CN107004390B - 显示亮度控制 - Google Patents

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Abstract

根据从相机(511)接收到的图像数据(100)的像素(105)的亮度值(110)的分布(300)来选择显示亮度。控制显示器采用所选择的显示亮度显示所述图像数据(100)或其它图像数据(100)。

Description

显示亮度控制
技术领域
各种实施方式涉及用户设备和方法。具体地，各种实施方式涉及选择用户设备的显示器的显示亮度的技术，所述选择根据从用户设备的相机接收的图像数据的至少一些像素的亮度值的分布来进行。
背景技术
电子用户设备(UE)通常设置有显示器。通常控制显示器以采用特定显示亮度来显示图像数据。为此，UE可以包括可变强度的背景照明和/或采用其它技术以可变地设置显示器的照明强度。一方面，高显示亮度可能是所期望的，以确保显示器上显示的图像数据的可察觉性；提升了用户体验。另一方面，高显示亮度例如对于背景照明等来说通常导致高能耗。
已知UE配备有环境光传感器。通常，环境光传感器被实现为光电二极管，并且被配置为感测UE周围的环境亮度。然后，UE的处理器可以根据所感测到的环境亮度来选择显示亮度。通常，如果存在低(高)环境亮度，则处理器被配置为选择低(高)显示亮度。
然而，这种技术面临一些限制。例如，环境光传感器通常被设置在UE的正面上。因此，环境光传感器的视野朝向UE的一侧可能受到限制。作为结果，环境光传感器在确定环境亮度方面可能具有有限的精度。可能导致显示器上所显示的内容的可察觉性受限的情况。设置沿不同方向定向并且具有不同视野的多个环境光传感器可能导致更高的空间需求并增加UE的总成本。
发明内容
因此，存在提供控制显示亮度的先进技术的需求。尤其是，存在提供能够根据用户的需要灵活地选择显示亮度的这种技术的需求。尤其是，存在提供这样技术的需求：选择显示亮度，使得UE的显示器上所显示的图像数据的良好的可察觉性得以维持。
本发明的这些基本目标各自通过独立权利要求的特征来解决。本发明的优选实施方式在从属权利要求中阐述。
根据各种实施方式，提供一种UE。该UE包括相机和至少一个处理器。所述至少一个处理器被配置为从相机接收图像数据。图像数据包括像素。图像数据指示像素的亮度值。所述至少一个处理器被进一步配置为根据像素中的至少一些像素的亮度值的分布来选择显示亮度。所述至少一个处理器被进一步配置为控制所述UE的显示器采用所选择的显示亮度来显示所述图像数据和其它图像数据中的至少一个。
根据各种实施方式，提供一种方法。该方法包括至少一个处理器从UE的相机接收图像数据的步骤。图像数据包括像素。图像数据指示像素的亮度值。该方法还包括所述至少一个处理器根据像素中的至少一些像素的亮度值的分布来选择显示亮度的步骤。该方法还包括所述至少一个处理器控制所述UE的显示器采用所选择的显示亮度显示所述图像数据和其它图像数据中的至少一个的步骤。
附图说明
将参照附图来描述本发明的实施方式，其中相同或相似的附图标记表示相同或相似的元件。
图1是根据各种实施方式的包括像素并指示像素的亮度值的图像数据的示意图。
图2是根据各种实施方式的图像数据的亮度值的示意性等值线图(contourplot)，其中在图2中示出了一个明亮(vivid)光线情景(scenario)。
图3示出了根据各种实施方式的亮度值的分布。
图4是根据各种实施方式的针对相关联的图像区域确定的平均亮度值的示意图。
图5是根据各种实施方式的UE的示意图。
图6是根据各种实施方式的方法的流程图。
图7是根据各种实施方式的方法的流程图。
具体实施方式
将参照附图来描述本发明的示例性实施方式。虽然将在特定应用领域的上下文中(例如，在某些光谱范围和通信技术的上下文中)描述一些实施方式，但所述实施方式并不限于该应用领域。除非另有具体说明，否则各种实施方式的特征可以彼此组合。
附图被认为是示意图，并且附图中所示的元件不一定按比例示出。相反，各种元件被表示成使得它们的功能和一般目的对于本领域技术人员而言是显而易见的。附图中所示或本文所述的功能块、装置、组件或其它物理或功能单元之间的任何连接或联接也可以通过间接连接或联接来实现。组件之间的联接也可以通过无线连接建立。功能块可以以硬件、固件、软件或它们的组合来实现。
在下文中，讨论了为了在UE的显示器上显示图像数据而采用的选择显示亮度的技术。通常，UE可以是具有相机的任何装置。UE还可以具有用于预览要获取的照片的显示器。例如，UE可以是数字相机或事件数据记录器。例如，UE可以是包括移动电话、智能电话、个人数字助理、移动音乐播放器、智能手表、可穿戴电子设备和移动计算机的组中的移动装置。基于从相机接收到的图像数据的至少一些像素的亮度值的分布来选择显示亮度。
这种技术能够以确保显示器上所显示的内容的足够的可察觉性的方式来选择显示亮度。尤其是，在使用UE的相机获取图像数据并且在UE的显示器上提供图像数据的预览的情景中，可以确保足够的可察觉性。这里，即使在相机的视野中一个或更多个相对较亮的光点位于相对较暗的背景内的在下文中被称为明亮光线情景的情景中，也可以保持足够的可察觉性。
例如，考虑UE是具有用于获取照片的相机的智能手机，这在下面的示例中进行了详细的说明。有可能的是，在拍摄照片的过程中，图像数据被连续地获取并显示在显示器上，以提供要获取的照片的预览图像。在相机的视野内并因此通过图像数据成像的风景可以包含相对于暗背景的明亮光源，例如，在日落期间的夕阳或夜晚期间的霓虹灯。已知的参考实现是，其依赖于感测环境亮度的环境光传感器。基于感测到的环境亮度，选择显示亮度。根据依赖于环境光传感器的这种参考实现，由暗背景引起的整体低环境亮度有可能导致选择低显示亮度。然后，变得难以察觉显示器上所显示的内容并且导致低可察觉性；有时，只有明亮光源可能在显示器上是可见的。根据各种实施方式，可以选择更高的显示亮度；这是因为，在与明亮光源和暗背景相对应的上述情景中，图像数据的像素的亮度值的分布通常显示出各种像素的亮度值之间的高扩散度(spread)。该分布具有比较大的宽度。例如，对明亮光源成像的像素与对暗背景成像的像素之间的亮度值的差值可能比较大；这可以是选择最大显示亮度的判定标准。
在下文中将详细描述这些技术。首先，参照图1，示出了图像数据100。该图像数据100包括多个像素105(在图1中，在下部中详细地示出在上部中使用虚线围绕的部分；这里，像素105中的一个使用粗线示例性地突出显示)。在图1中，像素105中的每一个指定对应的亮度值110(使用任意单位在图1中示出)。像素105中的每一个还可以指定颜色(图1中未示出)。通常，用于指定颜色和亮度值的各种编码方案是已知的，例如，RGB方案和YUV方案；有可能的是，间接地或隐含地指定亮度值。
在图2中，示出了针对包括相对于相对较暗的背景的明亮光点的风景(明亮光线情景)的图像数据100的亮度值110的等值线图。可以看出，在图像数据110的内部，存在具有总计“700”(任意单位)的亮度值110的像素105(图2中未示出)-而在图像数据110的其它部分中，存在具有总计“100”(任意单位)的亮度值110的像素105(图2中未示出)。换句话说，在图2的情景的图像数据100中亮度值110之间的差值比较高。出于说明的目的，应注意的是，图2的风景可以是例如相对于暗背景的日落或霓虹灯。
参照图3，示出了亮度值110的分布300。亮度值110的差值310是亮度值110的分布300的特定属性，如其指定分布300的宽度。在图3中，分布300的全宽被示出(由图3中的水平箭头示出)为差值310。可以看出，亮度值110的分布300由像素对105的亮度值的差值来指定。指定分布300的其它参数可以是例如分布300的特征宽度(诸如，半峰全宽或全宽)、分布300的不对称性、分布300的绝对单位的最大值等。当选择显示亮度时，可以考虑分布300，即如上所述的分布300的所有这些参数。当选择显示亮度时，可以考虑这些参数中的特定的一个或这些参数的组合。
通常，显示亮度对分布300的定性依赖性可以变化。在一种情景中，如果分布300指示像素105的亮度值110的差值310超过预定的阈值，则选择第一显示亮度；如果分布300指示像素105的亮度值110的差值310不超过预定的阈值，则选择第二显示亮度。所述第一显示亮度高于所述第二显示亮度。对于这样的定性依赖性，在分布300具有比较高宽度的明亮光线情景中(参见图2)，可以确保图像数据100在UE的显示器上的可察觉性；同时，当针对不是通过亮度值的高扩散度指定的风景时，可以选择较低的显示亮度以降低能耗。
此外，显示亮度对分布300的定量依赖性可以变化。例如，当选择显示亮度的绝对值时，可以考虑环境亮度。例如，UE可以包括环境光传感器，该环境光传感器可以提供指示环境亮度的控制数据。可以基于该控制数据选择候选显示亮度。尤其是，可以根据由控制数据指示的环境亮度来选择候选显示亮度。然后，可以根据像素105的亮度值110的分布300，选择性地选择候选显示亮度作为显示亮度。例如，如果分布300的特征宽度比较小，则可以选择候选显示亮度作为显示亮度。然而，如果分布200指示明亮光线环境，即，分布300的特征宽度比较大，则候选显示亮度可能不被选择作为显示亮度；这里，可以选择最大显示亮度作为显示亮度。例如，最大显示亮度可以与UE的(尤其是显示器的)给定技术规格和性能可以实现的显示亮度的最大值相对应。
从上述可以看出，所选择的显示亮度对像素105的亮度值110的分布300的定性和定量依赖性二者没有被特定限制。
通常，亮度值110的分布300可以考虑图像数据100的所有像素105。当选择显示亮度时，也可以仅考虑像素105中的一些像素；即，分布300可以仅考虑像素105中的一些像素。例如，在这种情景中，仅考虑位于图像数据100的中心区域或边界区域内的那些像素105。
此外，根据实施方式，还可以以间接的方式考虑像素105或像素105中的一些的亮度值110。参照图4，可以针对图像数据100的区域或图像区域400确定平均亮度值(在图4中，各种图像区域400用不同的填充图案来示出)。然后，分布300可以考虑平均亮度值；还是在这种情景中，可以考虑各分布300的特征宽度作为选择显示亮度的判定标准。例如，可以考虑分布300的最大宽度。
关于图4更详细地示出了这样的示例性情景。从图4可以看出，在下部，亮度值110的分布300由图像数据110的关联图像区域400对的平均亮度值的差值来指定。在图4的情景中，平均亮度值是位于相应图像区域400中的那些像素105的亮度值110之间的平均值。例如，在图4的下部的第一行中示出了利用对角虚线填充图案和垂直虚线填充图案标示的图像区域400的平均亮度值的差值310。
在平均亮度值的差值310中的每一个与预定的差值阈值410(在图4中利用虚线示出)之间执行阈值比较。根据该阈值比较选择显示亮度。从图4可以看出，在所示的情景下，除了一个差值310之外所有都不超过预定的差值阈值410。因此，相应的分布300的全宽(图4中未示出)超过预定的差值阈值410。由于平均亮度值的差值310中的至少一个超过预定的差值阈值410，所以选择最大显示亮度。
通常，可以均匀地调整显示亮度，即，针对像素105中的每一个选择一个且相同的显示亮度。然而，也可以以依赖像素的方式选择显示亮度；即，针对不同的像素105可以选择不同的显示亮度。例如，针对位于具有较低(较高)平均亮度值的图像区域400中的那些像素105，可以选择较高(较低)的显示亮度。即，显示亮度是空间依赖的。以这种方式，可以避免亮度值的削幅(clipping)。
在上述情景中，从UE的相机接收图像数据110，并且分析各种像素105的亮度值110，用于在显示器上预览图像数据。这里，考虑六个图像区域400，并且针对每对图像区域400确定平均亮度值的差值310。可以在显影阶段调整预定的亮度阈值410。差值310中的每一个都可以存储在UE的存储器中并与预定的亮度阈值310进行比较。如果差值310中的任何一个超过预定的亮度阈值410，则判定存在明亮光线情景。然后，选择最大显示亮度作为UE的显示器支持的最大值。否则，可以使用例如基于来自环境光传感器的控制数据所确定的显示亮度的原始设置。如上所述的这些特征可以仅通过软件、仅通过硬件或它们的组合来实现。可以期望软件实现以降低复杂性和成本。
例如，UE可以包括用户接口或人机接口(HMI)。可以根据从HMI接收到的控制数据(该控制数据指示用户输入)选择性地执行根据像素105的亮度值110的分布300的显示亮度的选择。
此外，可以在由从环境光传感器接收到的控制数据所指示的环境亮度与预定的亮度阈值之间执行阈值比较。然后，可以根据该阈值比较选择性地执行所述控制或显示，以采用所选择的显示亮度来显示图像数据110。同样，可以根据阈值比较选择性地执行根据像素105的亮度值110的分布300的显示亮度的选择。例如，如果环境亮度低于预定的亮度阈值410，则可以期望避免根据像素105的亮度值110的分布300来选择显示亮度。即，可以在显影阶段期间设置所述预定的亮度阈值410。例如，预定的亮度阈值可以总计达到20勒克斯(lux)。从而可以提升用户体验。
在图5中，示意性地示出了UE 500。该UE 500包括处理器510；例如，该处理器510可以被实现为单核处理器或多核处理器。可以依赖共享计算。还可能的是，处理器510的计算任务中的一些被委派给不同实体的另一个处理器(图5中未示出)。
此外，UE 500包括存储器515，例如，非易失性存储器或易失性存储器。存储器515存储当由处理器510执行时使处理器根据如上所述的技术执行步骤的控制指令。尤其是，存储在存储器515中的控制指令可以涉及根据图像数据100的像素105的亮度值110的分布300来选择显示亮度的技术。
UE还包括相机511。该相机511被配置为获取包括像素105(指示亮度值110)的图像数据110。该图像数据110可以至少暂时存储在存储器515中。所述图像数据110或其它图像数据(所述其它图像数据在相机511获取所述图像数据110之前或之后由相机511获取)也可以显示在UE 500的HMI 512的显示器上。所述HMI 512可以包括用于与用户交互的其它元件，例如，按钮、语音控制、扬声器、触摸板等。
此外，UE 500包括环境光传感器513。例如，该环境光传感器513可以位于UE 500的正面(在正常操作期间面向用户)上。同样，相机511可以位于UE 500的背面(在正常操作期间不面向用户)上。换句话说，相机511和环境光传感器513的视线方向可以彼此大体上相反。
此外，UE 500包括用于与其它实体通信的接口514。例如，该接口514可以被配置为根据如通用串行总线(USB)、无线局域网(WLAN)以及根据3GPP标准的蜂窝接入技术等标准进行操作。
在图6中，示出了根据各种实施方式的方法的流程图。首先，在S1，由UE 500的处理器510接收图像数据110。例如，处理器510可以直接从相机511和/或从存储器515接收图像数据110。
然后，在S2，处理器510根据图像数据100的像素105的亮度值110的分布300来选择显示亮度。
然后，处理器510可选地控制HMI 512的显示器以采用所选择的显示亮度来显示图像数据100(图6中未示出)。另选地或附加地，可以采用所选择的显示亮度显示其它图像数据；例如，可以使用所选择的显示亮度来显示随后获取的图像数据。这可以允许在显示器上显示所获取的图像数据的低延迟，同时可以适当地执行用于选择显示亮度的计算步骤。
在图7中，示出了根据特定情景的方法的情景。这里，在明亮光线情景中，在照片记录和照片预览期间自动地提升显示亮度。这是通过依赖利用相机511获取的图像数据100(—而不是依赖于由从环境光传感器513接收到的控制数据所指示的环境亮度)来完成的；以这种方式，可以实现更好的结果，这是因为位于UE 500的正面的环境光传感器513通常与明亮光点相反，并且不会感测到用户和相机511的视野中的环境亮度；因此环境光传感器513不能检测明亮光点。
首先，在T1，处理器510控制相机511以获取图像数据110。例如，处理器510—在照片采集预览期间—可以控制相机511连续地获取图像数据100。
接下来，在T2，处理器510从相机511接收图像数据100。处理器510然后确定亮度值110的分布300。对亮度值110的分布300的所述确定可以例如对应于确定图像数据100的图像区域400的平均亮度值的差值310(参见图4)。
在T3，处理器510判定是否存在明亮光线环境。为此，可以执行与预定的阈值的阈值比较；例如，可以将亮度值110的分布300的特征宽度与预定的阈值进行比较；例如，特征宽度可以对应于分布300的最大宽度、分布300的半峰全宽、和/或分布300的任何其它特定属性。在一种情景中，可以将图像数据100的不同图像区域400的平均亮度值的差值310与预定的差值阈值410进行比较(参见图4)。如果差值310中的任何一个超过预定的差值阈值410，则在T3，判定存在明亮光线情景；然后，该方法从T4开始。在T4，选择一个新的显示亮度。例如，在T4，可以选择新的显示亮度作为最大显示亮度。
然而，如果在T3，判定不存在明亮光线环境，则该方法从T5开始。在T5，不选择新的显示亮度。在T5，可以依赖于针对显示亮度所选择的先前值；例如，可以基于从环境光传感器513接收到的指示环境亮度的控制数据来确定这样的先前值。
虽然已经相对于某些优选实施方式示出和描述了本发明，但是在阅读和理解说明书后，本领域技术人员将想到等同和修改实施方式。本发明包括所有这样的等同和修改，并且仅由所附权利要求的范围来限制。

Claims (18)

1.一种用户设备(500)，所述用户设备(500)包括：
-相机(511)，
-至少一个处理器(510)，所述至少一个处理器(510)被配置为从所述相机(511)接收图像数据(100)，所述图像数据(100)包括像素(105)并且指示所述像素(105)的亮度值(110)，
其中，所述至少一个处理器(510)被进一步配置为根据所述像素(105)中的至少一些像素的亮度值(110)的分布(300)选择显示亮度，
其中，所述至少一个处理器(510)被配置为根据所述亮度值(110)的所述分布(300)的特征宽度选择所述显示亮度，其中，所述特征宽度指示所述分布(300)的半峰全宽或所述分布(300)的全宽，
其中，所述至少一个处理器(510)被进一步配置为控制所述用户设备(500)的显示器采用所选择的显示亮度显示所述图像数据(100)和其它图像数据(100)中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的用户设备，
其中，所述亮度值(110)的所述分布(300)通过所述像素(105)中的所述至少一些像素的对的亮度值(110)的差值(310)来指定。
3.根据权利要求1所述的用户设备，
其中，所述亮度值(110)的所述分布(300)通过所述图像数据(100)的相关联的图像区域(400)的对的平均亮度值的差值(310)来指定，所述平均亮度值是位于相应的图像区域(400)中的像素(105)的亮度值(110)的平均值。
4.根据权利要求3所述的用户设备，
其中，所述至少一个处理器(510)被配置为在所述平均亮度值的所述差值(310)中的每一个差值与预定的差值阈值(410)之间执行阈值比较，
其中，所述至少一个处理器(510)被配置为根据所述阈值比较选择所述显示亮度。
5.根据权利要求1所述的用户设备，
其中，所述至少一个处理器(510)被配置为如果所述分布(300)指示所述像素(105)中的所述至少一些像素的亮度值(110)的差值(310)超过预定的阈值，则选择第一显示亮度，
其中，所述至少一个处理器(510)被配置为如果所述分布(300)指示所述像素(105)中的所述至少一些像素的亮度值(110)的差值(310)未超过所述预定的阈值，则选择第二显示亮度，
其中，所述第一显示亮度高于所述第二显示亮度。
6.根据权利要求1所述的用户设备，
所述用户设备(500)还包括：
-环境光传感器(513)，
其中，所述至少一个处理器(510)被配置为从所述环境光传感器(513)接收控制数据，所述控制数据指示环境亮度，
其中，所述至少一个处理器(510)被进一步配置为基于所述控制数据选择候选显示亮度，
其中，所述至少一个处理器(510)被进一步配置为根据所述像素(105)中的所述至少一些像素的所述亮度值(110)的所述分布(300)选择性地选择所述候选显示亮度作为所述显示亮度。
7.根据权利要求1所述的用户设备，
所述用户设备(500)还包括：
-环境光传感器(513)，
其中，所述至少一个处理器(510)被配置为从所述环境光传感器(513)接收控制数据，所述控制数据指示环境亮度，
其中，所述至少一个处理器(510)被进一步配置为基于所述控制数据执行所述环境亮度与预定的亮度阈值(410)之间的阈值比较，
其中，所述至少一个处理器(510)被配置为根据所述阈值比较选择性地执行对所述显示器采用所选择的显示亮度显示所述图像数据(100)和所述其它图像数据(100)中的至少一个的所述控制。
8.根据权利要求1所述的用户设备，
其中，所述至少一个处理器(510)被配置为以依赖像素的方式选择所述显示亮度。
9.根据权利要求1所述的用户设备，
其中，所述用户设备(500)是包括移动电话、智能电话、个人数字助理、移动音乐播放器、智能手表、可穿戴电子设备、相机、事件数据记录器和移动计算机的组中的移动装置。
10.一种方法，所述方法包括以下步骤：
-至少一个处理器(510)从用户设备(500)的相机(511)接收图像数据(100)，所述图像数据(100)包括像素(105)并且指示所述像素(105)的亮度值(110)，
-根据所述像素(105)中的至少一些像素的亮度值(110)的分布(300)，所述至少一个处理器(510)选择显示亮度，其中，所述显示亮度的所述选择取决于所述亮度值(110)的所述分布(300)的特征宽度，其中，所述特征宽度指示所述分布(300)的半峰全宽或所述分布(300)的全宽，
-所述至少一个处理器(510)控制所述用户设备(500)的显示器采用所选择的显示亮度显示所述图像数据(100)和其它图像数据(100)中的至少一个。
11.根据权利要求10所述的方法，
其中，所述亮度值(110)的所述分布(300)通过所述像素(105)中的所述至少一些像素的对的亮度值(110)的差值(310)来指定。
12.根据权利要求10所述的方法，
其中，所述亮度值(110)的所述分布(300)通过所述图像数据(100)的相关联的图像区域(400)的对的平均亮度值的差值(310)来指定，所述平均亮度值是位于相应的图像区域(400)中的像素(105)的亮度值(110)的平均值。
13.根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
-所述至少一个处理器(510)在所述平均亮度值的所述差值(310)中的每一个差值与预定的差值阈值(410)之间执行阈值比较，
其中，所述显示亮度的所述选择取决于所述阈值比较。
14.根据权利要求10所述的方法，
其中，所述显示亮度的所述选择包括：
-如果所述分布(300)指示所述像素(105)中的所述至少一些像素的所述亮度值(110)的差值(310)超过预定的阈值，则选择第一显示亮度，
-如果所述分布(300)指示所述像素(105)中的所述至少一些像素的所述亮度值(110)的差值(310)未超过所述预定的阈值，则选择第二显示亮度，
其中，所述第一显示亮度高于所述第二显示亮度。
15.根据权利要求10所述的方法，
其中，所述显示亮度的所述选择包括：
-所述至少一个处理器(510)从所述用户设备(500)的环境光传感器(513)接收控制数据，所述控制数据指示环境亮度，
-基于所述控制数据，所述至少一个处理器(510)选择候选显示亮度，
-根据所述像素(105)中的所述至少一些像素的所述亮度值(110)的所述分布(300)，所述至少一个处理器(510)选择性地选择所述候选显示亮度作为所述显示亮度。
16.根据权利要求15所述的方法，
其中，所述显示亮度的所述选择包括：
-根据所述像素(105)中的所述至少一些像素的所述亮度值(110)的所述分布(300)，所述至少一个处理器(510)选择性地选择最大显示亮度作为所述显示亮度。
17.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
-所述至少一个处理器(510)从所述用户设备(500)的环境光传感器(513)接收控制数据，所述控制数据指示环境亮度，
-基于所述控制数据，所述至少一个处理器(510)执行所述环境亮度与预定的亮度阈值(410)之间的阈值比较，
其中，根据所述阈值比较选择性地执行对所述显示器采用所选择的显示亮度显示所述图像数据(100)和所述其它图像数据(100)中的至少一个的所述控制。
18.根据权利要求10所述的方法，
其中，所述显示亮度的所述选择以依赖像素的方式发生。
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