一种操作高动态范围显示设备的方法包括以下步骤：访问图像信号（２０１）；响应于图像信号生成用于背光单元的各个背光元件的中间背光驱动器信号（２０２）；将中间背光驱动器信号与背光单元的点扩散函数相卷积（２０３）；响应于卷积步骤得出至少一个新的背光驱动器信号（２０４至２０７）；确定与具有各个遮光器的前端单元的多个可用遮光器信号相关联并且与至少一个新的背光驱动器信号相关联的显示误差，前端单元具有比背光单元更高的分辨率（２０８）；利用遮光器信号和新的背光驱动器信号的组合来驱动显示设备，该组合相对于其他生成的中间背光驱动器信号和其他可用的遮光器信号引起显示误差的减小（２０９）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于高动态范围显示器的领域，并且涉及用于在其中处理和显示图像的方法。
技术介绍
高动态范围(HDR)显示器是能够显示具有非常高的对比度、非常深的黑和非常亮的白的图像的显示器。这种类型的显示器可以通过使用非均勻背光来示出HDR图像。具体地，可以基于输入图像来调整屏幕的不同区域上的背光的强度。这种显示器的主要难题之一是如何将输入图像从三分量数据(例如RGB、YCbCr) 转换成显示器所要求的四分量数据。这尤其适用于诸如以下显示器这种显示器具有提供强度信息形式的一个分量的发光二极管背光层(LED层)和提供三个分量的强度和颜色信息的LCD层。高动态范围(HDR)显示器作为数字成像的一种可供选择的格式在近年来已经受到很多关注。传统的低动态范围(LDR)图像格式是为遵从ITU-R推荐BT 709(又名 Rec. 709)的显示器设计的，其中只能实现两个数量级的动态范围。然而，真实世界的屏幕具有在日间大约为十个数量级的高得多的动态范围。人类视觉系统(HVS)能够感知5个数量级。这些HDR显示器近年来已被投放到市场并且是基于所谓的LED-IXD技术的，其中传统的LCD显示器的均勻背光被分别控制的LED的矩阵所替换，其中每个LED仅为屏幕的一个小区域照明。LED层中的LED的数目远小于IXD层中的像素的数目，但是每个LED的亮度可在较大范围的值上调节。结果，LED层提供了一种很高动态范围、低分辨率的背光。前面的LCD面板与传统的LCD显示器相同，其中液晶单元控制每个像素的颜色并且对LED层提供的强度进行微调。在HDR显示器中，将输入图像的三个颜色分量转换成四个分量的转换不是一个简单直接的过程，因为在图像和显示器之间没有简单的一对一对应关系。另外，可能存在多种方案；从而，应试图找出最优方案，因为各种方案产生各种图像质量。因为最近引入的HDR显示器大多数是原型(例如，BrightSide，BrightSide Technologies Inc. , 1310 Kootenay Street, Vancouver, B. C. , Canada),所以关于驱动信号生成问题所做的工作非常少。在关于HDR显示器的原创论文(Seetzen，H.，et al. ,High dynamic range display systems,ACM Press, p. 760-768. 2004)中，提出了一种简单的串话 (cross-talking)方法以降低计算复杂度。简单的串话方法的流程图在附图说明图1中示出。在图 1中，块101对应于首先获得具有强度特征I的HDR图像，块102对应于与强度特征I的平方根有关的背光的目标强度的确定，块103对应于将图像下采样到背光的分辨率以获得要使用的实际背光信号，并且块104对应于获得LCD信号，该LCD使用LCD响应函数来针对背光值和目标强度进行补偿。此串话方法相当快，但是显示误差也相当大。在较大的局部对比度下，其也可能失效。简言之，在这种屏幕上显示HDR图像不是简单直接的，因为LED层的较低分辨率和LED之间的串话导致不可能分别控制每个像素的输出。对错误背光的使用导致低图像质量，并且甚至可能导致诸如假轮廓和可见的LED图案之类的视觉赝像。在 Feng Li, Xiaofan Feng, Ibrahim Sezan, Scott Daly, Deriving LED Driving Signal for Area-Adaptive LED Backlight in HDR,SID Symposium Digest of Technical Papers, 38#1,1794-1797 (2007)的论文中，设计了两种方法来解决此问题。第一种方法没有考虑显示器表征和人类视觉系统 第二种方法要求背光始终比期望的输出水平更亮并且采用线性优化器来解决该问题。其复杂度高得多，并且这些假设可能是不实际的。鉴于上述问题，需要开发高动态范围显示器和方法，与其中的图像处理和显示有关，以确保HDR显示器遵从ITU-R推荐BT 709标准、与HVS相称、并且不要求和/或使用计算上过于复杂的信号处理。
技术实现思路
一种显示设备包括背光单元，该背光单元具有光生成元件的矩阵；前端单元，该前端单元具有多个遮光器，这多个遮光器被分组成重复的布置，该重复的布置包括至少两个不同的遮光器，该至少两个不同的遮光器中的每个遮光器衰减不同颜色的光；信号处理系统，用于接收图像信号并且具有用于处理图像信号并且得出用于背光单元的最终背光驱动器信号和用于前端单元的最终前端驱动器信号的算法，其中该算法可以是迭代梯度下降算法。该算法可采用至少一个差异减小迭代来得出最终驱动器信号，并且该至少一个迭代可响应于显示目标图像亮度值(I)；与至少一组中间驱动器信号相关的至少一个投影图像亮度值(0)；以及这些亮度值之间的差异。该算法可包括背光单元的点扩散函数和背光驱动器信号之间的卷积，其中背光驱动器信号可被量化；可产生或访问用于背光单元的背光驱动器信号的具有对应于光生成元件的M行乘N列的背光矩阵L和对应于点扩散函数的点扩散矩阵P ；以及L和P的乘积，该乘积产生全分辨率背光亮度矩阵B ；并且可适合于响应于亮度矩阵和颜色P的正规化前端驱动器信号的乘积来生成该颜色P的最终前端驱动器信号。给定的颜色P的显示输出亮度Op的至少一项被表达为亮度矩阵B、颜色ρ的输入高动态范围图像Ip和颜色P的前端驱动器信号Dp的函数，该颜色ρ的前端驱动器信号Dp可被正规化。显示设备可通过具有执行输入高动态范围图像和颜色P的显示输出亮度之间的差异计算的最小平方并且最小化该最小平方的算法来优化最终驱动器信号。算法还可适合于使得输出误差并生成并用于确定颜色P的最终前端驱动器信号，并且输出误差至少包含一项JP，Jp是颜色P的输入高动态范围图像亮度IP、颜色P的正规化前端驱动器信号Dp、 显示输出亮度Op以及L和P的乘积的函数。算法在优化最终驱动器信号时还可确定和/ 或响应限幅误差和量化误差。算法还可确定并减小总体输出误差，总体输出误差至少包含一项权利要求1.一种显示设备，包括背光单元，所述背光单元具有光生成元件的矩阵；前端单元，所述前端单元具有多个遮光器，所述多个遮光器被分组成重复的布置，该重复的布置包括至少两个不同的遮光器，所述至少两个不同的遮光器中的每个遮光器衰减不同颜色的光；信号处理系统，用于接收图像信号，并且具有用于处理所述图像信号并且得出用于所述背光单元的最终背光驱动器信号和用于所述前端单元的最终前端驱动器信号的算法，其中所述算法采用至少一个差异减小迭代来得出所述最终驱动器信号，所述至少一个迭代响应于显示目标图像亮度值(I)；与至少一组中间驱动器信号相关的至少一个投影图像亮度值(O)；以及这些亮度值之间的差异。2.如权利要求1所述的显示设备，其中，所述算法是迭代梯度下降算法。3.如权利要求1所述的显示设备，其中，所述算法采用所述背光单元的点扩散函数和经量化的背光驱动器信号之间的卷积。4.如权利要求3所述的显示设备，其中，所述算法适合于产生或访问用于所述背光单元的经量化的背光驱动器信号的、具有对应于所述光生成元件的M行乘N列的背光矩阵L，和对应于所述点扩散函数的点扩散矩阵P 本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种显示设备，包括：背光单元，所述背光单元具有光生成元件的矩阵；前端单元，所述前端单元具有多个遮光器，所述多个遮光器被分组成重复的布置，该重复的布置包括至少两个不同的遮光器，所述至少两个不同的遮光器中的每个遮光器衰减不同颜色的光；信号处理系统，用于接收图像信号，并且具有用于处理所述图像信号并且得出用于所述背光单元的最终背光驱动器信号和用于所述前端单元的最终前端驱动器信号的算法，其中所述算法采用至少一个差异减小迭代来得出所述最终驱动器信号，所述至少一个迭代响应于：显示目标图像亮度值（Ｉ）；与至少一组中间驱动器信号相关的至少一个投影图像亮度值（Ｏ）；以及这些亮度值之间的差异。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：翟杰夫，
申请(专利权)人：汤姆逊许可证公司，
类型：发明
国别省市：FR
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