DE102019000917A1

DE102019000917A1 - System, Verfahren und computerlesbares Medium für eine adaptive Display-Kalibrierung und -Profilierung

Info

Publication number: DE102019000917A1
Application number: DE102019000917.7A
Authority: DE
Inventors: Peisong Chen; Richard Hayden Wyman; Gheorghe Berbecel; Frederick George Walls; David C. Wu; Wade Keith Wan
Original assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2018-04-25
Filing date: 2019-02-08
Publication date: 2019-10-31
Also published as: US10390009B1

Abstract

Ein adaptives Display-Kalibrierungssystem weist ein Display, einen Photodetektor, der dafür konfiguriert ist, Licht zu erfassen, das von dem Display abgestrahlt wird, und eine Set-Top-Box auf, die mit dem Display und dem Photodetektor verbunden ist. Die Set-Top-Box weist eine Verarbeitungsschaltung auf, die dafür konfiguriert ist, ein oder mehrere Testmuster an das Display zu senden und eine oder mehrere Messungen des Displays von dem Photodetektor in Reaktion auf die Testmuster zu empfangen. Außerdem ermittelt die Verarbeitungsschaltung der Set-Top-Box eine Fähigkeit des Displays auf der Grundlage der von dem Photodetektor empfangenen Messungen und programmiert die Set-Top-Box auf der Grundlage der Fähigkeit des Displays.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Systeme und die zugehörige Methodik für die digitale Bild-/Videoverarbeitung, die die adaptive Display-Kalibrierung und -Profilierung für ein breites Farbspektrum (Wide Color Gamut), für eine Videopräsentation gemäß einem Standarddynamikumfang (SDR; Standard Dynamic Range) und/oder für eine Videopräsentation gemäß einem hohen Dynamikumfang (HDR; High Dynamic Range) einschließen.
Die „Hintergrund“-Beschreibung, die hier bereitgestellt wird, dient dem Zweck der allgemeinen Präsentation des Kontexts der Offenbarung. Arbeiten der vorliegend genannten Erfinder in dem Maße, wie sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben sind, sowie auch Aspekte der Beschreibung, die anderenfalls zu dem Zeitpunkt der Anmeldung nicht als Stand der Technik qualifiziert werden können, werden weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik gegenüber der vorliegenden Erfindung zugelassen.
Display-Technologien entwickeln sich stetig in mehreren Richtungen weiter. Die Videoauflösung ist auf 8 K (8192x4096) und darüber hinaus gestiegen. Dies bedeutet, dass die Betrachter bzw. Zuschauer die Möglichkeit haben werden, mehr Details zu sehen. Außerdem können Bilder/ein Video lebendigere Farben auf der Grundlage eines breiten Farbspektrums bzw. Wide Color Gamut bereitstellen (z.B. ITU-R-Empfehlung BT. 2020). Zusätzlich zur Verbesserung der Farbqualität nehmen auch die Helligkeit und der Dynamikumfang jedes Pixels stetig zu. Als Folge davon wird es immer anspruchsvoller, das Bild-/Video-Betrachtungserlebnis Betrachtern zu präsentieren.
Die vorangehenden Abschnitte sind zur allgemeinen Einführung bereitgestellt worden und sind nicht dazu gedacht, den Schutzumfang der folgenden Ansprüche zu begrenzen. Die beschriebenen Ausführungsformen zusammen mit weiteren Vorteilen werden am besten unter Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, verstanden werden.
In Übereinstimmung mit Aspekten des offenbarten Gegenstands weist ein adaptives Display-Kalibrierungssystem ein Display (eine Anzeige, eine optische Anzeigeeinheit), einen Photodetektor, der Licht empfängt, das von dem Display abgestrahlt wird, und eine Set-Top-Box (einen Digitalempfänger) auf, die mit dem Display und dem Photodetektor verbunden ist. Die Set-Top-Box weist eine Verarbeitungsschaltung auf, die dafür konfiguriert ist, ein oder mehrere Testmuster an das Display zu senden und eine oder mehrere Messungen des Displays von dem Photodetektor in Reaktion auf die Testmuster zu empfangen. Außerdem ermittelt die Verarbeitungsschaltung der Set-Top-Box eine Fähigkeit (Leistungsfähigkeit) des Displays auf der Grundlage der von dem Photodetektor empfangenen Messungen und programmiert die Set-Top-Box auf der Grundlage der Fähigkeit des Displays.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt ist ein System bereitgestellt, das Folgendes aufweist:

ein Display; und
eine Set-Top-Box, die mit dem Display und dem Photodetektor verbunden ist, wobei die Set-Top-Box eine Verarbeitungsschaltung aufweist, die dafür konfiguriert ist,
ein oder mehrere Testmuster an das Display zu schicken,
Display-Informationen in Bezug darauf, wie das Display die Testmuster anzeigt, zu empfangen,
eine Fähigkeit des Displays auf der Grundlage der Display-Informationen zu ermitteln und
die Set-Top-Box auf der Grundlage der Fähigkeit des Displays zu programmieren.

Vorteilhafterweise ist die Verarbeitungsschaltung des Weiteren dafür konfiguriert, zusätzliche Display-Informationen von dem Display zu empfangen.
Vorteilhafterweise enthalten die zusätzlichen Display-Informationen einen Display-Hersteller, ein Display-Modell und Display-Fähigkeiten.
Vorteilhafterweise ist die Verarbeitungsschaltung des Weiteren dafür konfiguriert, Umgebungslichtmessungen, die einer Umgebung des Displays entsprechen, von dem Photodetektor zu empfangen.
Vorteilhafterweise ist die Verarbeitungsschaltung des Weiteren dafür konfiguriert,

wenigstens eine von einer Farbraumkonvertierung oder einer Dynamikumfanganpassung durchzuführen,
wobei die wenigstens eine von der Farbraumkonvertierung oder der Dynamikumfanganpassung auf der Grundlage einer Kombination aus der Umgebungslichtmessung und der einen oder den mehreren Messungen des Displays durchgeführt wird.

Vorteilhafterweise werden die Display-Informationen über eine Benutzereingabe in Reaktion auf Benutzeraufforderungen bzw. Benutzer-Prompts empfangen.
Vorteilhafterweise werden die Display-Informationen von einem Photodetektor empfangen, der dafür konfiguriert ist, Licht von dem Display zu erfassen.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt umfasst ein Verfahren zur adaptiven Display-Kalibrierung die folgenden Schritte:

Senden über eine Verarbeitungsschaltung von einem oder mehreren Testmustern an ein Display;
Empfangen über die Verarbeitungsschaltung von Display-Informationen in Bezug darauf, wie das Display die Testmuster anzeigt;
Ermitteln über die Verarbeitungsschaltung einer Fähigkeit des Displays auf der Grundlage der Display-Informationen; und
Programmieren über die Verarbeitungsschaltung der Set-Top-Box auf der Grundlage der Fähigkeit des Displays.

Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren des Weiteren den folgenden Schritt:

Empfangen von zusätzlichen Display-Informationen von dem Display.

Vorteilhafterweise enthalten die zusätzlichen Display-Informationen einen Display-Hersteller, ein Display-Modell und Display-Fähigkeiten.
Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren des Weiteren den folgenden Schritt:

Empfangen von Umgebungslichtmessungen, die einer Umgebung des Displays entsprechen, von dem Photodetektor.

Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren des Weiteren den folgenden Schritt:

Durchführen von wenigstens einer von einer Farbraumkonvertierung oder einer Dynamikumfanganpassung,
wobei die wenigstens eine von der Farbraumkonvertierung oder der Dynamikumfanganpassung auf der Grundlage einer Kombination aus der Umgebungslichtmessung und der einen oder den mehreren Messungen des Displays durchgeführt wird.

Vorteilhafterweise werden die Display-Informationen über eine Benutzereingabe in Reaktion auf Benutzer-Aufforderungen bzw. Benutzer-Prompts empfangen.
Vorteilhafterweise werden die Display-Informationen von einem Photodetektor empfangen, der dafür konfiguriert ist, Licht von dem Display zu erfassen.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt ist ein nicht flüchtiges, computerlesbares Speichermedium bereitgestellt, das computerlesbare Anweisungen darin speichert, die dann, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, bewirken, dass der Computer ein Verfahren durchführt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

Senden von einem oder mehreren Testmustern an ein Display;
Empfangen von Display-Informationen in Bezug darauf, wie das Display die Testmuster anzeigt;
Ermitteln einer Fähigkeit des Displays auf der Grundlage der Display-Informationen; und
Programmieren der Set-Top-Box auf der Grundlage der Fähigkeit des Displays.

Vorteilhafterweise umfasst das nicht flüchtige, computerlesbare Speichermedium des Weiteren Folgendes:

Empfangen von zusätzlichen Display-Informationen von dem Display.

Vorteilhafterweise werden die Display-Informationen über eine Benutzereingabe in Reaktion auf Benutzeraufforderungen bzw. Benutzer-Prompts empfangen.
Vorteilhafterweise werden die Display-Informationen von einem Photodetektor empfangen, der dafür konfiguriert ist, Licht von dem Display zu erfassen.
Figurenliste
Eine vollständigere Wertschätzung der Offenbarung und von vielen der dazugehörigen Vorteile davon wird leicht erhalten werden, wenn diese durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung besser verstanden werden wird, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird, wobei in den Zeichnungen:

1 ein exemplarisches Hardware-Blockdiagramm eines adaptiven Display-Kalibrierungssystems in Übereinstimmung mit einem oder mehreren Aspekten des offenbarten Gegenstands veranschaulicht;
2 ein exemplarisches algorithmisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur adaptiven Display-Kalibrierung in Übereinstimmung mit einem oder mehreren Aspekten des offenbarten Gegenstands ist; und
3 ein Hardware-Blockdiagramm einer Set-Top-Box in Übereinstimmung mit einem oder mehreren exemplarischen Aspekten des offenbarten Gegenstands ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die unten in Verbindung mit den angehängten Zeichnungen dargelegte Beschreibung ist als eine Beschreibung verschiedener Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands gedacht und ist nicht notwendigerweise dazu gedacht, die einzige(n) Ausführungsform(en) zu repräsentieren. In gewissen Fällen umfasst die Beschreibung spezifische Einzelheiten zu dem Zweck des Bereitstellens eines Verständnisses des offenbarten Gegenstands. Aber es wird den Fachleuten auf dem Gebiet offensichtlich sein, dass Ausführungsformen ohne diese spezifischen Einzelheiten praktiziert werden können. In einigen Fällen können allgemein bekannte Strukturen und Komponenten in Blockdiagrammform gezeigt sein, um ein Undeutlichmachen der Konzepte des offenbarten Gegenstands zu vermeiden.
Eine Bezugnahme durch die gesamte Patentspezifikation hindurch auf „eine einzige Implementierung“ oder „eine Implementierung“ bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur, eine bestimmte Charakteristik, ein bestimmter Vorgang oder eine bestimmte Funktion, die in Verbindung mit einer Implementierung beschrieben werden, in wenigstens einer einzigen Implementierung des offenbarten Gegenstands enthalten ist. Somit bezieht sich irgendein Auftreten der Wendungen „in einer einzigen Implementierung“ oder „in einer Implementierung“ in der Patentspezifikation nicht notwendigerweise auf die gleiche Implementierung. Des Weiteren können die bestimmten Merkmale, Strukturen, Charakteristiken, Vorgänge oder Funktionen in jeder geeigneten Art und Weise in einer oder mehreren Implementierungen kombiniert werden. Ferner ist es beabsichtigt, dass Implementierungen des offenbarten Gegenstands Modifikationen und Variationen der beschriebenen Implementierungen abdecken können und diese auch abdecken.
Es sei angemerkt, dass die Singularformen „ein“, „eine“ und „der“, „die“, „das“, wie sie in der Patentspezifikation und den angehängten Ansprüchen verwendet werden, auch Pluralverweise einschließen, es sei denn, der Kontext gibt dies eindeutig anders an. Das heißt, solange dies nicht eindeutig anders spezifiziert ist, tragen die Worte „ein“ und „eine“ und dergleichen, wie sie hier verwendet werden, die Bedeutung von „ein/eine oder mehrere“.
Nun wird Bezug auf die Zeichnungen genommen, in denen gleiche Bezugszeichen identische oder entsprechende Teile durch die mehreren Ansichten hindurch bezeichnen. 1 veranschaulicht ein exemplarisches Hardware-Blockdiagramm eines adaptiven Display-Kalibrierungssystems 100 in Übereinstimmung mit einem oder mehreren Aspekten des offenbarten Gegenstands. Das System 100 kann eine Set-Top-Box (einen Digitalempfänger) 105 aufweisen, die mit einem Display 110 verbunden ist. Das Display 110 kann Licht an einen Photodetektor 115 senden, und der Photodetektor 115 kann Informationen zurück an die Set-Top-Box 105 als Teil einer Rückkopplungsschleife senden. In einer Implementierung ist das Display 110 ein Fernsehgerät. Aber das Display 110 kann verschiedene Arten von Displays einschließen, einschließlich Computerbildschirme, Smartphone-Displays, Navigationsanzeigen, Projektionsflächen bzw. Projektionsschirme und dergleichen.
Im Allgemeinen kann das System 100 dafür konfiguriert sein, ein Signal von der Set-Top-Box 105 auf das Display zu kalibrieren. Die Kalibrierung kann Diskrepanzen zwischen einem Standard und tatsächlichen Ergebnissen ausgleichen bzw. anpassen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das System 100 für eine adaptive Display-Profilierung des Displays 110 konfiguriert sein. In dem Fall der Profilierung kann die Set-Top-Box 105 dafür konfiguriert sein, zu messen, wie sich das Display von dem Standard unterscheidet (aufgrund dessen, dass dieses nicht fähig ist, den gesamten Standard anzeigen zu können), aber sie korrigiert dies nicht. Stattdessen wird das Signal, das dem Display 110 von der Set-Top-Box 105 bereitgestellt wird, angepasst, um am besten vorzeitig ein Signal zu bestimmen, das objektiv und/oder subjektiv gut anzeigen wird, während es die Einschränkungen des Displays berücksichtigt. Es ist darauf hinzuweisen, dass die hier beschriebenen Systeme und Prozesse sowohl für die adaptive Display-Kalibrierung als auch für die adaptive Display-Profilierung implementiert werden können.
Zuerst kann die Fähigkeit (Leistungsfähigkeit) der Displays betrachtet werden. So sind zum Beispiel das breite Farbspektrum (Wide Color Gamut) und der hohe Dynamikumfang bzw. HDR (High Dynamic Range) die Technologien zur Verbesserung des Betrachtungserlebnisses, und sie helfen dabei, einen umfassenden Geschichtenerzähleffekt zu realisieren. Aber sowohl das breite Farbspektrum als auch der hohe Dynamikumfang sind ungenau definiert, und manchmal können verschiedene Betrachter verschiedene Definitionen haben. Zum Beispiel können einige Betrachter ein helleres Display einem hohen Dynamikumfang (HDR; High Dynamic Range) gleichsetzen, während andere Betrachter denken können, dass sich der hohe Dynamikumfang auf ein größeres Verhältnis von Spitzenhelligkeit zu Dunkelstufen bezieht. Ebenso können sich die tatsächlichen Fähigkeiten dieser Fernsehgeräte, obwohl viele Display-Hersteller behaupten, dass ihre Fernsehgeräte ein breites Farbspektrum (Wide Color Gamut) und einen hohen Dynamikumfang (HDR) unterstützen, drastisch unterscheiden.
Zur gleichen Zeit beginnen Inhalteanbieter, einen Inhalt markiert mit einem breiten Farbspektrum (Wide Color Gamut) und einem hohen Dynamikumfang (HDR) bereitzustellen. Von einer Inhaltsseite her gibt es einen HDR-Inhalt und einen Standarddynamikumfang-(SDR; Standard Dynamic Range)-Inhalt. Von einer Display-Seite her gibt es HDR-fähige Displays und SDR-fähige Displays. Um ein Display auf einen eingegebenen Inhalt abzustimmen, kann ein Bedarf an einer Farbraumkonvertierung und/oder einer Dynamikumfanganpassung bestehen. Für Gewöhnlich können die Konvertierung und die Anpassung entweder in einem Display oder in einer separaten Vorrichtung, wie etwa in einer Set-Top-Box, durchgeführt werden. In einer Implementierung wird die Verarbeitung in der Set-Top-Box 105 durchgeführt. Aber es sollte klar sein, dass die vorliegende Erfindung nicht durch die speziellen Beispiele, die hier offenbart werden, beschränkt ist.
Für eine Set-Top-Box (z.B. die Set-Top-Box 105) ist die Kenntnis der vollständigen Fähigkeit (Leistungsfähigkeit) ihres damit verbundenen Displays (z.B. des Displays 110) unerlässlich, um die Farbraumkonvertierung und die Dynamikumfanganpassung sachgerecht handhaben zu können. Selbst wenn ein Display behauptet, dass es einen bestimmten Standard unterstützt, bedeutet dies nicht, dass es jede vorgegebene Farbe anzeigen kann, die in dem Standard definiert ist, und es bedeutet auch nicht, dass es jede Helligkeit anzeigen kann, die in dem Standard definiert ist. Um die Informationslücke zwischen der Set-Top-Box 105 und dem Display zu füllen, kann ein Photodetektor (z.B. der Photodetektor 115) verwendet werden, um die vollständige Fähigkeit des Displays 110 zu ermitteln und diese Informationen an die Set-Top-Box 105 zu übermitteln, die die Informationen von dem Photodetektor 115 verwenden wird, um adaptiv die Farbraumkonvertierung und die Dynamikumfanganpassung der Set-Top-Box 105 zu programmieren.
Genauer gesagt kann die Set-Top-Box 105 zum Beispiel dafür konfiguriert sein, verschiedene Testmuster 110 in das Display 110 einzugeben. Die verschiedenen Testmuster können vorbestimmte Bilder und/oder Videos sein. Außerdem kann die Set-Top-Box 105 Informationen von dem Display 110 empfangen. Die Informationen, die von dem Display 110 empfangen werden, können zum Beispiel einen Hersteller, ein Modell des Displays, Fähigkeiten des Displays und dergleichen enthalten. Der Photodetektor 115 kann verwendet werden, um zu messen, um wieviel das Signal von der Set-Top-Box 105 an Helligkeit zunehmen kann, bevor das Display 110 dieses nicht mehr länger reflektieren kann (z.B. weil das Display 110 gerade ein Tone Mapping (eine Dynamikkompression) aufgrund einer Leistungs- oder Helligkeitsbeschränkung durchführt). Als Ergebnis davon kann der Photodetektor 115 die maximale Helligkeit des Displays 110 ermitteln. Außerdem kann der Photodetektor 115 auch verwendet werden, um ein Farbspektrum (Color Gamut) des Displays 110 zu messen, um zu ermitteln, welche Farben das Display 110 nicht anzeigen kann. Der Photodetektor 115 kann die Informationen, die er von dem Display 110 gesammelt hat, zurück an die Set-Top-Box 105 eingeben. Als Folge davon kann die Set-Top-Box 105 die vollständigen Fähigkeiten des Displays 110 ermitteln.
In einer Implementierung ist die Set-Top-Box 105 mit dem Display 110 verbunden, wobei das Display 110 ein SDR-fähiges Display ist. Vorher kann eine Set-Top-Box, ohne dass sie die vollständige Fähigkeit bzw. Leistungsfähigkeit des Displays kennt, annehmen, dass die Spitzenhelligkeit des Displays 100 Nits beträgt. Wenn der eingebene Quelleninhalt von der Set-Top-Box HDR ist, könnte die Set-Top-Box eine HDR-SDR-Umwandlung durchführen, bevor sie den Inhalt in das Display eingibt. Hier ist die Spitzenhelligkeit der wichtigste Parameter bei der Umwandlung. Für Gewöhnlich werden der Schatten und der mittlere Farbton während der HDR-SDR-Umwandlung so weit wie möglich erhalten, während die hellsten Stellen bzw. Bildpunkte heruntergeregelt werden, um für das Display geeignet zu sein. Deshalb können Einzelheiten/Informationen, vor allem in den Bereichen der hellsten Stellen, verloren gehen. Aber in Bezug auf das System 100 kann die Set-Top-Box 105 die tatsächliche Spitzenhelligkeit des Displays 110 auf der Grundlage der Rückkopplungsschleife mit dem Photodetektor 115 ermitteln. Wenn zum Beispiel die tatsächliche Spitzenhelligkeit des Displays 300 Nits anstatt 100 Nits ist, dann kann das Tone Mapping dementsprechend angepasst werden und Einzelheiten in den Bereichen der hellsten Stellen können besser aufgenommen werden.
In einer Implementierung kann die Set-Top-Box 105 mit dem Display 110 verbunden sein, wobei das Display 110 ein HDR-fähiges Display ist, und die Set-Top-Box 105 kann einen SDR-Inhalt in das Display 110 eingeben. Wie es einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet bekannt wäre, kann die tatsächliche Spitzenhelligkeit eines HDR-fähigen Displays variieren. Deshalb kann es sein, dass dann, wenn eine Set-Top-Box eine SDR-HDR-Umwandlung durchführt, die tatsächliche Spitzenhelligkeit nicht bekannt ist. Die Set-Top-Box kann zum Beispiel konservativ annehmen, dass diese 500 Nits ist, aber wenn das Display 1000 Nits erreichen kann, wird die Set-Top-Box nicht das volle Potential des Displays ausnutzen. Aber in Bezug auf das System 100 kann die Set-Top-Box 105 die tatsächliche Spitzenhelligkeit des Displays 110 auf der Grundlage der Rückkopplungsschleife mit dem Photodetektor 115 ermitteln. Wenn die tatsächliche Spitzenhelligkeit des Displays zum Beispiel 1000 Nits anstatt 500 Nits ist, kann die Set-Top-Box 105 dafür konfiguriert werden, den Inhalt auf dem Display 110 dementsprechend anzuzeigen.
Der Photodetektor 115 kann einen oder mehrere Photodetektoren in dem System 100 repräsentieren. Der Photodetektor 115 kann verschiedene Vorrichtungen sein, die dafür konfiguriert sind, Licht zu erfassen, einschließlich ein Smartphone, ein Tablet, eine Kamera, eine Videokamera und dergleichen. Der Photodetektor 115 kann dafür konfiguriert sein, verschiedene Informationen von dem Display 110 zu sammeln. Der Photodetektor 115 kann zum Beispiel verwendet werden, um die Farbspektrums-(Color Gamut)-Grenze des Displays 110 zu finden, und die Informationen können von der Set-Top-Box 105 benutzt werden, um eine Farbraumkonvertierung (z.B. von BT. 2020 auf BT.709) zu handhaben. Außerdem kann der Photodetektor 115 ein Umgebungslicht in der Umgebung des Displays 110 messen. Die Set-Top-Box 105 kann zum Beispiel von dem Photodetektor 115 die Umgebungslichtinformation empfangen. Die Set-Top-Box 105 kann auch das Display 110 nach (Leistungs-) Fähigkeitsinformationen abfragen. Als Ergebnis daraus kann die Set-Top-Box 105 eine verbesserte Farbraumkonvertierung und/oder Dynamikumfanganpassung unter Verwendung von sowohl der Messungen von dem Photodetektor 115 als auch der (Leistungs-) Fähigkeitsinformationen durchführen.
Ein Vorteil des Kalibrierungs- und/oder Profilierungsprozesses ist, dass die Betrachtungsbedingungen automatisch berücksichtigt werden. In einer Implementierung kann die Set-Top-Box 105 den Photodetektor 115 einschließen, der in der Set-Top-Box 105 eingebettet ist, um bei der Messung der gesamten Lichtverhältnisse der Umgebung des Displays 110 (z.B. des Raums, in dem sich das Fernsehgerät befindet) zu helfen.
Wenn der Photodetektor 115 eine Kamera, ein Smartphone oder irgendein Wi-Fi- und/oder Bluetooth-fähiges Gerät ist, kann der Photodetektor 115 mit der Set-Top-Box 105 durch Wi-Fi, Bluetooth oder irgendwelche anderen verdrahteten/drahtlosen Netzwerke verbunden sein. In einer Implementierung kann eine Software-Anwendung, die in einem oder mehreren von dem Photodetektor 115 und der Set-Top-Box 105 gespeichert ist, den Kalibrierungs- und/oder Profilierungsprozess zum Beispiel unter Verwendung einer graphischen Benutzeroberfläche (GUI; Graphical User Interface) und von geführten Anweisungen koordinieren.
Im Hinblick auf die Testmuster können die Set-Top-Box 105 und/oder das Display 110 bestimmte Testmuster ausgeben. Außerdem können die Set-Top-Box 105 und/oder das Display 110 Anweisungen bereitstellen (die z.B. auf dem Display 110 angezeigt werden, in Anweisungen enthalten sind, die über den Photodetektor 115 angezeigt werden, etc.), die angeben, dass ein Betrachter die Lichtverhältnisse auf eine vorbestimmte Art und Weise einstellen soll und um einen gewissen Abstand entfernt stehen soll. Eine korrekte Ausführung dieser Anweisungen kann durch den Photodetektor 115 zum Beispiel durch das Anzeigen einer Bestätigungsnachricht, das Abspielen eines vorbestimmten Klangs und/oder einer vorbestimmten Nachricht, das Anzeigen einer vorbestimmten Farbe und dergleichen bestätigt werden. Der Photodetektor 115 kann dann verwendet werden, um Sensorrohdaten über die Display-Charakteristiken des Displays 110 zu sammeln. In einer Implementierung ist das vorbestimmte Testmuster dynamisch (d.h. ein Video), um abzuschätzen, wie sich die Spitzenhelligkeit als eine Funktion der durchschnittlichen Helligkeit des Videos ändert. Des Weiteren kann der Prozess iterativ sein, so dass verwendete Testmuster in Abhängigkeit von Ergebnissen aus früheren Testmustern geändert werden können.
Außerdem kann der Betrachter auch in den Kalibrierungs- und/oder Profilierungsprozess auf der Grundlage von Betrachterpräferenzen eingebunden werden. Die Set-Top-Box 105 kann zum Beispiel Bilder an das Display 110 senden. Der Betrachter kann dann seine Präferenz auswählen (z.B. eine Spitzenhelligkeit auswählen), da manche Betrachter es vorziehen, mit einem Fernsehgerät fernzusehen, das nicht so hell ist, obwohl das Display 110 zu einer höheren Spitzenhelligkeit in der Lage ist. In einer Implementierung können zusätzliche Informationen für den Kalibrierungsprozess erhalten werden, indem zwei Optionen angezeigt werden und der Betrachter aufgefordert wird, diejenige auszusuchen, die er vorzieht, oder diejenige auszusuchen, die den Anweisungen, die auf dem Bildschirm (oder hörbar) vorgegeben werden, am besten entspricht. Auf der Grundlage der gegebenen Antwort können mehr Auswahlmöglichkeiten präsentiert werden, um eine Ausrichtung auf ein kalibriertes Display vorzunehmen. Alternativ oder zusätzlich dazu könnte dem Betrachter ein Schieberegler oder Schiebekontakt präsentiert werden und er könnte aufgefordert werden, diesen in seine gewünschte (oder weisungsgemäße) Position einzustellen. Diese zusätzlichen Informationen können mit den Photodetektormessungen kombiniert werden (oder anstelle der Photodetektormessungen verwendet werden).
In einer Implementierung sind die Set-Top-Box 105 und/oder das Display 110 mit dem Internet derart verbunden, dass die Set-Top-Box 105 und/oder das Display 110 dazu konfiguriert sind, Kalibrierungsinformationen und/oder entsprechende Display-Informationen mit anderen Set-Top-Boxen und Displays, die über eine Cloud-Datenbank verbunden sind, zu teilen. Kalibrierungsparameter und entsprechende Display-Informationen können zum Beispiel in die Cloud-Datenbank von der Set-Top-Box 105 und/oder dem Display 110 hochgeladen werden. Dementsprechend können diese Informationen dann, wenn es Informationen über das Fabrikat und/oder das Modell des Displays gibt, die abgefragt werden können, in die Cloud zusätzlich zu den Kalibrierungsinformationen hochgeladen werden. Außerdem können auch Dienstanbieter, die ausgeklügeltere Messungen durchführen können, ihre Messungen und empfohlenen Einstellungen der Cloud-Datenbank bereitstellen.
Die adaptive Display-Kalibrierung kann während einer Einrichtungsphase stattfinden. Zum Beispiel kann die adaptive Display-Kalibrierung stattfinden, wenn ein Betrachter gerade ein neues Fernsehgerät und/oder eine neue Set-Top-Box installiert. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die adaptive Display-Kalibrierung kontinuierlich und/oder periodisch stattfinden, um speziellen Situationen (z.B. weniger Licht im Winter, das Fernsehen am Abend mit weniger Umgebungslicht, etc.) Rechnung zu tragen.
Dementsprechend umfasst das System 100 mehrere Vorteile, die das Ermitteln einer tatsächlichen Fähigkeit des Displays 110 umfassen. Auf der Grundlage der Rückkopplungsschleife, in der die Set-Top-Box 105 vorbestimmte Testmuster in das Display 110 eingibt, sammelt der Photodetektor 115 Informationen, die durch das Display 110 angezeigt werden, und der Photodetektor gibt die gesammelten Informationen zurück in die Set-Top-Box 105 ein, und die Set-Top-Box 105 kann die tatsächliche Fähigkeit (Leistungsfähigkeit) des Displays 110 ermitteln.
2 ist ein exemplarisches algorithmisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur adaptiven Display-Kalibrierung in Übereinstimmung mit einem oder mehreren Aspekten des offenbarten Gegenstands.
In S205 kann die Set-Top-Box 105 Display-Informationen von dem Display 110 empfangen. Die Display-Informationen können einen Hersteller des Displays, ein Display-Modell, Display-Fähigkeiten und dergleichen enthalten. Die EDID (Extended Display Identification Data; erweiterte Anzeigeidentifikationsdaten) von dem Display (z.B. einem Fernsehgerät) können zum Beispiel enthalten, welche Formate/Farben dieses anbietet, die von dem Fernsehgerät unterstützt werden.
In S210 kann die Set-Top-Box 105 ein oder mehrere vorbestimmte Testmuster an das Display 110 auf der Grundlage der empfangenen Display-Informationen senden. Die vorbestimmten Testmuster können Bilder und/oder Videos sein, die dafür konfiguriert sind, den Photodetektor 115 mit Informationen über die Fähigkeiten des Displays 110 zu versorgen.
In S215 kann die Set-Top-Box 105 Messungen des Displays 110 von dem Photodetektor 115 empfangen. Der Photodetektor 115 kann das Display 110 in Reaktion auf die Testmuster messen. Die Messungen des Displays 110 können eine oder mehrere Fähigkeiten des Displays 110 enthalten. Die Messungen können zum Beispiel eine maximale Helligkeit des Displays 110 umfassen. Außerdem können die Messungen ein Farbspektrum (Color Gamut) des Displays 110 umfassen.
In S220 kann die Set-Top-Box 105 eine tatsächliche Fähigkeit des Displays 110 auf der Grundlage der von dem Photodetektor 115 empfangenen Messungen ermitteln. Die Messungen, die von dem Photodetektor 115 empfangen werden, können zum Beispiel angeben, dass das Display im Vergleich zu einem Standardschätzwert von 500 Nits zu einer maximalen Helligkeit von 1000 Nits in der Lage ist. Es sollte klar sein, dass die Helligkeit eine Funktion der Bildschirmfläche des Displays 110 sein kann. Wenn das Display 110 zum Beispiel ein weißes Viereck anzeigt, das nur 1 % der Bildschirmfläche einnimmt, dann kann das weiße Viereck, das nur 1 % der Bildschirmfläche einnimmt, eine größere Spitzenhelligkeit erreichen als dann, wenn 100% des Bildschirms weiß sind. Dementsprechend kann die Helligkeit durch eine Helligkeitsfunktion bestimmt werden, die einen oder mehrere der folgenden Parameter berücksichtigt: einen Prozentsatz der Pixels auf dem Bildschirm, die größer als ein vorbestimmter Helligkeitsschwellenwert sind, eine durchschnittliche Bildebene, ein durchschnittliches Maximum von Rot, Blau, Grün (R, G, B), eine durchschnittliche Luminanz und dergleichen.
In S225 kann die Set-Top-Box 105 auf der Grundlage der tatsächlichen Fähigkeit des Displays 110, die in S220 ermittelt worden ist, programmiert werden 110.
In der obigen Beschreibung von 2 können alle Prozesse, Beschreibungen oder Blöcke in den Ablaufdiagrammen als Module, Segmente oder Abschnitte eines Codes repräsentierend verstanden werden, die eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zur Implementierung von spezifischen logischen Funktionen oder Schritten in dem Prozess umfassen, und alternative Implementierungen sind in dem Schutzumfang der exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Weiterentwicklungen enthalten, in denen Funktionen wiederholt oder in einer anderen Reihenfolge als in der gezeigten oder erörterten Reihenfolge ausgeführt werden können, einschließlich im Wesentlichen gleichzeitig oder in einer umgekehrten Reihenfolge, in Abhängigkeit von der beteiligten Funktionalität, wie dies von den Fachleuten auf dem Gebiet verstanden werden würde. Die verschiedenen, hier beschriebenen Elemente, Merkmale und Prozesse können unabhängig voneinander verwendet werden oder sie können auf verschiedene Arten und Weisen kombiniert werden. Es ist beabsichtigt, dass alle möglichen Kombinationen und Teilkombinationen in den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung fallen.
Als nächstes wird eine Hardware-Beschreibung eines Computers/eines Geräts (wie etwa der Set-Top-Box 105) in Übereinstimmung mit exemplarischen Ausführungsformen unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Die Hardware-Beschreibung, die hier beschrieben wird, kann auch eine Hardware-Beschreibung der Verarbeitungsschaltung sein. In 3 weist die Set-Top-Box 105 eine CPU 300 auf, die einen oder mehrere der oben/unten beschriebenen Prozesse durchführt. Die Prozessdaten und Anweisungen können in einem Speicher 302 gespeichert werden. Diese Prozesse und Anweisungen können auch in einer Speichermedium-Speicherplatte 304 wie etwa einer Festplatte (HDD) oder einem tragbaren Speichermedium gespeichert werden oder sie können räumlich entfernt gespeichert werden. Des Weiteren sind die beanspruchten Weiterentwicklungen nicht durch die Form der computerlesbaren Medien, auf denen die Anweisungen des erfindungsgemäßen Prozesses gespeichert werden, eingeschränkt. Die Anweisungen können zum Beispiel auf CDs, DVDs, in einem FLASH-Speicher, RAM, ROM, PROM, EPROM, EEPROM, Festplattenspeicher oder irgendeiner anderen Informationsverarbeitungsvorrichtung gespeichert werden, mit der die Set-Top-Box 105 kommuniziert, wie etwa ein Server oder ein Computer.
Des Weiteren können die beanspruchten Weiterentwicklungen als ein Dienstprogramm, ein Hintergrund-Daemon oder eine Komponente eines Betriebssystems oder eine Kombination davon, die in Verbindung mit der CPU 300 ablaufen, und ein Betriebssystem wie etwa Microsoft Windows, UNIX, Solaris, LINUX, Apple MAC-OS und andere Systeme, die den Fachleuten auf dem Gebiet bekannt sind, bereitgestellt sein.
Die Hardware-Elemente können, um die Set-Top-Box 105 zu erhalten, durch verschiedene Schaltungselemente realisiert werden. Des Weiteren kann jede der Funktionen der oben beschriebenen Ausführungsformen durch Schaltungen implementiert werden, die eine oder mehrere Verarbeitungsschaltungen einschließen. Eine Verarbeitungsschaltung weist einen speziell programmierten Prozessor, zum Beispiel einen Prozessor (CPU) 300, auf, wie dies in 3 gezeigt ist. Eine Verarbeitungsschaltung weist auch Vorrichtungen wie etwa eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC; Application Specific Integrated Circuit) und herkömmliche Schaltungskomponenten auf, die angeordnet sind, um die genannten Funktionen durchzuführen.
In 3 weist die Set-Top-Box 105 eine CPU 300 auf, die die oben beschriebenen Prozesse durchführt. Die Set-Top-Box 105 kann ein universeller Computer oder eine besondere Spezialmaschine sein. In einer Ausführungsform wird die Set-Top-Box 105 zu einer besonderen Spezialmaschine, wenn der Prozessor 300 so programmiert wird, dass er eine adaptive Display-Kalibrierung (und insbesondere irgendeinen der Prozesse, die unter Bezugnahme auf 2 erörtert worden sind) durchführt.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann die CPU 300 in einem bzw. einer FPGA, ASIC, PLD implementiert sein oder unter Verwendung diskreter Logikschaltungen implementiert sein, wie dies ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet erkennen würde. Des Weiteren kann die CPU 300 als mehrere Prozessoren implementiert sein, die kooperativ und parallel arbeiten, um die Anweisungen der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Prozesse durchzuführen.
Die Set-Top-Box 105 in 3 weist auch einen Netzwerk-Controller 306, wie etwa eine Intel Ethernet PRO Netzwerkschnittstellenkarte von der Firma Intel Corporation of America auf, der als Schnittstelle zu dem Netzwerk 328 dient. Es ist darauf hinzuweisen, dass das Netzwerk 328 ein öffentliches Netzwerk wie das Internet sein kann oder auch ein privates Netzwerk wie etwa ein LAN- oder WAN-Netzwerk oder eine Kombination davon sein kann und auch PSTN- oder ISDN-Teilnetzwerke einschließen kann. Das Netzwerk 328 kann auch verdrahtet sein, wie etwa ein Ethernet-Netzwerk, oder es kann drahtlos sein, wie etwa ein Mobilfunknetzwerk, einschließlich EDGE, drahtlose 3G- und 4G-Mobilfunksysteme. Das drahtlose Netzwerk kann auch WiFi, Bluetooth oder irgendeine andere drahtlose Form von Kommunikation, die bekannt ist, sein.
Die Set-Top-Box 105 weist des Weiteren einen Display-Controller 308, wie etwa eine Graphikkarte oder einen Graphikadapter, als eine Verbindung über eine Schnittstelle mit dem Display 310, wie etwa einem Monitor, auf. Eine Universal-E/A-Schnittstelle 312 dient zur Verbindung über eine Schnittstelle mit einer Tastatur und/oder Maus 314 sowie auch einem Touch Screen Panel 316 in oder getrennt von dem Display 310. Die Universal-E/A-Schnittstelle stellt auch eine Verbindung mit einer Vielfalt von Peripheriegeräten 318 einschließlich Druckern und Scannern her.
Ein Sound-Controller bzw. Klang-Controller 320 ist ebenfalls in der Set-Top-Box 105 zur Verbindung über eine Schnittstelle mit Lautsprechern/einem Mikrophon 322 vorgesehen, um dadurch Töne bzw. Klänge und/oder Musik bereitzustellen.
Der universelle Speicher-Controller 324 verbindet die Speichermediums-Speicherplatte 304 mit dem Kommunikationsbus 326, der ein ISA, EISA, VESA, PCI oder Ähnliches sein kann, um alle Komponenten der Set-Top-Box 105 miteinander zu verbinden. Eine Beschreibung der allgemeinen Merkmale und der allgemeinen Funktionalität des Displays 310, der Tastatur und/oder der Maus 314 sowie auch des Display-Controllers 308, des Speicher-Controllers 324, des Netzwerk-Controllers 306, des Sound-Controllers 320 und der Universal-E/A-Schnittstelle 312 wird hier der Kürze halber weggelassen, da diese Merkmale bekannt sind.
Die exemplarischen Schaltungselemente, die in dem Kontext der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, können durch andere Elemente ersetzt werden und können anders als die hier bereitgestellten Beispiele strukturiert sein. Darüber hinaus können Schaltungen, die dafür konfiguriert sind, die hier beschriebenen Merkmale durchzuführen, in mehreren Schaltungseinheiten (z.B. Chips) implementiert sein, oder die Merkmale können in Schaltungen auf einem einzigen Chipsatz kombiniert sein.
Die hier beschriebenen Funktionen und Merkmale können auch durch verschiedene verteilte Komponenten eines Systems ausgeführt werden. Zum Beispiel können ein oder mehrere Prozessoren diese Systemfunktionen ausführen, wobei die Prozessoren quer über mehrere Komponenten verteilt sind, die in einem Netzwerk kommunizieren. Die verteilten Komponenten können ein oder mehrere Client- und Server-Geräte umfassen, die sich die Verarbeitung teilen können, zusätzlich zu verschiedenen Human-Interface Devices (Benutzeroberflächen für Ein- und Ausgabegeräte, die eine direkte manuelle Funktionseingabe gestatten) und Kommunikationsgeräten (z.B. Display-Monitore, Smartphones, Tablets, persönliche digitale Assistenten (PDAs)). Das Netzwerk kann ein privates Netzwerk wie etwa ein LAN oder WAN sein oder es kann ein öffentliches Netzwerk wie etwa das Internet sein. Eine Eingabe in das System kann über eine direkte Benutzereingabe empfangen werden und kann aus der Ferne empfangen werden, und zwar entweder in Echtzeit oder als ein Batch-Prozess (Stapelprozess). Außerdem können einige Implementierungen in Modulen oder Hardware durchgeführt werden, die nicht zu den hier Beschriebenen identisch sind. Dementsprechend liegen andere Implementierungen innerhalb des Schutzumfangs, der beansprucht werden kann.
Nachdem nun Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands beschrieben worden sind, sollte es den Fachleuten auf dem Gebiet offensichtlich sein, dass das Obige lediglich veranschaulichend und nicht einschränkend ist, nachdem es nur beispielshalber dargelegt worden ist. Infolgedessen können, obwohl hier bestimmte Konfigurationen erörtert worden sind, auch andere Konfiguration verwendet werden. Zahlreiche Modifikationen und andere Ausführungsformen (z.B. Kombinationen, Umstrukturierungen, etc.) sind durch die vorliegende Offenbarung ermöglicht und liegen innerhalb des Kompetenzbereichs eines Durchschnittsfachmanns auf dem Gebiet und werden als in den Schutzumfang des offenbarten Gegenstands und aller Äquivalente davon fallend betrachtet. Merkmale der offenbarten Ausführungsformen können innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung kombiniert, neu angeordnet, weggelassen, etc., werden, um weitere Ausführungsformen zu produzieren. Des Weiteren können gewisse Merkmale manchmal in vorteilhafter Weise verwendet werden, ohne dass es eine entsprechende Verwendung von anderen Merkmalen gibt. Dementsprechend beabsichtigt/beabsichtigen der/die Anmelder, alle derartigen Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und Variationen hier einzuschließen.

Claims

System, das Folgendes aufweist: ein Display; und eine Set-Top-Box, die mit dem Display und dem Photodetektor verbunden ist, wobei die Set-Top-Box eine Verarbeitungsschaltung aufweist, die dafür konfiguriert ist, ein oder mehrere Testmuster an das Display zu senden, Display-Informationen in Bezug darauf, wie das Display die Testmuster anzeigt, zu empfangen, eine Fähigkeit des Displays auf der Grundlage der Display-Informationen zu ermitteln und die Set-Top-Box auf der Grundlage der Fähigkeit des Displays zu programmieren.
System nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungsschaltung des Weiteren dafür konfiguriert ist, zusätzliche Display-Informationen von dem Display zu empfangen.
System nach Anspruch 2, wobei die zusätzlichen Display-Informationen einen Display-Hersteller, ein Display-Modell und Display-Fähigkeiten enthalten.
System nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungsschaltung des Weiteren dafür konfiguriert ist, Umgebungslichtmessungen, die einer Umgebung des Displays entsprechen, von dem Photodetektor zu empfangen.
System nach Anspruch 4, wobei die Verarbeitungsschaltung des Weiteren dafür konfiguriert ist, wenigstens eine von einer Farbraumkonvertierung oder einer Dynamikumfanganpassung durchzuführen, wobei die wenigstens eine von der Farbraumkonvertierung oder der Dynamikumfanganpassung auf der Grundlage einer Kombination aus der Umgebungslichtmessung und der einen oder den mehreren Messungen des Displays durchgeführt wird.
System nach Anspruch 1, wobei die Display-Informationen über eine Benutzereingabe in Reaktion auf Benutzeraufforderungen bzw. Benutzer-Prompts empfangen werden.
System nach Anspruch 1, wobei die Display-Informationen von einem Photodetektor empfangen werden, der dafür konfiguriert ist, Licht von dem Display zu erfassen.
Verfahren zur adaptiven Display-Kalibrierung, das die folgenden Schritte umfasst: Senden über eine Verarbeitungsschaltung von einem oder mehreren Testmustern an ein Display; Empfangen über die Verarbeitungsschaltung von Display-Informationen in Bezug darauf, wie das Display die Testmuster anzeigt; Ermitteln über die Verarbeitungsschaltung einer Fähigkeit des Displays auf der Grundlage der Display-Informationen; und Programmieren über die Verarbeitungsschaltung der Set-Top-Box auf der Grundlage der Fähigkeit des Displays.
Verfahren nach Anspruch 8, das des Weiteren den folgenden Schritt umfasst: Empfangen von zusätzlichen Display-Informationen von dem Display.
Nicht flüchtiges, computerlesbares Speichermedium, das computerlesbare Anweisungen darin speichert, die dann, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, bewirken, dass der Computer ein Verfahren durchführt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Senden von einem oder mehreren Testmustern an ein Display; Empfangen von Display-Informationen in Bezug darauf, wie das Display die Testmuster anzeigt; Ermitteln einer Fähigkeit des Displays auf der Grundlage der Display-Informationen; und Programmieren der Set-Top-Box auf der Grundlage der Fähigkeit des Displays.