CN100578581C - 功耗降低、可视性改善装置和方法，显示、图像处理装置 - Google Patents

功耗降低、可视性改善装置和方法，显示、图像处理装置 Download PDF

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Abstract

公开了一种功耗降低装置，包括：区域适应型灰度级转换单元；其中该灰度级转换单元用于将低灰度级区域的n1位灰度级信息转换为m1(＜n1)位灰度级信息，此外将中等灰度级区域的n2位灰度级信息转换为m2(≤n2)位灰度级信息，并另外将高灰度级区域的n3位灰度级信息转换为m3(＜n3)位灰度级信息，以及所述灰度级转换单元转换输入视频信号的灰度级，使得m1≤m2、m3≤m2、以及n1+n2+n3＞m1+m2+m3都得到满足。

Description

功耗降低、可视性改善装置和方法，显示、图像处理装置
相关申请的交叉引用
本发明包含涉及2006年9月13日向日本专利局提交的日本专利申请JP2006-247463的主题，在此通过引用将其全部内容合并于此。
技术领域
本说明书描述的发明涉及在于高环境亮度的条件下保持可视性下降至最低的同时减少功耗的技术，以及在功耗不断增加到最低的同时提供得到改善的可视性的技术。
发明人提出的本发明包括功耗降低装置、可视性改善装置、自发光(self-luminous)显示装置、图像处理装置、电子设备、功耗降低方法、可视性改善方法和计算机程序。
背景技术
目前，平板显示器在各种类型的电子设备中都得到了广泛应用。因此，这些显示器用在更为多样的运行条件下。例如，这样的显示器在极高环境亮度的条件下得到越来越多的使用。
顺便提及，屏幕在高环境亮度条件下使用时其可视性会剧烈下降。在这种情况下，屏幕亮度必须增加以提供更好的可视性。
日本专利申请公开No.2004-109170公开了一种根据环境光的亮度来改变峰值亮度的峰值亮度控制技术。也就是说，该公开技术包括在亮条件下增加峰值亮度，以及在暗条件下降低峰值亮度。
发明内容
但是，增加屏幕亮度通常会导致更高的功耗。尤其是对于自发光平板显示器来说，更高的屏幕亮度直接导致更高的功耗。此外，在移动电子设备的情况下，所增加的功耗直接转换为更短的使用时间。
因此，本发明人提出一种具有区域适应型(region-adaptive)灰度级转换单元的功耗降低装置。灰度级转换单元将低灰度级区域的n1位灰度级信息转换为m1(＜n1)位灰度级信息。此外，灰度级转换单元将中等(intermediate)灰度级区域的n2位灰度级信息转换为m2(≤n2)位灰度级信息。另外，灰度级转换单元将高灰度级区域的n3位灰度级信息转换为m3(＜n3)位灰度级信息。灰度级转换单元转换输入视频信号的灰度级，使得所有条件m1≤m2，m3≤m2以及n1+n2+n3＞m1+m2+m3都得到满足。
如果环境亮度很高，则低的和高的灰度级区域与中等灰度级区域相比通常会降低可视性。本发明人提出的发明提供对这些灰度级区域中的灰度级信息的积极减少。这使得可以降低功耗同时又不影响实际的可视性。
应当注意，如果因为该灰度级转换而使得峰值亮度增加到降低功耗的程度，则与现有技术相比可以改善可视性。也就是说，在保持功耗恒定的同时可以增加屏幕的可视性。
附图说明
图1是示出功耗降低装置的功能配置示例的图；
图2是示出按区域的灰度级转换单元的内部配置示例的图；
图3是解释针对平均灰度级设置灰度级区域以及其与分配灰度级信息的关系的图；
图4A、4B、和4C是示出每个灰度级区域的设置如何随着不同的平均灰度级而变化的图。
图5是示出不同的灰度级区域的灰度级转换公式的图；
图6是示出显示装置的功能配置示例的图；
图7A和7B是解释工作脉冲信号(duty pulse signal)的图；
图8是示出像素电路和外围电路之间的连接关系的图；
图9是解释灰度级区域设置过程的图；
图10是解释灰度级转换过程的图；
图11是解释功耗降低的图；
图12是示出按区域的灰度级转换单元的内部配置的又一个示例的图；
图13是示出转换表结构的示例的图；
图14是示出转换表设置过程的示例的图；
图15是示出功耗降低装置的功能配置的又一个示例的图；
图16是示出按区域的灰度级转换单元的内部配置的又一个示例的图；
图17是示出转换表设置过程的又一示例的图；
图18是示出可视性改善装置的功能配置示例的图；
图19是示出功耗计算过程的示例的图；
图20是示出灰度级和电流电平之间的对应性的特征曲线；
图21A和21B是解释工作脉冲信号变化控制的图；
图22是解释作为工作脉冲信号控制的结果的峰值亮度变化的图；
图23是解释合并到电子设备中的示例的图；
图24是解释合并到电子设备中的又一示例的图；
图25是解释合并到电子设备中的功耗降低装置的示例的图；
图26是解释合并到电子设备中的功耗降低装置的又一示例的图；
图27是解释合并到电子设备中的功耗降低装置的又一示例的图；
图28是解释合并到电子设备中的功耗降低装置的又一示例的图；
图29是解释合并到电子设备中的功耗降低装置的又一示例的图；
图30A和30B是示出设置灰度级区域的其它示例的图；
图31A和31B是示出向灰度级区域分配灰度级信息的其它示例的图；
图32是示出向灰度级区域分配灰度级信息的又一示例的图；
图33是解释作为供应电压控制的结果的峰值亮度级变化的图；
图34是示出像素电路和外围电路之间的连接关系的图；以及
图35A和35B是解释设置工作脉冲信号的其它示例的图。
具体实施方式
下面将根据本发明的实施例对功耗降低和可视性改善技术进行描述。
应当注意，所涉及的技术领域的公知或普遍公知的技术将用于那些没有具体示出或描述的部件。
还要注意，下面描述的实施例是本发明的优选实施例。本发明不限于此。
(A)实施例1
(A-1)功耗降低装置的功能配置
图1是示出功耗降低装置的功能配置示例的图。
功耗降低装置1包括平均灰度级计算单元3和按区域的灰度级转换单元5。
平均灰度级计算单元3是可以基于视频信号计算每一帧的平均灰度级(APL：平均画面电平)的处理装置。应当注意，平均灰度级可以逐帧地计算，或者计算为在多个帧期间输入的视频信号的每个帧的平均级别。
按区域的灰度级转换单元5是这样的处理装置，其可操作以便保留在设置于平均灰度级附近的给定范围中的很多灰度级信息，并且在环境亮度很高时还主动减少在低的和高的灰度级区域中的灰度级信息。应当注意，当环境亮度不高时(当环境亮度低于确定阈值水平时)，同一单元5输出没有经过转换的视频信号。
图2是示出按区域的灰度级转换单元5的内部配置示例的图。该同一单元5包括灰度级区域设置单元11和计算单元13。
如果环境亮度很高，则灰度级区域设置单元11基于平均灰度级设置低的、中等的和高的灰度级区域。当环境亮度不高时，同一单元11停止设置灰度级区域。
在本实施例中，灰度级区域设置单元11执行计算(平均灰度级-总灰度级区域/2)以及(平均灰度级+总灰度级区域/2)。然后同一单元11基于这两个灰度级来设置3个灰度级区域。
也就是说，同一单元11将(平均灰度级-总灰度级区域/2)和(平均灰度级+总灰度级区域/2)之间的区域设置为中等区域。此外，同一单元11将小于(平均灰度级-总灰度级区域/2)的区域设置为低灰度级区域。此外，同一单元11还将大于(平均灰度级+总灰度级区域/2)的区域设置为高灰度级区域。
图3示出针对平均灰度级设置灰度级区域的示例。图3所示的示例假定视频信号是8位宽度(具有256个灰度级的视频信号)。因此，中等灰度级区域设置为128个灰度级宽。一方面，低灰度级区域和中等灰度级区域之间的边界通过从平均灰度级中减去64来给定。另一方面，中等灰度级区域和高灰度级区域之间的边界通过平均灰度级加上64来给定。
例如，如果平均灰度级是128，则低灰度级区域从1到64。类似的，中等灰度级区域和高灰度级区域分别从65到191以及从192到256。
图4A、4B、4C示出每个灰度级区域的设置如何随着不同的平均灰度级而变化。应当注意，在此假定中等灰度级区域的宽度保持不变，与不同的平均灰度级无关。图4A示出平均灰度级很小的情况。在这种情况下，低灰度级区域很窄，而高灰度级区域很宽。
图4B示出平均灰度级大约是既不小也不大的中间值的情况。在这种情况下，低灰度级区域和高灰度级区域的宽度几乎相等。图4C示出平均灰度级很大的情况。在这种情况下，低灰度级区域很宽，而高灰度级区域很窄。
计算单元13通过算术运算来执行灰度级转换。同一单元13根据每个像素的视频信号(灰度级)所属的灰度级区域来执行转换。
在本实施例中，我们假定分配给每个灰度级区域的灰度级信息(位数)是事先设置的。
在图3所示的情况中，将4位(16个灰度级)的灰度级信息分配给低灰度级区域。将6位(64个灰度级)分配给中等灰度级区域。将4位(16个灰度级)分配给高灰度级区域。
因此，计算单元13的灰度级转换结果是，包含256个灰度级的灰度级信息的视频信号转换为包含96个(＝16个灰度级+64个灰度级+16个灰度级)灰度级的灰度级信息的视频信号。
图5示出应用于视频信号所属的每个灰度级区域的各公式。当然，图5示出当给出8位视频信号时中等灰度级区域等于总灰度级区域一半大小的情况。
在灰度级转换时，执行两个处理。第一处理是将通过标准化每个灰度级区域中的输入灰度级而获得的值除以单位步长值的除法处理(在相同灰度级区域中的步长数计算处理)。第二处理是将所计算的步长数乘以单位步长值的乘法处理(输出灰度级计算处理)。应当注意，对于中等和高灰度级区域还执行将每个灰度级区域原点的灰度级(偏移)加上该计算结果的加法处理。
应当注意，在图5所示的计算公式中，运算符NINT是指通过舍入进行的整数产生处理。
例如，当平均灰度级是128时，属于低灰度级区域的视频信号(灰度级)转换为其灰度级以4个灰度级为单位的阶梯形式变化的视频信号。
类似地，当平均灰度级是128时，属于中等灰度级区域的视频信号(灰度级)转换为其灰度级以2个灰度级为单位的阶梯形式变化的视频信号。
类似地，当平均灰度级是128时，属于高灰度级区域的视频信号(灰度级)转换为其灰度级以4个灰度级为单位的阶梯形式变化的视频信号。
图3以阶梯形式的粗体线示出该输入和输出的关系。应当注意，在没有执行灰度级转换时，输入和输出关系如图3中的细线所示是线性的。根据如上所述的环境亮度选择性执行的灰度级转换结果被输出到显示装置7。
(A-2)显示装置的配置
在本实施例中，我门假定有机EL显示器(自发光类型的显示装置)用作显示装置。
图6示出显示装置7的功能配置的示例。显示装置7包括定时发生器21、数据线驱动器23、扫描驱动器25和27、供应电压源29和有机EL显示面板31。
定时发生器21是可操作以基于包含在功耗降低装置1所给出的视频信号中的定时信号来生成屏幕显示所需要的各种定时信号的处理装置。定时发生器21例如生成写入脉冲。
数据线驱动器23是可操作以驱动有机EL显示面板31的数据线的电路装置。
数据线驱动器23将指定每个像素的发光亮度的灰度级转换为模拟电压电平，并将该模拟电压提供给数据线。
扫描驱动器25是可操作以按照线顺序方式选择栅极线的电路装置，该栅极线用于选择灰度级被写入的水平线。该选择信号作为写入脉冲提供给有机EL显示面板31。在本实施例中，扫描驱动器25向每个水平线输出写入脉冲。
扫描驱动器27是可操作以驱动用于提供工作脉冲信号的栅极线的电路装置。在此，工作脉冲信号是指在一个帧周期内给出发光持续时间的信号。工作脉冲信号的示例在图7A和7B中示出。图7A示出给出最大发光持续时间的垂直同步脉冲。图7B示出工作脉冲信号的示例。在图7B的情况中，工作脉冲信号的低电平时间段是一个帧周期中的发光持续时间。在本实施例中，假定发光时间是固定的。
供应电压源29是可操作以提供将要施加在有机EL装置的阳极上的供应电压(模拟电压)的电路装置。在本实施例中，供应电压源29产生恒定电压。
有机EL显示面板31是有机EL装置按照矩阵形式排列的显示装置。应当注意，有机EL显示面板31是为彩色显示器设计的。因此，显示器上的一个像素包括用于RGB的3种颜色的子像素。
图8示出像素电路41和外围电路之间的连接关系。
像素电路41包括数据开关装置T1、电容器C1、电流供应装置T2和发光期控制装置T3。
在此，数据开关装置T1是可操作以控制经由数据线给定的电压电平的加载(写入)的晶体管。针对每个水平线给定加载电压电平的定时。
电容器C1是可操作以将所加载的电压电平存储一个帧周期的存储装置。即使数据是通过行顺序扫描写入的，电容器C1的使用提供了与帧顺序扫描相类似的光发射。
电流供应装置T2是可操作以向有机EL装置D1提供适合电容器C1的电压电平的驱动电流的晶体管。
发光期控制装置T3是可操作以控制有机EL装置D1在一帧内的的发光时间的晶体管。
发光期控制装置T3与驱动电流的供应路径串联地布置。有机EL装置D1在发光期控制装置T3导通时点亮。另一方面，有机EL装置D1在发光期控制装置T3截止时不点亮。
提供给发光期控制装置T3的信号是前面描述的工作脉冲信号(图7B)。
(A-3)灰度级转换处理
下面描述在环境亮度很高时执行的灰度级转换。应当注意，如果来自环境光传感器的环境亮度信息大于确定阈值水平，则实行灰度级转换。
图9示出用于设置灰度级区域的过程。应当注意，图9所示的操作步骤是对每一帧都执行的。
首先，功耗降低装置1对每一帧计算平均灰度级(S1)。
接着，功耗降低装置1根据平均灰度级设置低的、中等的和高的灰度级区域(S2)。
更具体地，在设置低灰度级区域时，功耗降低装置1对每个灰度级区域设置转换计算参数(S3)。更具体地，同一装置1设置在图5所述的计算公式中、除输入灰度级之外的参数。
在设置了参数之后，功耗降低装置1对每个像素执行图10所示的步骤。
首先，同一装置1确定输入灰度级是否落入低灰度级区域内(S11)。
当该确定是肯定的时，同一装置1对低灰度级区域执行灰度级转换(S12)。
相反，如果所述确定是否定的，则功耗降低装置1确定输入灰度级是否落入中等灰度级区域(S13)。
当该确定是肯定的时，功耗降低装置1对中等灰度级区域执行灰度级转换(S14)。
另一方面，如果该确定是否定的，则功耗降低装置1对高灰度级区域执行灰度级转换(S15)。
将对组成帧的所有像素重复图10所示的一系列操作步骤。因此，含有256个灰度级的视频信号转换为包含96个灰度级的、将显示在屏幕上的视频信号。
(A-4)灰度级转换的效果
如上所述，在减少灰度级信息的同时，向中等灰度级区域分配很多的灰度级信息。这允许即使在高环境亮度条件下也可以降低功耗而不会降级可视性。
图11直观地示出功耗如何降低。在图11中，功耗降低的区域以及降低量通过黑色填充图案示出。在灰度级信息已经大大减少的低灰度级区域和高灰度级区域中，功耗降低的量是很大的。
应当注意，如上所述，对比度的可观察差异在高环境亮度条件下固有地很小。此外，对已经相对于平均灰度级设置的中等灰度级区域保留很多灰度级信息将可视性降至最低。也就是说，可以有利地降低功耗同时而没有不利地影响可视性。
特别是，如果有机EL装置用在室外，所降低的功耗可用于延长操作时间。
(B)实施例2
在此，描述使用灰度级转换表实现按区域的灰度级转换功能的情况。应当注意，除了按区域的灰度级转换单元的内部配置之外，基本系统配置与在结合实施例1描述的图1中的基本系统配置相同。
图12示出按区域的灰度级转换单元51的内部配置。
按区域的灰度级转换单元51包括表选择单元53和转换表55。
如果环境亮度很高，表选择单元53基于平均灰度级选择最佳转换表。在环境亮度不高时，同一单元53停止转换(或者选择其中输入和输出灰度级相同的转换表)。
转换表55包括事先为所计算的平均灰度级准备的多组转换表。确切地说，应当准备与256个灰度级相同数量的转换表。然而，在实践中，考虑到转换后的使用频率和灰度级变化率而合并多个有代表性的表。结果，表选择单元53选择包含所计算的在估计范围内的平均灰度级的转换表。
图13示出转换表55的结构。如图13所示，转换表55存储输入灰度级和输出灰度级之间的对应关系。自然地，该对应关系满足结合实施例1描述的针对不同灰度级区域的灰度级转换公式。
应当注意，尽管图13所示的转换表存储所有256个输入灰度级和它们的关联输出灰度级之间的对应关系，但是转换表还可以替换地存储输出灰度级变化的那部分对应关系。然后，对于没有关联的输出灰度级的输入灰度级来说，可以读取与小于和最接近所讨论输入灰度级的输入灰度级关联的输出灰度级。这种安排将允许减少用于存储转换表55的存储容量。
图14示出设置转换表的过程。应当注意，图14所示的操作步骤是对每一帧执行的。
在这种情况中，平均灰度级计算单元3计算每一帧的平均灰度级(S21)。
接着，按区域的灰度级转换单元51利用根据平均灰度级指定的低、中等和高灰度级来设置转换表(S22)。
从这里开始，使用所选择的转换表逐像素地连续执行灰度级转换。
使用本实施例中的转换表消除了合并高性能信号处理单元的需要。在屏幕尺寸很大以及输入视频信号的位数很多时，使用转换表也是很有效的。
(C)实施例3
在此，将描述根据附加到视频信号上的风格信息实现按区域的灰度级转换功能的情况。应当注意，风格(genre)信息作为附加于视频信号的信息而给定的。
图15示出功耗降低装置61的功能配置的示例。
功耗降低装置61包括风格信息获取单元63和按区域的灰度级转换单元65。
风格信息获取单元63是可操作以获取附加于视频信号的风格信息的处理装置。风格信息涉及诸如新闻、娱乐和体育节目的细节。应当注意，例如按照编码数据格式或文本数据格式以及由该数据格式定义的标签描述风格信息。
按区域的灰度级转换单元65是可操作以在环境亮度很高时保留中等灰度级区域中的很多灰度级信息并且主动减少低和高灰度级区域中的灰度级信息的处理装置。应当注意，当环境亮度不高时，按区域的灰度级转换单元65输出没有经过转换的视频信号。
图16示出按区域的灰度级转换单元65的内部配置的示例。按区域的灰度级转换单元65包括表选择单元71和转换表73。
如果环境亮度很高，则表选择单元71基于风格信息选择最佳转换表。当环境亮度不高时，同一单元71停止转换(或选择其中输入和输出灰度级相同的转换表)。
转换表73包括事先逐条风格信息地准备的多组转换表。而且，在转换表73的情况下，确切地说，应当准备与256个灰度级同样多的转换表。然而，实际上，考虑到转换后的使用频率和灰度级变化率而合并多个有代表性的表。结果，表选择单元73选择包含特定于在估计范围内的每个风格的平均灰度级的转换表。
转换表73的各个表在结构上都与结合实施例2描述的转换表55的各个表相同。
图17示出用于设置转换表的过程。应当注意，图17所述的操作步骤是针对每一帧执行的。
在这种情况下，风格信息获取单元63获取附加于视频信号的风格信息(S31)。
接着，按区域的灰度级转换单元65利用根据平均灰度级指定的低、中等和高灰度级来设置转换表(S32)。
从这里开始，使用所选择的转换表逐个像素地连续执行灰度级转换。
参考本实施例中的风格信息消除了对每一帧计算平均灰度级的需要，由此允许适用于输入视频信号的灰度级转换。
如上所述，在基于参考风格信息的方法中，对每个节目使用一个转换表。
因此，这防止在节目期间频繁开关灰度级转换，由此将对信号处理系统的负荷保持得很低。
应当注意，本实施例可以与基于对实施例2中描述的平均灰度级的参考的安排组合起来。在这种情况下，如果在整个节目的平均灰度级和每一帧的平均灰度级之间存在很大的差异，则可以将优先权给予基于对每一帧计算的平均灰度级的灰度级转换。
(D)实施例4
在上述的3个实施例中，首要重点是通过对每个灰度级区域执行的灰度级转换来降低功耗。
然而，所减少的功耗可有效地用于主动提供改善的可视性。
图18示出上述类型的可视性改善装置81的功能配置示例。应当注意，可视性改善装置81包括图1所示的功耗降低装置1作为其基本部件。因此在图18中，与图1相似的部件用相同的附图标记表示。
可视性改善装置81包括平均灰度级计算单元3、按区域的灰度级转换单元5、功耗计算单元83和85、以及峰值亮度控制单元87。下面将描述功耗计算单元83和85以及峰值亮度控制单元87。
功耗计算单元83是可操作以计算灰度级转换转换之前的功耗的处理装置。另一方面，功耗计算单元85是可操作以计算灰度级转换之后的功耗的处理装置。
图19示出功耗计算单元83和85二者共同的处理步骤的示例。在功耗计算中，每个象素的灰度级首先转换为电流电平(S31)。
在该转换时，参照图20所示的灰度级到电流电平转换表。如图20所示，该电流电平由于有机EL装置的伽码特性而具有随着灰度级非线性增加的特性。因此，根据事先记录的对应关系将灰度级转换为合适的电流电平。
接着，功耗计算单元83和85计算整个一帧周期内的面板电流消耗(即所有像素的电流消耗总和)(S32)。该计算是在从一个垂直同步信号输入到下一个垂直同步信号输入的时间段内进行的。
在获得面板电流电平时，功耗计算单元83和85分别将面板电流电平乘以供应电压电平以计算出功耗(S33)。计算单元83、85的每一个将通过上述一系列步骤计算的功耗提供给峰值亮度控制单元87。
峰值亮度控制单元87引用通过将灰度级转换之前的功耗除以灰度级转换之后的功耗所获得的值，作为峰值亮度增量因子。通过这样做，峰值亮度控制单元87控制显示装置7的峰值亮度，以满足该增量因子。也就是说，峰值亮度控制单元87控制峰值亮度，使得显示装置7的功耗几乎与灰度级转换之前的功耗相同。
在本实施例中，峰值亮度控制是通过如图21所示改变工作脉冲信号的低电平时间段来完成的。该信号在一帧周期内的低电平时间段所占比例越大，有机EL装置的点亮时间就越长。相反，该信号在一帧周期内的低电平时间段所占比例越小，有机EL装置的点亮时间就越短。
也就是说，功耗随着工作脉冲信号的低电平时间段的变化而改变。应当注意，峰值亮度控制单元87响应对视频信号的定时信号的接收来控制工作脉冲信号的输出定时。
在本实施例中，通过灰度级转换达到的功耗降低可用于提供更高的峰值亮度。甚至在高环境亮度条件下，这也允许有高度可见的显示。尽管功耗保持为与如实施例1所述没有执行灰度级转换的情况相同的事实，本实施例还是提供高度可见的显示屏。
(D)合并示例
在此，将描述把上述功耗降低装置或可视性改善装置合并到电子设备中的示例。首先，描述将功耗降低装置合并到电子设备中的示例。
(a)合并到自发光显示装置中
功耗降低装置1可以合并到如图23所示的自发光显示装置91中。显示装置93和功耗降低装置95合并到如图23所示的自发光显示装置91中。
应当注意，功耗降低装置95可以利用小规模的电路来实现。因此，同一装置95可以容纳在合并到显示装置93的IC(集成电路)或其它电路中。
例如，如果显示装置93具有如参照图6所述的装置配置，则功耗降低装置95可以合并到一部分定时发生器21中(图6)。
如上所述，如果功耗降低装置95合并到一部分现有处理电路中，就不需要更改该布局或合并空间，由此使得本实施例在制造成本方面具有优势。
(b)图像处理装置
上述功耗降低装置还可以合并到图像处理装置111中。作为外部装置而提供图像处理装置111，以便向如图24所示的自发光显示装置101供应视频信号。
图24示出图像处理装置111与自发光显示装置101直接连接的情况。然而，图像处理装置111也可用于其经由互联网或其它网络连接到自发光显示装置101的情况。
图24所示的图像处理装置111包括图像处理单元113和功耗降低装置115。应当注意，由图像处理单元113执行的处理细节取决于所安装的应用程序。
(c)其它合并示例
功耗降低和可视性改善装置可以合并到除先前描述的设备之外的各种电子设备中。应该注意，尽管可以不管电子设备时便携式还是固定不动而进行合并，但是应该至少有显示装置可以使用在高环境亮度条件中的可能性作为先决条件。
(c1)广播波接收装置
功耗降低装置可以合并到广播波接收装置中。
图25示出广播波接收装置的功能配置的示例。广播波接收装置121包括显示装置123、系统控制单元125、操作单元127、存储介质129、电源131和调谐器133作为其主要部件。
应当注意，系统控制单元125例如包括微处理器。系统控制单元125控制系统的全部操作。操作单元127不仅包括机械控制还包括图形用户界面。
存储介质129不仅用作将要显示在显示装置123上的图像和视频数据的存储区，而且还用作固件和应用程序的存储区。当广播波接收装置121是便携式装置时，电池电源用作电源131。无须申明，当广播波接收装置121固定不动时使用商业电源。
调谐器133从到来的广播波之中选择性地接收用户选择的频道波。
例如，该广播波接收装置的配置可用于电视节目接收器、无线电节目接收器、以及合并了广播波接收功能的电子设备。
(c2)音频装置
图26示出在应用了功耗降低装置时用作播放器的音频装置的功能配置示例。
用作播放器的音频装置141包括显示装置143、系统控制单元145、操作单元147、存储介质149、电源151、音频处理单元153和扬声器155作为其主要部件。
在这种情况下，系统控制单元145也例如包括微处理器。同一单元145控制该系统的全部操作。操作单元147包括图形用户界面以及机械控制。
存储介质149用作固件和应用程序以及音频数据的存储区。存储介质149还用于存储音乐数据。半导体存储介质、硬盘或其它介质可以用作存储介质149。
当音频装置141是便携式装置时，电池电源用作电源151。自然地，当广播波接收装置141固定不动时，使用商业电源。
音频处理单元153是可操作以处理音频数据信号的处理装置。同一单元153对所压缩和所编码的音频数据进行解压缩。扬声器155输出再现的声音。
应当注意，如果音频装置141用作记录器，则连接麦克风来代替扬声器155。在这种情况下，音频处理单元153能够对音频数据进行压缩和编码。
该音频装置的配置例如可用于便携式音乐设备和移动电话。
(c3)通信装置
图27示出在应用了功耗降低装置时通信装置的功能配置的示例。通信装置161包括显示装置163、系统控制单元165、操作单元167、存储介质169、电源171、和通信单元173，作为其主要部件。
应当注意，系统控制单元165例如包括微处理器。同一单元165控制该系统的全部操作。操作单元167包括图形用户界面以及机械控制。
存储介质169用作固件和应用程序、以及将要显示在显示装置163上的图像和视频数据文件的存储区。当通信装置161是便携式装置时，电池电源用作电源171。自然地，当音频装置161固定不动时，使用商业电源。
通信单元173是可操作以与外部设备交换数据的无线电装置。该通信装置的配置例如可用于固定不动的电话机、移动电话、和合并了通信功能的便携式电子设备。
(c4)图像拾取装置
图28示出应用了功耗降低装置的图像拾取装置的功能配置示例。图像拾取装置181包括显示装置183、系统控制单元185、操作单元187、存储介质189、电源191、和图像拾取单元193作为其主要部件。
应当注意，系统控制单元185例如包括微处理器。同一单元185控制该系统的全部操作。操作单元187包括图形用户界面以及机械控制。
存储介质189用作固件和应用程序、以及将要显示在显示装置183上的图像和视频数据文件的存储区。当图像拾取装置181是便携式装置时，电池电源用作电源191。自然地，当图像拾取装置181固定不动时，使用商业电源。
例如，图像拾取单元193包括CMOS传感器、和可操作以处理从CMOS传感器输出的信号的信号处理单元。该图像拾取装置的配置例如可用于数字照相机、视频摄像机、和合并了图像拾取功能的便携式电子设备。
(c5)信息处理装置
图29示出在引用了功耗降低装置时便携式信息处理装置的功能配置示例。信息处理装置201包括显示装置203、系统控制单元205、操作单元207、存储介质209、以及电源211作为其主要部件。
应当注意，系统控制单元205例如包括微处理器。同一单元205控制该系统的全部操作。操作单元207包括图形用户界面以及机械控制。
存储介质209用作固件和应用程序、以及将要显示在显示装置203上的图像和视频数据文件的存储区。当信息处理装置201是便携式装置时，电池电源用作电源211。自然地，当信息处理装置201固定不动时，使用商业电源。
该信息处理装置的配置例如可用于游戏机、电子书、电子字典、计算机和测量仪器。应当注意，如果其配置用于测量仪器，则将来自传感器(检测装置)的检测信号馈送到系统控制单元205中。
(E)其它实施例
(a)在上述实施例中，描述经由环境光传感器馈送环境亮度信息的情况。
然而，环境亮度信息可以通过操作用户界面作为适配于处理之间的切换的信号来给出。在这种情况下，功耗降低或可视性改善操作是根据用户判断来执行的。
(b)在上述实施例中，描述了给出8位视频信号的情况。但是，也可以给出具有其它位数的视频信号。例如，可以给出10位或12位视频信号。
(c)在上述实施例中，描述了向中等灰度级区域分配128个灰度级的情况。然而，分配给中等灰度级区域的灰度级数量是任意的。例如，可以分配更少数量的灰度级，如100；或分配更大数量的灰度级，如150。
(d)在上述实施例中，描述了低灰度级区域转换为16个灰度级(4位)、中等灰度级区域转换为64个灰度级(6位)、以及高灰度级区域转换为16个灰度级(4位)的情况。
然而，分配给每个灰度级区域的灰度级信息的量是任意的。例如，如图31A和31B所示，低灰度级区域可以转换为4个灰度级(2位)，中等灰度级区域可转换为32个灰度级(5位)、以及高灰度级区域可转换为4个灰度级(2位)。这提供了进一步降低的功耗。
(e)在上述实施例中，描述了对所有灰度级区域而言输出灰度级信息与输入灰度级信息相比减少了的情况。
但是，如图32所示，对于低灰度级区域和高灰度级区域来说，输出灰度级信息与输入灰度级信息相比可以减少了，其中为中等灰度级区域保留输入灰度级信息。
图32所示的实施例为中等灰度级区域保留了尽可能多的灰度级信息，同时与比实施例1相比提供了更少的功耗。尽管如此，在高环境亮度条件下，一部分针对中等灰度级区域的灰度级信息也遭到破坏。因此，所保留的灰度级信息不一定转化为改善的可视性。
(f)在上述实施例中，描述了通过控制工作脉冲信号的低电平时间段来控制峰值亮度级的情况。
然而，如图33所示，峰值亮度级控制还可以通过控制施加给显示装置的供应电压电平来完成。如图33所示，该峰值亮度级具有随着供应电压增加而非线性增长的特性。
图34示出能够通过改变供应电压来控制峰值亮度的像素电路221的电路配置的示例。
该像素电路基本上与实施例1(图8)中的电路配置相同。应当注意，图34中的像素电路与实施例1中的区别在于：提供了两个单独的电源线，一个用于向有机EL装置D1的阳极提供电位，另一个用于向电容器C1提供电位。这使得，即使存储在电容器C1中的电荷(灰度级)保持不变，也可能改变提供给有机EL装置D1的电流电平。
(g)在上述实施例中，描述了每一帧输出一次工作脉冲信号的情况(图7和21)。
但是，如图35所示，可以在每个水平周期输出一次工作脉冲信号。
(h)在上面的实施例中，描述了有机EL显示面板用作显示装置的情况。
然而，其它自发光显示装置也可以代替用作该显示装置。
例如，可以使用无机EL、FED或PDP显示装置。
(i)上述实施例中描述的功耗降低和可视性改善装置的全部处理功能都可以用硬件或软件形式来实现。此外，其全部处理功能可以利用硬件和软件组合来实现，从而可以将共享功能分配给硬件和软件。
(j)在本发明精神范围内，可以按照各种方式来修改上述实施例。此外，也可能有基于这里的描述创建或组合的各种修改和应用。
本领域的技术人员应当理解，根据设计要求和其它因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替换，只要它们落入所附权利要求或等同物的范围中即可。

Claims (22)

1.一种功耗降低装置，包括：
区域适应型灰度级转换单元；
其中该灰度级转换单元用于将低灰度级区域的n1位灰度级信息转换为m1位灰度级信息，还将中等灰度级区域的n2位灰度级信息转换为m2位灰度级信息，并且还将高灰度级区域的n3位灰度级信息转换为m3位灰度级信息，其中m1＜n1，m2≤n2，m3＜n3，
所述灰度级转换单元转换输入视频信号的灰度级，使得所有条件m1≤m2、m3≤m2、以及n1+n2+n3＞m1+m2+m3都得到满足，以及
其中(平均灰度级-总灰度级区域/2)和(平均灰度级+总灰度级区域/2)之间的区域设置是中等区域，小于(平均灰度级-总灰度级区域/2)的区域是低灰度级区域，并且大于(平均灰度级+总灰度级区域/2)的区域是高灰度级区域。
2.根据权利要求1的功耗降低装置，包括：
平均灰度级计算单元，用于计算输入视频信号的平均灰度级；以及
灰度级区域设置单元，用于利用所计算的平均灰度级作为中间值来设置中等灰度级区域。
3.根据权利要求2的功耗降低装置，其中所述灰度级区域设置单元基于通过从平均灰度级减去等于n2位一半的灰度级而获得的级值，来设置低灰度级区域和中等灰度级区域之间的边界灰度级，以及
所述灰度级区域设置单元基于通过将等于n2位一半的灰度级加上平均灰度级而获得的级值，来设置中等灰度级区域和高灰度级区域之间的边界灰度级。
4.根据权利要求1的功耗降低装置，其中将所述中等灰度级区域设置为等于可从输入视频信号中再现的灰度级数量的一半。
5.根据权利要求1的功耗降低装置，其中所述低灰度级区域、中等灰度级区域和高灰度级区域是基于输入视频信号的风格信息来设置的。
6.根据权利要求1的功耗降低装置，其中所述灰度级转换单元通过算术运算来执行灰度级转换。
7.根据权利要求1的功耗降低装置，其中所述灰度级转换通过参照转换表来执行灰度级转换。
8.根据权利要求7的功耗降低装置，其中所述灰度级转换单元基于对输入视频信号计算的平均灰度级来选择要参照的转换表。
9.根据权利要求7的功耗降低装置，其中所述灰度级转换单元基于输入视频信号的风格信息来选择要参照的转换表。
10.一种功耗降低装置，包括：
区域适应型灰度级转换单元；
其中所述灰度级转换单元对每个灰度级区域施加不同的转换特性，
所述灰度级转换单元转换输入视频信号的灰度级，使得在灰度级转换之后，低灰度级区域和高灰度级区域的每一个的灰度级信息的量少于中等灰度级区域的灰度级信息的量，以及
其中(平均灰度级-总灰度级区域/2)和(平均灰度级+总灰度级区域/2)之间的区域设置是中等区域，小于(平均灰度级-总灰度级区域/2)的区域是低灰度级区域，并且大于(平均灰度级+总灰度级区域/2)的区域是高灰度级区域。
11.一种可视性改善装置，包括：
区域适应型灰度级转换单元，其用于将低灰度级区域的n1位灰度级信息转换为m1位灰度级信息，还将中等灰度级区域的n2位灰度级信息转换为m2位灰度级信息，另外将高灰度级区域的n3位灰度级信息转换为m3位灰度级信息，其中m1＜n1，m2≤n2，m3＜n3，以及转换输入视频信号的灰度级，使得所有条件m1≤m2、m3≤m2、以及n1+n2+n3＞m1+m2+m3都得到满足；
第一功耗计算单元，其用于计算在灰度级转换之前输入视频信号的功耗；
第二功耗计算单元，其用于计算在灰度级转换之后输入视频信号的功耗；以及
峰值亮度控制单元，其发出增加自发光显示装置的峰值亮度级的指令，使得灰度级转换之后的功耗保持为等于或低于灰度级转换之前的功耗，
其中(平均灰度级-总灰度级区域/2)和(平均灰度级+总灰度级区域/2)之间的区域设置是中等区域，小于(平均灰度级-总灰度级区域/2)的区域是低灰度级区域，并且大于(平均灰度级+总灰度级区域/2)的区域是高灰度级区域。
12.根据权利要求11的可视性改善装置，其中所述峰值亮度控制单元基于通过将灰度级转换之前的功耗除以灰度级转换之后的功耗所获得的值来确定峰值亮度级的增加比率。
13.根据权利要求11的可视性改善装置，其中所述峰值亮度控制单元通过控制工作脉冲的长度来控制峰值亮度级，该工作脉冲的长度确定自发光显示装置的帧周期内的发光时间长度。
14.根据权利要求11的可视性改善装置，其中所述峰值亮度控制单元通过控制给出自发光显示装置的最大灰度级的供应电压来控制峰值亮度级。
15.一种自发光显示装置，包括：
区域适应型灰度级转换单元，其用于将低灰度级区域的n1位灰度级信息转换为m1位灰度级信息，此外将中等灰度级区域的n2位灰度级信息转换为m2位灰度级信息，另外将高灰度级区域的n3位灰度级信息转换为m3位灰度级信息，其中m1＜n1，m2≤n2，m3＜n3，以及还转换输入视频信号的灰度级，使得所有条件m1≤m2、m3≤m2、以及n1+n2+n3＞m1+m2+m3都得到满足；以及
显示装置，其用于在灰度级转换之后在屏幕上显示输入视频信号的图像，
其中(平均灰度级-总灰度级区域/2)和(平均灰度级+总灰度级区域/2)之间的区域设置是中等区域，小于(平均灰度级-总灰度级区域/2)的区域是低灰度级区域，并且大于(平均灰度级+总灰度级区域/2)的区域是高灰度级区域。
16.一种自发光显示装置，包括：
区域适应型灰度级转换单元，其将低灰度级区域的n1位灰度级信息转换为m1位灰度级信息，此外将中等灰度级区域的n2位灰度级信息转换为m2位灰度级信息，另外将高灰度级区域的n3位灰度级信息转换为m3位灰度级信息，其中m1＜n1，m2≤n2，m3＜n3，以及还转换输入视频信号的灰度级，使得所有条件m1≤m2、m3≤m2、以及n1+n2+n3＞m1+m2+m3都得到满足；
第一功耗计算单元，其用于计算在灰度级转换之前输入视频信号的功耗；
第二功耗计算单元，其用于计算在灰度级转换之后输入视频信号的功耗；
峰值亮度控制单元，其用于发出增加自发光显示装置的峰值亮度级的指令，使得灰度级转换之后的功耗保持为等于或低于灰度级转换之前的功耗；以及
显示装置，其用于在灰度级转换之后在屏幕上显示输入视频信号的图像，
其中(平均灰度级-总灰度级区域/2)和(平均灰度级+总灰度级区域/2)之间的区域设置是中等区域，小于(平均灰度级-总灰度级区域/2)的区域是低灰度级区域，并且大于(平均灰度级+总灰度级区域/2)的区域是高灰度级区域。
17.一种图像处理装置，包括：
区域适应型灰度级转换单元；
其中该灰度级转换单元用于将低灰度级区域的n1位灰度级信息转换为m1位灰度级信息，此外将中等灰度级区域的n2位灰度级信息转换为m2位灰度级信息，另外将高灰度级区域的n3位灰度级信息转换为m3位灰度级信息，其中m1＜n1，m2≤n2，m3＜n3，以及
所述灰度级转换单元转换输入视频信号的灰度级，使得所有条件m1≤m2、m3≤m2、以及n1+n2+n3＞m1+m2+m3都得到满足，
其中(平均灰度级-总灰度级区域/2)和(平均灰度级+总灰度级区域/2)之间的区域设置是中等区域，小于(平均灰度级-总灰度级区域/2)的区域是低灰度级区域，并且大于(平均灰度级+总灰度级区域/2)的区域是高灰度级区域。
18.一种图像处理装置，包括：
区域适应型灰度级转换单元，其用于将低灰度级区域的n1位灰度级信息转换为m1位灰度级信息，此外将中等灰度级区域的n2位灰度级信息转换为m2位灰度级信息，另外将高灰度级区域的n3位灰度级信息转换为m3位灰度级信息，其中m1＜n1，m2≤n2，m3＜n3，以及还转换输入视频信号的灰度级，使得所有条件m1≤m2、m3≤m2、以及n1+n2+n3＞m1+m2+m3都得到满足；
第一功耗计算单元，其用于计算在灰度级转换之前输入视频信号的功耗；
第二功耗计算单元，其用于计算在灰度级转换之后输入视频信号的功耗；以及
峰值亮度控制单元，其用于发出增加自发光显示装置的峰值亮度级的指令，使得灰度级转换之后的功耗保持为等于或低于灰度级转换之前的功耗，
其中(平均灰度级-总灰度级区域/2)和(平均灰度级+总灰度级区域/2)之间的区域设置是中等区域，小于(平均灰度级-总灰度级区域/2)的区域是低灰度级区域，并且大于(平均灰度级+总灰度级区域/2)的区域是高灰度级区域。
19.一种电子设备，包括：
区域适应型灰度级转换单元，其用于将低灰度级区域的n1位灰度级信息转换为m1位灰度级信息，此外将中等灰度级区域的n2位灰度级信息转换为m2位灰度级信息，另外将高灰度级区域的n3位灰度级信息转换为m3位灰度级信息，其中m1＜n1，m2≤n2，m3＜n3，以及转换输入视频信号的灰度级，使得所有条件m1≤m2、m3≤m2、以及n1+n2+n3＞m1+m2+m3都得到满足；以及
显示装置，其在灰度级转换之后在屏幕上显示输入视频信号的图像，
其中(平均灰度级-总灰度级区域/2)和(平均灰度级+总灰度级区域/2)之间的区域设置是中等区域，小于(平均灰度级-总灰度级区域/2)的区域是低灰度级区域，并且大于(平均灰度级+总灰度级区域/2)的区域是高灰度级区域。
20.一种电子设备，包括：
区域适应型灰度级转换单元，其用于将低灰度级区域的n1位灰度级信息转换为m1位灰度级信息，此外将中等灰度级区域的n2位灰度级信息转换为m2位灰度级信息，另外将高灰度级区域的n3位灰度级信息转换为m3位灰度级信息，其中m1＜n1，m2≤n2，m3＜n3，以及转换输入视频信号的灰度级，使得所有条件m1≤m2、m3≤m2、以及n1+n2+n3＞m1+m2+m3都得到满足；
第一功耗计算单元，其用于计算在灰度级转换之前输入视频信号的功耗；
第二功耗计算单元，其用于计算在灰度级转换之后输入视频信号的功耗；
峰值亮度控制单元，其用于发出增加自发光显示装置的峰值亮度级的指令，使得灰度级转换之后的功耗保持为等于或低于灰度级转换之前的功耗；以及
显示装置，其用于在灰度级转换之后在屏幕上显示输入视频信号的图像，
其中(平均灰度级-总灰度级区域/2)和(平均灰度级+总灰度级区域/2)之间的区域设置是中等区域，小于(平均灰度级-总灰度级区域/2)的区域是低灰度级区域，并且大于(平均灰度级+总灰度级区域/2)的区域是高灰度级区域。
21.一种功耗降低方法，包括步骤：
在m1≤m2、m3≤m2、以及n1+n2+n3＞m1+m2+m3都得到满足的条件下，将低灰度级区域的n1位灰度级信息转换为m1位灰度级信息，将中等灰度级区域的n2位灰度级信息转换为m2位灰度级信息，以及将高灰度级区域的n3位灰度级信息转换为m3位灰度级信息，其中m1＜n1，m2≤n2，m3＜n3，并且其中(平均灰度级-总灰度级区域/2)和(平均灰度级+总灰度级区域/2)之间的区域设置是中等区域，小于(平均灰度级-总灰度级区域/2)的区域是低灰度级区域，并且大于(平均灰度级+总灰度级区域/2)的区域是高灰度级区域。
22.一种可视性改善方法，包括：
区域适应型灰度级转换步骤，在m1≤m2、m3≤m2、以及n1+n2+n3＞m1+m2+m3都得到满足的条件下，将低灰度级区域的n1位灰度级信息转换为m1位灰度级信息，将中等灰度级区域的n2位灰度级信息转换为m2位灰度级信息，以及将高灰度级区域的n3位灰度级信息转换为m3位灰度级信息，其中m1＜n1，m2≤n2，m3＜n3；
第一功耗计算步骤，计算在灰度级转换之前输入视频信号的功耗；
第二功耗计算步骤，计算在灰度级转换之后输入视频信号的功耗；以及
峰值亮度控制步骤，发出增加自发光显示装置的峰值亮度级的指令，使得灰度级转换之后的功耗保持为等于或低于灰度级转换之前的功耗，
其中(平均灰度级-总灰度级区域/2)和(平均灰度级+总灰度级区域/2)之间的区域设置是中等区域，小于(平均灰度级-总灰度级区/2)的区域是低灰度级区域，并且大于(平均灰度级+总灰度级区域/2)的区域是高灰度级区域。
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