CN102203844A - 校正发光显示器烧屏的方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于校正平面屏幕显示器中的烧屏的方法和设备。该方法包括下述步骤：基于像素的使用，确定显示器内每个像素的最大累积亮度；根据显示器内的每个像素的最大累积亮度，提供显示器的调制图；基于邻近像素组的最大累积亮度来变换调制图，以提供用于图中的每个像素位置的调制索引；将调制索引与一组阈值作比较；以及当调制索引超过阈值时，调整显示器的关联像素的发光度。

Description

校正发光显示器烧屏的方法

技术领域

本发明的领域涉及显示器，并且更具体地涉及校正发光显示器设备的烧屏(burn-in)的方法。

背景技术

众所周知，在便携式电话和数据设备上使用发光显示器，诸如有机发光二极管(OLED)。这样的显示器允许电话或数据设备内的操作系统向用户显示操作状态和数据。

在进入呼叫的情况下，显示器可以向用户通知呼叫者的身份。在外出呼叫的情况下，显示器可以向用户提供输入的电话号码，以便于允许用户校正错误。

在便携式设备的情况下，显示器可以示出电池监视器，该电池监视器指示电池电荷状态。当电池达到临界水平时，电池监视器可以进行闪烁以向用户通知需要重新充电或停止使用。

在便携式电话或数据设备的情况下，为了用户方便，状态指示符通常在单个对应位置中被显示在显示器上。例如，电池状态指示符可以在右上角进行显示。替代性地，状态指示符“呼叫”可以在中间进行显示，词语“关机”也可以如此显示以指示蜂窝电话的停用。

一般而言，由于在长时间段内示出同一图像而导致发光显示器可能经历在显示器上的烧屏明度(brightness)或亮度(luminance)调制。产生图像的荧光体的寿命是有限的，而亮度将随着时间而降低。因此，当在烧屏图像上示出不同的图像时，将会有局部的亮度变化。

发光显示器使用得越多，亮度降低得越多。随着烧屏调制增加，显示器会变得即使的可能的也难以进行读取。由于发光显示器的重要性而导致存在对于改善烧屏效应的方法的需要。

发明内容

提供了一种方法和设备，用于校正显示器中的烧屏，显示器诸如OLED显示器、等离子显示器板(PDP)或阴极射线管(CRT)。该方法包括下述步骤：基于像素的使用来确定显示器内的每个像素的最大累积亮度；根据显示器内的每个像素的最大累积亮度，提供显示器的调制图(modulation map)；基于邻近像素组的最大累积亮度来变换调制图，以提供用于图的每个像素位置的调制索引；将调制索引与一组阈值作比较；以及当调制索引超过阈值时，调整显示器的关联像素的发光度。

附图说明

图1是一般性地示出根据本发明的说明性实施例的用于校正烧屏的系统的框图；

图2描绘了示出可以由图1的系统使用的在亮度相对于空间频率方面的可见烧屏的限制的图表；

图3描绘了图2的图表以及避免可见烧屏的方法；

图4描绘了可以由图1的系统处理的调制图；

图5描绘了图4的调制图的傅里叶分量；

图6描绘了与图2的图表的限制叠加的图5的图表；

图7描绘了可以由图1系统处理的在明度相对于沿着显示器的一个轴线的位置方面的调制分量的图表；

图8示出了使图7的调制分量相移了π的图表；

图9示出了可以由图1的系统处理的明度图；

图10示出了图9的明度图的一部分；

图11示出了可以由图1的系统根据图10的图产生的调整因子的曲线；

图12示出了移位以避免阶跃函数的图11的曲线图；

图13示出了可以由图1的系统校正的烧屏图案；

图14示出了可以用于校正图13的烧屏图案的校正因子；

图14-19示出了可以由图1的屏幕保护程序处理器用来避免烧屏的屏幕的进展；

图20示出了可以由图1的系统使用的亮度相对于时间的曲线；

图21描绘了可以由图1的系统使用的校正烧屏的方法；以及

图22描绘了可以由图1的系统使用的校正烧屏的替代方法。

具体实施方式

图1示出了一般性地示出根据本发明说明性实施例的便携式设备(例如，蜂窝电话、PDA等)10。发光显示器烧屏校正系统12被包括在便携式设备10内。

在便携式设备10是蜂窝电话的情况下，那么便携式设备10可以包括：用于与基站(未示出)收发信息的射频收发机16、用于处理信息的CPU 22、以及用于在用户和基站之间交换语音信息的扬声器24和麦克风26。

设备10还可以包括：发光显示器(例如，OLED等)14、驱动器20和用作用户界面的键盘18。在该情况下，用户可以使用键盘18来输入拨叫的电话号码或者接受进入呼叫。可以在显示器14上显示输入的号码和状态信息。为了显示输入的号码和状态信息，CPU 22可以经由驱动器20的操作来激活显示器14的各个像素15。

烧屏校正系统12包括：监视显示器14内的每个像素的使用以检测烧屏的中央处理单元(CPU)30。可以用每个像素的开启时间或者用时间和通过每个像素的电流的乘积来确定在该情况下的使用。还可以通过测量用于每个像素的电流相对于电压的曲线来确定。每个像素15的开启时间在CPU 30的像素存储器36内的对应像素使用文件内累积。

图21描绘了CPU 30可以遵循的一组处理步骤。为了理解本发明，将参考图21。

如本领域所知，随着像素老化(基于使用的时间或者时间和电流)，每个像素15的光输出(即，亮度)降低。而且还已知，亮度的降低遵循预先已知的最大累积亮度分布图(profile)或图表32进行。如本文中使用，最大累积亮度是使用标称输入信号可以由像素产生的最大亮度。

例如，当显示器14最初被制造时，每个像素的输出可以具有“a”流明的光输出。在像素已经被激活达特定累积时间段“b”之后，像素可能仅具有“c”流明的光输出，其中c小于a。在该情形中，可以通过使用索引中的时间段b访问最大累积亮度坐标32用于检索c，来预先确定在时间段b的光输出。

为了监视像素15的每一个的使用102，使用处理器34可以经由发送到显示器驱动器20的消息来定期地(例如，每100毫秒)对显示器14的状态进行采样。驱动器20依次用像素15的每一个的开启或关闭状态来进行响应。一旦接收到每个像素15的状态，使用处理器34就可以通过使用于每个开启像素15的对应存储位置递增来合计总的开启时间。在采样周期期间没有激活的像素不被递增。

类似地，还可以通过确定每个采样周期期间的激活像素15的电流和开启时间来确定像素15的使用。在该情况下，电流可以用于调整递增值。然后，可以将调整的递增值添加到存储器36内的像素15的对应存储器位置。

定期地，调制处理器38可以从像素使用存储器36中检索每个像素的使用值，并且进而从最大累积亮度图表32中检索像素15的最大累积亮度值。在检索了每个像素15的最大累积亮度值之后，可以将其存储104在调制图40内的对应位置处。

根据以上步骤，确定显示器14的像素15的每一个的剩余明度的全部特征。例如，图20是用于特定显示器的一种类型像素的亮度相对于开启时间小时的图表。从图20中，可以针对任何使用值检索像素的亮度。

当基于调制索引确定了给定百分比(例如，xx％)经历了烧屏(例如，明度从原始明度值下降yy％)时，那么显示器14已经达到明度阈值。在估计是否已经超过明度阈值时，该过程包括确定是否有任何像素组具有低于超过临界大小的所需明度水平。如果没有，则系统12返回到监视像素。

一般而言，在确定是否已经超过阈值时，可以考虑四种情况。第一，如果像素组具有低于特定明度水平的明度调制，则该组不满足校正所需要的准则。第二，如果组具有大于特定明度水平的明度调制，但是区域小于临界大小，则该组仍然不满足校正所需要的准则。在第三情形中，如果组具有大于特定明度水平的明度调制，并且区域大于临界大小，则该组也不满足校正所需要的标准。在第四情形中，如果像素组具有低于特定明度水平的明度调制，并且区域大于临界大小，则应当校正像素组。

替代地，调制处理器38可以简单地比较图表32中的原始明度值，并且计算多少像素15低于yy％阈值。然后，调制处理器38可以使低于阈值的像素数目除以显示器14中的总像素数。如果商低于xx％的阈值，则系统12校正烧屏分布图，以降低烧屏像素15的可见性。

xx％和yy％阈值提供了准则106，可以根据针对设备10确定的任何水平的可接收显示外观来设置该准则106。还可以根据显示的图像类型来不同地设置这些阈值。例如，在诸如图片观看器的多媒体应用中，将阈值百分比设置得较低，以改善图像质量。

一旦发现显示器14超过阈值边界，就可以对显示器14进行滤波处理，以降低烧屏的可见性。应当注意，在该方面，像素的烧屏不可逆转。这样，在这方面，滤波意味着：在空闲时段(例如，当对设备10进行充电时)期间，对作为邻近烧屏像素的像素进行附加激活。在空闲时段期间烧屏邻近像素也降低了邻近像素的明度，以降低显示器上任何烧屏图案的可见性。

为了理解数字滤波处理如何操作以改善烧屏显示器上的图像质量，理解人眼为何对烧屏如此敏感是有益的。在Van Nostrand Reinhold Co.，N.Y.(1985)由L.E.Tannas Jr.编辑的“Flat Panel Displays and CRTs(平板显示器和CRT)”中，H.L.Snyder的“The Visual System：Capabilities and Limitations(视觉系统：能力和限制)”深入研究了该问题。通过显示器亮度的调制的大小和调制的空间频率二者来确定显示器均匀性(其中烧屏是一种非均匀性)的可见性。例如，如果5％调制在大的空间区域内发生，则其可能不可见；然而0.5％的调制在更小的区域内可能容易可见。

一般而言，显示器亮度的调制如下定义

其中，L_max是给定观看区域上的最大亮度，并且L_min是观看区域上的最小亮度。

图2描绘了在亮度调制的对数相对于空间频率的对数方面的调制可见性的阈值。曲线涉及辨析显示器明度中的调制的人眼能力。人眼将看见具有曲线上部(例如，点A)的值(亮度、空间频率)的烧屏图像，而人眼对具有曲线下部(例如，点B)的值(亮度、空间频率)的烧屏图像不敏感。在曲线下部，调制对于人眼是不可见的。因此，对于给定的空间频率Fa，调制位置A可见，而位置B不可见。

使用图2所示的人眼响应曲线，数字滤波器42用于：1)识别将在烧屏显示器中可见的(例如，图3中的点Q)图像中的亮度调制，以及2)改变图像，使得通过将其调制降低到曲线(图3中的路径A)下或者改变空间频率(图3中的路径B或C)，使烧屏不可识别。路径C是可能的，因为系统12可以在较低的频率上涂抹掉(smear out)烧屏；然而，难以沿着路径B前进，因为显示像素具有有限大小。例如，在涂抹掉的情况下，显示器上烧屏的相对窄的线可能具有相对高的空间频率。空间频率可以表示仅180度的旋转，而旋转可能仍然具有相对高的空间频率。在线的两侧上故意烧屏像素15以降低斜率降低了线的空间频率。

接下来将描述数字滤波器42。在应用数字滤波器42以校正烧屏的第一步骤中，由傅里叶变换处理器44执行104对显示器的空间频率的傅里叶变换。在这方面，图4描绘了使用每个像素的最大明度或最大累积亮度B(i，j)的调制图40的示例。在图4的示例中，调制图40在图4的中间具有圆形的烧屏区域。将图4的空间调制的傅里叶变换保存在傅里叶变换文件46中，并且产生图5中所示的傅里叶分量的图。傅里叶变换使用显示器14的典型属性来展示烧屏调制的大小以及空间频率。所需要的属性将是如应用确定的用户距离显示器的距离(例如，对于移动电话为20厘米，对于电视机为5米等)和像素间距(例如，每厘米的像素)。

将图2的可见性曲线应用于图5的傅里叶数据产生了图6中所示的数据。在该情况下，傅里叶变换数据提供了调制大小以及空间频率。

对于任何给定幅度，在与图2的曲线相对应的图5的傅里叶数据中存在k_max和k_min。通过将图5的k_max和k_min的值与图2的数据作比较，可以将图2的曲线映射成图5的傅里叶数据，得到图6中所示的两个虚线圈，其中内圈是低频率可见性限制而外圈是高频率可见性限制。对于图4给定的幅度，造成烧屏图像的傅里叶分量是在图6的两个圆圈之间的那些分量。由于将图6的两个圆圈映射到傅里叶空间，因此在图6的两个圆圈之间的区域指示110造成烧屏图像的像素。

因此，滤波过程的第一步骤是识别造成烧屏图像的像素。第二步骤是确定为了消除烧屏图像要对邻近像素的最大累积亮度调整多少。一旦识别出造成烧屏的区域，则如图7中所示，有两种方法来校正烧屏。

第一方法涉及使用傅里叶反变换处理器48，该傅里叶反变换处理器48对调制图40内的傅里叶数据采取傅里叶反变换112，但是将识别的像素的位置相移π。使位置相移π产生图8中所示的虚线。这与图3中的降低调制幅度的路径A相对应。如果在显示器14的大区域上，烧屏图像具有伪周期性调制图案，则该方法是优选的。

实际上，在沿着图8的明度轴的实线和虚线之间的差定义了校正烧屏所需要的每个对应像素的最大累积亮度的改变。沿着图8的位置轴的位置定义了将通过不同值改变的像素的位置。

可以将图8的数据传送到差处理器50，其中，对于每个像素15，在比较器60内，从实线减去虚线的明度，以确定要施加到像素15的亮度校正。可以将亮度校正值和像素标识符传送到调整处理器52，其中，可以将亮度校正值和像素标识符存储在一个或多个调整图54中。

为了调整最大累积亮度，调整处理器52可以监视电池28的充电状态29。当调整处理器52检测充电状态29时，调整处理器52可以根据一个或多个调整图54来激活驱动器20。在该情况下，驱动器20的激活具有以亮度校正因子进一步烧屏识别的像素15的效果，从而降低了识别的像素15的最大累积亮度。

在另一实施例中，可以通过涂抹掉114烧屏的区域来对烧屏进行校正，使得烧屏区域定义较低的空间频率并因此不再可见。如果烧屏图案是局部的，则这将是适当的。这通过延长明度改变的程度(即，波长)与图3的路径C相对应。

在该情况下，过程可以如上进行，其中，调制图38是如上进行傅里叶变换的，并且与图2的数据作比较以检测烧屏中的可见分量。

如图10中所示，沿着x轴并且在坐标C处，明度从明度β改变为明度α。显示器14的明度可以通过涂抹处理器56来分散，以根据如下的扩展函数等式创建更长的空间调制。

$f\left(x\right)=\frac{\mathrm{\α}-\mathrm{\β}}{2}\mathrm{erf}\left[\frac{x-c}{\mathrm{\δ}}\right]+\frac{\mathrm{\α}+\mathrm{\β}}{2},$

其中，f(x)是作为x的函数的明度，“erf”是误差函数，并且δ涂抹因子。应当注意，从逆傅里叶反变换数据或调制图，α和β是已知的。误差函数是已知的数学函数。可以从图2确定值δ。将扩展函数等式应用于图10的结果产生图11的数据。

应当注意，尽管可以用误差函数来执行扩展，但进行该工作的其他可能方式也是可用的。例如，高斯函数还可以用于提供相同的功能。

应当注意，尽管11的曲线可能是有效的，但是是不可实现的。由于(如图11所示)在C的左边(x位置)，不能增加像素的最大累积亮度，所以是不可实现的。

因此，必须将图11的曲线移位到右边。移位到右边在图12中示出，并且可以根据如下的移动扩展函数等式来实现，

$f^s\left(x\right)=\frac{\mathrm{\α}-\mathrm{\β}}{2}\mathrm{erf}\left(\frac{x-c-\mathrm{\η}}{\mathrm{\δ}}\right)+\frac{\mathrm{\α}+\mathrm{\β}}{2},$

其中，如上所述，f^s(x)是作为x的函数的移位的明度，“erf”是误差函数，δ涂抹因子，并且η是沿着x轴的移位距离。应当注意，可以允许亮度的阶跃κ来最小化沿着轴移位的程度。可以从以下等式确定值κ，

$\mathrm{\κ}=\frac{\mathrm{\α}-\mathrm{\β}}{2}[\mathrm{erf}\left(\frac{-\mathrm{\η}}{\mathrm{\δ}}\right)+1].$

如上所述，可以基于将不可见的最大阶跃函数来从图2确定值κ。

通过使用函数f^s(x)，涂抹处理器56可以计算用于每个像素15的位置和最大累积亮度。涂抹处理器56可以对于图9右侧非连续性使用函数f^s(x)来重复计算最大累积亮度校正值的过程。类似地，涂抹处理器56可以沿着y轴执行相同步骤。

一旦完成了计算最大累积亮度的过程，涂抹处理器56就可以将亮度校正值和像素标识符保存在上述的一个或多个调整图54中。调整处理器52可以如上所述校正最大累积亮度。

在图22中所示的另一实施例之中，烧屏校正系统10可以基于通常使用的用户界面屏幕和主要显示图像，通过使用预定的调整图54来校正烧屏。在该情况下，主要图像是被显示了比其他图像更长时间并且造成定义图像的像素快速老化的图像。

在该情况下，可以基于每个用户界面屏幕通常显示多长时间来确定200用于每个像素的最大累积亮度。例如，在蜂窝电话的用户输入号码并且激活发送按钮之后，图13的拨号屏幕可以显示15秒。在该情况下，使用处理器34可以简单地对呼叫的数目进行计数，以确定每个像素15的使用。

如上所述，可以将用于每个界面屏幕的每个像素15的使用转换202为调制图40。类似地，可以将调制图转换204为用于图中的每个像素位置的调制索引，并且当调制索引超过一组阈值时，当显示器进入屏幕保护程序模式时，可以对邻近像素的发光度进行调整206。

在另一说明性实施例中，图14-19示出了使用屏幕保护程序从界面屏幕校正烧屏的方法。在该情况下，在设备由用户活动地使用时，执行对最大累积亮度的调整。

为了在该实施例之下校正烧屏，上述过程可以用于创建在屏幕保护程序时基的控制下用于校正烧屏的一系列调整图54。例如，在用户激活发送按钮之后，图13的词语“DIALING”可以被显示在显示器14上达15秒。在15秒之后，屏幕保护程序处理器58可以检索一系列调整图54，以涂抹否则可能由词语“DIALING”的显示所产生的烧屏。在该情况下，对烧屏的涂抹可以如下执行：首先如图14所示，反转图像(例如，去激活“开启”像素并且激活“关闭”像素)，并且然后如图15-19所示，围绕可能产生烧屏的区域使显示渐隐。这具有在图像淡出时信息保留显示的额外的益处。

本实施例的显著优点在于，不需要直接跟踪每个像素的使用。而且，本实施例防止最经常使用的图像——诸如在设备的任何典型使用期间所显示的图像的烧屏。在任何用户输入命令完成时示出的最后图像(例如，DIALING)常常在屏幕上保留很多秒。这些图像最可能造成烧屏。本实施例避免了这样的烧屏的情况。

为了说明以其进行和使用本发明的方法，已经描述了用于校正烧屏的方法和装置的特定实施例。应当理解，对于本领域的技术人员来说，本发明的其他变化和修改的实现以及其各方面将是显而易见的，并且本发明不受限于描述的特定实施例。因此，期望涵盖本发明和落入本文公开和要求保护的基本原理的实际精神和范围内的任何和所有修改、变化或等效内容。

Claims (20)

1.一种校正显示器中的烧屏的方法，包括：

基于像素的使用来确定所述显示器内的每个像素的最大累积亮度；

根据所述显示器内的每个像素的最大累积亮度来提供所述显示器的调制图；

基于邻近像素组的最大累积亮度来变换所述调制图，以提供用于所述图的每个像素位置的调制索引；

将所述调制索引与一组阈值作比较；以及

当所述调制索引超过阈值时，调整所述显示器的关联像素的发光度。

2.如权利要求1所述的校正显示器中的烧屏的方法，其中，所述确定每个像素的最大累积亮度的步骤还包括：测量每个像素的激活时间。

3.如权利要求1所述的校正显示器中的烧屏的方法，其中，所述确定每个像素的最大亮度的步骤还包括：测量每个像素的激活时间和电流。

4.如权利要求1所述的校正显示器中的烧屏的方法，其中，所述变换所述图的步骤还包括：对所述调制图进行傅里叶变换。

5.如权利要求4所述的校正显示器中的烧屏的方法，其中，所述对所述图进行傅里叶变换的步骤还包括：使超过阈值的所变换的图的至少一部分相移π值。

6.如权利要求5所述的校正显示器中的烧屏的方法还包括：对所相移的图进行傅里叶反变换。

7.如权利要求6所述的校正显示器中的烧屏的方法，还包括：基于所述调制图和所述相移的图之间的对应值的差来调整所述调制图中的至少一些像素的最大累积亮度。

8.如权利要求1所述的校正显示器中的烧屏的方法，还包括：对包围主要显示图像的像素激活图案进行反转。

9.一种用于校正显示器中的烧屏的设备，包括：

用于基于像素的使用来确定所述显示器内的每个像素的最大累积亮度的装置；

用于根据所述显示器内的每个像素的最大累积亮度来提供所述显示器的调制图的装置；

用于基于邻近像素组的最大累积亮度来变换所述调制图以提供用于所述图的每个像素位置的调制索引的装置；

用于将所述调制索引与一组阈值作比较的装置；以及

用于当所述调制索引超过阈值时，调整所述显示器的关联像素的发光度的装置。

10.如权利要求9所述的用于校正显示器中的烧屏的设备，其中，所述用于确定每个像素的最大累积亮度的装置还包括：用于测量每个像素的激活时间的装置。

11.如权利要求9所述的用于校正显示器中的烧屏的设备，其中，所述用于确定每个像素的最大亮度的装置还包括：测量每个像素的激活时间和电流。

12.如权利要求11所述的用于校正显示器中的烧屏的设备，其中，所述用于变换所述图的装置还包括：用于对所述调制图进行傅里叶变换的装置。

13.如权利要求12所述的用于校正显示器中的烧屏的设备，其中，所述用于对所述图进行傅里叶变换的装置还包括：用于使所变换的图的至少一部分相移π值的装置。

14.如权利要求13所述的用于校正显示器中的烧屏的设备，还包括：用于对所相移的图进行傅里叶反变换的装置。

15.如权利要求14所述的用于校正显示器中的烧屏的设备，还包括：用于基于所述调制图和所述相移的图之间的对应值的差来调整所述调制图的至少一些像素的最大累积亮度的装置。

16.如权利要求9所述的用于校正显示器中的烧屏的方法，其中，所述用于调整的装置还包括：用于对包围主要显示图像的像素激活图案进行反转的装置。

17.一种用于校正显示器中的烧屏的设备，包括：

多个调整图；

第一处理器，所述第一处理器基于所述显示器的第一组像素的最大累积亮度来选择所述多个调整图中的调整图；以及

第二处理器，所述第二处理器根据所选择的调整图来激活所述显示器的第二组像素。

18.如权利要求17所述的校正显示器中的烧屏的设备，所述多个调整图还包括：将包围主要显示图像的像素激活图案进行反转的调整图。

19.如权利要求17所述的校正显示器中的烧屏的设备，其中，所述第一处理器和所述第二处理器还包括屏幕保护程序，在所述显示器被激活时，所述屏幕保护程序调整所述最大累积亮度。

20.如权利要求16所述的校正显示器中的烧屏的设备，其中，所述第二处理器还包括调整处理器，所述调整处理器在电池充电期间，调整所述最大累积亮度。

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