投影儀系統(tǒng)的內(nèi)容適應(yīng)性功率管理的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文所描述的實施例一般涉及處理設(shè)備，并且更具體地涉及投影儀系統(tǒng)的內(nèi)容適應(yīng)性功率管理。
【背景技術(shù)】
[0002]投影儀系統(tǒng)可以將任何表面變成顯示表面。與交互性機制集成，投影儀系統(tǒng)可以將任何表面或空間變成交互表面或空間，因而使得能夠?qū)崿F(xiàn)有意思的使用模型。已經(jīng)存在在交互式投影儀系統(tǒng)的該領(lǐng)域中的研宄和發(fā)展。降低投影儀系統(tǒng)的系統(tǒng)功率是重要的并且當(dāng)進(jìn)入到這些投影儀系統(tǒng)的生產(chǎn)時將變得更重要。對于一些投影儀系統(tǒng)，存在三個主要組件:光源、成像器和投影光學(xué)器件。成像器可以是微顯示器并且其功率消耗通常在數(shù)十或數(shù)百毫瓦的范圍中非常小。光源典型地是在投影儀系統(tǒng)中的最大功率消耗者并且利用系統(tǒng)空間的較大部分以用于熱管理。一些投影儀系統(tǒng)使用傳統(tǒng)的燈。為了改進(jìn)光源效率，通常使用發(fā)光二極管(LED)技術(shù)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燈，特別是紅-綠-藍(lán)(RGB) LED。RGB LED可以幫助消除使用在投影儀系統(tǒng)中的二向色鏡/棱鏡或色輪(color wheel)。當(dāng)前對于基于LED的投影儀系統(tǒng)，光源功率消耗大約為對于10流明(lumen) 1W。正在開發(fā)諸如混合光源或激光光源之類的更高效的光源。一些光源功率節(jié)約技術(shù)聚焦于改進(jìn)光源效率。在當(dāng)前的投影系統(tǒng)中，光源通?？偸侨拷油?。在具有高流明的一些投影儀系統(tǒng)中，可以基于環(huán)境光而進(jìn)行光源的亮度調(diào)節(jié)。在這種情況中，環(huán)境光傳感器可以用于檢測環(huán)境光強度以基于由環(huán)境光傳感器測量的環(huán)境光來調(diào)節(jié)投影儀亮度。
【附圖說明】
[0003]圖1是包括投影儀系統(tǒng)和具有用于投影儀系統(tǒng)的內(nèi)容適應(yīng)性功率管理的圖像處理塊的計算系統(tǒng)的系統(tǒng)的一個實施例的框圖。
[0004]圖2是具有用于投影儀系統(tǒng)的內(nèi)容適應(yīng)性功率管理的圖像處理塊的投影儀系統(tǒng)的一個實施例的框圖。
[0005]圖3是用于基于紅色、綠色和藍(lán)色子幀而單獨地處理圖像數(shù)據(jù)的圖像處理塊的一個實施例的框圖。
[0006]圖4是圖示了由圖像處理器塊生成的用于投影儀系統(tǒng)的內(nèi)容適應(yīng)性功率管理的兩個像素變換曲線的圖。
[0007]圖5是圖示了根據(jù)實施例的基于圖像數(shù)據(jù)的內(nèi)容分析的光源功率管理的方法的流程圖。
[0008]圖6是圖示了根據(jù)另一實施例的用于紅、綠、藍(lán)光源的光源功率管理的方法的流程圖。
[0009]圖7圖示了以計算機系統(tǒng)的示例形式的機器的示意性表示，在所述機器內(nèi)可以施行用于使機器執(zhí)行本文所討論的方法中的任何一個或多個的指令集。
【具體實施方式】
[0010]描述了投影儀系統(tǒng)的內(nèi)容適應(yīng)性功率管理技術(shù)。一種方法分析要由投影儀系統(tǒng)顯示的圖像數(shù)據(jù)?；诮?jīng)分析的圖像數(shù)據(jù)而調(diào)節(jié)投影儀系統(tǒng)的光源的投影儀亮度?；诮?jīng)分析的圖像數(shù)據(jù)而調(diào)節(jié)輸入到投影儀系統(tǒng)的成像器中的圖像數(shù)據(jù)的像素值。例如，投影儀亮度可以基于圖像的亮度來調(diào)節(jié)以減少投影儀系統(tǒng)的功率消耗。例如，光源功率對于暗圖像比對于較亮的圖像更低。
[0011]如以上所描述的，減少投影儀系統(tǒng)的系統(tǒng)功率是重要的并且當(dāng)進(jìn)入到投影儀系統(tǒng)(包括交互式投影儀系統(tǒng))的生產(chǎn)時將變得更加重要。一些當(dāng)前的投影系統(tǒng)的光源持續(xù)地接通。一些先前的解決方案包括基于如由環(huán)境光傳感器測量的環(huán)境光而調(diào)節(jié)光源的亮度。這些系統(tǒng)未被設(shè)計成節(jié)約投影儀系統(tǒng)的功率，而是在給定環(huán)境光的情況下提供適當(dāng)?shù)墓?。本文所描述的實施例提供基于圖像的內(nèi)容分析的光源的功率管理。功率管理技術(shù)可以基于內(nèi)容分析而做出對光源的亮度的調(diào)節(jié)以及對像素值的調(diào)節(jié)。例如，功率管理技術(shù)可以做出光源上的背光調(diào)節(jié)，以及對發(fā)送給成像器以供顯示的像素值的圖像增強。利用內(nèi)容適應(yīng)性光源功率節(jié)約方法，可以取決于內(nèi)容而調(diào)制光源，因而節(jié)約光源功率。例如，如果所投影的圖像是中灰色，則光源可以被變暗(dim)，并且像素值(在本文中也稱為像素強度)可以增加(例如“上拉”)以實現(xiàn)等同的用戶感知。一個或多個實施例的優(yōu)點在于其可以幫助減少投影儀光源功率，而同時向最終用戶提供幾乎等同的視覺體驗。
[0012]圖1是系統(tǒng)100的一個實施例的框圖，系統(tǒng)100包括投影儀系統(tǒng)110和具有用于投影儀系統(tǒng)110的內(nèi)容適應(yīng)性功率管理的圖像處理塊140的計算系統(tǒng)120。
[0013]投影儀系統(tǒng)110包括成像器112和光源114。投影儀系統(tǒng)110可以是數(shù)字光投影(DLP)投影儀系統(tǒng)、硅上液晶(LCoS)投影儀系統(tǒng)。DLP投影儀系統(tǒng)的成像器112包括微鏡，其引導(dǎo)光源114的光通過或不通過?？梢酝ㄟ^微鏡被接通或關(guān)斷多久來生成灰度級。LCoS投影儀系統(tǒng)的成像器112包括微反射液晶顯示器，所述微反射液晶顯示器以數(shù)字形式對光源114的光進(jìn)行調(diào)制來讓光通過或不通過的，其很像是DLP投影儀系統(tǒng)，或者以模擬方式對光源114的光進(jìn)行調(diào)制以控制經(jīng)過的光的量。如以上所描述的，利用常規(guī)投影儀系統(tǒng)架構(gòu)，光源可以基于環(huán)境光而被完全接通或可能變暗。圖像處理塊140可以實現(xiàn)內(nèi)容適應(yīng)性光源功率節(jié)約方法以取決于圖像的內(nèi)容(例如圖像數(shù)據(jù)131)的圖像分析而對光源114進(jìn)行調(diào)制。通過對光源114進(jìn)行調(diào)制，圖像處理塊140可以減少光源114的功率消耗，因而減少系統(tǒng)100的功率消耗。例如，如果所投影的圖像是明度級上的中灰色(例如最大RGB值為RGB顏色空間中的46%亮度)，則光源114可以被變暗，并且像素數(shù)據(jù)141的像素強度(例如像素值)可以被上拉以實現(xiàn)所投影的圖像的大體上等同的用戶感知。可替換地，在存在對于所投影的圖像的低于等同的用戶感知的容忍時可以不調(diào)節(jié)像素數(shù)據(jù)141。
[0014]計算系統(tǒng)120可以包括集成電路(1C)，其包括圖形控制器、處理器、處理設(shè)備、控制器、微控制器、微處理器、中央處理單元(CPU)、圖形處理單元、視頻處理單元、圖像處理單元或具有執(zhí)行以下關(guān)于圖像處理塊140描述的操作的處理元件的其它類型的設(shè)備。計算系統(tǒng)120可以包括圖形IC (還稱為“圖形芯片”)、視頻處理器IC (還稱為“視頻芯片”)或顯示控制器IC (還稱為“顯示控制器芯片”)。在另一實施例中，計算系統(tǒng)120包括多核系統(tǒng)，其為具有兩個或更多獨立的實際中央處理單元(CPU)的單個計算組件，其可以是讀取和施行程序指令的功能單元。多核系統(tǒng)實現(xiàn)單個物理封裝中的多處理。在一些實施例中，圖像處理塊140可以被實現(xiàn)在用于通過顯示接口驅(qū)動顯示器的多核系統(tǒng)的圖形核或視頻核中。例如，圖形核可以使用在多核系統(tǒng)中以加速以供輸出到顯示器的圖像的構(gòu)建。
[0015]計算系統(tǒng)120包括幀緩沖器130和圖像處理塊140。圖像處理塊140包括圖像分析塊142、圖像轉(zhuǎn)移曲線生成塊144和圖像適配塊146。圖像處理塊140通過第一接口 150從幀緩沖器130接收圖像數(shù)據(jù)131。第一接口 150可以是內(nèi)部接口(例如處理器總線、本地I/O總線、集線器接口總線、內(nèi)部總線、系統(tǒng)總線、點對點(P2P)連接等)或外部接口(例如外部總線接口、前側(cè)總線、顯示接口、視頻顯示接口(例如DV1、HDMI, VGA)、圖形接口等)，這取決于幀緩沖器130是否在與圖像處理塊140相同的集成電路(IC)管芯襯底上。圖像處理塊140通過第二接口 160將像素數(shù)據(jù)141輸出到投影儀系統(tǒng)110的成像器112并且將(一個或多個)光控制信號143輸出到投影儀系統(tǒng)110的光源114。在一些上下文中，光控制信號143還可以稱為背光控制信號。在該實施例中，第二接口 160是外部接口，因為計算系統(tǒng)120是與投影儀系統(tǒng)110分離的設(shè)備。在其它實施例中，當(dāng)圖像處理塊140實現(xiàn)在投影儀系統(tǒng)自身中時，諸如在投影儀系統(tǒng)的功率節(jié)約塊中時，第二接口可以是內(nèi)部接口，諸如以下關(guān)于圖2圖示和描述的那樣。
[0016]在該實施例中，圖像分析塊142和圖像適配塊146 二者從幀緩沖器130接收圖像數(shù)據(jù)131。圖像轉(zhuǎn)移曲線生成塊144耦合到圖像分析塊142的輸出。圖像適配塊146還從圖像轉(zhuǎn)移曲線生成塊144的輸出接收像素控制信號145。圖像適配塊146將像素數(shù)據(jù)141輸出到成像器112并且圖像轉(zhuǎn)移曲線生成塊144將(一個或多個)光控制信號143輸出到光源 114。
[0017]在操作期間，計算系統(tǒng)120的圖像處理塊140可以執(zhí)行用于投影儀系統(tǒng)110的內(nèi)容適應(yīng)性功率管理。在一個實施例中，圖像處理塊140接收要由投影儀系統(tǒng)110顯示的圖像數(shù)據(jù)131并且分析圖像數(shù)據(jù)131以及基于經(jīng)分析的圖像數(shù)據(jù)使用光控制信號143來調(diào)節(jié)光源114的投影儀亮度。圖像處理塊140還可以調(diào)節(jié)圖像數(shù)據(jù)的像素值并且在第二接口 160上向成像器112發(fā)送作為像素數(shù)據(jù)141的經(jīng)調(diào)節(jié)的像素值。
[0018]在另一實施例中，圖像分析塊142在第一接口 150上接收圖像數(shù)據(jù)131。圖像分析塊142被配置成計算表示圖像數(shù)據(jù)131中的顏色的分布的顏色柱狀圖。對于數(shù)字圖像，顏色柱狀圖表示具有在橫跨圖像的顏色空間的顏色范圍的固定列表中的每一個中的顏色的像素的數(shù)目?？梢葬槍θ魏畏N類的顏色空間構(gòu)建顏色柱狀圖，盡管顏色柱狀圖典型地為三維空間，比如紅-綠-藍(lán)(RGB)、色調(diào)-飽和度-明度(HSL)、色調(diào)-飽和度-值(HSV)(還稱為色調(diào)-飽和度-亮度(HSB))或色調(diào)-飽和度-強度(HSI )。可替換地，可以使用其它三個柱體模型。由于HSL、HSV和HSI是設(shè)備相關(guān)RGB模型的簡單變換，因此它們定義的物理顏色取決于設(shè)備或特定RGB空間的紅、綠和藍(lán)原色的顏色，并且取決于用于表示那些原色的量的伽馬(gamma)校正。每一個唯一的RGB設(shè)備因此具有唯一的HSL、HSV和HSI空間伴隨它，并且數(shù)字HSL、HSV或HSI值描述用于每一個基本RGB空間的不同顏色。在一個實施例中，顏色柱狀圖基于RGB顏色空間中的最大值(例如，max (R，G, B)值)。因而，在圖像數(shù)據(jù)131的圖像分析中確定最大值。max(R, G, B)值是針對用于像素處理的圖像亮度和參數(shù)的指示符。可以使用其它指示符，諸如YUV顏色空間中的Y。在YUV顏色空間中，基于NTSC標(biāo)準(zhǔn)而將Y定義為0.299R+0.587G+0.114B。在另一類型的圖像分析中，可以確定HSV顏色空間中的V。在另一類型的圖像分析中，可以確定HSB顏色空間中的B值?？商鎿Q地，其它圖像分析方法可以用于分析圖像數(shù)據(jù)131以便生成像素變換曲線，如以下更加詳細(xì)地描述的。
[0019]圖像轉(zhuǎn)移曲線生成塊144耦合到圖像分析塊142的輸出。圖像轉(zhuǎn)移曲線生成塊144被配置成基于由圖像分析塊142生成的顏色柱狀圖而創(chuàng)建像素變換曲線。在以下描述的圖4中圖示了兩個不同的像素變換曲線。像素變換曲線可以被存