CN1886777A

CN1886777A - 用于背光显示器中图像优化的方法和装置

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Publication number: CN1886777A
Application number: CNA2004800347609A
Authority: CN
Inventors: 丹尼尔·A·林茨梅尔; 罗伯特·J·贝罗; 查尔斯·P·宾策尔; 罗伯特·M·约翰逊; 蒂莫西·M·麦丘恩; 小爱德华·J·尤尔奇克
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Mobility LLC; Google Technology Holdings LLC
Priority date: 2003-11-25
Filing date: 2004-11-18
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2024-11-18
Also published as: US7154468B2; WO2005052907A1; KR20060120673A; US20050110740A1; KR101158588B1; CN1886777B

Abstract

描述了一种用于优化在电子设备(100)中使用的显示图像的显示装置(200)、显示控制器(222)和方法，包括：显示器(208)，用于呈现可视图像；处理器(212)，用于确定照亮显示器(208)的背光(216)的强度；和控制器(202)，对应于背光(216)强度来优化可视图像。随着背光(216)强度降低，增加像素(210)的亮度以在例如降低背光强度来节省电力的时候补偿图像。还描述了用来补偿不均匀背光(216)条件的方法和装置。

Description

用于背光显示器中图像优化的方法和装置

技术领域

本发明一般涉及具有显示器的电子设备，更具体涉及用于背光显示器中图像优化的方法和装置。

背景技术

电子设备中电池寿命以及电池每次充电之间的相应工作时间是市场是否可接受的一个关键成功因素。显示器所消耗的功率在电子设备的整个功耗中是一个关键。尤其对于大显示器的趋势，更是如此。而且，彩色显示器的增加显著增加了对这些设备中功率管理的需求。在大多数照明情况中，背光是彩色液晶显示器(LCD)所需的，用来获得最高图像质量。没有足够背光照明的彩色LCD显示器通常会被感觉为褪色和单调的。但是，亮的背光对电子设备造成显著电力消耗。可以降低背光的等级以改善电池寿命，但这会导致可读性和清晰度的下降。

附图说明

附图中，分别的视图中的类似的参考标号指示相同或功能相似的元件，附图与下面的详细描述一起合并成为本说明书的一部分，用来进一步图示说明各种实施例，并且用来解释全部根据本发明的各种原理和优点。

图1图示说明具有彩色显示器的典型电子设备；

图2用简化和表示形式描绘了用于电子设备中的显示装置的框图；

图3是当进行背光调节时用于LCD显示补偿的方法；和

图4描绘了背光强度为距离背光源距离的函数。

具体实施方式

概括地说，本公开涉及使用LCD显示器、尤其是彩色LCD显示器的电子设备。更具体地说，讨论了当调节背光时用于优化彩色LCD上可视图像的方法和装置中所体现的各种发明概念和原理。尤其感兴趣的是，在便携电子设备中，用户必须在明亮、高对比图像、具有短工作时间和观看更困难、具有较长工作时间之间进行选择。工作时间至少部分地是由背光功耗所驱动的。

如下面进一步的讨论，有利地使用各种发明原理来在调节背光等级时优化显示图像，尤其是延长电池寿命。当显示图像变得褪色、暗淡或者看上去单调时，电子设备的用户将通常选择保持背光并接受电池寿命的降低，通常对其的损害应该是电子设备以后会变得不能用。当在电子设备中结合进本公开时，提供了对图像显示的补偿，鼓励用户以较低背光等级工作从而节省电池，相应地延长工作时间。

提供本公开以便进一步以可用的方式来解释做出和使用根据本发明的各种实施例的最佳模式。本公开还提供用来提高对本发明原理及其优点的理解和认识，而不是以任何方式限制本发明。本发明仅仅受限于所附权利要求，包括在本申请审查阶段所做出的修改，以及所发布的权利要求的等价物。

进一步应该理解，关系术语的使用，如果有的话，诸如第一和第二、顶和底等等，仅仅用来区分一个实体或行动与另一个实体或行动，而不必要求或暗示这些实体或行动之间的任何实际的这样的关系或者次序。

许多的发明功能以及许多的发明原理都最好用或者以软件程序或指令以及集成电路(IC)(诸如专用IC)来实现。期望本领域普通技术人员，尽管由于例如可用时间、当前技术和经济考虑而可能付出大量努力、进行许多设计选择，当由这里公开的概念和原理引导时，将易于用最少的实验就能够产生这样的软件指令和程序以及IC。因此，考虑到简短以及使根据本发明的原理和概念发生混淆的风险最小，对这些软件和IC的讨论，如果有的话，将限于关于优选实施例的原理和概念的本质。

图1图示说明了具有彩色显示器102的典型电子设备100。用户通常能够通过用户接口的一个或多个元件来调节或选择背光的等级。在其他情况中，基于一个或多个条件，诸如不活动性、工作模式或环境光等级，来自动调节背光的等级。

结合有显示器的蜂窝电话、个人数字助理、信息管理器、个人游戏以及便携娱乐系统将从本公开的实施例中获益，它们共同使用本发明且易于用于零售。在多数情况下，是彩色LCD显示器，但其他配置，包括灰度或其他彩色显示技术也可以考虑。

参看图2，讨论和描述了用于电子设备中的显示装置200的简化和表示框图。电子设备可以是无线通信设备、个人数字助理或者使用LCD显示器且能够从降低功耗中获益的任意其他的多种电子设备。控制器202具有输入204和输出206。输出206可以是用来驱动显示器208的连接的复用集合。显示器208通常包括形成像素阵列的单个像素210。具有输出214的处理器212可用来驱动背光216来照亮显示器208。处理器212可以通过连接218连接到控制器，用来传送背光216的等级或强度并且用来访问像素数据。根据显示装置和特定电子设备的物理配置，一个或多个附加背光220可同样由处理器212驱动使用。处理器和控制器可以物理上或者逻辑上位于单个设备222中，如所描绘的那样。

操作中，用于电子设备100中的显示装置200可具有用来呈现可视图像的显示器208，用来确定照亮显示器208的背光216的强度的处理器212，以及连接到显示器208和处理器212、用于优化对应于背光216的强度的可视图像的控制器202。背光216的等级可由用户通过某些形式的用户接口选择，或者可以由处理器228基于另外的因素自动调节。这样的因素可包括环境光、按键时间、剩余电池电力等等。例如，在某些条件下，背光等级可能需要处于其最高强度，从而牺牲某些电池寿命，以便用户能够很好地观看显示器。可能出现如下情况：电子设备100配备有光传感器并且能够感应给定黑暗环境光条件，诸如夜晚，这时，背光可以降低到预先确定的低等级。在另外一个例子中，可能在室内，用户可能希望降低背光的等级以便节省电力，并且可能希望牺牲显示图像的某些质量。

彩色显示器、特别是LCD显示器208的特性在于：屏幕被划分为被称为像素210的小段。像素210可以根据显示器的解析度和构造的类型而在尺寸上有所不同。每一像素210的色调、饱和度和亮度通常是根据像素210的红、绿、蓝(RGB)子元素设定来确定的。在某些实施例中，可使用其他色空间，诸如青、洋红、黄，但是，所讨论的有关RGB的原理是等价适用的。通过调节像素210的RGB设定，不仅可以设置色调和饱和度，还可以设置数值或亮度。可通过调节阵列中每一像素210的红、绿、蓝设定来优化可视图像。Smith，A.R.在SIGRAPH 78的题为“Color Gamut Transform Pairs”的论文中定义了一种对色调、饱和度和亮度的测量。色调、饱和度和数值(或亮度、或光亮度)之间的匹配可在Foley等的“Computer Graphics”中找到。色调和饱和度的测量在HSV(色调/饱和度/数值)、HSB(色调/饱和度/亮度)、HLS(色调/光亮度/饱和度)色空间中定义，如本领域普通技术人员所公知。在做调节时保持红、绿、蓝设定之间的固定比例，允许改变像素210的数值、亮度、光亮度或发光率，而不改变像素210的色调和饱和度。这可以通过将原始设定缩放相同的缩放因子或者通过将每一数值增加相同百分比增量来实现。由于对于缩放红、绿、蓝设定来说，调节数值、亮度、光亮度或发光率的过程、方法和装置是相同的，当保持色调和饱和度时，下文将使用术语“亮度”来描述像素的数值、亮度、光亮度或发光率。当人眼对彩色进行工作时，可以认为眼睛对亮度的变化比对色彩的变化更加敏感。因此，当改变亮度并保持色调和饱和度时，可能不总是使用严格比率的调节。

应用LCD显示器208的这个特性，可以在背光216等级下降时通过增加像素210的亮度来优化图像。换言之，可以通过与背光216的强度成反比地调节像素的亮度来优化可视图像。通过保持像素阵列中每一像素的色调和饱和度来保持图像的完整性。

在像素210可能已经具有相对高亮度且背光216的强度降低的一个例子中，红、绿、蓝设定中的一个或多个可能需要超越最大设定的调节。为便于说明，让我们假设像素210的红、绿、蓝设定的范围可以是0-255。在示例的情况中，红为200，绿为150，蓝为100，这导致中度棕色调。背光216强度的15％的降低(通过驱动光的电流、光传感器或其他机制来测量)带来了像素210亮度上的相应增加，例如20％的增加，这是根据具有最佳效果的经验得出的。20％的增加导致新的红、绿、蓝数值分别为240、180、120，导致较浅暗的棕色(lighter shade ofbrown)，在保持色调的同时提供了更高的亮度。但是，当背光216的强度降低35％时，像素210的数值调节增加相应的35％，例如，产生的红数值为270，将超过最大值。在示例实施例中，红数值可以设置为255，建立增加比率为(255-200)/200＝27.5％。剩余的绿和蓝数值每个都增加27.5％，使得像素210的最终设定(四舍五入为整数)为红、绿、蓝分别是255、191、128。这仍旧是棕色调，且在保持该色调的同时具有最高的可用亮度。即，红、绿、蓝设定与背光强度成反比例地调节，直到最大设定将超过极限值。则将该设定设置为最大数值并且使用该设定的百分比增量来增加剩余的设定。计算像素在给定背光等级时已达到极限值的能力可用来调节背光等级以便在给出全彩色强度和背光等级时指向或接近即将迫近的亮度饱和度。

当背光强度增加时，这个比例调节和限值的使用还可应用到暗色调(低红、绿、蓝设定)。如果色彩元素都相等地降低，色调或亮度上的相应降低可导致任何色调(黑)的明显损失。此外，可以应用极限值，以使发光率不致降低到失去对比且任何呈现图像简单黑色的情况。在这个例子中，可设置下限为例如50。在向更亮背光调节时，当任何值将降低到低于50，低于50最多的数值将被设置为50，该设定所降低的百分比用于降低剩余设定的数值。

短暂地参看图4，如线402所示，表示显示器的水平部分之上的背光216强度，背光所提供的光随着与光源距离的增加而减小。这可以简单归结于背光相对于显示器208的几何放置，或者归结于用于消除从背光216到显示器208的光的光学原因。可以看出，对于使用背光216的单光源的例子，显示器在屏幕的左侧比屏幕的右侧更亮。一种描述这种效应的方式是发光度衰减。逐个像素调节显示器208发光度(亮度)的能力允许电子设备的设计者补偿光强度差，而不用更昂贵的光学器件或者附加的背光220。在例子中，显示器208右侧上的像素的亮度可以调节到更接近匹配显示器208左侧上像素的亮度。当使用第二背光，例如220时，或者当使用不同的光学器件时，显示器上的发光模式可能改变，如图示说明第二背光的效应的图线404所示。在有两个背光216、220的例子中，根据线402和404所示的发光度衰减，显示器208中央的像素可以调节为匹配两边的像素。尽管在图4中的例子显示了线性发光度衰减，但本领域普通技术人员很明显可以认识到，这样的背光强度上的变化，也可能是在显示器208的宽度和高度上的高度非线性的，并且可能需要对图像优化算法的相应改变。

参看图2，当背光216的等级发生改变时，控制器202可以使用任何方法来计算像素阵列中像素210的新数值。在一个示例实施例中，控制器可通过根据查找表、以固定数值调节像素阵列中所有像素，来优化可视图像。作为一个例子，表可以描述为，对于背光216等级降低大约大于0％到大约15％，像素亮度增加8％-10％。背光216降低从大约大于15％到大约25％可导致像素发光度18％-20％的增加。任何这样的调节都既保持色调和饱和度又同时考虑上述的最大值问题。在另一实施例中，每一像素210可以通过根据背光强度216的变化来实时计算像素210的新数值而进行调节，并且可能包括或不包括如上所述的对背光显示差异的补偿。在又一实施例中，像素阵列可以分为几个部分，为该部分计算新的调节并应用于像素210。

在一个实施例中，例如，当显示现场视频时，可能访问处理器212，以实时增强图像。在另一实施例中，例如，当显示器208变化得不是很快时，可以从前存储器驱动控制器202，同时处理接下来的显示屏幕的内容，以便增强后存储器中的图像。处理器212可以读出后存储器的区，例如显示器的矩形区域，处理图像，以及向后存储器重新写入数据。当已更新了所有像素230值时，处理器212可以发信号通知控制器202从前存储器切换到后存储器以改变显示的图像。本质上，使后存储器为前存储器，先前的前存储器可用来写入新的显示数据并且进行图像优化。前、后显示存储器通常是控制器202的一部分但可能是分立的。在一个实施例中，使用OpenGL^TM软件调用来进行对显示存储器的访问。OpenGL^TM是Silicon Graphics，Inc.的商标。

图2中所述的部件都是已知和可用的。控制器202是或者可能包括可从摩托罗拉公司或其他制造商得到的数字信号处理器或另一控制器。相似地，处理器212可以是或者可以包括来自摩托罗拉公司或其他制造商的数字信号处理器。处理器212和控制器202功能上可操作在相同的芯片上，以软件或硬件形式表述。无论在硬件(诸如可编程逻辑阵列)还是软件(C++、Java或其他计算机可操作指令)中实现，所述的处理器212和控制器202的功能的实现易于理解并由本领域中具有一般经验和能力的从业者实现。在一个实施例中，显示控制器可以是ATI Imageon^TM 3200显示控制器，其与国家半导体(NationalSemiconductor)LM2791 LED驱动器一起使用，尽管根据本领域普通技术人员的判断，也可使用其他的组合。Imageon^TM是ATI Technologies，Inc.的商标。背光216、220可以是冷荧光灯(CFL)，电致发光灯(EL)、发光二极管(LED)或者其他器件或其组合。它们是商品零件，可向诸如Kyocera等的制造商以及诸如Arrow Electronics或Hamilton Avnet等的部件经销商购买。多个显示器208是商品并且可向诸如Kyocera、Hitachi等的制造商购买。

与上面类似，显示控制器222对背光强度提供图像优化。显示控制器具有第一输入204，用来接收数据以作为图像显示，还具有第二输入228，对应于显示器的背光强度。正在被驱动的显示器208包括输出206，用于控制像素阵列的像素210中的一个或多个。显示控制器还具有处理器212或者控制器202，用于响应于输入204和/或228的变化来调节像素阵列的像素210的亮度。显示控制器222输入之一，例如228，可以直接对应于背光强度。可替换地，显示控制器输入228可以是与例如键盘活动有关的数据，由显示控制器222用来可编程地设置背光强度。不管是通过监控背光强度还是控制它，显示控制器222是知道用来优化图像的背光强度的。

处理器212或控制器202，作为显示控制器222的一部分，根据固定值查找和实时计算之一，可基于背光强度来优化可视图像。

处理器212或控制器202可与背光强度成反比例地调节红、绿或蓝像素元素之一的数值，以补偿可用背光的不同等级。像素210的亮度可以通过以相同比例调节像素的每一元素(红、绿、蓝)来保持。

当与背光等级反比例地调节将导致红、绿或蓝元素数值之一超过极限值时，该设定被设置为最大值，该设定的增加百分比被用来增加剩余的设定。在所有值或者来自几个像素的值超过限值的情况中，超过限值最多的数值被设置为最大值，并用来确定其他调节值。这允许保持像素210的色调和饱和度，同时提供最大可用调节。

显示控制器可以编程为允许与背光等级成反比例地、独立地计算调节，以使显示器的某些部分调节为不同等级，具有不同限值，或者使用与显示器区域不同的比例。如上所述，这可用来补偿背光不均匀的显示器。

显示控制器222可以是可从诸如摩托罗拉公司的制造商那里买到的多个控制器、单芯片处理器或可编程阵列中的任意一个。在一个实施例中，显示控制器可以是ATI Imageon^TM 3200图形控制器。所述的功能可以用硬件、固件或软件来实现，并且易于由本领域普通技术人员完成。设计形式上的变化也是本领域普通技术人员所公知的。

参看图3，讨论和描述了一种在进行背光调节时用于LCD显示补偿的方法。该方法在背光强度变化时优化了电子设备显示器中的图像，首先确定300背光强度，更适当地，是确定背光强度的变化。在某些情况下，背光强度可被视作与已知状态不同，也就是说，例如，低于最大等级50％。在另一实施例中，背光强度及其变化可以用对应于用于驱动背光的能量的术语来表述，例如驱动电流的毫安值。一旦确定了背光强度，计算302亮度缩放因子，即确定用于根据背光强度而调节图像的因子。在一个实施例中，通过计算百分比变化以根据背光强度的百分比变化应用，可以为显示器中的所有像素210确定常数值亮度缩放因子。在另一实施例中，根据预先确定的数值表为所有像素210确定常数值亮度缩放因子，预先确定的数值表可以是根据经验为特定显示配置而得到的，这样的常数值亮度缩放因子相比实时计算的缩放因子具有速度上的优势。还计算第二缩放因子表，其中，该表包含每一色彩部分的值的条目，从0到最大值。在又一实施例中，可考虑不同屏幕区域的背光等级的差异。在确定亮度缩放因子之后，基于屏幕一部分中的背光强度，可使用第二因子来调节该显示器部分中的图像。这在以下的情形中尤其适用：由于光学器件或来自背光的不均匀分布，屏幕的某些区域始终比另外的区域更亮。根据背光强度的变化和观察到的给定位置的强度的变化来调节亮度，使得成就了在显示器观看区域的感觉得到的均匀。

确定亮度缩放因子过程中的进一步的考虑是保持图像的色调和饱和度。在特征为由红、绿、蓝主要色彩组成的像素210的显示器中，注意成比例地调节三种元素中的每一种，以保持显示图像的色调和饱和度。

确定304像素元素或色彩分量的限值。限值可以是由于显示器自身而施加的，即所支持的最大发光度或亮度，或者可以是经验限值，诸如确定为色彩区分或观察到的色彩饱和度所需的低值。对于屏幕的不同区域，这个限值可以不同。如上面所讨论的，屏幕被划分为几个部分，以便计算或简化对背光差异的补偿。

测试308色彩分量值，看看它们是否超过色彩分量限值。如果有元素或色彩分量值超过限值，就遵从308的“是”分支。当红、绿或蓝元素中的一个或多个的幅值超过限值时，超过限值最大量的设定可以被设置310为最大值或者另一预先确定的值。对于剩余色彩分量值的设定，增加312与最高原始色彩分量值相同的增长百分比。当在限值情况下确定亮度值，即红、绿、蓝像素设定的幅度时，希望保持像素210原始的色调和饱和度，但不是必需。严格成比例调节的偏差可以调整计算的速度、取舍误差、或查找匹配。方法在316继续。

当没有设定超过为其建立的极限值时，或者当没有保持色调和饱和度时，与达到最大值和不保持比例时相同，遵从308的“否”分支到314。红、绿、蓝的新值应用314到像素210的图像，以使用亮度缩放因子来调节图像。实际上，一个实施例从控制器202读取显示值，完全或部分地在图像上操作，然后将优化数据重新写入到控制器202中。进行测试316以确定是否调节了显示器的所有像素或部分。如果否，就遵从316的“否”分支，过程在306继续。如果所有处理都完成了，就遵从316的“是”分支，处理结束318。

在优选实施例中，计算306红、绿、蓝元素的新幅值，其与显示器光强度的变化的关系是反比例。如果不检查限值，处理在314继续。

上述的装置和方法及其发明原理都想要并且将要消除背光强度的变化和背光强度在显示器上的差异所引起的问题。通过使显示器更加可读并且改善显示图像的整体观感，用户将更有可能以较低背光等级操作电子设备。这样，用户将得到较长的电池寿命的好处，同时可接受(即使可以觉察到)显示器图像质量的降低。

此外，除了关于较长电池寿命的直接好处之外，由于对发光度衰减处像素亮度的补偿，用户还将从屏幕所有区域上背光感受中受益。对制造商的好处是显然的。用于背光传播的光学器件可以更加便宜，所使用的背光源的类型可以更加宽广，同时显示装置200或显示控制器222用来在背光发光度存在差异的时候提供感觉图像质量的均匀。

这里描述说明的显示器是液晶显示器，但本领域普通技术人员很显然能意识到，所述的技术适用于其他显示器类型和配置，并且可用于与功耗相关之外的目的。易于理解，等离子显示器、常规显像管监视器等用于调节亮度的环境中，例如，当室内光照改变时。在这样的情况中调节亮度同时保持色调和可能的色彩饱和度的能力是有优势的，并且是对这里所述的方法和装置的直接应用。

实现图3和图4的方法的一个实施例如下所示：

#include <stdio.h>

#include "math.h"

#include <gl/gl.h>

#include <gl/glu.h>

//用于增强测试图像的常数

#define PIXEL_RECT_WIDTH 70

#define PIXEL_RECT_HEIGHT 12

#define PIXEL_BUFFER_SIZE (4*PIXEL_RECT_WIDTH *PIXEL_RECT_HEIGHT)

//这些程序用作图像增强的例子

//实现用于使用三种像素设定(红、绿、蓝)的情况

//对于imageHeight和imageWidth参数所确定的像素阵列

//当处理像素时，每一像素设定是八比特，取值为0-255

//这些程序假定配置了双缓冲(前缓冲和后缓冲)

　　void ScalePixels(

　　    unsigned int width，

　　    unsigned int height，

　　　  unsigned char *pixelBuffer，

　　　  unsigned char *ScaleTable，

　　　  unsigned short *PixelScaleTable，

　　　  unsigned int pixelLimit)
  {

　　　  enum primarycolor{mred,mgreen,mblue)；

　　　  unsigned char red,green,blue,max；

　　　  unsigned int p；

　　　  unsigned short pixelScaleFactor；

　　　  primarycolor maxc；

　　　  for (p=O； p＜PIXEL_BUFFER_SIZE；p=p+4){

　　　     red    　= pixelBuffer[p]；

　　　   　green = pixelBuffer[p+1]；

　　　     blue      = pixelBuffer[p+2]；

　　 　    // 计算最大像素设定

　　　　   if(red＞green) {max=red；maxc=mred；}else{max=green；maxc
=mgreen；}；

　　　     if(blue＞max)  {max=blue；maxc=mblue ；}；

　　 　    //确定最大像素设定是否超过限值

　　　     if(max＞pixelLimit){

　　　  　   switch(maxc){

　　　　    　  pixelScaleFactor=PixelScaleTable[max]；  //  (255*256)/
max
   　　    　   case mred：

 　　　　           // 设置最大值设定(对于本例，是255)

   　　         　　// 通过低像素限值，其可设置得较低
 
 　　　　           pixelBuffer[p]    = 255；

　　　　            // 增加像素设定

　　　　            pixelBuffer[p+1]=(unsigned char)(green *
pixelScaleFactor)＞＞8 ；

　　　              // 增加像素设定

　　　　            pixelBuffer[p+2]=(unsi9ned char)(blue    *
pixelScaleFactor)＞＞8 ；

　　　　        　  break；

　　　　        case mgreen：

　　                // 设置最大值设定(对于本例，是255)

　　 // 通过低像素限值，其可设置得较低

　　　　            pixelBuffer[p+1] =255；

　　 // 增加像素设定

　　                pixelBuffer[p]    = (unsigned char)(red  *
pixelScaleFactor)＞＞8；

　　 　             // 增加像素设定

　　                pixelBuffer[p+2]=(unsigned char)(blue *
pixelScaleFactor)＞＞8；

　　 　             break；

　　　　        case mblue：

　　 　             // 设置最大值设定(对于本例，是255)

　　 //通过低像素限值，其可设置得较低
				
				<dp n="d12"/>
　　                  pixelBuffer[p+2]=255;

　　//增加像素设定

　　               pixelBuffer[p]  = (unsigned char)(red *
pixelScaleFactor)＞＞8;

　　               //增加像素设定

　　               pixelBuffer[p+1]=(unsigned char)(green *
pixelScaleFactor)＞＞8;

　　               break;

　　         }

　　       }else{

　　         pixelBuffer[p]=ScaleTable [red];

　　         pixelBuffer[p+1]=ScaleTable[green];

　　         pixelBuffer[p+2]=ScaleTable[blue];

　　       }

　　    }

　　}

//--------------------------------------------------------------

//本例中，计算的数值表中，每个条目值为256 * (255/I)

//其中，I是每一条目的索引，在本例中，取值255为最大设定

//这段代码为每一可能最大像素设定生成移位缩放因子的表

//(假定大于限值)

//从技术上来说，表可以更短，因为只需要保持条目像素限值为255

//但这样的考虑在实际缩放运算中将需要附加的减法来计算合适索引

//本例中，使用下面的流程来缩放像素设定：

//新设定＝(PixelScaleTable[最大设定]*原设定)＞＞8

//最后需要移位8米考虑表被缩放提高256

//该计算基本与下面的计算相同：

//新设定＝PI(最大设定)*原设定+原设定

//其中PI(最大设定)表示原设定值到新设定值之间的最大设定的百分比增加，且PI+1＝PSF

//其中PSF是像素缩放因子，定义为

//PSF＝PixelScaleTable[最大设定]＞＞8 ＝ (最大设定)/I

//这里，实质上，新设定＝PSF * 原设定

//在用于本例的实际计算中

//移位是在乘法之后进行的，以保证精确度

//进行乘法和移位(缩放)，而不是乘法和加法(增加百分比增量)

//因为某些系统可能能够以较少的循环来进行前者的计算

//注意，其他系统可能能够以较少的循环来进行后者的计算

//--------------------------------------------------------------

    unsigned short *ComputePixelScaleTable()

    {

       unsigned short *PixelScaleTable;

       unsigned int i;

       PixelScaleTable=(unsigned short *)malloc(256*sizeof(unsignedshort));

       PixelScaleTable[0]=0;

       for(i=1;i＜256;i++){

          PixelScaleTable[i]=(unsigned short)((255 * 256)/i);

     }

    return PixelScaleTable;

    }

//--------------------------------------------------------------

//对于本例，基于backlightIntensity来计算数值表

//backlightIntensity与光等级成正比例、与亮度缩放因子成反比例

//brightnessScaleFactor=1/backlightIntensity

//(这里假定背光强度值归一化

//(直接表示强度(光的有效亮度)

//因此，比例常数设置为1

//每一条目中的值计算如下：

//I * brightnessScaleFactor

//这里，I是每一表条目的索引

//通过在每帧的起始创建此表，只需要一次除法，需要256次乘法

//(对于最大像素设定不超过限值的所有像素)

//通过进行表查找，此表随后用于计算新像素设定

//(对于最大像素设定不超过限值的所有像素)

//像素设定的百分比增量(PI)缩放(乘以)亮度缩放因子(BSF)可计算如下；

//对于BSF＞1的情况，PI＝BSF - 1

//或者：BSF＝PI + 1-＞新设定＝ (BSF) * 原设定

//或者：新设定＝PI * 原设定+原设定

//这里，PI＝(新设定-原设定)/原设定

//表的查找可有效用于缩放原设定

//基于亮度缩放因子

//(本例中，计算为背光强度的倒数).It essentially increases the

//实质上，以使用上面所列方程计算的相关百分比增加原设定

//--------------------------------------------------------------

　　unsigned char *ComputeScaleTable(

　　   double globalScaleFactor)

　　{

　　  unsigned char *ScaleTable;

　　  double brightnessScaleFactor;

　　  unsigned int i,tmp;

　　  brightnessScaleFactor=1/globalScaleFactor;

　　  ScaleTable=(unsigned char *)malloc(256*sizeof(unsigned char));

　　  for(i=0;i＜256;i++){

　　      tmp=(unsigned char)(i*brightnessScaleFactor);

　　      if(tmp＞255){

　　         ScaleTable[i]=255;

　　      }else{

　　        ScaleTable[i]=tmp;

　　      }

　　      return ScaleTable;

　　  }

　　  void ScalePixelRectangle(

　　     unsigned int col,

　　     unsigned int row,

　　     unsigned int width,

　　     unsigned int height,

　　     unsigned char *pixelBuffer,

　　     unsigned char *ScaleTable,

　　     unsigned short *PixelScaleTable,

　　     unsigned int pixelLimit){

　　     glReadPixels(col,row,width,height,GL_RGBA,GL_UNSIGNED_BYTE,pixelB
uffer);

　　     ScalePixels(width,height,pixelBuffer,ScaleTable,PixelScaleTable,p
ixelLimit);

　　     glRasterPos2i(col,row);

　　       glDrawPixels(width,height,GL_RGBA,GL_UNSIGNED_BYTE,pixelBuffer);

　　}
				
				<dp n="d14"/>
　　void ImageEnhance(

　　   HDC hdc,

　　   unsigned int imageWidth,

　　   unsigned int imageHeight,

　　   double globalScaleFactor)

　　{

　　   unsigned int pixelLimit;//从globalScaleFactor计算

　　   unsigned int row,col;

　　   unsigned char *pixelBuffer;

　　   unsigned char *ScaleTable;

　　   unsigned short *PixelScaleTable;

　　   glEnable(GL_BLEND);

　　   glBlendFunc(GL_ONE,GL_ZERO);

　　   pixelBuffer=(unsigned char *)
malloc(PIXEL_BUFFER_SIZE*sizeof(unsigned char));

　　   pixelLimit    =(unsigned int)floor(globalScaleFactor*255);

　　   ScaleTable=ComputeScaleTable(globalScaleFactor);

　　   PixelScaleTable=ComputePixelScaleTable();

　　   for(row=0;row＜imageHeight;row=row+PIXEL_RECT_HEIGHT){

　　   for(col=0;col＜imageWidth-PIXEL_RECT_WIDTH;
col=col+PIXEL_RECT_WIDTH){
　　     if(row＞imageHeight-PIXEL_RECT_HEIGHT){
  ScalePixelRectangle(col,row,PIXEL_RECT_WIDTH,imageHeight-row,pixelBuf
fer,ScaleTable,PixelScaleTable,pixelLimit);      //短全矩形

　　        }else{
  ScalePixelRectangle(col,row,PIXEL_RECT_WIDTH,PIXEL_RECT_HEIGHT,pixelB
uffer,ScaleTable,PixelScaleTable,pixelLimit);//正常全矩形

　　       }

　　}

　　if(col＞imageWidth-PIXEL_RECT_WIDTH){

　　   if(row＞imageHeight-PIXEL_RECT_HEIGHT){
  ScalePixelRectangle(col,row,imageWidth-col,imageHeight-row,pixelBuffe
r,ScaleTable,PixelScaleTable,pixelLimit);         //短细右上角

　　        }else{
  ScalePixelRectangle(col,row,imageWidth-col,PIXEL_RECT_HEIGHT,pixelBuf
fer,ScaleTable,PixelScaleTable,pixelLimit); //细端矩形

　　        }

　　     }

　　}

已经讨论和描述了用于优化LCD显示器中图像的方法和装置的各种实施例。期望这些实施例或其他根据本发明的实施例将应用到使用背光显示器的许多电子设备。本公开扩展到包括这样的电子设备以及更具体地由此使用本方法的要素元素或装备。

本公开意在解释怎样形成和使用根据本发明的各种实施例，而不是限制其真正的、所需的、公正的范围和精神。前面的描述不被看作是排他性质的或者将本发明限制到所公开的精确形式。根据上面的教导可能进行修改或改变。选择和描述实施例，用以提供本发明原理及其实际应用的最佳说明，并使本领域普通技术人员能够以各种实施例和通过适合于所考虑的具体使用的各种修改来使用本发明。所有这样的修改和变化都在本发明的范围内，该范围是由权利要求所限定的，其可以在本专利申请的审批期间进行修改，权利要求还包括其所有等价物，根据其公正、合法、公平的宽度进行解释。

Claims

1.一种用于优化在电子设备中使用的显示图像的显示装置，包括：

显示器，用于呈现可视图像；

处理器，用于确定照亮显示器的背光的强度；和

控制器，连接到显示器和处理器，其中，所述控制器对应于背光强度来优化可视图像。

2.权利要求1的显示装置，其中，所述显示器进一步包括像素阵列，其中，所述可视图像是通过调节像素阵列的像素的红、绿、蓝设定之一的等级来优化的。

3.权利要求2的显示装置，其中，在优化可视图像时，保持像素阵列的像素的色调。

4.权利要求3的显示装置，其中，在优化可视图像时，保持像素阵列的像素的饱和度。

5.权利要求2的显示装置，其中，与背光强度成反比例地调节所述红、绿、蓝设定之一的等级。

6.权利要求2的显示装置，其中，与背光强度成反比例地调节所述红、绿、蓝设定之一的等级，直到这些设定之一将超过限值，其中，所述的超过限值的设定之一被设置为最大值，并且对剩余设定使用与所述的超过限值的设定之一的变化成比例的调节。

7.权利要求2的显示装置，其中，与背光强度成反比例地调节所述红、绿、蓝设定之一的等级，直到这些设定之一将超过限值，其中，调节背光的强度，直到所述的超过限值的设定之一大约在限值。

8.权利要求2的显示装置，其中，所述像素阵列的像素是根据所述像素上的背光强度调节的。

9.权利要求1的显示装置，其中，所述电子设备是无线通信设备和个人数字助理之一。

10.权利要求1的显示装置，其中，所述控制器根据固定值查找和实时计算之一，基于背光的强度来优化可视图像。

11.权利要求1的显示装置，其中，对应于背光的强度，所述控制器对于进入图像实时地优化可视图像。

12.权利要求1的显示装置，其中，对应于背光的强度，所述控制器在缓冲存储器中优化可视图像。

13.一种用于响应背光强度的变化而优化电子设备的显示器中的图像的方法，包括：

根据背光强度，确定用来调节图像的因子；以及

使用所述因子来调节图像。

14.权利要求13的方法，其中，确定因子进一步包括：

确定用来缩放显示器中像素的亮度的常数值。

15.权利要求13的方法，其中，确定因子进一步包括：

确定用来缩放显示器中像素的亮度以保持像素色调的值。

16.权利要求13的方法，其中，确定因子进一步包括：

确定用来缩放显示器中像素的亮度以保持像素饱和度的常数值。

17.权利要求13的方法，其中，确定因子进一步包括：

与背光强度的变化成反比例地确定显示器中像素的红、绿、蓝设定之一的幅度。

18.权利要求13的方法，其中，确定因子进一步包括：

与背光强度的变化成反比例地确定显示器中像素的红、绿、蓝设定之一的幅度，除非这些设定之一的幅度超过限值，其中，所述的超过限值的设定之一的幅度被设置为最大值，为剩余设定确定与所述的超过限值的设定之一成正比例的因子。

19.权利要求13的方法，其中，确定因子进一步包括以下之一：

根据表查找来确定所述因子；和

使用对应于背光强度的值，根据计算，确定所述因子。

20.权利要求13的方法，其中，优化图像进一步包括：

根据显示器一部分中的背光强度来调节所述显示器一部分中的图像。