УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ ЗАДНЕЙ ПОДСВЕТКИ Российский патент 2012 года по МПК H04N5/00 G09G3/34 

Изобретение относится к способу вычисления первого и второго уровня управления задней подсветкой для цветного дисплея для отображений изображений с цветовой гаммой, охваченной некоторым количеством основных цветов, имеющего заднюю подсветку, которая может управляться для создания первого количества света с первым спектром задней подсветки в соответствии с первым уровнем управления задней подсветкой и второго количества света со вторым спектром задней подсветки в соответствии со вторым уровнем управления задней подсветкой, и цветному дисплею, имеющему сочетание первого и второго светового затвора плюс светофильтра, выполненному с возможностью создания из первого и второго спектров задней подсветки соответствующего светового выхода первого и второго основного цвета, причем цветность по меньшей мере одного из основных цветов зависит от первого и второго уровня управления задней подсветкой, и соответствующему модулю устройства, который может встраиваться в дисплеи и камеры, и программному обеспечению.

Ряд дисплеев создают свои изображения с помощью наличия модуля создания света внутри дисплея, который размещается за модулем модуляции, например для каждого (под)пикселя сочетания фильтра для создания локального цвета и затвора для создания количества цвета. Например, пропускающий LCD имеет свойство, что количество выходящего света (игнорируя пока спектральную характеристику) зависит, как правило, посредством S-образной передаточной функции от применяемого напряжения. Другие альтернативные принципы действуют путем изменения направления света, например отражением некоторого его количества к экрану.

Также известным является изготовление дисплеев с множеством основных цветов, вышесказанного типа, в которых оптимальная 3-цветная гамма (RGB) заменяется на гамму, составленную несколькими основными цветами, например красным, желтым, голубым и синим, или для увеличенной яркости RGBW, где W - белый цвет, например D65. В этом случае 4 или более затворам нужны подходящие значения управления для воспроизведения входного стандартизованного цвета RGB или XYZ, все это из-за недоопределенности весьма трудной задачи, хотя в прошлом было разработано некоторое количество методик, которые применимы к одному или нескольким доступным дисплеям с множеством основных цветов.

Также известно равномерное масштабирование яркости задней подсветки, например, если имеется темная сцена, можно уменьшить заднюю подсветку, так что для самого яркого из темных цветов один из затворов, например, синий затвор, максимально открыт. Это имеет в качестве преимущества, например, увеличенный контраст для темных сцен в случае рассеяния светового потока через дефектные затворы.

Задача настоящего изобретения - улучшить управление дисплеями.

Эта задача решается в том, что в способе и модуле определяется цветовая гамма входного изображения по меньшей мере части изображения, которое нужно показать, и первый и второй уровни управления задней подсветкой определяются для совпадения гаммы, реализуемой дисплеем с первым и вторым уровнем управления задней подсветкой, с определенной цветовой гаммой входного изображения.

Подгонка гаммы не будет такой простой, если основные цвета (по меньшей мере один из них) сами также являются функцией задней подсветки, но вынуждены принимать во внимание всю систему, кто-то тогда мог бы в качестве догадки изобретателя пересмотреть проблему как проблему определения задней подсветки. Тогда можно проанализировать, как изменения в управлении одним блоком задней подсветки сильно влияют на форму отображаемой гаммы, и поэтому на ее совпадение с гаммами входных изображений или частей изображений (возможно, кто-то хочет только точного изображения синего океана, допуская некоторые ошибки на рыбах). Отсюда можно оптимально сбалансировать, как все основные цвета вносят вклад, например в более простой системе объяснить, как энергия цвета изображения уравновешивается между белой и RGB составляющими.

Оптимальное управление задней подсветкой будет, как правило, означать, что входная и отображаемая гамма значительно перекрываются, например, что входная гамма полностью и плотно охватывается отображаемой гаммой. Тем не менее, возможны несколько облегчающих возможностей в вариантах осуществления, например, что один включает в себя функцию штрафов, запрещающую управлению некоторым блоком задней подсветки подняться выше некоторого значения, или если сроки службы синего дважды короче красного (или потребляет гораздо больше энергии), то соотношение между синими и красными запусками (предпочтительно или всегда) остается ниже некоторого значения, или что допускаются некоторые невоспроизводимые цвета в некоторых областях входной гаммы, и т.д. Это приводит к отчасти несбалансированному оптимуму, конечно основное намерение в том, что заранее установленное большинство цветов во входном изображении(ях) является воспроизводимым, так что дисплей не слишком плохой.

Эти и другие аспекты способа и модуля согласно изобретению будут очевидны и разъяснены со ссылкой на реализации и варианты осуществления, описанные ниже, и со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые служат только как неограничивающие конкретные иллюстрации, иллюстрирующие более обобщенное понятие, и в которых тире используются для указания, что компонент является необязательным, не отмеченные тире компоненты не обязательно являются существенными. Тире также могут использоваться для указания, что элементы, которые объясняются как существенные, спрятаны внутри объекта, или для неосязаемых вещей, например электромагнитных полей.

На чертежах:

Фиг.1 схематически иллюстрирует дисплей с проблемой зависимого изменчивого основного цвета;

Фиг.2 схематически иллюстрирует изменение в отображаемой гамме (с GAM_4N на GAM_4S) в качестве функции изменения белого основного цвета, зависимого от задней подсветки;

Фиг.3 схематически иллюстрирует устройство преобразования цвета, содержащее некоторые альтернативно используемые варианты осуществления блока вычисления управления задней подсветкой;

Фиг.4 схематически иллюстрирует, как математически определить, являются ли отображаемыми входные цвета, потому что они находятся в ограничивающей плоскости отображаемой гаммы дисплея с конкретным управлением задней подсветкой;

Фиг.5 схематически иллюстрирует, как вывести оптимальные яркости блока задней подсветки, например как коэффициент умножения для стандартной единицы управления;

Фиг.6 схематически иллюстрирует другой алгоритм для получения начального значения при правильных значениях управления, особенно изящный для использования с системами с зависимым белым; и

Фиг.7 схематически иллюстрирует блок вычисления управления задней подсветкой, встроенный в подстраивающуюся под сцены камеру.

Фиг.1 с целью пояснения показывает очень простой дисплей 100 (например, LCD), в котором возникает первичная зависимость цветности (то есть оттенок и насыщенность; конечно, не только тривиальная зависимость яркости), а именно довольно сильная изменчивость белого.

Синяя задняя подсветка 102 и зеленая и красная задние подсветки 104, 106 каждая создают соответствующие спектры SB, SG, SR задней подсветки на графике 150. Эти задние подсветки могут быть, например, массивами светодиодов, гомогенизированными гомогенизатором 108.

Значения цвета пикселя реализуются путем системы затворов (то есть передачей порции) задней подсветки с соответствующими сочетаниями фильтр+затвор. Например, синий фильтр 110 (или аналогичный зеленый 112, красный 114, белый 116) может состоять из жидких кристаллов (характеристики передачи цвета сейчас для простоты допускаются являющимися чистой нелинейной функцией передачи яркости уровня VB управления затвором) и селективного фильтра цвета, спектр FR которого показан на графике 152. Итоговый спектр PB светового выхода на графике 154 следует из умножения SB и FB - высота FB может учитывать, сколько затвор передает, так как в этом упрощенном примере предполагается, что разные спектры задней подсветки полностью соответствуют спектру их соответствующего светофильтра, и эти спектры фильтров не перекрываются.

Соотношение между выходной яркостью такого основного цвета (поскольку оттенок и насыщенность остаются неизменными в линейной системе) и значениями управления тогда простое и взаимозаменяемое, а именно, оно может либо быть обычным изменением уровня VB управления затвором, либо эквивалентно уровню DB управления синей задней подсветкой.

Но даже для этой простой конфигурации белый основной цвет будет зависеть от всех значений управления задней подсветкой: так как белый фильтр FW передает все спектры, белый выходной спектр 155 будет зависеть от индивидуально установленных вкладов трех спектров задней подсветки.

Тогда как управление дисплеем с множеством основных цветов (4Р) относительно простое, когда управляются только затворы, это становится связанной задачей, когда также управляют задними подсветками.

Изменчивость белого основного цвета в зависимости от управления задней подсветкой и влияние на форму гаммы, реализуемой дисплеем, показывается на фиг.2.

Дисплей RGBW обладает формой удлиненного двойного ромба в 3D, проекция которого в двух измерениях (для простоты мы выберем красный и зеленый) является шестиугольником, например GAM_4N [нарисованный сплошной линией шестиугольник на фиг. 2]. Входные цвета, которые должны быть воспроизведены настолько точно, насколько возможно, будут описываться в пространстве RGB, которое совпадает с основными цветами RGB дисплея, которое может быть легко реализовано преобразованием матрицы цветов из другого входного пространства наподобие XYZ, или другого пространства RGB. Отметим, что белый WO дисплея, передающего большую часть спектров задней подсветки через белый фильтр FW, не обязательно равен сумме управления открытым затвором R+G+B (R+G в 2-мерной проекции), но для простоты объяснения это также допускается.

Наличие дополнительного основного цвета, который может давать свет (в этом обсуждении для простоты мы также игнорируем факторы геометрической формы и иные аспекты касательно распространения и равномерного масштабирования энергии задней подсветки), означает, что мы можем воспроизводить больше цветов, чем во входной гамме GAM_I исходного RGB [маленький пунктирный квадрат]. По сравнению с расширенной гаммой GAM_E [точечный квадрат большего размера], охваченной дублями основных цветов RGB (поскольку в дисплее из фиг.1 цветности этих основных цветов не меняются), имеются некоторые цвета, которые не могут быть воспроизведены (цвет C_o выходит из гаммы GAM_4N дисплея RGBW с белым W0, равным R+G+B, с равным наиболее ярким цветом; то есть равной яркостью белого выходного света), но большинство из них могут быть воспроизведены, по меньшей мере менее насыщенные. Поэтому можно получить выгоду от такого дисплея путем увеличения яркости и/или насыщенности входных цветов, так что дисплей выглядит более живым. Иначе говоря, что является обычным в некоторых из наших недавних исследований, можно повысить входные цвета в 2 раза, что означало бы их воспроизведение на стандартном дисплее RGB, но с двойными яркостями RIGIBI, и затем использовать методику преобразования гаммы для преобразования в гамму GAM_4N RGBW, представленного в настоящее время дисплея, посредством этого фактически выполняя преобразование в значения управления множеством основных цветов. Для невоспроизводимых цветов (например, C_o) потребовалась бы методика, которая преобразует их в рамках гаммы, которая обычно имеет в качестве недостатка текстурные модуляции для областей, в которых такие цвета становятся плохо изображаемыми (в плохих методиках преобразования гаммы даже исчезнувшими из-за обрезки).

Если масштабировать заднюю подсветку красного, так что максимально открытый красный затвор 114 приводит к выходному цвету Rs, и аналогичным образом увеличить заднюю подсветку зеленого, так что выходной цвет GS получается для (VB=0, VG=1, VR=0, VW=0), то новый белый WS получается для (VB=0, VG=0, VR=0, VW=1), который, конечно, более зеленоватый, так как в задней подсветке зеленоватая составляющая была увеличена относительно красноватой (что может быть реализовано, например, путем подачи большего тока через зеленые светодиоды и затемнения красных светодиодов). Это также означает, что реализуемая гамма меняется на GAM_4S [пунктирный шестиугольник]. Авторы изобретения реализовали это вместо обычного преобразования в координаты RGBW, которое может быть реализовано путем установки затворов 110, 112, 114, 116 в наиболее приближенные значения, чтобы получить наибольшее приближение выходного цвета, который необходимо воспроизвести, можно также изменить значения управления (DR, DG, DB) модулей 102, 104, 106 задней подсветки, так что реализуется новая гамма GAM_4S, теперь включающая в себя нереализуемые цвета C_o. Несколько более перспективно, используя такую методику, вычислить лучше значения управления задней подсветкой из условия, что гамма оптимально совпадает с цветами, которые нужно воспроизвести. Например, если изображение леса содержит в основном зеленые цвета, что видно во входной гамме GAM_PIC изображения, методика управления, реализующая GAM_4S, будет работать точно, так как все цвета могут воспроизводиться безупречно, и расходуется не много лишней световой энергии. В качестве входных данных, составляющих входную гамму, могут также использоваться, например, все кадры фильма, или для (в двумерной плоскости дисплея) геометрически переменных задних подсветок, таких как задняя подсветка с прокруткой, освещающая последовательные полосы дисплея, может использоваться текущая подобласть показываемого в настоящий момент изображения.

Оптимальное совпадение может также задаваться несколькими путями: например, обычно хотят строгого совпадения в пространстве цвета между охватом каркаса входной гаммы и реализуемой гаммой дисплея (который имеет свои ограничивающие плоскости, касающиеся самых экстремальных точек входной гаммы), или могут хотеть исключить некоторый процент (или некоторые геометрические области входной гаммы в пространстве цвета) трудных для изображения входных цветов, так чтобы можно было существенно сберечь энергию задней подсветки и все же точно изображать большинство цветов. Критерий оптимизации может включать в себя дополнительные ограничения, такие как, например, функцию стоимости, представляющую старение разных задних подсветок как функцию требуемой мощности, которая, между прочим, интересна для выбора оптимума, если имелись бы еще несколько достаточно оптимальных методик.

Фиг.3 описывает устройство 300 преобразования цвета, например, часть интегральной схемы или программное обеспечение, работающее на процессоре, выполненное с возможностью определения из (например) входных значений RGB, значений множества основных цветов для затворов (VR, VG, VB, VW) и, например, на основе набранных цветов, присутствующих в съемке, состоящей из N последовательных изображений - значений управления для модулей DR, DG, DB задней подсветки. Последние получаются с помощью блока вычисления 302 управления задней подсветкой, выполненного с возможностью рассчитать оптимальные значения управления задней подсветкой, чье заданное содержимое нужно отобразить (например, на статичном изображении отобразить цвета на фотографии). Это выполняется путем сохранения значений RGB (или аналогичных, но для простоты мы описываем операции в пространстве RGB) по меньшей мере области изображения (например, полосу или область фона, содержащие все синие пиксели, исключая менее хроматические из плавающей рыбы на переднем фоне) в запоминающем устройстве 304, и затем определения с помощью модуля 306 определения входной гаммы представления входной гаммы, например трехмерного тела (наиболее просто со значением 1, если цвет появляется, или 0 в ином случае) или трехмерной таблицы, содержащей числа или вектора, например гистограммы, в которой также записываются частоты появления, или даже больше данных, например информации - получающейся из алгоритма оценки - описывающей отношение пикселя с его окружением или всем изображением, или каркаса появляющихся цветов, и т.д. Информация касательно значения пикселя может использоваться позднее в интеллектуальной оценке/оптимизации для решения, какое было бы влияние у назначения пикселя неизображаемым или в необходимости дополнительного преобразования гаммы для выбранной изображаемой гаммы, например выбросы, которые возникают только в нескольких небольших пятнах, особенно если они, вероятно, не вносят значительный вклад в восприятие человеком изображения, могут быть отброшены.

В типовом варианте осуществления содержатся две альтернативных используемых системы оценки, конечно, другие алгоритмы возможны для достижения того же результата.

Модуль 310 полной оптимизации сначала полностью формирует список ограничивающих плоскостей возможной гаммы, предположительный и сохраненный в запоминающем устройстве, или "на лету".

Например, давайте для простоты понимания опишем дисплей с перекрывающимися зеленым и синим фильтрами и неперекрывающимся красным маршрутом, так что мы решили управлять синим и зеленым с общим множителем (так что нет больше дополнительной зависимости цветности в этом подразделе, предпочтительнее мы можем сосредоточить объяснение исключительно на зависимости белого) и красным отдельно.

Мы можем описать это в каноническом базисе:

Поэтому, из-за 0 во втором столбце, мы видим, что красный не зависит от управления зелеными и синими модулями задней подсветки, но только от управления красной задней подсветкой, делая красный выходной основной цвет неизменным в цветности и только масштабируемым в показателях его яркости. Это указывается с помощью знаков "-", под которыми мы понимаем, что фактически в отдельности выбранный красный или другой базисный вектор могут, конечно, иметь зеленоватую компоненту, но мы повернули вектор к канонической системе координат, содержащей сам выходной основной цвет красного света.

х - количество красного выходного сигнала, которое соответствует, например, единичному управлению красной задней подсветкой DR, и может дополнительно включать в себя пропускание красного затвора, делая значением R тогда итоговый световой выход канонического красного основного цвета.

Аналогичным образом находим для зеленого и синего:

и для белого:

, которое также могло быть приведено к диагональному виду, но в любом случае показывает зависимость от обеих задних подсветок.

Мы можем тогда описать большинство из того, что происходит в такой красно-голубой (синей и зеленой) проекции (фиг.4), хотя вычисления фактически происходят в трех измерениях, проекции ограниченного N-мерного пространства или даже в N измерениях.

Каждая плоскость определяется нормальным (например, N34) и смещенным вектором (например, S+), который может быть равен голубому основному цвету конкретной мощности или яркости или эквивалента.

Важно отметить, что ранее раскрыты способы для оптимального масштабирования векторов (или носителей), но сейчас проблема сложнее в том, что ориентации плоскостей, или эквивалентно их нормалей, также изменяется (из-за управления задней подсветкой, которая является управлением цветом задней подсветки, а не просто управлением яркостью).

Это делает проблему математически гораздо сложнее, делая заманчивым проектирование относительно неизменных систем с помощью справочных таблиц.

Генератор 312 возможного управления задней подсветкой выполнен с возможностью формирования подмножества из возможных настроек управления до нужной предварительно заданной точности.

Например, в этом примере его достаточно для формирования множества возможных соотношений DR и DGB, которое охватывает весь диапазон возможных белых и соответствующих гамм:

Нормали и смещенные векторы могут легко быть вычислены математически для всех ограничивающих плоскостей.

Модуль 314 анализа цвета пикселя получает гамму GAM_PIC (области) входного изображения(ий) [можно было бы также для уменьшения количества цветов для тестирования вывести каркас гаммы всех цветов, то есть те, что на границе] и выводит для каждого направления коэффициенты масштабирования (для управления задней подсветкой), так что гамма оптимально совпадает (это может быть, например, так что никакие из цветов изображения не выпадают из реализуемой оптимальной гаммы, но также некоторые из цветов могут быть отброшены), например:

что гарантирует, что все цвета попадают в гамму (отметим, что масштабирования смещения плоскости могут математически просто зависеть от масштабирований уровней управления - для нижних ограничивающих плоскостей они обычно идентичны - так что описание ниже могло быть также сформулировано в показателях DR и DGB). Точка символизирует векторное скалярное произведение, и С - один из всех цветов во входной гамме GAM_PIC.

Это дает некоторое количество кривых (фиг. 5) как функцию соотношения DR/DGB тех минимальных коэффициентов масштабирования λ_-, λ₊ (или, фактически, DR и DGB) и т.д., необходимых для всех ограничивающих плоскостей (например, если входная гамма касается плоскости, охваченной N34* и S-, уменьшение масштабирования обеих лямбд, согласно соотношению DR/DGB, не приведет к выбросам по этой плоскости, но, например, могут появиться выбросы верхней плоскости TL и/или TR).

Фиг.5 показывает график, на котором показывается лямбда 1 (которая является взятой лямбдой, которая определяет, например, масштабирование красной задней подсветки, но вообще некоторые лямбды могут соответствовать масштабированию векторов смещения, являющихся суммами векторов основных цветов) для всех плоскостей. Аналогичное множество кривых существует для лямбды 2 масштабирования голубого. Следует выбрать оптимум, то есть, если была бы только одна лямбда, мы выбрали бы лямбду, которая требует, чтобы все плоскости ограничивали входную гамму, то есть с минимальным значением из максимальных требуемых значений всех плоскостей, то есть где-то в наложенном эллипсе (поскольку в примере есть несколько оптимумов). Фактически, нужно решение, для которого совокупность всех значений управления является оптимальной, которое наиболее просто выполняется путем применения функции агрегирования для суммирования разных множеств графиков. Это может быть сделано, например, с помощью преобразования графиков в функции DR и DGB (как функции соотношения) и их суммирования, и затем взять минимальное значение из, например, (DR+DGB)/2. Эта функция агрегирования может, преимущественно, принимать в расчет дополнительные требования, такие как, например, что одна из задних подсветок стареет быстрее другой, или использует гораздо больше энергии по сравнению с другими, и поэтому должна иметь более низкое управление, в этом случае минимизируют функцию совокупной энергии (PRDR+PGBDGB)/2, в которой PR и PGB являются потреблениями энергии на единицу у разных модулей задней подсветки. Оптимизация выполняется с помощью оптимизатора 316.

Фиг.6 схематически иллюстрирует, как второй модуль 320 итеративной оптимизации из фиг.3 может быть спроектирован для работы. Эти методики используют принцип, что гамма GAM_PIC должна разделяться сбалансированным способом между белым и хроматическими цветами. В более темных областях цвета могут быть образованы смесью красного и голубого или с белым и подходящего цвета (REG_1), однако использование белого может быть сделано для создания цветов, например, в REG_2. Однако в верхних областях высокой яркости (REG_3) цвета должны быть выполнены смесью трех цветов R, GB и W (потому что уже есть белый пиксель, для простоты с таким коэффициентом формы, чтобы энергия равнялась R+GB, кто-то захочет открыть это насколько возможно, чтобы избежать создания дополнительной задней подсветки, так что обычно в этой области гаммы этот вклад белого будет примерно равен вкладу R+GB; можно было сделать это для самого яркого входного цвета - "входного белого", но гораздо более живо выглядящего на форме гаммы, и позволяя лучшее соответствие и, возможно, даже разумную обрезку). В частности, не должно быть слишком много (нежелательных) проблематичных областей PREG_1, PREG_2.

Первый модуль 322 инициализации определяет хороший начальный белый W_0, например центр масс входной гаммы GAM_PIC, или самый яркий цвет, поделенный на 2,…

Затем анализируются отклонения к белому, которые равны количествам других основных цветов, которые нужно добавить для создания нужных цветов.

И к тому же в более темных областях не должно быть (или не слишком много, если совпадения смягчаются и позволяется обрезка для сбережения энергии задней подсветки, например для мобильных устройств, где качество видео в любом случае не такое хорошее из-за сильного сжатия) голубых GB, составляющих 650, 652 в любых удаленных областях, которые требуют большего вклада, чем максимальный голубой, для создания белого W_0, но это же должно быть верным для красных (654), и также это должно быть верным в более светлых областях (656). Если увеличивается голубой, следует знать, что это имеет влияние на белый и поэтому красный, и следует поддерживать их сбалансированными: помогает ли двойное (голубой и красный) увеличение в то же время решить проблему выбросов в более красной области гаммы (654), или это просто проблема локального зеленого, то есть, кому-то понравится более зеленый белый, который тогда должен быть компенсирован с помощью большего красного в более красных областях. Это может выполняться принятием во внимание измеренных отклонений (с помощью модуля 324 анализа балансирования управления основным цветом) и в более продвинутых методиках также их положений, или областей и/или моментов проблематичных удаленных областей (возможно, взвешенных по тому, как важно такая ошибка оценивается, посредством чего некоторые точки могут быть заранее удалены с гистограммы после анализа изображения, например, если некоторые выбросы зеленых цветов являются лишь небольшими редко разбросанными участками, и также включенными в окружающие зеленые цвета, или даже контрастирующие цвета, обработка изображения может оценить это как модель незначащих шаблонов и исключить такие значения, например, путем их замены менее насыщенными значениями, которые дадут эквивалентную визуализацию, либо точки могут сохраняться на гистограмме, но помечаться, что они могут давать меньшую важность в оптимизации, и т.д.). Вообще, любая такая статистика о значениях затворов (возможно, больших чем 1, или максимальное количество), требуемых для воспроизведения входной гаммы, данной в текущей оценке управления задней подсветкой (или белым) будет выполняться модулем 325 статистической оценки и преобразовываться в значение для обновления, например, соотношение удаленных областей, ведущих к углу обновления. Тогда из этого можно вывести новый белый W_1: это могло быть либо просто направление изменения, по которому выполняется изменение с постоянным шагом, или также из анализа предполагаемого размера шага, например, угла вращения и изменения размера белого. Это может быть достаточным и привести к процессу из одного этапа, например, если кто-то только масштабирует все так, что нет больше значений выше максимального управления затвором для любого из основных цветов (распределяя максимальную разницу одинаково между белым и цветами, сохраняя текущее направление белого), что дает кое-что субоптимальное, но еще весьма оптимально совпадающее с воспроизводимой гаммой.

В этом случае модуль оптимизации вычисляет с помощью алгоритма одну поправку для получения итогового белого W_1 и отсюда значения управления задней подсветкой, или этот второй W_1 может многократно передаваться в модуль 324 анализа балансирования управления основным цветом для многократного схождения.

Преимущество такого анализа в том, что пользователь может взаимодействовать через модуль 330 интерфейса пользователя, то есть он может держать под контролем оптимизацию и ошибки. Таким образом он может, например, однозначно настроить белый слишком зеленоватым, принимая во внимание искажения.

В конечном счете, обладая новыми значениями управления, модуль 332 определения основного цвета может определять новые (например, R,G,B,W) основные цвета путем, например, умножения масштабированных спектров задней подсветки на спектры фильтра (максимально открытые затворы), и где обязательно принимать во внимание поведение материала LCD/ячейки и т.д.

Преобразование в новые требуемые значения VR…VW затвора может тогда выполняться с помощью любого ранее раскрытого алгоритма преобразования множества основных цветов или модуля 334, например, который мы описали в заявке EP 05107669.3.

Следует отметить, что хотя мы описали вышеупомянутые принципы с помощью простого дисплея RGBW, другие дисплеи будут испытывать те же проблемы и могут быть оптимизированы с помощью системы такого же типа. Например, система с перекрывающимися зеленым и синим фильтрами, то есть сочетаниями фильтр + затвор, может уже иметь оба основных цвета в зависимости от обоих управлений блоком задней подсветки. Например, итеративный способ может быть просто обобщен путем инициализации всех основных цветов, чья цветность (оттенок и/или насыщенность) изменяется с задней подсветкой (основные цвета с постоянной цветностью, например красный, который всегда проходит только красный спектр, являются простыми в том, что их нужно только установить в их постоянное значение) и затем проверить, насколько хорошо охватывается входная гамма (то есть в значениях управления затвором между 0 и максимальным сигналом полного открытия, например 1 или 255), и как это изменяется путем изменения значений управления задней подсветкой, и отсюда переменных основных цветов и гаммы, которую они охватывают. Это может быть сделано либо путем проб и ошибок, или математическим подсчетом эффекта изменений и выведением из этого значения безопасного обновления, так чтобы входная гамма могла быть оптимально охвачена.

Как уже упоминалось выше, может выполняться различный геометрический и/или колориметрический предварительный анализ, чтобы определить, что подразумевается под оптимальным охватом, например, с помощью моделирования зрения человека, например влияние цвета определяется его окружением, для которого могут быть выполнены вычисления окружения типа ретинекса. В зависимости от результата значения важности воспроизведения у алгоритма цвет может быть помечен таким параметром важности, например, в проверке значений затвора, требуемых для добавления хроматического цвета в текущий белый, цвета с параметром важности ниже, например, 5 могут игнорироваться, поэтому, хотя для их воспроизведения потребовалось бы значение управления затвором выше 1, для воспроизведения цветов с важностью выше 5 хватило бы управления затвором в 0,9. Если имеется достаточная связность и доверие к параметрам важности, можно было бы также оценить взвешенные измерения невоспроизводимости текущей гаммы дисплея. Например, вместо того, чтобы считать количество удаленных цветов или расстояние наиболее удаленного цвета (требуется количество управления затвором выше 1) можно было бы взвесить совокупное несоответствие как, например, расстояние невоспроизводимого цвета умножить на его важность, и возможно умножить на его появление в области изображения, которая должна быть точно воспроизведена (например, яркий закат). Примерами правильного колориметрического анализа - не учитывая значения геометрически окружающих пикселей - являются, например, взгляд на гистограмму и распознавание небольшого множества выбросов, которое могло бы быть идентифицировано как участки зеркального освещения и безопасно заменено другим значением, все еще выглядящим очень белым. Аналогичным образом, можно было бы получить апостериорный геометрический и/или колориметрический анализ изображений (например, текущей области, которая должна быть показана, или других, похожих или непохожих изображений, которые может потребоваться воспроизвести позже), чтобы анализировать, например, потерю детализации изображения в обрезанных областях, и это может кодироваться как дополнительное число или вектор, прикрепленное по меньшей мере к некоторым цветам во входной гамме, являющееся весовым параметром искажения, так что на втором этапе, например, выбросы цветов с весовыми параметрами искажения выше 10 действительно следует включить в гамму дисплея, даже при затратах интенсивного управления некоторым блоком задней подсветки, но тогда можно было бы сэкономить на оставлении других выбросов цветов с меньшим весом искажения. Пользовательское управление (модуль 330 интерфейса пользователя) может позволять пользователю взаимодействовать с этим процессом, в соответствии с которым, например, постпроцессор анализа искажений (не показан на чертежах) может рисовать красную границу вокруг искажений обрезки или даже сделать их более резкими в случае сжимающего преобразования гаммы, так что пользователь сможет лучше их заметить. Модуль интерфейса пользователя может дополнительно обладать средством, позволяющим пользователю вращать вектор основного цвета (например, белый) и видеть эффект, или повторно инициировать автоматическую конвергенцию и т.д.

Вообще, несколькими примерами дисплеев, которые могут извлечь пользу из настоящих систем и алгоритмов преобразования, являются: дисплеи R, G, B с задними подсветками R, G, B, или задними подсветками Р1, Р2, где Р1 и Р2 обычно являются - хотя необязательно, так как кто-то может захотеть дисплеи с оттенком - дополнительными цветами, так что они вместе дают панели с белым, R, G, B с задней подсветкой R, G, B, W, панели RGBW с задней подсветкой RGBW, панели R, Y, C, B (где Y и C могут быть цветами, которые охватывают плоский многоугольник гаммы, такие как желтый и голубой), временно управляемые панели, такие как дисплей с последовательными спектрами с пурпурным и зеленым цветными фильтрами и освещением задней подсветки (G, B) во время нечетных периодов и освещением (G, R) во время четных периодов, и т.д.

Изобретение может быть полезным для дисплеев с широкой гаммой и сопутствующим оптимальным улучшением содержимого (модуль расширения гаммы не показывается на фиг.3, может быть, например, препроцессором или встроенным в 306), или скорее для дисплеев с малой гаммой, например мобильных, и оптимальной экономии энергии.

Настоящее изобретение также интересно в камерах 700 с возможностями динамического захвата, которые описаны в еще не опубликованной в настоящее время европейской заявке 05107835.0.

Ожидается, что в будущем потребители захотят лучшего управления возможностями по захвату цвета и обработки цвета изображения в камере, но с другой стороны в отпуске не все изображения должны быть наивысшего качества (например, быстро снятое изображение смешной собаки), и можно было бы сэкономить на энергии батареи. ЕР 05107835.0 описывает, что пользователь может выбирать, например, съемку изображения с очень большим динамическим диапазоном с темными черными, но также яркими участками, или снять это же изображение в слегка неконтрастном виде. Это выполняется с помощью модуля 704 анализа снятого изображения, который может управлять через обратный канал 712 управления, например, свойствами датчика 702 или другими свойствами обработки изображений для последующих изображений, которые нужно снять (например, такие параметры съемки изображения, как экспозиция, увеличение насыщенности цвета, ввод наложенного оттенка, чтобы сделать изображение выглядящим солнечнее, …). Модуль 705 координации может принимать во внимание эту информацию и возможности дисплея 100 - например, внешнего LCD, с технологией электросмачивания, с технологией E-ink… дисплея - для получения в блоке вычисления управления задней подсветкой модуля 706 преобразования цвета оптимальной гаммы и соответствующих значений управления. Можно было бы, например, убедиться, что снятое изображение с высоким контрастом уже показано так оптимально, как позволяет дисплей, так что пользователь имеет более реалистичный взгляд на эффект его действий на качество изображения, которое должно быть сохранено или передано, или модуль 705 координации мог бы предварительно записать в память профили дисплеев - например, портативное средство просмотра содержимого - так что это также могло быть принято во внимание в оптимизации и окончательной обработке изображения.

Для уменьшения вычислений претенденты также могут определяться на основе предыдущего анализа, например, если снимок колориметрически аналогичен предыдущему снимку (или пара статичных изображений, которые заранее классифицированы в множество, например изображения отдыха на берегу), и начальным вектором для итеративного способа может быть взят оптимальный белый предыдущего снимка, или даже может быть сформировано возможное множество белых, содержащее, например, некоторые отклонения от того предыдущего белого, или другие возможные белые. Также всесторонний способ может быть ускорен путем, например, помещения меньшего количества соотношений в тестовое множество: если предыдущие ограничивающие плоскости имели некоторые наклоны, можно было бы ограничить поиск, например, диапазоном около этого наклона.

Алгоритмические компоненты, раскрытые в этом тексте, могут быть реализованы на практике (полностью или частично) как аппаратные средства (например, части специализированной интегральной схемы) или как программное обеспечение, работающее на специальном цифровом процессоре сигналов, или общем процессоре и т.д.

Из нашего представления специалисту должно быть понятно, какие компоненты могут быть необязательными улучшениями и реализовываться в сочетании с другими компонентами, и как (необязательные) этапы способов соответствуют соответствующему средству в устройствах, и наоборот, то есть этапы, которые мы описали в способах, соответствуют модулям в вариантах осуществления нашего устройства, и наоборот. Устройство в данной заявке используется в самом широком значении, представленном в словаре, а именно группа средств, позволяющая реализацию конкретной цели, и поэтому может быть (небольшой частью) интегральной схемой или специализированным устройством, или частью сетевой системы и т.д.

Обозначение компьютерного программного продукта следует понимать как включающее в себя любую физическую реализацию набора команд, дающих возможность процессору - обычного или специального назначения - после ряда этапов загрузки (которые могут включать в себя этапы промежуточного преобразования, например трансляцию в промежуточный язык и итоговый язык процессора) получить команды в процессор, чтобы исполнять любую из характерных функций изобретения. В частности, компьютерный программный продукт может быть реализован как данные на носителе, таком как диск или пленка, присутствующие в запоминающем устройстве данные, двигающиеся по сетевому - проводному или беспроводному - соединению данные, или код программы на бумаге. Кроме кода программы характерные данные, необходимые для программы, также могут быть реализованы как компьютерный программный продукт.

Некоторые из этапов, требуемые для работы способа, могут уже присутствовать в функциональных возможностях процессора вместо описанных в компьютерном программном продукте, например этапы ввода и вывода данных.

Следует отметить, что вышеупомянутые варианты осуществления скорее иллюстрируют, а не ограничивают изобретение. Где специалист может легко реализовать преобразование представленных примеров в другие области формулы изобретения, мы для краткости не упомянули досконально все эти варианты. Кроме сочетаний элементов изобретения, которые объединены в формуле изобретения, возможны другие сочетания элементов. Любое сочетание элементом может быть реализовано одним специализированным элементом.

Любой знак ссылки в круглых скобках в формуле изобретения не предназначен для ограничения формулы изобретения. Слово "содержащий" не исключает наличия элементов или аспектов, не перечисленных в формуле изобретения. Слово "a" или "an", предшествующее элементу, не исключает наличия множества таких элементов.

Изобретение относится к устройствам отображения. Техническим результатом является управление уровнем задней подсветки цветного дисплея. Результат достигается тем, что дисплей содержит блок вычисления управления задней подсветкой, выполненный с возможностью вычисления уровней управления, подключаемый к модулю адаптивного преобразования множества основных цветов, выполненному с возможностью преобразования входного цвета в значения управления множеством основных цветов, причем блок вычисления управления задней подсветкой и модуль преобразования множества основных цветов являются подключаемыми к устройству отображения (LCD), задняя подсветка которого является управляемой уровнями управления, и затворы которого являются управляемыми значениями управления множеством основных цветов. 5 н. и 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ вычисления первого и второго уровня управления задней подсветкой для цветного дисплея для отображений изображений с цветовой гаммой, охваченной некоторым количеством основных цветов, имеющего заднюю подсветку, которая может управляться для создания первого количества света с первым спектром задней подсветки в соответствии с первым уровнем управления задней подсветкой и второго количества света со вторым спектром задней подсветки в соответствии со вторым уровнем управления задней подсветкой, и цветной дисплей, имеющий сочетание первого и второго светового затвора плюс светофильтра, выполненный с возможностью создания из первого и второго спектров задней подсветки соответствующего светового выхода первого и второго основного цвета, причем цветность по меньшей мере одного из основных цветов зависит от первого и второго уровня управления задней подсветкой, причем определяется цветовая гамма входного изображения по меньшей мере части изображения, которое нужно показать, и первый и второй уровни управления задней подсветкой определяются для совпадения гаммы, реализуемой дисплеем с первым и вторым уровнем управления задней подсветкой, с определенной цветовой гаммой входного изображения.

2. Способ вычисления уровней управления задней подсветкой по п.1, в котором количество основных цветов равно четырем или более.

3. Способ вычисления уровней управления задней подсветкой по п.1 для дисплея, имеющего яркость переменного белого основного цвета, создаваемого путем фильтрации спектров задней подсветки с помощью белого фильтра и выбора нужного количества с помощью соответствующего белого затвора, и некоторое количество светофильтров и соответствующих затворов для образования дополнительного белого цвета, причем по меньшей мере цветность белого основного цвета зависит от уровней управления задней подсветкой, причем оптимально охватывающая гамма, достижимая дисплеем с помощью значений управления, определяется как функция по меньшей мере переменного белого основного цвета.

4. Способ вычисления уровней управления задней подсветкой по пп.1, 2 или 3, в котором этап определения уровня управления задней подсветкой содержит этапы, на которых:
формируют возможные ограничивающие плоскости гаммы, реализуемой дисплеем, с помощью возможных сочетаний значения управления задней подсветкой; и
определяют оптимально совпадающие возможные сочетания значений управления задней подсветкой путем оценки того, сколько из выбранного множества входных цветов по меньшей мере части изображения, которое нужно показать, является воспроизводимой гаммой дисплея.

5. Способ вычисления уровней управления задней подсветкой по п.1 или 2, в котором этап определения уровня управления задней подсветкой содержит этапы, на которых:
оценивают начальные значения по меньшей мере для одного выходного основного цвета, который зависит от начальных значений управления задней подсветкой;
оценивают, насколько хорошо выбранное множество входных цветов по меньшей мере части изображения, которое нужно показать, является воспроизводимым реализуемой гаммой дисплея; и обновляют начальные значения управления задней подсветкой.

6. Способ вычисления уровней управления задней подсветкой по п.1 или 2, в котором геометрический и/или колориметрический алгоритм применяется выбранному множеству входных цветов по меньшей мере части изображения, которое нужно показать, чтобы оценить важность воспроизведения цветов, и в котором некоторые цвета удаляются из множества или помечаются с помощью параметра важности.

7. Способ вычисления уровней управления задней подсветкой по любому из предшествующих пунктов, в котором выполняется дополнительный анализ изображения относительно веса искажений анализа изображения и уточняется этап определения уровня управления задней подсветкой.

8. Способ вычисления уровней управления задней подсветкой по п.7, в котором весовой параметр искажения добавляется к все еще невоспроизводимым цветам.

9. Блок вычисления управления задней подсветкой (фиг.3, 302) для вычисления первого (DR) и второго (DG) уровня управления задней подсветкой для цветного дисплея (фиг.1, 100) для отображений изображений с цветовой гаммой, охваченной некоторым количеством основных цветов, имеющего заднюю подсветку (102, 104, 106), которая может управляться для создания первого количества света с первым спектром (SR) задней подсветки в соответствии с первым уровнем управления задней подсветкой и второго количества света со вторым спектром (SG) задней подсветки в соответствии со вторым уровнем управления задней подсветкой, и цветной дисплей, имеющий сочетание первого (114) и второго (116) светового затвора плюс светофильтра, выполненный с возможностью создания из первого и второго спектров задней подсветки соответствующего светового выхода первого (PR) и второго (PW) основного цвета, причем цветность по меньшей мере одного из основных цветов зависит от первого и второго уровня управления задней подсветкой, при этом блок (302) вычисления управления задней подсветкой содержит модуль (306) определения входной гаммы для определения входной цветовой гаммы по меньшей мере части изображения, которое нужно показать, при этом блок вычисления управления задней подсветкой дополнительно содержит модуль (310; 320) оптимизации, выполненный с возможностью определения первого и второго уровней управления задней подсветкой, так что входная цветовая гамма (фиг.2, GAM_PIC) по меньшей мере части изображения, которое нужно показать, согласуется с гаммой, реализуемой дисплеем (фиг.2, GAM_4S) с первым и вторым уровнем управления задней подсветкой.

10. Носитель с данными, позволяющими процессору реализовать функциональные возможности п.1, содержащий код для определения первого и второго уровней управления задней подсветкой, так что гамма по меньшей мере части изображения, которое нужно показать, согласуется с гаммой, реализуемой дисплеем с первым и вторым уровнем управления задней подсветкой.

11. Дисплей (100), содержащий блок (302) вычисления управления задней подсветкой по п.9, выполненный с возможностью вычисления уровней (DR, DG, DB) управления, подключаемый к модулю (334) адаптивного преобразования множества основных цветов, выполненному с возможностью преобразования входного цвета (RI, GI, BI) в значения (VR, VG, VB, VW) управления множеством основных цветов, причем блок (302) вычисления управления задней подсветкой и модуль (334) преобразования множества основных цветов являются подключаемыми к устройству отображения (LCD), задняя подсветка которого является управляемой уровнями (DR, DG, DB) управления и затворы которого являются управляемыми значениями управления (VR, VG, VB, VW) множеством основных цветов.

12. Камера (700), содержащая дисплей (100) по п.11 и модуль (705) координации, выполненный с возможностью координировать параметры захвата изображения с помощью значений (DR, DG, DB, VR, VG, VB, VW) управления дисплеем.