CN112204647A - 主机内容自适应背光控制（cabc）和局部调光 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于内容自适应背光控制（CABC）的方法和装置。一种显示设备包括显示表面和背光，显示表面包括多个像素元件，背光被配置成照明显示表面。显示设备的显示驱动器被配置成接收显示数据的帧，所述显示数据包括用于在显示表面上显示图像的像素数据和用于在显示图像时调整背光的背光配置数据。显示驱动器进一步被配置成使用像素数据更新多个像素元件，且使用背光配置数据更新背光的强度。更具体地，对背光和显示表面的更新是针对所接收的显示数据的帧同时地执行的。

Description

主机内容自适应背光控制（CABC）和局部调光

技术领域

本实施例总体上涉及显示技术，并且具体地涉及用于显示设备的内容自适应背光控制（CABC）和局部调光。

背景技术

头戴式显示（HMD）设备被配置成佩戴在用户的头部上或以其它方式固定到用户的头部。HMD设备可以包括定位在用户的眼睛中的一只或两只前面的一个或多个显示器。HMD可以显示来自图像源的图像（例如，静止图像、图像序列和/或视频），所述图像叠加有来自（例如，如由相机捕获的）用户的周围环境的信息和/或图像，例如，以使用户沉浸在虚拟世界中。HMD设备在医疗、军事、游戏、航空、工程和各种其它专业和/或娱乐行业中具有应用。

HMD设备可以在其显示器中使用液晶显示器（LCD）技术。由于LCD不发光，因此LCD依赖于将光投射到显示器前面和/或从显示器后面投射光的单独光源。一些HMD设备使用背光的（backlit）LCD。背光的LCD组件包括定位在显示屏的表面后面的光源（例如，背光），该光源将光投射到LCD层上，以照明用于显示的像素。示例光源可包括冷阴极荧光灯（CCFL）、外部电极荧光灯（EEFL）、热阴极荧光灯（HCFL）、扁平荧光灯（FFL）、发光二极管（LED）或其任何组合。

内容自适应背光控制（CABC）是用于控制由LCD组件的背光发出的光的量从而例如以增强图像质量和/或节省功率的技术。例如，LCD组件可以包括经由调光信号控制背光的亮度的逆变器。调光信号可以是脉宽调制（PWM）波形，并且逆变器可以基于调光信号的占空比来反复地打开和关闭背光。调光的量可以取决于正被显示的图像的亮度（例如，像素强度）。例如，可以使用相对暗淡的背光来准确地再现较暗的图像。然而，当来自背光的照明量是不充分的时，较亮的图像可能被“截短”，从而导致看起来被洗掉的图像。

常规的CABC技术由LCD组件的显示驱动器（例如，提供在HMD设备上）来实现。例如，显示驱动器可以分析要在LCD上显示的图像，并且可以确定在显示对应的图像时要使用的背光的强度。因为在显示时间处计算背光强度，所以提供给背光的调光信号比提供给LCD的像素更新滞后至少一帧。换句话说，可基于来自先前帧的图像数据来计算针对当前帧实现的背光调光。该滞后可导致对HMD设备的用户相比于其它LCD应用（例如，电视、计算机监视器、移动设备屏幕等）的用户明显得多的伪影。

发明内容

提供本发明内容以便以简化的形式引入在以下具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本发明内容并不旨在识别权利要求主题的关键特征或必要特征，也不旨在限制所要求保护的主题的范围。

本公开的主题的一个创新方面可在包括显示表面的显示设备中实现，该显示表面包括多个像素元件和被配置成照明显示表面的背光。显示设备的显示驱动器被配置成接收显示数据的帧，所述显示数据包括用于在显示表面上显示图像的像素数据和用于在显示图像时调整背光的背光配置数据。显示驱动器进一步被配置成使用像素数据更新多个像素元件，且使用背光配置数据更新背光的强度。更具体地，对背光和显示表面的更新是针对所接收的显示数据的帧同时地执行的。

在一些实施例中，背光配置数据可被编码为像素数据的一部分。在一些方面中，像素数据的该部分可对应于图像的非显示区域。此外，在一些方面中，背光配置数据可根据每像素2位稀疏编码技术来编码，其中每一个位模式由不同像素颜色表示。

显示数据的帧可以对应于包括全视场（FFOV）图像和中央凹图像的帧缓冲器图像。在一些实施例中，显示设备可至少部分地基于帧缓冲器图像的纵横比识别对应于背光配置数据的像素数据的该部分。在一些方面中，显示设备可基于帧缓冲器图像的纵横比确定FFOV图像相对于（in relation to）中央凹图像的位置，且基于FFOV图像的位置识别对应于背光配置数据的像素数据的部分。

在一些实施例中，背光配置数据可被编码在FFOV图像的角落（corner）中。在一些方面中，当帧缓冲器图像的纵横比与显示表面的纵横比匹配时，中央凹图像可与FFOV图像合并。在一些其它方面中，当帧缓冲器图像的纵横比不同于显示表面的纵横比时，中央凹图像可与FFOV图像分离。

本公开的主题的另一创新方面可实现于包括主机设备和显示设备的系统中。主机设备被配置成从图像源接收图像数据。在一些实施例中，主机设备可基于所接收的图像数据渲染像素数据以用于显示图像。主机设备还可以基于所接收的图像数据来渲染背光配置数据以用于调整图像的亮度。主机设备可以生成包括像素数据和背光配置数据的帧缓冲器图像，并且在通信链路上发射帧缓冲器图像。显示设备包括显示表面和背光。在一些实施例中，显示设备可以被配置成经由通信链路接收帧缓冲器图像。显示设备可进一步使用所接收的帧缓冲器图像中的像素数据来更新显示表面的多个像素元件，且使用所接收的帧缓冲器图像中的背光配置数据来更新背光的强度。

在一些实施例中，主机设备可以通过将背光配置数据编码为帧缓冲器图像的非显示区域中的像素数据的一部分来生成帧缓冲器图像。

在一些方面中，背光可包括离散光源的阵列。因此，在一些实施例中，主机设备可通过生成指示离散光源中的每一个的相应强度的背光图像来渲染背光配置数据。主机设备还可以使用压缩技术来压缩背光图像，并且使用解压缩技术来解压缩背光图像。背光配置数据可以对应于解压缩的背光图像。

在一些实施例中，主机设备可以通过使用压缩技术压缩帧缓冲器图像并且在通信链路上发射压缩的帧缓冲器图像来发射帧缓冲器图像。在一些实施例中，显示设备可以通过经由通信链路接收压缩的帧缓冲器图像并且使用解压缩技术来解压缩所接收的帧缓冲器图像来接收帧缓冲器图像。

附图说明

通过示例的方式图示了本实施例，并且这些实施例不旨在受附图的图限制。

图1示出了其中可以实现本实施例的示例显示系统。

图2示出了根据一些实施例的示例背光控制器的框图。

图3示出了根据一些实施例的包括为显示设备提供背光控制的主机设备的示例显示系统。

图4示出了根据一些实施例的可以在显示设备上显示的示例图像。

图5示出了根据一些实施例的具有嵌入式背光配置的示例帧缓冲器图像。

图6示出了根据一些实施例的具有嵌入式中央凹坐标和背光配置的示例帧缓冲器图像。

图7示出了根据一些实施例的用于局部调光阵列的示例背光控制器的框图。

图8示出了根据一些实施例的具有局部调光阵列的示例显示系统的框图。

图9A和图9B是图示了显示设备的显示驱动器、显示器和背光之间的示例定时关系的时序图。

图10是描绘用于在主机设备上生成包括背光配置数据的帧缓冲器图像的示例操作的说明性流程图。

图11是描绘用于使用从主机设备接收的帧缓冲器图像来同时更新显示表面和背光的示例操作的说明性流程图。

具体实施方式

在以下描述中，阐述了许多具体细节，诸如具体部件、电路和过程的示例，以提供对本公开的透彻理解。如本文中所使用的术语“耦合”意指直接连接到一个或多个中间部件或电路或通过一个或多个中间部件或电路连接。术语“电子系统”和“电子设备”可以可互换地使用，以指代能够电子地处理信息的任何系统。此外，在以下描述中并且出于解释的目的，阐述了具体术语以提供对本公开的各方面的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，实践示例实施例可能不需要这些具体细节。在其它实例中，以框图形式示出了公知的电路和设备以避免使本公开不清楚。以下详细描述的一些部分是根据过程、逻辑框、处理和对计算机存储器内的数据位的操作的其它符号表示来呈现的。

这些描述和表示是由数据处理领域的技术人员用来最有效地将其工作的实质传达给本领域其它技术人员的手段。在本公开中，过程、逻辑框、处理等被认为是导致期望结果的步骤或指令的自洽序列。这些步骤是需要对物理量进行物理操纵的那些步骤。通常，尽管不是必要的，这些量采用能够在计算机系统中存储、传送、组合、比较和以其它方式操纵的电或磁信号的形式。然而，应当记住，所有这些和类似的术语将与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量的方便标记。

除非如从下面的讨论中显而易见的另有明确声明，否则可以理解的是，在整个本申请中，利用这些术语（诸如“访问”、“接收”、“发送”、“使用”、“选择”、“确定”、“归一化”、“相乘”、“平均”、“监视”、“比较”、“应用”、“更新”、“测量”、“导出”等）的讨论是指计算机系统或类似电子计算设备的动作和过程，该计算机系统或类似电子计算设备操纵表示为计算机系统的寄存器和存储器内的物理（电子）量的数据并将其转换为类似地表示为计算机系统存储器或寄存器或其它这样的信息存储、传输或显示设备内的物理量的其它数据。

在附图中，单个框可以被描述为执行一个或多个功能；然而，在实际实践中，由该框执行的一个或多个功能可在单个部件中或跨多个部件来执行，和/或可使用硬件、使用软件或使用硬件和软件的组合来执行。为清楚地说明硬件与软件的这种可互换性，各种说明性部件、框、模块、电路和步骤已经在下面在其功能性方面进行大致描述。这样的功能性是实现为硬件还是软件取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束。熟练的技术人员可以针对每个特定应用以变化的方式实现所描述的功能性，但是这样的实现方式决策不应解释为导致背离本发明的范围。而且，示例输入设备可以包括除了所示出的那些之外的部件，包括公知的部件，诸如处理器、存储器等。

本文中所描述的技术可以以硬件、软件、固件或其任何组合来实现，除非明确描述为以特定方式实现。描述为模块或部件的任何特征也可一起实现在集成逻辑设备中或单独实现为离散但可互操作的逻辑设备。如果以软件实现，那么该技术可至少部分地由包括指令的非暂时性处理器可读存储介质来实现，所述指令在执行时执行以上所描述的方法中的一个或多个。非暂时性处理器可读数据存储介质可形成计算机程序产品的部分，其可包括封装材料。

非暂时性处理器可读存储介质可包括诸如同步动态随机存取存储器（SDRAM）的随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、非易失性随机存取存储器（NVRAM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、FLASH存储器、其它已知存储介质等。另外或可替代地，该技术可至少部分地由承载或传送以指令或数据结构形式的代码且可由计算机或其它处理器访问、读取和/或执行的处理器可读通信介质来实现。

结合本文中所公开的实施例而描述的各种说明性逻辑框、模块、电路和指令可由一个或多个处理器执行。如本文中所使用的术语“处理器”可以指代能够执行存储在存储器中的一个或多个软件程序的脚本或指令的任何通用处理器、常规处理器、控制器、微控制器和/或状态机。如本文中所使用的术语“电压源”可指代直流（DC）电压源、交流（AC）电压源或创建电势（诸如接地）的任何其它装置。

图1示出了其中可以实现本实施例的示例显示系统100。显示系统100包括主机设备110和显示设备120。显示设备120可以是被配置成向用户显示图像或图像序列（例如，视频）的任何设备。在一些实施例中，显示设备120可以是头戴式显示（HMD）设备。在一些方面中，主机设备110可实现为显示设备120的物理部分。可替代地，主机设备110可使用各种有线和/或无线互连及通信技术（诸如，总线及网络）耦合到显示设备120的部件（且与其通信）。示例技术可包括集成电路间（I²C）、串行外围接口（SPI）、PS/2、通用串行总线（USB）、蓝牙®、红外数据协会（IrDA）以及由IEEE 802.11标准定义的各种射频（RF）通信协议。在图1的示例中，主机设备110和HMD设备120被示出为单独的装备件。然而，在实际实现方式中，主机设备110和HMD设备120可为同一物理设备框架内的单独部件。

主机设备110从图像源（为简单起见未示出）接收图像源数据101，且渲染图像源数据101以用于在显示设备120上显示（例如，作为显示数据102）。在一些实施例中，主机设备110可包括渲染引擎112，所述渲染引擎112被配置成根据显示设备120的一个或多个能力来处理图像源数据101。例如，在一些方面中，显示设备120可以基于用户的眼睛位置向用户显示动态更新的图像。更具体地，显示设备120可以跟踪用户的眼睛移动，并且可以以比图像（例如，全帧图像）的其它区域更高的分辨率显示与用户的凝视点（例如，中央凹区域）重合的图像的一部分。因此，在一些实施例中，渲染引擎112可以生成要叠加在全帧图像的中央凹区域中的高分辨率中央凹图像。在一些其它实施例中，渲染引擎112可以在显示设备120上缩放全帧图像以用于显示（例如，以比中央凹图像更低的分辨率）。

显示设备120从主机设备110接收显示数据102，并且基于所接收的显示数据102向用户显示对应的图像。在一些实施例中，显示设备120可以包括显示器122和背光124。显示器122可以是能够向用户显示图像或图像序列的任何类型的动态显示器。合适的显示屏技术的示例可包括但不限于发光二极管（LED）、有机LED（OLED）、阴极射线管（CRT）、液晶显示器（LCD）、等离子体和电致发光（EL）。

在一些实施例中，显示器122可以是由像素元件（例如，液晶单元）的阵列形成的液晶显示（LCD）面板，该像素元件的阵列被配置成允许变化量的光从显示面板的一个表面传递到另一表面（例如，取决于施加到每一像素元件的电压或电场）。例如，显示设备120可以向像素元件中的每个施加适当的电压，以在显示器122上渲染包括叠加在全帧图像上的中央凹图像的组合图像。如上所述，LCD不发光，并且因此依赖于单独的光源来照明像素元件，使得图像可由用户观看。

背光124可邻近显示器122定位以从背后照明像素元件。背光124可包括一个或多个光源，其包括但不限于冷阴极荧光灯（CCFL）、外部电极荧光灯（EEFL）、热阴极荧光灯（HCFL）、扁平荧光灯（FFL）、发光二极管（LED）或其任何组合。在一些方面中，背光124可包括可向显示器122的不同区域提供不同照明水平的离散光源（诸如LED）的阵列。在一些实施例中，显示设备120可包括逆变器（为简单起见未示出），该逆变器可动态地更改背光124的强度或亮度，例如以增强图像质量和/或节省功率。

如上所述，背光124的强度可影响在显示器122上呈现的图像或视频的质量。例如，对背光124调光超过特定阈值可能导致显示器122的一个或多个像素变得被截短，从而导致洗掉。另一方面，将背光124的强度从帧到帧变化显著的量可创建可能高度分散用户注意力的闪烁效应。因此，在一些实施例中，显示系统100可包括背光控制器（为简单起见未示出），该背光控制器可动态地配置背光124的强度以减少这样的伪影的发生和/或防止其干扰用户的观看体验。

图2示出了根据一些实施例的示例背光控制器200的框图。在一些实施例中，背光控制器200可包括在图1的显示系统100中或由其实现，以在显示特定图像或帧时确定期望（例如，最佳）背光强度。更具体地，背光控制器200可以至少部分地基于与要在显示器122上渲染的图像或帧相关联的像素信息来确定背光124的照明的强度或量。背光控制器200可以包括图像分析模块210、颜色控制模块220、闪烁控制模块230和像素校正模块240。

图像分析模块210可接收与要由对应显示设备（例如，显示器122）显示的图像相关联的图像数据201，且可基于所接收的图像数据201确定图像的像素强度信息202。如上所述，显示器122可以是包括像素元件（例如，液晶单元）的阵列的LCD显示面板。每个像素元件可以进一步包括多个子像素，所述子像素包括但不限于红色（R）、绿色（G）和蓝色（B）子像素。图像数据201可以包括要显示的图像的子像素的R、G和B值。更具体地，R、G和B值可以指示每个像素的亮度水平（或灰度水平）。因此，在一些方面中，图像分析模块210可基于来自所接收图像数据201的R、G和B值的加权总和（或平均值）而生成指示每一像素的亮度（或灰度）水平的像素强度信息202。

颜色控制模块220可以从图像分析模块210接收像素强度信息202，并且可以基于像素强度信息202来确定阈值背光强度203。在一些实施例中，颜色控制模块220可以执行对每个像素的亮度水平（例如，如从像素强度信息202导出的）的基于直方图的分析，以确定阈值背光强度203。例如，直方图可以表示要显示的图像的像素亮度分布。更具体地，直方图可以指示图像中的每个亮度水平的频率（例如，与每个亮度水平相关联的像素的数量）。颜色控制模块220可以分析图像的像素亮度分布以确定要显示的图像的总体亮度量度。然后，颜色控制模块220可以基于图像的亮度量度来确定阈值背光强度203。例如，阈值背光强度203可对应于可实现或维持图像的亮度量度的最低背光强度。

如上所述，对背光调光超过某个阈值可能导致显示器的一个或多个像素变得被截短，从而导致洗掉。换句话说，当像素的亮度不能进一步通过向液晶单元施加较高（或较低）的电压而增加时，背光的强度变为限制因素（对于像素强度）。因此，在一些方面中，颜色控制模块220可以通过根据在像素亮度分布中观察到的最亮像素强度设置图像的亮度量度来防止洗掉。例如，如果图像中的最亮像素处于最大亮度水平的80%，则图像的总体亮度量度可以被表征为80%。因此，阈值背光强度203可被设置为处于背光的最大可实现亮度的80%。

然而，应当注意的是，一些程度的洗掉对于人眼来说实际上是不明显的。因此，在一些方面中，颜色控制模块220可允许像素中的一些被截短，以便进一步减小背光的强度。例如，颜色控制模块220可以基于图像中的每个像素的平均亮度（或加权平均值）来计算图像的总体亮度量度。例如，如果像素亮度分布暗示平均像素亮度处于最大亮度水平的60%，则图像的总体亮度量度可以被表征为60%。因此，阈值背光强度203可以被设置为处于背光的最大可实现亮度的60%。

闪烁控制模块230可以从颜色控制模块220接收阈值背光强度信息203，并且可以确定要与当前图像或帧相关联的最终背光强度204。在一些实施例中，闪烁控制模块230可以执行对与序列中的一个或多个先前图像或帧相关联的背光强度的历史分析，以确定当前图像或帧的背光强度204。如上所述，将背光强度从帧到帧变化显著的量，可创建可高度分散用户注意力的闪烁效应。因此，在一些实施例中，闪烁控制模块230可以“消除（smoothout）”背光强度的任何改变，以减少所显示的图像中的闪烁。

在一些方面中，闪烁控制模块230可确保背光强度的改变逐渐发生。例如，闪烁控制模块230可以基于阈值背光强度203和与一个或多个先前帧相关联的背光强度的平均值（或加权平均值）来计算当前帧的背光强度204。因此，如果与先前帧相关联的背光强度被设置为处于背光的最大亮度的100%，并且当前帧的阈值背光强度203被设置为处于60%，则闪烁控制模块230可以将当前帧的最终背光强度204设置为处于背光的最大亮度的80%。

在一些其它方面中，闪烁控制模块230可确保背光强度不改变超过阈值量。例如，如果阈值背光强度203偏离一个或多个先前帧的背光强度超过阈值量（例如，±10%），则闪烁控制模块230可根据阈值量限制（cap）背光强度的改变。因此，如果与先前帧相关联的背光强度设置为处于背光的最大亮度的100%，并且当前帧的阈值背光强度203设置为处于60%，则闪烁控制模块230可将当前帧的最终背光强度204设置为处于90%（例如，假设背光强度的阈值改变限制在±10%）。

像素校正模块240可从闪烁控制模块230接收背光强度信息204且从图像分析模块210接收像素强度信息202，且可确定与当前图像或帧相关联的一个或多个像素调整值205。在一些实施例中，像素调整值205可用于与施加到背光的调光量成比例地调整控制显示器的像素元件的电压。如上所述，施加到像素元件的电压由该特定像素元件确定允许通过到显示器的表面的光（例如，来自背光）的量。降低背光的强度会自然地导致降低的像素亮度。为了补偿背光的降低的亮度，可能期望增加（或减小）一个或多个像素的电压以允许更大量的光通过。

因此，取决于特定像素的期望亮度（例如，如从像素强度信息202导出的），像素校正模块240可选择性地调整原本将另外施加到该特定像素的电压，例如以补偿与要显示的图像相关联的背光的亮度（例如，如从背光强度信息204导出的）。例如，如果背光强度204被降低（相对于其最大亮度的）10%，则像素校正模块240可以确定施加到一个或多个像素元件的电压应当成比例地增加（例如，以允许10%更多的光通过）。

背光强度信息204和像素调整值205共同对应于可用于控制显示器的像素元件和与显示器相关联的背光的背光配置。例如，背光强度信息204可被提供给显示设备120上的逆变器以动态地使背光124调光（例如，使用PWM控制信号）。类似地，可将像素调整值205提供到显示设备120上的栅极线驱动器和/或源极线驱动器以（例如，经由相应的栅极线和源极线）将调整的电压驱动到对应像素元件上。

在常规显示系统中，背光控制器200被提供在驻留在显示设备（例如，显示设备120）上的显示驱动器上（或由其实现）。因此，显示驱动器可生成背光配置（例如，包括背光强度信息204和像素调整值205），同时同时地渲染从主机接收的显示数据的每一帧。然而，因为背光配置是基于已经显示的帧来确定的，所以背光强度信息204和像素调整值205可滞后提供给像素阵列的控制信息至少一个帧。换句话说，当在序列中显示下一帧时，实际上实现从特定帧生成的背光强度信息204和像素调整值205。该滞后可导致对HMD设备的用户相比于其它显示应用（例如，电视、计算机监视器、移动设备屏幕等）的用户明显得多的伪影。

在一些实施例中，背光控制器200可提供在主机设备110上（或由主机设备110实现）。例如，主机设备110可在处理用于在显示设备120上显示的图像源数据101的同时同时地生成背光强度信息204及像素调整值205。因此，主机设备110可将背光强度信息204及像素调整值205与显示数据102一起发送到显示设备120。在一些实施例中，主机设备110可以将背光强度信息204和像素调整值205记录在显示数据102中（例如，如下面更详细地描述的）。因此，在从主机设备110接收显示数据102时，显示设备120可以使用正确的像素调整值205和用于控制针对该特定帧的背光124的背光强度信息204来渲染显示器122上的对应的图像。

图3示出了根据一些实施例的包括为显示设备320提供背光控制的主机设备310的示例显示系统300。显示系统300可以是图1的显示系统100的示例实施例。因此，显示设备320可以是被配置成向用户显示图像或图像序列（例如，视频）的任何设备。在一些实施例中，显示设备320可以是头戴式显示（HMD）设备。此外，在一些方面中，主机设备310可被实现为显示设备320的物理部分。可替代地，主机设备310可使用各种有线和/或无线互连及通信技术（诸如总线及网络）耦合到显示设备320的部件（且与其通信）。

主机设备310从图像源（为简单起见未示出）接收图像源数据301，并且渲染图像源数据301以用于在显示设备320上显示（例如，作为显示数据305）。在一些实施例中，主机设备310可以在操作显示设备320的同时基于用户的眼睛位置和/或移动来动态地渲染图像源数据301。例如，主机设备310可以以比图像（例如，全帧图像）的其它区域更高的分辨率渲染与用户的凝视点（例如，中央凹区域）重合的图像的一部分。图像的总体分辨率可以取决于在显示设备320中的显示器的先前渲染、存储要求和/或分辨率。例如，图4示出了可以在显示设备320上显示的组合图像400。组合图像400被示出为包括与全视场（FFOV）图像402合并的中央凹图像404。在一些方面中，组合图像400可以（例如，在显示设备320的单个显示面板或表面上）被显示给用户的两只眼睛。在其它方面中，组合图像400的变化可以（例如，使用显示设备320的多个显示面板或表面）被显示给不同的眼睛。

FFOV图像402跨越用户的视线408的外围。因此，FFOV图像402可与要跨显示设备320的显示区域的大部分（如果不是全部）显示的全帧图像对应。例如，在虚拟现实环境中，FFOV图像402可以示出由用户的眼睛在任何给定时刻看到的可观察的虚拟或真实世界的范围。相比之下，中央凹图像404仅跨越用户的视线408的中央凹区域。中央凹区域可以对应于组合图像400的可由用户的眼睛406的中央凹中心部分观看的部分（例如，其中确定用户在任何给定时刻具有最大视敏度的区域）。在一些实施例中，中央凹图像404可以跨越大于用户的视线408的实际中央凹区域的区域，以补偿眼睛跟踪中的误差和/或延迟。

如图4中所示，与FFOV图像402相比，中央凹图像404可包含组合图像400的相对小部分。更具体地，当生成组合图像400时，中央凹图像404可以叠加在FFOV图像402的一部分上（例如，与用户的视线408的中央凹区域重合）。因为中央凹图像404跨越其中用户具有最大视敏度的区域，所以可以以比FFOV图像402更高的分辨率来渲染中央凹图像404。因此，中央凹图像404可以看起来比组合图像400中的FFOV图像402更尖锐。在一些实施例中，中央凹图像404可以自始至终具有均匀的分辨率。在其它实施例中，中央凹图像404可以具有在边缘处被缩放的分辨率。例如，可以以比中央凹图像404的外部部分（例如，边缘）更高的分辨率来渲染中央凹图像404的中心部分。此外，当生成组合图像400时，中央凹图像404的边缘和/或边界区域可以混合到FFOV图像402中。例如，混合可以在中央凹图像404和FFOV图像402之间创建更平滑或更自然的边界。

返回参考图3，主机设备310可以包括全视场（FFOV）渲染引擎312、中央凹渲染引擎314、背光控制器316和图像输送模块318。FFOV渲染引擎312被配置成基于图像源数据301生成FFOV图像302（诸如图4的FFOV图像402）。例如，FFOV图像302可与跨显示设备320的显示区域的大部分（如果不是全部）显示的全帧图像对应。由于FFOV图像302可以跨越用户的视线的外围，所以FFOV渲染引擎312可以以相对低的分辨率（例如，图像源数据301和/或显示设备320的最大分辨率的一半）渲染FFOV图像302以节省带宽。

中央凹渲染引擎314被配置成基于图像源数据301生成中央凹图像303（诸如图4的中央凹图像404）。例如，中央凹图像303可仅跨越用户的视线的中央凹区域。由于中央凹区域可以对应于其中确定用户具有最大视敏度的区域，中央凹渲染引擎314可以以相对高的分辨率（例如，图像源数据301和/或显示设备320的最大分辨率）渲染中央凹图像303。在一些实施例中，中央凹图像303可以被配置成跨越大于用户的视线的实际中央凹区域的区域，以补偿眼睛跟踪中的误差和/或延迟。在一些实施例中，中央凹图像303可以自始至终具有均匀的分辨率。在其它实施例中，中央凹图像303可以具有在边缘处被缩放的分辨率。

背光控制器316被配置成基于图像源数据301生成背光配置304。在一些实施例中，图2的背光控制器200可以是背光控制器316的示例实现方式。因此，背光控制器316可确定在显示与图像源数据301相关联的图像时要使用的背光强度。例如，在对应图像（例如，基于图像源数据301）显示在显示设备320上时，背光控制器316可确定要施加到显示设备320的背光的调光量（诸如背光强度信息204）及要施加到显示设备320的显示器的像素元件的电压调整（诸如像素调整值205）。因此，在一些方面中，背光配置304可包括背光强度信息204和/或像素调整值205。

图像输送模块318被配置成将FFOV渲染引擎312、中央凹渲染引擎314和背光控制器316的输出组合成要发射到显示设备320的显示数据305的单个帧。例如，图像输送模块318可以对FFOV图像302、中央凹图像303和背光配置304进行编码和/或压缩，以用于通过有线或无线通信介质进行传输。更具体地，图像输送模块318可以在相同的信道上将背光配置304与FFOV图像302和中央凹图像303一起发射（例如，作为显示数据305）。在一些实施例中，图像输送模块318可以将背光配置304编码为存储在FFOV图像302上的像素数据。这可以减小主机设备310和显示设备320之间的通信的带宽和/或频率，并且确保背光配置304被接收，并且因此由显示设备320与相关联的图像数据（例如，对应于FFOV图像302和中央凹图像303）同时地处理。

参考例如图4，FFOV图像402（和组合图像400）可以包括多个非显示区域410。在一些方面中，非显示区域410可对应于缺乏像素数据的FFOV图像402中的未使用像素。例如，非显示区域410可以缺乏用于捕获FFOV图像402的相机透镜的光学限制的结果的像素数据。在一些其它方面中，非显示区域410可对应于不能被用户观看的FFOV图像402的部分。例如，非显示区域410可以与超出用户的视线408的外围的FFOV图像402的显示和/或区域的曲率一致。本公开的各方面认识到，因为非显示区域410不可由显示设备320显示和/或不可由用户观看，所以可在其中编码附加像素数据而不干扰用户的观看体验。因此，在一些实施例中，图像输送模块318可以在FFOV图像302的一个或多个非显示区域中编码背光配置304。

在一些实施例中，图像输送模块318可以将FFOV图像302和中央凹图像303合并成组合图像（诸如图4的组合图像400），并且将组合图像作为单个帧发射到显示设备320以用于显示。例如，图5示出了示例帧缓冲器图像500，其可以在将FFOV图像302与中央凹图像303合并时由图像输送模块318生成。当生成帧缓冲器图像500时，图像输送模块318可以首先将FFOV图像302放大到一分辨率，以该分辨率其将被显示（例如，FFOV图像504）。图像输送模块318然后可以将中央凹图像303与FFOV图像302合并作为叠加（例如，中央凹图像502）。在一些实施例中，图像输送模块318可进一步将背光配置304编码在与FFOV图像504的非显示区域重合的帧缓冲器图像500的一部分中。在图5的示例中，背光配置506被编码在帧缓冲器图像500的左上角。

在一些实施例中，背光配置506可被编码为像素数据。例如，背光配置506可使用帧缓冲器图像500的前2行的前32个像素来编码。在一些实现方式中，图像输送模块318可使用每像素2位稀疏编码技术来编码背光配置506。例如，位“00”可以被编码为黑色像素，位“10”可以被编码为红色像素，位“10”可以被编码为绿色像素，并且位“11”可以被编码为白色像素。稀疏编码可提供相对于沿着数据路径的压缩和/或其它处理的较大鲁棒性，且因此可允许背光配置506经受显示流压缩（DSC）和/或其它压缩算法或技术。在一些实现方式中，背光配置506可指定背光突发（例如，12位）的长度或持续时间和/或用于控制背光突发（例如，12位）的PWM电流。例如，可以调整长度或PWM值，以设置背光的亮度或强度。

在一些其它实施例中，图像输送模块318可以分别发射FFOV图像302和中央凹图像303，但是在相同的帧中（例如，FFOV图像302和中央凹图像303作为同一帧缓冲器图像的一部分被顺序地发送）。例如，图6示出了示例帧缓冲器图像600，其可以在与中央凹图像303分别发射FFOV图像302时由图像输送模块318生成。当生成帧缓冲器图像600时，图像输送模块318可以不将FFOV图像302放大到一分辨率，以该分辨率其将被显示（例如，FFOV图像604）。相反，FFOV图像302和中央凹图像303各自以它们的“天生”分辨率来发射。因此，发射帧缓冲器图像600所需的带宽可实质上小于发射图5的帧缓冲器图像500所需的带宽。在图6的示例中，中央凹图像303可以被编码在帧缓冲器图像600的第一部分（例如，中央凹图像602）中，并且FFOV图像302可以被编码在帧缓冲器图像600的第二部分（例如，FFOV图像604）中。因此，中央凹图像602和FFOV图像604可以由图像输送模块318顺序地（例如，以编码的顺序）发射。

在一些实施例中，图像输送模块318可进一步在帧缓冲器图像600中编码指定FFOV图像604的中央凹区域的一组中央凹坐标608。例如，中央凹坐标608可以向显示设备320指示在显示器上渲染组合图像（诸如图4的组合图像400）时相对于FFOV图像604叠加中央凹图像602的位置。在一些实施例中，图像输送模块318可以在与FFOV图像604的非显示区域重合的帧缓冲器图像600的一部分中编码中央凹坐标608。图像输送模块318可进一步在帧缓冲器图像600的相同（或不同）部分中编码背光配置304。在图6的示例中，中央凹坐标608和背光配置606被编码在帧缓冲器图像600的左上角。

在一些实施例中，中央凹坐标608和/或背光配置606可以被编码为像素数据。例如，中央凹坐标608和/或背光配置606可以使用帧缓冲器图像600的前2行的前32个像素来编码。在图6的示例中，中央凹坐标608被编码在帧缓冲器图像600的第一行上，并且背光配置606被编码在帧缓冲器图像600的第二行上。在一些实现方式中，图像输送模块318可使用每像素2位稀疏编码技术来编码中央凹坐标608和/或背光配置606。例如，位“00”可以被编码为黑色像素，位“01”可以被编码为红色像素，位“10”可以被编码为绿色像素，并且位“11”可以被编码为白色像素。稀疏编码可提供相对于沿着数据路径的压缩和/或其它处理的较大鲁棒性，且因此可允许中央凹坐标608和/或背光配置506经受显示流压缩（DSC）和/或其它压缩算法或技术。

在一些实现方式中，中央凹坐标608可以识别与FFOV图像604的中央凹区域相关联的至少一个像素位置。例如，在一些方面中，中央凹坐标608可以识别中央凹区域的特定角落或中心中的像素。在一些其它方面中，中央凹坐标608可识别限定中央凹区域的边界的一组像素。在一些实现方式中，背光配置606可指定背光突发（例如，12位）的长度或持续时间和/或用于控制背光突发（例如，12位）的PWM电流。例如，可以调整长度或PWM值，以设置背光的亮度或强度。

显示设备320从主机设备310接收显示数据305并向用户显示对应的图像。在一些实施例中，显示设备320可以包括耦合到显示器324和背光326的显示驱动器322。在一些实施例中，显示器324可为由像素元件（例如，液晶单元）的阵列形成的液晶显示（LCD）面板，该像素元件的阵列被配置成允许变化量的光从显示面板的一个表面传递到另一表面（例如，取决于施加到每个像素元件的电压或电场）。背光326可包括一个或多个光源，其包括但不限于冷阴极荧光灯（CCFL）、外部电极荧光灯（EEFL）、热阴极荧光灯（HCFL）、扁平荧光灯（FFL）、发光二极管（LED）或其任何组合。在一些方面中，背光326可包括可向显示器324的不同区域提供不同照明水平的离散光源（例如，LED）的阵列。

显示驱动器322可基于所接收的显示数据305生成一个或多个像素控制信号306，以更新显示器324的像素元件。显示驱动器322还可以基于所接收的显示数据305生成一个或多个背光控制信号307，以调整背光326的亮度。例如，显示数据305可以对应于其中FFOV图像302已经与中央凹图像303合并的帧缓冲器图像（诸如图5的帧缓冲器图像500）或其中FFOV图像302与中央凹图像303分别编码的帧缓冲器图像（诸如图6的帧缓冲器图像600）。在一些实施例中，显示驱动器322可至少部分地基于帧缓冲器图像的纵横比（或显示格式）来确定如何处理所接收的显示数据305。

例如，如果帧缓冲器图像的纵横比与显示器324的纵横比匹配，则显示驱动器322可以确定FFOV图像302和中央凹图像303已经被合并成组合图像（例如，如图5中所示）。因此，显示驱动器322可以照原来的样子（as-is）在显示器324上（例如，使用像素控制信号306）渲染帧缓冲器图像。显示驱动器322还可以寻找在与FFOV图像302的非显示区域重合的帧缓冲器图像的一部分（诸如帧缓冲器图像的左上角）中编码的背光配置数据。然后，显示驱动器可以基于背光配置数据中包括的背光强度信息（例如，使用背光控制信号307）将适当量的调光施加到背光326。在一些实施例中，显示驱动器322可进一步基于背光配置数据中包括的像素调整值来对像素控制信号306执行调整。

然而，如果帧缓冲器图像的纵横比与显示器324的纵横比不匹配，则显示驱动器322可以确定FFOV图像302和中央凹图像303被分别编码（例如，如图6中所示）。因此，显示驱动器322可以基于帧缓冲器图像中的FFOV图像302和中央凹图像303的相对位置来从帧缓冲器图像中解析FFOV图像302和中央凹图像303。显示驱动器322然后可以将FFOV图像302放大到一分辨率，以该分辨率其将在显示器324上被渲染。由于中央凹图像303以一分辨率被接收，以该分辨率其将在显示器324上被渲染，所以显示驱动器322可以（例如，使用像素控制信号306）将中央凹图像303与FFOV图像302合并为叠加图。显示驱动器322还可以寻找在与FFOV图像302的非显示区域重合的帧缓冲器图像的一部分中（诸如在帧缓冲器图像的中间左侧部分中）编码的背光配置数据。然后，显示驱动器可以基于背光配置数据中包括的背光强度信息（例如，使用背光控制信号307）将适当量的调光施加到背光326。在一些实施例中，显示驱动器322可进一步基于背光配置数据中包括的像素调整值来对像素控制信号306执行调整。

因为背光配置304在主机设备310上生成并且与其它图像数据（例如，FFOV图像302和中央凹图像303）在相同的信道上（例如，作为显示数据305）同时发射到显示设备320，所以背光配置304保持与由显示设备320接收的相关联的FFOV图像302和中央凹图像303同步。因此，当显示从显示设备320导出的对应图像时，显示设备320可施加背光配置304。这可以降低显示设备320上显示的图像中的伪影的频率和/或严重性。此外，通过在帧缓冲器图像中编码背光配置304，主机设备310可以减小与显示设备320的通信的带宽和/或频率，并且确保背光配置304被接收，并且因此由显示设备320与相关联的图像数据（例如，对应于FFOV图像302和中央凹图像303）同时地处理。

应注意，在一些实现方式中，背光326可包括可向显示器324的不同区域提供不同照明水平的离散光源（诸如LED）的阵列。例如，每个光源可被单独控制以将特定照明水平提供到像素元件的特定子集。因此，背光配置304可包括描述要被提供给阵列中的每个光源的照明水平的背光“图像”。本公开的各方面认识到背光配置304的压缩（例如，经由图像输送模块318）可导致背光图像中的伪影。因此，由显示设备320接收的背光图像可不同于由主机设备310生成的背光图像。因此，在一些实施例中，背光控制器316可以对与背光图像相关联的像素调整值进行预失真，以确保由显示设备320再现正确的图像亮度（例如，以补偿由于压缩而导致的背光图像中的伪影）。

图7示出了根据一些实施例的用于局部调光阵列的示例背光控制器700的框图。背光控制器700可以是图3的背光控制器316的示例实施例。例如，背光控制器700可至少部分地基于与要在显示器324上渲染的图像或帧相关联的像素信息而确定背光326（例如，局部调光阵列）中的每一个离散光源的照明的强度或量。背光控制器700可以包括图像分析模块710、颜色控制模块720、预失真模块730和像素校正模块740。

图像分析模块710可接收与将由对应显示设备（例如，显示器324）显示的图像相关联的图像数据701，且可基于所接收的图像数据701确定图像的像素强度信息702。在一些实施例中，显示器724可以是包括像素元件（例如，液晶单元）的阵列的LCD显示面板。每个像素元件可以进一步包括多个子像素，所述子像素包括但不限于红色（R）、绿色（G）和蓝色（B）子像素。图像数据701可以包括要显示的图像的子像素的R、G和B值。更具体地，R、G和B值可以指示每个像素的亮度水平（或灰度水平）。因此，在一些方面中，图像分析模块710可基于来自所接收图像数据701的R、G和B值的加权总和（或平均值）而生成指示每个像素的亮度（或灰度）水平的像素强度信息702。

颜色控制模块720可从图像分析模块710接收像素强度信息702，且可基于像素强度信息702生成背光图像703。在一些实施例中，颜色控制模块720可以执行对每个像素的亮度水平（例如，如从像素强度信息702导出的）的基于直方图的分析，以确定局部调光阵列中的每个离散光源的适当的背光强度。例如，直方图可以指示图像中的每个亮度水平（例如，与每个亮度水平相关联的像素的数量）的频率。颜色控制模块720可以分析图像的像素亮度分布以确定图像的每个可照明区域（例如，与离散光源重合的像素的每个分组）的总体亮度量度。然后，颜色控制模块720可以基于图像的各种亮度量度来生成背光图像703。例如，背光图像703可指示每个离散光源的可实现或维持相关联的像素分组的亮度量度的最低背光强度。

如上所述，对特定光源调光超过特定阈值可能导致显示器的一个或多个像素被截短，从而导致洗掉。换句话说，当像素的亮度不能通过向液晶单元施加较高（或较低）的电压而进一步增加时，光源的强度变为限制因素（对于像素强度）。因此，在一些方面中，颜色控制模块720可以通过根据在与该区域相关联的像素亮度分布中观察到的最亮像素强度设置图像的可照明区域的亮度量度来防止洗掉。例如，如果特定区域中的最亮像素处于最大亮度水平的80%，则区域的总体亮度量度可以被表征为80%。因此，与该区域重合的光源的强度可以被设置为处于光源（例如，如在背光图像703中所指示的）的最大可实现亮度的80%。

然而，应当注意的是，一些程度的洗掉对于人眼来说实际上是不明显的。因此，在一些方面中，颜色控制模块720可允许截短像素中的一些以便进一步减小背光的强度。例如，颜色控制模块720可以基于该区域中的像素中的每个的平均亮度（或加权平均值）来计算图像的每个可照明区域的总体亮度量度。例如，如果像素亮度分布暗示特定区域的平均像素亮度处于最大亮度水平的60%，则该区域的总体亮度量度可以被表征为60%。因此，与该区域重合的光源的强度可以设置为处于光源（例如，如在背光图像703中所指示的）的最大可实现亮度的60%。

像素校正模块740可从颜色控制模块720接收背光图像703且从图像分析模块710接收像素强度信息702，且可确定与当前图像或帧相关联的一个或多个像素调整值704。在一些实施例中，像素调整值704可用于与施加到背光中的相应光源的调光量成比例地调整控制显示器的像素元件的电压。如上所述，施加到像素元件的电压由该特定像素元件确定允许通过到显示器的表面的光（例如，来自光源）的量。降低背光的强度会自然地导致降低的像素亮度。为了补偿背光的降低的亮度，可能期望增加（或减小）像素中的一个或多个的电压以允许更大量的光通过。

因此，取决于特定像素的期望的亮度（例如，如从像素强度信息702导出的），像素校正模块740可选择性地调整原本将另外施加到该特定像素的电压，例如，以补偿与要显示的像素相关联的光源的亮度（例如，如从背光图像703导出的那样）。例如，如果特定光源的强度被降低（相对于其最大亮度的）10%，那么像素校正模块740可确定应按比例增加施加到一个或多个相关联像素元件的电压（例如，以允许10%更多的光通过）。

如上所述，数据压缩可导致背光图像703中的伪影（例如，当在主机设备310与显示设备320之间发射时）。因此，由显示设备320接收的背光图像可不同于由主机设备310生成的背光图像。换句话说，在不补偿这样的伪影的情况下，当背光图像703与像素调整值704组合时，在显示器324上渲染的像素可能不具有正确的颜色和/或亮度。因此，在一些实施例中，预失真模块730可以预失真提供给像素校正模块740的背光图像703，例如，以补偿由数据压缩导致的背光图像703中的伪影。

更具体地，预失真模块730可以（例如，使用由图像输送模块318和/或沿着数据路径的任何其它源实现的任何压缩算法或技术）压缩背光图像703并且立即（例如，使用由显示驱动器322和/或沿着数据路径的任何其它源实现的任何解压缩算法或技术）解压缩背光图像703，从而预加载具有将被显示设备320感知的伪影的背光图像703。因此，像素校正模块740可基于预失真背光图像703生成像素调整值704。这可以确保像素调整值704与将由显示设备320接收的背光图像703（例如，包括由压缩/解压缩引起的任何伪影）同步或以其它方式重合。

图8示出了根据一些实施例的具有局部调光阵列的示例显示系统800的框图。显示系统包括背光控制器810和显示设备820。显示系统800可以是图3的显示系统300的示例实施例。例如，显示设备820可以是被配置成向用户显示图像或图像序列（例如，视频）的任何设备。在一些实施例中，显示设备820可以是头戴式显示（HMD）设备。此外，背光控制器810可驻留在主机设备（诸如图3的主机设备310）上，所述主机设备经由通信链路805耦合到显示设备820或与显示设备820通信。如上所述，链路805可以是使用各种通信技术的有线和/或无线介质（诸如总线和网络）。

显示设备820可以是图3的显示设备320或图1的显示设备120的示例实施例。在图8的示例中，显示设备820包括显示器824和局部调光阵列826。背光控制器810可以是图3的背光控制器316或图7的背光控制器700的示例实施例。例如，背光控制器810可以至少部分地基于与要在显示器824上渲染的图像或帧相关联的像素信息来确定局部调光阵列826中的每个离散光源的照明的强度或量。背光控制器810包括图像分析模块812、颜色控制模块814、预失真模块816、像素校正模块818和数据压缩模块819。

图像分析模块812可接收与要由显示设备820（例如，在显示器824上）显示的图像相关联的图像数据801，且可基于所接收的图像数据801确定图像的像素强度信息802。在一些实施例中，显示器824可以是包括像素元件（例如，液晶单元）的阵列的LCD显示面板。每个像素元件可以进一步包括多个子像素，所述子像素包括但不限于红色（R）、绿色（G）和蓝色（B）子像素。图像数据801可以包括要显示的图像的子像素的R、G和B值。更具体地，R、G和B值可以指示每个像素的亮度水平（或灰度水平）。因此，在一些方面中，图像分析模块812可基于来自所接收图像数据801的R、G和B值的加权总和（或平均值）而生成指示每一个像素的亮度（或灰度）水平的像素强度信息802。

颜色控制模块814可从图像分析模块812接收像素强度信息802，且可基于像素强度信息802生成背光图像803。在一些实施例中，颜色控制模块814可以执行对每个像素的亮度水平（例如，如从像素强度信息802导出）的基于直方图的分析，以确定局部调光阵列826中的每个离散光源的适当的背光强度。例如，背光图像803可以指示每个离散光源的可以实现或维持相关联的像素分组的亮度量度的最低背光强度。

在一些方面中，颜色控制模块814可以通过根据在与该区域相关联的像素亮度分布中观察到的最亮像素强度设置图像的可照明区域的亮度量度来进一步防止洗掉。然而，应当注意的是，一些程度的洗掉对于人眼来说实际上是不明显的。因此，在一些方面中，颜色控制模块814可允许截短像素中的一些以便进一步减小背光的强度。

像素校正模块818可从颜色控制模块814接收背光图像803且从图像分析模块812接收像素强度信息802，且可确定与当前图像或帧相关联的一个或多个像素调整值804。在一些实施例中，像素调整值804可用于与施加到局部调光阵列826中的相应光源的调光量成比例地调整控制显示器824的像素元件的电压。如上所述，取决于特定像素的期望亮度，像素校正模块818可选择性地调整原本将另外施加到该特定像素的电压（例如，以补偿与要显示的像素相关联的光源的亮度）。

在一些实施例中，预失真模块816可以预失真提供给像素校正模块818的背光图像803，例如，以补偿由数据压缩导致的背光图像803中的伪影。如上所述，预失真模块816可以（例如，使用由数据压缩模块819实现的任何压缩算法或技术）压缩背光图像803并且（例如，使用由驻留在显示设备820上的解压缩模块821实现的任何解压缩算法或技术）立即解压缩背光图像803，以预加载具有将被显示设备820感知的伪影的背光图像803。因此，像素校正模块818可基于预失真背光图像803生成像素调整值804。这可以确保像素调整值804与将由显示设备820接收的背光图像803同步或以其它方式重合。

数据压缩模块819压缩背光图像803和像素调整值804以用于传输到显示设备820。例如，数据压缩模块819可使用显示流压缩（DSC）和/或其它已知的压缩算法或技术来压缩背光图像803和像素调整值804以用于在链路805上传输。在一些实施例中，压缩的数据可编码为像素数据（例如，如以上关于图5和6所描述的）。因此，压缩的数据可对应于编码在要显示在显示设备820上的对应图像或帧中的背光配置（诸如图5的背光配置506或图6的背光配置606）。

显示设备820经由链路805从背光控制器810接收背光配置数据，并且使用所接收的数据来更新显示器824和局部调光阵列826。更具体地，解压缩模块821可以接收由数据压缩模块819发射的压缩的数据，并且可以解压缩所接收的数据以恢复像素调整值804和解压缩的背光图像806。例如，解压缩模块821可使用由压缩模块819实现的相同（或类似）压缩算法或技术来从通过链路805接收的数据提取像素调整值804及背光图像806。

如上所述，数据压缩可导致背光图像803中的伪影（例如，当从背光控制器810发射到显示设备820时）。因此，解压缩的背光图像806可不同于由背光控制器810生成的背光图像803。然而，通过预失真提供到像素校正模块818的背光图像803（例如，当生成像素调整值804时），由解压缩模块821提取的像素调整值804在与解压缩的背光图像806组合时可具有正确颜色和/或亮度。

解压缩模块821然后可以将像素调整值804和解压缩背光图像806提供给显示驱动器822。显示驱动器822可（至少部分地基于像素调整值804）生成一个或多个像素控制信号807以更新显示器824的像素元件，且还可（至少部分地基于解压缩的背光图像806）生成一个或多个背光控制信号808以调整局部调光阵列826中的一个或多个离散光源的亮度。

图9A和图9B是图示显示设备的显示驱动器、显示器和背光之间的示例定时关系的时序图900A和900B。具体地，图9A的时序图900A示出了显示驱动器、显示器和背光之间的示例交互，其中背光控制由显示驱动器配置。另一方面，图9B的时序图900B示出了显示驱动器、显示器和背光之间的示例交互，其中背光控制由主机设备配置。

在图9A的示例中，显示驱动器在时间t₁处更新显示器，且在时间t₂处基于在时间t₀处（例如，从主机设备）接收到的显示数据的帧调整背光。如上所述，在常规显示系统中，背光控制功能性由驻留在显示设备（诸如HMD设备）上的显示驱动器来实现。因此，显示驱动器可生成背光配置（例如，背光强度信息、背光图像和/或像素值），同时同时地渲染从主机接收到的显示数据的每一帧。然而，因为背光配置是基于已经显示的帧来确定的，所以背光调整可滞后显示更新至少一个帧（例如，△t）。如图9A中所示，当显示驱动器已经在序列中显示下一帧时（例如，在时间t₂处），实现与显示数据的第一帧相关联的背光调整。显示更新与背光控制之间的此滞后（△t）可导致对显示设备的用户明显的伪影。

在图9B的示例中，显示驱动器在时间t₁处基于在时间t₀处（例如，从主机设备）接收到的显示器的帧和背光数据更新显示器并调整背光。在本文中所公开的实施例中，主机设备可生成背光配置（例如，背光强度信息、背光图像和/或像素值），同时同时地处理图像源数据以在显示设备上显示。因此，主机设备可将背光配置与显示数据一起发送到驻留于显示设备上的显示驱动器。这允许显示驱动器使用针对该特定图像的正确背光强度来渲染在显示器上的每个图像。如图9B中所示，显示驱动器可针对从主机设备接收的数据的每一帧同时（例如，在时间t₁处）更新显示器且调整背光。结果，在图9A中示出的滞后（△t）被有效地消除。

图10是描绘用于在主机设备上生成包括背光配置数据的帧缓冲器图像的示例操作1000的说明性流程图。例如，参考图1、3和8，示例操作1000可以由本公开的任何主机设备（例如，主机设备110、主机设备310和/或背光控制器810）来执行。

主机设备首先从图像源接收图像数据（1010）。例如，图像数据可以描述要由显示设备显示的图像。显示设备可包括显示面板或表面，其包括像素元件的阵列。每个像素元件可以进一步包括多个子像素，所述子像素包括但不限于红色（R）、绿色（G）和蓝色（B）子像素。在一些实施例中，图像数据可以包括要显示的图像的子像素的R、G和B值。

主机设备可基于所接收的图像数据渲染像素数据以用于显示图像（1020）。例如，像素数据可指示要施加到显示设备的每个像素元件的电压。更具体地，电压可以控制对应像素元件的亮度水平（或灰度水平）。在一些实施例中，主机设备可以基于所接收的图像数据来渲染对应于FFOV图像和中央凹图像的像素数据。例如，FFOV图像可与要跨显示表面的大部分（如果不是全部）显示的全帧图像对应。另一方面，中央凹图像可仅跨越用户的视线的中央凹区域。

主机设备还可以基于所接收的图像数据来渲染背光配置数据以用于调整图像的亮度（1030）。例如，背光配置数据可指示在显示与所接收图像数据相关联的图像时要使用的背光的强度。在一些实施例中，背光配置数据可以包括背光强度信息和/或像素调整值。背光强度信息可指示在显示图像时要施加到背光的调光量。像素调整值可指示在（例如，在所选择的背光强度下）显示图像时要施加到显示设备的像素元件的电压调整。

在一些实施例中，主机设备可压缩背光配置数据（1032）且随后解压缩压缩的背光配置数据（1034）。例如，在一些实现方式中，显示设备的背光可包括可向显示器的不同区域提供不同照明水平的离散光源的阵列（例如，局部调光阵列）。因此，在一些方面中，背光配置数据可对应于描述要由阵列中的每个光源提供的照明水平的背光图像。然而，应注意，数据压缩（例如，用于在通信链路上编码和/或发射数据）可在背光图像中引入伪影。因此，在一些实施例中，主机设备可压缩并立即解压缩背光图像以预加载具有原本将另外由显示设备感知的伪影的背光图像。

在一些方面中，主机设备可使用由主机设备实现以将背光配置数据发射到显示设备的任何压缩技术来压缩背光图像。在一些其它方面中，主机设备可使用由显示设备实现以恢复由主机设备发射的背光配置数据的任何解压缩技术来解压缩背光图像。因此，主机设备可基于预失真的背光图像生成像素调整值。这可确保像素调整值与将由显示设备接收的背光图像（例如，包括由压缩和/或解压缩导致的任何伪影）同步或以其它方式重合。

主机设备可进一步生成包括像素数据及背光配置数据的帧缓冲器图像（1040）。例如，主机设备可将像素数据及背光配置数据组合成要发射到显示设备的显示数据的单个帧。在一些实施例中，主机设备可将背光配置数据编码为像素数据的一部分（例如，对应于FFOV图像的非显示区域）。这可以减小主机设备和显示设备之间的通信的带宽和/或频率。将背光配置数据编码为像素数据进一步确保背光配置数据被接收，并且因此由显示设备与相关联的图像数据（例如，对应于FFOV图像和中央凹图像）同时地处理。在一些方面中，中央凹图像可与帧缓冲器图像中的FFOV图像合并（例如，如以上关于图5所描述）。在一些其它方面中，中央凹图像可与帧缓冲器图像中的FFOV图像分离（例如，如以上关于图6所描述）。

主机设备然后可以在通信链路上发射帧缓冲器图像（1050）。更具体地，主机设备可以在相同的信道上（例如，在相同的帧缓冲器图像中）将像素数据与与背光配置数据一起发射。通信链路可以是有线或无线通信介质。在一些实施例中，主机设备可以对帧缓冲器图像进行编码和/或压缩，以用于在通信链路上传输。

图11是描绘用于使用从主机设备接收的帧缓冲器图像来同时更新显示表面和背光的示例操作1100的说明性流程图。例如，参考图1、3和8，示例操作1100可以由本公开的任何显示设备（例如，显示设备120、320和/或820）来执行。

显示设备首先接收显示数据的帧，所述显示数据包括像素数据和背光配置数据（1110）。像素数据可指示显示设备的每个像素元件的亮度水平（或灰度水平）。背光配置数据可指示在显示与所接收图像数据相关联的图像时要使用的背光的强度。在一些实施例中，背光配置数据可以包括背光强度信息和/或像素调整值。背光强度信息可指示在显示图像时要施加到背光的调光量。像素调整值可指示在（例如，在所选择的背光强度下）显示图像时要施加到显示设备的像素元件的电压调整。在一些方面中，背光配置数据可对应于背光图像，该背光图像描述要由离散光源的阵列（例如，局部调光阵列）中的每个光源提供的照明水平。

显示设备可使用像素数据更新显示表面的多个像素元件（1120）。例如，显示设备可将相应电压施加到像素元件中的每一个以将对应像素元件的亮度设置到期望水平。在一些实施例中，显示数据的帧可以对应于包括FFOV图像和中央凹图像的帧缓冲器图像。在一些方面中，显示设备可照原来的样子在显示表面上渲染帧缓冲器图像（例如，如果帧缓冲器图像的纵横比与显示表面的纵横比匹配，诸如图5中所示）。在一些其它方面中，显示设备可将FFOV图像放大到一分辨率，以该分辨率其要在显示表面上渲染（例如，如果帧缓冲器图像的纵横比不同于显示设备的纵横比，诸如图6中所示）。显示设备然后可以将中央凹图像与FFOV图像合并为叠加图。

显示设备还可使用背光配置数据更新用于照明显示表面的背光的强度（1130）。例如，显示设备可基于背光配置数据生成一个或多个背光控制信号以调整背光的亮度。在一些方面中，背光控制信号可对应于控制背光突发的长度或持续时间的脉宽调制（PWM）信号。更具体地，因为背光配置信息是由主机设备（而不是显示设备）确定的，所以显示设备可以针对所接收的显示数据的帧（例如，使用所包括的像素数据和背光配置数据）同时更新背光和显示表面。

本领域的技术人员将了解，可使用多种不同工艺和技术中的任一者来表示信息和信号。例如，可在整个以上描述中参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或颗粒、光学场或颗粒或其任何组合来表示。

此外，本领域的技术人员将了解，结合本文中公开的方面而描述的各种说明性逻辑框、模块、电路和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为清楚地说明硬件与软件的该可互换性，各种说明性部件、框、模块、电路和步骤已经在上面根据其功能性进行大致描述。这种功能性是实现为硬件还是实现为软件取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束。技术人员可针对每个特定应用以变化的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现方式决策不应被解释为导致背离本公开的范围。

结合本文中所公开的方面描述的方法、序列或算法可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留于RAM存储器、闪速存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移除磁盘、CD-ROM或本领域中已知的任何其它形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器，使得处理器可从存储介质读取信息且将信息写入到存储介质。在替代方案中，存储介质可集成到处理器。

在前述说明书中，已经参考其具体示例描述了实施例。然而，将显而易见的是，在不脱离如在所附权利要求中阐述的本公开的更广泛范围的情况下，可以对其进行各种修改和改变。因此，说明书和附图被认为是以说明性的而不是限制性的。

Claims (20)

1.一种由显示设备执行的方法，包括：

接收显示数据的帧，所述显示数据包括用于在所述显示设备的显示表面上显示图像的像素数据和用于在显示所述图像时调整用于照明所述显示表面的所述显示设备的背光的背光配置数据；

使用所述像素数据更新所述显示表面的多个像素元件；以及

使用所述背光配置数据更新所述背光的强度，其中对所述背光和所述显示表面的所述更新是针对所述接收的显示数据的帧同时地执行的。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述背光配置数据被编码为所述像素数据的一部分。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述像素数据的所述部分对应于所述图像的非显示区域。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述背光配置数据是根据每像素2位稀疏编码技术来编码的，其中每个位模式由不同的像素颜色来表示。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述显示数据的帧对应于包括全视场（FFOV）图像和中央凹图像的帧缓冲器图像，所述方法进一步包括：

至少部分地基于所述帧缓冲器图像的纵横比识别对应于所述背光配置数据的所述像素数据的所述部分。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述识别包括：

基于所述帧缓冲器图像的所述纵横比确定所述FFOV图像相对于所述中央凹图像的位置；以及

基于所述FFOV图像的所述位置识别对应于所述背光配置数据的所述像素数据的所述部分。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述背光配置数据被编码在所述FFOV图像的角落中。

8.根据权利要求6所述的方法，其中当所述帧缓冲器图像的所述纵横比与所述显示表面的纵横比匹配时，所述中央凹图像与所述FFOV图像合并。

9.根据权利要求6所述的方法，其中当所述帧缓冲器图像的所述纵横比不同于所述显示表面的纵横比时，所述中央凹图像与所述FFOV图像分离。

10.一种显示设备，包括：

显示表面，其包括多个像素元件；

背光，其被配置成照明所述显示表面；以及

显示驱动器，其被配置成：

接收显示数据的帧，所述显示数据包括用于在所述显示表面上显示图像的像素数据和用于在显示所述图像时调整所述背光的背光配置数据；

使用所述像素数据更新所述多个像素元件；以及

使用所述背光配置数据更新所述背光的强度，其中对所述背光和所述多个像素元件的所述更新是针对所述接收的显示数据的帧同时地执行的。

11.根据权利要求10所述的显示设备，其中所述背光配置数据被编码为对应于所述图像的非显示区域的所述像素数据的一部分。

12.根据权利要求11所述的显示设备，其中所述背光配置数据是根据每像素2位稀疏编码技术来编码的，其中每个位模式由不同的像素颜色来表示。

13.根据权利要求11所述的显示设备，其中所述显示数据的帧对应于包括全视场（FFOV）图像和中央凹图像的帧缓冲器图像，所述显示驱动器进一步配置成：

至少部分地基于所述帧缓冲器图像的纵横比识别对应于所述背光配置数据的所述像素数据的所述部分。

14.根据权利要求13所述的显示设备，其中所述显示驱动器被配置成通过以下步骤识别对应于所述背光配置数据的所述像素数据的所述部分：

基于所述帧缓冲器图像的所述纵横比确定所述FFOV图像相对于所述中央凹图像的位置；以及

基于所述FFOV图像的所述位置识别对应于所述背光配置数据的所述像素数据的所述部分，其中所述背光配置数据被编码在所述FFOV图像的角落中。

15.一种系统，包括：

主机设备，其用于从图像源接收图像数据，所述主机设备进一步配置成：

基于所述接收的图像数据渲染像素数据以用于显示图像；

基于所述接收的图像数据渲染背光配置数据以用于调整所述图像的亮度；

生成包括所述像素数据和所述背光配置数据的帧缓冲器图像；以及

在通信链路上发射所述帧缓冲器图像；以及

显示设备，所述显示设备包括显示表面和背光，所述显示设备被配置成：

经由所述通信链路接收所述帧缓冲器图像；

使用所述接收的帧缓冲器图像中的所述像素数据更新所述显示表面的多个像素元件；以及

使用所述接收的帧缓冲器图像中的所述背光配置数据更新所述背光的强度。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述主机设备被配置成通过以下步骤生成所述帧缓冲器图像：

将所述背光配置数据编码为所述帧缓冲器图像的非显示区域中的所述像素数据的一部分。

17.根据权利要求15所述的系统，其中所述背光包括离散光源的阵列，并且其中所述主机设备进一步配置成：

生成指示所述离散光源中的每一个的相应强度的背光图像；

使用压缩技术压缩所述背光图像；

使用解压缩技术解压缩所述背光图像；以及

至少部分地基于所述解压缩的背光图像生成一个或多个像素调整值，其中所述背光配置数据包括所述解压缩的背光图像和所述一个或多个像素调整值。

18.根据权利要求17所述的系统，其中所述显示设备被配置成通过以下步骤更新所述多个像素元件：

至少部分地基于所述一个或多个像素调整值来调整施加到所述像素元件中的一个或多个的电压。

19.根据权利要求17所述的系统，其中所述主机设备被配置成通过以下步骤发射所述帧缓冲器图像：

使用所述压缩技术压缩所述帧缓冲器图像；以及

在所述通信链路上发射所述压缩的帧缓冲器图像。

20.根据权利要求19所述的系统，其中所述显示设备被配置成通过以下步骤接收所述帧缓冲器图像：

经由所述通信链路接收所述压缩的帧缓冲器图像；以及

使用所述解压缩技术解压缩所述接收的帧缓冲器图像。

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