示視頻和圖形圖像的組合時，根據(jù)N3第三段斜率、N3-1第三閾值和N3-1第三閾值偏移量定義。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述至少一個第一處理器通過生成所述控制數(shù)據(jù)使得所述光源亮度隨多個視頻幀減少來響應所述可執(zhí)行指令。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述至少一個第一處理器通過生成所述控制數(shù)據(jù)使得所述光源亮度減少且同時所述像素亮度值增加來響應所述可執(zhí)行指令。
27.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其還包括可操作地耦接到所述至少一個第一處理器并且通過調(diào)節(jié)所述光源亮度和所述像素亮度值來響應所述控制數(shù)據(jù)的像素亮度調(diào)節(jié)器。
全文摘要
本發(fā)明涉及提供用于動態(tài)調(diào)整顯示器的光源和調(diào)整視頻像素數(shù)據(jù)的控制數(shù)據(jù)以基本上保持圖像顯示質(zhì)量同時減少功耗的系統(tǒng)和方法。根據(jù)一個或多個實施方案，分析圖像統(tǒng)計(例如，表示對應于視頻幀的像素的亮度值的直方圖數(shù)據(jù))以確定所述像素是否表示多個圖像中的一個或多個，所述多個圖像包括主要包括自然圖像的圖像、主要包括圖形圖像的圖像和包括自然圖像和圖形圖像的至少各自部分的組合的圖像?；谶@樣的分析，提供控制數(shù)據(jù)以能夠例如根據(jù)多條多段逐段線性曲線中的一條使光源亮度減少達多個百分比中的一個并使像素亮度增加，所述曲線是根據(jù)按照所述傳入像素數(shù)據(jù)是否主要表示自然圖像、主要表示圖形圖像或表示自然圖像和圖形圖像的組合的各個段斜率、閾值和閾值偏移量來定義的。
文檔編號G09G5/10GK103155029SQ201180046508
公開日2013年6月12日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者董洪峰, 斯蒂芬·巴格肖, 多恩·凱爾佩卡, 大衛(wèi)·格倫 申請人:Ati科技無限責任公司