用于视频显示屏幕的PWM控制的系统和方法技术方案

一种PWM控制系统包括存储器和处理器。处理器获得与被配置为捕获由视频显示器显示的图像的相机有关的相机特征(402)。该相机特征包括相机的快门打开的时期的持续时间。该处理器还计算视频显示器的PWM时序控制(404)。该PWM时序控制指定了PWM周期持续时间，该PWM周期持续时间基于相机的快门打开的时期。该处理器进一步向视频显示器发送信号(406)。该信号包括PWM时序控制，并被配置为使视频显示器在相机的快门打开的时期根据PWM时序控制来控制视频显示器的亮度。LED屏幕可以同时被相机和人类观察者观看，任何一个观察者都不会看到伪影或闪烁。影或闪烁。影或闪烁。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于视频显示屏幕的PWM控制的系统和方法
[0001]与相关专利申请的交叉引用
[0002]本申请要求获得克里斯托弗
‑
迪顿(Christopher Deighton)于2020年9月28日提交的题为“用于视频显示屏幕的PWM控制的系统和方法”的第63/084,354号美国临时专利申请的优先权，该申请通过引用的方式纳入本文，如同其全部内容被转载。


[0003]本公开总体上涉及发光二极管(LED)视频屏幕，更具体地说，涉及一种控制LED视频屏幕的LED的脉冲宽度调制(PWM)刷新周期的方法，以减少屏幕被相机观看时的视觉。

技术介绍

[0004]LED视频屏幕可以使用驱动芯片来控制LED视频屏幕的LED。这些驱动芯片可以使用PWM来调节单个LED的亮度，其中LED在全开(全开时，电流通过LED驱动，LED以全亮度发光)和全关(全关时，没有电流驱动通过LED，LED不发光)之间切换。LED开启的时间与关闭的时间之比确定了平均亮度，该平均亮度可被人眼或视频相机看见。例如，如果LED有50％的时间是开着的，50％的时间是关着的，并且这种变化的频率足够快而不会被察觉，那么LED将看起来是全亮度的50％。当观看者是人眼时，那么这个PWM频率可以选择得足够高，使眼睛看到的结果是变暗的恒定光输出而不是闪烁的脉冲。

技术实现思路

[0005]在第一个实施例中，一种PWM控制系统包括存储器和处理器，该存储器被配置为存储指令，该处理器联接到存储器并被配置为执行存储在存储器中的指令。该处理器获得与被配置为捕获由视频显示器显示的图像的相机有关的相机特征。该相机特征包括相机的快门打开的时期的持续时间。该处理器还计算视频显示器的PWM时序控制。该PWM时序控制指定了PWM周期持续时间，该PWM周期持续时间是基于相机的快门打开的时期。该处理器进一步向视频显示器发送信号。该信号包括PWM时序控制，并被配置为使视频显示器在相机的快门打开的时期根据PWM时序控制来控制视频显示器的亮度。
[0006]在第二个实施例中，控制视频显示器中的PWM的方法包括获得与被配置为捕获由视频显示器显示的图像的相机有关的相机特征。该相机特征包括相机的快门打开的时期的持续时间。该方法还包括计算视频显示器的PWM时序控制。该PWM时序控制指定了PWM周期持续时间，该PWM周期持续时间是基于相机的快门打开的时期。该方法进一步包括向视频显示器发送信号。该信号被配置为使视频显示器在相机的快门打开的时期根据PWM时序控制来控制视频显示器的亮度。
附图说明
[0007]为了更完整地理解本公开内容及其优点，现在参考结合附图的以下描述，在附图中，类似的参考数字表示类似的特征，其中：
[0008]图1是根据本公开的实施例的PWM控制系统的方框图。
[0009]图2A是视频和PWM时序信号的示例。
[0010]图2B是根据本公开的实施例的视频和PWM时序信号的示例。
[0011]图3是根据本公开的实施例的用于PWM控制系统中的控制器的方框图。
[0012]图4是根据本公开的实施例的控制视频显示器中的PWM的方法的流程图。
具体实施方式
[0013]所描述的实施例在图中被示出，类似的数字被用来指代各图中的类似和相应的部分。
[0014]当视频显示器的“观看者”是视频相机时
‑‑
例如，视频显示器提供将被用作视频拍摄背景的影像，或者提供其他影像，例如体育场馆的广告或信息显示屏幕
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那么在确定用于控制视频显示器亮度的PWM控制信号时，可能希望考虑到频相机的帧率和快门(或快门时序)速度。也就是说，根据本专利技术的PWM控制系统将视频显示器的PWM控制与一台或多台视频相机的一个或多个操作特性相匹配，这些相机正在捕捉视频显示器上显示的内容。
[0015]如本文所使用的，术语PWM周期表示选定持续时间的数字波形，该波形可以在关闭(
‘0’
)和开启(
‘1’
)状态之间交替，在每个状态中花费的时间被控制以便实现在0和1之间(包括0和1)的波形的一些理想的平均输出值(例如0.25，或等效的25％)。术语PWM占空比表示开启时间与PWM周期持续时间的比，因此也表示PWM周期内的平均输出值。如本文所用，PWM控制信号可包括两种类型的PWM控制。第一种类型的PWM控制是可以应用于PWM周期或PWM占空比的PWM调节。这种PWM调节的一个示例是通过调节占空比以适应LED效率的变化，来补偿LED工作温度的变化的控制值。第二种类型的PWM控制是PWM时序控制，该PWM时序控制可以指定参数，如启动PWM周期的时间和/或PWM周期的持续时间(或PWM周期完成的时间段)。
[0016]数字视频和胶片相机通常有光敏传感器，该光敏传感器位于镜头后面，该镜头将进入的光线聚焦到传感器上。这种相机通常被配置为所需的相机帧率。例如，电影拍摄可使用24帧/秒(fps)的相机帧率，广播应用可使用50/60fps的相机帧率，而慢动作视觉效果拍摄则使用更高的相机帧率。快门速度与镜头设置(如光圈和可能的中性密度(ND)滤波器)一起选择，以实现所需的曝光水平以及场景中所需要的运动外观。快门速度也可以用快门角度来描述，其中360度对应于全帧周期，180度对应于半帧周期，等等。相机帧率和快门速度共同定义了相机快门何时打开并感知光线，以及何时关闭并不接收任何进入的光线。在一些实施例中，快门的打开状态和关闭状态是与外部帧同步信号一起进一步定义的。相机快门打开的时期也可称为曝光时间。
[0017]LED视频屏幕可由视频相机使用一系列相机帧率中的任何一个来观看，在一些实施例中，该帧率可能在24fps至250fps的范围内。在一些系统中，LED视频屏幕控制系统的PWM输出是与视频相机的视频帧率同步的。然而，如果这样的系统忽略了快门时序，那么在捕获的图像中仍然可能导致视觉伪影。这些假象可能表现为黑条、暗线、亮线、条带或其他由视频相机拍摄的整个图像的亮度变化。这些伪影可能会变得更加明显或不那么明显，这取决于镜头的类型、镜头的设置和/或其他相机设置。该伪影也可能取决于相机是否使用全局快门(其中相机图像传感器中的所有像素同时曝光)或滚动快门(其中传感器的行在读取
该行的像素时被曝光)。一种改进的LED视频屏幕的PWM控制系统将消除或最大限度地减少相机观看屏幕时的视觉伪影。进一步的改进是，控制LED屏幕的系统可以同时被相机和人类观察者观看，而任何一个观察者都看不到伪影或闪烁。
[0018]LED视频屏幕(和/或其LED面板)可以调节其PWM刷新率，以密切配合传入的视频信号时序，目的是在单个信号视频帧周期内有整数的PWM周期。对于一些系统来说，单个信号视频帧周期可以是从1/24秒左右到1/250秒左右的任何值。在拍摄LED屏幕时，将视频帧率与相机帧率相匹配，并将两者同步锁相(genlock)在一起，以确保两个系统之间的频率和相位一致，这可能是进一步的好处。这样的同步锁相会使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种脉冲宽度调制PWM控制系统，包括：存储器，所述存储器被配置为存储指令的；以及处理器，所述处理器与所述存储器联接，所述处理器被配置为执行存储在所述存储器中的所述指令，以：获得与被配置为捕获由视频显示器显示的图像的相机有关的相机特征，所述相机特征包括所述相机的快门打开的时期的持续时间；计算用于所述视频显示器的PWM时序控制，所述PWM时序控制根据所述相机的所述快门打开的所述时期指定PWM周期持续时间；以及向所述视频显示器发送信号，所述信号包括所述PWM时序控制，并被配置为使所述视频显示器在所述相机的所述快门打开的所述时期根据所述PWM时序控制来控制所述视频显示器的亮度。2.根据权利要求1所述的PWM控制系统，其中，所述PWM时序控制是第一PWM时序控制，所述PWM周期持续时间是第一PWM周期持续时间，所述处理器被配置为执行存储在所述存储器中的所述指令，以计算第二PWM时序控制，所述第二PWM时序控制基于所述相机的所述快门关闭的时期指定为第二PWM周期持续时间，并且所述信号进一步包括所述第二PWM时序控制，并进一步被配置为使所述视频显示器在所述相机的所述快门关闭的所述时期根据所述第二PWM时序控制来控制所述视频显示器的所述亮度。3.根据权利要求1所述的PWM控制系统，其中，所述信号包括所述PWM周期的启动时间的指示。4.根据权利要求1所述的PWM控制系统，其中，由所述PWM时序控制指定的所述PWM周期持续时间小于所述相机的所述快门打开的所述时期的所述持续时间。5.根据权利要求1所述的PWM控制系统，其中，所述信号进一步包括PWM调节。6.根据权利要求5所述的PWM控制系统，其中，所述PWM调节被配置为通过以下方式中的一个：调节PWM时钟速率、调节PWM位深度、延长或缩短所述PWM周期中所述视频显示器关闭的一个或多个时期以及在所述PWM周期完成之前截断所述PWM周期，来使所述视频显示器延长或缩短所述PWM周期持续时间。7.根据权利要求1所述的PWM控制系统，其中，所述PWM时序控制是第一PWM时序控制，所述PWM周期持续时间是第一PWM周期持续时间，所述信号是第一信号，所述相机的所述快门打开的所述时期是第一时期，以及所述处理器被配置为执行存储在所述存储器中的所述指令以：计算用于所述视频显示器的第二PWM时序控制，所述第二PWM时序控制指定第二PWM周期持续时间，其中所述第一PWM周期持续时间和所述第二PWM周期持续时间的平均值比所述第一PWM周期持续时间的平均值更密切地匹配所述相机的所述快门打开的所述第一时期的所述持续时间；和向所述视频显示器发送第二信号，所述第二信号包括所述第二PWM时序控制，并被配置为使所述视频显示器在所述相机的所述快门打开的第二时期根据所述第二PWM时序控制来
控制所述视频显示器的所述亮度。8.根据权利要求1所述的PWM控制系统，其中，所述相机特征进一步包括相机快门类型，并且所述处理器被配置为执行存储在所述存储器中的所述指令以进一步基于所述相机快门类型计算所述PWM时序控制。9.根据权利要求1所述的PWM控制系统，其中，所述处理器被配置为执行存储在所述存储器中的所述指令，以向所述PWM控制系统的用户发送PWM匹配信号，所述PWM匹配信号被配置为指示所述PWM周期持续时间与所述相机的所述快门打开的所述时期的匹配程度。10.根据权利要求1所述的PWM控制系统，其中，所述相机特征是与第一相机有关的第一相机特征，包括所述第一相机的所述快门打开的第一时期的第一持续时间，并且所述处理器被配置为执行存储在所述存储器中的所述指令以：获得与被配置为捕获由所述视频显示器显示的所述图像的第二相机有关的第二相机特征，所述第二相机...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：英商邦腾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：