CN113012648A - 用于实现局部调光的图像数据处理装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于实现局部调光的图像数据处理装置和方法。本发明允许利用通过像素的亮度分布减小调光值来减小背光源的功耗。

Description

用于实现局部调光的图像数据处理装置和方法
技术领域
本实施例涉及用于减小背光源的功耗的显示技术。
背景技术
在构成电子装置的各种组件中，具有最高功耗的组件是显示装置。显示装置在向用户提供信息的时间期间保持处于开启的状态，并且在显示装置开启的时间期间持续发光，这导致与电子装置的其它组件相比显示装置中的功耗更高。
由于这个原因，电子装置的制造商一直在研究和开发以减小显示装置的功耗。其典型示例是用于将显示装置切换到待机模式或仅开启显示面板的一部分的技术。
然而，由于这些技术旨在通过实际将用户环境约束到一定程度来减小显示装置的功耗，因此它们不可避免地给用户造成一些不便。
另一方面，能够在不改变用户环境的情况下或者在提供涉及对于用户可忽略不计的少量改变的用户环境的情况下减小显示装置的功耗的技术正在开发中，并且其典型示例是局部调光技术。
局部调光是用于以不同的亮度部分地驱动背光源的技术。根据局部调光，显示面板可以被分割为若干区域，并且多个背光源单元(BLU)可以以不同的亮度向分割的区域发光。这里，向各个区域发光的背光源单元的亮度的较大差可能导致伪影。
在图像处理期间进行滤波以去除伪影，但是在滤波期间背光源单元的亮度可能增大。特别地，在周边背光源单元的亮度高的情况下，背光源单元的亮度也可能增大。由于背光源单元的亮度增大，因而功耗也可能增大。
尽管与应用局部调光之前的状态相比，背光源单元的功耗减小，但是由于随着进行滤波，因而功耗变得稍微较高，因此，功耗的更高效的减小可能失败。
在这点上，本实施例将提供用于高效地减小功耗的局部调光技术。
发明内容
在这种背景下，本实施例的目的是提供用于通过像素的亮度分布将调光值控制为低的技术。
本实施例的另一目的是提供用于将与调光值的变化相对应的像素亮度的实际变化根据像素水平而不同的事实反映至用于根据调光值改变图像数据的灰度值的增益的技术。
为了实现上述目的，实施例提供一种图像数据处理装置，包括：图像分析电路，其被配置为分析与被分割为多个区域的视频图像有关的原始图像数据，并且计算针对各区域的代表性亮度值；调光值计算电路，其被配置为根据所述代表性亮度值而计算针对各区域的调光值以调整背光源的亮度；像素分析电路，其被配置为分析针对各区域中的多个像素的亮度分布；调光控制电路，其被配置为根据所述亮度分布而再调整针对一个区域的调光值；以及调光输出电路，其被配置为向背光源驱动装置输出用于根据所述调光值驱动所述背光源的调光控制信号。
在图像数据处理装置中，所述像素分析电路可以分析针对各区域中的多个像素的灰度值的分布，并且所述调光控制电路可以调整所述一个区域中的调光值的减小量以与所述灰度值指示低亮度的程度相对应。
图像数据处理装置还可以包括增益计算电路，其被配置为根据所述调光值计算用于补偿所述原始图像数据的增益；以及数据转换电路，其被配置为使用所述增益生成针对所述一个区域中的一个像素的从所述原始图像数据转换出的图像数据。
图像数据处理装置还可以包括增益补偿电路，所述增益补偿电路被配置为计算用于对由于所述调光控制电路的再调整而引起的所述一个像素的亮度的减小率相对于所述调光值的减小率的差进行补偿的第一补偿增益。
在图像数据处理装置中，所述差和所述第一补偿增益可以根据包括所述原始图像数据的灰度值的像素水平而变化。
在图像数据处理装置中，所述增益补偿电路可以使用包括像素水平和与该像素水平相对应的第一补偿增益的查找表即LUT。
在图像数据处理装置中，所述增益补偿电路可以计算针对一些像素水平的第一补偿增益，并且可以对针对一些像素水平的第一补偿增益进行插值以计算针对其余像素水平的第一补偿增益。
在图像数据处理装置中，所述增益补偿电路可以计算用于对取决于一个像素或所述背光源的位置的亮度的差进行补偿的第二补偿增益。
在图像数据处理装置中，所述数据转换电路可以使用反映所述第一补偿增益或所述第二补偿增益的增益来生成转换后的图像数据。
图像数据处理装置还可以包括滤波电路，所述滤波电路被配置为通过滤波来调整所述调光值以使得减小区域之间的调光值的差和帧之间的调光值的差。
另一实施例提供一种用于处理图像数据的方法，所述方法包括以下步骤：分析与被分割为多个区域的视频图像有关的原始图像数据，以计算针对各区域的代表性亮度值；根据所述代表性亮度值而计算针对各区域的调光值以调整背光源的亮度；通过空域滤波调整所述调光值以使得减小区域之间的调光值的差；分析针对各区域中的多个像素的亮度分布；根据所述亮度分布而再调整针对一个区域的调光值；根据所述调光值计算用于补偿所述原始图像数据的增益；以及使用所述增益生成针对所述一个区域中的一个像素的从所述原始图像数据转换出的图像数据。
可以在通过所述空域滤波调整所述调光值的步骤之后进行再调整所述调光值的步骤，以及在所述一个区域具有低亮度分布的情况下，可以减小所述一个区域的调光值以减小针对所述一个区域的所述背光源的亮度。
处理图像数据的方法还可以包括通过时域滤波调整所述调光值以使得减小帧之间的调光值的差的步骤。
通过空域滤波调整所述调光值的步骤可以包括如下步骤：在存在两个区域之间的调光值的差的情况下，增大具有较低调光值的区域中的调光值以减小所述两个区域之间的差。
分析亮度分布的步骤可以包括使用与所述多个像素的灰度值有关的累积密度函数数据即CDF数据来分析各区域的亮度分布的步骤。
如上所述，根据本实施例，可以通过低的调光值和用于对其进行补偿的增益来减小背光源单元的功耗。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，本发明的上述和其它方面、特征和优点将变得更加明显，在附图中：
图1是根据实施例的显示装置的框图。
图2是根据实施例的图像数据处理装置的框图。
图3是示出根据实施例的用于说明通过分析像素的亮度分布来减小调光值的示例的图；
图4是示出根据实施例的响应于调光值的减小的像素亮度的减小的实际测量的图；
图5是示出根据实施例的计算补偿增益的示例的图；以及
图6是根据实施例的图像数据处理装置的操作的流程图。
具体实施方式
图1是根据实施例的显示装置的框图。
参考图1，显示装置100可以包括主机140、图像数据处理装置110、数据驱动装置150、栅极驱动装置160、显示面板130、和背光源驱动装置120等。
主机140可以识别用户操纵，并且可以根据用户操纵生成图像数据或调光控制信号。
图像数据可以在显示装置100中被转换成各种形式。在下文中，由主机140生成并发送的图像数据将被称为“原始图像数据”RGB(红、绿和蓝)，以与下面的转换后的图像数据区分开，并且由图像数据处理装置110生成并发送的图像数据将被称为“转换后的图像数据”RGB'。另外，可以在显示装置100中调整包括在调光控制信号中的调光值。在下文中，由主机140生成并发送的调光控制信号将被称为“未调整的调光控制信号”DMS(调光信号)，以与下面的调整后的调光控制信号区分开，并且由图像数据处理装置110生成并发送的调光控制信号将被称为“调整后的调光控制信号”DMS'。
参考信号的流，图像数据由主机140生成，由图像数据处理装置110转换，然后被发送到数据驱动装置150。另外，调光控制信号由主机140生成，由图像数据处理装置110调整，然后被发送到背光源驱动装置120。
图像数据处理装置110转换图像数据并调整调光控制信号。
图像数据处理装置110可以分析布置在显示面板130中的多个像素P的原始图像数据RGB，并且可以计算多个像素P的代表性亮度值。由于多个像素P具有彼此不同的亮度值，因此图像数据处理装置110计算表示多个像素P的代表性亮度值。代表性亮度值可以是例如多个像素P的平均亮度值。可选地，例如，代表性亮度值可以是多个像素P中最频繁出现的亮度值，或者可以是多个像素P的最大亮度值。图像数据处理装置110可以使用CDF(cumulateddensity function，累积密度函数)算法或APL(average pixel level，平均像素水平)算法来计算多个像素P的代表性亮度值。代表性亮度值可以包括CDF或APL的值。
图像数据处理装置110可以根据代表性亮度值或基于特定配置而修改的代表性亮度值来计算用于驱动背光源132的调整后的调光值。这里，调光值可以被理解为调光亮度值。调光值越高，背光源132的亮度值越高。例如，如果调光值是100％，则可以以最大亮度驱动背光源132，并且如果调光值是0％，则可以以最小亮度驱动背光源132，或者可以关闭背光源132。
随着代表性亮度值减小，图像数据处理装置110可以减小背光源132的调整后的调光值。换句话说，图像数据处理装置110可以随着代表性亮度值减小而减小背光源132的亮度。
图像数据处理装置110可以转换原始图像数据RGB，以根据调整后的调光值补偿各像素的灰度值。图像数据处理装置110可以计算被称为“增益”的因子，可以使用增益转换原始图像数据RGB，并且可以补偿灰度值。尽管像素的亮度(或照度)可以随着调光值的调整而变化，但是如果由像素显示的灰度值根据增益被调整以对应于调整后的调光值，则像素可以维持原始亮度。例如，图像数据处理装置110可以转换原始图像数据RGB，使得各像素的灰度值随着调整后的调光值减小而增大。因此，各像素的亮度可以保持相同。这里，增益可以具有增大灰度值的特性。调光值的减小率和像素的灰度值的增大率可以彼此不同，并且可以根据像素水平而不同。
图像数据处理装置110可以根据调整后的调光值生成调整后的调光控制信号DMS'并且可以将调整后的调光控制信号DMS'输出到背光源驱动装置120。
另一方面，多个像素P可以布置在显示面板130中，并且连接至多个像素P的数据线和栅极线可以布置在显示面板130中。栅极驱动装置160可以将扫描信号SS发送到栅极线，从而将各个像素P连接至数据线，并且数据驱动装置150可以将与图像数据相对应的数据电压Vdata供应至数据线，从而驱动各个像素P。
图像数据处理装置110可以将栅极控制信号GCS发送到栅极驱动装置160，并且可以将数据控制信号DCS发送到数据驱动装置150，从而控制各个像素P的驱动定时。在这方面，栅极驱动装置160可以被称为“栅极驱动IC(GDIC)”，数据驱动装置150可以被称为“源极驱动器IC(SDIC)”，并且图像数据处理装置110可以被称为“定时控制器(TCON)”。
背光源132可以设置在显示面板130的背景中，并且背光源132可以由背光源驱动装置120驱动。
背光源驱动装置120可以控制构成背光源132的光源的亮度。例如，光源可以由荧光灯(FL)型或发光二极管(LED)型提供。
背光源驱动装置120可以控制背光源132的调光。例如，背光源驱动装置120可以使用模拟调光方案来控制背光源132的调光，该模拟调光方案用于在连续驱动背光源132的情况下减小供应至背光源132的功率PBL的量。作为另一示例，背光源驱动装置120可以使用脉宽调制(PWM)方案来控制背光源132的调光，该脉宽调制方案用于在不连续地驱动背光源132的情况下调整接通时间与断开时间的比率。根据实施例，PWM方案可以是通过PWM信号使用充电到电容器等的电压的大小来控制背光源的亮度的方法。调光值的调整可以被理解为PWM方案中的PWM信号占空比的调整。
在模拟调光方案中，调光控制信号DMS或DMS'可以以模拟电压或模拟电流的形式实现，并且在PWM方案中，调光控制信号DMS或DMS'可以以PWM信号的形式实现。
图2是根据实施例的图像数据处理装置的框图。
参考图2，图像数据处理装置110可以包括图像分析电路210、调光值计算电路220、滤波电路230、像素分析电路240-1、信号分析电路240-2、调光控制电路250、调光输出电路260、增益补偿电路270、增益计算电路280和数据转换电路290。
图像分析电路210可以接收包括包含多个像素的多个区域的视频图像。背光源132可以调整调光，使得视频图像的各个区域具有不同的调光值。
图像分析电路210可以分析关于视频图像的原始图像数据RGB，从而计算各区域的代表性亮度值。图像分析电路210可以计算原始R图像数据、原始G图像数据和原始B图像数据的代表性亮度值，以生成用于局部调光的适当调光值。代表性亮度值可以包括平均像素水平(APL)。代表性亮度值可以包括平均值、中值或者通过直方图或池化获得的值。
例如，图像分析电路210可以使用原始R图像数据、原始G图像数据和原始B图像数据中的最大值作为代表性亮度值。可选地，图像分析电路210可以使用通过对原始R图像数据、原始G图像数据和原始B图像数据应用适当的权重并对其进行求和而获得的值作为代表性亮度值。可选地，图像分析电路210可以使用原始图像数据RGB被映射到特定曲线的值作为代表性亮度值。
调光值计算电路220可以计算调光值。调光值计算电路220可以根据代表性亮度值计算各区域的初始调光值DMV。调光值计算电路220可以使用对数函数、指数函数或用户函数来计算代表性亮度值的初始调光值DMV。
滤波电路230可以对调光值进行滤波。滤波电路230可以通过滤波对初始调光值DMV进行调整来生成滤波后的调光值DMV'。滤波电路230可以进行空域滤波。初始调光值DMV在视频图像的多个区域之间不同，这引起差，因此滤波电路230可以调整差。通常，如果一个区域中的初始调光值DMV小于相邻区域中的初始调光值DMV，则滤波电路230可以增大该一个区域的初始调光值DMV，从而减小它们之间的差。可选地，如果一个区域中的初始调光值DMV大于相邻区域中的初始调光值DMV，则滤波电路230可以减小该一个区域的初始调光值DMV，从而减小它们之间的差。因此，滤波电路230可以防止由该差引起的伪影。
滤波电路230可以使用加权和以调整调光值。滤波电路230可以接收加权和作为反馈，并且可以生成新的加权和，从而进行稳定的滤波操作。
另外，滤波电路230可以进行时域滤波。滤波电路230可以通过时域滤波来调整帧之间的调光值的差。调光值可以在当前帧和后续帧之间变化，并且滤波电路230可以减小当前帧和后续帧之间的调光值的差。滤波电路230可以防止在帧之间调光值的差增大时发生的闪烁。
像素分析电路240-1可以分析各区域中的多个像素的亮度分布。像素分析电路240-1可以判断各区域中的像素的亮度分布是否倾向于低亮度。像素分析电路240-1可以将分析像素的亮度分布的结果发送到调光控制电路250。分析像素的亮度分布的结果可以反映在调光值的调整中。例如，如果在一个区域中像素的亮度分布倾向于低亮度，则调光控制电路250可以将滤波后的调光值DMV'调整为低。
像素分析电路240-1可以使用直方图以分析像素的亮度分布。像素分析电路240-1可以根据直方图结果将低亮度像素的数量与高亮度像素的数量进行比较。可选地，像素分析电路240-1可以接收由图像分析电路210计算出的代表性亮度值作为反馈，并且可以使用代表性亮度值来确定像素的亮度分布。
信号分析电路240-2可以分析用作调光控制信号的输入信号。例如，可以以PWM信号的形式实现调光控制信号，并且可以驱动背光源以与PWM信号的接通时间的比率相对应。这里，PWM信号可以与由信号分析电路240-2分析的输入调光控制信号DMS相对应。信号分析电路240-2可以分析PWM信号的特性(例如，频率、周期、电平或占空比)。信号分析电路240-2可以将对输入调光控制信号DMS进行分析的结果发送到调光控制电路250。对输入调光控制信号DMS进行分析的结果可以反映在调光值的调整中。
调光控制电路250可以最终确定调光值。调光控制电路250可以将对像素的亮度分布进行分析的结果和对输入调光控制信号DMS进行分析的结果反映到滤波后的调光值DMV'。
如果一个区域中的像素的亮度分布倾向于低亮度，则调光控制电路250可以减小该一个区域的调光值，以减小该一个区域中的背光源的亮度。例如，调光控制电路250可以通过将亮度分布的结果反映到滤波后的调光值DMV'来计算调整后的调光值DMV"。调光控制电路250可以将调整后的调光值DMV"发送到调光输出电路260
调光控制电路250可以改变调光值。调光控制电路250可以将调光值与目标调光值进行比较，并且可以逐渐改变调光值，使得在预定的转换时间之后，调光值达到目标调光值。
调光输出电路260可以将调光值转换为调光控制信号，并且可以将调光控制信号输出到背光源驱动装置。调光输出电路260可以将调整后的调光值DMV"转换为调整后的调光控制信号DMS'。优选地，输入调光控制信号DMS和调整后的调光控制信号DMS'是相同类型的。为此，调光输出电路260必须控制调整后的调光控制信号DMS'的周期或频率，以与输入调光控制信号DMS的周期或频率匹配。
增益计算电路280可以根据调光值计算用于对原始图像数据RGB进行补偿的因子，即增益Q。像素的亮度(或照度)可以随着调光值的调整而变化，并且增益Q可以调整像素的灰度值以与调整后的调光值相对应。然后，无论调光值的调整如何，像素都可以维持原始亮度。为了调整像素显示的灰度值，增益Q可以补偿原始图像数据RGB，从而产生转换后的图像数据RGB'。像素可以通过转换后的图像数据RGB'显示调整后的灰度值。
例如，增益计算电路280可以从调光控制电路250接收调整后的调光值DMV"，并且可以根据调整后的调光值DMV"来计算增益。这里，调整后的调光值DMV"可以是通过将亮度分布反映到滤波后的调光值DMV'而生成的调光值。尽管调整后的调光值DMV"低于初始调光值DMV，但是数据转换电路290可以通过增益Q补偿原始图像数据，并且可以产生转换后的图像数据RGB′，并且像素可以输出转换后的图像数据RGB′的灰度值。因此，像素可以具有与调整调光值之前相同的亮度。
增益补偿电路270可以补偿增益Q。增益补偿电路270可以考虑各种情况以补偿增益Q。
在第一示例中，增益补偿电路270可以对调光值的改变率和像素的亮度的改变率根据像素水平而变化的现象进行补偿。在下文中，像素水平可以被理解为包括针对一个像素的图像数据的灰度值或亮度的概念。为了对像素的亮度的调整比率相对于调整后的调光值DMV"的调整比率根据像素水平而变化的差进行补偿，增益补偿电路270可以计算补偿增益Qc。例如，增益补偿电路270可以计算对亮度的减小率和调整后的调光值DMV"的减小率之间的差进行补偿的补偿增益Qc。由于调光值的改变率和像素的亮度的改变率根据像素水平而变化，因此补偿增益Qc也可以根据像素水平而变化。
例如，在具有第一像素水平的第一像素中，像素亮度的减小率与调整后的调光值DMV"的减小率的比率可能大于1，但是在具有第二像素水平的第二像素中，像素的亮度的减小率与调整后的调光值DMV"的减小率的比率可能小于1。因此，针对第一像素水平的补偿增益Qc与针对第二像素水平的补偿增益Qc可以彼此不同。
增益补偿电路270可以使用查找表(LUT)或等式以计算补偿增益Qc。查找表或等式可以反映像素亮度的减小率与调整后的调光值DMV"的减小率的比率变化的实际情况。查找表可以被配置为与所有像素水平相对应的补偿增益Qc。增益补偿电路270可以从查找表中检索一个像素水平(例如，灰度值)的补偿增益Qc，并且可以将补偿增益Qc发送到增益计算电路280。另外，等式可以反映在制造面板和测量面板的亮度的处理中出现的因素。增益补偿电路270可以使用等式来计算补偿增益Qc。
在第二示例中，增益补偿电路270可以对与调光值相对应的像素的亮度根据像素的位置和距背光源的距离而变化的现象进行补偿。增益补偿电路270可以通过使用高斯函数、或者根据采样点组合1的多项式函数或2的多项式函数等，来获得关于像素的亮度的信息。增益补偿电路270可以计算用于对与调光值DMV"相对应的像素的亮度根据像素的位置和距背光源的距离而变化的现象进行补偿的补偿增益Qc。
增益计算电路280可以根据调整后的调光值DMV"最终确定用于补偿原始图像数据RGB的增益。增益计算电路280可以通过反映在第一示例中计算出的补偿增益Qc或在第二示例中计算出的补偿增益Qc来最终确定增益Q。
增益计算电路280可以使用用于最终确定增益Q的算法。如果原始图像数据RGB是线性域，则增益计算电路280可以使用简单地应用增益Q的等式来确定增益Q。可选地，如果原始图像数据RGB是非线性域的，则增益计算电路280可以使用通过简单地应用增益Q的等式和伽马曲线的组合而获得的等式来确定增益Q。在该处理中，如果应用落在面板的容许范围外的高像素水平的增益Q，则增益计算电路280可以进行适当地调整增益Q的操作和将同一增益Q分别应用于R通道、G通道和B通道的操作，从而防止劣化。
数据转换电路290可以生成使用增益Q从原始图像数据RGB转换出的图像数据RGB'。数据转换电路290可以通过将最终确定的增益Q应用于R图像数据、G图像数据和B图像数据来生成转换后的图像数据RGB'。
图3是示出根据实施例的用于说明通过分析像素的亮度分布来减小调光值的示例的图。
参考图3，示出像素分析电路240-1通过分析像素的亮度分布来确定调光值的减小量的示例。
像素分析电路240-1可以识别视频图像的多个区域的亮度分布，并且如果一个区域的亮度分布对应于低亮度，则可以减小该区域的调光值，从而减小背光源的功耗。
像素分析电路240-1可以对一个区域中的像素进行亮度分布的分析，从而获得指示像素数量与像素水平之间的关系的曲线。这里，像素数量可以是直方图数据或NCDF(normalized cumulated density function，归一化累积密度函数)数据。
例如，如果第一区域具有低亮度分布，并且如果第二区域具有高亮度分布，则第一区域的亮度分布可以具有第一曲线I，并且第二区域的亮度分布可以具有第二条曲线II。亮度分布曲线的像素数量可以通过将高水平像素累加到低水平像素来表示。在指示像素水平的横轴上，像素水平可以随着从左到右而从低水平改变为高水平。由于第一区域包括大量的低亮度像素，因此第一曲线I可以偏向较低的水平。另一方面，由于第二区域包括大量的高亮度像素，因此与第一曲线I比较，第二曲线II可以相对偏向较高的水平。
在将特定数量的像素配置为指示像素数量的纵轴上的阈值Th的情况下，像素分析电路240-1可以获得阈值Th与各个曲线相交的点处的像素水平。像素分析电路240-1可以获得作为第一曲线I与阈值Th相交的点处的像素水平的第一像素水平VAL_1以及作为第二曲线II与阈值Th相交的点处的像素水平的第二像素水平VAL_2。由于像素水平在指示像素水平的横轴上随着从左到右而从较低的水平改变为较高的水平，因此第一像素水平VAL_1可能小于第二像素水平VAL_2。
另外，像素分析电路240-1可以根据阈值Th与各个曲线相交的点处的像素水平来获得用于减小功耗的调光值的最终大小。例如，像素分析电路240-1可以随着像素水平的减小来确定较大的调光值减小量，并且可以随着像素水平的增大来确定较小的调光值减小量。由于第一像素水平VAL_1小于第二像素水平VAL_2，因此像素分析电路240-1可以针对第一像素水平VAL_1而确定较大的调光值减小量，可以针对第二像素水平VAL_2而确定较小的调光值减小量。
图4是示出根据实施例的响应于调光值的减小的像素的亮度减小的实际测量的图。
参考图4，示出实际测量结果，该实际测量结果示出调光值的改变率和像素亮度的改变率根据像素水平而变化。可以在两个设置环境中实际测量与从0至255的像素水平相对应的调光值的减小以及与此相对应的像素亮度的减小。图4示出第一曲线图410和第二曲线图420，该第一曲线图410示出第一设置环境(设置1)中的取决于从0至255的像素水平的像素亮度的改变率与调光值的改变率的比率，该第二曲线图420示出第二设置环境(设置2)中的取决于从0至255的像素水平的像素亮度的改变率与调光值的改变率的比率。
在第一设置环境中的像素水平为128的情况下，如果初始亮度(OFF亮度)为77.58，如果之后的亮度(ON亮度)为39.09，并且如果调光值的改变率(占空比，％)为45.75，则亮度的改变率(亮度比率，％)可以为50.38，并且亮度的改变率(比率，％)与调光值的改变率的比率可以为110.13。
另一方面，在第二设置环境中的像素水平为128的情况下，如果初始亮度(OFF亮度)为77.58，如果之后的亮度(ON亮度)为56.06，并且如果调光值的改变率(占空比，％)为77.83，则亮度的改变率(亮度比率，％)可以为72.27，并且亮度的改变率(比率，％)与调光的改变率的比率可以为92.85。
参考第一曲线图410和第二曲线图420，可以理解，亮度的改变率(比率，％)与调光值的改变率的比率根据像素水平而不同。另外，在相同像素水平处的亮度的改变率(比率，％)与调光值的改变率的比率可以根据设置环境而不同。
图5是示出根据实施例的计算补偿增益的示例的图。
参考图5，示出了图像数据处理装置的增益补偿电路通过反映亮度的改变率与调光值的改变率的比率根据像素水平而不同的事实来计算补偿增益的示例。
增益补偿电路可以通过反映如图4中的曲线图所示的实际特性来配置若干点(例如，像素水平中的若干点)，并且可以对这些点进行插值，从而计算补偿增益。即，增益补偿电路可以获得一些像素水平的补偿增益，并且可以对一些像素水平的补偿增益进行插值，从而计算其余像素水平的补偿增益。
增益补偿电路可以使用针对所有像素水平的查找表以计算准确的补偿增益。
图6是示出根据实施例的图像数据处理装置的局部调光操作的流程图。
参考图6，图像数据处理装置可以接收包括包含多个像素的多个区域的视频图像(步骤S602)。
图像数据处理装置可以分析关于视频图像的原始图像数据，并且可以计算各区域的代表性亮度值(步骤S604)。
图像数据处理装置可以根据代表性亮度值来计算各区域的调光值以调整背光源的亮度(步骤S606)。
图像数据处理装置可以对调光值进行滤波(步骤S608)。图像数据处理装置可以增大调光值，使得通过滤波减小调光值的差。
图像数据处理装置可以分析各区域的像素的亮度分布(步骤S610)。
图像数据处理装置可以调整调光值，并且可以输出调整后的调光值(步骤S612)。图像数据处理装置可以根据调整后的调光值将调光控制信号输出到背光源驱动装置。图像数据处理装置可以减小一个区域的调光值，以减小具有低亮度分布的一个区域的背光源的亮度。
图像数据处理装置可以计算增益(步骤S614)。图像数据处理装置可以通过反映像素亮度的改变率与调光值的改变率的比率根据像素水平而不同的事实来计算增益。
图像数据处理装置可以使用计算出的增益来生成从原始图像数据转换出的图像数据(步骤S616)。
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年12月19日提交的韩国专利申请10-2019-0170329的优先权，如同在这里全部阐述一样，其通过引用而被包含于此以用于所有目的。

Claims (15)

1.一种图像数据处理装置，包括：
图像分析电路，其被配置为分析与被分割为多个区域的视频图像有关的原始图像数据，并且计算针对各区域的代表性亮度值；
调光值计算电路，其被配置为根据所述代表性亮度值而计算针对各区域的调光值以调整背光源的亮度；
像素分析电路，其被配置为分析针对各区域中的多个像素的亮度分布；
调光控制电路，其被配置为根据所述亮度分布而再调整针对一个区域的调光值；以及
调光输出电路，其被配置为向背光源驱动装置输出用于根据所述调光值驱动所述背光源的调光控制信号。
2.根据权利要求1所述的图像数据处理装置，其中，所述像素分析电路分析针对各区域中的多个像素的灰度值的分布，并且所述调光控制电路根据所述灰度值指示低亮度的程度来调整所述一个区域中的调光值的减小量。
3.根据权利要求1所述的图像数据处理装置，还包括：
增益计算电路，其被配置为根据所述调光值计算用于补偿所述原始图像数据的增益；以及
数据转换电路，其被配置为使用所述增益生成针对所述一个区域中的一个像素的从所述原始图像数据转换出的图像数据。
4.根据权利要求3所述的图像数据处理装置，还包括增益补偿电路，所述增益补偿电路被配置为计算用于对由于所述调光控制电路的再调整而引起的所述一个像素的亮度的减小率相对于所述调光值的减小率的差进行补偿的第一补偿增益。
5.根据权利要求4所述的图像数据处理装置，其中，所述差和所述第一补偿增益根据包括所述原始图像数据的灰度值的像素水平而变化。
6.根据权利要求5所述的图像数据处理装置，其中，所述增益补偿电路使用包括像素水平和与该像素水平相对应的第一补偿增益的查找表即LUT。
7.根据权利要求5所述的图像数据处理装置，其中，所述增益补偿电路计算针对一些像素水平的第一补偿增益，并且对针对一些像素水平的第一补偿增益进行插值以计算针对其余像素水平的第一补偿增益。
8.根据权利要求4所述的图像数据处理装置，其中，所述增益补偿电路计算用于对取决于一个像素或所述背光源的位置的亮度的差进行补偿的第二补偿增益。
9.根据权利要求8所述的图像数据处理装置，其中，所述数据转换电路使用反映所述第一补偿增益或所述第二补偿增益的增益来生成转换后的图像数据。
10.根据权利要求1所述的图像数据处理装置，还包括滤波电路，所述滤波电路被配置为通过滤波来调整所述调光值以使得减小区域之间的调光值的差和帧之间的调光值的差。
11.一种用于处理图像数据的方法，所述方法包括以下步骤：
分析与被分割为多个区域的视频图像有关的原始图像数据，以计算针对各区域的代表性亮度值；
根据所述代表性亮度值而计算针对各区域的调光值以调整背光源的亮度；
通过空域滤波调整所述调光值以使得减小区域之间的调光值的差；
分析针对各区域中的多个像素的亮度分布；
根据所述亮度分布而再调整针对一个区域的调光值；
根据所述调光值计算用于补偿所述原始图像数据的增益；以及
使用所述增益生成针对所述一个区域中的一个像素的从所述原始图像数据转换出的图像数据。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，在通过所述空域滤波调整所述调光值的步骤之后进行再调整所述调光值的步骤，以及
其中，在所述一个区域具有低亮度分布的情况下，减小所述一个区域的调光值以减小针对所述一个区域的所述背光源的亮度。
13.根据权利要求11所述的方法，还包括以下步骤：通过时域滤波调整所述调光值以使得减小帧之间的调光值的差。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，在通过空域滤波调整所述调光值的步骤中，在存在两个区域之间的调光值的差的情况下，增大具有较低调光值的区域中的调光值以减小所述两个区域之间的差。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，在分析亮度分布的步骤中，使用与所述多个像素的灰度值有关的累积密度函数数据即CDF数据来分析各区域的亮度分布。
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