CN101617286A - 用于图像显示设备的图像调节方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了在具有至少一个可调图像控制变量的显示设备上优化图像承载信号的再现的方法、装置和系统。所述方法利用且所述装置包括用于确定不同的图像控制设置的图像控制设置生成器，以及用于生成具有多个图像单元(例如镶嵌式)的屏上显示图像的屏上显示生成器。每个单元显示出依据不同图像控制设置中的一种设置调节后的同一接收的视频承载信号。终端用户从不同的单元中选择出提供首选图像质量的单元。某些实施例中，图像控制设置生成器响应选定的单元，确定新的图像控制设置。再次，屏上显示生成器依据新的图像控制设置生成具有多个单元的屏上显示图像，终端用户选择其中提供首选图像质量的一个单元。

Description

用于图像显示设备的图像调节方法和装置
技术领域
本发明涉及图像显示，更具体地说，本发明涉及选择用于在显示设备上再现(presentation)具有所需质量图像的图象控制设置。
背景技术
用于再现可供观看的图像例如视频图像的显示设备通常具有一个或多个图象参数或控制变量，可对这些参数或变量进行调节，以作用于所显示视频图像的质量。示范性的显示设备包括计算机监视器、电影监视器(studio videomonitor)和电视机。一些示范性的图象控制变量包括亮度、饱和度、颜色和色调。图像的质量至少在一部分上取决于周围的亮度条件以及用户的偏好。例如，视频监视器通常包括亮度和对比度控制，用于控制所显示的视频图像的质量。这种可变性允许终端用户来配置视频监视器以便能够在给定环境中得到最优的收看效果。
例如，电视机通常可向用户提供几个独立的可调节的图象控制变量，可包括：饱和度、颜色和图象(picture)或锐度(sharpness)。然而，对指定显示设备的图象控制变量进行调节是一项非常复杂的任务，会产生不确定的甚至矛盾的结果。例如，属于视频监视器控制变量的亮度和对比度标识会相对于他们的功能产生误导。即，亮度控制变量主要影响再现的对比度(即黑色电平(blacklevel))，而对比度控制变量主要仅仅影响亮度(即白色电平)。将亮度控制变量设得太高会使黑色显示成灰色。合适的调节亮度控制变量可确保黑色视频图像内容在视频监视器上显示为真实的黑色。这一控制变量的不适当的调节，是在计算机监视器、视频监视器和电视机上产生较差质量图像的常见问题。如此误导性的亮度和对比度标识已经对如何设置显示器以显示高质量的视频图像带来了大量的困惑。
可用的图象控制变量对于每个设备来说都是不同的，这取决于生产厂商。此外，归因于这些图象控制变量的标识会给终端用户带来困惑，因为对于图象控制变量的标识还没有普遍接受的标准。因此，在不同显示设备上调节同一图象参数的图象控制变量可具有不同的标识(例如，一台设备上的“色泽(tint)”可能在另一台设备上标识为“色调(hue)”，或者“亮度”还会被标识为“图象(picture)”)。
更加复杂的事情是，对一个图象控制变量的调节，会无效掉前一经调节的控制变量的预期效果。这一不幸的结果是因为两个或多个图象控制参数之间的相互关系或相互作用。例如，亮度和对比度在某种程序上会相互影响。因此，新的对比度设置会改变前面设置的亮度级别。这两个图象控制变量的合适设置包括对每一个变量来回进行调节，直到获得最优的可视图像质量。结果，图像调节过程对于终端用户来说是一次非常令人沮丧的经历，因为对不同的图象控制变量的每一次调节产生的都是不确定且不可预计的结果。通常，终端用户都会在图象控制变量调节到非最优设置的情况下便会离开。
通过详细的设置程序来指导终端用户的资源非常多(参见例如，互联网上可见的“FAQ：如何调节电视”，网址为：http://myweb.accessus.net/～090/how2adj.html)。这些设置程序提供了一种所谓“眼球”校准来获得接近标准例如NTSC标准的可视图像。这样的话，这些设置程序可能不满足任何特定终端用户的口味，特别是在图象控制与周围环境的颜色和亮度发生相互作用时。此外，这样的校准程序需要一个或多个标准测试图，这些标准测试图必须单独获得(即购买)并结合设置过程来使用。
发明内容
所需要的是一种简单过程，指导终端用户配置可调节的图象控制变量，以便针对特定的环境、游戏风格和用户偏好中的一种或多种情况，能够得到被显示图像的首选或最优图像再现。为此，本发明涉及在提供有可调节图象控制变量的显示设备上优化图像再现的方法、装置和系统。
一个方面，本发明的特点在于一种在具有至少一个可调图象控制变量的显示设备上优化图像承载信号的再现的图像调节方法。该方法包括：接收图像承载信号；确定第一组图象控制设置，其中每个表示至少一个可调图象控制变量的不同配置；以及，生成具有多张图片或多个图像单元的屏上显示图像。每个图像单元在外观上与画中画图像的相似之处在于，该图像单元使用第一组图象控制设置中相应的一个来显示接收到的图像承载信号的一种表现形式。第一屏上显示的多个图像单元让用户可以观看不同图象控制设置在同一图像上的显示结果。图像单元可以按并排的方式排列，例如以栅格的方式排列。更常见的是，多个图像单元以镶嵌图案的形式来显示。终端用户简单的从多个图像单元中选出首选的一个。在接受了用户的选择后，该方法包括对该多个图像单元中首选的一个的图象控制设置的至少一个可调图象控制变量进行调节。
某些实施例中，该方法还包括响应终端用户的前一选择，确定另一组图象控制设置。再次，向终端用户呈现具有多张图片或多个图像单元的屏上显示图像，每个图像显示单元使用第二组图象控制设置中的相应一个来显示出接收到的图像承载信号的一种形式。再次，终端用户可简单的选择多个图像单元中首选的一个。该方法过程可以不断重复，其中不同的图象控制设置可通过一个或多个算法来得出。完成了图像调节过程后，最后选择的图象控制设置被应用于显示设备作为至少一个图象控制变量的最新设置。
另一方面，本发明的特点在于一种在具有至少一个可调图象控制变量的显示设备上优化图像承载信号的再现的装置。该装置包括：存储器，存储有几组图象控制参数中的至少一组；以及，与所述存储器通信连接的处理器，用于接收图像承载信号。所述处理器包括有图象控制设置生成器，用于确定第一组图象控制设置，其中每个表示至少一个可调图象控制变量的不同配置。所述处理器还包括有屏上显示生成器，用于生成具有多张图片或多个图像单元的第一屏上显示图像，其中的每个图像单元使用所述第一组图象控制设置中相应的一个来显示接收到的图像承载信号的一种表现形式。与所述处理器通信连接的显示设备将所述第一屏上显示的可见形式提供给终端用户。某些实施例中，该装置还包括与所述处理器通信连接的用户接口，用于接受终端用户对多个图像单元中表示首选图象控制变量的首选的一个图像单元的选择。
另一方面，本发明的特点在于一种在具有至少一个可调图象控制变量的显示设备上优化图像承载信号的再现的装置。该装置包括：接收图像承载信号的模块；自动确定一组图象控制设置的模块，其中的每个表示至少一个可调图象控制变量的不同配置；以及，用于生成具有多个图像单元的第一屏上显示图像的模块，其中的每个图像单元使用所述一组图象控制设置中相应的一个来显示接收到的图像承载信号的一种表现形式。该装置还包括用于接受终端用户对多个图像单元中首选的一个图像单元的选择的模块。
再一方面，本发明的特点在于一种在具有至少一个可调图象控制变量的显示设备上优化图像承载信号的再现的图像调节方法。所述方法包括：接收传感器信号；至少部分地对接收到的传感器信号作出响应，确定第一组图象控制设置；生成具有多张图片或多个图像单元的第一屏上显示图像。所述第一组图象控制设置中每一个表示所述至少一个图象控制变量的一种不同的配置。每个图像单元在外观上与画中画图像的相似之处在于，该图像单元使用第一组图象控制设置中相应的一个来显示接收到的图像承载信号的一种表现形式。第一屏上显示的多个图像单元让用户可以观看不同图象控制设置在同一图像上的显示结果。图像单元可以按并排的方式排列，例如以栅格的方式排列。更常见的是，多个图像单元以镶嵌图案的形式来显示。终端用户简单的从多个图像单元中选出首选的一个。
附图说明
通过参考以下结合附图的描述，可以对本发明的以上和更多优点有更好的理解，以下描述中，相似的附图标号在不同的图中表示相似的结构组件和特征。附图不是按比例绘制的，重点在于示意出本发明的原理。附图中：
图1是示范性的图像显示设备的示意框图；
图2A是具有图像调节模块的视频显示设备的一个实施例的框图；
图2B是具有图像调节模块的视频显示设备的另一个实施例的框图；
图3A是图2A中的图像调节模块的一个实施例的细节示意图；
图3B是图2B中的图像调节模块的细节示意图；
图4是本发明一个实施例的方法流程图；
图5A是输出图像的一个实施例的图形示意图；
图5B是不同的输出图像的一个实施例的图形示意图；
图6是交错输出图像的示意图。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行描述。
针对最优或优选的可视图像质量对视频显示设备的一个或多个“图象控制变量”进行调节的方法通过如下步骤完成：自动生成几个不同的图象控制设置，将该不同的图象控制设置应用给接收到的视频图像，以及生成具有多张图片或多个图像单元的屏上显示图像，其中每个单元包括所述同一接收的视频图像的一种呈现或图画。图象控制设置指的是被不同调节的一个或多个可调图象参数或控制变量的一种配置或情形。对于提供有两个可调图象控制变量例如亮度和对比度的显示设备而言，第一种典型的图象控制设置可表示为(亮度＝50％，对比度＝50％)。针对同一显示设备的第二种不同的典型图象控制设置是(亮度＝75％。对比度＝50％)。
优选来说，每个图像单元标识根据不同的图象控制设置中的一种进行不同调节后的接收视频图像。屏上显示图像通过其多个图像单元来呈现，有利于通过向终端用户呈现一种在同一接收视频图像上比较不同图象控制设置的效果的手段来实现图象控制设置的调节。终端用户简单地选择屏上显示图像的多个图像单元中代表不同图形控制设置中优选的一种的图像单元。这些不同的图像单元可以阵列并排的方式排列，例如矩形栅格，或者更普遍地是以规则的或甚至随意的镶嵌方式来排列。
该方法可对至少部分地对前一单元的选择作出响应，使用新确定的一组图象控制设置来重复进行。某些实施例中，不同图象控制设置的生成是使用收敛算法完成的。因此，随后生成的不同图象控制设置组接近终端用户的前次选择所确定的终端用户的首选可视视频图像。某种情况下，终端用户输入最后的选择，并且与该最后的选择相关的图象控制设置将被应用给显示设备作为可调图象控制变量的链式或新的默认设置。
图1示出了以电视(TV)接收机为例子的视频显示设备100的功能框图，以下被称为电视机100。电视机100包括用于接收视频信号的视频接收子系统105以及用于处理接收到的视频信号的图像内容以便显示的显示处理子系统110。视频显示屏115提供了接收的视频图像的图像内容的可视图象呈现或图片。电视机100还包括用于接收用户输入的用户接口160以及用于响应经由用户接口160接收到的用户输入以控制电视机100的操作的控制器155。
更具体的来说，视频接收子系统105包括一个或多个物理输入端口120a、120b、120c(统称为120)，每个端口用于接收相应的输入信号。对于该示范性的电视机100，其中的一个输入端口用于接收电视广播信号。电视广播信号可通过一种或多种媒介来接收，包括地面电视广播、有线广播和卫星广播。其它的输入端口120b、120c用于接收来自一个或多个外部视频源的外部音频/可视输入信号。一些典型的外部源包括DVD播放器(有些时候又称为数字光盘)、计算机和游戏机。
每个输入端口120具有物理接口，通常都遵循多种可用标准视频接口中的一种。一些示范性的视频接口包括数字视频接口(DVI)、高清多媒体接口(HDMI)、分量视频、分离视频(又称为S-视频)和SCART(法国提出的标准，为21针连接器，用于连接音频和视频设备与电视机)。
DVI指的是数字设备例如投影仪和个人计算机之间的标准接口。DVI接口主要是数字接口，可以是全数字的，或者是具有模拟分量的数字接口。因此，遵循DVI的接口适用于高带宽的视频，传送数字RGB图象信息。HDMI是全数字的标准高速串行接口，能够传送视频、音频、数据和控制信息。遵循HDMI的接口适用于标准的、增强的或高清视频。
复合视频接口包括一个信号提供所有的视频信息。S-视频(有时称为Y/C视频)接口包括两个单独的视频信号，一个信号提供亮度(辉度)信息，另一个信号提供色彩(色度)信息。分量视频接口包括三个视频信号，一个信号提供亮度信息，另两个信号提供色彩信息。
SCART是主要的欧洲标准，使用21针接口来传送两个音频输入和输出信道、输入和输出视频信道、RGB信号、接地信号和一些其它控制信号。SCART接口可适用于一个视频信号(例如复合视频)、两个视频信号(例如S-视频)、分离的红、绿和蓝或RGB(用于类似于复合视频的图象质量)的三个信号，并且对于最佳图象质量，可适用于分离的红、绿、蓝以及同步或RGBS四个视频信号。其它的信号包括右和左线路电平音频信道以及多个控制信号，包括纵横比标记(例如宽屏)。
视频接收子系统105具有RF接收器130，耦合至RF输入端口120a。RF输入端口120a具有射频(RF)同轴输入，适合于与天线和线缆源中的任一个互连。RF输入端口120a接收整个电视广播频谱，或其至少一部分。电视广播频谱包括几个不同的信道，每个信道提供相应的视听内容。该视听内容携带(即被调制)在与每个信道相关的相应RF载波信号上。
RF接收器130具有调谐器以用于选择期望的信道，并具有解调器以用于从选定的信道提取出视听内容信息。提取出的信号包括复合视频信号，遵从以下可用广播标准中的一种：美国境内用于模拟传输的NTSC标准、欧洲和世界上除美国外的其它地区使用的用于模拟传输的PAL标准、以及法国和东欧国家使用的用于模拟传输的SECAM标准。
RF接收器130的输出包括复合视频信号。解码器135被提供来分解该复合视频信号为其分量，以由显示处理子系统110进行进一步的处理。例如，NTSC解码器将NTSC视频格式化的信号分解，获得三个分量信号：一个黑白分量信号以及两个色彩分量信号。
值得注意的是，音频信号通常与视频信号一起接收到，并且可以从视频信号中分离出来进行单独的处理。由于本发明涉及视频处理，音频信号处理在本申请中未给予进一步描述。
在某些实施例中，经解调的视听信号是数字信号(即数字电视信号)。例如，数字电视信号被用于高清电视(HDTV)的广播，以提供比使用传统格式(例如NTSC、PAL和SECAM)能得到的更高质量的清晰度。例如，数字视频数据流可包括数字化RGB信号或数字化YUV信号。数字电视广播通常使用压缩的形式，例如MPEG-2压缩算法。因此，电视机100具有压缩器/解压缩器(编解码器)，用于解压之前压缩后的数字数据。
某些实施例中，该外部视频输入端口中的一个或多个120b、120c包括相应的编解码器140a、140b(统称为140)，每个编解码器用于将MPEG-2编码数据流转换成未经编码的数字视频数据流。编解码器140用虚线示出，表示在某些实施例中，编解码器功能不是必须的，因为其可在外部设备内实现，从而电视机100接收到的是经解压的数字视频信号。示范性的外部设备包括分线盒和卫星接收器(一般被称为机顶盒)。尽管图中示出了两个编解码器140，某些实施例中，单个编解码器140可由两个或多个视频输入端口120来共享。编解码器140可在软件、硬件或二者的结合中实现。
视频接收子系统105还具有复用器(MUX)145，用于选择输入端口120中的一个来用于进一步处理和显示。根据从控制器155接收到的控制输入，MUX 145将来自选定的输入端口120的视频信号连接至显示处理子系统110。进而，显示处理子系统110包括显示处理器150，将接收到的视频信号转换成图像输出信号。该图像输出信号最后被转送给视频显示屏115进行观看。
更具体来说，显示处理器150通过执行适合于在显示屏115上显示视频图像的信号格式的转换来处理视频图像。这些转换可包括以下一项或多项：色彩空间转换(例如从RGB到YUV)、格式转换(例如从非交错的到交错帧序列)、以及像素流编码成一种标准格式(例如NTSC、PAL和SECAM)。例如，当接收到NTSC视频信号时，显示处理器150提取出黑白信号信息以及从两个色彩信号中提取出信息并根据需要将其转换成其它视频格式例如RGB格式以驱动显示屏115。对于RGB的例子，图像输出信号包括三个单独的分量信号：红、绿和蓝，每个信号用于驱动合适格式的显示屏115的各个像素。
显示屏115将从显示处理子系统110接收的电图像输出信号转换成可见光，一般采用像素阵列的形式。图中所示的显示屏115显示出示范性的接收到的黑白视频图像。显示屏115可包括任意多种可用技术。当前可用的技术包括：CRT、投影屏和平板屏。该平板屏进而可进一步细分为LCD设备和等离子设备。
用户接口160通常包括设置在电视机100上的控制面板以及遥控器，例如红外遥控器。控制器155接收来自用户接口160的用户输入，并作出响应，提供合适的控制信号给电视机100。例如，控制器155响应用户对特定信道的选择，提供调谐命令给RF接收器130。该调谐命令指示RF接收器130内的调谐器从接收到的电视广播信号中选择期望内容信道。控制器155还响应用户对一个可用视频源的选择，提供源选择控制给复用器145。该源选择控制配置复用器145将选定的视频输入端口120互连至显示处理子系统110。
控制器155也耦合至显示处理子系统110，并可选地耦合至显示屏115，以调节一个或多个图象控制变量从而调节视频图像的可视显示。这些可调图象控制变量包括由厂商提供的图象参数。大部分的电视机100和视频监视器提供了针对图象控制变量的某些级别上的调节，这可通过用户接口160来操作。例如，一些标准的图象控制变量包括：亮度、对比度、色彩、色调和锐度。针对该一个或多个图象控制变量中每一个的调节值，在此统称为图象控制设置，被提供给显示处理器150，显示处理器150根据图象控制设置来处理接收到的视频信号。
其它的可调图象控制变量也可以提供给显示屏115，例如光引擎的可调强度变量。CRT显示器的光引擎包括电子枪，然而，LCD显示器的光引擎指的是它的背光源。某些实施例中，图象控制设置存储在存储器165中，并由显示处理器150在系统上电时读取。其它实施例中，显示处理子系统110包括有在本地存储图象控制设置的存储器。某些实施例中，多个不同的图象控制设置可存储在存储器内作为可选择的预设置。例如，选定的预设置可基于用户的选择加载到显示存储器150内。因此，单个预设置的选择可依据之前存储的图象控制设置，将一个或多个可调图象控制变量调节到预期的值。这样的预设置可以是由生产厂商预先编程的，使得每个预设置是针对相应类别的节目例如体育或电影来说最优化的。
图2A示出了依据本发明构建的电视机200的实施例的框图，其中，电视处理子系统110包括图象调节模块205。图象调节模块205连接在视频接收子系统205的输出和显示处理器150的输入之间。图象调节模块205还连接至控制器155。电视机200是可以在至少两种操作模式之间进行调节的：正常观看模式和显示设置模式。该正常观看模式显示接收到的视频图像，其中一个或多个可调图象控制变量依据当前的图象控制设置(即选定的预设置)经过了调节。显示设置模式可响应终端用户的命令来启动。一旦启动，显示设置模式将可由终端用户操作的一个或多个屏上显示呈现给用户，以便调节该一个或多个可调图象控制变量中的任意或所有变量。
某些实施例中，图象调节模块205在正常观看模式下将接收的视频路由给显示处理器150。其它实施例中，接收的视频信号在正常观看模式下绕过图象调节模块205。
在显示设置模式下，电视机200启动图象调节程序，生成一组不同的图象控制设置，每组设置改变可调图象控制变量的至少一个不同值。图象调节模块205生成该组不同的图象控制设置。图象调节程序通常作为设置程序的一部分来执行，但是可以在任何时间启动。两种模式之间的选择操作可通过用户接口160来完成。
在图象调节程序过程中，图象调节模块205生成具有多个图像单元的屏上显示图像，其中每个图像单元包括使用一组不同的图象控制设置中相应的一个设置对接收的视频图像进行不同调节后的一种呈现形式。显示处理器150接收该屏上显示图像以进行处理并在显示屏115上呈现出来。图中所示的显示屏115显示出了具有几个图像单元210a、210b、210c(统称为210)的屏上显示图像，其中每个图像单元具有针对图1中接收的视频图像使用对应的不同图象控制设置的不同呈现形式。图中还示出了可选择的区域215，其可包括有指令文本和/或图形信息以指引终端用户进行图象调节程序，以下将给出详细介绍。
图象调节模块205响应接收自控制器155的指示进入显示设置模式的控制信号，生成不同的图象控制设置。首选图像210的选择可通过终端用户经由用户接口160来完成，用户选择由控制器155报告给图象调节模块205。图象调节模块205将与随着选定的图像单元相关的图象控制设置转送给显示处理器150和显示屏155，以便在正常观看模式过程中不断的使用。这样的话，退出图象设置模式后接收到的所有视频图像都会使用最后选定的图象控制设置来显示。作为替换或者补充，图象调节模块205转送该最后的图象控制设置给存储器165进行存储。图象调节模块205可在硬件、软件和软硬件的结合中实现。尽管图中所示以及本申请所描述的是提供在显示处理子系统110内的，图象调节模块205可设置在视频接收子系统105内、控制器155内或单独设置成独立的模块。
图2B示出了根据本发明构建的电视机200的另一实施例的框图，其中图象调节模块205从传感器217接收输入信号。传感器217提供输入给图象调节模块205以用于生成不同的图象控制设置。因此，生成的图象控制设置至少部分地取决于接收自传感器217的输入。
一个实施例中，传感器217包括光传感器，提供表明显示器115所处的本地环境内的环境光照的输入信号给图象调节模块205。例如，光传感器217包括光电检测器，例如光电晶体管或光敏二极管，提供与环境光照成比例的电流。图象调节模块205使用接收到的输入信号来针对环境光照条件调整不同图象控制设置的生成。
当环境光照很低时，例如在黑暗的房间内，图象调节模块205生成不同的图象控制设置以产生黑暗房间内的增强观看效果。例如，图象调节模块205响应表示黑暗房间的传感器输入，生成具有降低了亮度的不同值的不同图象控制设置。该同一图象调节模块205响应表示明亮房间(例如白天)的传感器输入信号，生成具有增强了亮度的不同值的图象控制设置。
另一实施例中，传感器217是温度传感器，提供表示环境温度的输入信号给图象调节模块205。房间的环境温度也可由图象调节模块205用于调整针对环境温度条件的不同图象控制设置。不管环境温度是低还是高，图象调节模块205生成不同的图象控制设置，以在冷的房间或在暖的房间产生增强的观看效果。例如，针对较冷的环境温度，会生成具有较暖调色板的图象控制设置；然而，针对较暖的环境温度，会生成具有较冷调色板的图象控制设置。
再一实施例中，该传感器是情绪传感器。情绪传感器可通过用户接口160来提供。这样的话，终端用户可输入当前情绪，或从不同情绪的列表(例如，轻松、生气和忧郁)中选择一种情绪。图象调节模块205接收识别到的情绪，并生成不同的图象控制设置以针对识别到的情绪产生增强的观看效果。例如，在感测到忧郁情绪后，图象调节模块205生成比较明亮并且具有比较强烈的色彩的图象控制设置以尝试调整观看者的忧伤情绪。另一例子中，在感测到生气的情绪后，图象调节模块205生成比较柔和且具有不太强烈的色彩的图象控制设置以尝试向观看者提供平静心情的效果。
图3A示出了图象调节模块205的细节。图象调节模块205包括视频输入缓存220、屏上显示生成器225、图象控制设置生成器230和视频输出缓存235。视频输入缓存220接收来自视频接收子系统105的输入视频信号，并暂时存储该接收的视频信号以便图象调节模块205进行处理。例如，视频输入缓存220包括暂时存储接收的视频图像的各帧的帧缓存。若终端用户想使用静止的图像而不是运动的视频来执行图象调节程序，则将接收的视频信号的采样存储在视频输入缓存220内。图象控制设置生成器230接收来自控制器155的用户输入以进入显示设置模式，并作为响应生成一组两个或多个不同的图象控制设置。某些实施例中，图象控制设置生成器230还接收传感器输入信号(图中虚线所示)。
该不同的图象控制设置中的每个设置包括有对每个可用图象参数或控制变量的相应值。示范性的一组三个不同图象控制设置在以下表I中示出。表I中不同的列表示每个图象控制变量(例如，亮度、对比度、色彩、色调和锐度)。通过举例，每个图象控制设置彼此之间仅仅在亮度控制变量的值不同。每个图象控制变量的值为百分比，表示其相应的全范围值的百分比。某些实施例中，图象控制设置为绝对值而不是百分比。
表I.示范性图象控制设置
  序号   亮度   对比度   色彩   色调   锐度
  1   60％   50％   50％   50％   50％
  2   50％   50％   50％   50％   50％
  3   40％   50％   50％   50％   50％
屏上显示生成器225产生屏上显示图像，有时又被称为比较图像，具有针对该组三个不同图象控制设置的三个图像单元。每个图像单元包括有接收到的视频图像的一种呈现形式，使得三个图像单元可同时在同一屏上显示图像内显示出来。每个图像单元显示出依据表I中三个不同的图象控制设置中的一种调节后的图象。这样的话，每个图像单元具有改变了亮度水平的同一图像。视频输出缓存暂时存储该比较图像，并将其作为输出提供给显示处理器150。
某些实施例中，图象调节模块205接收与接收到的视频信号有关的其它信息。该其它信息可包括一种或多种传感器信息，如前所述，以及与特定节目有关的节目信息。例如，该节目信息可以从单独的节目服务接收到，例如电视导视服务，或从提供节目相关信息的单独的信道接收到。作为替换或补充，节目信息可以作为额外信息与接收的视频信号本身包含在一起。该额外信息可包含在信道子载波信号内，例如封闭式字幕(closed captioning)，或包含在第二套音频节目(SAP)子载波内。
作为替换或补充，节目信息可作为元数据包含在视频信号内。模拟和数字广播通常都具有元数据来描述节目的类型(例如新闻、电影等等)。电视机100(图1)从广播信号中提取出元数据。该元数据可通过扩展数据服务来提供，例如以下一种或多种：EIA-6088规范的扩展数据服务(XDS)、节目和系统信息协议(PSIP)、以及第三方提供商。XDS和PSIP两者都将数据和电视台的数字电视信号一起传送，给数字电视接收器提供与电视台以及正在广播什么有关的信息。该信息可用于识别特定节目的类型，并且在某些情况下还可用于识别场景信息。
参见图3B，多路信号分离器237用于从接收的视频信号中提取出该额外信息。多路信号分离器237可设置在视频接收子系统105(图2A和图2B所示)内、图象调节模块205内、或作为单独的部件。多路信号分离器237依据额外信息的特性形式来提供。结果是视频信号和相关额外信息或元数据的分离。
作为可使用多少元数据的一个示例，表明节目类型的元数据内提供的节目信息由多路信号分离器237从视频信号中提取出来，并转送给图象调节模块205的元数据输入端口239。图象控制设置生成器230接收节目信息并使用它来依据节目类型调整不同图象控制设置。不同节目类型一些示例包括：电影、体育、音乐会、视频游戏、动画片、新闻、历史事件等等。在进入显示设置模式后，图象控制设置生成器230在类型信息可用时使用类型信息来生成依据识别出的类型的不同图象控制设置，以产生增强的观看效果。例如，图象控制设置生成器230响应体育类型，生成具有增强的绿色的图象控制设置。该同一图象控制设置生成器230可响应历史题材的类型来生成具有增强的灰色和/或红色的图象控制设置。响应动画片或视频游戏类型，图象控制设置生成器230生成具有增强的色彩饱和度的图象控制设置。依据显示设置模式内使用的一种或多种算法，可单独地和结合地调节其它的节目控制设置，以向用户呈现增强的观看效果。
图4的流程图示出了根据本发明一个实施例的图象调节方法300的步骤。步骤305中，图象调节模块205接收到视频图像。某些实施例中，在步骤306中接收到外部传感器输入。基于进入到显示设置模式，图象控制设置生成器230在步骤310中生成多个不同的图象控制设置。当接收到外部传感器输入信号时，图象控制设置生成器230可使用该输入信号来生成多个不同控制设置。
屏上显示生成器225接收来自视频输入缓存220的视频图像以及来自图象控制设置生成器230的多个不同图象控制设置。屏上显示生成器225生成具有多个图像单元的屏上显示图像。每个图像单元包括有接收的视频图像被调谐或调节到不同图象控制设置中相应的一种设置的呈现形式。该屏上显示图像被转送给显示处理器150(通过视频输出缓存235)以便在步骤315中显示在显示屏115上。终端用户观看该屏上显示图像在显示器115上可视呈现，从而可以在步骤320中比较不同的图像单元并选择其中首选的一个。
若终端用户还不满意使用当前图象控制设置显示的视频图像，终端用户在步骤325中通过用户接口160输入命令，指示继续图象调节程序。图象控制设置生成器230在步骤335中生成不同的一组图象控制设置。该不同的一组图象控制设置可以是基于前一选择依据一种或多种算法得出的一个修订组。如下将详细介绍的，该修订组图像控制设置是响应终端用户之前选择的特定图像单元生成的。
使用该修订组多个不同图象控制设置的新屏上显示图像在步骤315中生成并显示出来。某些实施例中，这一过程持续执行，直到终端用户对视频图像的显示质量满意。这样的话，终端用户可通过用户接口160输入命令，在步骤325中表明图象调节程序完成，并发信号返回到正常观看模式。步骤330中，图象控制设置生成器230转送与选定的图像单元相关的图象控制设置给显示处理器150和显示屏115。产生的图象控制设置可用于调节在正常观看模式中用于观看所有随后的视频图像的一个或多个图象控制变量(即，提供新的默认图象设置)。
图5A示出了在显示屏115上示出的屏上显示或比较图像400的一个实施例。比较图像400包括图形区域405，具有四个不同的图像单元415a、415b、415c、415d(统一表示为415)，并排显示。每个图像单元415具有接收的视频图像使用不同显示设置中的一种进行显示的形式。由于图像单元的尺寸缩小以及可用的像素分辨率，图像单元一般具有较小的分辨率。随图像单元415显示的视频图像可以是运动视频，或者是静止视频图像(例如视频输出的一个单独的帧)。此示例中，显示的每一黑白图像具有不同的亮度控制设置(类似于表I中提供的设置)。某些实施例中，每个图像通过相应的标号420a、420b、420c、420d(统一表示为420)。例如，标号420可包括有如图所示的参考单元编号。某些实施例中，标号420还包括描述相关图象控制设置的信息。例如，标号420包括一个单元“较亮”而另一个单元“较暗”，以告知终端用户特性的参数经过了调节。
某些实施例中，比较图像400还具有文本区域410以提供指示和相关信息给终端用户。作为替代或补充，可使用音频提示的方式提供用户指令。如图所示，文本区域410可包含有给用户的提示以输入多个图像单元415中选定的一个。这样的输入可通过经由用户接口160输入相关标记420的参考标号来完成。作为替代或补充，用户接口包括图形化用户接口，提供光标422通过用户接口160来操作以点击的方式选择一个图像单元415。
图5B示出了显示屏115上显示的不同比较图像425的另一实施例。比较图像425包括图形区域405，具有六个不同的图像单元430a到430f(统一表示为430)，以二维矩阵的形式显示，其中的每个图像单元430具有相应的标记435a到435f。再次，每个图像单元430具有接收的视频图像使用相应的种显示控制设置显示出来的形式。这一示例中，这些图像单元呈现出了第一图象控制变量(例如亮度)从左到右发生变化而第二图象控制变量(例如对比度)从上到下发生变化。
获得的图像单元430的阵列表明，亮度从第一图像单元430a到第二图像单元430b的增加，可至少部分地被从第二图像单元430b到第五图像单元430额的对比度增加所抵消掉(注意第一和第五图像单元之间的近似性)。通过在单个比较图像435上提供亮度和对比度变化的多个图像单元430，终端用户可更好的察觉到不同图象控制设置的不同组合之间的微小差别。
图6以树形格式450示出了不同的可能屏上显示(OSD)图像的相互关系。该示范性的OSD图像以标记为I、II和III的三层阶梯排列。每个OSD图像具有三个图像单元，每个图像单元提供同一图像依据对应的一种图象控制设置的显示形式。因此，在进入显示设置模式后，屏上显示生成器225(图3)生成第一阶梯OSD图像，表示为具有三个图像单元1、2和3的比较屏I。根据用户选择三个图像单元中的哪一个，第二比较屏II-a、II-b、II-c中的对应的一个被显示出来。屏上显示生成器225响应第一接地图像单元中被选定的一个图像单元，生成合适的第二阶梯OSD图像。例如，从比较屏I中选择图像单元3，导致比较屏II-c的显示。
类似地，依据三个图像单元中哪个被选择，第三阶梯比较屏III-a到III-g中的一个被显示出来。再次，屏上显示生成器225响应第二阶梯图像单元中被选定的一个单元，生成合适的第三阶梯OSD图像。继续，比较图像II-c中图像单元1的选择，会导致比较屏III-g的显示。这一过程继续，直到达到最后一级，或直到终端用户选择终止该过程。更一般的来说，该OSD图像可以继续到任意级，且每个输出图像提供有任意甚至可变数量的图像单元。
图象控制设置可依据预定的算法来生成。例如，一算法可在调节其它图象控制(例如色彩和色度)之前，首先建立终端用户对一个或多个图象控制(例如亮度和对比度)的偏好。这样的话，向终端用户呈现亮度和对比度变化的第一阶梯比较图像。第二阶梯可以将同样的参数改变到更细的精度，或开始改变其它参数。作为替换或补充，可使用一种或多种不同的算法，例如第一算法提供粗调，第二算法提供细调。某些实施例中，最初的比较屏提供几个参数上的变化，以建立用户的偏好，以便确定哪些参数应该首先调节。
如上所述，生产厂商提供的图象控制变量可包括亮度、对比度、色彩、色度和锐度。依据显示技术，还可以由其它特定设备的设置变量，例如白电平和黑电平的单独调节。作为替代或补充，除了简单的使用RGB色彩空间内的色彩和色度调节外，其它不同于显示器厂商提供的图象控制变量，例如不同的色彩空间，可用来提高增强的可变性(例如，使用计算机监视器YUV色彩空间来调节电视机显示器)。任何图象控制变量例如色彩空间可在单次图象调节设置过程中被改变，提供给终端用户在图象控制设置上更宽的可变性，而不需要用大量的变换项目来压倒或混淆终端用户。即使抽象的图象控制例如色温都可以在图象调节设置过程中使用。某些实施例中，一组图象控制变量被用来生成在第一比较图像内显示的图象控制设置，而不同的第二组图象控制变量被用来生成用于随后的比较图像的图象控制设置。
某些实施例中，不同图象控制设置的调节以及不同色彩空间之间的转换是在图象调节模块205(图2)中执行的。不管任何图象控制变量的调节复杂度如何，简单地向终端用户显示出多个图像单元，以便从中作出简单的比较选择。
通过对调节图象控制增加的灵活性，终端用户可选择进行在此以前不太可能的调节。这样的调节包括一个或多个单独的色彩的调节。例如，终端用户可选择提供对一种或多种色彩的补偿，例如将所有的蓝色偏移而不调节红色或绿色。
尽管以上结合本发明的优选实施例对本发明进行了描述，但是应该理解的是，本领域的普通技术人员可对以上实施例的形式或细节作出改变而不脱离本发明权利要求所定义的保护范围。

Claims (26)

1、一种在具有至少一个可调图象控制变量的显示设备上优化图像的再现的方法，其特征在于，所述方法包括：
接收图像承载信号；
确定第一多个图象控制设置，其中每个表示至少一个可调图象控制变量的不同配置；
生成具有多个图像单元的屏上显示图像，其中的每个图像单元显示出依据所述第一多个图象控制设置中相应的一个对接收到的图像承载信号进行调节后的表现形式；
接受用户对所述多个图像单元中首选的一个的选择；
将所述至少一个可调图象控制变量调节到所述多个图像单元中首选的图像单元的图象控制设置。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成屏上显示图像以及接受用户选择的步骤包括：
生成具有第一多个图像单元的第一屏上显示图像，其中的每个图像单元显示出依据所述第一多个图象控制设置中相应的一个对接收到的图像承载信号进行调节后的表现形式；
接受用户对第一多个图像单元中首选的一个的选择；
响应接受的用户选择，确定第二多个图象控制设置；
生成具有第二多个图像单元的第二屏上显示图像，其中的每个图像单元显示出依据所述第二多个图象控制设置中相应的一个对接收到的图像承载信号进行调节后的表现形式；
接受用户对所述第二多个图像单元中首选的一个的选择。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二多个图象控制设置基于所述第一多个图像单元中首选的一个向着用户偏好的图象设置收敛，
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，接收图像承载信号包括接收视频信号。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述视频信号是数字视频信号。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个可调图象控制变量选自：对比度、对比率、白电平、亮度、辉度、黑电平、灰度、锐度、细节、色度、色彩、色相、色调、饱和度、单个色彩电平、几何、伽玛和背光级。
7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述屏上显示图像包括与所述多个图像单元中每个图像单元相关的相应参考标识，包括接受相应的参考标识的用户选择的接受。
8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述图象控制设置包括使用多个预设图象控制设置。
9、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括接收传感器信号的步骤，其中所述第一多个图象控制设置是响应接收到的传感器信号来确定的。
10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述传感器信号是指示环境亮度的。
11、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述传感器信号是指示接收的图像承载信号的。
12、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述接收传感器信号的步骤包括从接收的图像承载信号中提取出元数据。
13、一种在具有至少一个可调图象控制变量的显示设备上优化图像承载信号的再现的装置，其特征在于，所述装置包括：
处理器，用于接收图像承载信号，所述处理器包括：
图象控制设置生成器，用于确定多个图象控制设置，其中每个表示至少一个可调图象控制变量的不同配置；
屏上显示生成器，用于生成具有多个图像单元的第一屏上显示图像，其中的每个图像单元显示出依据所述多个图象控制设置中相应的一个对接收到的图像承载信号进行调节后的表现形式；
与所述处理器通信连接的存储器，用于存储所述多个图象控制设置中的至少一个；以及
与所述处理器通信连接的显示设备，用于显示所述第一屏上显示图象。
14、根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括与所述处理器通信连接的用户接口，用于接受用户对所述多个图像单元中首选的一个的选择。
15、根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述接收的图像承载信号包括视频信号。
16、根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述视频信号是数字视频信号。
17、根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述视频信号是运动视频信号，每个图像单元显示出所述运动视频信号的一种表现形式。
18、根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述至少一个可调图象控制变量选自：对比度、对比率、白电平、亮度、辉度、黑电平、灰度、锐度、细节、色度、色彩、色相、色调、饱和度、单个色彩电平、几何、伽玛和背光级。
19、根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括与所述处理器连接的传感器，所述图象控制设置生成器接收来自传感器的传感器信号并响应该接收的传感器信号确定所述多个图象控制设置。
20、根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述传感器是光传感器，提供指示环境亮度的传感器信号。
21、根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述传感器是元数据接收器，提供指示接收的图像承载信号的内容的元数据。
22、一种在具有至少一个可调图象控制变量的显示设备上优化图像承载信号的再现的装置，其特征在于，所述装置包括：
用于接收图像承载信号的模块；
用于自动确定多个图象控制设置的模块，其中每个表示至少一个可调图象控制变量的不同配置；
用于生成具有多个图像单元的屏上显示图像的模块，其中的每个图像单元显示出依据所述多个图象控制设置中相应的一个对接收到的图像承载信号进行调节后的表现形式；
用于接受用户对所述多个图像单元中首选的一个的选择的模块。
23、一种在具有至少一个可调图象控制变量的显示设备上优化图像承载信号的再现的方法，其特征在于，所述方法包括：
接收图像承载信号；
确定第一多个图象控制设置，其中每个表示至少一个可调图象控制变量的不同配置；
生成具有第一多个图像单元的第一屏上显示图像，其中的每个图像单元显示出依据所述第一多个图象控制设置中相应的一个对接收到的图像承载信号进行调节后的表现形式；
接受用户对所述第一多个图像单元中首选的一个的选择。
24、根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述传感器信号指示环境亮度。
25、根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述传感器信号指示接收的图像承载信号。
26、根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述接收传感器信号的步骤包括从图像承载信号中提取出元数据。
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