CN114258564A

CN114258564A - 从显示器存储器中选择颜色校准简档数据

Info

Publication number: CN114258564A
Application number: CN201980099432.3A
Authority: CN
Inventors: 通·塞恩; 格雷戈里·斯塔恩; 艾伦·塔姆
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2019-07-16
Filing date: 2019-07-16
Publication date: 2022-03-29
Also published as: US20220130315A1; WO2021010982A1; EP3991165A1; EP3991165A4

Abstract

在多种示例中，显示器可以包括存储与多个显示模式相对应的多个颜色校准简档的存储器以及与存储器可操作地耦接的逻辑。逻辑可以例如基于从与显示器可操作地耦接的计算装置接收的信号来确定显示器的当前显示模式。逻辑可以基于显示器的当前显示模式从多个颜色校准简档中选择给定的颜色校准简档。然后逻辑可以使用所选择的给定颜色校准简档在显示器上呈现图像。

Description

从显示器存储器中选择颜色校准简档数据

背景技术

一些计算机显示器可以在诸如标准动态范围(“SDR”)和高动态范围(“HDR”)的多个不同的目标亮度范围内呈现视觉内容。HDR实现了比SDR更大的亮度的动态范围，并且经常被视频/电影的合成师和调色师、动画打光师(lighter)和摄影师用来更好地表现现实世界中发现的对比度范围，或者被用来创建夸张的表示以营造氛围或冲击力。它还被游戏玩家和消费者用来参与和观看由游戏工作室和内容提供商所创建的HDR内容。一些显示器支持多种SDR和/或HDR模式。例如，标准的SDR模式可以用于诸如网页浏览的任务，宽色域的SDR模式可以用于诸如照片编辑的任务。一些SDR/HDR模式对于视频(例如D65)和打印(例如D50)可能具有不同的白场。

附图说明

本公开的特征以示例的方式示出，并且不限于以下附图，在附图中相同的附图标记表示相同的元件。

图1是可以在其中实现本公开所选择的方面的示例环境的图。

图2示意性地描绘了配置有本公开所选择的方面的多种部件如何交互的示例。

图3示意性地说明了根据示例的本文描述的技术如何影响计算机激活的时间表。

图4示意性地描绘了可用于实现本公开所选择的方面的硬件架构的示例。

图5描绘了实践本公开所选择的方面的示例方法。

具体实施方式

为了简单和说明的目的，本公开通过主要参考其示例来描述。在以下描述中，阐述了多个具体细节，以便提供对本公开的透彻理解。本公开可以在不限于这些具体细节的情况下实践。在其他情况下，一些方法和结构没有被详细描述，以免不必要地模糊本公开。

附图中描绘的元件可以包括附加部件，并且那些附图中描述的部件中的一些可以被移除和/或修改，而不脱离本文公开的元件的范围。还应当理解的是，附图中描绘的元件可能不是按比例呈现的，并且因此，元件可以具有与附图中所示出的不同的尺寸和/或配置。

图形处理单元(“GPU”)是一种专门设计用于在显示器上呈现图形的逻辑类型，通常比标准中央处理单元(“CPU”)更高效和/或更强大。多个GPU能够在多个不同的亮度范围之间切换。但是，随着诸如膝上型计算机和平板计算机等电池供电装置变得更加强大，GPU在图形爱好者中的受欢迎程度也有所提高。但是，持续操作GPU以在多个不同的亮度范围之间切换和/或实现多个不同的亮度范围会使用相当大的功率，在某些情况下会导致50％的电池寿命损失。相应地，本文描述了用于将亮度范围控制委托给和/或将亮度范围控制从GPU切换到例如与显示器集成的逻辑的技术。因此，GPU可以被供电更少的时间，这可以节省电池电力。

在多种实施方式中，显示器的存储器可以用于存储与诸如HDR、SDR等多个亮度范围或“显示模式”相对应的多个颜色校准简档。存储在显示器的存储器中的颜色校准简档可以采用多种形式。在一些示例中，颜色校准简档可以采用预查找表(“预LUT”)、乘法矩阵(例如，3×3)和后LUT的形式，在多种情况下以此为顺序采用。在其他示例中，颜色校准简档可以采用整形器LUT随后是三维(“3D”)LUT的形式。

显示器还可以包括诸如时序控制器(“TCON”)或定标器芯片的逻辑。该逻辑可以基于显示器要实现的当前显示模式从多个颜色校准简档中选择颜色校准简档。然后，该逻辑可以将颜色校准简档编程到与显示器集成的存储器的一部分中，该部分在本文被称为“颜色块”。在一些示例中，通过命令显示逻辑来加载和/或实现目标颜色校准简档，可以在显示器实际呈现内容之前将显示器校准到目标亮度范围。因此，当显示器从一种颜色校准简档切换到另一种颜色校准简档时，用户不会看到突然的颜色变化或闪烁。

当前显示模式可以以多种方式确定。在一些示例中，当前显示模式可以基于在显示器处从计算装置接收的信号来确定。该信号可以是例如伴随图形数据的元数据、操作系统信号、应用特定信号(例如，来自游戏或者图形操作应用)等。在一些示例中，用户可以明确选择期望的亮度范围或者显示模式。但是，在多个其他示例中，信号可以在用户不具备其任何知识的情况下从计算装置接收。

现在参考图1，示例计算系统100以膝上型计算机的形式描绘，膝上型计算机包括与显示器104可操作地耦接的计算装置102或“主机”。在该示例中，计算装置102和显示器104被集成在一起作为单个单元。显示器104可以例如相对于计算装置102围绕多个角度枢转。但是，这并非意味着限制。在其他示例中，计算装置102可以是诸如塔的独立计算装置，并且显示器104可以是独立显示器。

在其他示例中，计算系统100可以被形成为平板计算机或“一体化”计算系统，其中显示器104和计算装置102被集成到单个单元中。在其他示例中，通常计算系统100和/或特别是显示器104可以采用向佩戴者提供增强现实(“AR”)或虚拟现实(“VR”)体验的头戴式显示器(“HMD”)的形式。

如左下方的分解部分所示，计算装置102可以包括CPU 106和GPU 108形式的逻辑。如图1所示，在一些示例中，GPU 108可以是独立于CPU 106的“分立”GPU。在其他示例中，CPU106和GPU 108的功能可以组合到单个单元中，诸如具有集成显卡的CPU。CPU 106和/或GPU108可以与多种类型的存储器可操作地耦接，这些存储器在图1中由存储器110统一表示。存储器110例如可以包括只读存储器或“ROM”、随机存取存储器或“RAM”、多种类型的非易失性存储器等。

存储器110例如可以包括从非易失性存储器加载到RAM中的计算机可执行指令形式的操作系统(图1中的“OS”)112、颜色简档选择用户界面(UI)114以及可以在操作系统112之上执行的多种应用115₁至115_P。颜色简档选择用户界面114可以是接收用户输入以手动选择他们想要在显示器104上使用的颜色校准简档的特殊应用。用户输入可以采用多种形式，诸如用户对图形用户界面(“GUI”)的图形元素的选择、语音命令、手势等。在其他示例中，可以省略颜色简档选择用户界面114，并且可以例如在用户不会感知到它正在发生的情况下使用源内容元数据“在幕后”执行颜色简档选择。

其中，应用115₁至115_P可以包括图形密集型应用，因此可以利用显示器104的多个不同的亮度范围和/或显示模式。这种图形密集型应用例如可以包括视频游戏、照片编辑器、动画编辑器、图形设计应用、电影编辑器、计算机辅助设计(“CAD”)应用、图像合成应用、颜色分级应用等。

计算装置102还可以包括计算装置中常见的其他部件。作为非限制性示例，在图1中，计算装置包括输入/输出(“I/O”)接口116和网络接口卡(“NIC”)118。I/O接口116可以包括例如键盘、鼠标、麦克风、数码摄像头等。

在一些示例中，显示通信(图1中的“COMM.”)通道120也可以是I/O接口的一部分，尽管它在图1中被单独描绘。显示通信通道可以采用多种形式，诸如视频图形阵列(“VGA”)、数字可视接口(“DVI”)、高清多媒体接口(“HDMI”)、显示端口(“DP”)和/或嵌入式显示端口(“eDP”)、低电压差分信号(“LVDS”)、V-by-One、通用串行总线(“USB”)、显示器数据通道连接接口(“DDC/CI”)、内部集成通道(“I²C”)、辅助接口(“AUX”)等。如图1所示，显示通信通道120可以将计算装置102与显示器104可操作地耦接。

显示器104可以包括显示逻辑122和显示器存储器124。显示逻辑122可以采用多种形式，诸如时序控制器(“TCON”)、定标器芯片或控制器、现场可编程门阵列(“FPGA”)和/或专用集成电路(“ASIC”)。显示器存储器124也可以采用诸如上文提到的多种形式，以及电可擦除可编程只读存储器(“EEPROM”)、NAND或NOR闪存等。

显示器存储器124可以存储与多个显示模式或亮度范围相对应的多个颜色校准简档(或简称为“颜色简档”)。在图1中，例如显示器存储器124存储多个SDR颜色校准简档126₁至126_N和多个HDR颜色校准简档128₁至128_M。在其他示例中，显示器存储器124可以存储多个SDR颜色校准简档126₁至126_N和一个HDR颜色校准简档128。或者，在一些示例中，显示器存储器124可以存储一个SDR颜色校准简档126和多个HDR颜色校准简档128₁至128_M。

在多种示例中，显示逻辑122可以例如基于从计算装置102接收的信号来确定显示器104的当前显示模式。例如，在上电时，操作系统112可以通过显示通信通道120向显示逻辑122发送信号。该信号可以包括显示模式信息，该信息指示显示器104应当在哪个显示模式下操作。显示模式信息可以包含在操作系统消息的各个位置中，诸如包含在数据包报头、视频内容数据等中。基于显示器104的当前显示模式，显示逻辑122可以从存储在显示器存储器124中的多个颜色校准简档126₁至126_N、128₁至128_M中选择给定的颜色校准简档。显示逻辑122可以使用所选择的给定颜色校准简档在显示器104上呈现图像。

图2示意性地描绘了配置有本公开所选择的方面的多种部件如何交互的示例。从顶部开始，工厂校准模块234可以在制造显示器104的工厂操作。工厂校准模块234例如可以由工厂员工操作，以输入从每个单独显示器104的亮度范围能力的手动测试中所收集的数据。该“工厂校准数据”可以包括例如图1中描绘的颜色校准简档126₁至126_N和128₁至128_M。其可以例如在显示器104被运送到零售商、经销商、消费者等之前在工厂被写入显示器存储器124。

图2中还描绘了作为显示器104的一部分的颜色块230以及像素的二维矩阵232。在该示例中，操作系统112、应用115和/或颜色简档选择用户界面114可以经由显示通信通道120向显示逻辑122(其可以例如是TCON)发送信号。该信号可以指示当在像素的矩阵232上呈现内容时显示器104应当实现哪个显示模式或者亮度范围。因此，该信号可以使得显示逻辑122从显示器存储器124中选择要实现的颜色校准简档(例如，SDR/HDR)。

所选择的颜色校准简档可以被存储或“编程”为颜色块230。颜色块230例如可以是例如特别快速的存储单元，诸如存储器寄存器、闪存、EERPOM等。在图2中，颜色校准简档采用预LUT矩阵、乘法矩阵(例如，3×3)和后LUT矩阵的形式。在其他示例中，存储为颜色块230的颜色校准简档可以采用其他形式，诸如整形器LUT，其后是三维(“3D”)LUT。

在多种示例中，显示逻辑122可以使用颜色块230的内容来校准要实时呈现在像素的矩阵232上的视觉数据。值得注意的是，将颜色校准简档存储为显示器104上的颜色块230而不是由GPU 108(或CPU 106)实现的颜色块，可以节省计算装置102的大量计算资源，特别是如果计算系统100是便携式或移动计算系统，则可以节省电池电力。

图3说明了除了节省诸如电池电力的计算资源之外，本文描述的技术还可以如何以其他方式改善用户体验。特别地，图3说明了本文描述的技术如何在计算系统上电、从睡眠状态唤醒等之后的时间间隔期间避免显示器104上的诸如闪烁的可见图像变化。描绘了两条时间线，时间从左到右。

顶部的时间线开始于342处，此时计算装置102被通电、恢复或以其他方式激活。间隔336表示期间没有内容呈现在显示器104上的时间间隔。在344处，视频变得活动，并且显示器104开始呈现内容。

在间隔338期间，内容被呈现在显示器104上，但是还不知道显示器104应当实现什么显示模式或亮度范围。因此，呈现的内容可以表现出多种可见的变化。例如，视觉内容最初可以使用诸如SDR简档的默认颜色校准简档来呈现。但是，在346处，可以利用例如HDR简档对颜色块(230)进行编程。结果，用户可以感知到呈现在显示器104上的视觉内容的可见变化，这可能不会稳定，直到颜色块230被编程。一旦颜色块230被编程，新的间隔340开始，在此期间呈现在显示器104上的视觉内容可以是稳定的。

但是，用户可以随后在348处例如使用颜色简档选择用户界面114来选择新的颜色简档。这可能导致转变回在间隔338期间表现出的不稳定性。特别地，当利用用户选择的颜色校准简档对颜色块230进行重新编程时，用户可以感知到呈现在显示器104上的视觉内容中的另一可见变化。

图3底部的时间线实现了本文描述的技术，以减少或消除利用图3顶部的时间线可观察到的可见变化(例如，闪烁)。特别地，颜色块230在视觉内容被呈现在显示器104上之前被编程。底部处的时间线类似于顶部处的时间线而开始-在342处，计算装置102被上电、恢复或以其他方式激活。

但是，与顶部时间线不同，在底部时间线中，下一阶段不是激活视频从而使显示器104开始呈现内容。相反，在显示器上呈现任何视觉内容之前，在350处，可以例如由显示逻辑122根据从计算装置102接收的信号来检测显示模式(或目标亮度范围)。

在346处，基于检测到的显示模式，并且在显示器104上呈现任何内容之前，可以例如由显示逻辑122对颜色块230进行编程。在一些示例中，如果检测到的显示模式是SDR，则最近使用的SDR颜色简档或默认SDR颜色简档可以被编程到颜色块230中。

可替代地，如果检测到的显示模式是HDR，则在一些示例中，特定的颜色预设配置—例如，国际电信联盟建议(“ITU-R”)BT.2020色域以及电影和电视工程师协会标准(SMPTE ST)2084电光传递函数(“EOTF”)—可以被编程到颜色块230中。在检测到的显示模式是HDR的其他示例中，最近使用的HDR颜色简档可以被编程到颜色块230中。

返回参考图3的底部时间线，一旦颜色块230被编程，在344处，视频变得活动，并且显示器104开始呈现内容。在这个示例中，颜色块230已经被编程。因此，即便有视觉伪像，用户也将感知到较少。在348处，用户例如可以使用颜色简档选择用户界面114来改变颜色简档，这使得显示逻辑122对颜色块230进行重新编程。

根据多种示例，图4以比先前附图相对更详细的方式示意性地描绘了可以在显示器104上实现的示例硬件架构。还描绘了计算装置102，但是为了清楚起见，除了GPU108之外，省略了计算装置102的大多数部件。

在图4中，显示逻辑122采用TCON的形式，其中包括辅助(“AUX”)接口460、背光(“BL”)控制器(“CTRL”)462和装置控制器464。在图4中，装置控制器464采用显示端口配置数据(“DPCD”)控制器的形式，但这并非意味着限制。

像素的矩阵232部分地由多个行驱动器466和多个列驱动器468控制。行驱动器466和列驱动器468又由TCON 122控制，如箭头所示。背光控制器462可操作地耦接到背光(“BL”)470并由此控制背光(“BL”)470。

GPU 108经由多种通信接口与TCON 122的部件可操作地耦接，通信接口中的任何一个可以与图1中的显示通信通道120共享各方面。TCON 122(或更一般地，显示逻辑122)可以通过经由这些通信接口中的任何一个传输的数据来检测显示器104的当前和/或目标显示模式(或亮度范围)。在图4中，GPU 108经由背光控制接口472与背光控制器462可操作地耦接。GPU经由辅助控制接口474与辅助接口可操作地耦接。并且GPU经由主链路476与TCON122进一步可操作地耦接。主链路476可以用于例如将图形数据从GPU 108传输到TCON 122，以使得TCON 122可以在像素的矩阵232上呈现视觉内容。

在一些示例中，通常可以在计算装置102(而不特定于GPU 108)和显示器104之间提供其他通信接口。显示器104的显示模式也可以在这些接口中检测到。这些附加接口可以包括例如通用输入/输出(“GPIO”)接口478和/或内部集成电路(“I²C”)接口480。在一些示例中，GPIO接口478和/或I²C接口480可用于从计算装置102向显示器104传输禁用或绕过颜色块230的命令，例如以实现显示器104的固有亮度范围。

在图4中，显示器存储器124包括计算机可读指令(“CRI”)482和颜色简档数据(“CPD”)484。颜色简档数据484可以包括例如先前描述的颜色简档126₁至126_N和128₁至128_M。计算机可读指令482可以是例如由TCON 122例如通过装置控制器464来执行的固件指令。这些指令可以使TCON执行本公开所选择的方面，诸如检测显示器104的目标显示模式或亮度范围，基于检测到的目标显示模式从颜色简档数据484中选择颜色校准简档，以及将所选择的颜色校准简档编程到颜色块230中。在一些示例中，计算机可读指令482还可以包括扩展显示标识数据(“EDID”)，或者一旦执行就可以访问扩展显示标识数据(“EDID”)。

图5描绘了实践本公开所选择的方面的示例方法500。为了方便起见，方法500的操作将被描述为由配置有本公开所选择的方面的逻辑(诸如显示逻辑122)来执行。图5中的操作并非意味着限制；可以增加、省略和/或重新排序各个操作。

在框502处，可以激活计算装置102。例如，它可以被通电，从睡眠模式“唤醒”，或以将开始在像素的矩阵232上呈现视觉内容的方式被激活。

在框504处，逻辑可以确定在显示器上呈现视觉内容时要使用的显示模式(或亮度范围)。该显示模式可以由逻辑在多种接口(例如，472-480)处接收的多种信号中检测。在一些示例中，从计算装置接收的传达显示模式的信号被包含在与从计算装置102接收的图形数据相关联的元数据中。在一些示例中，该信号采用从操作系统112接收的操作系统信号的形式。在一些示例中，该信号是从在计算装置102上执行的应用115接收的应用信号的一部分。在一些示例中，该信号可以是从GPU 108接收的信号，GPU 108可以是专用GPU和/或与CPU 106集成。

“视觉内容”可以采用多种形式。在一些情况下，它可以是诸如照片编辑器、视频编辑器、图形设计应用等的图形密集型应用的GUI。在一些情况下，视觉内容可以是视频游戏界面。在一些情况下，视觉内容可以采用利用宽范围亮度值的音频视觉演示的形式。

基于显示模式，在框506处，逻辑可以从存储在逻辑可访问的显示器存储器124中的多个颜色校准简档(例如，126₁至126_N，128₁至128_M)中选择颜色校准简档。如前所述，这些颜色校准简档可以存储在与显示器104集成的诸如EEPROM的多种类型的存储器中。在框508处，逻辑可以利用在框506处选择的颜色校准简档对显示器104的颜色块230进行编程。在一些示例中，这可以发生在逻辑可以使用所选择的颜色校准简档在例如像素的矩阵232上呈现视觉内容的框510之前。

尽管贯穿整个本公开进行了具体地描述，但是本公开的代表性示例在广泛的应用中具备实用性，并且上述讨论不旨在且不应当被解释为限制，而是作为对本公开的各方面的说明性讨论来提供。

Claims

1.一种显示器，包括：

存储器，存储与多个显示模式相对应的多个颜色校准简档；以及

与所述存储器可操作地耦接的逻辑，所述逻辑用于：

基于从与所述显示器可操作地耦接的计算装置接收的信号来确定所述显示器的当前显示模式；

基于所述显示器的所述当前显示模式从所述多个颜色校准简档中选择给定的颜色校准简档；以及

使用所选择的给定的颜色校准简档在所述显示器上呈现图像。

2.根据权利要求1所述的显示器，其中，所述逻辑包括与所述显示器集成的时序控制器TCON。

3.根据权利要求1所述的显示器，其中，所述逻辑包括与所述显示器集成的定标器芯片。

4.根据权利要求1所述的显示器，其中，所述多个颜色校准简档中的第一个与标准动态范围SDR显示模式相对应，并且所述多个颜色校准简档中的第二个与高动态范围HDR显示模式相对应。

5.根据权利要求1所述的显示器，其中，从所述计算装置接收的所述信号被包含在与从所述计算装置接收的图形数据相关联的元数据中。

6.根据权利要求1所述的显示器，其中，从所述计算装置接收的所述信号包括从在所述计算装置上执行的操作系统接收的操作系统信号。

7.根据权利要求1所述的显示器，其中，从所述计算装置接收的所述信号包括从在所述计算装置上执行的应用接收的应用信号。

8.根据权利要求1所述的显示器，其中，从所述计算装置接收的所述信号包括从所述计算装置的图形处理单元GPU接收的信号。

9.根据权利要求1所述的显示器，其中，所述逻辑用于在所述逻辑呈现所述图像之前选择所述给定的颜色校准简档。

10.一种计算系统，包括：

计算装置，包括与显示通信通道可操作地耦接的处理器；以及

显示器，包括存储与多个亮度范围相关联的多个颜色校准简档的显示器存储器，以及与所述显示器存储器和所述显示通信通道可操作地耦接的显示逻辑，所述显示逻辑用于：

经由所述显示通信通道接收指示所述多个亮度范围中的目标亮度范围的数据；

基于所述目标亮度范围从所述显示器存储器中选择颜色校准简档；以及

基于所选择的颜色校准简档在所述显示器上呈现图像。

11.根据权利要求10所述的计算系统，其中，所述计算系统包括膝上型计算机。

12.根据权利要求10所述的计算系统，其中，所述显示通信通道包括辅助通道。

13.根据权利要求10所述的计算系统，其中，所述多个颜色校准简档包括标准动态范围SDR颜色校准简档和高动态范围HDR颜色校准简档。

14.一种使用与显示器集成的时序控制器TCON来实现的方法，包括：

由所述TCON确定在所述显示器上呈现视觉内容时要使用的显示模式；

由所述TCON基于所述显示模式从存储在所述TCON可访问的存储器中的多个颜色校准简档中选择颜色校准简档；以及

由所述TCON使用所选择的颜色校准简档在所述显示器上呈现所述视觉内容。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述确定由所述TCON响应于计算装置的生成用于在所述显示器上呈现的所述视觉内容的激活来执行，并且其中，所述方法进一步包括：

由所述TCON在所述呈现之前利用所选择的颜色校准简档对所述显示器的颜色块进行编程。