CN101123059A

CN101123059A - 支持多色光源的功率控制的图像显示装置和图像显示方法

Info

Publication number: CN101123059A
Application number: CNA2007101403086A
Authority: CN
Inventors: 李承信; 金仁智; 崔瑗熙; 朴斗植
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2006-08-10
Filing date: 2007-08-09
Publication date: 2008-02-13
Also published as: US20080037867A1; KR100827237B1; JP2008046627A; KR20080014314A

Abstract

提供一种图像显示装置，更具体地说，提供一种可在使用多色光源的图像显示装置中减少功耗并防止图像特征退化的设备和方法。所述图像显示装置包括：直方图分析单元，基于输入图像的直方图来计算代表输入图像的参数；模型选择单元，分析所述参数并从多个代表模型中选择包括输入图像的代表模型；亮度减少量计算单元，基于与选择的模型相应的最大亮度减少率来计算输入图像的每个彩色光源的亮度减少量；功率减少量计算单元，基于每个彩色光源的功率特征来根据亮度减少量计算每个彩色光源的功率减少量；以及功率控制单元，向每个彩色光源提供减少了所述功率减少量的功率。

Description

支持多色光源的功率控制的图像显示装置和图像显示方法

本申请要求于2006年8月10日提交到韩国知识产权局的第10-2006-0075839号韩国专利申请的优先权，该公开全部包含于此以资参考。

技术领域

本发明涉及一种图像显示装置，更具体地说，涉及一种可在使用多色光源的图像显示装置中减少功耗并防止图像特征退化的设备和方法。

背景技术

除了简单的文本信息之外，图像显示装置还向用户提供包括各种内容的信息，所述内容诸如静止画面、运动画面、声音等。具体说来，由于各种类型的多媒体信息中的运动画面成为下一代VOD(视频点播)服务或交互服务的基础，所以已积极地执行对相关标准的研究。

随着数字电子学技术的发展，模拟数据被数字化，并且已经提出许多能够实现对大量数据进行有效处理的数字图像处理技术。所述数字图像数据处理技术具有如下优点。

首先，当模拟图像处理设备处理模拟信号时，必然产生不必要的噪声。因此，难以防止由模拟图像处理设备处理的模拟信号的质量退化。然而，当数字图像设备处理图像数据时，不会发生质量退化。

第二，由于信号在数字化之后被处理，所以计算机可被用于处理所述信号。也就是说，由于计算机处理图像信号，所以可执行各种类型的图像处理，诸如图像信息的压缩等。

近来，RGB色彩模型用于多数数字图像信号显示装置，诸如，LCD(液晶显示器)、PDP(等离子体显示板)、OLED(有机发光二极管)等。

色彩模型(或色彩空间)是一种显示一种颜色与其它颜色之间的关系的方法。由于各种原因，许多图像处理系统使用不同的色彩模型。RGB色彩空间包括可互相添加的三原色，诸如，红(以下称为“R”)、绿(以下称为“G”)和蓝(以下称为“B”)。三种颜色的光谱元素被混合以显示色彩。

通过三维立方体来显示RGB模型，其中，各个轴的边分别代表红、绿、蓝。黑位于原点，而白位于相对于原点的立方体的反向端。例如，在每个色彩通道具有8比特的24比特色彩图像系统中，红被表示为(255，0，0)。

通过RGB模型，可简化计算机图形系统的设计。然而，RGB模型并不是对于所有应用都是理想的。这是因为诸如红、绿、蓝的色彩元素具有明显的相关性。可仅使用亮度元素来执行诸如直方图平滑等多种图像处理技术。因此，RGB图像将频繁地被转换为亮度图像。为了将图像从RGB颜色转换为亮度等级，使用通过将每个元素乘以1/3然后将所述元素值相加所获得的值，即，平均值。然而，可基于NTSC(国家电视系统委员会)标准来使用等式1。

[等式1]

Y＝0.288R+0.587G+0.114B

使用基于RGB子像素的图像显示装置来显示图像的显示模块中的功耗构成整个图像显示装置中相对较大部分的功耗。

然而，如果为了减少显示模块中的功耗而降低光源的亮度，则存在将通过显示模块显示的图像的可视性退化的问题。因此，需要一种可在图像的可视性不退化的情况下减少图像显示装置的功耗的方法。

已经提出各种方法(例如，参见第2002-032018号题为“liquid crystaldisplay capable of increasing adaptive luminance，and apparatus and method ofdriving the same”的韩国专利公开申请)，但是上述问题仍旧没有解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用多色光源的图像显示装置，更具体地说，提供一种可减少功耗并防止由于功耗减少而产生的图像特征退化的图像显示装置和图像显示方法。

本发明的目的并不受限于上述内容，并且本领域技术人员将通过以下描述清楚地理解本发明的其它目的。

根据本发明的一方面，提供一种图像显示装置，包括：直方图分析单元，基于输入图像的直方图来计算代表输入图像的参数；模型选择单元，分析所述参数并从多个代表模型中选择包括输入图像的代表模型；亮度减少量计算单元，基于与选择的模型相应的最大亮度减少率来计算输入图像的每个彩色光源的亮度减少量；功率减少量计算单元，基于每个彩色光源的功率特征来根据亮度减少量计算每个彩色光源的功率减少量；以及功率控制单元，向每个彩色光源提供减少了所述功率减少量的功率。

根据本发明的另一方面，提供一种图像显示方法，包括：基于输入图像的直方图来计算代表输入图像的参数；分析所述参数并从多个代表模型中选择包括输入图像的代表模型；基于最大亮度减少率来计算输入图像的每个彩色光源的亮度减少量；基于每个彩色光源的功率特征来根据亮度减少量计算每个彩色光源的功率减少量；以及向每个彩色光源提供减少了所述功率减少量的功率。

附图说明

通过结合附图进行的对本发明实施例的详细描述，本发明的上述和其它特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是示出根据本发明实施例的图像显示装置的配置的框图；

图2是示出与预定图像相应的直方图的示例的曲线图；

图3是示出输入图像被分为6种代表模型的示例的示图；

图4是示出在RGB空间中提高亮度的示例的示图；

图5到图7是示出每个光源的功率特征的曲线图；

图8是示出当每个光源的功率由图1所示的图像显示装置控制时根据输入图像的类型的光源的亮度减少率的实验结果的表；

图9是示出根据输入图像的类型的功率减少率的实验结果的表；

图10是示出根据图1所示的本发明实施例的图像显示装置的操作的流程图；以及

图11是示出根据本发明另一实施例的图像显示装置的配置的框图。

具体实施方式

通过参照以下对实施例的详细描述和附图可容易地理解本发明的优点和特点以及实现本发明的方法。

然而，可按照许多不同的形式来实现本发明，并且本发明不应被解释为受限于这里所述的实施例。而是提供这些实施例，从而该公开将是彻底和完整的，并将本发明的构思全部传达给本领域的技术人员，而本发明将仅由权利要求限定。在整个说明书中，相同的标号指的是相同的部件。

以下，将参照附图来描述根据本发明实施例的支持多色光源的功率控制的图像显示装置和图像显示方法。

根据本发明实施例的图像显示装置使用多色光源以便显示图像。以下，将示例性描述使用红光源、绿光源和蓝光源的情况。图像显示装置100使用所期望的适合输入图像的特征的方法来提高图像的亮度和对比度。此外，图像显示装置100根据输入图像的特征控制将被提供给每个光源的功率，以便在图像没有失真的情况下减少功耗。将参照图1来详细描述图像显示装置。

图1是示出根据本发明实施例的图像显示装置100的配置的框图。如图1所示，图像显示装置100包括：图像输入单元110、直方图分析单元120、模型选择单元130、像素调整单元140、功率控制单元150、亮度减少量计算单元180、功率减少量计算单元190、光源单元160和图像输出单元170。

图像输入单元110从预定图像源接收图像(静止画面或运动画面)并输出构成输入图像的子像素，诸如R、G、B分量。这里，输入图像可具有RGB格式的信号或不同格式(诸如YCbCr等)的信号。如果输入图像具有包括灰度级信号Y的不同信号格式，则图像输入单元110可包括灰度图像产生单元115的功能。

灰度图像产生单元115基于从图像输入单元110输出的R、G、B信号来产生灰度级图像。存在各种基于R、G、B信号来产生灰度级信号Y的方法。例如，可通过将R、G、B信号中的每一个乘以1/3，随后将结果相加来产生灰度级信号Y。或者，可使用基于NTSC标准的等式，诸如等式1等。

直方图分析单元120基于从灰度图像产生单元115输出的灰度级信号Y来准备直方图，并计算可代表所述直方图的参数。

图2示出关于特定图像的直方图的示例。直方图的水平轴指示灰度级信号中像素的亮度值(以下，称为“像素值”)，并具有在0到255范围内的值。直方图的垂直轴指示关于每个像素值的频率。将直方图的水平轴划分为低带、中带和高带。低带与中带之间的边界L指示例如与直方图的25％较低等级相应的像素值。中带与高带之间的边界H指示例如与直方图的25％较高等级相应的像素值。

例如，代表直方图的参数可包括：HighSUM、MiddleSUM、LowSUM、Mean、直方图的动态范围、ZeroBin Count等。HighSUM指示高带中的像素总数，MiddleSUM指示中带中的像素总数，LowSUM指示低带中的像素总数，Mean指示关于整个图像的像素值的平均值。此外，ZeroBin Count指示中带的像素中具有等于或小于平均像素值的10％的值的像素的数量。

返回图1，直方图分析单元120基于直方图来计算参数，并向模型选择单元130提供计算结果。

模型选择单元130分析所述参数，在预定数量的代表模型中选择与输入图像相应的代表模型，选择与所选择的代表模型相应的亮度调整函数F(x)并将其提供给像素调整单元140。

图3示出输入图像被分为6种代表模型的示例。这里，模型A代表许多像素位于中带，较少像素位于高带和低带的图像。模型B代表许多像素位于高带，较少像素位于低带和中带的图像。也就是说，模型B代表较亮的图像。模型C代表许多像素位于低带，较少像素位于中带和高带的图像。也就是说，模型C代表较暗的图像。模型D代表许多像素位于低带和高带的图像。也就是说，模型D代表高对比度的图像。模型E代表具有均匀的像素值分布的图像。模型F代表具有许多非连续像素值的图像，诸如通过图形运算(graphicoperation)产生的图像。这6种模型是基于灰度图像直方图来分类的。然而，可根据参数进一步划分或简化分类的数量以及模型的形式。

通过模型分类算法，将每一个参数划分到图3所示的模型中的一个模型。作为分类算法的示例，可存在通过将每个参数与预定阈值进行比较来将所述参数分类的方法。

具体说来，当分析输入图像的直方图时，如果包括在高带中的像素的数量(即，HighSUM)包括在相对于全部像素的数量的阈值比率(例如，25％)中，包括在低带中的像素的数量(即，LowSUM)包括在所述阈值比率中，并且Mean包括在相对于整个图像的亮度范围(以下，称为“像素范围”)的中间值范围中，则可将输入图像分类为A类型模型。此时，像素范围指示由一个像素显示的灰度级的数量。例如，在8比特图像的情况下，像素范围变为0到255。

当分析输入图像的直方图时，如果HighSUM大于阈值比率，LowSUM包括在所述阈值范围中，并且Mean处于0.45到0.55的像素范围中，则可将输入图像分类为B类型模型。

同时，如果HighSUM包括在阈值比率中，LowSUM大于所述阈值比率，并且Mean处于0.45到0.55的像素范围中，则可将输入图像分类为C类型模型。

此外，如果HighSUM和LowSUM两者均大于阈值比率，并且HighSUM与LowSUM的和小于MiddleSUM的125％，则可将输入图像分类为D类型模型。

如果HighSUM和LowSUM两者均包括在阈值比率中，HighSUM与LowSUM的和大于MiddleSUM的125％，并且ZeroBin大于MiddleSUM的50％，则可将输入图像分类为F类型模型。

如果HighSUM和LowSUM两者均包括在阈值比率中，HighSUM与LowSUM的和大于MiddleSUM的125％，并且ZeroBin小于MiddleSUM的50％，则可将输入图像分类为E类型模型。

尽管已经描述了根据本发明实施例的图像模型及其选择参考，但是它们仅是示例，而且可选择其它图像模型。

同时，如果将相同大小的增益应用于全部像素值以便增加输入图像的亮度，则很难期望有高质量的输出图像。这是因为根据个人的感觉特征，存在其质量可仅通过增加整个亮度而变得良好的图像，同时存在其质量可通过调整亮度和对比度两者而变得良好的图像。以下，在此说明书中描述的图像的亮度指的是图像中像素的亮度值的平均值。

为了调整图像的亮度，需要与各个图像模型匹配的亮度调整函数，即，6个函数。与每个图像模型匹配的每个亮度调整函数具有“S”曲线，但是指定的形式可被改变。亮度调整函数示出用于增加每个模型的亮度的期望模式(pattern)，并通知输入图像中每个像素的亮度应该增加多少。亮度调整函数的水平轴(自变量)指示像素值，垂直轴(从变量)指示亮度增加率。

为了找到用于预定模型的亮度调整函数，有必要执行实验处理。也就是说，应该准备预计适合于预定模型的多个亮度调整函数，将亮度调整函数中的每一个应用于预定模型(对于每个像素，将亮度增加与该函数相应的值)，由多个观测者选择最自然的图像。然后，将指示选择结果的亮度调整函数与所述预定模型匹配。如果对于多个模型执行这些处理，则可获取与每个模型匹配的亮度调整函数。

返回图1，模型选择单元130向像素调整单元140提供与关于输入图像选择的模型匹配的亮度调整函数(F(x))。

像素调整单元140在从图像输入单元110提供的RGB信号中选择代表信号。这里，代表信号指示RGB信号中具有最大像素值的信号。因此，可通过等式2表示代表信号Y_in。

[等式2]

Y_in＝MAX(R，G，B)

如果将代表信号Y_in代入从模型选择单元130提供的函数F(x)，并乘以预定增益K，则由像素调整单元140确定将增加的亮度量F(Y_in)*K。像素调整单元140将代表信号与所述确定的亮度量混合，从而可通过下面的等式3来计算代表信号Y_in的输出信号Y_out。可在例如0到2的范围中选择增益K。

[等式3]

Y_out＝Y_in+F(Y_in)*K

然后，像素调整单元140通过下面的等式4，基于Y_out与Y_in的比来确定增加率C。

[等式4]

C＝Y_out/Y_in

像素调整单元140调整R、G和B输入信号R、G、B中的每一个，使其按照使用等式4确定的增加率C来增加。可通过下面的等式5来表示调整的R、G和B信号R’、G’和B’。

[等式5]

R’＝R*C

G’＝G*C

B’＝B*C

从R、G和B信号中选择具有最大像素值的信号，作为代表信号Y_in，从而防止像素值由于像素值的增加而超过R、G、B元素的最大可显示范围。此外，对R、G和B分量中的每一个应用相同的增加率C的原因是为了防止色彩失真。

在输入色彩空间不是RGB色彩空间的情况下，可调整等式4的增加率C的值，从而防止相应输入色彩空间中的色觉失真。对于每个色彩信号的应用方法与等式5相同。

具体说来，参照图4所示的RGB空间，如果V₀的亮度沿着与从原点指向V₀的矢量的方向不一致的方向(V₁)增加，则亮度增加。然而，V₀与V₁之间在色觉方面出现失真。然而，当将相同的增加率C与V₀的R、G、B分量中的每一个相乘以便与所述矢量(V₂)的方向一致时，亮度被提高并且不会出现失真。如上所述，可使用适合输入图像特征的方法来提高图像的亮度和对比度。

参照图1，亮度减少量计算单元180计算用于计算彩色光源161、162和163中的每一个的功率减少量所必需的所述彩色光源中的每一个的亮度减少量，以便适合输入图像特征。为此，亮度减少量计算单元180参照查找表来寻找关于输入图像的最大亮度减少量，其中，所述查找表示出每个图像模型的最大亮度减少量信息。这里，可通过执行实验处理来获取每个图像模型的最大亮度减少量信息。也就是说，将与包括在预定模型中的图像相应的亮度调整函数应用于所述图像，随后将应用了亮度调整函数的图像与原始图像进行比较，从而找到具有与原始图像的等级相同亮度的亮度减少量。表1示例性地示出关于通过上述实验获取的5种图像模型的最大亮度减少量。

[表1]

图像模型	最大亮度减少量
图像模型	最大亮度减少量	(A)	50％
(B)	10％	(A)	50％
(B)	10％	(C)	50％
(D)	15％	(C)	50％
(D)	15％	(E)	25％

参照表1，在图像模型A的情况下，可理解到：可将亮度减少到最大值的50％。也就是说，在包括在A类型模型中的图像的情况下，即使图像的亮度被减少到50％，也可获取与原始图像的亮度相同的亮度。通过相同的方式，在图像模型B的情况下，可理解到：可将亮度减少到最大值的10％。也就是说，在包括在B类型模型中的图像的情况下，即使图像的亮度被减少到10％，也可获取与原始图像的亮度相同的亮度。

参照诸如表1的查找表，在与输入图像相应的最大亮度减少量被确定之后，亮度减少量计算单元180将确定的最大亮度减少量与每个彩色光源的最大亮度值相乘，从而计算每个彩色光源的亮度的改变值。这里，可通过当每个光源的功耗具有最大值时测量每个光源的亮度，来获取每个彩色光源的最大亮度值。为了进行详细的解释，将描述每个图像模型的最大亮度减少量与表1的相同并且A类型图像被输入的示例。此时，假设红光源的最大亮度值是L_RW，绿光源的最大亮度值是L_GW，蓝光源的最大亮度值是L_BW(单位：cd/m²)。然后，通过将输入图像的最大亮度减少量50％与各个彩色光源的最大亮度值相乘，按照颜色的光源的亮度的改变值变为0.5L_RW、0.5L_GW和0.5L_BW(单位：cd/m²)。

然后，亮度减少量计算单元180基于预定光源的最大亮度值与相应光源的改变后的亮度值之间的差来计算相应光源的亮度减少量。也就是说，亮度减少量计算单元180基于红光源的最大亮度值L_RW与红光源的改变后的亮度值0.5L_RW之间的差来计算红光源的亮度减少量L_RW-0.5L_RW。通过相同的方式，亮度减少量计算单元180计算绿光源的亮度减少量L_GW-0.5L_GW和蓝光源的亮度减少量L_BW-0.5L_BW。

同时，当按照颜色计算光源的亮度的改变值时，仅可参考相应图像模型的最大亮度减少量。在这种情况下，当具有彼此不同的最大亮度减少量的图像被顺序输入时，会出现图像闪烁的现象，即，闪烁。为了防止所述闪烁现象，亮度减少量计算单元180可存储先前图像帧。此外，亮度减少量计算单元180可通过将存储的先前图像帧的最大亮度减少量和当前图像帧的最大亮度减少量的平均值与每个光源的最大亮度值相乘，来计算关于当前图像帧的每个彩色光源的将被改变的亮度值。例如，假设存储的两个先前的图像帧分别相应于A类型图像模型和D类型图像模型，并且当前图像帧相应于E类型图像模型。亮度减少量计算单元180计算先前图像帧的最大亮度减少量和当前图像帧的最大亮度减少量之间的平均亮度减少量。然后，亮度减少量计算单元180将平均亮度减少量30％与每个彩色光源的最大亮度值相乘，从而计算每个彩色光源的将被改变到的亮度值0.3L_RW、0.3L_GW和0.3L_BW(单位：cd/m²)。

功率减少量计算单元190按照颜色基于与预定光源的最大亮度值相应的功率值和与光源的亮度的改变值相应的功率值之间的差，来计算关于所述预定光源的功率减少量。此外，功率减少量计算单元190基于计算出的功率减少量来控制将被提供给光源单元160的相应光源的功率。

为了计算关于每个彩色光源的功率减少量，功率减少量计算单元190应识别关于每个彩色光源的功率特征。这里，功率特征指示预定光源的功耗与亮度值之间的关系。

图5到图7是示出每个彩色光源的功率特征的示例的曲线图。具体说来，图5是示出红光源的功率特征的示例的曲线图，图6是示出绿光源的功率特征的示例的曲线图，以及图7是示出蓝光源的功率特征的示例的曲线图。

在图5到图7所示的功率特征中，水平轴指示功率P的强度(单位，mW)，垂直轴指示亮度L的大小(单位：cd/m²)。在每个彩色光源的功率特征曲线图中，通过功率特征函数HR(x)、HG(x)或HB(x)来确定功率P与亮度L之间的关系。在图5到图7所示的功率特征曲线图中，可理解到：随着P的值增加，L的值增加。可通过执行实验处理来获取每个彩色光源的功率特征曲线图。也就是说，可通过可控范围内将功率施加给预定光源并测量相应光源的亮度值来获取关于每个彩色光源的功率特征曲线图。

返回图1，功率减少量计算单元190计算关于输入图像的每个彩色光源的功率减少量。首先，功率减少量计算单元190参照每个彩色光源的功率特征曲线图来计算与每个彩色光源的最大亮度值相应的功率值P_R1、P_G1或P_B1。这里，可通过下面的等式6来定义功率值P_R1、P_G1和P_B1。

[等式6]

P_R1＝HR^-1(L_RW)

P_G1＝HG^-1(L_GW)

P_B1＝HB^-1(L_BW)

接着，功率减少量计算单元190参照每个彩色光源的功率特征曲线图，按照颜色计算与光源的亮度改变值相应的功率值。也就是说，功率减少量计算单元190按照颜色获得光源的功率值P_R2、P_G2和P_B2的改变值。这里，可通过下面的等式7来定义功率值P_R2、P_G2和P_B2。

[等式7]

P_R2＝HR^-1(0.5L_RW)

P_G2＝HG^-1(0.5L_GW)

P_B2＝HB^-1(0.5L_BW)

然后，功率减少量计算单元190基于与预定光源的最大亮度值相应的功率值和预定光源的功率值的改变值之间的差来计算关于所述预定光源的功率减少量。例如，功率减少量计算单元190基于与红光源的最大亮度值L_RW相应的最大功率值P_R1和与将被改变到的亮度值0.3L_RW相应的功率值P_R2之间的差来计算关于红光源的功率减少量ΔP_R。通过相同的方式，功率减少量计算单元190计算关于绿光源的功率减少量ΔP_G和关于蓝光源的功率减少量ΔP_B。将关于每个彩色光源的功率减少量提供给功率控制单元。

接着，功率控制单元150将要被提供给相应光源的功率减少由功率减少量计算单元190提供的预定光源的功率减少量。例如，功率控制单元150将要被提供给红光源的功率减少ΔP_R并将要被提供给绿光源的功率减少ΔP_G。此外，功率控制单元150将要被提供给蓝光源的功率减少ΔP_B。

光源单元160的具有相应色彩分量的光源161、162和163向图像输出单元170提供与减少的功率P_R2、P_G2和P_B2相应的光分量。

图像输出单元170基于从像素调整单元140输出的信号R’、G’、B’来产生物理图像，并向用户显示产生的物理图像。可通过多种显示装置(诸如LCD、PDP、LED、OLED或柔性显示器)来实现图像输出单元170。

图8示出当每个彩色光源的功率由图1所示的图像显示装置100控制时根据输入图像的类型的亮度减少量的实验结果。

参照图8，假设基于每个彩色光源的调整值来控制每个彩色光源的功率。在A类型图像模型的情况下，降低50％的亮度。在B类型图像模型的情况下，降低10％的亮度。

图9示出基于图8的实验根据图像的类型计算的功率减少率。此时，如等式8，可通过考虑每个彩色光源的操作范围来计算功率减少率。

[等式8]

100×(最大功率-最少操作的功率)/(减少的功率-用于最少操作的功率)。

在等式8中，最大功率指示当光源理想操作时的功率，最少功率指示当光开始从光源发射时的功率。

当基于等式8计算根据图像的类型的功率减少率时，在包括在A类型图像模型中的图像的情况下，可减少37.6％的功率。在包括在B类型图像模型中的图像的情况下，可减少8.5％的功率。

接着，将参照图10来描述图1所示的图像显示装置100的操作。

首先，图像输入单元110接收输入图像(步骤S11)。

接着，直方图分析单元120基于关于输入图像的灰度级像素值来产生直方图(步骤S12)，并基于直方图计算能够代表输入图像的参数(步骤S13)。基于作为包括在输入图像中的R、G、B分量的平均值的灰度级像素值的频率来表示直方图。

模型选择单元130分析参数，从而从多个代表模型中选择包括输入图像的模型(步骤S14)，并选择与所选择的模型匹配的亮度调整函数(步骤S15)。所述参数包括以下项中的至少一个：包括在高带中的像素的数量HighSUM、包括在低带中的像素的数量LowSUM、包括在中带中的像素的数量MiddleSUM、关于输入图像的像素值的平均值Mean、具有等于或小于关于包括在中带中的像素的频率平均值的预定比率的值的像素的数量ZeroBin以及直方图的动态范围。

当包括相应输入图像的模型被选择时(步骤S14)，亮度减少量计算单元180计算每个彩色光源的亮度减少量(步骤S15)。在步骤S15，参照包括根据输入图像的模型的最大亮度减少率的信息的查找表来搜索与输入图像相应的最大亮度减少率，基于搜索到的最大亮度减少率和与先前图像相应的最大亮度减少率来计算关于输入图像的平均亮度减少率，通过将每个光源的最大亮度值乘以计算出的平均亮度减少率来确定每个彩色光源的将被减少的亮度值。

接着，功率减少量计算单元190参照功率特征曲线图对于每个彩色光源计算每个彩色光源的功率减少量(步骤S16)。在步骤S16，计算与预定光源的最大亮度值相应的功率，计算与将被改变到的亮度值相应的功率，并基于上述两个功率值之间的差来计算相应光源的功率减少值。

功率控制单元150向相应的光源提供关于预定光源减少了功率减少量的功率(步骤S17)。例如，功率控制单元150向红光源161提供关于红光源减少了功率减少量的功率。

光源单元160的彩色光源161、162和163分别由减少了功率减少量的功率P_R2、P_G2和P_B2来驱动。图像输出单元170基于由各个彩色光源161、162和163提供的光显示输出图像(步骤S20)。

同时，当模式选择单元130选择包括输入图像的模式时(步骤S14)，像素调整单元140使用与选择的模型相应的亮度调整函数(步骤S18)并调整包括在输入图像中的每个分量的大小(步骤S19)。这里，亮度调整函数的自变量指示相应像素的亮度值，即，像素值。此外，因变量指示关于所述像素值的亮度增加率。

在步骤S19，选择包括在输入图像的像素所包括的分量中的最大分量，将预定增益K与结果F(Y_in)相乘，在F(Y_in)中，选择的分量Y_in被代入亮度调整函数，将相乘的结果加到选择的分量Y_in，获得相加的结果Y_out与选择的分量Y_in之间的比C，按照比C来增加包括在输入图像中的像素所包括的每个分量的大小。

图像输出单元170显示包括根据分量调整了大小的像素的输出图像(步骤S20)。

如上所述，图像显示装置100基于输入图像的特征来减少将被提供给每个彩色光源的功率。以下，将参照图11来描述图像显示装置200。图像显示装置200根据用户命令减少功率并补偿由于减少的功率而变暗的图像的亮度。

在图11中，图像输入单元210、灰度图像产生单元215、直方图分析单元220、模型选择单元230、光源单元260和图像输出单元270的操作与图1所示的相同，因此将省略对它们的描述。将描述功率减少量计算单元290、亮度减少量计算单元280、像素调整单元240和功率控制单元250的操作。

首先，功率减少量计算单元290接收由用户输入的期望的功率值。然后，功率减少量计算单元290基于当前功率P₁与用户输入的功率P₂之间的差来计算每个彩色光源的功率减少量ΔP，并向功率控制单元250提供计算的每个彩色光源的功率减少量ΔP。功率控制单元250将关于预定光源261、262和263的当前功率P₁减少从功率减少量计算单元290提供的功率减少量ΔP。光源261、262和263中的每一个向图像输出单元270提供按照减少的功率P₂改变的光。

亮度减少量计算单元280基于与当前功率P₁相应的亮度值和与用户输入的功率P₂相应的亮度值之间的差来计算光源261、262和263中的每一个的亮度减少量ΔL。

像素调整单元240输出图像信号，在所述图像信号中，亮度和对比度基于从亮度减少量计算单元280提供的亮度减少量被提高。

图像输出单元270使用基于减少的功率的光来显示基于从像素调整单元240输出的R’、G’、B’信号的物理图像。

尽管已经结合本发明的示例性实施例描述了根据本发明实施例的用于支持光源的功率控制的图像显示装置及其方法，但是本领域的技术人员应清楚：在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可对其进行各种修改和改变。因此，应理解到：上述实施例就各个方面而言都不是限制性的，而是示例性的。

根据本发明实施例的支持多色光源的功率控制的图像显示装置和方法具有以下效果。

由于基于输入图像的类型增加了输入图像的对比度和亮度，而不是减少将被提供给每个彩色光源的功率，所以可在图像的可视性没有退化的情况下减少显示模块的功耗。

Claims

1.一种图像显示方法，包括：

基于关于输入图像的直方图来计算代表输入图像的参数；

分析所述参数并从多个代表模型中选择包括输入图像的代表模型；

基于最大亮度减少率来计算输入图像的每个彩色光源的亮度减少量；

基于每个彩色光源的功率特征根据亮度减少量来计算每个彩色光源的功率减少量；以及

向每个彩色光源提供减少了所述功率减少量的功率。

2.如权利要求1所述的图像显示方法，其中，所述参数包括：包括在高带中的像素的数量、包括在低带中的像素的数量、包括在中带中的像素的数量、关于输入图像的像素值的平均值。

3.如权利要求2所述的图像显示方法，其中，多个模型包括：

代表许多像素相对位于中带的图像的模型；

代表许多像素相对位于高带的图像的模型；

代表许多像素相对位于低带的图像的模型；以及

代表很少像素相对位于中带的图像的模型。

4.如权利要求1所述的图像显示方法，其中，计算每个彩色光源的功率减少量的步骤包括：

计算与预定光源的最大亮度值相应的第一功率值；

计算与将预定值和预定光源的最大亮度值相乘所得的亮度值相应的第二功率值；以及

基于第一功率值与第二功率值之间的差来计算预定光源的功率减少量。

5.如权利要求4所述的图像显示方法，其中，与预定光源的最大亮度值相乘的所述预定值是最大亮度减少率或平均亮度减少率中的一个，其中，所述平均亮度减少率是预先存储的先前图像帧的最大亮度减少率与输入图像帧的最大亮度减少率之间的中间值。

6.如权利要求1所述的图像显示方法，还包括：

选择与所选择的代表模型相应的亮度调整函数；

基于选择的亮度调整函数来调整包括在输入图像中的像素的亮度；以及

显示包括亮度被调整的像素的输出图像。

7.如权利要求6所述的图像显示方法，其中，由根据像素的亮度指示相应像素的亮度增加率的“S”曲线来表示亮度调整函数。

8.如权利要求1所述的图像显示方法，其中，直方图表示具有预定亮度的像素的频率。

9.如权利要求1所述的图像显示方法，其中，功率特征指示根据功耗的光源的亮度。

10.如权利要求1所述的图像显示方法，还包括：基于用户选择的功率减少量来调整输入图像的亮度。

11.一种图像显示装置，包括：

直方图分析单元，基于输入图像的直方图来计算代表输入图像的参数；

模型选择单元，分析所述参数并从多个代表模型中选择包括输入图像的代表模型；

亮度减少量计算单元，基于与选择的模型相应的最大亮度减少率来计算输入图像的每个彩色光源的亮度减少量；

功率减少量计算单元，基于每个彩色光源的功率特征根据亮度减少量来计算每个彩色光源的功率减少量；以及

功率控制单元，向每个彩色光源提供减少了所述功率减少量的功率。

12.如权利要求11所述的图像显示装置，其中，所述参数包括：包括在高带中的像素的数量、包括在低带中的像素的数量、包括在中带中的像素的数量、关于输入图像的像素值的平均值。

13.如权利要求11所述的图像显示装置，其中，多个模型包括：

代表许多像素相对位于中带的图像的模型；

代表许多像素相对位于高带的图像的模型；

代表许多像素相对位于低带的图像的模型；以及

代表很少像素相对位于中带的图像的模型。

14.如权利要求11所述的图像显示装置，其中，功率减少量计算单元基于第一功率值与第二功率值之间的差来计算每个光源的功率减少量，其中，第一功率与预定光源的最大亮度值相应，第二功率值与将预定值与预定光源的最大亮度值相乘所得的亮度值相应。

15.如权利要求14所述的图像显示装置，其中，与预定光源的最大亮度值相乘的所述预定值是最大亮度减少率或平均亮度减少率中的一个，其中，所述平均亮度减少率是预先存储的先前图像帧的最大亮度减少率与输入图像帧的最大亮度减少率之间的中间值。

16.如权利要求11所述的图像显示装置，还包括：

像素调整单元，基于与选择的模型相应的亮度调整函数来调整包括在输入图像中的像素的亮度；以及

图像输出单元，显示包括亮度被调整的像素的输出图像。

17.如权利要求16所述的图像显示装置，其中，由根据像素的亮度指示与像素相应的亮度增加率的“S”曲线来表示亮度调整函数。

18.如权利要求11所述的图像显示装置，其中，直方图表示具有预定亮度的像素的频率。

19.如权利要求11所述的图像显示装置，其中，功率特征指示根据功耗的光源的亮度。

20.如权利要求11所述的图像显示装置，其中：

功率减少量计算单元根据用户命令来计算功率减少量；以及

像素调整单元根据计算的功率减少量来增加输入图像的亮度。