專利名稱：用于確定色階調(diào)節(jié)曲線參數(shù)的方法和用于選擇顯示源光照度級的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明諸實施例包括用于圖像增強(qiáng)的方法和系統(tǒng)。一些實施例包括色彩增強(qiáng)技 術(shù)，一些實施例包括亮度保持，一些實施例包括亮度增強(qiáng)，而一些實施例包括位深擴(kuò)展技 術(shù)。背景典型的顯示設(shè)備使用固定范圍的輝度級顯示圖像。對于許多顯示器而言，輝度范 圍具有從O到255均勻間隔的256級。一般分配圖像代碼值以直接匹配這些輝度級。在許多具有大顯示器的電子設(shè)備中，顯示器是主要的功率消耗者。例如，在膝上型 計算機(jī)中，顯示器可能比系統(tǒng)中的任一其它組件都消耗更多功率。可用功率有限的許多顯 示器，諸如電池供電設(shè)備中的顯示器，可使用若干照度或亮度級來幫助管理功耗。當(dāng)系統(tǒng)接 入諸如交流電源的電源時可使用全功率模式，而在電池電源上操作時可使用節(jié)電模式。在一些設(shè)備中，顯示器可自動進(jìn)入節(jié)電模式，在該模式中顯示器照度降低以節(jié)電。 這些設(shè)備可具有多個節(jié)電模式，在這些節(jié)電模式中照度逐步降低。一般而言，當(dāng)顯示器照度 降低時，圖像質(zhì)量也下降。當(dāng)最大輝度級降低時，動態(tài)顯示范圍減小且圖像對比度受損。因 此，在典型的節(jié)電模式操作期間，對比度和其它圖像質(zhì)量降低。諸如液晶顯示器(IXD)或數(shù)字微鏡器件(DMD)的許多顯示器件使用以一種或另一 種方式背面照射、側(cè)面照射或正面照射的光閥。在諸如LCD的背面照射光閥顯示器中，背光 定位于液晶面板后面。背光透過LC面板發(fā)光，LC面板調(diào)制該光以對準(zhǔn)圖像。在彩色顯示 器中輝度和色彩兩者均可被調(diào)制。單個LC像素調(diào)制從背光透過LC面板傳輸?shù)接脩粞劬?一些其它目的地的光的量。在一些情形中，該目的地可以是諸如電荷耦合器件(CCD)的光 傳感器。一些顯示器還可使用光發(fā)射器來對準(zhǔn)圖像。諸如發(fā)光二極管(LED)顯示器和等離 子顯示器的這些顯示器使用發(fā)光而不反射來自另一源的光的圖元。
概述本發(fā)明的一些實施例包括用于改變光閥調(diào)制像素的輝度調(diào)制級以補(bǔ)償降低的光 源發(fā)光強(qiáng)度或在固定光源照度級上改進(jìn)圖像質(zhì)量的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的一些實施例還可供使用光發(fā)射器來對準(zhǔn)圖像的顯示器使用。諸如發(fā)光二 極管(LED)顯示器和等離子顯示器的這些顯示器使用發(fā)光而不反射來自另一源的光的圖 元。本發(fā)明的諸實施例可用來增強(qiáng)由這些設(shè)備產(chǎn)生的圖像。在這些實施例中，像素的亮度 可被調(diào)節(jié)以增強(qiáng)特定圖像頻帶的動態(tài)范圍、輝度范圍和其它圖像細(xì)分部分。在本發(fā)明的一些實施例中，可響應(yīng)于圖像特性將顯示光源調(diào)節(jié)至不同級。當(dāng)這些 光源級改變時，圖像代碼值可被調(diào)節(jié)以補(bǔ)償亮度的改變或以其它方式增強(qiáng)該圖像。本發(fā)明的一些實施例包括環(huán)境光感測，其可在確定光源級和圖像像素值時用作輸 入。本發(fā)明的一些實施例包括畸變相關(guān)的光源和電池消耗控制。本發(fā)明的一些實施例包括用于產(chǎn)生和應(yīng)用圖像色階校正的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的一些實施例包括用于以改進(jìn)色彩保真度進(jìn)行圖像色階校正的方法和系 統(tǒng)。本發(fā)明的一些實施例包括用于選擇顯示源光照度級的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的一些實施例包括用于形成面板色調(diào)曲線和目標(biāo)色調(diào)曲線的方法和系統(tǒng)。 這些實施例中的一部分供形成多條目標(biāo)色調(diào)曲線之用，其中每條曲線與一不同的背光或源 光照度級相關(guān)。在這些實施例中，可選擇背光照度級并將與所選背光照度級相關(guān)的目標(biāo)色 調(diào)曲線應(yīng)用于要顯示的圖像。在一些實施例中，性能目標(biāo)可影響色調(diào)曲線參數(shù)的選擇。本發(fā)明的一些實施例包括用于色彩增強(qiáng)的方法和系統(tǒng)。這些實施例中的一部分包 括膚色檢測、膚色映射細(xì)化、以及色彩處理。本發(fā)明的一些實施例包括用于位深擴(kuò)展的方法和系統(tǒng)。這些實施例中的一部分包 括在位深縮減之前將空間和時間高通抖動模式(dither pattern)應(yīng)用于圖像。本發(fā)明的一些實施例包括對視頻序列中場景刪節(jié)的存在性作出響應(yīng)的源光照度 級信號濾波器。本發(fā)明的一些實施例包括基于輝度直方圖數(shù)據(jù)產(chǎn)生和應(yīng)用色階調(diào)節(jié)曲線。在考慮了以下結(jié)合附圖進(jìn)行的本發(fā)明的詳細(xì)描述之后，將更容易理解本發(fā)明的前 述和其它目的、特征和優(yōu)點。附圖簡述

圖1是示出現(xiàn)有技術(shù)背光IXD系統(tǒng)的示圖；圖2A是示出原始圖像代碼值和增大的圖像代碼值之間的關(guān)系的圖表；圖2B是示出在削波情況下原始圖像代碼值和增大的圖像代碼值之間的關(guān)系的圖 表；圖3是示出針對各個代碼值修改方案的與代碼值相關(guān)聯(lián)的輝度級的圖表；圖4是示出原始圖像代碼值和根據(jù)各個修改方案的經(jīng)修改圖像代碼值之間的關(guān) 系的圖表；圖5是示出示例性色階調(diào)節(jié)模型的產(chǎn)生的示圖；圖6是示出色階調(diào)節(jié)模型的示例性應(yīng)用的示圖7是示出示例性色階調(diào)節(jié)模型和增益映射的產(chǎn)生的示圖；圖8是示出示例性色階調(diào)節(jié)模型的圖表；圖9是示出示例性增益映射的圖表；圖10是示出其中色階調(diào)節(jié)模型和增益映射應(yīng)用于圖像的示例性處理的流程圖；圖11是示出其中色階調(diào)節(jié)模型應(yīng)用于圖像的一個頻帶且增益映射應(yīng)用于該圖像 的另一個頻帶的流程圖；圖12是示出隨MFP改變的色階調(diào)節(jié)模型變化的圖表；圖13是示出示例性的圖像相關(guān)的色階映射方法的流程圖；圖14是示出示例性的圖像相關(guān)的色階選擇實施例的示圖；圖15是示出示例性的圖像相關(guān)的色階映射計算實施例的示圖；圖16是示出包括源光級調(diào)節(jié)和圖像相關(guān)的色階映射的實施例的流程圖；圖17是示出包括源光級計算器和色階映射選擇器的示例性實施例的示圖；圖18是示出包括源光級計算器和色階映射計算器的示例性實施例的示圖；圖19是示出包括源光級調(diào)節(jié)和源光級相關(guān)的色階映射的實施例的流程圖；圖20是示出包括源光級計算器和源光級相關(guān)的色階計算或選擇的實施例的示 圖；圖21是示出原始圖像代碼值與色階斜率之間的關(guān)系的標(biāo)繪圖的示圖；圖22是示出包括單獨的色度通道分析的實施例的示圖；圖23是示出包括對圖像處理模塊的環(huán)境照度輸入的實施例的示圖；圖24是示出包括對源光處理模塊的環(huán)境照度輸入的實施例的示圖；圖25是示出包括對圖像處理模塊的環(huán)境照度輸入和器件特性輸入的實施例的示 圖；圖26是示出包括對圖像處理模塊和/或源光處理模塊以及源光信號后處理器的 替代環(huán)境照度輸入的實施例的示圖；圖27是示出包括對源光處理模塊的環(huán)境照度輸入的實施例的示圖，該源光處理 模塊將此輸入傳遞至圖像處理模塊；圖28是示出包括對圖像處理模塊的環(huán)境照度輸入的實施例的示圖，該圖像處理 模塊將此輸入傳遞至源光處理模塊；圖29是示出包括畸變自適應(yīng)電源管理的實施例的示圖；圖30是示出包括恒定電源管理的實施例的示圖；圖31是示出包括自適應(yīng)電源管理的實施例的示圖；圖32A是示出恒定功率模型與恒定畸變模型的功耗的比較的曲線圖；圖32B是示出恒定功率模型與恒定畸變模型的畸變的比較的曲線圖；圖33是示出包括畸變自適應(yīng)電源管理的實施例的示圖；圖34是示出針對示例性視頻序列在各個畸變限制下的背光功率電平的曲線圖；圖35是示出示例性功率/畸變曲線的曲線圖；圖36是示出管理與畸變標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的功耗的實施例的流程圖；圖37是示出包括基于畸變標(biāo)準(zhǔn)的源光功率電平選擇的實施例的流程圖；圖38A&B是示出包括說明亮度保持方法的效果的畸變測量值的實施例的流程圖39是示例性圖像的功率/畸變曲線；圖40是示出固定畸變的功率曲線圖；圖41是示出固定畸變的畸變曲線圖；圖42是示例性色階調(diào)節(jié)曲線；圖43是圖42中所示的色階調(diào)節(jié)曲線的暗區(qū)的放大視圖；圖44是另一示例性色階調(diào)節(jié)曲線；圖45是圖44中所示的色階調(diào)節(jié)曲線的暗區(qū)的放大視圖；圖46是示出基于最大彩色通道值的圖像代碼值調(diào)節(jié)的圖表；圖47是示出基于最大彩色通道代碼值的多個彩色通道的圖像代碼值調(diào)節(jié)的圖 表；圖48是示出基于彩色通道之一的代碼值特性的多個彩色通道的圖像代碼值調(diào)節(jié) 的圖表；圖49是示出包括接收最大彩色通道值作為輸入的色階發(fā)生器的本發(fā)明實施例的 示圖；圖50是示出包括在色階調(diào)節(jié)的情況下進(jìn)行頻率分解和彩色通道代碼辨別的本發(fā) 明實施例的示圖；圖51是示出包括頻率分解、彩色通道辨別和色彩保留剪輯的本發(fā)明實施例的示 圖；圖52是示出包括基于彩色通道代碼值特性的色彩保留剪輯的本發(fā)明實施例的示 圖；圖53是示出包括低通/高通分頻和最大彩色通道代碼值的選擇的本發(fā)明實施例 的示圖；圖54是示出經(jīng)處理圖像和顯示模型之間的各種關(guān)系的示圖；圖55是示例性圖像的圖像代碼值的直方圖的曲線圖；圖56是與圖55的直方圖相對應(yīng)的示例性畸變曲線的曲線圖；圖57是示出將示例性最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于簡短的DVD剪輯的結(jié)果的曲線圖，該曲線 圖標(biāo)繪所選背光功率與視頻幀數(shù)的關(guān)系；圖58示出針對實際顯示的不同對比率的最小MSE畸變背光確定；圖59是示出示例性面板色調(diào)曲線和目標(biāo)色調(diào)曲線的曲線圖；圖60是示出針對節(jié)電配置的示例性面板色調(diào)曲線和目標(biāo)色調(diào)曲線的曲線圖；圖61是示出針對較低黑色電平配置的示例性面板色調(diào)曲線和目標(biāo)色調(diào)曲線的曲 線圖；圖62是示出針對亮度增強(qiáng)配置的示例性面板色調(diào)曲線和目標(biāo)色調(diào)曲線的曲線 圖；圖63是示出針對其中黑色電平被降低且亮度被增強(qiáng)的增強(qiáng)圖像配置的示例性面 板色調(diào)曲線和目標(biāo)色調(diào)曲線的曲線圖；圖64是示出針對黑色電平改進(jìn)的一系列示例性目標(biāo)色調(diào)曲線的曲線圖；圖65是示出針對黑色電平改進(jìn)和圖像亮度增強(qiáng)的一系列示例性目標(biāo)色調(diào)曲線的 曲線圖66是示出包括目標(biāo)色調(diào)曲線確定和畸變相關(guān)背光選擇的示例性實施例的圖 表；圖67是示出包括性能目標(biāo)相關(guān)參數(shù)選擇、目標(biāo)色調(diào)曲線確定和背光選擇的示例 性實施例的圖表；圖68是示出包括性能目標(biāo)相關(guān)的目標(biāo)色調(diào)曲線確定和背光選擇的示例性實施例 的圖表；圖69是示出包括性能目標(biāo)相關(guān)和圖像相關(guān)的目標(biāo)色調(diào)曲線確定和背光選擇的示 例性實施例的圖表；圖70是示出包括在位深擴(kuò)展的情況下進(jìn)行頻率分解和色階處理的示例性實施例 的圖表；圖71是示出包括頻率分解和色彩增強(qiáng)的示例性實施例的圖表；圖72是示出包括色彩增強(qiáng)、背光選擇和高通增益處理的示例性實施例的圖表；圖73是示出包括色彩增強(qiáng)、直方圖生成、色階處理和背光選擇的示例性實施例的 圖表；圖74是示出包括膚色檢測和膚色映射細(xì)化的示例性實施例的圖表；圖75是示出包括色彩增強(qiáng)和位深擴(kuò)展的示例性實施例的圖表；圖76是示出包括色彩增強(qiáng)、色階處理和位深擴(kuò)展的示例性實施例的圖表；圖77是示出包括色彩增強(qiáng)的示例性實施例的圖表；圖78是示出包括色彩增強(qiáng)和位深擴(kuò)展的示例性實施例的圖表；圖79是示出目標(biāo)輸出曲線和多個面板或顯示輸出曲線的曲線圖；圖80是示出圖79的目標(biāo)和顯示輸出曲線的誤差向量曲線的曲線圖；圖81是示出直方圖加權(quán)誤差曲線的曲線圖；圖82是示出包括基于直方圖加權(quán)誤差的源光照度級選擇的本發(fā)明的示例性實施 例的圖表；圖83是示出包括基于直方圖加權(quán)誤差的源光照度級選擇的本發(fā)明的替代示例性 實施例的圖表；圖84是示出包括場景剪切檢測器的示例性系統(tǒng)的圖表；圖85是示出包括場景剪切檢測器和圖像補(bǔ)償模塊的示例性系統(tǒng)的圖表；圖86是示出包括場景剪切檢測器和直方圖緩沖器的示例性系統(tǒng)的圖表；圖87是示出包括場景剪切檢測器和對該場景剪切檢測器作出響應(yīng)的時間濾波器 的示例性系統(tǒng)的圖表；圖88是示出其中濾波檢測基于場景剪切檢測的示例性方法的圖表；圖89是示出其中比較各幀以檢測場景剪切的示例性方法的圖表；圖90是示出在沒有濾波器的情況下的背光響應(yīng)的圖表；圖91是示出典型的時間對比靈敏度函數(shù)的曲線圖；圖92是示出示例性濾波器的響應(yīng)的曲線圖；圖93是示出經(jīng)濾波和未經(jīng)濾波的背光響應(yīng)的曲線圖；圖94是示出場景剪切上的濾波響應(yīng)的曲線圖；圖95是示出場景剪切上的未經(jīng)濾波響應(yīng)以及第一經(jīng)濾波響應(yīng)和第二經(jīng)濾波響應(yīng)的曲線圖；圖96是示出包括直方圖緩沖器、時間濾波器和Y增益補(bǔ)償?shù)膶嵤├南到y(tǒng)圖；圖97是示出各種示例性Y增益曲線的曲線圖；圖98是示出示例性顯示模型的曲線圖；圖99是示出示例性顯示誤差向量曲線的曲線圖；圖100是示出示例性圖像直方圖的曲線的曲線圖；圖101是示出示例性圖像畸變與背光級的關(guān)系曲線的曲線圖；圖102是示出不同畸變度量的比較的曲線圖；圖103是示出包括場景剪切檢測和圖像補(bǔ)償?shù)氖纠韵到y(tǒng)的示圖；以及圖104是示出包括用以確定場景剪切的圖像分析和響應(yīng)場景剪切的畸變計算的 示例性方法的示圖。示例性實施例的詳細(xì)描述參照附圖本發(fā)明諸實施例將得到最佳的理解，在全部附圖中相同的部件由相同的 附圖標(biāo)記標(biāo)示。以上所列附圖被明確地納入為本說明書的一部分。將容易理解，如附圖中所一般描述和例示地，本發(fā)明的組件將以各種各樣的不同 配置進(jìn)行排列和設(shè)計。因此，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的實施例的以下更詳細(xì)描述不旨在限制 本發(fā)明的范圍，而僅僅表示本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實施例。本發(fā)明諸實施例的要素可用硬件、固件和/或軟件實現(xiàn)。盡管本文中所公開的示 例性實施例可能僅描述這些形式之一，但可以理解本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠以這些形式的任 一種來實現(xiàn)這些要素且落在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。使用諸如LC調(diào)制器的光閥調(diào)制器和其它調(diào)制器的顯示設(shè)備可以是反射性的，其 中光被照射至正面(面對觀看者)并且在通過調(diào)制面板層之后向觀看者反射回。顯示設(shè)備 也可以是透射性的，其中光被照射至調(diào)制面板層的背面，且被允許通過調(diào)制層照向觀看者。 一些顯示設(shè)備也可以是透射反射性的，即反射性和透射性的組合，其中光可從背面向正面 地通過調(diào)制層，同時來自另一源的光在從調(diào)制層的正面進(jìn)入之后反射。在這些情形的任一 個中，調(diào)制層中的元件(諸如各個LC元件)可控制像素的感知亮度。在背光、前光和側(cè)光顯示器中，光源可以是一串熒光管、LED陣列或某些其它源。一 旦顯示器大于約18"的典型尺寸，則該設(shè)備的大部分功耗是由光源引起的。對于特定應(yīng)用， 并且在特定市場中，功耗的降低是重要的。然而，功率降低意味著光源的光通量的減少，由 此意味著顯示器最大亮度的降低。使電流Y校正光閥調(diào)制器的灰度電平代碼值、CV、光源級即Lig和輸出光能級Lfli 相關(guān)的基本方程是方程1L輸出=L源*g(CV+暗)Υ+環(huán)境其中g(shù)是校準(zhǔn)增益，暗是光閥的暗電平，且環(huán)境是從室內(nèi)條件命中顯示器的光。根 據(jù)此方程，可看出減少背光光源X %也將所輸出光減少X %?？赏ㄟ^改變光閥的調(diào)制值，具體而言增大它們來補(bǔ)償光源級的降低。實際上，低于 (1-χ% )的任何光能級可準(zhǔn)確再現(xiàn)，而高于(1-χ% )的任何光能級在沒有附加光源或光源 強(qiáng)度不增加的情況下不能再現(xiàn)。
設(shè)置從原始和簡約源輸出的光給出基本代碼值校正，其可用來針對的降低 (假設(shè)暗電平和環(huán)境光為0)校正代碼值方程2L輸出=Lij^g(CV) Y = L簡約*g(CV升壓)Y方程3CV升壓=CV*(L源/L簡約)"Y = CV*(l/x% )1/γ圖2Α示出此調(diào)節(jié)。在圖2Α和2Β中，原始顯示值對應(yīng)于沿線12的點。當(dāng)背光或 光源被置于節(jié)能模式且該光源照度降低時，顯示代碼值需要被增大以使光閥能抵消光源照 度的降低。這些增大值與沿線14的點相一致。然而，此調(diào)節(jié)導(dǎo)致代碼值18高于顯示器所 能夠產(chǎn)生的代碼值(例如對8位顯示器而言為255)。因此，這些值最終被削波20，如圖2Β 所示。以此方式調(diào)節(jié)的圖像會遭受高亮模糊、偽外觀、以及一般低質(zhì)量的問題。使用此簡單調(diào)節(jié)模型，低于削波點15的代碼值(在此示例性實施例中為輸入代碼 值230)將以與用全功率光源產(chǎn)生的輝度級相等的輝度級、但以降低的源光照明模式顯示。 該相同輝度以較低功率產(chǎn)生，從而導(dǎo)致節(jié)能。如果圖像的代碼值集合受限于低于削波點15 的范圍，則節(jié)能模式可對用戶透明地操作。不幸地是，當(dāng)值超過削波點15時，輝度降低且細(xì) 節(jié)丟失。本發(fā)明諸實施例提供可改變LCD或光閥代碼值以提供增強(qiáng)亮度(或者在節(jié)能模式 下不減弱亮度)、同時減少會在輝度范圍高端發(fā)生的削波偽像的一種算法。本發(fā)明的一些實施例通過針對相當(dāng)大范圍的值使以低功率顯示的圖像亮度與以
全功率顯示的圖像輝度相匹配，可消除與降低顯示光源功率相關(guān)聯(lián)的亮度降低。在這些實
施例中，源光或背光功率的將輸出輝度除以特定因子的降低由圖像數(shù)據(jù)增大倒數(shù)因子來補(bǔ) m
te ο忽略動態(tài)范圍約束，在全功率和降低功率下顯示的圖像可以是相同的，因為除分 (對于降低的光源亮度)和倍增(對于增大的代碼值)在相當(dāng)大范圍上實質(zhì)上是抵消的。 在圖像數(shù)據(jù)的倍增(對于代碼值增大)超過顯示的最大值的任何時候，動態(tài)范圍限制可引 起削波偽像。動態(tài)范圍約束所引起的削波偽像可通過滾降在代碼值上端的該增大來消除或 減少。此滾降可在最大保真點(MFP)開始，超過該最大保真點則輝度不再與原始輝度相匹 配。在本發(fā)明的一些實施例中，可執(zhí)行以下步驟來補(bǔ)償光源照度降低或虛擬降低以便 于圖像增強(qiáng)1)源光(背光)降低水平根據(jù)輝度減弱百分比來確定；2)確定最大保真點(MFP)，在該MFP處發(fā)生從匹配功率降低輸出到全功率輸出的 滾降。3)確定補(bǔ)償色階算子；a.在低于MFP之處，增大色階以補(bǔ)償顯示輝度的減弱；b.在高于MFP之處，逐漸地滾降色階(在一些實施例中，保持導(dǎo)數(shù)連續(xù))；4)將色階映射算子應(yīng)用于圖像；以及5)發(fā)送給顯示器。這些實施例的主要優(yōu)點是可在僅對狹窄類別的圖像有小改變的情況下實現(xiàn)節(jié)能。 (差異僅在MFP之上出現(xiàn)，且由峰值亮度減弱和一些亮度細(xì)節(jié)的損失構(gòu)成)。MFP之下的圖像值能以節(jié)能模式用與全功率模式相同的輝度顯示，從而使得圖像的這些區(qū)域不能與全功 率模式作區(qū)分。本發(fā)明的一些實施例可使用取決于功率降低和顯示Y、并且與圖像數(shù)據(jù)無關(guān)的色 階映射。這些實施例可提供兩個優(yōu)點。首先可能因不同地處理多個幀而產(chǎn)生的閃爍偽像沒 有產(chǎn)生，其次該算法具有極低的實現(xiàn)復(fù)雜性。在一些實施例中，可使用離線色階設(shè)計和在線 色階映射。高亮中的削波可通過指定MFP來控制。本發(fā)明諸實施例的一些方面可相關(guān)于圖3進(jìn)行描述。圖3是示出對于若干情形的 圖像代碼值與輝度的關(guān)系的曲線圖。示為虛線的第一曲線32表示以100%功率運行的光源 的原始代碼值。示為點劃線的第二曲線30表示當(dāng)光源以全功率的80%運行時原始代碼值 的輝度。示為虛線的第三曲線36表示當(dāng)代碼值被增大以匹配光源以全功率的80%操作時 以100%光源照度提供的輝度之時的輝度。示為實線的第四曲線34表示增大的數(shù)據(jù)，但其 中滾降曲線降低了數(shù)據(jù)高端上削波的效果。在如圖3所示的該示例性實施例中，使用代碼值180處的MFP 35。注意，在低于代 碼值180處，增大曲線34匹配原始100%功率顯示的輝度輸出32。在180以上，增大曲線 平滑過渡到80%顯示上所允許的最大輸出。該平滑性減少了削波和量化偽像。在一些實施 例中，色階函數(shù)可分段定義，以在由MFP 35給出的過渡點處平滑匹配。在MFP 35之下，可 使用增大的色階函數(shù)。在MFP 35之上，曲線平滑擬合至該MFP處增大色階曲線的終點，并 擬合至最大代碼值[255]處的終點37。在一些實施例中，該曲線的斜率在MFP 35處與增大 色階曲線/直線的斜率相匹配。這可通過使該MFP處直線和曲線函數(shù)的導(dǎo)數(shù)相等而使MFP 之下的直線斜率與MFP之上的曲線斜率相匹配、并且使該點處直線和曲線函數(shù)的值相等來 實現(xiàn)。對該曲線函數(shù)的另一約束可以是它被迫使通過最大值點[255，255]37。在一些實施 例中，曲線的斜率在最大值點37處可被設(shè)置成0。在一些實施例中，180的MFP值可對應(yīng)于 20%的光源功率降低。在本發(fā)明的一些實施例中，色階曲線可由與最大保真點(MFP)之下的增益g的線 性關(guān)系來定義。該色階可在該MFP之上進(jìn)一步定義，以使該曲線及其一階導(dǎo)數(shù)在MFP處連 續(xù)。該連續(xù)性表示關(guān)于色階函數(shù)的以下形式 C = g · MFPB = g
Λ Max - e ■ Max
該增益可通過顯示Y和亮度減弱比確定如下 方程5
在一些實施例中，該MFP值可通過手動平衡高亮細(xì)節(jié)保持和絕對亮度保持來調(diào)
MFP可通過施加斜率在最大點應(yīng)當(dāng)為零的約束來確定。這意味著 方程6 在一些示例性實施例中，以下方程可用來根據(jù)一示例性實施例分別計算簡單增大 數(shù)據(jù)的代碼值、具有削波的增大數(shù)據(jù)、以及經(jīng)校正數(shù)據(jù)。方程7
否則系數(shù)A、B和C可被選擇成給出MFP處的平滑擬合以使曲線通過該點[255，255]。 這些函數(shù)的曲線在圖4中示出。圖4是原始代碼值與經(jīng)調(diào)節(jié)代碼值之間關(guān)系的曲線圖。原始代碼值被示為沿原始 數(shù)據(jù)線40的點，該數(shù)據(jù)線示出在值是原始的且沒有進(jìn)行調(diào)節(jié)時經(jīng)調(diào)節(jié)值與原始值之間的1 1關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明諸實施例，這些值可被增大或調(diào)節(jié)以表示更高的輝度級。根據(jù)以 上“色階增大”方程的簡單增大過程可產(chǎn)生沿增大線42的值。因為這些值的顯示將導(dǎo)致削 波，如線46上圖形地和以上“色階削波”方程中數(shù)學(xué)地所示，調(diào)節(jié)可從最大保真點45沿曲 線44逐漸過渡至最大值點47。在一些實施例中，此關(guān)系可在以上“經(jīng)校正色階”方程中數(shù) 學(xué)地描述。使用這些概念，由具有以100%功率運行的光源的顯示器所表示的輝度值可由具 有以低功率電平運行的光源的顯示器來表示。這通過色階的增大來實現(xiàn)，這實質(zhì)上進(jìn)一步 打開了光閥以補(bǔ)償光源照度的損失。然而，在整個代碼值范圍上簡單應(yīng)用此增大導(dǎo)致該范 圍高端上的削波偽像。為防止或減少這些偽像，色階函數(shù)可被平滑滾降。此滾降可受到MFP 參數(shù)控制。大的MFP值在寬間隔上給出輝度匹配，但增加了代碼值高端上的可視量化/削 波偽像。本發(fā)明諸實施例可通過調(diào)節(jié)代碼值來操作。在簡單的Y顯示模型中，代碼值的縮 放給出具有不同縮放因子的輝度值的縮放。為了確定在更為真實的顯示模型中此關(guān)系是否 保持，可考慮Y偏移增益-雜光(GOG-F)模型。縮放背光功率對應(yīng)于線性約簡方程，其中 百分比P被施加于顯示的輸出而非環(huán)境光。已觀察到，將增益縮減因子P等效于使增益不 作修改，并將數(shù)據(jù)、代碼值和偏置縮放由顯示Y確定的因子。在數(shù)學(xué)上，如果經(jīng)適當(dāng)修改， 倍乘因子可被拖入功率函數(shù)。該經(jīng)修改因子可縮放代碼值和偏置兩者。方程8G0G-F模型L = G· (CV+暗)γ+環(huán)境方程9線性輝度降低L線性約簡=p-G· (CV+暗)Υ +環(huán)境Lmm= G · (ρ1/γ · (CV+ 暗))Υ + 環(huán)境L 線性約簡=G · (p1" · CV+p1/Y 暗)Y + 環(huán)境方程10代碼值減小Lcv 約簡=G · (p1" · CV+ 暗)Υ + 環(huán)境本發(fā)明的一些實施例可參照圖5進(jìn)行描述。在這些實施例中，可在圖像處理之前 離線地設(shè)計或計算色階調(diào)節(jié)，或者在對圖像進(jìn)行處理時可在線地設(shè)計或計算該調(diào)節(jié)。不考 慮操作的定時，色階調(diào)節(jié)56可基于顯示Y 50、效率因子52和最大保真點(MFP) 54的至少之 一來設(shè)計或計算。這些因子可在色階設(shè)計過程56中處理以產(chǎn)生色階調(diào)節(jié)模型58。色階調(diào) 節(jié)模型可采取算法、查找表(LUT)或可應(yīng)用于圖像數(shù)據(jù)的某其它模型的形式。一旦已創(chuàng)建了調(diào)節(jié)模型58，它就可應(yīng)用于圖像數(shù)據(jù)。該調(diào)節(jié)模型的應(yīng)用可參照圖 6進(jìn)行描述。在這些實施例中，圖像被輸入(62)且色階調(diào)節(jié)模型58被應(yīng)用(64)于該圖像 以調(diào)節(jié)圖像代碼值。此過程產(chǎn)生可被發(fā)送至顯示器的輸出圖像66。色階調(diào)節(jié)的應(yīng)用64通 常是一在線過程，但可在條件允許時在圖像顯示之前進(jìn)行。本發(fā)明的一些實施例包括用于增強(qiáng)在利用發(fā)光像素調(diào)制器的諸如LED顯示器、等 離子顯示器和其它類型顯示器的顯示器上顯示的圖像的系統(tǒng)和方法。這些相同的系統(tǒng)和方 法可用來增強(qiáng)在具有以全功率模式或其它方式運行的光源的利用光閥像素調(diào)制器的顯示 器上顯示的圖像。這些實施例與前述實施例相似地工作，但是這些實施例并不對降低的光源照度作補(bǔ)償，而是像光源已減弱一樣簡單地增強(qiáng)一像素范圍的輝度。以此方式，圖像的整體亮度得 以改進(jìn)。在這些實施例中，在相當(dāng)大范圍的值上原始代碼值被增大。對于其它實施例，此代 碼值調(diào)節(jié)可如上所述地實現(xiàn)，不同之處在于不會有實際的光源照度降低發(fā)生。因此，圖像亮 度在寬泛范圍的代碼值上顯著增強(qiáng)。這些實施例的一部分也可參照圖3進(jìn)行說明。在這些實施例中，原始圖像的代碼 值被示為沿曲線30的點。這些值可被增大或調(diào)節(jié)成具有更高輝度級的值。這些增大的值 可被表示為沿曲線34的點，其從零點33延伸至最大保真點35、然后逐漸過渡至最大值點 37。本發(fā)明的一些實施例包括反銳化掩模(unsharp masking)處理。在這些實施例的 一部分中，反銳化掩?？墒褂每臻g變化增益。此增益可根據(jù)圖像值和經(jīng)修改色階曲線的斜 率來確定。在一些實施例中，增益陣列的使用使得甚至在圖像亮度由于對顯示功率的限制 而不能倍增時也能匹配圖像對比度。本發(fā)明的一些實施例可采取以下處理步驟1.計算色階調(diào)節(jié)模型；2.計算高通圖像；3.計算增益陣列；4.按增益加權(quán)高通圖像；5.將低通圖像與加權(quán)高通圖像求和；以及6.發(fā)送給顯示器。本發(fā)明的其它實施例可采取以下處理步驟1.計算色階調(diào)節(jié)模型；2.計算低通圖像；3.將高通圖像計算為圖像與低通圖像之間的差異；4.利用圖像值和經(jīng)修改色階曲線的斜率來計算增益陣列；5.按增益加權(quán)高通圖像；6.將低通圖像與加權(quán)高通圖像求和；以及7.發(fā)送給功率降低的顯示器。使用本發(fā)明的一些實施例，可在僅對狹窄類別的圖像有小改變的情況下實現(xiàn)節(jié) 能。(差異僅在MFP之上出現(xiàn)，且由峰值亮度減弱和一些亮度細(xì)節(jié)的損失組成。)MFP之下 的圖像值能以節(jié)能模式用與全功率模式相同的輝度顯示，從而使得圖像的這些區(qū)域不能與 全功率模式作區(qū)分。本發(fā)明的其它實施例通過減少亮度細(xì)節(jié)的損失來改善此性能。這些實施例可包括在空間上改變反銳化掩模以保持亮度細(xì)節(jié)。與其它實施例相 同，可使用在線和離線組件。在一些實施例中，離線組件可通過計算增益映射以及色階函數(shù) 來擴(kuò)展。該增益映射可基于圖像值來指定要應(yīng)用的反銳化濾波器。增益映射值可使用色階 函數(shù)的斜率來確定。在一些實施例中，特定點“P”處的增益映射值可被計算為MFP之下色 階函數(shù)的斜率與點“P”處的色階函數(shù)的斜率之比。在一些實施例中，色階函數(shù)在MFP之下 是線性的，因此增益在MFP之下為1。本發(fā)明的一些實施例可參照圖7進(jìn)行描述。在這些實施例中，可在圖像處理之前離線地設(shè)計或計算色階調(diào)節(jié)，或者在對圖像進(jìn)行處理時可在線地設(shè)計或計算該調(diào)節(jié)。不考 慮操作的定時，色階調(diào)節(jié)76可基于顯示Y 70、效率因子72和最大保真點(MFP) 74的至少之 一來設(shè)計或計算。這些因子可在色階設(shè)計過程76中處理以產(chǎn)生色階調(diào)節(jié)模型78。色階調(diào) 節(jié)模型可采取算法、查找表(LUT)或可如上相關(guān)于其它實施例所述地應(yīng)用于圖像數(shù)據(jù)的某 些其它模型的形式。在這些實施例中，還計算(75)單獨的增益映射77。該增益映射77可 應(yīng)用于特定的圖像細(xì)分部分，諸如頻率范圍。在一些實施例中，增益映射可應(yīng)用于圖像的分 頻部分。在一些實施例中，增益映射可應(yīng)用于高通圖像細(xì)分部分。它也可應(yīng)用于特定的圖 像頻率范圍或其它圖像細(xì)分部分。示例性色階調(diào)節(jié)模型可參照圖8進(jìn)行描述。在這些示例性實施例中，函數(shù)過渡點 (FTP) 84 (類似于光源減弱補(bǔ)償實施例中使用的MFP)被選擇，且增益函數(shù)被選擇成向低于 FTP 84的值提供第一增益關(guān)系82。在一些實施例中，該第一增益關(guān)系可以是線性關(guān)系，但 其它關(guān)系和函數(shù)可用來將代碼值轉(zhuǎn)變成增強(qiáng)代碼值。在FTP 84之上，可使用第二增益關(guān)系 86。該第二增益關(guān)系86可以是將FTP 84與最大值點88連結(jié)在一起的函數(shù)。在一些實施 例中，該第二增益關(guān)系86可在FTP 84處匹配第一增益關(guān)系82的值和斜率，并通過最大值 點88。如以上相關(guān)于其它實施例描述的其它關(guān)系以及另外的關(guān)系也可用作第二增益關(guān)系 86。在一些實施例中，增益映射77可相關(guān)于如圖8所示的色階調(diào)節(jié)模型來計算。示例 性增益映射77可相關(guān)于圖9進(jìn)行描述。在這些實施例中，增益映射函數(shù)與色階調(diào)節(jié)模型78 相關(guān)，其作為色階調(diào)節(jié)模型的斜率的函數(shù)。在一些實施例中，特定碼值上增益映射函數(shù)的值 根據(jù)色階調(diào)節(jié)模型在FTP之下的任一代碼值處的斜率與色階調(diào)節(jié)模型在該特定代碼值處 的斜率之比來確定。在一些實施例中，此關(guān)系可用方程11來數(shù)學(xué)表達(dá)方程11 在這些實施例中，在FTP之下的增益映射函數(shù)等于1，在該FTP處色階調(diào)節(jié)模型產(chǎn) 生線性上升。對于FTP之上的代碼值，增益映射函數(shù)隨著色階調(diào)節(jié)模型的斜率遞減而快速 增大。此增益映射函數(shù)的急劇增大增強(qiáng)了其所應(yīng)用的圖像部分的對比度。圖8所示的示例性色階調(diào)節(jié)因子和圖9所示的示例性增益映射函數(shù)使用80 %的顯 示百分比(源光減弱)、2. 2的顯示、和180的最大保真度點來計算。在本發(fā)明的一些實施例中，可在應(yīng)用色階調(diào)節(jié)模型之后應(yīng)用反銳化掩模操作。在 這些實施例中，用反銳化掩模技術(shù)來減少偽像。本發(fā)明的一些實施例可參照圖10進(jìn)行描述。在這些實施例中，原始圖像102被輸 入且色階調(diào)節(jié)模型103被應(yīng)用于該圖像。該原始圖像102還被用作產(chǎn)生增益映射的增益映 射處理105的輸入。色階調(diào)節(jié)圖像然后通過低通濾波器104處理，從而產(chǎn)生低通調(diào)節(jié)圖像。 該低通調(diào)節(jié)圖像然后從色階調(diào)節(jié)圖像減去(106)以產(chǎn)生高通調(diào)節(jié)圖像。此高通調(diào)節(jié)圖像然 后乘以(107)增益映射中的適當(dāng)值以提供增益調(diào)節(jié)高通圖像，該增益調(diào)節(jié)高通圖像然后加 至(108)已用色階調(diào)節(jié)模型調(diào)節(jié)的低通調(diào)節(jié)圖像。此相加產(chǎn)生具有增強(qiáng)亮度和改善高頻對 比度的輸出圖像109。
在這些實施例的一部分中，對于圖像的每個像素的每個分量，增益值根據(jù)該像素 處的增益映射和圖像值來確定。在應(yīng)用該色階調(diào)節(jié)模型之前，原始圖像102可用來確定增 益。高通圖像的每個像素的每個分量在加回至低通圖像之前還可被縮放相應(yīng)增益值。在增 益映射函數(shù)為1的點處，反銳化掩模操作沒有修改圖像值。在增益映射函數(shù)超過1的點處， 對比度增大。本發(fā)明的一些實施例通過將圖像分解成多個頻帶來解決在增大代碼值亮度時高 端代碼值中對比度的損失。在一些實施例中，色階函數(shù)可應(yīng)用于低通頻帶，從而增大圖像數(shù) 據(jù)的亮度以補(bǔ)償?shù)凸β试O(shè)置上的源光輝度降低，或簡單地增大所顯示圖像的亮度。對應(yīng)地， 恒定增益可應(yīng)用于高通頻帶，從而甚至在由于較低顯示功率而使平均絕對亮度降低的區(qū)域 中保持圖像對比度。示例性算法的運算通過以下步驟給出1.執(zhí)行原始圖像的頻率分解2.將亮度保持、色階映射應(yīng)用于低通圖像3.將常數(shù)乘法器應(yīng)用于高通圖像4.將低通圖像和高通圖像求和5.將結(jié)果發(fā)送給顯示器針對源光照度降低應(yīng)用，色階函數(shù)和恒定增益可通過創(chuàng)建原始圖像的全功率顯示 與過程圖像的低功率顯示之間的光度匹配來離線確定。色階函數(shù)還可針對亮度增強(qiáng)應(yīng)用來 離線確定。對于適中的MFP值，這些恒定高通增益實施例和反銳化掩模實施例在其性能方面 幾乎不可分辨。這些恒定高通增益實施例與反銳化掩模實施例相比具有三個主要優(yōu)點降 低的噪聲敏感度、使用較大MFP/FTP的能力、以及使用當(dāng)前顯示系統(tǒng)中的處理步驟。反銳化 掩模實施例使用作為色階曲線的斜率的倒數(shù)的增益。當(dāng)此曲線的斜率較小時，此增益招致 大的放大噪聲。此噪聲放大還可對MFP/FTP的大小設(shè)置實際限制。第二優(yōu)點是擴(kuò)展至任意 MFP/FTP值的能力。第三優(yōu)點來自對算法在系統(tǒng)內(nèi)的放置的檢查。恒定高通增益實施例和 反銳化掩模實施例使用頻率分解。在頻率分解之前，恒定高通增益實施例首先執(zhí)行此操作， 而一些反銳化掩模實施例則首先應(yīng)用色階函數(shù)。諸如去輪廓的一些系統(tǒng)處理將在亮度保持 算法之前執(zhí)行頻率分解。在這些情形中，頻率分解可由一些恒定高通實施例使用，由此消除 轉(zhuǎn)換步驟，而一些反銳化掩模實施例必須倒轉(zhuǎn)頻率分解、應(yīng)用色階函數(shù)、以及執(zhí)行附加頻率 分解。本發(fā)明的一些實施例通過在應(yīng)用色階函數(shù)之前基于空間頻率拆分圖像來防止高 端代碼值中對比度的損失。在這些實施例中，具有滾降的色階函數(shù)可應(yīng)用于圖像的低通 (LP)分量。在光源照度降低補(bǔ)償應(yīng)用中，這將提供低通圖像分量的整體輝度匹配。在這些 實施例中，高通(HP)分量被均勻增大(恒定增益)。頻率分解信號可按需重組和削波。因 為高通分量沒有經(jīng)過色階函數(shù)的滾降，所以細(xì)節(jié)得以保留。低通色階函數(shù)的平滑滾降保持 凈空以添加增大的高通對比度。沒有發(fā)現(xiàn)可能在此最終組合中發(fā)生的削波顯著地減少了細(xì) 節(jié)。本發(fā)明的一些實施例可參照圖11進(jìn)行描述。這些實施例包括分頻或頻率分解 111、低通色階映射112、恒定高通增益或增大116、以及增強(qiáng)圖像分量的求和或重組115。在這些實施例中，輸入圖像110被分解成多個空間頻帶111。在使用兩個頻帶的示例性實施例中，這可使用低通(LP)濾波器111來執(zhí)行。通過經(jīng)由濾波器111計算LP信號 和從原始信號減去(113)該LP信號以形成高通(HP)信號118來執(zhí)行分頻。在示例性實施 例中，可將空間5X5整流濾波器用于此分解，盡管可使用另一濾波器。該LP信號然后可通過應(yīng)用色階映射進(jìn)行處理，如對先前所述實施例所討論地。在 一示例性實施例中，這可用光度匹配LUT來實現(xiàn)。在這些實施例中，與一些先前所述的反銳 化掩模實施例相比，可使用MFP/FTP的較高值，因為大多數(shù)細(xì)節(jié)已在濾波111時提取。通常 不應(yīng)當(dāng)使用削波，因為通常應(yīng)當(dāng)保留用以添加對比度的一些凈空。在一些實施例中，MFP/FTP可自動被確定且可被設(shè)置成使色階曲線的斜率在上限 處為0。以此方式確定的一系列色階函數(shù)在圖12中示出。在這些實施例中，MFP/FTP的最 大值可被確定為使色階函數(shù)在255處的斜率為0。這是不會引起削波的最大MFP/FTP值。在如參照圖11所述的本發(fā)明的一些實施例中，處理HP信號118與在處理低通信 號時使用的MFP/FTP的選擇無關(guān)。該HP信號118用恒定增益116處理，該恒定增益116在功 率/光源照明降低時或圖像碼值以其它方式增大以改進(jìn)亮度時將保持對比度。按照全背光 功率(BL)或降低背光功率的HP信號增益116的公式作為高通增益方程在以下立即給出。 HP對比度增大對噪聲是穩(wěn)健的，因為增益通常較小(例如針對80%的功率降低和γ 2. 2，增 益為1. 1)。方程12 在一些實施例中，一旦已通過LUT處理或以其它方式將色階映射112應(yīng)用于LP信 號，并且已將恒定增益116應(yīng)用于HP信號，就可對這些頻率分量求和(115)并且在一些情 形中對其削波。當(dāng)添加至LP值的增大HP值超過255時，削波可能是必要的。這通常僅對 具有高對比度的明亮信號相關(guān)。在一些實施例中，通過色階LUT結(jié)構(gòu)確保LP信號不超出上 限。HP信號可引起總和中的削波，但HP信號的負(fù)值永不會削波，從而甚至在削波的確發(fā)生 時保持某個對比度。圖像相關(guān)源光實施例在本發(fā)明的一些實施例中，顯示光源照度級可根據(jù)所顯示圖像、先前顯示圖像、要 在所顯示圖像之后顯示的圖像或其它組合的特征來調(diào)節(jié)。在這些實施例中，顯示光源照度 級可根據(jù)圖像特征變化。在一些實施例中，這些圖像特征可包括圖像輝度級、圖像色度級、 圖像直方圖特征以及其它圖像特征?！┮巡槊鲌D像特性，光源(背光)照度級就可變化以增強(qiáng)一個或多個圖像屬性。 在一些實施例中，光源級可減小或增大以增強(qiáng)較暗或較亮的圖像區(qū)域中的對比度。光源照 度級也可增大或減小以增大圖像的動態(tài)范圍。在一些實施例中，光源級可被調(diào)節(jié)以最優(yōu)化 每個圖像幀的功耗。當(dāng)不管出自何因光源級已被修改時，圖像像素的代碼值可使用色階調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)以 進(jìn)一步改進(jìn)該圖像。如果光源級已被減小以保存功率，則像素值可被增大以重獲所丟失的 亮度。如果光源級已被更改以增強(qiáng)特定輝度范圍內(nèi)的對比度，則像素值可被調(diào)節(jié)以補(bǔ)償另 一范圍內(nèi)的降低對比度或進(jìn)一步增強(qiáng)該特定范圍。
在本發(fā)明的一些實施例中，如圖13所示，圖像色階調(diào)節(jié)可取決于圖像內(nèi)容。在這 些實施例中，可分析(130)圖像以確定圖像特性。圖像特性可包括輝度通道特性，諸如作為 圖像平均輝度的平均圖片級(APL)、最大輝度值、最小輝度值、諸如直方圖均值的輝度直方 圖數(shù)據(jù)、最頻繁的直方圖值等、以及其它輝度特性。圖像特性還可包括色彩特性，諸如單個 色彩通道(例如RGB信號中的R，G&B)的特性。每個色彩通道可被獨立分析以確定色彩通 道專屬圖像特性。在一些實施例中，對每個色彩通道可使用一單獨的直方圖。在其它實施 例中，結(jié)合有關(guān)于圖像數(shù)據(jù)的空間分布的團(tuán)塊直方圖(blobhistogram)數(shù)據(jù)可被用作圖像 特性。圖像特性還可包括視頻幀之間的時間改變?！┮逊治隽?130)圖像且已確定了特性，就可基于該圖像特性的值計算色階映 射或從一組預(yù)先計算的映射中選擇一色階映射(132)。然后該映射可應(yīng)用于(134)圖像以 補(bǔ)償背光調(diào)節(jié)或以其它方式增強(qiáng)該圖像。本發(fā)明的一些實施例可關(guān)于圖14進(jìn)行描述。在這些實施例中，圖像分析器142接 收圖像140并確定可用來選擇色階映射的圖像特性。這些特性然后被發(fā)送至色階映射選擇 器143，其基于這些圖像特性確定適當(dāng)?shù)挠成?。此映射選擇然后可發(fā)送至圖像處理器145， 以供將該映射應(yīng)用于圖像140。圖像處理器145將接收映射選擇和原始圖像數(shù)據(jù)，并用所選 色階映射144處理原始圖像，由此產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)圖像，該經(jīng)調(diào)節(jié)圖像被發(fā)送至顯示器146以供 向用戶顯示。在這些實施例中，儲存一個或多個色階映射144以供基于圖像特性作出選擇。 這些色階映射144可預(yù)先被計算并儲存為表格或某其它數(shù)據(jù)格式。這些色階映射144可包 括簡單的Y轉(zhuǎn)換表、利用以上相關(guān)于圖5、7、10和11所述的方法創(chuàng)建的增強(qiáng)映射、或其它 映射。本發(fā)明的一些實施例可關(guān)于圖15進(jìn)行描述。在這些實施例中，圖像分析器152接 收圖像150并確定可用來計算色階映射的圖像特性。這些特性然后被發(fā)送至色階映射計 算器153，其可基于這些圖像特性計算適當(dāng)?shù)挠成洹Ｋ嬎愕挠成淙缓罂砂l(fā)送至圖像處理 器155，以供將該映射應(yīng)用于圖像150。圖像處理器155將接收所計算映射154和原始圖像 數(shù)據(jù)，并用該色階映射154處理該原始圖像，由此產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)圖像，該經(jīng)調(diào)節(jié)圖像被發(fā)送至 顯示器156以供向用戶顯示。在這些實施例中，基于圖像特性基本上實時地計算色階映射 154。所計算的色階映射154可包括簡單的、轉(zhuǎn)換表、利用以上相關(guān)于圖5、7、10和11所 述的方法創(chuàng)建的增強(qiáng)映射、或另一映射。本發(fā)明的其它實施例可關(guān)于圖16進(jìn)行描述。在這些實施例中，光源照度級可取決 于圖像內(nèi)容，而色階映射也取決于圖像內(nèi)容。然而，源光計算通道和色階映射通道之間不一 定有任何通信。在這些實施例中，分析圖像(160)以確定源光或色階映射計算所需的圖像特性。 此信息然后被用來計算適于該圖像的源光照度級161。該源光數(shù)據(jù)然后被發(fā)送(162)至顯 示器以供在顯示圖像時變更源光(例如背光)。圖像特性數(shù)據(jù)還被發(fā)送至色階映射通道，在 其中基于圖像特性信息選擇或計算(163)色階映射。該映射然后被應(yīng)用于(164)圖像以產(chǎn) 生發(fā)送至顯示器(165)的增強(qiáng)圖像。為圖像計算的源光信號與增強(qiáng)圖像數(shù)據(jù)同步，以使源 光信號與增強(qiáng)圖像數(shù)據(jù)的顯示相一致。如圖17所示的這些實施例的一部分采用所儲存的色階映射，這些色階映射可包 括簡單的Y轉(zhuǎn)換表、利用以上相關(guān)于圖5、7、10和11所述的方法創(chuàng)建的增強(qiáng)映射、或另一映射。在這些實施例中，圖像170被發(fā)送至圖像分析器172以確定與色階映射和源光計算 相關(guān)的圖像特性。這些特性然后被發(fā)送至源光計算器177以供確定適當(dāng)?shù)脑垂庹斩燃墶Ｒ?些特性還可被發(fā)送至色階映射選擇器173，以供在確定適當(dāng)?shù)纳A映射174時使用。原始圖 像170和映射選擇數(shù)據(jù)然后被發(fā)送至圖像處理器175，該圖像處理器175取回所選映射174 并將該映射174應(yīng)用于圖像170以創(chuàng)建增強(qiáng)圖像。此增強(qiáng)圖像然后被發(fā)送至顯示器176，該 顯示器176還接收來自源光計算器177的源光級信號，并使用該信號來在顯示增強(qiáng)圖像時 調(diào)制源光179。圖18所示的這些實施例中的一部分可在傳輸過程中計算色階映射。這些映射可 包括簡單的、轉(zhuǎn)換表、利用以上相關(guān)于圖5、7、10和11所述的方法創(chuàng)建的增強(qiáng)映射、或另 一映射。在這些實施例中，圖像180被發(fā)送至圖像分析器182以確定與色階映射和源光計 算相關(guān)的圖像特性。這些特性然后被發(fā)送至源光計算器187以供確定適當(dāng)?shù)脑垂庹斩燃墶?一些特性還可被發(fā)送至色階映射計算器183，以供在計算適當(dāng)?shù)纳A映射184時使用。原始 圖像180和所計算的映射184然后被發(fā)送至圖像處理器185，該圖像處理器185將映射184 應(yīng)用于圖像180以創(chuàng)建增強(qiáng)圖像。此增強(qiáng)圖像然后被發(fā)送至顯示器186，該顯示器186還接 收來自源光計算器187的源光級信號，并使用該信號來在顯示增強(qiáng)圖像時調(diào)制源光189。本發(fā)明的一些實施例可參照圖19進(jìn)行描述。在這些實施例中，分析圖像(190)以 確定相關(guān)于源光和色階映射計算與選擇的圖像特性。這些特性然后用來計算(192)源光照 度級。該源光照度級然后被用來計算或選擇色階調(diào)節(jié)映射(194)。此映射然后應(yīng)用于(196) 該圖像以創(chuàng)建增強(qiáng)圖像。該增強(qiáng)圖像和源光級數(shù)據(jù)然后被發(fā)送(198)至顯示器。用于相關(guān)于圖19所述方法的裝置可參照圖20進(jìn)行描述。在這些實施例中，在確 定圖像特性的圖像分析器202處接收圖像200。圖像分析器202然后可將圖像特性數(shù)據(jù)發(fā) 送至源光計算器203以供確定源光級。源光級數(shù)據(jù)然后可被發(fā)送至色階映射選擇器或計算 器204，該色階映射選擇器或計算器204可基于光源級計算或選擇色階映射。所選映射207 或所計算映射然后可連同原始圖像一起被發(fā)送至圖像處理器205，以供將該映射應(yīng)用于原 始圖像。該過程將產(chǎn)生增強(qiáng)圖像，該增強(qiáng)圖像與源光級信號一起被發(fā)送至顯示器206，該源 光級信號被用來在顯示圖像時調(diào)制顯示源光。在本發(fā)明的一些實施例中，源光控制單元負(fù)責(zé)選擇源光減弱，這將維持圖像質(zhì)量。 關(guān)于在自適應(yīng)階段保持圖像質(zhì)量的能力的知識用來引導(dǎo)對源光級的選擇。在一些實施例 中，重要的是意識到在圖像較亮或圖像包含高度飽和色彩即代碼值為255的藍(lán)色時需要高 源光級。僅使用輝度來確定背光級可在具有低輝度但大代碼值即飽和藍(lán)色或紅色的圖像的 情況下弓I起偽像。在一些實施例中，可檢查每個色彩面，并基于所有色彩面的最大值作出決 定。在一些實施例中，背光設(shè)置可基于經(jīng)削波的單個特定百分比的像素。在圖22所示的 其它實施例中，背光調(diào)制算法可使用兩個百分比削波像素百分比236和畸變像素百分比 235。選擇具有這些不同值的背光設(shè)置向色階計算器提供平滑滾降色階函數(shù)而非強(qiáng)加硬削 波的空間。給定輸入圖像，確定每個色彩面的代碼值的直方圖。給定兩個百分比P._s236 和P 235，檢查每個色彩面221-223的直方圖以確定對應(yīng)于這些百分比224-226的代碼 值。這給出了 (色彩)228和C (色彩)227。不同色彩面之中的最大經(jīng)削波代碼值 234和最大經(jīng)畸變代碼值233可用來確定背光設(shè)置229。此設(shè)置確保對于每個色彩面，至多 指定百分比的代碼值將被削波或畸變。
方程13 通過檢查將被用于補(bǔ)償?shù)纳A(TS)函數(shù)并選擇背光(BL)百分比以使該色階函數(shù) 將在代碼值Cv9m234下在255處削波，BL百分比得以確定。該色階函數(shù)在值Cvett (此斜 率之值將對BL減弱作補(bǔ)償)之下將是線性的，在255處對Cvffls之上的代碼值將是恒定的， 且具有連續(xù)導(dǎo)數(shù)。檢查這些導(dǎo)數(shù)闡明如何選擇較低斜率并因此闡明如何選擇背光功率，以 使對低于Cvett的代碼值而言不會有圖像畸變。在如圖21所示的TS導(dǎo)數(shù)的曲線中，值H是未知的。對于將Cv肖_映射至255的 TS, TS導(dǎo)數(shù)之下的面積必須是255。該限制允許如下地確定H之值。方程14 BL百分比根據(jù)代碼值增大和顯示Y以及對畸變點之下代碼值的準(zhǔn)確補(bǔ)償?shù)臉?biāo)準(zhǔn) 來確定。將在Cvhim處削波并允許從CVb 之下無畸變的平滑過渡的BL比由以下方程給出方程15 另外為了解決BL變化的問題，對BL比設(shè)置上限。 方程16 時間低通濾波231可應(yīng)用于以上導(dǎo)出的圖像相關(guān)BL信號以補(bǔ)償IXD與BL之間同 步的缺失。示例性背光調(diào)制算法的示圖在圖22中示出，在其它實施例中可使用不同的百分 比和值。 色階映射可補(bǔ)償所選背光設(shè)置，同時最小化圖像畸變。如上所述，背光選擇算法基 于對應(yīng)色階映射運算的能力來設(shè)計。所選BL級允許色階函數(shù)補(bǔ)償背光級而對第一指定百分比以下的代碼值無畸變，并對第二指定百分比以上的代碼值削波。該兩個指定百分比允 許色階函數(shù)在無畸變和削波范圍之間平滑轉(zhuǎn)換。環(huán)境光感測實施例本發(fā)明的一些實施例包括環(huán)境照度傳感器，其可向圖像處理模塊和/或源光控制 模塊提供輸入。在這些實施例中，包括色階調(diào)節(jié)、增益映射和其它修改的圖像處理可與環(huán)境 照度特性相關(guān)。這些實施例還可包括與環(huán)境照度特性相關(guān)的源光或背光調(diào)節(jié)。在一些實施 例中，源光和圖像處理可在單個處理單元中組合。在其它實施例中，這些功能可由單獨的單 元來執(zhí)行。本發(fā)明的一些實施例可參照圖23進(jìn)行描述。在這些實施例中，環(huán)境照度傳感器 270可被用作圖像處理方法的輸入。在一些示例性實施例中，輸入圖像260可基于來自環(huán)境 照度傳感器270和源光268級的輸入來被處理。為了節(jié)電或出于其它原因，可調(diào)制或調(diào)節(jié) 諸如用于照亮IXD顯示面板266的背光的源光268。在這些實施例中，圖像處理器262可接 收來自環(huán)境照度傳感器270和源光268的輸入。基于這些輸入，圖像處理器262可修改輸 入圖像以應(yīng)對環(huán)境條件和源光268照度級。輸入圖像260可根據(jù)以上針對其它實施例所述 方法的任一種方法或通過其它方法來修改。在一示例性實施例中，色階映射可應(yīng)用于該圖 像以相對于降低的源光照度和環(huán)境照度變化來增大圖像像素值。經(jīng)修改圖像264然后可在 諸如LCD面板的顯示面板266上配準(zhǔn)。在一些實施例中，當(dāng)環(huán)境光低時源光照度級可降低， 并且當(dāng)色階調(diào)節(jié)或其它像素值處理技術(shù)被用來補(bǔ)償源光照度降低時，源光照度級可被進(jìn)一 步降低。在一些實施例中，當(dāng)環(huán)境照度降低時源光照度級可被降低。在一些實施例中，當(dāng)環(huán) 境照度達(dá)到上閾值和/或下閾值時，源光照度級可被提高。本發(fā)明的一些實施例可參照圖24進(jìn)行描述。在這些實施例中，在圖像處理單元 282處接收輸入圖像280。輸入圖像280的處理還可取決于來自環(huán)境照度傳感器290的輸 入。此處理還可取決于來自源光處理單元294的輸出。在一些實施例中，源光處理單元294 可接收來自環(huán)境照度傳感器290的輸入。一些實施例還可接收來自設(shè)備模式指示器292的 輸入，諸如可指示設(shè)備功耗模式、設(shè)備電池狀況或某些其它設(shè)備狀況的功率模式指示器。源 光處理單元294可使用環(huán)境光狀況和/或設(shè)備狀況來確定源光照度級，該源光照度級被用 來控制將照亮諸如IXD顯示器286的顯示器的源光288。源光處理單元還可將源光照度級 和/或其它信息傳遞給圖像處理單元282。圖像處理單元282可使用來自源光處理單元294的源光信息來確定用于處理輸入 圖像280的處理參數(shù)。該圖像處理單元282可應(yīng)用色階調(diào)節(jié)、增益映射或其它過程來調(diào)節(jié) 圖像像素值。在一些示例性實施例中，此過程將改進(jìn)圖像亮度和對比度，并且部分或全部地 補(bǔ)償光源照度減弱。圖像處理單元282處理的結(jié)果是經(jīng)調(diào)節(jié)圖像284，該經(jīng)調(diào)節(jié)圖像284可 被發(fā)送至可被源光288照亮的顯示器286。本發(fā)明的其他實施例可參照圖25進(jìn)行描述。在這些實施例中，在圖像處理單元 302處接收輸入圖像300。輸入圖像300的處理可取決于來自環(huán)境照度傳感器310的輸入。 此處理還可取決于來自源光處理單元314的輸出。在一些實施例中，源光處理單元314可 接收來自環(huán)境照度傳感器310的輸入。一些實施例還可接收來自設(shè)備模式指示器312的輸 入，諸如可指示設(shè)備功耗模式、設(shè)備電池狀況或某其它設(shè)備狀況的功率模式指示器。源光處 理單元314可使用環(huán)境光狀況和/或設(shè)備狀況來確定源光照度級，該源光照度級被用來控制將照亮諸如IXD顯示器306的顯示器的源光308。該源光處理單元還可將源光照度級和 /或其它信息傳遞給圖像處理單元302。圖像處理單元302可使用來自源光處理單元314的源光信息來確定用于處理輸入 圖像300的處理參數(shù)。圖像處理單元302還可使用來自環(huán)境照度傳感器310的環(huán)境照度信 息來確定用于處理輸入圖像300的處理參數(shù)。該圖像處理單元302可應(yīng)用色階調(diào)節(jié)、增益 映射或其它過程來調(diào)節(jié)圖像像素值。在一些示例性實施例中，此過程將改進(jìn)圖像亮度和對 比度，并且部分或全部地補(bǔ)償光源照度減弱。圖像處理單元302處理的結(jié)果是經(jīng)調(diào)節(jié)圖像 304，該經(jīng)調(diào)節(jié)圖像304可被發(fā)送至可被源光308照亮的顯示器306。本發(fā)明的另一些實施例可參照圖26進(jìn)行描述。在這些實施例中，在圖像處理單元 322處接收輸入圖像320。輸入圖像320的處理可取決于來自環(huán)境照度傳感器330的輸入。 此處理還可取決于來自源光處理單元334的輸出。在一些實施例中，源光處理單元334可接 收來自環(huán)境照度傳感器330的輸入。在其它實施例中，環(huán)境信息可從圖像處理單元322接 收。源光處理單元334可使用環(huán)境光狀況和/或設(shè)備狀況來確定中間源光照度級。此中間 源光照度級可被發(fā)送至源光后處理器332，該源光后處理器332可采取量化器、定時處理器 或可修改中間源光照度級以適應(yīng)特定設(shè)備的需求的某其它模塊的形式。在一些實施例中， 源光后處理器332可針對光源328類型和/或諸如視頻應(yīng)用程序的圖像處理應(yīng)用程序所強(qiáng) 加的定時限制來修改光源控制信號。然后該經(jīng)后處理的信號可被用來控制將照亮諸如LCD 顯示器326的顯示器的源光328。源光處理單元還可將經(jīng)后處理的源光照度級和/或其它 信息傳遞給圖像處理單元322。圖像處理單元322可使用來自源光后處理器332的源光信息來確定用于處理輸入 圖像320的處理參數(shù)。圖像處理單元322還可使用來自環(huán)境照度傳感器330的環(huán)境照度信 息來確定用于處理輸入圖像320的處理參數(shù)。該圖像處理單元322可應(yīng)用色階調(diào)節(jié)、增益 映射或其它過程來調(diào)節(jié)圖像像素值。在一些示例性實施例中，此過程將改進(jìn)圖像亮度和對 比度，并且部分或全部地補(bǔ)償光源照度減弱。圖像處理單元322處理的結(jié)果是經(jīng)調(diào)節(jié)圖像 344，該經(jīng)調(diào)節(jié)圖像344可被發(fā)送至可被源光328照亮的顯示器326。本發(fā)明的一些實施例可包括單獨的圖像分析模塊342、362和圖像處理模塊343、 363。盡管這些單元可被集成在單個組件中或單個芯片上，但它們被例示和描述為單獨的模 塊以便于更佳地描述其交互。本發(fā)明的一些實施例可參照圖27進(jìn)行描述。在這些實施例中，在圖像分析模塊 342處接收輸入圖像340。該圖像分析模塊可分析圖像以確定圖像特性，該圖像特性可被傳 遞至圖像處理模塊343和/或源光處理模塊354。輸入圖像340的處理可取決于來自環(huán)境 照度傳感器330的輸入。在一些實施例中，源光處理模塊354可接收來自環(huán)境照度傳感器 350的輸入。源光處理單元354也可接收來自設(shè)備狀況或模式傳感器352的輸入。源光處 理單元354可使用環(huán)境光狀況、圖像特性和/或設(shè)備狀況來確定源光照度級。此源光照度 級可被發(fā)送至將照亮諸如IXD顯示器346的顯示器的源光348。源光處理模塊354還可將 經(jīng)后處理的源光照度級和/或其它信息傳遞給圖像處理模塊343。圖像處理模塊322可使用來自源光處理模塊354的源光信息來確定用于處理輸入 圖像340的處理參數(shù)。圖像處理模塊343還可使用通過源光處理模塊354從環(huán)境照度傳感 器350傳遞的環(huán)境照度信息。此環(huán)境照度信息可用來確定用于處理輸入圖像340的處理參數(shù)。該圖像處理模塊343可應(yīng)用色階調(diào)節(jié)、增益映射或其它過程來調(diào)節(jié)圖像像素值。在一些 示例性實施例中，此過程將改進(jìn)圖像亮度和對比度，并且部分或全部地補(bǔ)償光源照度減弱。 圖像處理模塊343處理的結(jié)果是經(jīng)調(diào)節(jié)圖像344，該經(jīng)調(diào)節(jié)圖像344可被發(fā)送至可被源光 348照亮的顯示器346。本發(fā)明的一些實施例可參照圖28進(jìn)行描述。在這些實施例中，在圖像分析模塊 362處接收輸入圖像360。該圖像分析模塊可分析圖像以確定圖像特性，該圖像特性可被傳 遞至圖像處理模塊363和/或源光處理模塊374。輸入圖像360的處理可取決于來自環(huán)境 照度傳感器370的輸入。此處理還可取決于來自源光處理模塊374的輸出。在一些實施例 中，環(huán)境信息可從圖像處理模塊363接收，該圖像處理模塊363可接收來自環(huán)境傳感器370 的環(huán)境信息。此環(huán)境信息可通過中途的圖像處理模塊363傳遞和/或處理，并傳遞給源光 處理模塊374。設(shè)備狀況或模式也可從設(shè)備模塊372被傳遞至源光處理模塊374。源光處理單元374可使用環(huán)境光狀況和/或設(shè)備狀況來確定源光照度級。此源光 照度級可被用來控制將照亮諸如IXD顯示器366的顯示器的源光368。源光處理單元374 還可將源光照度級和/或其它信息傳遞給圖像處理單元363。圖像處理模塊363可使用來自源光處理模塊374的源光信息來確定用于處理輸入 圖像360的處理參數(shù)。圖像處理模塊363還可使用來自環(huán)境照度傳感器370的環(huán)境照度信 息來確定用于處理輸入圖像360的處理參數(shù)。該圖像處理模塊363可應(yīng)用色階調(diào)節(jié)、增益 映射或其它過程來調(diào)節(jié)圖像像素值。在一些示例性實施例中，此過程將改進(jìn)圖像亮度和對 比度，并且部分或全部地補(bǔ)償光源照度減弱。圖像處理模塊363處理的結(jié)果是經(jīng)調(diào)節(jié)圖像 364，該經(jīng)調(diào)節(jié)圖像364可被發(fā)送至可被源光368照亮的顯示器366。畸變自適應(yīng)功率管理實施例本發(fā)明的一些實施例包括用于解決包括移動設(shè)備和應(yīng)用的顯示設(shè)備的功率需要、 顯示特性、周圍環(huán)境和電池限制的方法和系統(tǒng)。在一些實施例中，可使用三個族系的算法 顯示功率管理算法、背光調(diào)制算法、以及亮度保持(BP)算法。盡管功率管理在電池供電的 移動設(shè)備中具有較高優(yōu)先級，但這些系統(tǒng)和方法也可應(yīng)用于其它設(shè)備，這些設(shè)備可受益于 出于節(jié)能、熱管理和其它目的的功率管理。在這些實施例中，這些算法可相互作用，但它們 的獨特功能可包括功率管理-這些算法利用視頻內(nèi)容中的變化來管理一系列幀上的背光功率，從而 最優(yōu)化功耗。背光調(diào)制-這些算法選擇要用于單個幀的背光功率電平，并利用圖像內(nèi)的統(tǒng)計數(shù) 據(jù)來最優(yōu)化功耗。亮度保持-這些算法處理每個圖像以補(bǔ)償降低的背光功率并保持圖像亮度，同時 避免偽像。本發(fā)明的一些實施例可參照圖29描述，圖29包括指示這些實施例的組件的交互 的簡化框圖。在一些實施例中，功率管理算法406可管理視頻、圖像序列或其它顯示任務(wù)上 的固定電池資源402，并可保證指定平均功耗同時保持質(zhì)量和/或其它特性。背光調(diào)制算 法410可接收來自功率管理算法406的指令，并以功率管理算法406所定義的限制為依據(jù) 選擇功率電平來有效地表示每個圖像。亮度保持算法414可使用所選背光級415和可能的 削波值413來處理圖像，從而補(bǔ)償減弱的背光。
顯示功率管理在一些實施例中，顯示功率管理算法406可管理視頻、圖像序列或其它顯示任務(wù) 上的功率使用分布。在一些實施例中，顯示功率管理算法406可分派電池的固定能量來提 供得到保證的工作壽命、同時保持圖像質(zhì)量。在一些實施例中，功率管理算法的一個目標(biāo)是 提供得到保證的對電池壽命的較低限制，以確保移動設(shè)備的可用性。恒定功率管理符合任意目標(biāo)的一種形式的功率控制是要選擇將符合期望壽命的固定功率。示出 基于恒定功率管理的系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖在圖30中示出。要點在于功率管理算法436僅基于 電池充滿度432和期望壽命434來選擇恒定背光功率。針對此背光級444的補(bǔ)償442對每 個圖像446執(zhí)行。方程17恒定功率管理 背光級444以及因此功耗與圖像數(shù)據(jù)440無關(guān)。一些實施例可支持多個恒定功率 模式，從而允許功率電平的選擇基于功率模式作出。在一些實施例中，圖像相關(guān)的背光調(diào)制 不可用來簡化系統(tǒng)實現(xiàn)。在其它實施例中，一些恒定功率電平可基于工作模式或用戶偏好 設(shè)置和選擇。一些實施例可在單個降低功率電平即最大功率的75%的情況下使用此概念。簡單自適應(yīng)功率管理本發(fā)明的一些實施例可參照圖31進(jìn)行描述。這些實施例包括自適應(yīng)功率管理算 法456。因背光調(diào)制460引起的功率降低455被反饋回功率管理算法456，從而使圖像質(zhì)量 得以改進(jìn)、同時仍然提供期望系統(tǒng)壽命。在一些實施例中，通過如方程18中隨時間更新靜態(tài)最大功率計算，圖像相關(guān)背光 調(diào)制情況下的節(jié)能可被包括在功率管理算法中。自適應(yīng)功率管理可包括計算剩余電池充滿 度(mA-Hr)與剩余期望壽命(Hr)之比以向背光調(diào)制算法460給出功率上限(mA)。一般而 言，背光調(diào)制460可選擇此最大值之下的實際功率，從而進(jìn)一步節(jié)能。在一些實施例中，因 背光調(diào)制導(dǎo)致的節(jié)能可用通過剩余電池電荷或運行中平均選擇功率的變化值的反饋的形 式來反映，并因此影響后續(xù)的功率管理決定。方程18自適應(yīng)功率管理 在一些實施例中，如果電池狀態(tài)信息不可用或不準(zhǔn)確，則通過計算顯示器所使用 的能量即平均所選功率乘以工作時間、并且從初始電池電荷減去此能量，可估計剩余電池 電荷。方程19估計剩余電池電荷顯示器所使用能量(t)=平均所選功率· t剩余電荷⑴=初始電荷_顯示器所使用能量(t)后一技術(shù)具有不與電池交互即可完成的優(yōu)點。
功率-畸變管理發(fā)明人已觀察到，在畸變與功率之間關(guān)系的研究中，許多圖像在相同功率下展現(xiàn) 極為不同的畸變。由于高功率使用產(chǎn)生的黑電平的上升，那些諸如曝光不足照片的具有低 對比度的暗淡圖像實際上在低功率下能顯示得更好。功率控制算法可能以圖像畸變來交換 電池容量，而不是直接功率設(shè)置。在本發(fā)明的一些實施例中，如圖29所示，功率管理技術(shù)可 包括諸如最大畸變值的畸變參數(shù)403、以及給予背光控制算法410的最大功率401。在這些 實施例中，功率管理算法406可使用來自背光調(diào)制算法410的當(dāng)前圖像的功率/畸變特性 405形式的反饋。在一些實施例中，最大圖像畸變可基于目標(biāo)功率和當(dāng)前幀的功率-畸變特 性而被修改。在這些實施例中，除關(guān)于實際所選功率的反饋之外，功率管理算法可選擇和提 供畸變目標(biāo)403，且可接收關(guān)于相應(yīng)圖像畸變405的反饋以及關(guān)于電池充滿度402的反饋。 在一些實施例中，可在功率控制算法中使用附加輸入，諸如環(huán)境電平408、用戶偏好、以及 工作模式(即視頻/圖形)。本發(fā)明的一些實施例可嘗試在一視頻序列上最佳地分派功率、同時保持顯示質(zhì) 量。在一些實施例中，對于給定視頻序列，可將兩個標(biāo)準(zhǔn)用于在所用總功率與圖像畸變之間 選擇折衷?？墒褂米畲髨D像畸變和平均圖像畸變。在一些實施例中，這些項可被最小化。在 一些實施例中，最小化圖像序列上的最大畸變可通過對該序列中的每個圖像使用相同畸變 來實現(xiàn)。在這些實施例中，功率管理算法406可選擇此畸變403，從而使背光調(diào)制算法410 能選擇符合此畸變目標(biāo)403的背光級。在一些實施例中，當(dāng)對每個圖像選擇的功率使得功 率畸變曲線的斜率相等時，可實現(xiàn)最小化平均畸變。在此情形中，功率管理算法406可依賴 于背光調(diào)制算法410選擇功率畸變曲線的斜率，從而選擇適當(dāng)?shù)谋彻饧墶D32A和32B可用來例示在功率管理過程中考慮畸變時的節(jié)能。圖32A是圖像序 列的連續(xù)幀的源光功率電平的曲線圖。圖32A示出維持多個幀之間的恒定畸變480所需的 源光功率電平與恒定畸變曲線的平均功率482。圖32B是圖像序列的相同連續(xù)幀的圖像畸 變的曲線圖。圖32B示出因維持恒定功率設(shè)置產(chǎn)生的恒定功率畸變484、在整個序列中因維 持恒定畸變產(chǎn)生的恒定畸變電平488、以及維持恒定功率時的平均恒定功率畸變486。恒定 功率電平已被選擇為等于恒定畸變結(jié)果的平均功率。由此，兩種方法使用相同的平均功率。 通過檢查畸變發(fā)現(xiàn)，恒定功率484給出圖像畸變中的顯著變化。還注意到，盡管兩者使用相 同平均功率，但恒定功率控制的平均畸變486是恒定畸變算法的畸變488的10倍以上。實際上，對于一些應(yīng)用而言，因為原始與降低功率圖像之間的畸變必須在功率畸 變函數(shù)的每一點上計算以評估功率_畸變折衷，所以可以證明最優(yōu)化來使得一視頻序列上 的最大或平均畸變最小化過于復(fù)雜。每次畸變評估可要求計算背光減弱和相應(yīng)的補(bǔ)償性圖 像增亮，并將其與原始圖像作比較。因此，一些實施例可包括用于計算或估計畸變特性的更 簡單方法。在一些實施例中，可使用一些近似。首先，觀察到諸如均方差(MSE)的逐點畸變度 量可根據(jù)圖像代碼值的直方圖而非圖像本身計算，如在方程20中所表達(dá)的。在此情形中， 直方圖是相對于在320X240分辨率下具有7680個樣本的圖像僅具有256個值的一維信 號。這可通過按需對直方圖進(jìn)行二次采樣來進(jìn)一步縮減。在一些實施例中，通過假設(shè)用在補(bǔ)償階段中削波而非應(yīng)用實際補(bǔ)償算法圖像得以 簡單縮放，可作出近似。在一些實施例中，在畸變度量中包括黑電平升高項也可能是有價值的。在一些實施例中，使用此項可能意味著針對全黑幀的最小畸變在零背光時發(fā)生。方程20簡化畸變計算 在一些實施例中，為了計算給定功率電平下的畸變，對于每個代碼值，可確定削波 情況下的線性增大所引起的畸變。該畸變?nèi)缓罂砂创a值的頻率加權(quán)并求和以給出指定功 率電平下的平均圖像畸變。在這些實施例中，用于亮度補(bǔ)償?shù)暮唵尉€性增大不會給出供圖 像顯示的可接受質(zhì)量，但用作供計算背光變化所引起的圖像畸變的估計結(jié)果的簡單源。在如圖33所示的一些實施例中，為了控制功耗和圖像畸變兩者，功率管理算法 500不僅可跟蹤電池充滿度506和剩余壽命508，而且也可控制圖像畸變510。在一些實施 例中，功耗上限512和畸變目標(biāo)511可被提供給背光調(diào)制算法502。該背光調(diào)制算法502然 后可選擇符合功率限制和畸變目標(biāo)兩者的背光級512。背光調(diào)制算法(BMA)背光調(diào)制算法502負(fù)責(zé)選擇用于每個圖像的背光級。此選擇可基于要顯示的圖像 和來自功率管理算法500的信號。通過尊重功率管理算法500所提供的對增大功率的限制 512，可在期望壽命期間管理電池506。在一些實施例中，背光調(diào)制算法502可依賴于當(dāng)前圖 像的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來選擇較低功率。這可以是對具體圖像的節(jié)能之源。一旦選擇了適當(dāng)?shù)谋彻饧?15，背光416即被設(shè)置成所選電平，且此電平415被給 予亮度保持算法414以確定必要補(bǔ)償。對于一些圖像和序列，允許少量的圖像畸變可大大 地降低所需背光功率。因此，一些實施例包括允許受控的圖像畸變量的算法。圖34是示出針對若干容限的畸變作為幀數(shù)的函數(shù)的樣本DVD剪輯上節(jié)能的量的 曲線圖。具有零畸變的像素的百分比從100%變到97%再變到95%，且該視頻剪輯上的平 均功率被確定。平均功率的范圍為從95%到60%。由此允許5%的像素畸變給出了附加 35%的節(jié)能。這表明通過允許少量的圖像畸變使顯著節(jié)能成為可能。如果亮度保持算法能 在引入少量畸變的同時保持主觀質(zhì)量，則可獲得顯著的節(jié)能。本發(fā)明的一些實施例可參照圖30進(jìn)行描述。這些實施例還可包括來自環(huán)境光傳 感器438的信息，并且可針對移動應(yīng)用降低復(fù)雜性。這些實施例包括由功率管理算法436 提供的靜態(tài)直方圖百分比限制和動態(tài)最大功率限制。一些實施例可包括恒定功率目標(biāo)，而 其它實施例可包括更為復(fù)雜的算法。在一些實施例中，可通過計算各個色彩分量的直方圖 來分析圖像。該直方圖中出現(xiàn)指定百分比的代碼值可針對每個色彩平面來計算。在一些實 施例中，目標(biāo)背光級可被選擇成使代碼值中的線性增大將僅僅引起從直方圖中選出的代碼 值的削波。實際背光級可被選擇為此目標(biāo)電平和功率管理算法436所提供的背光級限值中 的最小值。這些實施例可提供得到保證的功率控制，并且在可達(dá)到功率控制限制的情形中 可允許有限量的圖像畸變。方程21基于直方圖百分比的功率選擇 P臓=min(P目標(biāo)，P最大值)基于圖像畸變的實施例本發(fā)明的一些實施例可包括由功率管理算法提供的畸變限制和最大功率限制。圖 32B和34示出給定背光功率電平下的畸變的量根據(jù)圖像內(nèi)容來顯著地改變。每個圖像的功 率_畸變行為的屬性可在背光選擇過程中利用。在一些實施例中，可通過計算各個色彩分 量的直方圖來分析當(dāng)前圖像。通過使用方程20的第二表達(dá)式計算一功率值范圍上的畸變， 可計算限定畸變(例如MSE)的功率畸變曲線。背光調(diào)制算法可選擇具有指定畸變限值處 或之下的畸變的最小功率作為目標(biāo)電平。該背光級然后可被選擇為此目標(biāo)電平和功率管理 算法所提供的背光級限值中的最小值。此外，所選電平下的圖像畸變可被提供給功率管理 算法以引導(dǎo)畸變反饋。功率畸變曲線和圖像直方圖的采樣頻率可被降低以控制復(fù)雜性。亮度保持(BP)在一些實施例中，BP算法基于所選背光級來增亮圖像以補(bǔ)償減弱照度。BP算法可 控制引入到顯示中的畸變，并且BP算法保持質(zhì)量的能力規(guī)定背光調(diào)制算法可嘗試節(jié)約多 少功率。一些實施例可通過縮放圖像并且削波超過255的值來補(bǔ)償背光減弱。在這些實施 例中，背光調(diào)制算法必須對降低功率持保守態(tài)度，否則煩擾的削波偽像將被引入，由此限制 可能的節(jié)能。一些實施例被設(shè)計成以固定的功率降低保持要求最高的幀上的質(zhì)量。這些實 施例的一部分補(bǔ)償單個背光級(即75% )。其它實施例可被通用化以供背光調(diào)制之用。亮度保持(BP)算法的一些實施例可利用對作為背光和圖像數(shù)據(jù)的函數(shù)的從顯示 器輸出的輝度的描述。利用該模型，BP可確定對圖像的修改以補(bǔ)償背光的減弱。就透射反 射型顯示器而言，BP模型可被修改以包括顯示器反射方面的描述。從顯示器輸出的輝度成 為背光、圖像數(shù)據(jù)和環(huán)境的函數(shù)。在一些實施例中，BP算法可確定對圖像的修改以補(bǔ)償給 定周圍環(huán)境中背光的減弱。環(huán)境影響由于實現(xiàn)約束，一些實施例可包括用于確定BP參數(shù)的復(fù)雜性有限的算法。例如， 開發(fā)完全在LCD模塊上運行的算法限制了該算法可用的處理和存儲器。在該示例中，對不 同背光/環(huán)境組合產(chǎn)生替換Y曲線可用于一些BP實施例。在一些實施例中，可能需要對 Y曲線的數(shù)量和分辨度作出限制。功率/畸變曲線本發(fā)明的一些實施例可獲取、估算、計算或以其它方式確定包括但不限于視頻序 列幀的圖像的功率/畸變特性。圖35是示出4個示例性圖像的功率/畸變特性的曲線圖。 在圖35中，圖像C的曲線520對整個源光功率帶保持負(fù)斜率。圖像A、B和D的曲線522、 524和526以負(fù)斜率下降直至達(dá)到最小值，然后以正斜率上升。對于圖像A、B和D，增大源 光功率實際上將在曲線的具有正斜率528的特定范圍上增加畸變。這可能是由諸如但不限 于LCD滲漏、或使所顯示圖像在觀看者看來與代碼值始終不同的其它顯示不規(guī)則的顯示特 性引起的。本發(fā)明的一些實施例可使用這些特性來針對具體圖像或圖像類型確定適當(dāng)?shù)脑?光功率電平。可在畸變參數(shù)計算中考慮顯示特性(例如IXD滲漏)，這些顯示特性用來針對圖像確定適當(dāng)?shù)脑垂夤β孰娖?。示例性方法本發(fā)明的一些實施例可關(guān)于圖36進(jìn)行描述。在這些實施例中，建立功率預(yù)算 (530)。這可使用簡單功率管理、自適應(yīng)功率管理和上述其它方法或通過其它方法來執(zhí)行。 通常，建立功率預(yù)算可包括估算將允許諸如顯示視頻文件的顯示任務(wù)完成的背光或源光功 率電平，同時使用諸如電池電荷的一部分的固定功率資源。在一些實施例中，建立功率預(yù)算 可包括確定將允許在固定功率量的情況下完成顯示任務(wù)的平均功率電平。在這些實施例中，還可建立初始畸變標(biāo)準(zhǔn)(532)。通過估算將符合功率預(yù)算的降低 的源光功率電平并測量該功率電平下的圖像畸變，可確定此初始畸變標(biāo)準(zhǔn)?？稍谖唇?jīng)校正 的圖像上、已使用如上所述的亮度保持(BP)技術(shù)修改的圖像上、或已用簡化BP過程修改的 圖像上測量畸變?！┙⒘嗽摮跏蓟儤?biāo)準(zhǔn)，即可使用源光功率電平顯示該顯示任務(wù)的第一部 分，這使得所顯示的一個或多個圖像的畸變特性遵照該畸變標(biāo)準(zhǔn)。在一些實施例中，可針對 視頻序列的每個幀選擇源光功率電平以使每個幀符合畸變要求。在一些實施例中，光源值 可被選擇成保持恒定畸變或畸變范圍、保持畸變低于指定水平、或以其它方式符合畸變標(biāo) 準(zhǔn)。然后可估算(536)功耗以判定用來顯示顯示任務(wù)的第一部分的功率是否滿足功 率預(yù)算管理參數(shù)?？赏ㄟ^對每個圖像、視頻幀或其它顯示任務(wù)元素使用固定量功率來分派 功率。還可分派功率以使在一系列顯示任務(wù)元素上所消耗的平均功率符合要求、而對每個 顯示任務(wù)元素消耗的功率可變化。也可使用其它功率分派方案。當(dāng)功率消耗估算536顯示顯示任務(wù)的第一部分的功耗不符合功率預(yù)算要求時，可 修改畸變標(biāo)準(zhǔn)(538)。在可估算、假設(shè)、計算或以其它方式確定功率/畸變曲線的一些實施 例中，畸變標(biāo)準(zhǔn)可被修改以按需允許或多或少的畸變，從而符合功率預(yù)算要求。盡管功率/ 畸變曲線是圖像特定的，但可使用針對一序列的第一幀、針對一序列中的示例性圖像、或針 對代表顯示任務(wù)的合成圖像的功率/畸變曲線。在一些實施例中，當(dāng)多于預(yù)算量的功率被用于顯示任務(wù)的第一部分且功率/畸變 曲線的斜率為正時，可修改畸變標(biāo)準(zhǔn)以允許更少畸變。在一些實施例中，當(dāng)多于預(yù)算量的功 率被用于顯示任務(wù)的第一部分且功率/畸變曲線的斜率為負(fù)時，可修改畸變標(biāo)準(zhǔn)以允許更 多畸變。在一些實施例中，當(dāng)少于預(yù)算量的功率被用于顯示任務(wù)的第一部分且功率/畸變 曲線的斜率為負(fù)或正時，可修改畸變標(biāo)準(zhǔn)以允許更少畸變。本發(fā)明的一些實施例可參照圖37進(jìn)行描述。這些實施例通常包括具有有限功率 的由電池供電的設(shè)備。在這些實施例中，估計或測量電池充滿度或電荷(540)。還可估計或 計算顯示任務(wù)功率要求(542)。還可估計或以其它方式確定初始光源功率電平(544)。此 初始光源功率電平可使用如以上針對恒定功率管理所述的電池充滿度和顯示任務(wù)功率要 求或通過其它方法來確定。還可確定與初始光源功率電平相對應(yīng)的畸變標(biāo)準(zhǔn)(546)。此標(biāo)準(zhǔn)可以是在初始光 源功率電平下對示例性圖像出現(xiàn)的畸變值。在一些實施例中，畸變值可基于未經(jīng)校正圖像、 用實際或經(jīng)估算BP算法修改的圖像、或另一示例性圖像?！┐_定了畸變標(biāo)準(zhǔn)(546)，就估算顯示任務(wù)的第一部分，并選擇(548)將使顯示任務(wù)的第一部分的畸變符合畸變標(biāo)準(zhǔn)的源光功率電平。然后使用所選源光功率電平顯示 (550)該顯示任務(wù)的第一部分，并估算或測量(552)顯示該部分期間所消耗的功率。當(dāng)此功 耗不符合功率要求時，可修改(554)該畸變標(biāo)準(zhǔn)以使功耗順應(yīng)功率要求。本發(fā)明的一些實施例可參照圖38A和38B進(jìn)行描述。在這些實施例中，建立功率 預(yù)算(560)并且還建立畸變標(biāo)準(zhǔn)(562)。這些通常都是參照諸如視頻序列的具體顯示任務(wù) 建立的。然后選擇圖像(564)，諸如視頻序列的一個幀或一組幀。然后對所選圖像估算降低 源光功率電平(566)，以使因降低源光功率電平產(chǎn)生的畸變符合畸變標(biāo)準(zhǔn)。此畸變計算可包 括將估算或?qū)嶋H亮度保持(BP)方法應(yīng)用于所選圖像的圖像值。然后可用BP方法修改所選圖像(568)以補(bǔ)償降低的光源功率電平。然后可測量 經(jīng)BP修改圖像的實際畸變(570)并可關(guān)于此實際畸變是否符合畸變標(biāo)準(zhǔn)作出判定(572)。 如果實際畸變不符合畸變標(biāo)準(zhǔn)，則可調(diào)節(jié)估算過程(574)并可重新估算降低的光源功率電 平(566)。如果實際畸變的確符合畸變標(biāo)準(zhǔn)，則可顯示所選圖像(576)。然后可測量圖像顯 示期間的功耗(578)，并將其與功率預(yù)算約束580作比較。如果功耗符合功率預(yù)算約束，則 可選擇諸如視頻幀的后續(xù)集合(584)，除非顯示任務(wù)完成(582)，此時該過程將結(jié)束。如果 選擇了下一圖像(584)，則該過程將返回至點“B”，在此處將針對該圖像估算降低的光源功 率電平(566)，且該過程將與對第一圖像一樣地繼續(xù)。如果所選圖像的功耗不符合功率預(yù)算約束(580)，則可如以上針對其它實施例所 述地修改畸變標(biāo)準(zhǔn)(586)并且將選擇下一圖像(584)。經(jīng)改進(jìn)的黑色電平實施例本發(fā)明的一些實施例包括用于顯示器黑色電平改進(jìn)的方法和系統(tǒng)。一些實施例使 用指定背光級并產(chǎn)生與色階相匹配的輝度，這既保持了亮度又改進(jìn)了黑色電平。其它實施 例包括在其設(shè)計中包括黑色電平改進(jìn)的背光調(diào)制算法。一些實施例可被實現(xiàn)為上述實施例 的擴(kuò)展或修改。經(jīng)改進(jìn)的輝度匹配(目標(biāo)匹配理想顯示)以上呈現(xiàn)的輝度匹配公式即方程7被用來確定代碼值的線性縮放，這對背光減弱 作出補(bǔ)償。這在功率降低至75%的試驗中被證明是有效的。在具有圖像相關(guān)背光調(diào)制的一 些實施例中，對于暗色幀可顯著減弱背光，例如低于10%。對于這些實施例，在方程7中導(dǎo) 出的代碼值的線性縮放可能并不恰當(dāng)，因為它可過度地增大暗色值。盡管采用這些方法的 實施例可倍增功率降低顯示器上的全功率輸出，但這可能不用來最優(yōu)化輸出。因為全功率 顯示具有上升的黑色電平，所以對暗色場景再現(xiàn)此輸出不能實現(xiàn)在較低背光功率設(shè)置的情 況下可能的降低黑色電平的益處。在這些實施例中，可修改匹配標(biāo)準(zhǔn)且可導(dǎo)出對方程7中 給出的結(jié)果的替換。在一些實施例中，理想顯示的輸出得到匹配。該理想顯示可包括零黑 色電平以及與全功率顯示相同的最大輸出，白色電平=W。此示例性理想顯示對代碼值cv 的響應(yīng)在方程22中可用最大輸出W、顯示γ和最大代碼值的項來表達(dá)。方程22理想顯示 在一些實施例中，示例性IXD可具有相同的最大輸出W和Y，但具有非零黑色電平B。此示例性LCD可使用上述GOG模型針對全功率輸出建模。輸出隨功率小于100%的相關(guān) 背光功率縮放。增益和偏移模型參數(shù)可由全功率顯示的最大輸出W和黑色電平B確定，如
方程23所示。方程23全功率GOG模型 m = B^mM. = W^ - B^通過將全功率結(jié)果縮放相關(guān)功率倍數(shù)，可確定具有相關(guān)背光功率P的功率降低顯 示器的輸出。方程24實際LCD輸出與功率和代碼值的關(guān)系 在這些實施例中，可修改代碼值以使理想和實際顯示的輸出在可能時相等。(如果 理想輸出不小于或大于在實際顯示上給定功率情況下可能的輸出)
方程25用于匹配輸出的標(biāo)準(zhǔn)
ζ理想(x)= 1實際(P ’茫)
一些計算根據(jù)X，P，W，B求解Sr。
方程26用于匹配輸出的代碼值關(guān)系 這些實施例顯示用于將實際顯示器上的理想輸出與非零黑色電平相匹配的代碼值關(guān)系的一些屬性。在此情形中，在上端(S = CvMox)和下端(7二0)處都存在削波。這些 對應(yīng)于方程27所給出的Xis和的削波輸入。方程27削波點 這些結(jié)果與先前對其中顯示假設(shè)具有零黑色電平即對比率為無窮的其它實施例 的開發(fā)相一致。背光調(diào)制算法在這些實施例中，結(jié)合有黑色電平考慮的輝度匹配理論通過實現(xiàn)給定功率下顯示 和具有零黑色電平的基準(zhǔn)顯示之間的匹配來確定背光調(diào)制算法。這些實施例使用輝度匹配 理論來確定在圖像以功率P顯示時相比于在理想顯示器上顯示而必須具有的畸變。背光調(diào) 制算法可使用最大功率限制和最大畸變限制來選擇產(chǎn)生低于指定最大畸變的畸變的最小 功率。功率崎變 在一些實施例中，給定由全功率下黑色電平和最大亮度所指定的目標(biāo)顯示和要求 顯示的圖像，可計算給定功率P下顯示圖像時的畸變。通過削波大于受限功率顯示的亮度 的值并削波小于理想基準(zhǔn)的黑色電平的值，可在理想基準(zhǔn)顯示器上仿真顯示的受限功率和 非零黑色電平。圖像的畸變可被定義為原始圖像代碼值和經(jīng)削波代碼值之間的MSE，然而也 可在一些實施例中使用其它畸變度量。削波情況下的圖像由功率相關(guān)代碼值定義，且方程27中引入的削波限值在方程 28中給出。方程28經(jīng)削波圖像 理想顯示上的圖像與像素域中以功率P顯示的圖像之間的畸變變成 觀察到這可使用圖像代碼值的直方圖來計算。 色階函數(shù)的定義可用來推導(dǎo)此畸變度量的等效形式，如方程29所示。方程29畸變度量 此度量包括高代碼值和低代碼值處削波誤差的加權(quán)和。功率/畸變曲線可使用方程29的表達(dá)式對圖像構(gòu)建。圖39是示出各個示例性圖像的功率/畸變曲線的曲線圖。圖 39示出針對整體白色圖像的功率/畸變曲線590、針對黃花的明亮特寫的功率/畸變曲線 592、針對一群人的暗色低對比度圖像的功率/畸變曲線594、針對整體黑色圖像的功率/畸 變曲線596、以及針對沖浪者在浪尖上的明亮圖像的功率/畸變曲線598。如從圖39可以看出，不同圖像可具有相當(dāng)不同的/功率_畸變關(guān)系。在極值處， 黑色幀596在零背光功率下具有最小畸變，其中畸變在功率增至10%時急劇上升。相反，白 色幀590在零背光下具有最大畸變，其中畸變穩(wěn)定下降直到在100%功率下快速降低為零。 明亮沖浪圖像598示出隨功率增加的畸變的穩(wěn)定下降。另兩個圖像592和594在中間功率 電平下顯示最小畸變。本發(fā)明的一些實施例可包括如下運算的背光調(diào)制算法1.計算圖像直方圖2.計算圖像的功率畸變函數(shù)3.計算具有低于畸變限值的畸變的最低功率4.(可任選)基于所提供的功率上限和下限限制所選功率5.選擇計算出的用于背光的功率在關(guān)于圖40和41所述的一些實施例中，BL調(diào)制算法所選擇的背光值604可被提 供給BP算法并用于色階設(shè)計。示出了平均功率602和畸變606。還示出了在此試驗中使用 的對平均功率的上限600。因為所使用的平均功率顯著低于此上限，所以背光調(diào)制算法使用 比簡單使用等于此平均限值的固定功率低的功率。平滑色階函數(shù)的導(dǎo)出在本發(fā)明的一些實施例中，平滑色階函數(shù)包括兩個設(shè)計方面。第一個方面設(shè)想色 階參數(shù)給定，并確定符合那些參數(shù)的平滑色階函數(shù)。第二個方面包括用于選擇設(shè)計參數(shù)的 算法。設(shè)想?yún)?shù)的色階設(shè)計方程26所定義的代碼值關(guān)系在削波至有效范圍[cvMin，cvMax]時具有斜率不連 續(xù)性。在本發(fā)明的一些實施例中，暗端處的平滑滾降可與方程7中明端處相似地定義。這些 實施例設(shè)想其間色階符合方程26的最大保真度點(MFP)和最小保真度點(LFP)兩者。在 一些實施例中，色階可被構(gòu)建為連續(xù)并在MFP和LFP兩處具有連續(xù)一階導(dǎo)數(shù)。在一些實施 例中，色階可通過極值點(ImageMinCV，cvMin)和(ImageMaxCV，cvMax)。在一些實施例中， 在高端和低端兩處可從仿射增大修改色階。此外，圖像代碼值的限制可用來確定極值點而 不使用固定限值。有可能在此結(jié)構(gòu)中使用固定限值，但在大功率降低的情況下會產(chǎn)生問題。 在一些實施例中，這些條件唯一地定義了分段二次色階，推導(dǎo)如下。條件方程30色階定義 方程3l色階斜率
LFP和MFP處的色階與一階導(dǎo)數(shù)的連續(xù)性的快速觀察產(chǎn)生。
方程32色階參數(shù)B，C，E，F(xiàn)的解
B—o
C—o。LFP+p
E—o
F—o。MFP+p
端點將常數(shù)A和D確定為
方程33色階參數(shù)A和D的解
在一些實施例中，設(shè)想MFP／LFP和工mageMaXCV／工mageMinCV可用，這些關(guān)系式定義色階的平滑擴(kuò)展。這使得選擇這些參數(shù)的需要懸而未決。其它實施例包括用于選擇這些設(shè)計參數(shù)的方法和系統(tǒng)。
參數(shù)選擇(MFP／LFP)
以上所述的相關(guān)應(yīng)用中的本發(fā)明的一些實施例僅解決工mageMaXCV等于255、CVMaX用來替換這些實施例中所引入的工mageMaXCV的情況下的MFP。那些前述實施例由于基于全功率顯示而非理想顯示的匹配而在低端具有線性色階。在一些實施例中，MFP被選擇成使平滑色階在上限即工mageMaXCV處具有零斜率。在數(shù)學(xué)上，MFP通過以下方程未定義
方程34MFP選擇標(biāo)準(zhǔn)
TS’ (工mageMaXCV)一o
2。D。(工mageMaXCV—MFP)+E—o
此標(biāo)準(zhǔn)的解使MFP相關(guān)于上削波點和最大代碼值
方程35預(yù)先MFP選擇標(biāo)準(zhǔn)
MFP一2．X高一工mageMaXCV
對于諸如P一80％的適度功率降低，此預(yù)先MFP選擇標(biāo)準(zhǔn)適用。對于大功率降低，這些實施例可基于前述實施例的結(jié)果改進(jìn)。
在一些實施例中，選擇適于大功率降低的MFP選擇標(biāo)準(zhǔn)。直接在方程35中使用值工mageMaXCV會引起問題。在功率低的圖像中，期望低的最大代碼值。如果圖像中的最大代碼值工mageMaXCV已知為小，則方程35給出MFP的合理值，但在一些情形中工mageMaXCV為未知或較大，其可導(dǎo)致不合理即負(fù)的MFP值。在一些實施例中，如果最大代碼值未知或過高，則可為工mageMaXCV選擇替換值并應(yīng)用于以上結(jié)果。
在一些實施例中，k可被定義為定義MFP可具有的經(jīng)削波值X高的最小部分的參數(shù)。然后，k可被用來判定通過方程35計算的MFP是否合理，即方程36 “合理” MFP標(biāo)準(zhǔn)MFP 彡 k· χ髙如果所計算的MFP不合理，則該MFP可被定義為最小合理值，并且可確定 ImageMaxCV的必要值(方程37)。MFP和ImageMaxCV的值然后可用來通過如上所述地確定 色階。方程37 校正 ImageMaxCVMFP = k*x髙 ImageMaxCV = (2_k) · χ 髙一些實施例的MFP選擇步驟歸納如下 1.利用ImageMaxCV (或在其不可用時利用CVMax)計算候選MFP2.利用方程36測試合理性3.如果不合理，則基于削波代碼值的分?jǐn)?shù)k定義MFP4.利用方程37計算新的ImageMaxCV5.利用MFP、ImageMaxCV和功率計算平滑色階函數(shù)可應(yīng)用類似的技術(shù)來使用ImageMinCV和1低來選擇暗端處的LFP?；谏A設(shè)計算法和自動參數(shù)選擇的示例性色階設(shè)計如圖42-45所示。圖42和 43示出其中已選擇11%的背光功率電平的示例性色階設(shè)計。示出與MFP 610與LFP 612 之間的色階設(shè)計的線性部分相對應(yīng)的線616。色階設(shè)計614在MFP 610之上和LFP 612之 下偏離線616，但在LFP 612與MFP 610之間與線616—致。圖43是圖42的色階設(shè)計的暗 區(qū)的放大圖像。LFP 612清晰可見，且可看到色階設(shè)計的較低部分曲線620偏離線性延伸部 分 622。圖44和45示出背光級選擇為89%的最大功率的示例性色階設(shè)計。圖44示出與 色階設(shè)計的線性部分相一致的線634。線634表示理想顯示響應(yīng)。色階設(shè)計636在MFP 630 以上和LFP 632以下偏離(636、638)理想線性顯示表示634。圖45示出LFP 640以下的色 階設(shè)計636的暗端的放大視圖，其中色階設(shè)計642偏離理想顯示延伸部分644。在本發(fā)明的一些實施例中，畸變計算可通過改變理想和實際顯示圖像之間的誤差 計算來修改。在一些實施例中，可用畸變像素之和來替代MSE。在一些實施例中，高區(qū)和低 區(qū)的削波誤差可不同地加權(quán)。本發(fā)明的一些實施例可包括環(huán)境光傳感器。如果環(huán)境光傳感器可用，則該傳感器 可用來修改畸變度量，包括環(huán)境照明和屏幕反射的效果。這可用來修改畸變度量并因此修 改背光調(diào)制算法。環(huán)境信息可用來通過在黑端指示相關(guān)感知削波點來控制色階設(shè)計。色彩保持實施例本發(fā)明的一些實施例包括用于保持色彩特性同時增強(qiáng)圖像亮度的系統(tǒng)和方法。在 一些實施例中，亮度保持包括將全功率色域體(gamut solid)映射成功率降低顯示的較小 色域體。在一些實施例中，不同方法用來進(jìn)行色彩保持。一些實施例保持色彩的色度/飽 和度，以替換輝度增大的減少。
上述一些非色彩保持實施例獨立地處理各個色彩通道，從而用來給出關(guān)于每個色 彩通道的輝度匹配。在那些非色彩保持實施例中，高度飽和或高亮色彩可變得飽和度降低 和/或在色度仿效處理中改變。色彩保持實施例解決了這些色彩偽像，但在一些情形中會 略微地降低輝度增大。在重組低通和高通通道時，一些色彩保持實施例也可采用削波操作。單獨地削波 每個色彩通道可再次產(chǎn)生色彩變化。在采用色彩保持削波的實施例中，削波操作可用來保 持色度/飽和度。在一些情形中，此色彩保持削波可將經(jīng)削波值的輝度降至其它非色彩保 持實施例的輝度之下。本發(fā)明的一些實施例可參照圖46進(jìn)行描述。在這些實施例中，讀取輸入圖像650 并確定指定像素位置的對應(yīng)于不同色彩通道的代碼值(652)。在一些實施例中，輸入圖像可 以是具有記錄在圖像文件中的單獨色彩通道信息的格式。在一示例性實施例中，可就紅綠 藍(lán)(RGB)色彩通道記錄圖像。在其它實施例中，可以青、品紅、黃、黑(CMYK)格式、Lab(暗 室)、YUV或另一格式記錄圖像文件。輸入圖像可以是包括單獨輝度通道的諸如Lab的格 式、或沒有單獨輝度通道的諸如RGB的格式。當(dāng)圖像文件沒有單獨的色彩通道數(shù)據(jù)可用時， 該圖像文件可被轉(zhuǎn)換成具有色彩通道數(shù)據(jù)的格式。一旦確定了每個色彩通道的代碼值(652)，就確定色彩通道代碼值中的最大代碼 值(654)。然后此最大代碼值可用來確定代碼值調(diào)節(jié)模型的參數(shù)(656)。該代碼值調(diào)節(jié)模型 可用許多方式產(chǎn)生。在一些實施例中，可使用色階調(diào)節(jié)曲線、增益函數(shù)或其它調(diào)節(jié)模型。在 一示例性實施例中，可使用響應(yīng)于降低的背光功率設(shè)置增強(qiáng)圖像亮度的色階調(diào)節(jié)曲線。在 一些實施例中，代碼值調(diào)節(jié)模型可包括如上所述相關(guān)于其它實施例的色階調(diào)節(jié)曲線。代碼 值調(diào)節(jié)曲線然后可應(yīng)用于(658)色彩通道代碼值的每一個。在這些實施例中，代碼值調(diào)節(jié) 曲線的應(yīng)用將導(dǎo)致相同的增益值被應(yīng)用于每個色彩通道。一旦執(zhí)行調(diào)節(jié)，就對圖像中的每 個像素繼續(xù)該處理(660)。本發(fā)明的一些實施例可參照圖47進(jìn)行描述。在這些實施例中，讀取輸入圖像 (670)并選擇第一像素位置(672)。對所選像素位置確定第一色彩通道的代碼值(674)，并 對所選像素位置確定第二色彩通道的代碼值(676)。然后分析這些代碼值并基于代碼值 選擇標(biāo)準(zhǔn)選擇這些代碼值之一(678)。在一些實施例中，可選擇最大代碼值。此所選代碼 值然后可被用作將產(chǎn)生模型的代碼值調(diào)節(jié)模型發(fā)生器680的輸入。然后該模型可被應(yīng)用 于(682)第一和第二色彩通道代碼值，其中基本相等的增益被應(yīng)用于每個通道。在一些實 施例中，從調(diào)節(jié)模型獲得的增益值可被應(yīng)用于所有色彩通道。然后處理可繼續(xù)至下一像素 (684)，直至處理了整個圖像。本發(fā)明的一些實施例可參照圖48進(jìn)行描述。在這些實施例中，輸入圖像690被輸 入至系統(tǒng)。該圖像然后被濾波(692)以創(chuàng)建第一頻率范圍圖像。在一些實施例中，這可以 是低通圖像或某其它頻率范圍圖像。還可產(chǎn)生第二頻率范圍圖像(694)。在一些實施例中， 可通過從輸入圖像減去第一頻率范圍圖像來創(chuàng)建第二頻率范圍圖像。在一些實施例中，當(dāng) 第一頻率范圍圖像是低通(LP)圖像時，第二頻率范圍圖像可以是高通(HP)圖像。第一頻 率范圍圖像中第一色彩通道的代碼值然后可針對像素位置確定(696)，并且第一頻率范圍 圖像中第二色彩通道的代碼值也可在該像素位置上確定(698)。然后通過比較代碼值或其 特性來選擇(700)色彩通道代碼值之一。在一些實施例中，可選擇最大代碼值。然后可使用所選代碼值作為輸入來產(chǎn)生或訪問(702)調(diào)節(jié)模型。這可產(chǎn)生可應(yīng)用于(704)第一色彩 通道代碼值和第二色彩通道代碼值的增益乘法器。本發(fā)明的一些實施例可參照圖49進(jìn)行描述。在這些實施例中，輸入圖像710可被 輸入至可標(biāo)識要調(diào)節(jié)像素的像素選擇器712。第一色彩通道代碼值讀取器714可讀取所選 像素的第一色彩通道的代碼值。第二色彩通道代碼值讀取器716也可讀取所選像素位置上 第二色彩通道的代碼值。這些代碼值可在分析模塊718中分析，其中將基于代碼值特性來 選擇代碼值之一。在一些實施例中，可選擇最大代碼值。此所選代碼值然后可被輸入至模型 生成器720或可確定增益值或模型的模型選擇器。此增益值或模型然后可被應(yīng)用于(722) 兩個色彩通道的代碼值，而不管該代碼值是否被分析模塊718選擇。在一些實施例中，可在 應(yīng)用該模型時訪問(728)輸入圖像。然后控制可被傳遞(726)回像素選擇器712以遍歷圖 像中的其它像素。本發(fā)明的一些實施例可參照圖50進(jìn)行描述。在這些實施例中，輸入圖像710可被 輸入至濾波器730以獲取第一頻率范圍圖像732和第二頻率范圍圖像734。該第一頻率范 圍圖像可被轉(zhuǎn)換以允許訪問單獨的色彩通道代碼值736。在一些實施例中，輸入圖像可允許 在不經(jīng)任何轉(zhuǎn)換的情況下訪問色彩通道代碼值?？纱_定第一頻率范圍的第一色彩通道的代 碼值738并且可確定第一頻率范圍的第二色彩通道的代碼值740。這些代碼值可被輸入至可確定代碼值特性的代碼值特性分析器742。然后代碼值 選擇器744可基于代碼值分析來選擇代碼值之一。此選擇然后可被輸入至調(diào)節(jié)模型選擇器 或發(fā)生器746，其將基于代碼值選擇產(chǎn)生或選擇增益值或增益映射。該增益值或映射然后 可應(yīng)用于(748)所調(diào)節(jié)像素處的兩個色彩通道的第一頻率范圍代碼值。此過程可重復(fù)，直 至已調(diào)節(jié)了整個第一頻率范圍圖像(750)。增益映射也可應(yīng)用于(753)第二頻率范圍圖像 734。在一些實施例中，恒定增益因數(shù)可被應(yīng)用于第二頻率范圍圖像中的所有像素。在一些 實施例中，第二頻率范圍圖像可以是輸入圖像710的高通版本。經(jīng)調(diào)節(jié)的第一頻率范圍圖 像750和經(jīng)調(diào)節(jié)的第二頻率范圍圖像753可相加或以其它方式組合(754)以創(chuàng)建經(jīng)調(diào)節(jié)的 輸出圖像756。本發(fā)明的一些實施例可參照圖51進(jìn)行描述。在這些實施例中，輸入圖像710可被 發(fā)送至濾波器760或其它某處理器，以供將該圖像分成多個頻率范圍圖像。在一些實施例 中，濾波器760可包括低通(LP)濾波器和處理器，該處理器用于從輸入圖像減去用LP濾波 器創(chuàng)建的LP圖像以創(chuàng)建高通(HP)圖像。濾波器模塊760可輸出兩個或多個頻率特定圖像 762、764，每個圖像具有特定的頻率范圍。第一頻率范圍圖像762可具有第一色彩通道766 和第二色彩通道768的色彩通道數(shù)據(jù)。這些色彩通道的代碼值可被發(fā)送至代碼值特性估計 器770和/或代碼值選擇器772。此過程將導(dǎo)致色彩通道代碼值之一的選擇。在一些實施 例中，將從特定像素位置的色彩通道數(shù)據(jù)選擇最大代碼值。此所選代碼值可被傳遞至將產(chǎn) 生代碼值調(diào)節(jié)模型的調(diào)節(jié)模型生成器774。在一些實施例中，此調(diào)節(jié)模型可包括增益映射或 增益值。然后此調(diào)節(jié)模型可被應(yīng)用于(776)所分析像素的每個色彩特定代碼值。此過程可 對圖像中的每個像素重復(fù)，從而產(chǎn)生第一頻率范圍經(jīng)調(diào)節(jié)圖像778。可任選地第二頻率范圍圖像764可用單獨的增益函數(shù)765來調(diào)節(jié)以增大其代碼 值。在一些實施例中可不應(yīng)用調(diào)節(jié)。在其它實施例中，恒定增益因數(shù)可被應(yīng)用于第二頻率 范圍圖像中的所有代碼值。此第二頻率范圍圖像可與經(jīng)調(diào)節(jié)的第一頻率范圍圖像778組合以形成經(jīng)調(diào)節(jié)的組合圖像781。在一些實施例中，調(diào)節(jié)模型對第一頻率范圍圖像的應(yīng)用和/或增益函數(shù)對第二頻 率范圍圖像的應(yīng)用可使一些圖像代碼值超過顯示設(shè)備或圖像格式的范圍。在這些情形中， 代碼值可能需要被“削波”至所需范圍。在一些實施例中，可使用色彩保持削波過程782。 在這些實施例中，落于指定范圍外的代碼值可用保持這些色彩值之間的關(guān)系的方式來削 波。在一些實施例中，可針對所分析像素計算乘數(shù)，其不大于最大所需范圍值除以最大色彩 通道代碼值。這將導(dǎo)致“增益”因數(shù)小于1且將“過大”代碼值減至所需范圍的最大值。此 “增益”或削波值可被應(yīng)用于所有色彩通道代碼值以保持像素的色彩，同時將所有代碼值減 至小于或等于最大值或指定范圍的值。應(yīng)用此削波過程產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出圖像784，其具有 在指定范圍內(nèi)的所有代碼值并且維持代碼值的色彩關(guān)系。本發(fā)明的一些實施例可關(guān)于圖52進(jìn)行描述。在這些實施例中，色彩保持削波被用 于保持色彩關(guān)系，同時將代碼值限制于指定范圍。在一些實施例中，經(jīng)組合的調(diào)節(jié)圖像792 可對應(yīng)于相關(guān)于圖51所述的經(jīng)組合的調(diào)節(jié)圖像781。在其它實施例中，經(jīng)組合的調(diào)節(jié)圖像 792可以是具有需要被削波至指定范圍的代碼值的任何其它圖像。在這些實施例中，針對指定像素位置確定第一色彩通道代碼值794并確定第二色 彩通道代碼值796。這些色彩通道代碼值794和796在代碼值特性估算器798中估算以確 定選擇性代碼值特性并選擇色彩通道代碼值。在一些實施例中，該選擇性特性將是最大值， 而較高代碼值將被選擇為調(diào)節(jié)生成器800的輸入。所選代碼值可被用作輸入以生成削波調(diào) 節(jié)800。在一些實施例中，此調(diào)節(jié)將把最大代碼值減小為指定范圍內(nèi)的值。然后可將此削波 調(diào)節(jié)應(yīng)用于所有色彩通道代碼值。在一示例性實施例中，第一色彩通道和第二色彩通道的 代碼值將減小(802)相同倍數(shù)，由此保持兩個代碼值之比。此過程對圖像中所有像素的應(yīng) 用將產(chǎn)生代碼值落于指定范圍內(nèi)的輸出圖像804。本發(fā)明的一些實施例可參照圖53進(jìn)行描述。在這些實施例中，通過基于最大色彩 分量操縱應(yīng)用于所有三個色彩分量的增益，在RGB域中實現(xiàn)方法。在這些實施例中，輸入圖 像810通過頻率分解812被處理。在一示例性實施例中，低通(LP)濾波器814被應(yīng)用于該 圖像以創(chuàng)建LP圖像820，該LP圖像然后從輸入圖像810減去以創(chuàng)建高通(HP)圖像826。 在一些實施例中，空間5X5整流濾波器可用于該LP濾波器。在LP圖像820中的每個像素 上，選擇(816)最大值或三個色彩通道(R、G和B)并輸入至LP增益映射818，該LP增益映 射818選擇要應(yīng)用于該特定像素的所有色彩通道值的適當(dāng)增益函數(shù)。在一些實施例中，具 有值[r，g，b]的像素上的增益可根據(jù)由max(r，g，b)索引的1維LUT確定。值χ處的增益 可從如上所述值χ處的光度匹配色階曲線的值除以χ來推導(dǎo)。增益函數(shù)834還可應(yīng)用于HP圖像826。在一些實施例中，增益函數(shù)834可以是恒 定增益因數(shù)。此經(jīng)修改的HP圖像與經(jīng)調(diào)節(jié)的LP圖像組合(830)以形成輸出圖像832。在 一些實施例中，輸出圖像832可包括在應(yīng)用范圍之外的代碼值。在這些實施例中，削波過程 可如上相關(guān)于圖51和52所述地應(yīng)用。在如上所述的本發(fā)明的一些實施例中，LP圖像的代碼值調(diào)節(jié)模型可被設(shè)計成使 得對于其最大色彩分量低于例如最大保真度點的參數(shù)的像素，增益補(bǔ)償背光功率電平的降 低。在色域邊界，以經(jīng)處理的低通信號在色域內(nèi)保持的方式低通增益平滑滾降至1。在一些實施例中，處理HP信號可與處理低通信號的選擇無關(guān)。在補(bǔ)償降低背光功率的實施例中，HP信號可用恒定增益處理，這將在功率降低時保持對比度。用全背光功率 和降低背光功率以及顯示Y來表示的HP信號增益的公式在5中給出。在這些實施例中， HP對比度增大對噪聲是穩(wěn)健的，因為增益通常較小(例如針對80%的功率降低和Y2.2增 益為1. 1)。在一些實施例中，將處理LP信號和HP信號的結(jié)果求和并削波。削波可應(yīng)用于每 個像素處的RGB樣本的整個向量，從而相等地縮放三個分量以使最大分量縮放至255。當(dāng) 添加至LP值的增大HP值超過255時削波發(fā)生，并且削波通常僅對具有高對比度的明亮信 號相關(guān)。通常，通過LUT結(jié)構(gòu)確保LP信號不超出上限。HP信號可引起總和中的削波，但HP 信號的負(fù)值永不會削波，從而甚至在削波的確發(fā)生時保持某對比度。本發(fā)明諸實施例可嘗試最優(yōu)化圖像的亮度，或者它們可嘗試最優(yōu)化色彩保持或匹 配同時增大亮度。通常在最大化輝度或亮度時會有色移的折衷。在防止色移時，通常亮度 會受損。本發(fā)明的一些實施例可通過形成應(yīng)用于每個色彩分量的加權(quán)增益來嘗試平衡色移 與亮度之間的折衷，如方程38所示。方程38加權(quán)增益加權(quán)增益(cvx，α) = α ·增益(cvx) + (l_a ) ·增益(max(cvE, cvG, cvB)此加權(quán)增益在α 0處的最大輝度與α 1處的最小色彩偽像之間變化。注意，當(dāng)所 有代碼值低于MFP參數(shù)時，所有三個增益相等?；陲@示模型的畸變相關(guān)實施例術(shù)語“背光縮放”可指用于減弱IXD背光且同時修改發(fā)送至IXD的數(shù)據(jù)以補(bǔ)償背 光減弱的技術(shù)。此技術(shù)的主要方面是選擇背光級。本發(fā)明諸實施例可利用背光調(diào)制來選擇 LCD中的背光照度級，以節(jié)能或改進(jìn)動態(tài)對比度。用來解決此問題的方法可被分成圖像相關(guān) 技術(shù)和圖像無關(guān)技術(shù)。這些圖像相關(guān)技術(shù)可具有約束由后續(xù)背光補(bǔ)償圖像處理所強(qiáng)加的削 波量的目標(biāo)。本發(fā)明的一些實施例可利用最優(yōu)化來選擇背光級。給定一圖像，最優(yōu)化例程可選 擇背光級，以使假設(shè)基準(zhǔn)顯示上顯現(xiàn)的圖像與實際顯示上顯現(xiàn)的圖像之間的畸變最小。以下項可用來描述本發(fā)明諸實施例的元素1.基準(zhǔn)顯示模型基準(zhǔn)顯示模型可表示來自諸如IXD的顯示器的期望輸出。在一 些實施例中，基準(zhǔn)顯示模型可建模具有零黑色電平的理想顯示或具有不受限動態(tài)范圍的顯
示
2.實際顯示模型實際顯示的輸出的模型。在一些實施例中，實際顯示輸出可對 不同背光級建模，并且實際顯示可被建模為具有非零黑色電平。在一些實施例中，背光選擇 算法可通過此參數(shù)取決于顯示對比率。3.亮度保持(BP)處理原始圖像以補(bǔ)償降低的背光級。實際顯示上顯現(xiàn)的圖像是 增亮圖像上給定背光級上顯示模型的輸出。一些示例性情形為 無亮度保持未經(jīng)處理的圖像數(shù)據(jù)被發(fā)送至IXD面板。在此情形中，背光選擇算 法僅改變背光，相應(yīng)地不保持亮度。 線性增大亮度補(bǔ)償。使用簡單仿射變換處理圖像以補(bǔ)償背光減弱。盡管此簡單 亮度保持算法在實際用于背光補(bǔ)償時犧牲了圖像質(zhì)量，但這是選擇背光值的有效工具。 色階映射使用色階映射來處理圖像，該色階映射可包括線性和非線性分段。分段可用來限制削波并增強(qiáng)對比度。4.畸變度量。顯示模型和亮度保持算法可用來確定在實際顯示上所顯現(xiàn)的圖像。 然后可計算此輸出和基準(zhǔn)顯示上的圖像之間的畸變。在一些實施例中，畸變可僅基于圖像 代碼值來計算。此畸變?nèi)Q于對誤差度量的選擇，在一些實施例中可使用均方差。5.最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)。畸變可依照不同約束來最小化。例如，在一些實施例中，可使用以 下標(biāo)準(zhǔn) 最小化視頻序列的每一幀上的畸變 依據(jù)平均背光約束來最小化最大畸變 依據(jù)平均背光約束來最小化平均畸變顯示模型在本發(fā)明的一些實施例中，可將GoG模型用于基準(zhǔn)顯示模型和實際顯示模型兩 者。此模型可被修改以基于背光級縮放。在一些實施例中，基準(zhǔn)顯示可被建模為具有零背 光級和最大輸出W的理想顯示。實際顯示可被建模為具有全背光下的相同最大輸出W和全 背光下的黑色電平B。對比率為W/B。當(dāng)黑色電平為零時對比率為無窮。這些模型可使用 cvMax來在數(shù)學(xué)上表達(dá)，以表示以下方程中的最大圖像代碼值。方程39基準(zhǔn)(理想)顯示輸出的模型 對于在全背光級即P = 1下具有最大輸出W和最小輸出B的實際LCD，輸出被建模 為隨相關(guān)背光級P縮放。對比率CR = ff/Β與背光級無關(guān)。方程40實際IXD的模型 偏移古增益=『女一5女B(P) = P · B W(P) = P · WCR = W/B亮度保持在此示例性實施例中，使用基于簡單增大和削波的BP過程，其中升壓被選擇以在 可能時補(bǔ)償背光減弱。以下推導(dǎo)示出色階修改，其提供給定背光下基準(zhǔn)顯示和實際顯示之 間的輝度匹配。實際顯示的最大輸出和黑色電平兩者隨背光縮放。注意，實際顯示的輸出 被限制成低于經(jīng)縮放的輸出最大值且高于經(jīng)縮放的黑色電平。這對應(yīng)于將輝度匹配色階輸 出削波成0和CVmax。方程41用于匹配輸出的標(biāo)準(zhǔn)Yaffl(Cv)=YiKhcv')
方程43削波點 色階提供最小值以上最大值以下代碼值的輸出的匹配，其中最小值和最大值取決 于相關(guān)背光功率P和實際顯示對比率CR = W/B?；冇嬎阍诒景l(fā)明諸實施例中創(chuàng)建和使用的各個經(jīng)修改圖像可參照圖54進(jìn)行描述。在創(chuàng) 建這些示例性修改圖像的每一個時，原始圖像I 840可被用作輸入。在一些實施例中，原始 輸入圖像840被處理(842)以產(chǎn)生理想輸出YaiI844。理想圖像處理器即基準(zhǔn)顯示842可 假設(shè)理想顯示具有零黑色電平。此輸出YaiI844可表示在基準(zhǔn)(理想)顯示上看到的原始 圖像840。在一些實施例中，假設(shè)給定背光級，可計算通過將具有此背光級的圖像呈現(xiàn)在實 際IXD上所引起的畸變。
在一些實施例中，亮度保持846可用來從圖像I 840產(chǎn)生圖像1，850。圖像1，850 然后可連同所選背光級被發(fā)送至實際IXD處理器854。所得輸出被標(biāo)記為Yipi 858。該基準(zhǔn)顯示模型可通過使用輸入圖像1*852來仿真實際顯示的輸出。實際IXD 854的輸出是通過輝度匹配色階函數(shù)846傳遞原始圖像I 840以獲取圖 像I’ 850的結(jié)果。這實際上不會根據(jù)背光級來再現(xiàn)基準(zhǔn)輸出。然而，實際顯示輸出可在基 準(zhǔn)顯示842上仿真。圖像1*852表示發(fā)送至基準(zhǔn)顯示842以仿真實際顯示輸出從而創(chuàng)建Y 仿》860的圖像數(shù)據(jù)。通過將圖像I 840削波至由以上相關(guān)于方程43和在他處定義的削波 點確定的范圍而產(chǎn)生圖像1*852。在一些實施例中，I*在數(shù)學(xué)上可描述為方程44經(jīng)削波圖像 在一些實施例中，畸變可被定義為具有圖像I的基準(zhǔn)顯示的輸出與具有背光級P 和圖像I’的實際顯示的輸出之間的差異。因為圖像I*仿真基準(zhǔn)顯示器上實際顯示的輸出， 所以基準(zhǔn)和實際顯示之間的畸變等于基準(zhǔn)顯示上圖像I和I*之間的畸變。方程45D(Y_，Y實際)=D(Y理想，Y仿真)因為兩個圖像都在基準(zhǔn)顯示上，所以可在僅圖像數(shù)據(jù)之間測量畸變而不需要顯示 輸出。方程 D(Y理想，Y仿真)=D(I，I*)圖像畸變測量以上分析示出了圖像I 840在基準(zhǔn)顯示上的呈現(xiàn)與在實際顯示上的呈現(xiàn)之間的 畸變等效于圖像I 840和1*852在基準(zhǔn)顯示上的呈現(xiàn)之間的畸變。在一些實施例中，逐點 畸變度量可用來定義圖像之間的畸變。給定逐點畸變d，可通過對圖像I和I*之間的差異 求和來計算圖像之間的畸變。因為圖像I*仿真輝度匹配，所以誤差由上限和下限處的削波 組成。在一些實施例中，標(biāo)準(zhǔn)化的圖像直方圖h(x)可被用來定義圖像畸變與背光功率之間 的關(guān)系方程47 背光與畸變關(guān)系曲線給定基準(zhǔn)顯示、實際顯示、畸變定義和圖像，畸變可在一背光級范圍上計算。在組 合時，此畸變數(shù)據(jù)可形成背光與畸變關(guān)系曲線。背光與畸變關(guān)系曲線可使用樣本幀以及具 有零黑色電平的理想實際模型、具有1000 1對比率的實際IXD模型、以及均方差MSE誤 差度量來例示，該樣本幀是從暗室中向外看的視圖的昏暗圖像。圖55是示例性圖像的圖像代碼值的直方圖的圖表。在一些實施例中，畸變曲線可通過利用直方圖計算一背光值范圍的畸變來計算。 圖56是與圖55的直方圖相對應(yīng)的示例性畸變曲線的圖表；對于此示例性圖像，在低背光值 處，亮度保持不能有效地補(bǔ)償減弱的背光，從而導(dǎo)致畸變的急劇增加880。在高背光級處，受 限的對比率使黑色電平相比于理想顯示升高882。最小畸變范圍存在，并且在一些實施例 中，給出此最小畸變884的最低背光值可通過最小畸變算法來選擇。最優(yōu)化算法在一些實施例中，諸如圖56所示畸變曲線的畸變曲線可被用來選擇背光值。在一 些實施例中，可選擇每個幀的最小畸變功率。在一些實施例中，當(dāng)最小畸變值不唯一時，可 選擇給出此最小畸變的最低功率884。將此最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于簡短DVD剪輯的結(jié)果在圖57 中示出，其標(biāo)繪出所選背光功率對視頻幀數(shù)的關(guān)系。在此情形中，平均所選背光890大致為 50%。圖像相關(guān)性為了例示本發(fā)明一些實施例的圖像相關(guān)性質(zhì)，具有變化內(nèi)容的示例性測試圖像被 選擇，并且對一背光值范圍計算這些圖像中的畸變。圖39是針對這些示例性圖像的背光與 畸變關(guān)系曲線的曲線圖。圖39包括多個曲線圖圖像A 596，全黑圖像；圖像B 590，全白圖 像；圖像C 594，一群人的極暗照片；以及圖像D 598，沖浪者在浪尖上的明亮圖像。注意該曲線的形狀極大地取決于圖像內(nèi)容。這可在背光級平衡因亮度損失引起的 畸變和因黑色電平升高引起的畸變時預(yù)期。黑色圖像596在低背光時具有最小畸變。白色 圖像590在全背光時具有最小畸變?；璋祱D像594在中等背光級下具有最小畸變，其將有 限對比率作為升高黑色電平與亮度減弱之間的有效平衡。對比率顯示對比率可進(jìn)入實際顯示的定義。圖58示出針對實際顯示的不同對比率的最 小MSE畸變背光確定。注意在1 1對比率限制900下，最小畸變背光取決于圖像平均信 號電平(ASL)。在無窮對比率(零黑色電平)的相反極值下，最小畸變背光取決于圖像最大 值 902。在本發(fā)明的一些實施例中，基準(zhǔn)顯示模型可包括具有理想零黑色電平的顯示模 型。在一些實施例中，基準(zhǔn)顯示模型可包括由視覺亮度模型選擇的基準(zhǔn)顯示，并且在一些實 施例中，基準(zhǔn)顯示模型可包括環(huán)境光傳感器。在本發(fā)明的一些實施例中，實際顯示模型可包括具有有限黑色電平的透射GoG模 型。在一些實施例中，實際顯示模型可包括用于透射反射型顯示器的模型，其中輸出被建模 為取決于環(huán)境光和顯示器的反射部分。在本發(fā)明的一些實施例中，背光選擇過程中的亮度保持(BP)可包括具有削波的 線性增大。在其它實施例中，背光選擇過程可包括用平滑滾降和/或雙通道BP算法的色階
運算器。在本發(fā)明的一些實施例中，畸變度量可包括圖像代碼值中的均方差(MSE)作為逐 點度量。在一些實施例中，畸變度量可包括含絕對差之和的逐點誤差度量、多個削波像素和 /或基于直方圖的百分比度量。在本發(fā)明的一些實施例中，最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)可包括選擇使每一幀中的畸變最小化的背光級。在一些實施例中，最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)可包括使最大畸變最小化或使平均畸變最小化的平均 功率限制。IXD動態(tài)對比度實施例液晶顯示器(IXD)通常因有限對比率而受損。例如，顯示器的黑色電平可因為背 光泄漏或其它問題而被升高。這可導(dǎo)致黑色區(qū)域看起來是灰色而非黑色。通過降低背光級 和相關(guān)聯(lián)泄漏從而也降低黑色電平，背光調(diào)制可減輕此問題。然而，在不補(bǔ)償?shù)那闆r下使用 時，該技術(shù)將具有降低顯示亮度的非期望效果。圖像補(bǔ)償可用來恢復(fù)因背光調(diào)暗而損失的 顯示亮度。補(bǔ)償通常已被約束為恢復(fù)全功率顯示的亮度。如上所述的本發(fā)明的一些實施例包括集中于節(jié)能的背光調(diào)制。在那些實施例中， 目標(biāo)是以低背光級呈現(xiàn)全功率輸出。這可通過同時調(diào)暗背光并增亮圖像來實現(xiàn)。黑色電平 或動態(tài)對比度的改進(jìn)是那些實施例中的有利副作用。在這些實施例中，目標(biāo)是實現(xiàn)圖像質(zhì) 量改進(jìn)。一些實施例可產(chǎn)生以下的圖像質(zhì)量改進(jìn)1.由于背光減弱的低黑色電平，2.通過減弱背光引起的泄漏減少而改進(jìn)暗色的飽和度3.在使用比背光減弱強(qiáng)的補(bǔ)償時，亮度改進(jìn)4.動態(tài)對比度即一序列的明亮幀中的最大值除以暗幀中的最小值的改進(jìn)5.暗幀中的幀內(nèi)對比度本發(fā)明的一些實施例可經(jīng)由兩種基本技術(shù)實現(xiàn)這些益處的一種或多種背光選擇 和圖像補(bǔ)償。一種挑戰(zhàn)是避免視頻中的閃爍偽像，因為背光和經(jīng)補(bǔ)償圖像兩者在亮度上都 將有變化。本發(fā)明的一些實施例可使用目標(biāo)色調(diào)曲線來降低閃爍的可能性。在一些實施例 中，目標(biāo)曲線可具有超過面板(具有固定背光)對比率的對比率。目標(biāo)曲線可用于兩個目 的。首先，目標(biāo)曲線可在選擇背光時使用。其次，目標(biāo)曲線可用來確定圖像補(bǔ)償。目標(biāo)曲線 影響以上提及的圖像質(zhì)量方面。目標(biāo)曲線可從全背光亮度下的顯示峰值延伸至最低背光亮 度下的最小顯示值。因此，目標(biāo)曲線將延伸至用全背光亮度實現(xiàn)的典型顯示值的范圍之下。在一些實施例中，背光輝度或亮度級的選擇可對應(yīng)于與自然面板對比率相對應(yīng)的 目標(biāo)曲線的區(qū)間的選擇。此區(qū)間隨背光變化而移動。在全背光下，目標(biāo)曲線的暗區(qū)不能在 面板上呈現(xiàn)。在低背光下，目標(biāo)曲線的亮區(qū)不能在面板上呈現(xiàn)。在一些實施例中，為了確定 背光，給出面板色調(diào)曲線、面板色調(diào)曲線、以及要顯示的圖像。背光級可被選擇成使具有所 選背光的面板的對比度范圍最接近地匹配目標(biāo)色調(diào)曲線下圖像值的范圍。在一些實施例中，圖像可被修改或補(bǔ)償以使顯示輸出盡可能多地落在目標(biāo)曲線 上。如果背光過高，則目標(biāo)曲線的暗區(qū)不能實現(xiàn)。同樣如果背光低，則目標(biāo)曲線的亮區(qū)不能 實現(xiàn)。在一些實施例中，可通過將固定目標(biāo)用于補(bǔ)償來最小化閃爍。在這些實施例中，背光 亮度與圖像補(bǔ)償兩者變化，但顯示輸出逼近固定的目標(biāo)色調(diào)曲線。在一些實施例中，目標(biāo)色調(diào)曲線可歸納以上列出的圖像質(zhì)量改進(jìn)的一個或多個。 背光選擇與圖像補(bǔ)償兩者可通過目標(biāo)色調(diào)曲線來控制?？蓤?zhí)行背光亮度選擇以“最優(yōu)地”呈 現(xiàn)圖像。在一些實施例中，上述的基于畸變的背光選擇算法可用指定目標(biāo)色調(diào)曲線和面板 色調(diào)曲線來應(yīng)用。在一些示例性實施例中，增益-偏移-Y雜光(GOGF)模型可用于色調(diào)曲線，如方 程49所示。在一些實施例中，2. 2的值可用于γ且0可用于偏移，從而留下兩個參數(shù)——增益和雜光。面板和目標(biāo)色調(diào)曲線兩者都可用這兩個參數(shù)來指定。在一些實施例中，增益 確定最大亮度，而對比率確定加性雜光項。
方程48色調(diào)曲線模型 其中CR是顯示的對比率，M是最大面板輸出，c是圖像代碼值，T是色調(diào)曲線值，而 Y是伽瑪值。為實現(xiàn)動態(tài)對比度改進(jìn)，目標(biāo)色調(diào)曲線與面板色調(diào)曲線不同。在最簡單應(yīng)用中，目 標(biāo)的對比率CR大于面板的對比率。示例性面板色調(diào)曲線在方程49中示出， 方程49示例性面板色調(diào)曲線 其中CR是面板的對比率，M是最大面板輸出， 值，而Y是伽瑪值。
〔及面板一
是圖像代碼值，T是面板色調(diào)曲線示例性面板色調(diào)曲線在方程50中示出方程50示例性目標(biāo)色調(diào)曲線
其中CR是目標(biāo)的對比率，M是最大目標(biāo)輸出(例如全背 出)，c是圖像代碼值，T是目標(biāo)色調(diào)曲線值，而γ是伽瑪值。一些示例性色調(diào)曲線的方面可相關(guān)于圖60進(jìn)行描述。圖59是水平軸上代碼值和 垂直軸上相對輝度的雙對數(shù)標(biāo)繪圖。其中示出了三條色調(diào)曲線面板色調(diào)曲線1000、目標(biāo) 色調(diào)曲線1001和冪定律曲線1002。面板色調(diào)曲線1000從面板黑色點1003延伸至最大面 板值105。目標(biāo)色調(diào)曲線從目標(biāo)黑色點1004延伸至最大目標(biāo)/面板值1005。目標(biāo)黑色點 1004因為受益于較低背光亮度而低于面板黑色點1003，但是，目標(biāo)色調(diào)曲線的整個范圍不 能用于單個圖像，因為對于任意給定幀背光可僅具有一個亮度級，因此當(dāng)背光亮度被減弱 以獲得較低目標(biāo)黑色點1004時不能實現(xiàn)最大目標(biāo)/面板值1005。本發(fā)明諸實施例選擇目 標(biāo)色調(diào)曲線最適于所顯示圖像和期望性能目標(biāo)的范圍。可產(chǎn)生多條目標(biāo)色調(diào)曲線以實現(xiàn)不同優(yōu)先級。例如，如果節(jié)能是主要目標(biāo)，則針對 目標(biāo)曲線M和CR的值可被設(shè)置成等于面板色調(diào)曲線中的相應(yīng)值。在該節(jié)能實施例中，目標(biāo) 色調(diào)曲線等于自然面板色調(diào)曲線。背光調(diào)制被用來節(jié)能，同時除該范圍的頂端外，所顯示圖 像實質(zhì)上與全功率下顯示上的圖像相同，這在低背光設(shè)置下是不可獲得的。示例性節(jié)能色調(diào)曲線在圖60中示出。在這些實施例中，面板和目標(biāo)色調(diào)曲線相同 1010。背光亮度被減弱，由此允許更低可能目標(biāo)曲線1011的可能性，但是此可能性在這些 實施例中不使用。相反，通過補(bǔ)償圖像代碼值，圖像被增亮以匹配面板色調(diào)曲線1010。當(dāng)這 不可能時，在由于為節(jié)能而減弱背光的面板限制1013下，補(bǔ)償可被舍入1012以避免削波偽像。此舍入可根據(jù)以上相關(guān)于其它實施例描述的方法來實現(xiàn)。在一些實施例中，可允許削 波或者可由于圖像中的受限動態(tài)范圍而不進(jìn)行削波。在那些情形中，舍入1012可能不是必 要的，并且目標(biāo)色調(diào)曲線在范圍頂端1014處可簡單地跟隨面板色調(diào)曲線。在另一示例性實施例中，當(dāng)較低黑色電平是主要目標(biāo)時，目標(biāo)曲線的M的值可被 設(shè)置成等于面板色調(diào)曲線中的相應(yīng)值，但目標(biāo)曲線的CR的值可被設(shè)置成等于面板色調(diào)曲 線中相應(yīng)值的4倍。在這些實施例中，目標(biāo)色調(diào)曲線被選擇成降低黑色電平。顯示亮度相 對于全功率顯示不變。目標(biāo)色調(diào)曲線具有與面板相同的最大值M，但具有更高的對比率。在 以上示例中，對比率是自然面板對比率的4倍?；蛘?，目標(biāo)色調(diào)曲線可包括其范圍頂端處的 舍入曲線。假設(shè)背光可被調(diào)制4 1的倍數(shù)。優(yōu)先考慮黑色電平降低的一些實施例可相關(guān)于附圖61進(jìn)行描述。在這些實施例 中，如上所述地例如利用方程49計算面板色調(diào)曲線1020。目標(biāo)色調(diào)曲線1021也針對降低 背光亮度級和更高對比率來計算。在該范圍的頂端，目標(biāo)色調(diào)曲線1024可沿面板色調(diào)曲線 延伸?？蛇x地，目標(biāo)色調(diào)曲線可采用舍入曲線1023，其可減少針對降低背光級的顯示限制 1022附近的削波。在另一示例性實施例中，當(dāng)更明亮圖像是主要目標(biāo)時，目標(biāo)曲線的M的值可被設(shè) 置成等于面板色調(diào)曲線中的相應(yīng)值的1.2倍，但目標(biāo)曲線的CR的值可被設(shè)置成等于面板色 調(diào)曲線中的相應(yīng)值。目標(biāo)色調(diào)曲線被選擇成增加亮度，從而保持相同的對比率。(注意黑色 電平升高。)目標(biāo)最大值M比面板最大值大。圖像補(bǔ)償將被用來增亮圖像以實現(xiàn)該增亮。優(yōu)先考慮圖像亮度的一些實施例可相關(guān)于附圖62進(jìn)行描述。在這些實施例中，面 板色調(diào)曲線和目標(biāo)色調(diào)曲線在范圍底端1030附近基本上相似。然而，在此區(qū)域之上，面板 色調(diào)曲線1032跟隨至最大顯示輸出1033的典型路徑。然而，目標(biāo)色調(diào)曲線跟隨升高路徑 1031，其在此區(qū)域中提供更明亮的圖像代碼值。朝向該范圍的頂端，目標(biāo)曲線1031可包括 舍入曲線1035，其將目標(biāo)曲線舍入至點1033，在該點處顯示因為降低背光級而不再跟隨目 標(biāo)曲線。在另一示例性實施例中，當(dāng)具有較低黑色電平和更明亮中頻的增強(qiáng)圖像是主要目 標(biāo)時，目標(biāo)曲線的M的值可被設(shè)置成等于面板色調(diào)曲線中相應(yīng)值的1.2倍，但目標(biāo)曲線的CR 的值可被設(shè)置成等于面板色調(diào)曲線中相應(yīng)值的4倍。目標(biāo)色調(diào)曲線被選擇成增大亮度并降 低黑色電平兩者。目標(biāo)最大值大于面板最大值M且對比率也大于面板對比率。此面板色調(diào) 曲線可影響背光選擇和圖像補(bǔ)償兩者。背光將在暗幀中減弱以實現(xiàn)目標(biāo)的降低黑色電平。 甚至在全背光下可使用圖像補(bǔ)償來實現(xiàn)增大亮度。優(yōu)先考慮圖像亮度和較低黑色電平的一些實施例可相關(guān)于附圖63進(jìn)行描述。在 這些實施例中，如上所述地例如利用方程49計算面板色調(diào)曲線1040。也計算目標(biāo)色調(diào)曲線 1041，但是目標(biāo)色調(diào)曲線1041可在較低黑色點1045處開始以負(fù)責(zé)降低背光級。目標(biāo)色調(diào) 曲線1041還可跟隨升高路徑來增亮色階中程和上程中的圖像代碼值。因為具有降低背光 級的顯示不能達(dá)到最大目標(biāo)值1042甚至最大面板值1043，所以可采用舍入曲線1044。此 舍入曲線1044可在最大降低背光面板值1046處終止面板色調(diào)曲線1041。以上相關(guān)于其它 實施例所述的各種方法可用來確定舍入曲線特性。本發(fā)明的一些實施例可關(guān)于圖64進(jìn)行描述。在這些實施例中，可計算多條目標(biāo) 色調(diào)曲線，并且可基于圖像特性、性能目標(biāo)或某其它標(biāo)準(zhǔn)來從所計算曲線集合中作出選擇。在這些實施例中，面板色調(diào)曲線1127可針對具有升高黑色電平1120的全背光亮度情形產(chǎn) 生。目標(biāo)色調(diào)曲線1128和1129也可產(chǎn)生。這些目標(biāo)色調(diào)曲線1128和1129包括黑色電平 轉(zhuǎn)換區(qū)1122，其中曲線轉(zhuǎn)換至諸如黑色電平點1121的黑色電平點。這些曲線還包括公用 區(qū)，其中來自任一目標(biāo)色調(diào)曲線的輸入點被映射至相同輸出點。在某實施例中，這些目標(biāo)色 調(diào)曲線還可包括亮度舍入曲線1126，其中曲線舍入至諸如以上針對其它實施例所述的最大 亮度級1125。曲線可基于圖像特性從該目標(biāo)色調(diào)曲線集中選擇。作為示例而非限制，具有 許多極暗像素的圖像可受益于較低黑色電平，且具有調(diào)暗背光和較低黑色電平的曲線1128 可被選擇用于此圖像。具有許多明亮像素值的圖像可影響具有更高最大亮度1124的曲線 1127的選擇。視頻序列的每個幀可影響對不同目標(biāo)色調(diào)曲線的選擇。如果沒有受管制，不 同色調(diào)曲線的使用可引起序列中的閃爍和非期望偽像。然而，由這些實施例的所有目標(biāo)色 調(diào)曲線所共享的公用區(qū)1123用來穩(wěn)定瞬時效應(yīng)并減少閃爍和類似偽像。本發(fā)明的一些實施例可關(guān)于圖65進(jìn)行描述。在這些實施例中，可產(chǎn)生諸如目標(biāo)色 調(diào)曲線1105的目標(biāo)色調(diào)曲線集合。這些目標(biāo)色調(diào)曲線可包括不同的黑色電平轉(zhuǎn)換區(qū)1102， 其可對應(yīng)于不同的背光亮度級。該目標(biāo)色調(diào)曲線的集合還包括該集合中的所有曲線共享相 同映射的增強(qiáng)公用區(qū)1101。在一些實施例中，這些曲線還可包括從公用區(qū)轉(zhuǎn)換至最大亮度 級的亮度舍入曲線1103。在示例性增強(qiáng)目標(biāo)色調(diào)曲線1109中，曲線可在黑色電平點1105 開始并轉(zhuǎn)換至增強(qiáng)公用區(qū)1101，該曲線然后可從增強(qiáng)公用區(qū)隨舍入曲線轉(zhuǎn)換至最大亮度級 1106。在一些實施例中，可能不出現(xiàn)亮度舍入曲線。這些實施例與參照圖65所述的那些實 施例的不同之處在于公用區(qū)在面板色調(diào)曲線之上。這將輸入像素值映射至更高輸出值，由 此增亮所顯示圖像。在一些實施例中，增強(qiáng)目標(biāo)色調(diào)曲線的集合可產(chǎn)生并選擇性地用于圖 像序列的幀。這些實施例共享用來減少閃爍和相似偽像的公用區(qū)。在一些實施例中，可計 算目標(biāo)色調(diào)曲線集合和增強(qiáng)目標(biāo)色調(diào)曲線集合并儲存，以供根據(jù)圖像特性和/或性能目標(biāo) 選擇性地使用。本發(fā)明的一些實施例可關(guān)于圖66進(jìn)行描述。在圖66的方法中，確定目標(biāo)色調(diào)曲 線參數(shù)(1050)。在一些實施例中，這些參數(shù)可包括最大目標(biāo)面板輸出、目標(biāo)對比率和/或目 標(biāo)面板Y值。其它參數(shù)還可被用來定義可用來調(diào)節(jié)或補(bǔ)償圖像以產(chǎn)生性能目標(biāo)的目標(biāo)色 調(diào)曲線。在這些實施例中，還可計算面板色調(diào)曲線(1051)。面板色調(diào)曲線被示出以例示典 型面板輸出與目標(biāo)色調(diào)曲線之間的差異。面板色調(diào)曲線1051關(guān)聯(lián)要用于顯示的顯示面板 的特性，并且可用來創(chuàng)建根據(jù)其可作出誤差或畸變測量的基準(zhǔn)圖像。此曲線1051可基于給 定顯示器的最大面板輸出M和面板對比率CR來計算。在一些實施例中，此曲線可基于最大 面板輸出M、面板對比率CR、面板伽瑪值γ、以及圖像代碼值C?？捎嬎阋粋€或多個目標(biāo)色調(diào)曲線(TTC) (1052)。在一些實施例中，TTC族可在該 族的每一成員基于不同背光級的情況下計算。在其它實施例中，其它參數(shù)可不同。在一些 實施例中，可使用最大目標(biāo)輸出M和目標(biāo)對比率CR計算目標(biāo)色調(diào)曲線。在一些實施例中， 此目標(biāo)色調(diào)曲線可基于最大面板輸出M、面板對比率CR、面板伽瑪值γ、以及圖像代碼值C。 在一些實施例中，目標(biāo)色調(diào)曲線可呈現(xiàn)圖像的期望變體。例如，目標(biāo)色調(diào)曲線可呈現(xiàn)較低黑 色電平、較明亮圖像區(qū)域、經(jīng)補(bǔ)償區(qū)域、和/或舍入曲線中的一個或多個。目標(biāo)色調(diào)曲線可 被呈現(xiàn)為查尋表(LUT)、可經(jīng)由硬件或軟件計算、或可通過其它手段來表示。
可確定背光亮度級(1053)。在一些實施例中，背光級選擇可受諸如節(jié)能的性能目 標(biāo)、黑色電平標(biāo)準(zhǔn)或其它目標(biāo)影響。在一些實施例中，背光級可被確定成最小化經(jīng)處理或增 強(qiáng)圖像與如在假設(shè)基準(zhǔn)顯示器上顯示的原始圖像之間的畸變或誤差。當(dāng)圖像值主要極暗 時，較低背光級對于圖像顯示可能是最適當(dāng)?shù)?。?dāng)圖像值主要明亮?xí)r，更高的背光級對于圖 像顯示可能是最佳選擇。在一些實施例中，用面板色調(diào)曲線處理的圖像可與用多個TTC處 理的圖像作比較以確定適當(dāng)?shù)腡TC和相應(yīng)的背光級。在本發(fā)明的一些實施例中，也可在背光選擇和圖像補(bǔ)償選擇方法中考慮具體性能 目標(biāo)。例如，當(dāng)節(jié)能已被標(biāo)識為性能目標(biāo)時，較低背光級可具有優(yōu)于圖像性能最優(yōu)化的優(yōu)先 級。相反，當(dāng)圖像亮度是性能目標(biāo)時，較低背光級可具有較低優(yōu)先級。背光級可被選擇(1053)成使圖像相對于目標(biāo)色調(diào)曲線、假設(shè)基準(zhǔn)顯示或某其它 標(biāo)準(zhǔn)的誤差或畸變最小化。在一些實施例中，在2006年7月28日提交的題為“用于畸變相 關(guān)源光管理的方法和系統(tǒng)”(Methods and Systems forDistortion-Related Source Light Management)的美國專利申請11/460，768中揭示的方法可用來選擇背光級和補(bǔ)償方法，該 專利申請通過引用結(jié)合于此。在目標(biāo)色調(diào)曲線計算之后，可用目標(biāo)色調(diào)曲線調(diào)節(jié)或補(bǔ)償(1054)圖像以實現(xiàn)性 能目標(biāo)或?qū)档捅彻饧壸餮a(bǔ)償。此調(diào)節(jié)或補(bǔ)償可參照目標(biāo)色調(diào)曲線執(zhí)行。在背光選擇1053和補(bǔ)償或調(diào)節(jié)1054之后，經(jīng)調(diào)節(jié)或補(bǔ)償?shù)膱D像可在所選背光級 1055下顯示。本發(fā)明的一些實施例可參照圖67進(jìn)行描述。在這些實施例中，建立圖像增強(qiáng)或處 理目標(biāo)(1060)。此目標(biāo)可包括節(jié)能、較低黑色電平、圖像增亮、色階調(diào)節(jié)、或其它處理或增強(qiáng) 目標(biāo)?；谠撎幚砘蛟鰪?qiáng)目標(biāo)，可選擇目標(biāo)色調(diào)曲線參數(shù)(1061)。在一些實施例中，參數(shù)選 擇可被自動化并基于這些增強(qiáng)或處理目標(biāo)。在一些示例性實施例中，這些參數(shù)可包括最大 目標(biāo)輸出M和目標(biāo)對比率CR。在一些實施例中，這些參數(shù)可包括最大目標(biāo)輸出M、目標(biāo)對比 率CR、顯示伽瑪值Y、以及圖像代碼值C?？苫谒x目標(biāo)色調(diào)曲線參數(shù)來計算目標(biāo)色調(diào)曲線(TTC) (1062)。在一些實施例 中，可計算一個集合的TTC。在一些實施例中，該集合包括對應(yīng)于變化背光級但具有公用 TTC參數(shù)的曲線。在其它實施例中，其它參數(shù)可不同。可選擇背光亮度級(1063)。在一些實施例中，背光級可參照圖像特性來選擇。在 一些實施例中，背光級可基于性能目標(biāo)來選擇。在一些實施例中，背光級可基于性能目標(biāo)和 圖像特性來選擇。在一些實施例中，背光級可通過選擇與性能目標(biāo)或誤差標(biāo)準(zhǔn)相匹配的TTC 并使用與該TTC相對應(yīng)的背光級來選擇。一旦選擇了背光級(1063)，就可通過關(guān)聯(lián)選擇與該級相對應(yīng)的目標(biāo)色調(diào)曲線。現(xiàn) 在可用目標(biāo)色調(diào)曲線來調(diào)節(jié)、增強(qiáng)或補(bǔ)償(1064)該圖像。然后可使用所選背光級在顯示器 上顯示(1065)經(jīng)調(diào)節(jié)圖像。本發(fā)明的一些實施例可參照圖68進(jìn)行描述。在這些實施例中，標(biāo)識圖像顯示性能 目標(biāo)(1070)。這可通過用戶界面執(zhí)行，用戶通過該用戶界面直接選擇性能目標(biāo)。這也可通 過用戶查詢執(zhí)行，用戶通過該用戶查詢標(biāo)識根據(jù)其產(chǎn)生性能目標(biāo)的優(yōu)先級。性能目標(biāo)也可 基于圖像分析、顯示設(shè)備特性、設(shè)備使用歷史或其它信息來自動標(biāo)識?；谠撔阅苣繕?biāo)，可自動選擇或產(chǎn)生目標(biāo)色調(diào)曲線參數(shù)(1071)。在一些示例性實施例中，這些參數(shù)可包括最大目標(biāo)輸出M和目標(biāo)對比率CR。在一些實施例中，這些參數(shù)可包 括最大目標(biāo)輸出M、目標(biāo)對比率CR、顯示伽瑪值、、以及圖像代碼值C?？筛鶕?jù)目標(biāo)色調(diào)曲線參數(shù)產(chǎn)生(1072) —個或多個目標(biāo)色調(diào)曲線。目標(biāo)色調(diào)曲線 可被表示為方程、一系列方程、表格(例如LUT)或某其它表示。在一些實施例中，每個TTC將對應(yīng)于一背光級?？赏ㄟ^發(fā)現(xiàn)符合標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)TTC來 選擇背光級(1073)。在一些實施例中，背光選擇可通過其它方法來作出。如果背光與TTC 無關(guān)地選擇，則也可選擇對應(yīng)于該背光級的TTC。一旦選擇了最終的TTC(1073)，其就可應(yīng)用于(1074)圖像以增強(qiáng)、補(bǔ)償或以其它 方式處理該圖像以供顯示。然后可顯示經(jīng)處理圖像(1075)。本發(fā)明的一些實施例可參照圖69進(jìn)行描述。在這些實施例中，標(biāo)識圖像顯示性能 目標(biāo)(1080)。這可通過用戶界面執(zhí)行，用戶通過該用戶界面直接選擇性能目標(biāo)。這也可通 過用戶查詢執(zhí)行，用戶通過該用戶查詢標(biāo)識根據(jù)其產(chǎn)生性能目標(biāo)的優(yōu)先級。性能目標(biāo)也可 基于圖像分析、顯示設(shè)備特性、設(shè)備使用歷史或其它信息來自動標(biāo)識。還可執(zhí)行圖像分析 (1081)以標(biāo)識圖像特性?；谠撔阅苣繕?biāo)，可自動選擇或產(chǎn)生目標(biāo)色調(diào)曲線參數(shù)(1082)。還可選擇背光級， 該背光級可被直接標(biāo)識或者可經(jīng)由最大顯示輸出值和對比率來表示。在一些示例性實施例 中，這些參數(shù)可包括最大目標(biāo)輸出M和目標(biāo)對比率CR。在一些實施例中，這些參數(shù)可包括最 大目標(biāo)輸出M、目標(biāo)對比率CR、顯示伽瑪值、、以及圖像代碼值C?？筛鶕?jù)目標(biāo)色調(diào)曲線參數(shù)產(chǎn)生(1083)目標(biāo)色調(diào)曲線。目標(biāo)色調(diào)曲線可被表示為 方程、一系列方程、表格(例如LUT)或某其它表示。一旦產(chǎn)生了此曲線(1083)，其就可應(yīng) 用于(1084)圖像以增強(qiáng)、補(bǔ)償或以其它方式處理該圖像以供顯示。然后可顯示經(jīng)處理圖像 (1085)。色彩增強(qiáng)和亮度增強(qiáng)本發(fā)明的一些實施例包括色彩增強(qiáng)和亮度增強(qiáng)或保持。在這些實施例中，具體色 彩值、范圍或區(qū)域可被修改以增強(qiáng)色彩方面以及亮度增強(qiáng)或保持。在一些實施例中，這些修 改或增強(qiáng)可對圖像的低通(LP)版本執(zhí)行。在一些實施例中，可使用具體色彩增強(qiáng)過程。本發(fā)明的一些實施例可參照圖70進(jìn)行描述。在這些實施例中，可用低通(LP)濾 波器對圖像1130濾波(1131)以產(chǎn)生LP圖像1125。此LP圖像1125可被減去(1134)或 以其它方式與原始圖像1130組合以產(chǎn)生高通(HP)圖像1135。然后用諸如亮度保持(BP) 過程或用于增亮圖像特征的相似過程的色階過程1133來處理該LP圖像，從而補(bǔ)償降低的 背光級或以其它方式如以上相關(guān)于其它實施例所述地修改LP圖像1125。所得的經(jīng)處理LP 圖像然后可與HP圖像1135組合以產(chǎn)生色階增強(qiáng)圖像，該色階增強(qiáng)圖像然后可用位深擴(kuò)展 (BDE)過程1139處理。在BDE過程1139中，特別設(shè)計的噪聲模式或抖動模式可被應(yīng)用于 圖像，以降低對因減少圖像位深的后續(xù)處理產(chǎn)生的等高線偽像的敏感性。一些實施例可包 括如2004年2月9日提交的且發(fā)明人為Scott J. Daly和Xiao-Fan Feng的題為“用于自 適應(yīng)抖動結(jié)構(gòu)的方法禾口系統(tǒng)” (Methods and Systems for Adaptive Dither Structures) 的美國專利申請No. 10/775,012中所述的BDE過程，所述申請由此通過引用納入于此。一 些實施例可包括如2003年8月22日提交的且發(fā)明人為Xiao-Fan Feng和Scott J. Daly 的題為“用于抖動結(jié)構(gòu)創(chuàng)建和應(yīng)用的系統(tǒng)和方法”(Systems and Methods forDitherStructure Creation and Application)的美國專利申請 No. 10/645，952 中所述的 BDE 過 程，所述申請通過引用納入于此。一些實施例可包括如2003年9月30日提交的且發(fā)明 人為Xiao-Fan Feng和Scott J. Daly的題為“用于多維抖動結(jié)構(gòu)創(chuàng)建和應(yīng)用的系統(tǒng)和方 (Systems and Methods for Dither StructureCreation and Application)白勺美 15專 利申請No. 10/676,891中所述的BDE過程，所述申請由此通過引用納入于此。然后可顯示 或進(jìn)一步處理所得的BDE增強(qiáng)圖像1129。BDE增強(qiáng)圖像1129將不太可能在其位深如以上 通過引用結(jié)合于此的申請中所述地減少時示出等高線偽像。本發(fā)明的一些實施例可參照圖71進(jìn)行描述。在這些實施例中，可對圖像1130低 通(LP)濾波(1131)以產(chǎn)生圖像的LP版本。此LP版本可被發(fā)送至色彩增強(qiáng)模塊1132以 供處理。該色彩增強(qiáng)模塊1132可包括色彩檢測功能、色彩映射細(xì)化功能、色彩區(qū)域處理功 能和其它功能。在一些實施例中，色彩增強(qiáng)模塊1132可包括膚色檢測功能、膚色映射細(xì)化 功能和膚色區(qū)域處理以及非膚色區(qū)域處理。色彩增強(qiáng)模塊1132中的功能可導(dǎo)致圖像元的 修改色彩值，諸如像素強(qiáng)度值。在色彩修改之后，經(jīng)色彩修改的LP圖像可被發(fā)送至亮度保持或亮度增強(qiáng)模塊 1133。該模塊1133與以上所述的其中圖像值用色階曲線或類似方法調(diào)節(jié)或修改以改進(jìn)亮 度特性的許多實施例相似。在一些實施例中，色階曲線可與源光或背光級相關(guān)。在一些實 施例中，色階曲線可對降低背光級作出補(bǔ)償。在一些實施例中，色階曲線可增亮圖像或以其 它方式與任何背光級無關(guān)地修改圖像。然后經(jīng)色彩增強(qiáng)、亮度增強(qiáng)的圖像可與圖像的高通(HP)版本組合。在一些實施例 中，圖像的HP版本可通過從原始圖像1130減去(1134) LP版本創(chuàng)建，從而產(chǎn)生圖像的HP版 本1135。經(jīng)色彩增強(qiáng)、亮度增強(qiáng)的圖像與圖像的HP版本1135的組合1137產(chǎn)生經(jīng)增強(qiáng)圖像 1138。本發(fā)明的一些實施例可包括圖像相關(guān)的背光選擇和/或?qū)P圖像的單獨增益處 理。這兩個附加元件是不相關(guān)的獨立元件，但可相關(guān)于包括圖72中所示兩個元件的實施例 進(jìn)行描述。在此示例性實施例中，圖像1130可被輸入至其中可產(chǎn)生LP圖像1145的濾波器 模塊1131。然后可從原始圖像1130減去LP圖像1145以產(chǎn)生HP圖像1135。LP圖像1145 還可被發(fā)送至色彩增強(qiáng)模塊1132。在一些實施例中，原始圖像1130還可被發(fā)送至背光選擇 模塊1140，以用于確定背光亮度級。該色彩增強(qiáng)模塊1132可包括色彩檢測功能、色彩映射細(xì)化功能、色彩區(qū)域處理功 能和其它功能。在一些實施例中，色彩增強(qiáng)模塊1132可包括膚色檢測功能、膚色映射細(xì)化 功能和膚色區(qū)域處理以及非膚色區(qū)域處理。色彩增強(qiáng)模塊1132中的功能可導(dǎo)致圖像元的 修改色彩值，諸如像素強(qiáng)度值。亮度保持(BP)或亮度增強(qiáng)色階模塊1141可接收LP圖像1145，以供用色階操作進(jìn) 行處理。色階操作可取決于從背光選擇模塊1140接收的背光選擇信息。當(dāng)用色階操作實 現(xiàn)亮度保持時，背光選擇信息在確定色階曲線時有用。當(dāng)在沒有背光補(bǔ)償?shù)那闆r下僅執(zhí)行 亮度增強(qiáng)時，可能不需要背光選擇信息。也可使用以上對相似實施例所述的方法在HP增益模塊1136中處理HP圖像1135。 HP增益模塊中的增益處理將產(chǎn)生經(jīng)修改HP圖像1147。因色階模塊1141中的色階處理所產(chǎn) 生的經(jīng)修改LP圖像1146然后可與經(jīng)修改HP圖像1147組合(1142)以產(chǎn)生增強(qiáng)圖像1143。
增強(qiáng)圖像1143可利用用背光1144的背光調(diào)制在顯示器上顯示，背光1144已從背 光選擇模塊1140處接收到背光選擇數(shù)據(jù)。因此，圖像可以降低的或以其它方式調(diào)制的背光 設(shè)置、但以補(bǔ)償背光調(diào)制的經(jīng)修改圖像值顯示。類似地，可以全背光亮度顯示包括LP色階 處理和HP增益處理的亮度增強(qiáng)圖像。本發(fā)明的一些實施例可參照圖73進(jìn)行描述。在這些實施例中，原始圖像1130被 輸入至可產(chǎn)生LP圖像1155的濾波器模塊1150。在一些實施例中，濾波器模塊也可產(chǎn)生直 方圖1151。LP圖像1155可被發(fā)送至色彩增強(qiáng)模塊1156以及減法過程1157，在該減法過程 1157中將從原始圖像1130中減去LP圖像1155以形成HP圖像1158。在一些實施例中，HP 圖像1158也可進(jìn)行去核(coring)處理1159，其中從HP圖像1158中去除一些高頻成分。 該去核處理將產(chǎn)生經(jīng)去核的HP圖像1160，其然后可用增益映射1162處理(1161)以實現(xiàn)亮 度保持、增強(qiáng)或以上針對其它實施例所述的其它處理。增益映射處理1161將產(chǎn)生經(jīng)增益映 射的HP圖像1168。可在色彩增強(qiáng)模塊1156中用色彩檢測功能、色彩映射細(xì)化功能、色彩區(qū)域處理功 能和其它功能來處理發(fā)送至該模塊的LP圖像1155。在一些實施例中，色彩增強(qiáng)模塊1156 可包括膚色檢測功能、膚色映射細(xì)化功能和膚色區(qū)域處理以及非膚色區(qū)域處理。色彩增強(qiáng) 模塊1156中的功能可產(chǎn)生針對圖像元的經(jīng)修改色彩值，諸如像素強(qiáng)度值，這些經(jīng)修改色彩 值可被記錄為經(jīng)色彩增強(qiáng)的LP圖像1169。經(jīng)色彩增強(qiáng)的LP圖像1169然后可在BP色階或增強(qiáng)色階模塊1163中被處理。亮 度保持(BP)或亮度增強(qiáng)色階模塊1163可接收經(jīng)色彩增強(qiáng)的LP圖像1169，以供用色階操作 進(jìn)行處理。色階操作可取決于從背光選擇模塊1154接收的背光選擇信息。當(dāng)用色階操作 實現(xiàn)亮度保持時，背光選擇信息在確定色階曲線時有用。僅當(dāng)亮度增強(qiáng)在沒有背光補(bǔ)償?shù)?情況下執(zhí)行時，可能不需要背光選擇信息。在色階模塊1163內(nèi)執(zhí)行的色階操作可取決于圖 像特性、應(yīng)用的性能目標(biāo)以及其它參數(shù)，但與背光信息無關(guān)。在一些實施例中，圖像直方圖1151可被延遲(1152)以使色彩增強(qiáng)模塊1156和色 階模塊1163有時間執(zhí)行其功能。在這些實施例中，經(jīng)延遲的直方圖1153可被用來影響背 光選擇1154。在一些實施例中，來自前一幀的直方圖可被用來影響背光選擇1154。在一些 實施例中，來自當(dāng)前幀的前兩個幀的直方圖可被用來影響背光選擇1154。一旦執(zhí)行背光選 擇，就可由色階模塊1163使用背光選擇數(shù)據(jù)。一旦經(jīng)色彩增強(qiáng)的LP圖像1169通過色階模塊1163處理，所得的經(jīng)色彩增強(qiáng)、亮 度增強(qiáng)的LP圖像1176可與經(jīng)增益映射的HP圖像1168組合(1164)。在一些實施例中，此 過程1164可以是一加法過程。在一些實施例中，從該組合過程1164產(chǎn)生的經(jīng)組合的增強(qiáng) 圖像1177將是供圖像顯示的最終產(chǎn)物。此經(jīng)組合的增強(qiáng)圖像1177可利用以從背光選擇模 塊1154接收的背光設(shè)置調(diào)制的背光1166在顯示器上顯示。本發(fā)明的一些色彩增強(qiáng)模塊可參照圖74進(jìn)行描述。在這些實施例中，LP圖像 1170可被輸入至色彩增強(qiáng)模塊1171。在色彩增強(qiáng)模塊1171中各種處理可被應(yīng)用于LP圖 像1170。膚色檢測處理1172可應(yīng)用于LP圖像1170。膚色檢測處理1172可包括分析LP 圖像1170中每個像素的色彩并基于該像素色彩指派膚色可能性值。該處理可產(chǎn)生膚色可 能性映射。在一些實施例中，查找表(LUT)可用來確定色彩是一膚色的可能性。其它方法 也可用來確定膚色可能性。一些實施例可包括以上所述以及在通過引用結(jié)合于此的其它申請中所述的膚色檢測方法。所得的膚色可能性映射可通過膚色映射細(xì)化處理1173來處理。LP圖像1170也 可被輸入至此細(xì)化處理1173或被其訪問。在一些實施例中，此細(xì)化處理1173可包括圖像 驅(qū)動的非線性低通濾波器。在一些實施例中，細(xì)化處理1173可包括當(dāng)相應(yīng)圖像色彩值離 相鄰像素色彩值在特定色彩空間距離內(nèi)時并且當(dāng)圖像像素和相鄰像素在特定空間距離內(nèi) 時對膚色映射值應(yīng)用的取平均處理。通過此處理修改或細(xì)化的膚色映射然后可被用來標(biāo)識 LP圖像內(nèi)的膚色區(qū)域。該膚色區(qū)域外的區(qū)域也可被標(biāo)識為非膚色區(qū)域。在色彩增強(qiáng)模塊1171中，LP圖像1170然后可通過僅對膚色區(qū)域應(yīng)用色彩修改處 理1174來進(jìn)行微分處理。在一些實施例中，色彩修改處理1174可僅應(yīng)用于非膚色區(qū)域。在 一些實施例中，第一色彩修改處理可被應(yīng)用于膚色區(qū)域，而第二色彩修改處理可被應(yīng)用于 非膚色區(qū)域。這些色彩修改處理的每一個將產(chǎn)生經(jīng)色彩修改或增強(qiáng)的LP圖像1175。在一 些實施例中，經(jīng)增強(qiáng)的LP圖像可在色階模塊(例如BP)或增強(qiáng)色階模塊1163中進(jìn)一步處 理。本發(fā)明的一些實施例可參照圖75進(jìn)行描述。在這些實施例中，可對圖像1130低 通(LP)濾波(1131)以產(chǎn)生圖像的LP版本。此LP版本可被發(fā)送至色彩增強(qiáng)模塊1132以 供處理。該色彩增強(qiáng)模塊1132可包括色彩檢測功能、色彩映射細(xì)化功能、色彩區(qū)域處理功 能以及其它功能。在一些實施例中，色彩增強(qiáng)模塊1132可包括膚色檢測功能、膚色映射細(xì) 化功能和膚色區(qū)域處理以及非膚色區(qū)域處理。色彩增強(qiáng)模塊1132中的功能可導(dǎo)致圖像元 的經(jīng)修改色彩值，諸如像素強(qiáng)度值。在色彩修改之后，經(jīng)色彩修改的LP圖像可被發(fā)送至亮度保持或亮度增強(qiáng)模塊 1133。該模塊1133與以上所述的其中圖像值用色階曲線或類似方法調(diào)節(jié)或修改以改進(jìn)亮 度特性的許多實施例相似。在一些實施例中，色階曲線可與源光或背光級相關(guān)。在一些實 施例中，色階曲線可對降低背光級作出補(bǔ)償。在一些實施例中，色階曲線可增亮圖像或以其 它方式與任何背光級無關(guān)地修改圖像。然后經(jīng)色彩增強(qiáng)、亮度增強(qiáng)的圖像可與圖像的高通(HP)版本組合。在一些實施例 中，圖像的HP版本可通過從原始圖像1130減去(1134)LP版本來創(chuàng)建，從而產(chǎn)生圖像的HP 版本1135。經(jīng)色彩增強(qiáng)、亮度增強(qiáng)的圖像與圖像的HP版本1135的組合1137產(chǎn)生經(jīng)增強(qiáng)圖 像 1138。在這些實施例中，可對經(jīng)增強(qiáng)圖像1138執(zhí)行位深擴(kuò)展(BDE)處理1139。此BDE處 理1139可減少當(dāng)位深受限制時產(chǎn)生的可見偽像。一些實施例可包括如以上提及的通過引 用結(jié)合于此的專利申請中所述的BDE處理。本發(fā)明的一些實施例可參照圖76進(jìn)行描述。這些實施例與參照圖73所述的那些 實施例相似，但包括附加的位深擴(kuò)展處理。在這些實施例中，原始圖像1130被輸入至可產(chǎn)生LP圖像1155的濾波器模塊 1150。在一些實施例中，濾波器模塊也可產(chǎn)生直方圖1151。LP圖像1155可被發(fā)送至色彩 增強(qiáng)模塊1156以及減法過程1157，在該減法過程1157中將從原始圖像1130中減去LP圖 像1155以形成HP圖像1158。在一些實施例中，HP圖像1158也可進(jìn)行去核(coring)處 理1159，其中從HP圖像1158中去除一些高頻成分。該去核處理將產(chǎn)生經(jīng)去核的HP圖像 1160，其然后可用增益映射1162處理(1161)以實現(xiàn)亮度保持、增強(qiáng)或以上針對其它實施例所述的其它處理。增益映射處理1161將產(chǎn)生經(jīng)增益映射的HP圖像1168。發(fā)送至色彩增強(qiáng)模塊1156的LP圖像1155可在該模塊中用色彩檢測功能、色彩映 射細(xì)化功能、色彩區(qū)域處理功能和其它功能來處理。在一些實施例中，色彩增強(qiáng)模塊1156 可包括膚色檢測功能、膚色映射細(xì)化功能和膚色區(qū)域處理以及非膚色區(qū)域處理。色彩增強(qiáng) 模塊1156中的功能可產(chǎn)生針對圖像元的經(jīng)修改色彩值，諸如像素強(qiáng)度值，這些經(jīng)修改色彩 值可被記錄為經(jīng)色彩增強(qiáng)的LP圖像1169。經(jīng)色彩增強(qiáng)的LP圖像1169然后可在BP色階或增強(qiáng)色階模塊1163中處理。亮度 保持(BP)或亮度增強(qiáng)色階模塊1163可接收經(jīng)色彩增強(qiáng)的LP圖像1169，以供用色階操作進(jìn) 行處理。色階操作可取決于從背光選擇模塊1154接收的背光選擇信息。當(dāng)用色階操作實 現(xiàn)亮度保持時，背光選擇信息在確定色階曲線時有用。當(dāng)在沒有背光補(bǔ)償?shù)那闆r下僅執(zhí)行 亮度增強(qiáng)時，可能不需要背光選擇信息。在色階模塊1163內(nèi)執(zhí)行的色階操作可取決于圖像 特性、應(yīng)用的性能目標(biāo)以及其它參數(shù)，但與背光信息無關(guān)。在一些實施例中，圖像直方圖1151可被延遲(1152)以使色彩增強(qiáng)模塊1156和色 階模塊1163有時間執(zhí)行其功能。在這些實施例中，經(jīng)延遲的直方圖1153可被用來影響背 光選擇1154。在一些實施例中，來自前一幀的直方圖可被用來影響背光選擇1154。在一些 實施例中，來自當(dāng)前幀的前兩個幀的直方圖可被用來影響背光選擇1154。一旦執(zhí)行背光選 擇，就可由色階模塊1163使用背光選擇數(shù)據(jù)。一旦經(jīng)色彩增強(qiáng)的LP圖像1169通過色階模塊1163處理，所得的經(jīng)色彩增強(qiáng)、亮 度增強(qiáng)的LP圖像1176可與經(jīng)增益映射的HP圖像1168組合(1164)。在一些實施例中，此 過程1164可以是一加法過程。在一些實施例中，從此組合過程1164產(chǎn)生的經(jīng)組合增強(qiáng)圖 像1177可用位深擴(kuò)展(BDE)處理1165來處理。此BDE處理1165可減少位深受限制時產(chǎn)生 的可見偽像。一些實施例可包括如以上提及的通過引用結(jié)合于此的專利申請中所述的BDE 處理。在BDE處理1165之后，此經(jīng)增強(qiáng)圖像1169可利用以從背光選擇模塊1154接收的 背光設(shè)置調(diào)制的背光1166在顯示器上顯示。本發(fā)明的一些實施例可參照圖77進(jìn)行描述。在這些實施例中，可用低通(LP)濾 波器對圖像1180濾波(1181)以產(chǎn)生LP圖像1183。此LP圖像1183可被減去(1182)或以 其它方式與原始圖像1180組合以產(chǎn)生高通(HP)圖像1189。然后可用色彩增強(qiáng)模塊1184 來處理該LP圖像。在色彩增強(qiáng)模塊1184中，可對LP圖像應(yīng)用各種處理。膚色檢測處理 1185可應(yīng)用于LP圖像1183。膚色檢測處理1185可包括分析LP圖像1183中每個像素的 色彩并基于該像素色彩指派膚色可能性值。該處理可產(chǎn)生膚色可能性映射。在一些實施例 中，查找表(LUT)可用來確定色彩是一膚色的可能性。其它方法也可用來確定膚色可能性。 一些實施例可包括以上所述以及在通過引用結(jié)合于此的其它申請中所述的膚色檢測方法。所得的膚色可能性映射可通過膚色映射細(xì)化處理1186來處理。LP圖像1183也可 被輸入至此細(xì)化處理1186或被其訪問。在一些實施例中，此細(xì)化處理1186可包括圖像驅(qū) 動的非線性低通濾波器。在一些實施例中，細(xì)化處理1186可包括當(dāng)相應(yīng)圖像色彩值離相 鄰像素色彩值在特定色彩空間距離內(nèi)時并且當(dāng)圖像像素和相鄰像素在特定空間距離內(nèi)時 對膚色映射中的值應(yīng)用的取平均處理。通過此處理修改或細(xì)化的膚色映射然后可被用來標(biāo) 識LP圖像內(nèi)的膚色區(qū)域。膚色區(qū)域外的區(qū)域也可被標(biāo)識為非膚色區(qū)域。
在色彩增強(qiáng)模塊1184中，LP圖像1183然后可通過僅對膚色區(qū)域應(yīng)用色彩修改處 理1187來進(jìn)行微分處理。在一些實施例中，色彩修改處理1187可僅應(yīng)用于非膚色區(qū)域。在 一些實施例中，第一色彩修改處理可被應(yīng)用于膚色區(qū)域，而第二色彩修改處理可被應(yīng)用于 非膚色區(qū)域。這些色彩修改處理的每一個將產(chǎn)生經(jīng)色彩修改或增強(qiáng)的LP圖像1188。此經(jīng)增強(qiáng)的LP圖像1188然后可與HP圖像1189相加或以其它方式與之組合，從 而產(chǎn)生經(jīng)增強(qiáng)圖像1192。本發(fā)明的一些實施例可參照圖78進(jìn)行描述。在這些實施例中，可用低通(LP)濾 波器對圖像1180濾波(1181)以產(chǎn)生LP圖像1183。此LP圖像1183可被減去(1182)或以 其它方式與原始圖像1180組合以產(chǎn)生高通(HP)圖像1189。然后可用色彩增強(qiáng)模塊1184 來處理該LP圖像。在色彩增強(qiáng)模塊1184中，可對LP圖像應(yīng)用各種處理。膚色檢測處理 1185可應(yīng)用于LP圖像1183。膚色檢測處理1185可包括分析LP圖像1183中每個像素的 色彩并基于該像素色彩指派膚色可能性值。該處理可產(chǎn)生膚色可能性映射。在一些實施例 中，查找表(LUT)可用來確定色彩是一膚色的可能性。其它方法也可用來確定膚色可能性。 一些實施例可包括以上所述以及在通過引用結(jié)合于此的其它申請中所述的膚色檢測方法。所得的膚色可能性映射可通過膚色映射細(xì)化處理1186來處理。LP圖像1183也可 被輸入至此細(xì)化處理1186或通過其訪問。在一些實施例中，此細(xì)化處理1186可包括圖像 驅(qū)動的非線性低通濾波器。在一些實施例中，細(xì)化處理1186可包括當(dāng)相應(yīng)圖像色彩值離 相鄰像素色彩值在特定色彩空間距離內(nèi)時并且當(dāng)圖像像素和相鄰像素在特定空間距離內(nèi) 時對膚色映射中的值應(yīng)用的取平均處理。通過此處理修改或細(xì)化的膚色映射然后可被用來 標(biāo)識LP圖像內(nèi)的膚色區(qū)域。膚色區(qū)域外的區(qū)域也可被標(biāo)識為非膚色區(qū)域。在色彩增強(qiáng)模塊1184中，然后可通過僅對膚色區(qū)域應(yīng)用色彩修改處理1187來對 LP圖像1183進(jìn)行微分處理。在一些實施例中，色彩修改處理1187可僅應(yīng)用于非膚色區(qū)域。 在一些實施例中，第一色彩修改處理可被應(yīng)用于膚色區(qū)域，而第二色彩修改處理可被應(yīng)用 于非膚色區(qū)域。這些色彩修改處理的每一個將產(chǎn)生經(jīng)色彩修改或增強(qiáng)的LP圖像1188。該經(jīng)增強(qiáng)LP圖像1188然后可與HP圖像1189相加或以其它方式組合以產(chǎn)生經(jīng)增 強(qiáng)圖像，該經(jīng)增強(qiáng)圖像然后可用位深擴(kuò)展(BDE)處理1191處理。在BDE處理1191中，特別 設(shè)計的噪聲模式或抖動模式可被應(yīng)用于圖像，以降低對因減少圖像位深的后續(xù)處理產(chǎn)生的 等高線偽像的敏感性。一些實施例可包括如以上提及的通過引用結(jié)合于此的專利申請中所 述的BDE處理。然后可顯示或進(jìn)一步處理所得的BDE增強(qiáng)圖像1193。經(jīng)BDE增強(qiáng)的圖像 1193在如以上通過引用結(jié)合的申請中所述其位深被減小時將較不可能顯示等高線偽像。本發(fā)明的一些實施例包括在硬件實現(xiàn)的約束下實現(xiàn)高質(zhì)量背光調(diào)制和亮度保持 的細(xì)節(jié)。這些實施例可參照圖73和76中所示的實施例進(jìn)行描述。一些實施例包括駐留在圖73和76中的背光選擇塊1154和BP色階塊1163中的 元件。這些實施例的一部分可減少存儲器消耗和實時計算需求。直方圖計算在這些實施例中，對圖像代碼值而非輝度值計算直方圖。因而不需要色彩轉(zhuǎn)換。在 一些實施例中，初始算法可對圖像的所有樣本計算直方圖。在這些實施例中，直方圖計算直 到接收到圖像的最后一個樣本時才能完成。在背光選擇和補(bǔ)償色調(diào)曲線設(shè)計能夠完成之前 必須獲得所有樣本并且必須完成直方圖。
這些實施例具有若干復(fù)雜性問題 因為直到完成直方圖時才能對第一像素作補(bǔ)償，所以需要幀緩存器-RAM 因為其它功能元件被停止以等待結(jié)果，所以幾乎沒有時間可用于直方圖和背光 選擇運算-計算 必須處理以對所有圖像樣本計算一直方圖的大量圖像樣本_計算 對于10比特的圖像數(shù)據(jù)而言，10比特的直方圖需要相對大的存儲器來保存數(shù) 據(jù)，并需要在畸變最優(yōu)化中檢查大量點-RAM和計算本發(fā)明的一些實施例包括用于克服這些問題的技術(shù)。為了消除對幀緩存器的需 要，前一幀的直方圖可被用作背光選擇算法的輸入。來自幀η的直方圖被用作幀n+1、n+2 或另一后續(xù)幀的輸入，由此消除對幀緩存器的需要。為了允許計算時間，可將直方圖延遲一個或兩個附加幀，從而來自幀η的直方圖 被用作供幀n+2、n+3等的背光選擇的輸入。這允許背光選擇算法有從幀η結(jié)束處至例如 n+2的后續(xù)幀開始處的時間來計算。在一些實施例中，背光選擇算法的輸出上的時間濾波器可用來降低對背光選擇中 相對于輸入幀的該幀延遲的敏感度。為了減少在計算每個直方圖時必須處理的樣本數(shù)量，一些實施例可使用一區(qū)塊而 非單獨的像素。對于每個色彩平面和每個區(qū)塊，計算最大樣本。可對這些區(qū)塊最大值計算 直方圖。在一些實施例中，最大值仍然在每個色彩平面上計算。由此，具有M個區(qū)塊的圖像 將具有對直方圖的3-M個輸入。在一些實施例中，可對量化到小比特范圍即6比特的輸入數(shù)據(jù)計算直方圖。在這 些實施例中，減少了保存直方圖所需的RAM。另外，在畸變相關(guān)實施例中，畸變搜索所需的操 作也減少。
0691] 以下以函數(shù)1的代碼形式描述示例性直方圖計算實施例。 函數(shù)1
0692]
0693]
0694]
0695]
0696]
0697]
0698]
0699]
0700]
0701]
0702]
0703]
0704]
0705]
0706]
0707]
ComputeHi stogram
Il基于區(qū)塊上的最大值計算直方圖
//在定義中設(shè)置的區(qū)塊大小和直方圖位深
//相關(guān)全局變量
//gHistogramBlockSize
//gN—HistogramBins
//N_PIPELINE_CODEVALUES
void ComputeHistogram(SHORT^pSource, IMAGE_SIZE size, UINT32
^pHistogram)
{
55
SHORT cv ；SHORT bin ；SHORT r, c, k ；SHORT block ；SHORT cvMax ；SHORT BlockRowCount ；SHORT nHistogramBlocksffide ；nHistogramBlocksffide = size. width/gHistogramBlockSize ；/*清除直方圖*/for (bin = O ；bin < gN_HistogramBins ；bin++)pHistogram = O ；//將區(qū)塊上的最大值用于直方圖，不要混合色彩//跟蹤區(qū)塊的每一掃描行中的最大值，并且在掃描行上取最大值//初始化BlockRowCount = O ；for(k = O ;k < NC0L0RS ；k++)for(block = O ；block < nHistogramBlocksffide ；block++)MaxBlockCodeValue = O ；for (r = O ;r < size, height ；r++){//單個掃描行for (c = O ;c < size, width ；c++){block = c/gHistogramBlockSize ；for(k = O ;k < NC0L0RS ；k++){cv = pSource ；if(cv > MaxBlockCodeValue)MaxBlockCodeValue = cv ；}}//完成了成行的區(qū)塊？if (r == (gHistogramBlockSize* (BlockRowCount+1) -1)){//更新直方圖并遞增BlockRowCountfor(k = O ;k < NC0L0RS ；k++)for(block = O ；block < nHistogramBlocksffide ；block++){cvMax = MaxBlockCodeValue ；0747]bin = (SHORT)((cvMax*(int)gN_HistogramBins+(N_PIPELINE_C0DEVALUES/2
0748]))/((SHORT)N_PIPELINE_CODEVALUES))；
0749]pHistogram++ ；
0750]}
0751]BlockRowCount = BlockRowCount+1 ；
0752]//重置最大值
0753]for(k = O ;k < NCOLORS ；k++)
0754]for(block = O ；block < nHistogramBlocksffide ；block++)
0755]MaxBlockCodeValue = O ；
0756]}
0757]}
0758]return ；
0759]}
0760]目標(biāo)和實際顯示模型
0761]在一些實施例中，畸變和補(bǔ)償算法取決于用來描述目標(biāo)和基準(zhǔn)顯示器的冪函數(shù)。
該冪函數(shù)或“Y”可以整數(shù)表示離線計算。在一些實施例中，該實時計算可利用Y冪函數(shù) 的預(yù)先計算的整數(shù)值。以下列示為函數(shù)2的樣本代碼描述一示例性實施例。
0762]函數(shù)2
0763]void InitPowerOfGamma (void)
0764]{
0765]int i ；
0766]Il在此初始化ROM表格
0767]for(i = O ;i < N_PIPELINE_C0DEVALUES ；i++)
0768]{
0769]PowerOfGamma = pow (i/((double) N_PIPELINE_C0DEVALUES_1)，GAMMA)；
0770]IntPowerOfGamma = (UINT32)((1 << N_BITS_INT_GAMMA)*Power0fGamma+0.
0771]5)；
0772]}
0773]return ；
0774]}
0775]在一些實施例中，目標(biāo)和實際顯示兩者可用雙參數(shù)GOG-F模型建模，該模型實時
地用來控制基于畸變的背光選擇過程和背光補(bǔ)償算法。在一些實施例中，目標(biāo)(基準(zhǔn))顯 示和實際面板兩者可建模為具有帶加性偏移的2. 2 γ功率規(guī)則。該加性偏移可確定顯示的 對比率?；儥?quán)重的計算在一些實施例中，對于每個背光級和輸入圖像，可計算期望輸出圖像與給定背光 級上的輸出之間的畸變。結(jié)果是對每個直方圖面元(bin)和每個背光級的權(quán)重。通過僅對 所需背光級計算畸變權(quán)重，所使用RAM的大小被保持于最小或減小水平。在這些實施例中， 在線計算使算法能適應(yīng)對基準(zhǔn)或目標(biāo)顯示的不同選擇。該計算涉及兩個元素，即圖像直方圖和畸變權(quán)重集合。在其它實施例中，所有可能背光值的畸變權(quán)重被離線計算并儲存在ROM 中。為了降低ROM要求，畸變權(quán)重可針對每個幀的每個感興趣背光級計算。給定期望和面 板顯示模型以及背光級列表，可對每個幀計算這些背光級的畸變權(quán)重。以下示出作為函數(shù) 3的一示例性實施例的樣本代碼。 函數(shù) 3*************************//void ComputeBackLightDistortionffeightH計算畸變需要大的位深//針對所選背光級列表和面板參數(shù)計算畸變權(quán)重Il相關(guān)全局變量//MAX_BACKLIGHT_SEARCH//N_BITS_INT_GAMMA//N_PIPELINE_CODEVALUES//IntPowerOfGamma//gN_HistogramBins 氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺/void ComputeBackLightDistortionWeight(SHC)RT nBackLightsSearched,SHORT Blackffeight,SHORT ffhiteffeight,SHORT PanelCR,SHORT TargetCR,SHORTBackLightLevelReference,SHORTBackLightLevelsSearched){SHORT b ；SHORT bin ；SHORT cvL, cvH ；_int64X, Y, D, Dmax ；Dmax = (1 << 30)；Dmax = Dmax*Dmax ；for (b = O ;b < nBackLightsSearched ；b++){SHORT r, q ；r = N_PIPELINE_CODEVALUES/gN_HistogramBins ；Il找出所搜索的每個背光的低代碼值和高代碼值
HPanelOutput = BackLightSearched*((I-PanelFlare)*y"Gamma+PanelFlare)IlTargetOutput = BackLightLevelReference*((I-TargetFlare)*x"Gamma+Targe tFlare)//對于cvL，找出使得最小面板輸出在目標(biāo)輸出上實現(xiàn)的χ//TargetOutput(cvL) = min (PanelOutput)= BackLightSearched^PanelFlareIlBackLightLevelReference* ((I-TargetFlare)*cvL"Gamma+TargetFlare)= BackLightSearched/PanelCRIlBackLightLevelReference/TargetCR*((TargetCR-I)*cvL"Gamma+l)= BackLightSearched/PanelCRIlPanelCR^BackLightLevelReference* ((TargetCR-I) *cvL"Gamma+1)= TargetCR^BackLightSearchedIlPanelCR^BackLightLevelReference*((TargetCR-I)^IntPowerOfGamma+(1 << N_BITS_INT_GAMMA)) = TargetCR^BackLightSearched*(1 << N_BITS_INT_GAMMA))X = TargetCR ；X = X氺BackLightLevelsSearched ；X = X*(l << N_BITS_INT_GAMMA)；for (cvL = 0 ；cvL < N_PIPELINE_CODEVALUES ；cvL++){Y = IntPowerOfGamma ；Y = Y* (TargetCR-I);Y = Y+(l << N_BITS_INT_GAMMA)；Y = Y氺BackLightLevelReference ；Y = Y*PanelCR;if (Χ <= Y)break ；}//對于cvH，找出使得最大面板輸出在目標(biāo)輸出上實現(xiàn)的χ
//TargetOutput(cvH) = max (PanelOutput) = BackLightSearched*lIlBackLightLevelReference* ((I-TargetFlare)*cvH"Gamma+TargetFlare)= BackLightSearchedIlBackLightLevelReference/TargetCR* ((TargetCR-I)*cvH"Gamma+l)= BackLightSearchedIlBackLightLevelReference ( (TargetCR-I) *cvH"Gamma+l)= TargetCR^BackLightSearchedIlBackLightLevelReference((TargetCR-I)^IntPowerOfGamma+(1 < < N_BITS_ INT_GAMMA)) = TargetCR^BackLightSearched*(1 << N_BITS_INT_GAMMA)X = TargetCR ；X = X氺BackLightLevelsSearched ；X = X*(l << N_BITS_INT_GAMMA)；for (cvH = (N_PIPELINE_C0DEVALUES_1) ；cvH >= 0 ；cvH—){Y = IntPowerOfGamma ；Y = Y* (TargetCR-I);Y = Y+(l << N_BITS_INT_GAMMA)；Y = Y氺BackLightLevelReference ；if (Χ >= Y)break ；}//建立畸變權(quán)重for (bin = 0 ；bin < gN_HistogramBins ；bin++){SHORT k ；D = 0；for(q = 0 ;q < r ；q++){k = r氺bin+q ；if (k <= cvL)D+ = Blackffeight*(cvL-k)*(cvL-k)；
else if (k >= cvH)D+ = Whiteffeight*(k-cvH)*(k-cvH)；}if (D > Dmax)D = Dmax ；gBackLightDistortionffeights = (UINT32)D ；}}return ；}對背光的二次采樣搜索在一些實施例中，背光選擇算法可包括使每個背光級上的目標(biāo)顯示輸出和面板輸 出之間的畸變最小化的處理。為了減少必須估算的背光級的數(shù)量與必須計算和儲存的畸變 權(quán)重的數(shù)量兩者，可在搜索中使用背光級的子集合。在一些實施例中，可使用對搜索二次采樣的兩種示例性方法。在第一種方法中，可 能范圍的背光級被粗糙量化至例如4個比特。搜索該經(jīng)量化級的子集以尋找最小畸變。在 一些實施例中，可使用絕對最小值和最大值來完成。在第二種方法中，使用發(fā)現(xiàn)用于最后一 幀的背光級附近的一范圍值。例如，搜索來自最后一幀的背光級的士4、士2、士 1和+0連同 絕對最小級和最大級。在該后一方法中，第二范圍中的限制對所選背光級中的變化施加某 限制。在一些實施例中，場景切換檢測被用來控制二次采樣。在一場景內(nèi)，BL搜索以最后 一幀的背光周圍的小搜索窗口為中心。在場景切換邊界，搜索在可能BL值的范圍中分配少 量的點。同一場景中的后續(xù)幀使用以前一幀的BL周圍的搜索為中心的先前方法，直到檢測 到另一場景切換。單個BP補(bǔ)償曲線的計算在一些實施例中，可在操作期間使用若干不同背光級。在其它實施例中，用于背光 級的窮盡集合的補(bǔ)償曲線被離線地計算、然后儲存在ROM中以供實時圖像補(bǔ)償。通過注意 到在每個幀中僅需要單個補(bǔ)償曲線，可降低此存儲器要求。由此，針對每個幀計算補(bǔ)償色調(diào) 曲線并將其保存在RAM中。在一些實施例中，補(bǔ)償曲線的設(shè)計像在離線設(shè)計中使用一樣。一 些實施例可包括如上所述線性增大至最大保真度點(MFP)、然后平滑滾降的曲線。時間濾波器在具有背光調(diào)制的系統(tǒng)中的一個關(guān)注點是閃爍。這可通過使用圖像處理補(bǔ)償技術(shù) 來減少。然而，存在對補(bǔ)償?shù)囊恍┫拗?，其在背光變化快時會產(chǎn)生偽像。在一些情形中，黑 色和白色點跟蹤背光并且在所有情形中都不能得到補(bǔ)償。此外，在一些實施例中，背光選擇 可基于來自延遲幀的數(shù)據(jù)，并且由此可與實際幀數(shù)據(jù)不同。為了在背光計算中調(diào)節(jié)黑色/ 白色電平閃爍并使直方圖能被延遲，可使用時間濾波器來平滑發(fā)送至背光控制單元的實際 背光值和相應(yīng)補(bǔ)償。納入亮度變化出于各種原因，用戶可能想要改變顯示的亮度。問題是在背光調(diào)制環(huán)境中如何這 樣做。因此，一些實施例可供操縱基準(zhǔn)顯示的亮度之用，而使背光調(diào)制和亮度補(bǔ)償組件不變。以下作為函數(shù)4描述的代碼例示了其中基準(zhǔn)背光系數(shù)或者被設(shè)置為最大值，或者被設(shè) 置成取決于APL被用來改變最大顯示亮度時的平均圖片電平(APL)的值的一示例性實施例。 函數(shù) 4氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺if (gStoredMode){BackLightIndexReference = N_BACKLIGHT_VALUES_1 ；}else{APL = ComputeAPL(pHistogram)；//時間濾波器APLif (fir stFrame){for(i = (APL_FILTER_LENGTH-1) ；i >= 0 ；i—){APL_Hi story = APL ；}}for(i = (APL_FILTER_LENGTH-1) ；i >= 1 ；i—){APL_History = APL_History ；}APL_Hi story = APL ；APL = 0 ；for(i = 0 ;i < APL_FILTER_LENGTH ；i++)APL = APL+APL_History氺IntAplFilterTaps ；APL = (APL+(1 << (APL_FILTER_SHIFT_1))) >> APL_FILTER_SHIFT ；BackLightIndexReference = APL2BackLightIndex ；}加權(quán)誤差向量實施例本發(fā)明的一些實施例包括利用加權(quán)誤差向量來選擇背光或源光照度級的方法和
系統(tǒng)。在一些實施例中，選擇多個源光照度級，從中可作出最終選擇以供目標(biāo)圖像的光照。 面板顯示模型然后可用來針對源光照度級中的每一個計算顯示輸出。在一些實施例中，如 相關(guān)于前述實施例所述的基準(zhǔn)顯示模型或?qū)嶋H顯示模型可用來確定顯示輸出電平。還可產(chǎn) 生目標(biāo)輸出曲線。然后可通過將面板輸出與目標(biāo)輸出曲線作比較來對每個源光照度級確定
誤差向量。
也可對目標(biāo)圖像產(chǎn)生圖像直方圖或枚舉圖像值的類似結(jié)構(gòu)。與圖像直方圖或結(jié)構(gòu) 中的每個圖像代碼值相對應(yīng)的值然后可被用來加權(quán)具體圖像的誤差向量。在一些實施例 中，直方圖面元中對應(yīng)于特定代碼值的命中數(shù)量可乘以該代碼值的誤差向量值，從而產(chǎn)生 經(jīng)加權(quán)的圖像專屬誤差向量值。加權(quán)誤差向量可包括圖像中每個代碼值的誤差向量值。該 圖像專屬的源光照度級專屬的誤差向量然后可被用作因?qū)υ撎囟▓D像使用指定源光照度 級而產(chǎn)生的誤差的指示。每個源光照度級的誤差向量數(shù)據(jù)的比較可指示哪一個照度級將對該具體圖像產(chǎn) 生最小誤差。在一些實施例中，加權(quán)誤差向量代碼值的和可被稱為加權(quán)圖像誤差。在一些 實施例中，針對具體圖像的對應(yīng)于最小誤差或最小加權(quán)圖像誤差的光源照度級可被選擇用 于顯示該圖像。在一視頻序列中，對每個視頻幀進(jìn)行該處理，從而產(chǎn)生可對每個幀變化的動 態(tài)源光照度級。本發(fā)明的一些示例性實施例的多個方面可關(guān)于圖79進(jìn)行描述，圖79示出目標(biāo)輸 出曲線2000和若干顯示輸出曲線2002-2008。目標(biāo)輸出曲線2000表示圖像代碼值(在水平 軸上示出)和顯示輸出(在垂直軸上示出)之間的期望關(guān)系。還對從25%至100%的源光 照度級示出顯示輸出曲線2002-2008。在2002處示出25%背光的顯示輸出曲線。在2004 處示出50%背光的顯示輸出曲線。在2006處示出75%背光的顯示輸出曲線。在2008處 示出100%背光的顯示輸出曲線。在一些實施例中，顯示輸出曲線2002-2008與目標(biāo)輸出曲 線2000之間的垂直差可表示與該位置處的代碼值相對應(yīng)的誤差值，或與該誤差值成比例。 在一些實施例中，針對代碼值集合的這些誤差值的累積可被稱為誤差向量。本發(fā)明的一些示例性實施例的多個方面可關(guān)于圖80進(jìn)行描述，圖80示出特定顯 示光源照度級的誤差向量曲線。該附圖中的誤差向量曲線對應(yīng)于圖79的目標(biāo)和顯示輸出 曲線2000-2008。在2016處示出25%背光的誤差向量曲線。在2014處示出50%背光的誤 差向量曲線。在2012處示出75%背光的誤差向量曲線。在2010處示出100%背光的誤差 向量曲線。在圖80中示出的這些示例性實施例中，利用均方誤差值來使所有的誤差值為正 數(shù)。在其它實施例中，誤差值可通過其它方法來確定，并且在一些情形中可存在負(fù)誤差值。在本發(fā)明的一些實施例中，誤差向量可與圖像數(shù)據(jù)組合以創(chuàng)建圖像特定的誤差 值。在一些實施例中，圖像直方圖可與一個或多個誤差向量相組合以創(chuàng)建直方圖加權(quán)誤差 值。在一些實施例中，特定代碼值的直方圖面元計數(shù)值可乘以與該代碼值相對應(yīng)的誤差值， 從而產(chǎn)生經(jīng)直方圖加權(quán)的誤差值。圖像在給定背光照度級下圖像的所有經(jīng)直方圖加權(quán)的代 碼值的和可被稱為直方圖加權(quán)誤差?？舍槍Χ鄠€背光照度級的每一個確定直方圖加權(quán)誤 差。背光照度級選擇可基于與背光照度級相對應(yīng)的直方圖加權(quán)誤差。本發(fā)明的一些實施例的多個方面可關(guān)于圖81進(jìn)行描述，圖81包括各個背光照度 級的直方圖加權(quán)誤差的曲線。第一圖像的直方圖加權(quán)誤差曲線2020示出誤差大小穩(wěn)定降 至86%照度級附近的最小值2021，在86%照度級之后曲線隨背光值增大而上升。對于該具 體圖像，86%左右的照度級提供最低誤差。第二圖像的另一曲線2022穩(wěn)定降至95%照度級 附近的最小值2023，在95%照度級之后曲線隨背光值增大而上升。對于該第二圖像，95% 左右的照度級提供最低誤差。以此方式，一旦對各個源光或背光照度級確定了直方圖加權(quán) 誤差，就可對具體圖像選擇背光照度級。本發(fā)明一些實施例的方面可相關(guān)于圖82進(jìn)行描述。在這些實施例中，圖像2030被輸入至產(chǎn)生圖像直方圖2032的直方圖計算過程2031。顯示面板也被分析以針對多個背 光照度級確定誤差向量數(shù)據(jù)2033。然后通過將直方圖數(shù)據(jù)2032與加權(quán)誤差向量數(shù)據(jù)2033 組合可產(chǎn)生(2034)加權(quán)誤差2035。在一些實施例中，通過將與代碼值相對應(yīng)的誤差向量值 乘以與該代碼值相對應(yīng)的直方圖計數(shù)值從而產(chǎn)生經(jīng)直方圖加權(quán)的誤差向量值，可執(zhí)行此組 合2034。針對圖像中所有代碼值的所有經(jīng)直方圖加權(quán)的誤差向量值的和可被稱為經(jīng)直方圖 加權(quán)的誤差2035。通過將每個背光照度級的誤差向量與適當(dāng)?shù)闹狈綀D計數(shù)值組合，可對多個背光照 度級的每一個確定經(jīng)直方圖加權(quán)的誤差。此處理可產(chǎn)生經(jīng)直方圖加權(quán)的誤差陣列，其包括 針對多個背光照度級的經(jīng)直方圖加權(quán)的誤差值。然后可分析經(jīng)直方圖加權(quán)的誤差陣列中的 值以確定哪一個背光照度級最適用于圖像顯示。在一些實施例中，與最小直方圖加權(quán)誤差 2036相對應(yīng)的背光照度級可被選擇用于圖像顯示。在一些實施例中，其它數(shù)據(jù)可影響背光 照度級判定，例如在一些實施例中節(jié)能目標(biāo)可影響該判定。在一些實施例中，可選擇在最小 直方圖加權(quán)誤差值附近、但也符合某其它標(biāo)準(zhǔn)的背光照度級。一旦選擇了背光照度級2037， 此電平即可被發(fā)信號至顯示器。本發(fā)明一些實施例的方面可相關(guān)于圖83進(jìn)行描述。在這些實施例中，產(chǎn)生針對特 定顯示設(shè)備或顯示特性的目標(biāo)輸出曲線(2040)。該曲線或其附隨數(shù)據(jù)表示該顯示器的期望 輸出。顯示輸出曲線也針對各個背光或源光照度級產(chǎn)生(2041)。例如，在一些實施例中，可 針對背光照度級以10%或5%的增量從0%到100%產(chǎn)生顯示輸出曲線?；谀繕?biāo)輸出曲線和顯示或面板輸出曲線，可計算照度級專屬誤差向量(2042)。 通過確定相應(yīng)圖像代碼值處目標(biāo)輸出曲線值和顯示器或面板輸出曲線值之間的差異來計 算這些誤差向量。誤差向量可包括針對圖像的每個代碼值或針對目標(biāo)顯示的動態(tài)范圍中的 每個代碼值的誤差值?？舍槍Χ鄠€源光照度級計算誤差向量。例如，可針對對該顯示器產(chǎn) 生的每個顯示輸出曲線計算誤差向量。一誤差向量集合可預(yù)先計算并儲存，以供在圖像顯 示期間用于“實時”計算或者可在其它計算中使用。為了使源光照度級適合特定圖像或圖像特性，圖像直方圖可產(chǎn)生(2043)并用于 照度級選擇過程。在一些實施例中，可使用其它數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來標(biāo)識特定圖像中圖像代碼值出 現(xiàn)的頻率。在本說明書中這些其它結(jié)構(gòu)可被稱為直方圖。在一些實施例中，與變化源光照度級相對應(yīng)的誤差向量可用直方圖值加權(quán)(2044) 以使顯示誤差與圖像相關(guān)。在這些實施例中，誤差向量值可乘以相應(yīng)代碼值的直方圖值，或 以其它方式與之相關(guān)。換言之，與給定圖像代碼值相對應(yīng)的誤差向量值可乘以與給定代碼 值相對應(yīng)的直方圖面元計數(shù)值。一旦確定了加權(quán)誤差向量值，給定誤差向量的所有加權(quán)誤差向量值就可相加 (2045)以針對對應(yīng)于誤差向量的照度級創(chuàng)建直方圖加權(quán)的誤差值。直方圖加權(quán)的誤差值可 針對為其計算誤差向量的每個照度級計算。在一些實施例中，可檢查(2046)經(jīng)直方圖加權(quán)的誤差值集合以確定集合特性。在 一些實施例中，此集合特性可以是最小值。在一些實施例中，此集合特性可以是某其它約束 內(nèi)的最小值。在一些實施例中，此集合特性可以是符合功率約束的最小值。在一些實施例 中，線、曲線或其它結(jié)構(gòu)可被擬合至該直方圖加權(quán)誤差值集合，并可用來在已知誤差值之間 插值或以其它方式表示直方圖加權(quán)誤差值的集合。基于直方圖加權(quán)誤差值和集合特性或其它約束，可選擇源光照度級。在一些實施例中，與最小直方圖加權(quán)誤差值相對應(yīng)的源光照度 級可被選擇。一旦已選擇了源光照度級，該選擇就可被發(fā)信號至顯示器或與圖像一起記錄以在 顯示時使用，從而該顯示器可使用所選照度級來顯示目標(biāo)圖像。響應(yīng)場景切換的顯示光源信號濾波器源光調(diào)制可改進(jìn)動態(tài)對比度并降低顯示功耗，但是源光調(diào)制可引起顯示輝度中的 煩擾波動。圖像數(shù)據(jù)可如上所述地修改以補(bǔ)償許多源光變化，但此方法不能完全補(bǔ)償動態(tài) 范圍的極端處的源光變化。通過對源光信號進(jìn)行時間低通濾波以減少源光電平的急劇變化 和相關(guān)聯(lián)波動，可減少此煩擾波動。該方法在控制黑色電平變化中會是有效的，并且在有足 夠長濾波器的情況下，黑色電平變化能有效地不被感知。然而，可跨視頻序列的數(shù)個幀的長濾波器在場景切換時是有問題的。例如，從暗場 景到明亮場景的切換需要源光級的快速上升以從低黑色電平轉(zhuǎn)換至高亮度。源光或背光信 號的簡單時間濾波限制了顯示器的響應(yīng)度，并導(dǎo)致從暗場景到明亮場景的切換之后圖像亮 度的煩擾漸次上升。利用足夠長以使該上升實質(zhì)上不可見的濾波器導(dǎo)致切換之后的降低亮度。因此，本發(fā)明的一些實施例可包括場景切換檢測，而一些實施例可包括對視頻序 列中場景切換的出現(xiàn)作出響應(yīng)的濾波器。本發(fā)明的一些實施例可參照圖84進(jìn)行描述。在這些實施例中，圖像2050或其圖像 數(shù)據(jù)被輸入至場景切換檢測器2051和/或緩存器2052。在一些實施例中，這些模塊2051 和2052的一個或多個可產(chǎn)生圖像直方圖，該圖像直方圖也可被傳遞至另一個模塊2051或 2052。圖像2050和/或圖像數(shù)據(jù)然后可被傳遞至源光級選擇模塊2053，在其中可確定或選 擇適當(dāng)?shù)脑垂饧墶４诉x擇或確定可以如上所述的各種方法來執(zhí)行。所選源光級然后被發(fā)信 號至?xí)r間濾波器模塊2054。場景切換檢測器模塊2051可使用圖像數(shù)據(jù)或圖像直方圖來判 定場景切換是存在于視頻序列中鄰接當(dāng)前幀之處，還是存在于當(dāng)前幀的特定鄰近度之內(nèi)。 如果檢測到一場景切換，則可將其存在性發(fā)信號給時間濾波器模塊2054。該時間濾波器模 塊2054可包括源光信號緩存器以使一序列的源光級信號可被濾波。時間濾波器模塊2054 還可包括多個濾波器或一個或多個可變?yōu)V波器來對源光信號濾波。在一些實施例中，時間 濾波器模塊2054可包括無限沖激響應(yīng)(IIR)濾波器。在一些實施例中，IIR濾波器的系數(shù) 可被改變以實施不同的濾波器響應(yīng)和輸出。該時間濾波器模塊2054的一個或多個濾波器可以是場景切換相關(guān)的，藉此來自 場景切換檢測器2051的場景切換信號可影響濾波器的特性。在一些實施例中，當(dāng)在接近當(dāng) 前幀處檢測到一場景切換時濾波器可被完全旁路。在其它實施例中，濾波器特性可僅僅響 應(yīng)于檢測到一場景切換來改變。在其它實施例中，可響應(yīng)于在接近當(dāng)前幀處檢測到一場景 切換應(yīng)用不同的濾波器。在時間濾波器模塊2054已執(zhí)行了任何必要濾波之后，源光級信號 可被傳送至源光操作模塊2055。本發(fā)明的一些實施例可參照圖85進(jìn)行描述。在這些實施例中，場景切換檢測功能 和相關(guān)聯(lián)時間濾波功能可與圖像補(bǔ)償模塊耦合。在一些實施例中，圖像2060或其圖像數(shù)據(jù) 被輸入至場景切換檢測器2061、緩存器2062和/或圖像補(bǔ)償模塊2066。在一些實施例中， 這些模塊2061和2062的一個或多個可產(chǎn)生圖像直方圖，圖像直方圖可被傳遞至另一個模塊2061或2062。圖像2060和/或圖像數(shù)據(jù)然后可被傳遞至源光級選擇模塊2063，在其中 可確定或選擇適當(dāng)?shù)脑垂饧?。此選擇或確定可以如上所述的各種方法來執(zhí)行。所選源光級 然后被發(fā)信號至?xí)r間濾波器模塊2064。場景切換檢測器模塊2061可使用圖像數(shù)據(jù)或圖像 直方圖來判定場景切換是存在于視頻序列中鄰接當(dāng)前幀之處，還是存在于當(dāng)前幀的特定鄰 近度之內(nèi)。如果檢測到一場景切換，則可將其存在性發(fā)信號給時間濾波器模塊2064。該時 間濾波器模塊2064可包括源光信號緩存器以使一序列的源光級信號可被濾波。時間濾波 器模塊2064還可包括多個濾波器或一個或多個可變?yōu)V波器來對源光信號濾波。在一些實 施例中，時間濾波器模塊2064可包括無限沖激響應(yīng)(IIR)濾波器。在一些實施例中，IIR濾 波器的系數(shù)可被改變以實施不同的濾波器響應(yīng)和輸出。該時間濾波器模塊2064的一個或多個濾波器可以是場景切換相關(guān)的，藉此來自 場景切換檢測器2061的場景切換信號可影響濾波器的特性。在一些實施例中，當(dāng)在接近當(dāng) 前幀處檢測到一場景切換時，濾波器可被完全旁路。在其它實施例中，濾波器特性可僅僅響 應(yīng)于檢測到一場景切換來改變。在其它實施例中，可響應(yīng)于在接近當(dāng)前幀處檢測到一場景 切換應(yīng)用不同的濾波器。在時間濾波器模塊2064已執(zhí)行了任何必要濾波之后，源光級信號 可被傳送至源光操作模塊2065和圖像補(bǔ)償模塊2066。該圖像補(bǔ)償模塊2066可使用源光 級信號來確定用于圖像2060的適當(dāng)補(bǔ)償算法。該補(bǔ)償可通過以上所述的各種方法來確定。 一旦確定了圖像補(bǔ)償，就可將其應(yīng)用于圖像2060，且可使用發(fā)送至源光操作模塊2065的源 光級來顯示經(jīng)修改圖像2067。本發(fā)明的一些實施例可參照圖86進(jìn)行描述。在這些實施例中，輸入圖像2070可 被輸入至圖像補(bǔ)償模塊2081和圖像處理模塊2071。在圖像處理模塊2071中，圖像數(shù)據(jù)可 被提取、縮減采樣或以其它方式處理以實現(xiàn)這些實施例的其它元件的功能。在一些實施例 中，圖像處理模塊2071可產(chǎn)生直方圖，該直方圖可被發(fā)送至背光選擇模塊(BLS) 2072，該背 光選擇模塊(BLS) 2072包括直方圖緩存器模塊2073和場景切換檢測器模塊2084以及畸變 模塊2074和時間濾波器模塊2075。在直方圖緩存器模塊2073中，可比較和分析來自圖像幀序列的直方圖。場景切換 檢測器模塊2084還可比較和分析直方圖以確定在接近當(dāng)前幀處存在場景切換。直方圖數(shù) 據(jù)可被傳送至畸變模塊2074，在該畸變模塊2074中可針對一個或多個源光或背光照度級 計算(2077)畸變特性?？赏ㄟ^最小化(2078)畸變特性來確定特定源光照度級。該所選照度級然后可被發(fā)送至?xí)r間濾波器模塊2075。時間濾波器模塊還可接收來 自場景切換檢測器模塊2084的場景切換檢測信號?；谠搱鼍扒袚Q檢測信號，時間濾波器 2079可被應(yīng)用于該源光照度級信號。在一些實施例中，當(dāng)在接近當(dāng)前幀處檢測到一場景切 換時濾波器可不應(yīng)用濾波器。在其它實施例中，存在場景切換時應(yīng)用的濾波器將與場景切 換不接近時應(yīng)用的濾波器不同。經(jīng)濾波的源光照度級信號可被發(fā)送至源光操作模塊2080和圖像補(bǔ)償模塊2081。 圖像補(bǔ)償模塊可使用經(jīng)濾波的源光照度級來確定適當(dāng)?shù)纳A校正曲線或另一校正算法，以 補(bǔ)償源光照度級中的任何變化。在一些實施例中，可為此目的產(chǎn)生色階校正曲線或Y校正 曲線2082。然后此校正曲線可被應(yīng)用于輸入圖像2070以創(chuàng)建經(jīng)修改圖像2083。然后該經(jīng) 修改圖像2083用發(fā)送至源光操作模塊2080的源光照度級來顯示。本發(fā)明的一些實施例可參照圖87進(jìn)行描述。在這些實施例中，輸入圖像2090或從中導(dǎo)出的數(shù)據(jù)被輸入至空間低通濾波器2096、緩存器/處理器2092、場景切換檢測器模 塊2091以及加法器2098。空間低通濾波器2096可創(chuàng)建低通圖像2097，該低通圖像2097 可被傳送至亮度保持色階產(chǎn)生模塊2101。該低通圖像2097還可被發(fā)送至加法器2098以供 與輸入圖像2090組合來形成高通圖像2009。場景切換檢測器模塊2091可使用輸入圖像或諸如直方圖的其數(shù)據(jù)、以及儲存在 緩存器/處理器2092中的數(shù)據(jù)來確定場景切換是否與當(dāng)前幀接近。如果檢測到一場景切 換，則可將信號發(fā)送至?xí)r間濾波器模塊2094。輸入圖像2090或從其中推導(dǎo)的數(shù)據(jù)被發(fā)送至 緩沖器/處理器2092，其中可儲存和比較圖像、圖像數(shù)據(jù)和直方圖。該數(shù)據(jù)可被發(fā)送至源光 級選擇模塊2093，以供在計算適當(dāng)?shù)脑垂庹斩燃墪r考慮。由源光級選擇模塊2093計算的級 可被發(fā)送至?xí)r間濾波器模塊2094以供濾波。用于此處理的示例性濾波器稍后在此文檔中 描述。源光級信號的濾波可自適應(yīng)于鄰近當(dāng)前幀的場景切換的存在。如下所述，當(dāng)場景切 換不鄰近時，時間濾波器模塊2094可更激進(jìn)地濾波。在任意濾波之后，源光級可被發(fā)送至源光操作模塊2095以基于該源光級顯示輸 入圖像或經(jīng)修改圖像。時間濾波模塊2094的輸出還可被發(fā)送至亮度保持色階產(chǎn)生模塊 2101，其然后將產(chǎn)生色階校正曲線并將該校正曲線應(yīng)用于低通圖像2097。此經(jīng)校正的低通 圖像然后可與高通圖像2099組合以形成經(jīng)增強(qiáng)圖像2102。在一些實施例中，在與經(jīng)校正低 通圖像組合之前還可用增益曲線處理高通圖像2099。本發(fā)明一些實施例的方面可參照圖88進(jìn)行描述。在這些實施例中，確定當(dāng)前幀的 源光照度級(2110)。還確定鄰近當(dāng)前幀處場景切換的存在(2111)。如果場景切換鄰近，則 將第二時間濾波過程應(yīng)用于(2112)當(dāng)前幀的源光照度級信號。如果場景切換與當(dāng)前幀不 鄰近，則將第一時間濾波過程應(yīng)用于(2113)當(dāng)前幀的源光照度級信號。在執(zhí)行任何濾波之 后，源光照度級信號被發(fā)送至顯示器以指示(2114)當(dāng)前幀的照度級。在一些實施例中，當(dāng) 場景切換鄰近時第二濾波過程212可簡單地繞過任何濾波。本發(fā)明一些實施例的方面可參照圖89進(jìn)行描述。在這些實施例中，分析圖像 (2120)以確定與源光級選擇相關(guān)的數(shù)據(jù)。此過程可包括直方圖產(chǎn)生和比較。適當(dāng)?shù)脑垂饧?基于圖像數(shù)據(jù)來選擇(2121)。然后通過將來自一個或多個先前幀的圖像數(shù)據(jù)和來自當(dāng)前 幀的圖像數(shù)據(jù)作比較(2122)可確定場景切換的存在。在一些實施例中，此比較可包括直方 圖比較。如果場景切換不存在(2123)，則第一濾波過程可應(yīng)用于(2125)當(dāng)前幀的源光級。 此過程可基于用于先前幀的源光級來調(diào)節(jié)針對當(dāng)前幀的源光級的值。當(dāng)檢測到一場景切換 (2123)時，第二濾波過程2124可應(yīng)用于源光照度級。在一些實施例中，此第二濾波過程可 包括略去第一濾波過程或使用較不激進(jìn)的濾波過程。在任何濾波之后，源光照度級可被發(fā) 送至顯示器以用于顯示當(dāng)前幀?？蓞⒄站哂袦y試視頻序列的示例性情形來例示本發(fā)明的一些實施例的方法和系 統(tǒng)。該序列由黑色背景與顯現(xiàn)和消失的白色物體構(gòu)成。黑色值和白色值兩者都遵從背光，而 與圖像補(bǔ)償無關(guān)。按幀選擇的背光從黑色幀上的零值變至高值以實現(xiàn)白色幀，并變回至零 值。在圖90中示出源光或背光級與幀數(shù)的關(guān)系的曲線圖。所得圖像因黑色電平的變化受 損。視頻序列是有白色方塊顯現(xiàn)的黑色背景。起初，背光較低并且黑色場景極暗。當(dāng)白色 方塊顯現(xiàn)時，背光上升并且可注意到黑色電平增至低灰度。當(dāng)該方塊消失時，背光減弱并且 背景再次極暗。該黑色電平的變化可以是擾動的。存在兩種方式來消除此黑色電平變化人工地提高暗色場景中的黑色或控制背光中的變化。提高黑色電平是不合需要的，因此本 發(fā)明的方法和系統(tǒng)控制背光變化以使該變化不那么劇烈或不那么顯著。時間濾波這些實施例的解決方案是通過控制背光信號中的變化來控制此黑色電平變化。人 類視力系統(tǒng)對輝度中的低頻變化不敏感。例如，在日出期間天空的亮度持續(xù)變化，但該變化 很慢足以使其不被人注意。定量測量被歸納在圖91中所示的時間對比度敏感函數(shù)(CSF) 中。在一些實施例中此概念可用于設(shè)計限制黑色電平變化的濾波器。在一些示例性實施例中，單極點IIR濾波器可用來“平滑”背光信號。該濾波器可 基于背光信號的歷史值。當(dāng)將來值不可用時這些實施例很好地起作用。方程5IIIR濾波器S (i) = α · S (i_l) + (1_ α ) · BL (i) 0 ≤ α ≤ 1其中BL⑴是基于圖像內(nèi)容的背光值，而S(i)是基于電流值和歷史的經(jīng)平滑背光 值。此濾波器是在α處具有極點的IIR濾波器。此濾波器的傳遞函數(shù)可被表達(dá)為方程52濾波器傳遞函數(shù) 此函數(shù)的伯德圖在以下圖92中示出。該頻率響應(yīng)圖示出該濾波器是低通濾波器。在本發(fā)明的一些實施例中，該濾波器可基于場景切換在接近當(dāng)前幀處存在而變 化。在這些實施例的一部分中，可使用極點α的兩個值。這些值可取決于場景切換檢測信 號來切換。在一示例性實施例中，當(dāng)沒有檢測到場景切換時推薦值為1000/1024。在一些示 例性實施例中，推薦1與1/2之間的值。然而，當(dāng)檢測到場景切換時，可用128/1024替換該 值。在一些實施例中，1/2與0之間的值可用作此系數(shù)。這些實施例提供場景切換上更為有 限量的平滑，這被發(fā)現(xiàn)是有用的。圖93中的曲線示出示例性系統(tǒng)的響應(yīng)，該示例性系統(tǒng)將時間背光濾波用于圖90 所示的序列，圖90包括在2141處的幀60與2143處的幀120之間的黑色背景上白色區(qū)域的 顯現(xiàn)。在白色區(qū)域顯現(xiàn)之前，未經(jīng)濾波的背光從零2140a增至白色顯現(xiàn)的穩(wěn)定高值2140b。 當(dāng)在2143處白色區(qū)域從序列中消失時，未經(jīng)濾波的背光然后瞬時又跌至零2140c。這具有 增亮明亮白色區(qū)域的效果，但還具有將黑色背景增至低灰度的副作用。由此當(dāng)白色區(qū)域顯 現(xiàn)和消失時背景變化。經(jīng)濾波的背光2142a、b和c限制背光的變化以使其變化不易被察 覺。經(jīng)濾波的背光從白色區(qū)域在2141處顯現(xiàn)之前的零值2142a開始，然后隨著時間的流逝 更慢地增大2142b。當(dāng)白色區(qū)域消失時，允許背光值以受控速率減小2142c。經(jīng)濾波系統(tǒng)的 白色區(qū)域比未經(jīng)濾波系統(tǒng)略暗，但背景中的變化更不易于被察覺。在一些實施例中，時間濾波器的響應(yīng)度會是一個問題。這在與對背光的響應(yīng)度無 這種限制的系統(tǒng)的并列比較中特別顯著。例如，當(dāng)在場景切換上濾波時，背光的響應(yīng)受用來 控制黑色電平波動的濾波器限制。該問題在圖94中示出。圖94的曲線模擬在2150處從 黑色急劇切換至白色之后系統(tǒng)的輸出。通過將背光從零2151a升高至升高電平2151b以獲 得明亮的白色，未經(jīng)濾波的系統(tǒng)2151立即響應(yīng)。在從黑色切換成白色之后，經(jīng)濾波系統(tǒng)從 零2152a沿曲線2152b緩慢上升。在未經(jīng)濾波系統(tǒng)中，圖像立即切換至灰度值。在經(jīng)濾波 系統(tǒng)中，隨著背光緩慢增強(qiáng)，灰色緩慢升至白色。由此，經(jīng)濾波系統(tǒng)對快速場景變化的響應(yīng)度降低。場景切換檢測本發(fā)明的一些實施例包括場景切換檢測處理。當(dāng)檢測到場景切換時，可修改時間 濾波以允許背光的快速響應(yīng)。在一場景內(nèi)，背光中的變化受濾波限制，以控制黑色電平中的 變化。在場景切換時，由于人類視覺系統(tǒng)的遮蔽效果，視頻信號中的短暫偽像和變化是注意 不到的。在當(dāng)前幀與前一幀極為不同時存在場景切換。當(dāng)不出現(xiàn)場景切換時，連續(xù)幀之間 的差異較小。為有助于檢測場景切換，可定義兩個圖像之間差異的測量，且可設(shè)置閾值以將 場景切換與無場景切換區(qū)分開。在一些實施例中，場景切換檢測方法可基于直方圖差異的關(guān)聯(lián)。具體地，可計算兩 個連續(xù)或接近幀H1和H2的直方圖。兩個圖像之間的差異可被定義為直方圖距離方程53示例性直方圖距離度量 Bij = (i-j)2其中i和j是面元索引，N是面元的數(shù)量，而H1G)是直方圖的第i個面元的值。 該直方圖被標(biāo)準(zhǔn)化以使面元值的總和等于1。概言之，如果每個面元的差異較大，則距離Dcot 較大。是與面元索引之間距離的平方相等的關(guān)聯(lián)權(quán)重。這表示如果兩個面元彼此接近， 例如第i個面元和第i+Ι個面元，則其乘積的貢獻(xiàn)極??；否則，貢獻(xiàn)大。直觀地，對于純黑和 純白圖像，兩個大的面元差異在第一面元和最后一個面元處，因為面元索引的距離大所以 直方圖的最終距離也大。但是對于黑色圖像的輕微輝度變化，盡管面元差異也大，但它們彼 此接近(第i個面元和第i+Ι個面元)，因此最終距離小。為了歸類場景切換，除圖像距離測量外還需要確定閾值。在一些實施例中，此閾值 可憑經(jīng)驗確定并且可設(shè)置成0.001。在一些實施例中，在一場景內(nèi)，可使用以上用來限制黑色電平波動的濾波。這些實 施例將簡單地采用對場景切換不作響應(yīng)的固定濾波器系統(tǒng)。黑色電平中的可見波動不出 現(xiàn)，但是響應(yīng)受限制。在一些實施例中，當(dāng)檢測到場景切換時，濾波器可被切換至具有更快響應(yīng)的濾波 器。這使得背光能在從黑色到白色的切換之后快速上升，但不像未經(jīng)濾波信號一樣急劇上 升。如圖95所示，未經(jīng)濾波信號可從零值跳至最大值2161，并且在2160處白色區(qū)域顯現(xiàn)之 后保持該值。在場景2163內(nèi)使用的更激進(jìn)濾波器對于場景切換而言切換得太慢，但是在場 景切換位置使用的經(jīng)修改濾波器2162允許快速上升，然后是向最大值的逐漸增大。本發(fā)明的包括場景切換檢測和設(shè)計成使黑色電平中變化不易察覺的自適應(yīng)時間 濾波的實施例可激進(jìn)地應(yīng)用于一場景內(nèi)，同時用對自適應(yīng)濾波器的改變來保持背光對具有 大亮度變化的場景切換的響應(yīng)度。低復(fù)雜度Y增益實施例本發(fā)明的一些實施例被設(shè)計成在低復(fù)雜度系統(tǒng)內(nèi)工作。在這些實施例中，源光或背光級選擇可基于輝度直方圖，且畸變度量的最小化可基于此直方圖。在一些實施例中，補(bǔ) 償算法可使用Y增益特性。在一些實施例中，圖像補(bǔ)償可包括操縱參數(shù)以控制Y增益處理。 在一些情形中，Y增益處理可完全補(bǔ)償灰度圖像上的源光減弱，但將使得飽和圖像上的色彩 降低飽和度。一些實施例可控制Y增益特性以防止過度降低飽和度。一些實施例可采用Y 增益強(qiáng)度參數(shù)來控制飽和度降低。在一些實施例中，已證明25%的Y增益強(qiáng)度是有效的。本發(fā)明的一些實施例可參照圖96進(jìn)行描述。在這些實施例中，可計算針對各種背 光照度級的畸變權(quán)重2174，并將其儲存在例如ROM中以供在在線處理期間訪問。在一些實 施例中，濾波系數(shù)2175或其它濾波特性或參數(shù)可被儲存在諸如ROM中以供在處理期間選 擇。在這些實施例中，輸入圖像2170被輸入至直方圖計算處理2071，其計算可儲存在 直方圖緩存器2172中的圖像直方圖。在一些實施例中，前一幀的直方圖可被用來確定當(dāng)前 幀的背光級。在一些實施例中，畸變模塊2176可使用來自直方圖緩存器2172的直方圖值 與畸變權(quán)重2174來確定各個背光照度級的畸變特性?；兡K2176然后可選擇減小或最 小化(2178)所計算畸變的背光照度級。在一些實施例中，方程54可用來確定畸變值。方程54示例性畸變度量 其中BL表示背光照度級，權(quán)重是與背光照度級和直方圖面元相關(guān)的畸變權(quán)重值， 而H是直方圖面元值。在選擇了背光照度級之后，可用濾波器模塊2179中的時間濾波器2180來濾波背 光信號。濾波器模塊2179可使用已預(yù)定并儲存的濾波系數(shù)或特性2175。一旦執(zhí)行了任何 濾波，經(jīng)濾波的最終背光信號就可被發(fā)送至顯示器或顯示背光控制模塊2181。經(jīng)濾波的最終背光信號也可被發(fā)送至Y增益設(shè)計模塊2183，在該模塊中經(jīng)濾波的 最終背光信號可被用于確定圖像補(bǔ)償處理。在一些實施例中，此補(bǔ)償處理可包括將色階曲 線應(yīng)用于圖像的輝度通道。此Y增益曲線可用一個或多個點指定，在該一個或多個點之間 可進(jìn)行插補(bǔ)。在一些實施例中，Y增益色階處理可包括最大保真度點(MFP)，在該MFP之上 可使用滾降曲線。在這些實施例中，一個或多個線性分段可定義MFP之下的色階曲線，且舍 入曲線關(guān)系可定義MFP之上的曲線。在一些實施例中，舍入曲線部分可由方程55定義。方程55舍入曲線的示例性斜率定義 這些實施例僅對輝度通道執(zhí)行圖像補(bǔ)償，并提供對灰度圖像的全部補(bǔ)償，但此過 程可引起彩色圖像中飽和度的降低。為了避免彩色圖像飽和度的過度降低，一些實施例可 包括補(bǔ)償強(qiáng)度因子，其可在強(qiáng)度控制模塊2182中確定。因為Y增益設(shè)計模塊2183僅對輝 度數(shù)據(jù)運算，所以色彩特性是未知的，并且強(qiáng)度控制模塊必須在不知道實際色彩飽和度的 情況下操作。在一些實施例中，強(qiáng)度因子或參數(shù)可被結(jié)合到如方程56中所示的色階曲線定 義中。[1001]方程56色階曲線的示例性斜率定義 其中S是強(qiáng)度因子，BL是背光照度級，而γ是顯示伽瑪值。圖97中示出了示例 性色階曲線。有效計算實施例在本發(fā)明的一些實施例中，背光或源光選擇可基于最小化理想顯示器與諸如IXD 的有限對比率顯示器之間的誤差。理想和有限CR顯示器被建模。針對每個灰色電平的理 想和有限CR顯示器之間的誤差定義針對每個背光值的誤差向量。通過用每個背光級上的 誤差向量來加權(quán)圖像直方圖，可定義圖像的畸變。在一些實施例中，顯示器可利用功率函數(shù)、Y、以及一加性項來建模以說明方程57 中給出的有限CR LCD中的雜光。這是利用顯示器對比率CR表示的偏移為零的Y-偏移-增 益雜光模型。方程57顯示模型Y理想(χ) =χγ 顯示模型在圖98中繪出。示出了理想顯示2200與有25%背光的有限CR顯示 2201和有75%背光的有限CR顯示2202。有限CR IXD的最大值和最小值定義理想顯示的上限和下限Xmax和Xmin，其可用圖 像補(bǔ)償實現(xiàn)。這些限制取決于背光bl、伽瑪值Y、以及對比率CR。由模型定義的這些削波 限制在方程58中歸納。方程58模型削波限制 在一些實施例中，可使用最大和最小限制來定義每個背光級的誤差向量。以下所 示的示例性誤差基于由削波引起的平方誤差。誤差向量的分量是在指定背光級下理想顯示 輸出與有限對比率顯示上的最接近輸出之間的誤差。在代數(shù)上這些在方程59中定義。方程59顯示誤差向量 樣本誤差向量在圖99中繪出。注意，100%背光3010具有由與理想顯示相比升高 的黑色電平所引起的低代碼處的誤差。這些與圖像數(shù)據(jù)無關(guān)，而僅取決于背光級和代碼值。在一些實施例中，具有背光調(diào)制和圖象補(bǔ)償?shù)挠邢轈R LCD的性能可用如上所定義 的針對每個背光的誤差向量集合歸納。每個背光值上圖像的畸變可被表達(dá)為圖像像素值的 畸變之和，見方程60。如圖所示，在這些實施例中，這可根據(jù)圖像直方圖計算?？赏ㄟ^用圖像直方圖對每個背光bl的誤差向量加權(quán)來對bl計算圖像畸變。結(jié)果是每個背光級上圖像 畸變的度量。方程60圖像畸變與背光的關(guān)系 示例性實施例可用根據(jù)用于TV功率測量的最近IEC標(biāo)準(zhǔn)的三個幀來闡述。圖像 直方圖在圖100中示出。針對圖100的圖像直方圖和圖99的顯示誤差向量的畸變與背光 的關(guān)系曲線在圖101中示出。在一些實施例中，背光選擇算法可通過最小化理想和有限CR顯示之間的圖像畸 變來運算。本發(fā)明的一些實施例包括畸變框架，該畸變框架包括顯示對比率和包括不同誤差 度量的能力兩者。一些實施例可通過作為背光選擇過程的一部分或全部的最小化經(jīng)削波像 素的數(shù)量來操作。圖102將IEC測試集合的一個幀上的示例性誤差平方和(SSE)畸變與經(jīng) 削波像素的數(shù)量(#經(jīng)削波)作比較。該SSE說明誤差的大小以及經(jīng)削波像素的數(shù)量，并保 持圖像突出顯示。對于此圖像，與經(jīng)削波像素數(shù)量的最小值相比，SSE最小值在高得多的背 光下發(fā)生。由于說明削波誤差的大小以及經(jīng)削波像素的數(shù)量的SSE，此差異產(chǎn)生。表示多個 經(jīng)削波像素的曲線不平滑且具有許多局部極小值。該SSE曲線是平滑的，且局部極小值是 作出對有效SSE最小值的二次采樣搜索的全局最小值。使用該畸變框架的計算不像它一開始顯現(xiàn)地那樣困難。在一些實施例中，背光選 擇可每幀執(zhí)行一次，而不是以像素率執(zhí)行。如上所述，顯示誤差權(quán)重僅取決于顯示參數(shù)和背 光，而非圖像內(nèi)容。因而顯示建模和誤差向量計算可按需離線完成。在線計算可包括直方 圖計算、用圖像直方圖加權(quán)誤差向量、以及選擇最小畸變。在一些實施例中，在畸變最小化 中使用的背光值的集合可被二次采樣，并有效定位畸變最小值。在一示例性實施例中，測試 17個背光級。在本發(fā)明的一些實施例中，可在線執(zhí)行顯示建模、誤差向量計算、直方圖計算、用 圖像直方圖加權(quán)誤差向量、以及為最小畸變進(jìn)行的背光選擇。在一些實施例中，顯示建模和 誤差向量計算可在實際圖像處理之前離線地執(zhí)行，而直方圖計算、用圖像直方圖加權(quán)誤差 向量、以及為最小畸變進(jìn)行的背光選擇在線地執(zhí)行。在本發(fā)明的一些實施例中，可離線計算 針對每個背光級的削波點，而誤差向量計算、直方圖計算、用圖像直方圖加權(quán)誤差向量、以 及為最小畸變進(jìn)行的背光選擇可在線執(zhí)行。在本發(fā)明的一些實施例中，在選擇用于圖像的源光照度級時，可考慮選擇整個范 圍的源光照度級的子集。在一些實施例中，該子集可通過量化整個范圍的照度級來選擇。在 這些實施例中，僅考慮選擇子集中的照度級。在一些實施例中，此照度級子集的大小可由存 儲器約束或一些其它資源約束規(guī)定。在一些實施例中，通過將從中作出選擇的子集值限制在與對前一幀選擇的照度級 相關(guān)的范圍，在處理期間可進(jìn)一步限制此源光照度級子集。在一些實施例中，此受限子集可 被限于對最后一幀選擇的照度級的給定范圍內(nèi)的值。例如，在一些實施例中，選擇源光照度 級可被限于先前所選照度級的任一側(cè)上的7個值的有限范圍。在本發(fā)明的一些實施例中，對源光照度級的范圍的限制可取決于場景切換檢測。在一些實施例中，當(dāng)接近當(dāng)前幀處沒有檢測到場景切換時，源光照度級搜索算法可從照度 級子集內(nèi)搜索有限范圍，而在檢測到一場景切換時，該算法可搜索整個照度級子集。本發(fā)明的一些實施例可參照圖103進(jìn)行描述。在這些實施例中，來自原始輸入圖 像幀2250的圖像數(shù)據(jù)被輸入至場景切換檢測模塊2251，以確定場景切換是否接近當(dāng)前輸 入幀2250。與鄰近當(dāng)前幀的幀相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)還可被輸入場景切換檢測模塊2251。在一 些實施例中，此圖像數(shù)據(jù)可包括直方圖數(shù)據(jù)。場景切換檢測模塊然后可處理此圖像數(shù)據(jù)以 確定場景切換是否接近當(dāng)前幀。在一些實施例中，當(dāng)前一幀的直方圖和當(dāng)前幀的直方圖的 差異為一閾值量時可檢測到場景切換。場景切換檢測處理的結(jié)果然后被輸入至畸變模塊 2252，在該畸變模塊2252中，場景切換的存在可被用來確定在源光照度級選擇處理中考慮 什么源光照度值。在一些實施例中，當(dāng)場景切換鄰近時可考慮更寬范圍的照度級。在一些實 施例中，與選擇用于最后一個圖像幀的照度級相關(guān)的有限照度級子集可用于該選擇過程。 因此，場景切換檢測過程影響在源光照度處理中考慮的值的范圍。在一些實施例中，當(dāng)檢測 到場景切換時，在針對當(dāng)前幀的選擇過程中考慮更大范圍的照度級。在一些實施例中，當(dāng)檢 測到場景切換時，在針對當(dāng)前幀的選擇過程中使用與選擇用于前一幀的照度級不相關(guān)的照 度級范圍，而當(dāng)沒有檢測到場景切換時，在該選擇過程中使用框入選擇用于前一幀的照度 級的照度級范圍。一旦參照場景切換的存在確定了候選照度級的范圍或子集，就可確定針對每個 候選照度級的畸變值(2253)。然后可基于最小畸變值或某其它標(biāo)準(zhǔn)來選擇照度級之一 (2254)。此所選照度級然后可被傳送至源光或背光控制模塊2555，以供在顯示當(dāng)前幀時使 用。所選照度級還可被用作圖像補(bǔ)償處理2256的輸入以供計算色階曲線或類似補(bǔ)償工具。 然后可顯示該處理所產(chǎn)生的經(jīng)補(bǔ)償或增強(qiáng)圖像2257。本發(fā)明的一些實施例可參照圖104進(jìn)行描述。在這些實施例中，分析(2260)圖像 或圖像序列以確定接近當(dāng)前幀的場景切換的存在。如果檢測到場景切換(2263)，則可在源 光照度級選擇過程中考慮更大的源光照度級集合。此更大集合在大小上相對于在沒有檢測 到場景切換時使用的子集。在一些實施例中，此更大集合也可與用于前一幀的值無關(guān)。在 沒有檢測到場景切換時(2262)，可在選擇過程中使用照度級的有限子集。在一些實施例中， 此有限子集也可與用于前一幀的值相關(guān)。例如，在一些實施例中，此有限子集可以在框入 用于前一幀的值的子集。一旦確定了對照度級范圍的限制，就可從適當(dāng)范圍或子集中選擇 (2264)源光照度級。在前面說明書中采用的術(shù)語和表達(dá)是按照描述而非限制使用的，并且沒有意圖使 用這些術(shù)語和表達(dá)來排除所示和所描述特征的等效物或其一部分，可以理解本發(fā)明的范圍 僅受所附權(quán)利要求限定和限制。
權(quán)利要求
一種用于確定色階調(diào)節(jié)曲線參數(shù)的方法，所述方法包括a)針對要顯示圖像產(chǎn)生圖像輝度直方圖，所述輝度直方圖包括面元值；b)用畸變權(quán)重值加權(quán)來自所述圖像輝度直方圖的所述直方圖面元值，其中所述畸變權(quán)重值對應(yīng)于特定源光照度級，由此產(chǎn)生加權(quán)直方圖值；c)組合所述加權(quán)直方圖值以針對所述源光照度級的每一個獲取畸變值；d)選擇針對所述圖像的源光照度級，其中所述選擇基于所述畸變值；e)濾波所選源光照度級以確定經(jīng)濾波的源光照度級；f)基于所述經(jīng)濾波的源光照度級和強(qiáng)度因子生成色階調(diào)節(jié)曲線。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述選擇基于所述畸變值的最小值。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述加權(quán)包括將所述畸變權(quán)重值乘以所述 直方圖面元值。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述組合包括將針對給定源光照度級的所 有加權(quán)直方圖值相加在一起。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括將所述色階調(diào)節(jié)曲線應(yīng)用于所述圖 像以創(chuàng)建經(jīng)補(bǔ)償圖像。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成色階調(diào)節(jié)曲線包括使用以下方程斜率=\ BL )其中S是強(qiáng)度因子，BL是經(jīng)濾波的源光照度級，而γ是顯示伽瑪值。
7.一種用于選擇顯示源光照度級的方法，所述方法包括a)確定顯示模型的削波限值；b)基于所述削波限值確定顯示誤差向量；c)針對要顯示圖像產(chǎn)生圖像直方圖，所述直方圖包括面元值；d)用所述顯示誤差向量加權(quán)來自所述圖像直方圖的所述直方圖面元值，其中所述顯示 誤差向量對應(yīng)于特定源光照度級，由此產(chǎn)生加權(quán)直方圖值；e)組合所述加權(quán)直方圖值以針對所述源光照度級的每一個獲取畸變值；以及f)選擇針對所述圖像的源光照度級，其中所述選擇基于所述畸變值。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括濾波所選源光照度級以確定經(jīng)濾波 的源光照度級。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括基于所述經(jīng)濾波的源光照度級和強(qiáng) 度因子確定色階斜率，所述色階斜率部分地定義針對所述圖像的輝度通道的色階調(diào)節(jié)曲 線。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述確定削波限值包括利用以下方程(bl\ = {—Vι^minl }~{CRJ WW = Mr其中Xmin和Xmax是削波限值，CR是顯示對比率，bl是源光照度級，而、是顯示伽瑪值。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述確定顯示誤差向量包括利用以下方禾呈IN-^min(W)IX<Xmin{bl)3(x,bl) = ·0Xmin(bl)<X<Xmax(bl)Il^-^max(W)fXmax(bl)<X其中Xmin和Xmax是削波限值，X是圖像代碼值，而bl是所述源光照度級。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述加權(quán)所述直方圖面元值包括利用以下 方程D{I,bl) = YJd{I(i,j),bl) = YJhI{x)-d{x,bl)其中bl是源光照度級，I (i，j)是圖像像素值，而J(x，W)是顯示誤差向量。
13.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述確定削波限值在圖像處理之前執(zhí)行， 并且所述削波限值被儲存以供在處理期間使用。
14.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述確定顯示誤差向量在圖像處理之前執(zhí) 行，并且所述顯示誤差向量被儲存以供在處理期間使用。
15.一種用于選擇顯示源光照度級的方法，所述方法包括a)確定接近當(dāng)前幀的場景切換的存在；b)基于接近所述當(dāng)前幀的場景切換的存在確定候選光源照度級的范圍；c)基于畸變標(biāo)準(zhǔn)選擇針對所述當(dāng)前幀的所述候選光源照度級之一。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，確定所述場景切換的存在包括將所述當(dāng) 前幀與相鄰幀的直方圖作比較。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述確定候選光源照度級的范圍包括在 檢測到場景切換時確定候選光源照度級的范圍。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述確定候選光源照度級的范圍包括在 沒有檢測到場景切換時選擇被框入選擇用于前一幀的照度級的照度級范圍。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述確定候選光源照度級的范圍包括在 通過量化全范圍照度級所確定的第一子集與通過框入選擇用于前一幀的值的每一側(cè)上固 定數(shù)量的值所確定的第二子集之間選擇。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述選擇針對所述當(dāng)前幀的所述候選光 源照度級之一包括確定哪個候選照度級引起最小畸變。
全文摘要
本發(fā)明的要素涉及用于確定色階調(diào)節(jié)曲線參數(shù)的方法。直方圖計算處理(2171)計算圖像直方圖?；兡K(2176)使用直方圖值和畸變權(quán)重(2174)來確定針對各個背光照度級的畸變特性?；兡K(2176)然后選擇減小或最小化所計算畸變的背光照度級。在選擇背光照度級之后，用濾波器模塊(2179)中的時間濾波器(2180)濾波背光信號。Y增益設(shè)計模塊(2183)被用來確定圖像補(bǔ)償處理。該補(bǔ)償處理包括將色階曲線應(yīng)用于圖像的輝度通道。
文檔編號G09G3/36GK101911169SQ20088012321
公開日2010年12月8日 申請日期2008年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者L·J·科洛夫斯基 申請人:夏普株式會社