CN102812509A - 用于减少显示设备中的闪烁和运动模糊的方法和装置 - Google Patents

用于减少显示设备中的闪烁和运动模糊的方法和装置 Download PDF

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Abstract

一种方法，包括：从多个亮度设置中选择用于显示器的至少一部分的亮度设置；针对所选择的具有占空比的亮度设置，控制空白视野对于在显示器上显示的数据帧的插入，亮度设置中的至少一些亮度设置具有相关联的占空比范围以用于减少由用户感知到的闪烁和/或模糊。

Description

用于减少显示设备中的闪烁和运动模糊的方法和装置
技术领域
本发明的实施方式涉及方法和装置。特别地，本发明的实施方式涉及便携式电子设备中的方法和装置。
背景技术
诸如移动蜂窝电话的装置通常包括用于向用户呈现信息的显示器。近年来，经由显示器呈现的信息的类型有所增加，并且目前通常包括静止内容(例如数字图像)和运动内容(例如数字视频)。当显示器是触摸屏显示器时，运动内容可能是由用户在图形用户界面内移动的项目。在某些情况下，移动内容可能对装置的用户显示得模糊。
因此，需要提供一种备选装置。
发明内容
根据本发明的各种但未必是全部的实施方式，提供了一种方法，包括：从多个亮度(luminance)设置中选择用于显示器的至少一部分的亮度设置；针对所选择的具有占空比的亮度设置，控制空白视野对于在显示器上显示的数据帧的插入，亮度设置中的至少一些亮度设置具有相关联的占空比范围以用于减少由用户感知到的闪烁和/或模糊。
多个亮度设置可以是多个伽马设置。
该方法还可以包括：根据一个或多个检测到的背景(context)来改变亮度设置中的至少一些亮度设置的值。
占空比范围可以被预先确定为使由用户感知到的闪烁和/或模糊最小化。
该方法还可以包括：根据一个或多个检测到的背景来改变一个或多个占空比范围的范围，以便使由用户感知到的闪烁和/或模糊最小化。
一个或多个检测到的背景可以包括检测到的在显示器上显示的内容的移动。
该方法还可以包括：根据一个或多个检测到的背景，从与所选择的亮度设置相关联的占空比范围中选择占空比。
一个或多个检测到的背景可以包括检测到的照度(illuminance)。一个或多个检测到的背景可以包括检测到的在所述显示器上显示的内容的移动。
该方法还可以包括：确定显示内容是否被更新，其中，如果显示内容被更新，则该方法包括进入脉冲驱动模式，并且如果显示内容没有被更新，则该方法包括进入脉冲驱动模式，并且将空白视野对数据帧的插入控制在与显示内容被更新的情况相比更高的频率，或者不进入脉冲驱动模式。
该方法还可以包括：根据一个或多个检测到的背景，为显示器的至少一部分选择不同的亮度设置，亮度设置具有相关联的占空比范围。
该方法还可以包括：根据所显示的内容，为显示器的至少一部分选择不同的亮度设置，亮度设置具有相关联的占空比范围。
该方法还可以包括：执行内容自适应明亮度控制(C-ABC)，以修改一个或多个数据帧的内容帧图像数据，并且其中，亮度设置和占空比被选择为维持显示亮度。
该方法还可以包括：根据数据帧中的内容来动态地改变显示帧速率，以便使感知到的闪烁最小化。
该方法还可以包括：提供多个简档，其中，多个简档中的至少一些简档具有多个亮度设置以及相关联的占空比范围。
控制空白视野对于在显示器上显示的数据帧的插入可以包括：控制显示器显示空白视野。
显示器可以是具有预定义亮度设置数目的有源矩阵有机发光二极管(AM OLED)显示器。
控制空白视野相对于在显示器上显示的数据帧的插入可以包括：切换用于显示器的背光。
显示器可以具有低功率模式，并且脉冲驱动模式可以与低功率模式结合使用。
根据本发明的各种但未必全部实施方式，提供了一种装置，包括：至少一个处理器；以及，包括计算机程序代码的至少一个存储器；至少一个存储器和计算机程序代码配置用于利用至少一个处理器使得该装置至少执行：从多个亮度设置中选择用于显示器的至少一部分的亮度设置；针对所选择的具有占空比的亮度设置，控制空白视野对于在显示器上显示的数据帧的插入，亮度设置中的至少一些亮度设置具有相关联的占空比范围，以用于减少由用户感知到的闪烁和/或模糊。
多个亮度设置可以是多个伽马设置。
至少一个存储器和计算机程序代码可以配置用于利用至少一个处理器使得装置至少执行：根据一个或多个检测到的背景来改变亮度设置中的至少一些亮度设置的值。
占空比范围可以被预先确定为使得由用户感知到的闪烁和/或模糊最小化。
至少一个存储器和计算机程序代码可以配置用于利用至少一个处理器使得装置还执行：根据一个或多个检测到的背景来改变一个或多个占空比范围的值，以便使得由用户感知到的闪烁和/或模糊最小化。
一个或多个检测到的背景可以包括检测到的在显示器上显示的内容的移动。
至少一个存储器和计算机程序代码可以配置用于利用至少一个处理器使得装置还执行：根据一个或多个检测到的背景，从与所选择的亮度设置相关联的占空比范围中选择占空比。
一个或多个检测到的背景可以包括检测到的照度。
一个或多个检测到的背景可以包括检测到的在显示器上显示的内容的移动。
至少一个存储器和计算机程序代码可以配置用于利用至少一个处理器使得装置至少执行：确定显示内容是否被更新，其中，如果显示内容被更新，则方法包括进入脉冲驱动模式，并且如果显示内容没有被更新，则方法包括进入脉冲驱动模式，并且将空白视野对于数据帧的插入控制在与显示内容被更新的情况相比更高的频率，或者不使用脉冲驱动模式。
至少一个存储器和计算机程序代码可以配置用于利用至少一个处理器使得装置至少执行：根据一个或多个检测到的背景，选择用于显示器的至少一部分的不同亮度设置，亮度设置具有相关联的占空比范围。
至少一个存储器和计算机程序代码可以配置用于利用至少一个处理器使得装置至少执行：根据所显示的内容，选择用于显示器的至少一部分的不同亮度设置，亮度设置具有相关联的占空比范围。
至少一个存储器和计算机程序代码可以配置用于利用至少一个处理器使得装置至少执行：执行内容自适应明亮度控制(C-ABC)，以修改一个或多个数据帧的内容帧图像数据，并且其中，亮度设置和占空比被选择为维持显示亮度。
至少一个存储器和计算机程序代码可以配置用于利用至少一个处理器使得装置至少执行：根据数据帧中的内容，动态地改变显示帧速率，以便使感知到的闪烁最小化。
至少一个存储器和计算机程序代码可以配置用于利用至少一个处理器使得装置至少执行：提供多个简档，其中多个简档中的至少一些简档具有多个亮度设置和相关联的占空比范围。
控制空白视野对于在显示器上显示的数据帧的插入可以包括：控制显示器显示空白视野。
显示器可以是具有预定义亮度设置数目的有源矩阵有机发光二极管(AM OLED)显示器。
控制空白视野相对于在显示器上显示的数据帧的插入可以包括：切换用于显示器的背光。
显示器可以具有低功率模式，并且脉冲驱动模式可以与低功率模式结合使用。
根据本发明的各种但未必是全部的实施方式，提供了一种装置，包括：用于从多个亮度设置中选择用于显示器的至少一部分的亮度设置的装置；用于针对所选择的具有占空比的亮度设置，控制空白视野对于在显示器上显示的数据帧的插入的装置，亮度设置中的至少一些亮度设置具有相关联的占空比范围以用于减少由用户感知到的闪烁和/或模糊。
根据本发明的各种但未必是全部的实施方式，提供了一种便携式电子设备，该便携式电子设备包括根据前述段落中任一段所述的装置。
根据本发明的各种但未必是全部的实施方式，提供了一种模块，该模块包括根据前述段落中任一段所述的装置。
根据本发明的各种但未必是全部的实施方式，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质编码有指令，该指令在由处理器运行时执行：从多个亮度设置中选择用于显示器的至少一部分的亮度设置；针对所选择的具有占空比的亮度设置，控制空白视野对于在显示器上显示的数据帧的插入，亮度设置中的至少一些亮度设置具有相关联的占空比范围以用于减少由用户感知到的闪烁和/或模糊。
该计算机可读存储介质可以编码有指令，所述指令在由处理器运行时执行：根据一个或多个检测到的背景来改变一个或多个占空比范围的范围，以便使由用户感知到的闪烁最小化。
该计算机可读存储介质可以编码有指令，所述指令在由处理器运行时执行：根据一个或多个检测到的背景，从与所选择的亮度设置相关联的占空比范围中选择占空比。
根据本发明的各种但未必是全部的实施方式，提供了一种计算机程序，当在计算机上运行时，执行根据前述段落中任一段所述的方法。
附图说明
为了更好地理解本发明的实施方式的各种示例，现在将仅通过示例的方式参考附图，在附图中：
图1示出了根据本发明的各种实施方式的装置的示意图；
图2示出了在图1中所示的装置的示意时序图；
图3示出了图1中所示的装置的照度与显示亮度的对比图；
图4示出了根据本发明的各种实施方式的方法的流程图；以及
图5示出了根据本发明的各种实施方式的另一装置的示意图。
具体实施方式
在以下描述中，词语“连接”和“耦接”及其衍生词意思是可操作地连接/耦接。应当理解，可以存在任意数目或者任意组合的居间组件(包括没有居间组件)。
图1和图5示出了装置10、62，包括：至少一个处理器12；以及包括计算机程序代码28的至少一个存储器14；该至少一个存储器14和计算机程序代码28配置用于利用至少一个处理器12使得装置10至少执行：从多个亮度设置中选择用于显示器20的至少一部分的亮度设置；针对所选择的某一占空比的亮度设置，控制与在显示器20上显示的数据帧有关的空白视野的插入，亮度设置中的至少一些亮度设置具有相关联的占空比范围。
更加详细地，图1示出了装置10，该装置10包括处理器12、存储器14、用户输入设备16、帧存储器18、显示器20和检测器22。装置10可以是便携式电子设备，诸如移动蜂窝电话、膝上型计算机、上网本计算机、平板计算机、穿戴式计算机、个人数字助理(PDA)或者便携式音乐播放器。装置10可以是非便携式电子设备，诸如电视。装置10可以是用于上述设备或者其他设备的显示模块。如在此使用的，“模块”是指排除将由最终制造商或者用户添加的特定部分/组件的单元或者装置。例如，当装置10是显示模块时，装置10可能不包括用户输入设备16。
处理器12可以包括任何适当的电路，并且例如可以是微处理器。处理器12可以单独在硬件(例如，电路、控制器等)中实现，单独具有包括固件的软件的某些方面，或者可以是硬件和软件(包括固件)的组合。
处理器12可以使用以下指令来实现，该指令例如通过在通用处理器或者专用处理器中使用可执行计算机程序指令来支持硬件功能性，该指令可以存储在计算机可读存储介质(例如，盘、存储器等)中，以便由此类处理器执行。
处理器12配置用于从存储器14读取并且向存储器14写入。处理器12还可以包括输出接口12和输入接口26，处理器12经由输出接口12输出数据和/或命令，经由输入接口26向处理器12输入数据和/或命令。
存储器14可以是任何适当的存储器，并且例如可以是永久的内置存储器，诸如闪速存储器，或者其可以是可移除存储器，诸如硬盘、安全数字(SD)卡或者微驱动器。存储器14存储计算机程序28，计算机程序28包括当加载到处理器12中时控制装置10的操作的计算机程序指令。计算机程序指令28提供使得装置10能够执行图4中所示并且在以下段落中描述的方法的逻辑和例程。处理器12通过读取存储器14，能够加载并且执行计算机程序28。
因此，装置10包括：至少一个处理器12；以及包括计算机程序代码28的至少一个存储器，至少一个存储器14和计算机程序代码28配置用于利用至少一个处理器12使得装置10至少执行：从多个亮度设置中选择用于显示器20的至少一部分的亮度设置；针对所选择的占空比的所选择的亮度设置，控制与在显示器20上显示的数据帧有关的空白视野的插入，亮度设置中的至少一些亮度设置具有相关联的占空比范围。
计算机程序28可以经由任何适当的递送机制30到达装置10。递送机制30例如可以是计算机可读存储介质、计算机程序产品、存储器设备、记录介质(诸如蓝光盘、压缩盘只读存储器(CD-ROM)、或者数字通用盘(DVD))、或者有形地实现的计算机程序28的制品。递送机制30可以是配置用于可靠地传送计算机程序28的信号。装置10可以将计算机程序28作为计算机数据信号来传播或者传输。计算机程序28还可以经由来自服务器的有线或者无线连接(例如，经由通用串行总线(USB)连接器或者经由第三代(3G)无线网络)而到达装置10。
虽然存储器14被示出为单个组件，但是其也可以实现为一个或多个单独组件，其中的某些或者全部可以是集成/可移除的和/或可以提供永久/半永久/动态/高速缓存的存储。
对“计算机可读存储介质”、“计算机程序产品”、“有形实现的计算机程序”等或者“控制器”、“计算机”、“处理器”等的引用应当被理解为不仅包括具有不同架构的计算机(诸如单/多处理器架构和串行(冯诺依曼)/并行架构)，还包括专用电路，诸如现场可编程门阵列(FPGA)、专用电路(ASIC)、信号处理设备以及其他处理电路。对计算机程序、指令、代码等的引用应当被理解为包括用于可编程处理器的软件或者固件，例如，硬件设备的可编程内容，诸如用于处理器的指令或者用于固定功能的设备、门阵列或者可编程逻辑设备的配置设置等的。
如本申请中所使用的，术语“电路”是指以下全部：
(a)仅硬件实现(诸如，仅在模拟和/或数字电路中的实现)；以及
(b)电路和软件(和/或固件)的组合，诸如(可应用的)：(i)处理器的组合或者(ii)一起工作以使得装置(诸如移动电话或者服务器)执行各种功能的一个或多个处理器/软件的部分(包括一个或多个数字信号处理器)、软件以及存储器；以及
(c)电路，诸如一个或多个微处理器或者一个或多个微处理器的一部分，即使在在物理上不存在软件或者固件，其也需要软件或者固件来操作。“电路”的这一定义应用于该术语在本申请包括任何权利要求中的全部使用。作为另外的示例，如在本申请中使用的，术语“电路”还将覆盖仅处理器(或者多个处理器)或者处理器的一部分及其伴随的软件和/或固件的实现。术语“电路”还将覆盖例如(如果可应用于特定权利要求元件的话)用于移动电话的基带集成电路或者应用处理器集成电路，或者服务器、蜂窝网络设备或者其他网络设备中的类似集成电路。
用户输入设备16可以是可以由装置10的用户操作并且向处理器12提供控制信号的任何设备。用户输入设备可以包括小键盘、键盘、计算机鼠标、一个或多个按钮、操纵杆或者触摸板。在各种实施方式中，用户输入设备16可以集成到显示器20中，并且一起形成触摸屏显示器。
参照图1和图2，处理器12具有对帧存储器18的接口，经由该接口发送数据32的连续帧以填充帧存储器18。在所示出的示例中，每隔时间段T周期性地发送数据32的帧。数据32的帧可以异步地并且没有流控制地发送。
帧存储器18具有对显示器20的接口，帧存储器18中存储的数据34的连续帧通过该接口加载到显示器20，并且以周期T显示为显示帧36。加载到显示器20中的数据34的帧可以与先前由处理器12发送以填充帧存储器18的数据32的帧相同。
帧存储器18可以作为先进先出寄存器来操作。其可以仅具有一个数据帧的存储容量。备选地，其可以具有多于一个数据帧的存储容量。在一些实施方式中，装置10可以不包括帧存储器18，而是向显示器20直接发送数据32的帧。在其他实施方式中，帧存储器18可以是存储器14的一部分，并且数据的帧在没有单独的帧缓冲区的情况下被发送至显示器。在又一实施方式中，帧存储器18可以是显示器20的一部分。
在一些实施方式中，显示器20可以是高输出亮度显示器。显示器20例如可以是有源矩阵(AM)有机发光二极管(OLED)显示器或者薄膜晶体管(TFT)液晶显示器(LCD)。显示器20可以具有高对比度和高分辨率。显示器20可以例如按照60Hz或者75Hz的显示帧速率操作。这是相位交替线(PAL)速率的三倍，国家电视系统委员会(NTSC)速率的2.5倍，并且接近电影帧速率的三倍。
显示器20具有多个(即，两个或者更多个)不同的亮度设置，其确定从显示器20输出的最大亮度。在一个实施方式中，多个亮度设置是应用于数据32或者34的帧的多个伽马值。例如，多个伽马值可以包括1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2等。在另一实施方式中，多个亮度设置是线性增加/减少显示器20的明亮度的多个明亮度设置。例如，明亮度设置可以是1、2、3、4等，并且显示器20亮度由这些明亮度设置来定义。应当理解，人眼亮度感知是非线性的，并且从显示器20输出的亮度的改变可以是线性或者非线性的。可以由装置10的用户和/或装置10本身来选择显示器的亮度设置。
处理器12可以配置用于使用控制信号40在显示帧36内插入空白视野(图像)38。如在以下段落中更加详细地描述的，空白视野38可以是黑色子帧(例如，黑色图像数据或者通过关闭显示器20光发射来实现)。空白视野38也可以是暗淡的图像(例如，可以使修改的图像数据或者显示器20亮度暗淡)。该过程可以称为“脉冲驱动”模式。当装置10是显示模块时，处理器12可以是显示器20内的时序控制器，其配置用于在显示帧36内插入空白视野38。因此，控制信号40可以是显示器20内部的，并且可以不需要连接到主控显示模块的设备的处理器。
在一些实施方式中，空白视野可以是显示帧36内并且在数据34的(子)帧之间的空白(子)帧38。因此，持续时间T的显示帧36可以在持续时间Δ的空白(子)帧38与持续时间T-Δ的数据34的(子)帧之间共享。该示例中的空白视野38持续Δ，并且在时间t1+mT开始，其中，m是整数，并且其中，Δ是由处理器12控制的参数。在该示例中，显示帧34在全部空白(子)帧38与数据(子)帧34之间按时间划分。
在其他实施方式中，空白视野38和数据帧34与将显示帧36的一部分与显示帧36的、被一个或多个数据帧占据的其他部分重叠的空白视野共存。
在进行显示器刷新(扫描)时，空白视野38跨显示帧36渐进扫描。空白视野可以定位在引导数据帧的末尾与之后的数据帧的前端之间的交界处。在之后的数据帧跨显示器朝向显示器的边缘进行时，其之前的空白视野38的大小减小，并且其之后的另一空白视野的大小增加。在本领域，这通常称为“扫描背光(scanning backlight)”和“扫描发射(scanning emission)”，并且在图2中针对数据帧34N+6和34N+7而示出。
空白视野38可以是不包含数据以使得帧或者帧部分呈现黑色的视野或者包含适当的数据以使得帧或者帧部分呈现例如不同的单色调或者呈现暗灰色的视野。
空白视野38的持续时间与显示帧36的持续时间之比可以称为“占空比”或者“占空度”。当空白视野38的持续时间与显示帧36的持续时间之比较低时，占空比较大。类似地，当空白视野38的持续时间与显示帧36的持续时间之比较高时，占空比较低。因此，100％的占空比对应于在显示帧36中没有插入空白视野36的情况。0％的占空比对应于空白视野38的持续时间等于显示帧36的持续时间的情况。50％的占空比对应于空白视野38的持续时间等于显示帧36的持续时间的一半的情况。占空比/占空度影响屏幕亮度。较高的占空比提供较亮的显示，而较低的占空比提供较暗的显示。100％的占空比产生显示器20的亮度设置的最大明亮度。
检测器22可以是用于检测一个或者多个背景的任何适当的检测器或者检测器的组合。例如，检测器22可以包括环境光传感器(ALS)，用于检测入射到装置10的表面上的总光通量(即，照度)。通过另一示例的方式，检测器22可以配置用于确定向帧存储器18发送数据32的帧的速率，和/或从帧存储器18向显示器20发送数据34的帧的速率。检测器22可以通过处理器12实现，或者可以是单独的设备(诸如，电子组件或者软件的项目)。
因此，在一个示例实施方式中，检测到的背景可以是通过加载到显示器20中的连续数据帧32、34表示的内容(例如，文本、图形、照片等)，包括快速移动的内容(例如快速移动的图像)。快速移动的内容例如可以从视频的显示中获得，或者可以由用户在显示器20上滚动或者移动内容而产生。在该实施方式中，检测器22可以检测由数据帧32、34表示的内容类型。快速移动的内容可以仅覆盖显示器20的屏幕区域的一部分，并且检测器22可以分析(连续的数据帧32、34中的)内容，来确定移动内容速度或者内容(例如，动画片)内的物体的移动速度。如在以下段落中更加详细地描述，移动内容速度的确定可以用于针对最佳观看而确定显示器20的控制参数(该移动内容情况下的优化占空比和亮度设置，以便最小化感知到的模糊和闪烁)。
还可以通过分析向帧存储器18发送数据32的帧的速率来确定移动内容的速度，其中高速率指示内容以高速度移动并且低速率指示内容以低速度移动。60Hz的帧速率通常用于在显示器20上产生平滑的内容移动。然而，如果使用具有低占空比的脉冲驱动，人眼在该帧速率时对闪烁是相当敏感的。因为当使用较高内容帧速率(和显示帧速率)时减少了闪烁和模糊，所以装置10可以根据所显示的内容而增加内容更新速率。例如，当在显示器20上示出移动内容时，可以使用诸如75Hz的较高帧速率。该实施方式提供了一种益处，即，减少了功率消耗，因为仅在需要的时候(即，当显示移动内容时)才使用较高的帧速率(较高的帧速率导致附加的功率消耗)。
备选地或者附加地，检测到的背景可以是取决于那一时间装置10的附近、外部环境的外部或者周围或者环境背景。例如，背景可以是诸如环境照度的环境光条件。在一些实现中，环境光传感器22可以集成为显示器20的一部分。
显示器20的多个亮度设置中的至少某些亮度设置具有相关联的占空比范围。对占空比范围进行优化，以便改进显示器输出20的质量。特别地，对范围进行优化以减少移动输出的模糊和闪烁。
显示器20的亮度随着占空比而改变(也即，占空比越高，显示器20的亮度越高，并且占空比越低，显示器20的亮度越低)。因此，亮度设置和相关联的占空比范围形成带，其中亮度设置限定带的最大亮度，并且所选择的占空比确定带内所选择的亮度。
占空比的范围可以预先确定，以便最小化由装置10的用户感知到的模糊和闪烁。因此，可以从占空比的范围中选择占空比。例如，制造商可以执行一系列测试来确定最小化所感知到的显示器20上的模糊和闪烁的最优占空比范围。这些测试可以由人在主观的基础上执行，或者可以由监测模糊和闪烁水平的设备来执行。因为当使用较高的内容帧速率(和显示帧速率)时，闪烁和模糊也会减少，所以装置10可以配置用于根据所显示的内容来增加内容更新速率。
通常，所感知到的闪烁随着占空比的减小而增加，并且随着占空比的增加而减少。附加地，所感知到的模糊通常随着占空比的增加而增加，并且通常随着占空比的减小而减少。因此，应当理解，可以预定范围，以使得上限将感知到的闪烁最小化，但是不会导致大量的模糊，并且使得下限将模糊最小化，但是不会导致感知到大量闪烁。
附加地或者备选地，可以根据一个或多个检测到的背景来改变相关联的占空比范围，以便使由用户感知到的闪烁最小化。相关联的占空比范围可以实时改变(也即，响应于检测到的背景的改变)，或者可以周期性地改变(也即，如果检测到背景已经发生改变，则周期性地更新占空比范围)。
另外，亮度设置(即，带的下限和上限)可以(动态地)实时改变，或者周期性地改变，以便根据所使用的简档(简档在以下段落中更加详细地解释)来维持显示器20亮度。因为占空比范围的改变可以改变显示器20的亮度，所以亮度设置可以改变以补偿和满足所需要的亮度水平。
已经可以看出，所感知到的闪烁取决于内容在显示器20上的移动。当内容在显示器20上的移动为高/快时，对于给定占空比，用户通常在显示器20上感知到较少的闪烁；并且当内容在显示器20上的移动为低/慢时，或者内容静止(即，没有移动)时，对于给定占空比，用户在显示器20上感知到较多的闪烁。可以通过改变下限和/或上限来改变占空比范围。如之前段落中提到的，为了保持显示器20的亮度相对恒定，也可以调节亮度设置以用于补偿。
通过示例的方式，如果检测器检测到内容在显示器20上的移动高，则可以降低一个或多个占空比范围的下限(例如，可以将下限从50％降低到40％)，以便减少模糊，因为相对较高的内容移动减少了由用户感知到的闪烁。类似地，如果检测器22检测到内容在显示器20上的移动为低，则可以增加一个或多个占空比范围的下限(例如，从50％到60％)，以便减少感知到的闪烁，因为相对较低的内容移动增加了由用户感知的闪烁。另外，可以增加范围中的一个或多个的上限(例如，从75％到85％)，因为低的内容的移动会增加感知到的闪烁。
还可以看出，感知到的闪烁取决于跨显示器20的对比度改变，即，在正被显示的内容帧内对比度如何分布。例如，示出具有以不同亮度和颜色填充显示器20的至少一部分或者全部的文本、图形和/或图像的内容的显示器(通常是互联网内容的情况)，其跨显示器20区域可能具有显著的对比度改变(即，高对比度分布)。当存在逐渐改变明亮内容的大区域(例如，明亮的天空或者雪)的情况下，跨显示器20的对比度改变可能相对较低(即，相对较低的对比度分布)。在显示器20显示具有显著的对比度改变的移动内容的情况下对比度分布可能相对较高。
当显示器20上的对比度分布较高时，对于给定占空比，用户在显示器20上感知到较少的闪烁，并且当显示器上的对比度分布较低时，对于给定占空比，用户在显示器20上感知到较多的闪烁。因此，如果检测器22检测到显示器20上的对比度分布较高(例如，高于第一阈值)，则可以降低一个或多个占空比范围的下限和/或上限，因为相对较高的对比度分布减少由用户感知到的闪烁。类似地，如果检测器22检测到显示器20上的对比度分布较低(例如，低于第二阈值)，则可以增加一个或多个占空比范围的下限和/或上限，以减少感知到的闪烁，因为相对较低的对比度分布增加由用户感知到的闪烁。
处理器12可以使用内容自适应明亮度控制(C-ABC)以控制显示器20的亮度。更加详细地，处理器12可以分析(例如，经由图像直方图)内容亮度分布，并且(例如，自动地)调节图像帧数据34亮度(即，内容数据直方图加宽)。当显示器20是液晶显示器时，可以针对每个帧(例如，自动地)调节显示器20的背光的亮度，以便有益地降低显示器20功率消耗。当与本发明的实施方式一起使用C-ABC时，分析并且修改帧数据34，并且可以通过脉冲(占空)驱动来降低背光亮度。
发光二极管(LED)和有机发光二极管(OLED)是发射技术，并且应当理解，当示出较黑暗的内容时，功率消耗降低。利用液晶显示器，LCD充当快门，并且通常背光总是开启。可以通过调节背光电流(例如，LED背光电流)或者通过使用脉宽调制(PWM)来控制背光亮度。利用C-ABC(其还可以称为动态背光(BL)控制)，根据所示出的内容来调制背光亮度，并且这种方式也可以减少功率消耗。动态背光控制还可以改进显示器20的对比度(也称为动态对比度)。
利用有源矩阵有机发光二极管显示器，可以实现脉冲驱动，并且脉冲驱动也可以基于显示器20上显示的内容。可以将帧图像直方图伸展(如上所述)，并且同时选择占空比和/或亮度设置，以使得显示亮度得到维持。每个帧可以与传统显示相同(相同亮度)地向用户呈现，然而通过使用脉冲驱动可以改善移动内容/图像性能。
图3示出了用于图1中所示的装置10的检测到的照度对比亮度的示意性图。更加详细地，该图包括水平轴42，用于装置10检测到的照度(例如，由环境光传感器22测量的)，并且以勒克斯(lux)为单位。该图还包括垂直轴44，用于显示器20的亮度，并且以尼特(Nit)(每平米的发光强度)为单位。应当理解，形成该图的数据可以存储在存储器14中，并且当执行图4中所示的方法时，可以由处理器12使用。
在该示例中，装置10具有5个亮度设置。当脉冲驱动的占空比是100％(即，显示帧36中没有插入空白视野38)时，亮度设置限定显示器20的最大明亮度。第一亮度设置的亮度是400Nit，第二亮度设置的亮度是267Nit，第三亮度设置的亮度是178Nit，第四亮度设置的亮度是119Nit，并且第五亮度设置的亮度是79Nit。
第一、第二、第三、第四和第五亮度设置具有相关联的占空比范围。下文将更加详细地描述，在一些实施方式中，占空比范围和亮度设置是预先定义的，并且在其他实施方式中，它们是由装置10可编程的，并且可以随时间改变。第一亮度设置具有50％至100％的相关联占空比范围，其形成400lux至100000lux之间的照度的第一带。第二亮度设置具有50％至75％的相关联占空比范围，其形成60lux至400lux之间的照度的第二带。第三亮度设置具有50％至75％的相关联占空比，其形成20lux至60lux之间的照度的第三带。第四亮度设置具有50％至75％的相关联占空比范围，其形成7lux至20lux之间的照度的第四带。第五亮度设置具有小于75％的相关联占空比范围，其形成1lux至7lux之间的照度的第五带。
显示器20的亮度随着检测到的照度的改变(通过改变亮度设置和占空比来控制)通过第一黑色虚线46表示。第一线46在1lux照度和45Nit亮度处开始，并且具有梯度零。随着照度增加，第一线46的梯度缓慢增加，直到15lux的照度和80Nit的亮度。第一线46的梯度继而基本不变，直到30000lux的照度和380Nit的亮度。随着照度从30000lux增加，第一线46的梯度减小，直到在80000lux的照度和400Nit的亮度处梯度基本上是零。
图3还示出了第二虚线48、第三虚线40至第N虚线52(其中，N可以是任意整数)，其具有与第一虚线46相似的形状。第一虚线46、第二虚线48、第三虚线50至第N虚线52表示针对不同的装置10简档或者模式，显示器20的亮度随着检测到的照度的变化。第二虚线在垂直轴中位于第一虚线46之下，第三虚线50在垂直轴中位于第二虚线48之下，并且第N虚线52在垂直轴中位于第三虚线50之下。
简档可以是用户可选择的，以使得用户可以针对其所处的环境、其想要观看的内容(例如，观看运动视频)或者针对控制功率消耗(即，装置10的操作时间)等而选择适当的简档。因此，装置10可以具有不止一个简档，用于不同的目的，其中，简档中的至少某些具有对脉冲驱动控制的输入。例如，在车辆使用中，用户在黑暗条件下可以期望非常暗淡的显示(为了避免在驾驶时看不到)，并且在明亮条件下期望非常高的亮度(例如，在白天浏览)。通过示例的方式，第一虚线46可以用于室外简档，并且具有相对较高的亮度范围，以使得用户可以在室外观看显示器20上的内容。第二虚线48可以用于室内简档，其具有较低的亮度范围，以使得用户可以在室内舒适地观看显示器20上的内容。第三虚线50可以用于节能简档，其具有相对较低的亮度范围，以便减少显示器20的电力消耗。
现在将参照图4描述装置10的操作。
在框54处，该方法包括从多个亮度设置中选择用于显示器20的至少一部分的亮度设置。可以根据装置的简档来选择亮度设置。处理器12可以从检测器22接收指示检测到的照度的信号。在装置10是显示器模块的情况下，处理器12可以是在主控设备的处理器的监管下自主工作的显示器模块内的集成逻辑。处理器12继而使用检测到的照度来确定哪个带，并且从而确定要选择的亮度设置。例如(并且参照图3)，如果检测器22检测到100lux的照度，则处理器12选择带2和第二亮度设置(267Nit)。如果检测器22检测到14lux的照度，则处理器12选择第四带和第四亮度设置(119Nit)。
附加地或者备选地，装置10的用户可以通过操纵用户输入设备16并且选择(可以显示以用于在显示器20上选择的)亮度设置来选择亮度设置。在这种情况下，处理器12从用户输入设备12接收控制信息，并且控制显示器20使其具有用户选择的亮度设置。用户可以选择固定显示器20亮度设置，或者选择亮度简档，在这种情况下，检测器22(例如，照度传感器)输出可以用于基于所选择的简档来改变显示器20亮度。通过选择适当的亮度设置(带)和占空比可以实现固定亮度值。
附加地或者备选地，可以使用以上段落中描述的内容自适应明亮度控制(C-ABC)来选择显示器20的亮度设置。
在框56处，该方法包括根据一个或多个背景，从与所选择的亮度设置相关联的占空比范围中确定/选择占空比。处理器12可以使用这样的算法，该算法使用检测到的背景来计算占空比。例如，当在54中选择的亮度设置是第二亮度设置并且检测到的照度是100lux时，处理器12计算出相应的占空比是65％，并且继而使用该占空比来获得所期望的170NIT(cd/m2)显示亮度。在计算出的占空比在占空比范围之外时，处理器12可以选择范围内最接近的占空比。
附加地或者备选地，处理器12可以确定向显示器20发送的数据中内容(例如，文本、图形、照片等)移动的量，并且据此从范围中选择适当的占空比。例如，处理器12可以确定内容移动较低，并且因此选择相对较高的占空比(例如，75％)，以便减少由用户感知到的闪烁。处理器12可以确定内容移动较高，并且因此选择相对较低的占空比(例如，55％)，以便减少图像模糊。还可以通过确定正向显示器20发送的内容的对比度分布来选择占空比。
如果处理器12确定向显示器20发送的数据不包括任何移动的内容，则处理器12继而可以选择100％的占空比，并且因此可以不使用“脉冲驱动”模式。相反，可以使用“采样和保持”显示驱动，或者如果使用脉冲驱动模式，则可以将占空频率增加至较高的水平，以便避免感知到闪烁(例如，2x或者某些其他多倍帧速率)。
在框58处，该方法包括针对在框56中确定/选择的占空比处在框54中计算和选择的亮度设置，控制与显示在显示器20上的数据36的帧有关的空白视野38的插入。
在框60处，该方法包括根据如上所述的一个或多个检测到的背景来改变一个或多个占空比范围的范围。处理器12可以仅改变当前选择的带的占空比范围。在其他实施方式中，处理器12可以改变某些或者全部装置10简档中的某些或者全部带的占空比范围。框60还可以包括根据一个或多个检测到的背景来改变一个或多个亮度设置(其限定带的最大明亮度)(即，亮度设置可以是动态的并且基于检测到的背景)。例如，处理器12可以确定内容帧速率的改变、内容移动的改变和/或内容本身(例如，内容的对比度分布的改变)的改变，并且据此改变亮度设置。应当理解，可以在任意时间执行框60，并且不需要在框58之后执行。另外，应当理解，占空比范围以及亮度设置可以同时改变或者不同时改变。
本发明的实施方式可以提供具有显示器的装置10，该显示器具有相对较大数目的可能亮度。通过提供具有占空比范围的亮度设置中的某些亮度设置，装置10能够根据检测到的背景(例如，检测到的照度)平滑地改变显示器10的亮度。在包括可能仅具有8个亮度(伽马)设置的有机发光二极管(OLED)显示器的设备中，这可能是特别有益的。
因为占空比范围是预先确定的或者是动态控制的，本发明的实施方式还可以改进显示器20的移动内容质量，从而使显示器20上感知到的模糊和闪烁最小化。这可以改善用户对装置10以及在装置10上运行的应用的享受。
本发明的实施方式在装置10包括自动限流功能(ACL)的情况下还提供了一个优点。自动限流功能配置用于在帧数据32、34具有过多像素的情况下，限制向显示器20供应的峰值电流。通常，自动限流功能的使用使显示器20减少至单个亮度设置。本发明的实施方式可以支持较大数目的显示亮度，因为可以通过改变占空，比和/或通过选择具有较低亮度设置的另一个带来改变显示器20的亮度。
当与显示器20的低功率模式结合使用时，本发明的实施方式可以提供一种优点。在此类低功率模式中，可以在不需要时关闭逻辑的部分来降低显示器20功率消耗。例如，当装置10在空闲模式中(没有活动进行)时，可以关闭某些或者全部的非必要逻辑，以便节省显示器20的功率。例如，显示器20可以仅示出有限数目的颜色和/或具有减小的亮度和/或可以仅使用显示区域的一部分，等等。
通常，在低功率模式中，显示器20亮度限制于仅一个亮度设置或者有限数目的亮度设置。当结合低功率模式使用本发明的实施方式时，显示器20亮度可以灵活调节，并且可以基于检测到的诸如房间中的照度的背景。这例如在黑暗的卧室中，当用户在睡觉的情况下是有益的，可以将显示亮度调暗，以使得对用户造成较少刺激，并且进一步降低功率消耗。
图5示出了根据本发明的各种实施方式的另一装置62的示意图。装置62类似于图1中所示的装置10，并且在特征相似的情况下，使用相同的参考标号。
装置62与装置10的不同点在于，装置62包括显示器64，该显示器64包括背光66和显示面板68。显示器64可以是液晶显示器(LCD)。处理器12使用控制信号70来控制对显示器64的照明。当装置10是显示模块时，控制信号70可以集成在显示模块内，并且可以不由主控设备的处理器提供。在该示出的示例中，控制信号70打开和关闭照明设备66，但是在其他实现中，其可以将照明设备调暗而不是将其关闭。然而，调暗通常包括亮度改变步骤。因此，空白视野38是黑色或者暗色帧，其中加载到显示器64中的任何数据都不可见或者较暗。
在某些情况下，可以根据两个连续的图像(一个较明亮，另一个较黑暗)而形成显示帧，以使得整个图像看上去准确而不会损失屏幕亮度。可以通过控制背光66(如果存在的话)来实现显示器64的发光的控制，或者如果不存在背光66，则通过调试帧数据34来实现。如果存在背光，则其可以是显示器68的整体部分。
在该示例中，控制信号70将背光66打开和关闭。处理器12配置用于通过将背光照明临时关闭空白帧38的持续时间，来控制显示在显示器64上的数据34的帧之间的空白帧的插入。图2中示出了适当的控制信号70。图2中的示例控制信号70具有可编程的占空比，其中，背光照明66在时间t1+mT与t1+Δ+mT之间关闭Δ，并且其中背光照明66在时间t1+Δ+mT与t1+T+mT之间关闭T-Δ，其中m是整数。在所示出的示例中，t1与显示帧36的开始一致，但是t1不必与显示帧36的开始一致(例如，在扫描背光的情况下)。
本发明的实施方式提供了一个优点，即，计算机程序28对于装置10和装置62可以基本上相同。换言之，计算机程序28可以用于/兼容用于控制发光二极管(LED)显示器、有机发光二极管(OLED)显示器和液晶显示器(LCD)。
图4中所示的框可以表示方法中的步骤和/或计算机程序28中的代码部分。对框的特定顺序的示出并非意味着框的期望顺序或者优选顺序，而是框的顺序和布置可以改变。另外，可以省略某些框。
虽然已经在前述段落中参照各种示例描述了本发明的实施方式，但是应当理解，在不脱离所要求保护的本发明的范围的情况下，可以对所给出的示例进行修改。
以上说明中描述的特征可以在除了明确描述的组合之外的组合中使用。
虽然已经参照特定特征描述了功能，但是这些功能可以由描述的和没有描述的其他特征来执行。
虽然已经参照特定实施方式描述了特征，但是这些特征还可以存在于描述过或者未描述的其他实施方式中。
同时，以上说明书尽力关注于本发明的确信特别重要的那些特征，应当理解，不管是否特别强调，申请人要求保护参照附图和/或附图中示出的此处的任何可专利特征或者特征的组合。

Claims (45)

1.一种方法，包括：
从多个亮度设置中选择用于显示器的至少一部分的亮度设置；
针对所选择的具有占空比的亮度设置，控制空白视野对于在所述显示器上显示的数据帧的插入，所述亮度设置中的至少一些亮度设置具有相关联的占空比范围以用于减少由用户感知到的闪烁和/或模糊。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个亮度设置是多个伽马设置。
3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：根据一个或多个检测到的背景来改变所述亮度设置中的至少一些亮度设置的值。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述占空比范围被预先确定为使由用户感知到的闪烁和/或模糊最小化。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：根据一个或多个检测到的背景来改变一个或多个占空比范围的范围，以便使由用户感知到的闪烁和/或模糊最小化。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述一个或多个检测到的背景包括检测到的在所述显示器上显示的内容的移动。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：根据一个或多个检测到的背景，从与所选择的亮度设置相关联的占空比范围中选择占空比。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述一个或多个检测到的背景包括检测到的照度。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述一个或多个检测到的背景包括检测到的在所述显示器上显示的内容的移动。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：确定所述显示内容是否被更新，其中，如果所述显示内容被更新，则所述方法包括进入脉冲驱动模式，并且如果所述显示内容没有被更新，则所述方法包括进入所述脉冲驱动模式，并且将空白视野对数据帧的插入控制在与显示内容被更新的情况相比更高的频率，或者不进入脉冲驱动模式。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：根据一个或多个检测到的背景，为所述显示器的至少一部分选择不同的亮度设置，所述亮度设置具有相关联的占空比范围。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：根据所显示的内容，为所述显示器的至少一部分选择不同的亮度设置，所述亮度设置具有相关联的占空比范围。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：执行内容自适应明亮度控制(C-ABC)，以修改一个或多个数据帧的内容帧图像数据，并且其中，所述亮度设置和占空比被选择为维持显示亮度。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：根据数据帧中的内容来动态地改变显示帧速率，以便使感知到的闪烁最小化。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：提供多个简档，其中，所述多个简档中的至少一些简档具有多个亮度设置以及相关联的占空比范围。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，控制空白视野对于在所述显示器上显示的数据帧的插入包括：控制所述显示器显示所述空白视野。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述显示器是具有预定义亮度设置数目的有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示器。
18.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中，控制空白视野对于在所述显示器上显示的数据帧的插入包括：切换用于所述显示器的背光。
19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述显示器具有低功率模式，并且脉冲驱动模式与所述低功率模式结合可用。
20.一种装置，包括：
至少一个处理器；以及
包括计算机程序代码的至少一个存储器；所述至少一个存储器和所述计算机程序代码配置用于利用所述至少一个处理器使得所述装置至少执行：
从多个亮度设置中选择用于显示器的至少一部分的亮度设置；
针对所选择的具有占空比的亮度设置，控制空白视野对于在所述显示器上显示的数据帧的插入，所述亮度设置中的至少一些亮度设置具有相关联的占空比范围，以用于减少由用户感知到的闪烁和/或模糊。
21.根据权利要求20所述的装置，其中，所述多个亮度设置是多个伽马设置。
22.根据权利要求20或21所述的装置，其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码配置用于利用所述至少一个处理器使得所述装置至少执行：根据一个或多个检测到的背景来改变所述亮度设置中的至少一些亮度设置的值。
23.根据权利要求20、21或22所述的装置，其中，所述占空比范围被预先确定为使得由用户感知到的闪烁和/或模糊最小化。
24.根据权利要求20至23中任一项所述的装置，其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码配置用于利用所述至少一个处理器使得所述装置还执行：根据一个或多个检测到的背景来改变一个或多个占空比范围的范围，以便使得由用户感知到的闪烁和/或模糊最小化。
25.根据权利要求24所述的装置，其中，所述一个或多个检测到的背景包括检测到的在所述显示器上显示的内容的移动。
26.根据权利要求20至25中任一项所述的装置，其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码配置用于利用所述至少一个处理器使得所述装置还执行：根据一个或多个检测到的背景，从与所选择的亮度设置相关联的占空比范围中选择占空比。
27.根据权利要求26所述的装置，其中，所述一个或多个检测到的背景包括检测到的照度。
28.根据权利要求26或27所述的装置，其中，所述一个或多个检测到的背景包括检测到的在所述显示器上显示的内容的移动。
29.根据权利要求20至28中任一项所述的装置，其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码配置用于利用所述至少一个处理器使得所述装置至少执行：确定所述显示内容是否被更新，其中，如果所述显示内容被更新，则所述方法包括进入脉冲驱动模式，并且如果所述显示内容没有被更新，则所述方法包括进入所述脉冲驱动模式，并且将空白视野对于数据帧的插入控制在与显示内容被更新的情况相比更高的频率，或者不使用脉冲驱动模式。
30.根据权利要求20至29中任一项所述的装置，其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码配置用于利用所述至少一个处理器使得所述装置至少执行：根据一个或多个检测到的背景，选择用于所述显示器的至少一部分的不同亮度设置，所述亮度设置具有相关联的占空比范围。
31.根据权利要求20至30中任一项所述的装置，其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码配置用于利用所述至少一个处理器使得所述装置至少执行：根据所显示的内容，选择用于所述显示器的至少一部分的不同亮度设置，所述亮度设置具有相关联的占空比范围。
32.根据权利要求20至31中任一项所述的装置，其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码配置用于利用所述至少一个处理器使得所述装置执行：执行内容自适应明亮度控制(C-ABC)，以修改一个或多个数据帧的内容帧图像数据，并且其中，所述亮度设置和占空比被选择为维持显示亮度。
33.根据权利要求20至32中任一项所述的装置，其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码配置用于利用所述至少一个处理器使得所述装置至少执行：根据数据帧中的内容，动态地改变显示帧速率，以便使感知到的闪烁最小化。
34.根据权利要求20至33中任一项所述的装置，其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码配置用于利用所述至少一个处理器使得所述装置至少执行：提供多个简档，其中所述多个简档中的至少一些简档具有多个亮度设置和相关联的占空比范围。
35.根据权利要求20至34中任一项所述的装置，其中，控制空白视野对于在所述显示器上显示的数据帧的插入包括：控制所述显示器显示所述空白视野。
36.根据权利要求20至35中任一项所述的装置，其中，所述显示器是具有预定义亮度设置数目的有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示器。
37.根据权利要求20至34中任一项所述的装置，其中，控制空白视野对于在所述显示器上显示的数据帧的插入包括：切换用于所述显示器的背光。
38.根据权利要求20至37中任一项所述的装置，其中，所述显示器具有低功率模式，并且脉冲驱动模式与所述低功率模式结合可用。
39.一种装置，包括：
用于从多个亮度设置中选择用于显示器的至少一部分的亮度设置的装置；
用于针对所选择的具有占空比的亮度设置，控制空白视野对于在所述显示器上显示的数据帧的插入的装置，所述亮度设置中的至少一些亮度设置具有相关联的占空比范围以用于减少由用户感知到的闪烁和/或模糊。
40.一种便携式电子设备，包括根据权利要求20至39中任一项所述的装置。
41.一种模块，包括根据权利要求20至39中任一项所述的装置。
42.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质编码有指令，所述指令在由处理器运行时执行：
从多个亮度设置中选择用于显示器的至少一部分的亮度设置；
针对所选择的具有占空比的亮度设置，控制空白视野对于在所述显示器上显示的数据帧的插入，所述亮度设置中的至少一些亮度设置具有相关联的占空比范围以用于减少由用户感知到的闪烁和/或模糊。
43.根据权利要求42所述的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质编码有指令，所述指令在由处理器运行时执行：
根据一个或多个检测到的背景来改变一个或多个占空比范围的范围，以便使由用户感知到的闪烁最小化。
44.根据权利要求42或43所述的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质编码有指令，所述指令在由处理器运行时执行：
根据一个或多个检测到的背景，从与所选择的亮度设置相关联的占空比范围中选择占空比。
45.一种计算机程序，当在计算机上运行时，执行根据权利要求1至19中任一项所述的方法。
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