具有动态亮度缩放的背光视频显示器制造技术

本发明专利技术公开具有动态亮度缩放的背光视频显示器。一种在背光视频装置上显示由输入视频信号定义的图像的方法，适应于在输入视频信号的连续帧之间的亮度的改变。在连续帧之间的亮度分布的改变被检测，其中，所述亮度分布是在帧中的像素亮度值的分布的函数。用于输入视频信号的当前帧的对图像面板的光透射和对背光的亮度的目标调节被定义，从而利用对背光的亮度的调节来补偿显示的图像的亮度。用于当前帧的对图像面板的光透射和对背光的亮度的实际调节成比例地与通用语当前帧的目标调节和用于前一帧的实际调节相关，实际调节与在连续帧之间的亮度分布中检测到的改变相关。

【技术实现步骤摘要】
具有动态亮度缩放的背光视频显示器
本专利技术涉及背光视频显示装置，并且更具体地，涉及用于背光视频显示装置的视频信号的动态亮度缩放，从而降低背光视频显示装置的功率消耗。
技术介绍
在背光视频显示器中，背光面板照亮电子控制图像面板。背光面板具有基本上均匀的明亮度，虽然它可能被划分，使得其中的一部分能够具有受到独立地控制的明亮度。图像面板具有像素元件的矩阵，像素元件的光透射被电子图像输入信号所调制，从而形成被显示的图像。背光显示器的实例是背光液晶显示器(LCD)，其中，像素矩阵包括液晶材料，该液晶材料与施加到像素的电场相关地来改变通过它的光的偏振。图像面板还包括正交的偏振滤波器，使得透射通过像素和偏振滤波器的光的强度与在每一个像素处的电场相关。LCD图像面板的实例是薄膜晶体管和有源矩阵图像面板。显示器的背光的功率消耗代表了移动装置的总功率消耗的相当比例，例如，其达到总功率消耗的1/3或甚至一半。可通过在当待显示的图像较不亮的时段期间调暗背光(即是说，降低它的亮度)，以及通过提高图像面板的光透射而补偿背光调暗，来降低背光功率消耗，其被称为动态亮度缩放(DLS)技术。背光的亮度的调节可以通过脉冲宽度调制(PWM)而获得，例如，其中瞬时亮度被维持，但是在背光照明期间的帧时段的比例被调制，从而调制在帧期间的平均的被感知的亮度。可替代地，背光的亮度的调节可以通过对例如功率管理专用集成电路(ASIC)的控制而获得。由于像素的饱和，图像面板的光透射的线性范围是有限的。因此，例如，如果背光亮度不够充足，而在图像的最亮部分中的图像面板的很多像素可能已经处于它们的最大的光透射，则导致显示的图像的冲失(washout)，也就是说，对比度在图像的较亮部分中的欠缺。这限制了背光调暗的可接受程度。如果为实现功率节约目标的背光亮度的DLS改变和图像面板光透射的补偿改变被感知为屏幕闪烁，特别是被感知为画面的背景部分的屏幕闪烁，或者被感知为非平稳视觉质量，则这是所不期望的。附图说明本专利技术通过实例的方式被示出，并且不被在附图中示出的其实施例所限制，其中，相似的标记指示相似的元件。在图中的元件被清楚简易地示出，并且不必按照比例绘制。图1是背光LCD装置的示意侧视图；图2是通过实例给出的根据本专利技术的一个实施例的视频数据处理器的示意框图，用于驱动诸如图1的LCD背光装置的背光显示装置；图3是通过实例给出的根据本专利技术的一个实施例的处理视频信号的方法的流程图，用于驱动诸如图1的LCD背光装置的背光显示装置；图4是在连续帧之间的像素亮度值的分布直方图之间的相关值随着时间变化的曲线图；图5是示出在场景的消退期间，亮度的分布的改变的一系列直方图；以及图6和7是通过图3的方法获得的视频信号的实例。具体实施方式图1示出传统的背光LCD装置100。装置100包括背光面板102，背光面板102的被感知的亮度与施加到其上的电压VL和电流IL相关。例如，背光面板102可以包括发光二极管(LED)，发光二极管的亮度与电流IL相关。例如，背光的亮度的调节可以通过PWM而获得，或者，可替代地，例如，可以通过对功率管理ASIC的控制而获得。装置100还包括图像面板，该图像面板包括夹在偏振滤波器106和108之间的图像像素矩阵104，该图像像素矩阵104包括液晶材料。滤波器106和108的偏振方向是正交的，从而如果图像像素矩阵104对它所透射的光的偏振没有影响，则该光被第二偏振滤波器108阻挡，并且显示器变暗。矩阵104还包括行电极X和列电极Y的集合，电压可以被施加到行电极X和列电极Y，从而寻址矩阵104的各个像素。将电压施加到矩阵104的图像像素扭曲了透射过像素的光的偏振，这使得透射通过那个像素的来自背光102的光根据施加到像素的电压的幅度也透射通过第二偏振滤波器108。装置100还可以包括在第二偏振滤波器108之后的扩散板(未示出)，从而使得图像在它的表面可见。背光LCD装置100可以响应包括亮度和色度数据的视频信号而显示彩色图像。图2示出根据本专利技术的实施例的视频数据处理器200的实例。视频数据处理器200处理具有一系列视频帧的输入视频信号VIDEOIN，并且提供用于诸如装置100这样的背光视频装置的输出视频信号VIDEOOUT，装置100包括背光102和图像面板，该图像面板包括像素元件的矩阵104。通过像素元件的矩阵104，来自背光102的光的透射被输出视频信号VIDEOOUT调制，以形成显示的图像。视频数据处理器200包括改变检测器202，改变检测器202用于检测在输入视频信号VIDEOIN的多个帧之间的亮度分布的改变，该亮度分布与在帧中的像素亮度值的分布相关。视频数据处理器200还包括动态亮度缩放模块204，动态亮度缩放模块204用于定义用于输入视频信号VIDEOIN的当前帧的对图像面板104、106、108的光透射和对背光102的亮度的目标调节αcalc，从而利用对背光的亮度的调节来补偿显示的图像的亮度。动态亮度缩放模块204包括自适应滤波器206，自适应滤波器206用于施加用于当前帧的对图像面板104、106、108的光透射和对背光102的亮度的实际调节αm，该用于当前帧的实际调节αm成比例地与用于当前帧的目标调节αcalc和用于前一帧的实际调节αprev相关，实际调节αm与由改变检测器202检测到的亮度分布的改变相关。更具体地，输入视频信号VIDEOIN由输入源208提供，并且可以包括用于矩阵104的各个像素元件的亮度和色度数据。动态亮度缩放模块204包括亮度调节模块210，亮度调节模块210定义对像素矩阵104的光透射和对背光102的亮度的目标调节αcalc，从而易于将背光的功率消耗降低到如下的值，即，在该值处，在通过图像面板进行的光透射的补偿的增加维持使得限定数目的像素元件的光透射饱和。自适应滤波器206生成的实际调节αm被施加以通过背光亮度模块212改变用于背光的电压VL和电流IL，并且被施加作为如下的系数，以通过LCD光透射模块214来修改输入视频信号VIDEOIN的亮度数据，并且提供用于图像像素矩阵的输出视频信号VIDEOOUT。图3是根据本专利技术的一个实施例的对通过输入视频信号VIDEOIN定义的图像进行显示的方法300的实例的流程图。方法300可以在诸如处理器200这样的视频数据处理器中被实现。方法300在诸如装置100这样的背光视频装置上显示图像，该背光视频装置包括背光102和包括像素元件的矩阵104的图像面板。通过像素元件的矩阵104，来自背光102的光的透射被调制以形成显示的图像。方法300包括检测在输入视频信号VIDEOIN的多个帧之间的亮度分布的改变，所述亮度分布与在帧中的像素亮度值的分布相关。用于输入视频信号的当前帧的对图像面板104、106、108的光透射和对背光102的亮度的目标调节αcalc被定义，以利用对背光的亮度的调节来补偿显示图像的亮度。用于当前帧的对图像面板104、106、108的光透射和对背光102的亮度的实际调节αm成比例地与用于当前帧的目标调节αcalc和用于先前帧的实际调节αprev相关，实际调节αm与亮度分布的检测到的改变相关。在处理器200和方法300中，在输入视频信号VIDEOIN的连续帧之间检测亮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视频数据处理器，用于处理包括一系列视频帧的输入视频信号，并且提供用于背光视频装置的输出视频信号，其中所述背光视频装置包括背光和图像面板，所述图像面板包括像素元件的矩阵，所述像素元件的来自所述背光的光的透射通过所述输出视频信号进行调制，以形成显示图像，所述视频数据处理器包括：改变检测器，用于检测在所述输入视频信号的多个帧之间的亮度分布的改变，所述亮度分布与在所述帧中的像素亮度值的分布相关；和动态亮度缩放模块，用于定义用于所述输入视频信号的当前帧的对所述图像面板的光透射和对所述背光的亮度的目标调节，从而利用对所述背光的亮度的所述调节来补偿显示的图像的亮度；其中，所述动态亮度缩放模块包括自适应滤波器，所述自适应滤波器用于施加用于所述当前帧的对所述图像面板的光透射和对所述背光的亮度的实际调节，所述用于当前帧的实际调节成比例地与用于所述当前帧的所述目标调节和用于前一帧的所述实际调节相关，所述实际调节与由所述改变检测器检测到的在亮度分布中的所述改变相关。

【技术特征摘要】
1.一种视频数据处理器，用于处理包括一系列视频帧的输入视频信号，并且提供用于背光视频装置的输出视频信号，其中所述背光视频装置包括背光和图像面板，所述图像面板包括像素元件的矩阵，所述像素元件的来自所述背光的光的透射通过所述输出视频信号进行调制，以形成显示图像，所述视频数据处理器包括：改变检测器，用于检测在所述输入视频信号的多个帧之间的亮度分布的改变，所述亮度分布与在所述帧中的像素亮度值的分布相关；和动态亮度缩放模块，用于定义用于所述输入视频信号的当前帧的对所述图像面板的光透射和对所述背光的亮度的目标调节，从而利用对所述背光的亮度的所述调节来补偿显示的图像的亮度；其中，所述动态亮度缩放模块包括自适应滤波器，所述自适应滤波器用于施加用于所述当前帧的对所述图像面板的光透射和对所述背光的亮度的实际调节，所述用于当前帧的实际调节成比例地与用于所述当前帧的所述目标调节和用于前一帧的所述实际调节相关，所述实际调节与由所述改变检测器检测到的在亮度分布中的所述改变相关，其中，对于在连续帧之间的与在所述输入视频信号中的场景的快速和/或较大改变对应的亮度分布的改变，用于所述当前帧的对所述图像面板的光透射和对所述背光的亮度的所述实际调节基本上等于所述目标调节；而对于在连续帧之间的与在所述输入视频信号中的场景的较慢和/或较小改变对应的亮度分布的改变，用于所述当前帧的所述实际调节有较大比例是用于前一帧的所述实际调节。2.根据权利要求1所述的视频数据处理器，其中，用于所述当前帧的对所述图像面板的光透射和对所述背光的亮度的所述实际调节是由下述公式表示的变量αm的函数：αm＝w(x)αprev+(1-w(x))αcalc，其中，αcalc是用于当前帧的所述目标调节，αprev是用于前一帧的实际调节，并且w(x)是值在0到1之间的加权系数，并且定义了用于所述当前帧的所述目标调节和用于前一帧的所述实际调节的所述比例。3.根据权利要求2所述的视频数据处理器，其中，所述加权系数w(x)的值与在所述输入视频信号的多个帧之间的亮度分布的所述改变的速度和/或幅度相关。4.根据权利要求1所述的视频数据处理器，其中，所述改变检测器检测在多个帧之间的亮度分布的所述改变包括：相对于阈值来测量在...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙雁飞，何中礼，卢春鹏，张克强，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：