DE102020133409A1 - Graustufen- und Dimm-Steuerungssysteme und -verfahren mit variablem Gamma - Google Patents

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Abstract

Ein Anzeigesteuersystem enthält: eine Anzeige, die eine Vielzahl von Pixeln enthält; eine Nachschlagetabelle, die Graustufenwerte und Größen einer Leistung enthält, die jeweils den Graustufenwerten entsprechen, wobei erste der Graustufenwerte, die kleiner als ein vorbestimmter Graustufenwert sind, basierend darauf kalibriert werden, dass die Anzeige ein Gamma von größer als 2,2 erreicht, und zweite der Graustufenwerte, die größer als der vorbestimmte Graustufenwert sind, basierend darauf kalibriert werden, dass die Anzeige ein Gamma von 2,2 erreicht; ein Treibermodul, das dafür konfiguriert ist, basierend auf einer Graustufen-Pixel-Abbildung, die einen Graustufenwert für jedes Pixel der Anzeige enthält, Größen der jeweils an Pixel anzulegenden Leistung unter Verwendung der Nachschlagetabelle zu bestimmen; und Leistung an die Pixel der Anzeige jeweils gemäß den bestimmten Leistungsgrößen anzulegen.

Description

  • EINLEITUNG
  • Die in diesem Abschnitt gelieferten Informationen dienen dazu, den Kontext der Offenbarung allgemein darzustellen. Arbeiten der gegenwärtig benannten Erfinder, soweit sie in diesem Abschnitt beschrieben sind, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Einreichung nicht ansonsten als Stand der Technik qualifiziert werden können, werden weder ausdrücklich noch stillschweigend als Stand der Technik gegenüber der vorliegenden Offenbarung anerkannt.
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf digitale Anzeigen und insbesondere auf System und Verfahren zur Anzeigesteuerung und -kalibrierung.
  • Ein Flachbildschirm (FPD) ist eine elektronische Betrachtungstechnologie, die es Nutzern ermöglicht, Inhalte im Bereich der Unterhaltung, Unterhaltungselektronik, Personal Computer und Mobilvorrichtungen sowie in vielen Arten von medizinischen, Transport- und Industriegeräten zu sehen. Beispiele der Inhalte sind Standbilder, Bewegtbilder, Text und andere visuelle Inhalte.
  • FPDs sind leichter und dünner als herkömmliche Kathodenstrahlröhren- (CRT-) Anzeigen (z. B. von Fernsehgeräten). FPDs können weniger als 10 Zentimeter (3,9 Zoll) dick sein. Es gibt zwei verschiedene Kategorien von FPDs: flüchtige und statische. Flüchtige FPDs (z. B. Flüssigkristallanzeigen (LCDs)) erfordern, dass Pixel periodisch elektronisch aufgefrischt werden, um ihren Zustand beizubehalten. Eine flüchtige Anzeige zeigt ein Bild nur an, wenn es mit Strom versorgt wird.
  • Statische FPDs enthalten Materialien, deren Farbzustände bistabil sind und den Text oder die Bilder auf dem Bildschirm halten können, selbst wenn der Strom abgeschaltet ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • In einem Merkmal enthält ein Anzeigesteuersystem: eine Anzeige, die eine Vielzahl von Pixeln enthält; eine Nachschlagetabelle, die Graustufenwerte und Größen der Leistung enthält, die jeweils den Graustufenwerten entsprechen, wobei erste der Graustufenwerte, die kleiner als ein vorbestimmter Graustufenwert sind, basierend darauf kalibriert werden, dass die Anzeige ein Gamma größer als 2,2 erreicht, und zweite der Graustufenwerte, die größer als der vorbestimmte Graustufenwert sind, basierend darauf kalibriert werden, dass die Anzeige ein Gamma von 2,2 erreicht; ein Treibermodul, das dafür konfiguriert ist, basierend auf einer Graustufen-Pixel-Abbildung, die für jedes Pixel der Anzeige einen Graustufenwert enthält, Größen der an die Pixel jeweils anzulegenden Leistung unter Verwendung der Nachschlagetabelle zu bestimmen und Leistung an die Pixel der Anzeige jeweils gemäß den bestimmten Leistungsgrößen anzulegen.
  • In weiteren Merkmalen ist das Treibermodul dafür konfiguriert, an die Pixel der Anzeige von einer Fahrzeugbatterie Leistung anzulegen.
  • In weiteren Merkmalen ist eine Bildquelle ist dafür konfiguriert, ein Bild zur Anzeige auf der Anzeige zu erzeugen, und ist ein Graustufen-Modul dafür konfiguriert, die Graustufen-Pixel-Abbildung basierend auf dem Bild zu erzeugen.
  • In weiteren Merkmalen enthält die Bildquelle eine Kamera eines Fahrzeugs.
  • In weiteren Merkmalen wird das Bild nicht gamma-korrigiert.
  • In weiteren Merkmalen ist die Anzeige eine OLED- (Organic-Light-Emitting-Diode-) Anzeige.
  • In weiteren Merkmalen ist die Anzeige eine Mikro-LED- (Light-Emitting-Diode-) Anzeige.
  • In weiteren Merkmalen nehmen die ersten der Graustufenwerte der Nachschlagetabelle vom Erreichen eines ersten vorbestimmten Gamma-Werts an, der größer als 2,2 ist, in Richtung des Erreichens eines Gammas von 2,2 ab, während sich die ersten der Graustufenwerte dem vorbestimmten Graustufenwert annähern.
  • In weiteren Merkmalen ist der erste vorbestimmte Gamma-Wert größer oder gleich 2,5.
  • In weiteren Merkmalen ist der erste vorbestimmte Gamma-Wert größer oder gleich 2,7.
  • In weiteren Merkmalen ist der erste vorbestimmte Gamma-Wert annähernd gleich 2,8.
  • In weiteren Merkmalen wird die Nachschlagetabelle so kalibriert, dass die Abnahme vom Erreichen des ersten vorbestimmten Gamma-Werts an, der größer als 2,2 ist, auf den Gamma-Wert von 2,2 so erfolgt, dass jede Änderung der Luminanz zwischen zwei benachbarten der ersten der Graustufenwerte geringer als eine vorbestimmte Luminanzänderung ist.
  • In weiteren Merkmalen wird die Nachschlagetabelle so kalibriert, dass die Abnahme vom Erreichen des ersten vorbestimmten Gamma-Werts an, der größer als 2,2 ist, auf das Gamma von 2,2 einer exponentiellen Abklingfunktion folgt.
  • In weiteren Merkmalen wird die Nachschlagetabelle so kalibriert, dass die Abnahme vom Erreichen des ersten vorbestimmten Gamma-Werts an, der größer als 2,2 ist, auf das Gamma von 2,2 einer Abklingfunktion des natürlichen Logarithmus folgt.
  • In weiteren Merkmalen wird die Nachschlagetabelle so kalibriert, dass die Abnahme vom Erreichen des ersten vorbestimmten Gamma-Werts an, der größer als 2,2 ist, auf das Gamma von 2,2 einer Abklingfunktion des Logarithmus zur Basis 10 folgt.
  • In weiteren Merkmalen ist die Anzeige dafür konfiguriert, 256 verschiedene Graustufenwerte zu erreichen, und enthält die Nachschlagetabelle weniger als 256 Graustufenwerte.
  • In einem Merkmal umfasst ein Anzeigesteuerungsverfahren basierend auf einer Graustufen-Pixel-Abbildung, die für jedes Pixel einer Anzeige einen Graustufenwert enthält, ein Bestimmen von Größen der jeweils an die Pixel anzulegenden Leistung unter Verwendung einer Nachschlagetabelle, wobei die Nachschlagetabelle Graustufenwerte und Größen der Leistung enthält, die jeweils den Graustufenwerten entsprechen, und wobei erste der Graustufenwerte, die kleiner als ein vorbestimmter Graustufenwert sind, basierend darauf kalibriert werden, dass die Anzeige ein Gamma größer als 2,2 erreicht, und zweite der Graustufenwerte, die größer als der vorbestimmte Graustufenwert sind, basierend darauf kalibriert werden, dass die Anzeige ein Gamma von 2,2 erreicht; und ein jeweiliges Anlegen von Leistung an die Pixel der Anzeige gemäß den bestimmten Leistungsgrößen.
  • In weiteren Merkmalen umfasst das Anlegen von Leistung an die Pixel der Anzeige ein Anlegen von Leistung von einer Batterie eines Fahrzeugs an die Pixel der Anzeige.
  • In weiteren Merkmalen umfasst das Anzeigesteuerungsverfahren ferner ein Erzeugen eines Bildes zur Anzeige auf der Anzeige und ein Erzeugen der Graustufen-Pixel-Abbildung basierend auf dem Bild.
  • In weiteren Merkmalen wird die Nachschlagetabelle so kalibriert, dass die Abnahme vom Erreichen des ersten vorbestimmten Gamma-Werts an, der größer als 2,2 ist, auf den Gamma-Wert von 2,2 so erfolgt, dass jede Änderung der Luminanz zwischen zwei benachbarten der ersten der Graustufenwerte geringer als eine vorbestimmte Luminanzänderung ist.
  • Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Offenbarung werden aus der detaillierten Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen ersichtlich. Die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele dienen nur der Veranschaulichung und sollen den Umfang der Offenbarung nicht einschränken.
  • Figurenliste
  • Die vorliegende Offenbarung wird aus der detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen umfassender verstanden, wobei:
    • 1 ein funktionales Blockdiagramm eines beispielhaften Anzeigesteuerungssystems ist;
    • 2 ein funktionales Blockdiagramm eines beispielhaften Systems zur Kalibrierung ist;
    • 3 und 4 Flussdiagramme enthalten, in denen beispielhafte Verfahren zur Kalibrierung dargestellt sind;
    • 5 eine beispielhafte grafische Darstellung von Gamma gegen Graustufenwert;
    • 6 einen Teil einer beispielhaften Graustufen-Gamma-Tabelle enthält; und
    • 7 eine beispielhafte grafische Darstellung der Helligkeit in Abhängigkeit vom Graustufenwert für verschiedene Graustufen-Gamma-Kurven enthält.
  • In den Zeichnungen können Bezugsziffern erneut verwendet werden, um ähnliche und/oder identische Elemente zu identifizieren.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Digitale Anzeigen wie etwa Anzeigen mit organischen lichtemittierenden Dioden (OLED) und Anzeigen mit lichtemittierenden Dioden (LED) können so kalibriert werden, dass sie über alle möglichen Graustufenwerte einen festen Gamma-Wert von 2,2 oder annähernd 2,2 erreichen. In einem solchen Fall kann jedoch eine Ausbildung von Streifen bzw. Bändern (engl.: banding) auf der Anzeige sichtbar sein, da Änderungen der Helligkeit von einem Graustufenwert zum nächsten vom menschlichen Auge wahrgenommen werden können.
  • Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Kalibrieren einer Anzeige, um bei niedrigen Graustufenwerten (die z. B. geringer als ein vorbestimmter Graustufenwert sind) höhere Gamma-Werte als 2,2 zu erreichen. Beispielsweise kann eine Anzeige kalibriert werden, um von einem vorbestimmten Gamma-Wert (z. B. 2,8) bei einem niedrigsten Graustufenwert (GS0) auf einen Gamma-Wert von 2,2 abzunehmen, wenn die GS-Werte in Richtung des vorbestimmten Graustufenwertes zunehmen. Das variable Gamma bei niedrigen Graustufenwerten kann eine Streifenbildung verhindern oder minimieren, indem veranlasst wird, dass Helligkeitsänderungen von einem Graustufenwert zum nächsten geringer als die vom menschlichen Auge Wahrnehmbare sind.
  • 1 ist ein funktionales Blockdiagramm eines beispielhaften Anzeigesteuerungssystems. Während das Beispiel für ein Fahrzeug 100 vorgesehen ist, ist die vorliegende Anmeldung auch für nicht in in Fahrzeugen vorgesehene Anzeigen verwendbar. Eine Bildquelle 104 stellt ein Bild 108 bereit, das auf einer Anzeige 112 angezeigt werden soll. Die Anzeige 112 ist eine Anzeige mit lichtemittierenden Dioden (LED) wie etwa eine Anzeige mit organischer LED (OLED), eine Mikro-LED-Anzeige oder eine andere geeignete Art von Anzeige. Die Bildquelle 104 kann beispielsweise eine oder mehrere Kameras oder einen anderen geeigneten Bildgenerator enthalten. Die Bildquelle 104 kann das Bild 108 mit einer vorbestimmten Frequenz (z. B. 60 Hertz) aktualisieren. Die Anzeige 112 kann zum Beispiel auf einer Konsole des Fahrzeugs 100, einem Armaturenbrett des Fahrzeugs 100 oder an einer anderen geeigneten Stelle implementiert sein.
  • Die Anzeige 112 enthält eine Vielzahl von Pixeln. Basierend auf dem Bild 108 erzeugt ein Graustufen-Modul 116 eine Graustufen-Pixel-Abbildung 120, die dem Bild 108 entspricht. Das Bild 108 wird nicht gamma-korrigiert (d. h. es wird keine Gammakorrektur auf das Bild 108 angewendet). Die Graustufen-Pixel-Abbildung 120 enthält einen Graustufenwert (GS) für jedes Pixel der Anzeige 112, um das Bild 108 auf der Anzeige 112 anzuzeigen. Die GS-Werte können von 0 (entsprechend Schwarz) bis 255 (entsprechend dem hellsten Weiß) für ein 8-Bit-System reichen. Während das Beispiel eines 8-Bit-Systems beschrieben wird, ist die vorliegende Anmeldung auch für andere Anzahlen an Bits verwendbar.
  • Die Luminanz eines Pixels hängt mit der Graustufe entsprechend der Luminanz zusammen. Zum Beispiel setzt die folgende Gleichung die Luminanz (L) eines Pixels in Beziehung zur Graustufe (GS) des Pixels L n = α ( G S n ) γ + L 0 ,
    Figure DE102020133409A1_0001
    wobei Ln die Luminanz der Graustufe n (GSn) ist, a ein vorbestimmter konstanter Wert ist, L0 die Luminanz der Graustufe 0 ist und y der Gamma-Wert ist.
  • Ein Treibermodul 128 legt basierend auf der Graustufen-Pixel-Abbildung 120 Leistung von einer Leistungsquelle 130 an die Pixel der Anzeige 112 an. Zum Beispiel bestimmt das Treibermodul 128 eine Größe der Leistung (z. B. Strom, Spannung oder Leistung) zur Anlegung an ein Pixel basierend auf der GS (aus der Graustufen-Pixel-Abbildung 120) für dieses Pixel und legt den bestimmten Betrag der Leistung an das Pixel an. Das Treibermodul 128 führt dies für jedes Pixel der Anzeige 112 durch. Das Bild 108 wird daher als Ergebnis der Anlegung von Leistung an die Pixel gemäß der Graustufen-Pixel-Abbildung 120 auf der Anzeige 112 angezeigt.
  • Das Treibermodul 128 bestimmt die Größe der Leistung zur Anlegung an ein Pixel basierend auf der GS dieses Pixels unter Verwendung einer Nachschlagetabelle 124. Die Nachschlagetabelle setzt GS-Werte mit Größen der zum Erreichen der GS-Werte anzulegenden Leistung in Beziehung. Ein beispielhafter Teil einer Nachschlagetabelle, die GS-Werte mit Leistungen in Beziehung setzt, ist unten dargestellt.
    GS 0 P0
    GS 1 P1
    GS 2 P2
    ... ...
    GS N-1 P N-1
    GS N P N
  • In der obigen Tabelle ist N eine ganze Zahl größer als 2. N kann wie oben beschrieben 255 sein. P gibt die Größe der Leistung an, die an ein Pixel anzulegen ist, um den zugeordneten GS-Wert zu erreichen. Zum Beispiel ist P 1 die Größe der an ein Pixel anzulegenden Leistung, um GS 1 zu erreichen.
  • In verschiedenen Ausführungen kann die Nachschlagetabelle 124 weniger als all die möglichen GS-Werte enthalten. In dem Beispiel mit 256 möglichen GS-Werten (eines 8-Bit-Systems) kann die Nachschlagetabelle 124 beispielsweise 19 GS-Werte und die zugeordneten (kalibrierten) Größen der Leistung für diese GS-Werte enthalten. Auf die enthaltenen Einträge der Nachschlagetabelle 124 kann Steuerungspunkte verwiesen werden. Für GS-Werte zwischen GS-Werten in der Nachschlagetabelle 124 (Steuerungspunkten) kann das Treibermodul 128 die zu erreichende Größe der Leistung unter Verwendung einer Interpolation wie etwa einer linearen Interpolation bestimmen.
  • Für GS0 zu einem vorbestimmten GS-Wert (z. B. 39, 40 oder 41) wird die Nachschlagetabelle 124 kalibriert, um verschiedene Gamma- (γ-) Werte zu erreichen. Beispielsweise kann die Nachschlagetabelle 124 kalibriert werden, um Gamma-Werte zu erreichen, die von einem ersten vorbestimmten Gamma-Wert (z. B. 2,8 oder einem anderen geeigneten Wert) auf einen zweiten vorbestimmten Gamma-Wert (z. B. 2,2 oder einen anderen geeigneten Wert) abnehmen, während der GS-Wert auf den vorbestimmten GS-Wert steigt. Für den vorbestimmten GS-Wert bis zu einem letzten GS-Wert (z. B. GS255) wird die Nachschlagetabelle 124 kalibriert, um den zweiten vorbestimmten Gamma-Wert (z. B. 2,2 oder einen anderen geeigneten Wert) für jeden GS-Wert zu erreichen. Durch die variablen Gamma-Werte sind inkrementelle Änderungen der GS bei niedrigen GS-Pegeln für das menschliche Auge weniger wahrnehmbar. Das menschliche Auge weist kein lineares Ansprechverhalten auf die Luminanz auf und wird mit zunehmender Luminanz logarithmisch weniger empfindlich. Die variablen Gamma-Werte verhindern oder minimieren die Streifenbildung beschatteter Objekte auf der Anzeige 112 bei niedrigen GS-Werten. zum Erreichen der GS-Werte
  • Das Treibermodul 128 kann die Größe der Leistung zur Anlegung an ein Pixel ferner basierend auf einer Helligkeit 132 bestimmen, die unter Verwendung einer Helligkeits-Eingabevorrichtung 136 eingestellt wird. Die Helligkeits-Eingabevorrichtung 136 kann die Helligkeit 132 basierend auf Nutzereingaben in die Helligkeits-Eingabevorrichtung 136 auf eine eines Satzes vorbestimmter Helligkeiten (z. B. 25 %, 50 %, 75 % oder 100 % einer maximalen Helligkeit) einstellen. Die Helligkeits-Eingabevorrichtung 136 kann zum Beispiel eine oder mehrere Tasten, Knöpfe und/oder Schalter enthalten, die von einem Nutzer betätigt werden können. Beispielsweise kann die Helligkeits-Eingabevorrichtung 136 die Helligkeit 132 als Antwort auf eine Drehung eines Knopfes durch den Nutzer gegen den Uhrzeigersinn verringern und die Helligkeit 132 als Antwort auf eine Drehung des Knopfes durch den Nutzer im Uhrzeigersinn erhöhen.
  • Die Leistungsquelle 130 kann beispielsweise eine Fahrzeugbatterie (z. B. eine 12-Volt-Gleichstrombatterie) oder eine andere geeignete Leistungsquelle sein. Im Beispiel eines anderen Anzeigetyps kann die Leistungsquelle 130 einen Wechselstrom-(AC-)/Gleichstrom-(DC-) Wandler enthalten, der (z. B. von einem Versorgungsunternehmen) eingehenden Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt.
  • 2 ist ein funktionales Blockdiagramm eines beispielhaften Kalibrierungssystems. Ein Kalibrierungsmodul 204 pflegt die Einträge der Nachschlagetabelle 124 für die Anzeige 112 ein, um die variablen Gamma-Werte zu erreichen, wie oben beschrieben wurde. Das Kalibrierungsmodul 204 kann in einem Kalibrierungs-Computer 208 implementiert sein, der von dem Fahrzeug 100 und anderen Fahrzeugen getrennt ist. Das Kalibrierungsmodul 204 speichert die Nachschlagetabelle 124 im Speicher. Sobald sie eingepflegt ist, kann die Nachschlagetabelle 124 in Fahrzeugen wie etwa dem Fahrzeug 100 zur Verwendung bei dem Anzeigen von Bildern auf deren Anzeigen gespeichert werden. Details in Bezug auf die Kalibrierung werden im Folgenden beschrieben.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Kalibrieren der Nachschlagetabelle 124 ohne einen vollständigen Satz von Messungen darstellt. Die Steuerung beginnt mit 304, wo das Kalibrierungsmodul 204 ein GS-Modell (durch Modellieren von GS-Werten) aus Effizienz-Strom-Kurven für das Material der Anzeige 112 und die Pixelgröße der Anzeige 112 erzeugt. Die Effizienz-Strom-Kurven können im Speicher abgelegt werden.
  • Bei 308 erhält das Kalibrierungsmodul 204 (zuverlässige) Messungen der Luminanz (L) an den Orten (x, y) der Pixel der Anzeige 112. Die Messungen können beispielsweise unter Verwendung eines Photometers und/oder eines Spektroradiometers erhalten werden. Das Kalibrierungsmodul 204 kalibriert das GS-Modell (z. B. dessen GS-Werte) unter Verwendung der erhaltenen Messungen von L an den Orten der Pixel.
  • Bei 312 extrapoliert das Kalibrierungsmodul 204 GS-Werte für jeweils nicht gemessene Luminanzen an den Orten (x, y) der Pixel der Anzeige 112. Die nicht gemessenen Luminanzen können geringer als ein vorbestimmter minimaler Messwert der Messvorrichtung (z. B. des Photometers und/oder Spektroradiometers) sein.
  • Bei 316 legt das Kalibrierungsmodul 204 die Steuerungspunkte für die Nachschlagetabelle 124 unter Verwendung des kalibrierten GS-Modells fest, um jeweils angestrebte Luminanzwerte an Orten von Pixeln zu erhalten. Die angestrebten Luminanzwerte können im Speicher des Kalibrierungscomputers 208 gespeicherte vorbestimmte Werte sein.
  • Bei 320 bestimmt das Kalibrierungsmodul 204 die verbleibenden GS-Werte, die zwischen den Steuerungspunkten bis zum vorbestimmten GS-Wert (z. B. GS30) liegen. Das Kalibrierungsmodul 204 stellt die GS-Werte ein, die kleiner oder gleich dem vorbestimmten GS-Wert sind, um einen Gamma-Wert zu erreichen, der vom ersten vorbestimmten Gamma-Wert (z. B. 2,8) beim ersten GS-Wert (z. B., GS0) auf den zweiten vorbestimmten Gamma-Wert (z.B. 2,2) bei dem vorbestimmten GS-Wert (z.B. GS40) abnimmt, wobei eine Änderung des Gamma-Werts von einem GS zum nächsten (z.B. GS0 zu GS1, GS1 zu GS2) geringer als ein vorbestimmter Wert wie etwa 10 Prozent oder 8 Prozent ist. 5 enthält eine beispielhafte grafische Darstellung von Gamma 504 gegen den GS-Wert 508, die eine Kurbe 512 für ein variables Gamma veranschaulicht, die über GS-Werte zwischen dem ersten GS-Wert (z. B. GS0) und dem vorbestimmten GS-Wert (z. B. GS40) erhalten wird. 6 ist ein Teil einer Beispieltabelle mit GS-Werten 604 und beispielhaften Gamma-Werten 608, die dem Beispiel von 5 entspricht.
  • Bei 324 legt das Kalibrierungsmodul 204 die verbleibenden Steuerungspunkte für die Nachschlagetabelle 124 fest, um Gamma auf den zweiten vorbestimmten Wert (z. B. 2,2) für alle GS-Werte vom vorbestimmten GS-Wert (z. B. GS40) bis zum letzten GS-Wert (z. B. GS255) zu kalibrieren. Bei 328 wiederholt das Kalibrierungsmodul 204 die Schritte 304-324 für jede der vorbestimmten Helligkeiten. Bei 332 speichert das Kalibriermodul 204 die Steuerungspunkte (oder alle der bei 320 und 324 bestimmten GS-Werte) in der Nachschlagetabelle 124 im Speicher des Kalibrierungs-Computers 208. Die Nachschlagetabelle 124 kann dann im Speicher von Fahrzeugen wie etwa dem Fahrzeug 100 zum Steuern der Anzeige 112 gespeichert werden.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Kalibrieren der Nachschlagetabelle 124 mit einem vollständigen Satz von Messungen darstellt. Die Steuerung beginnt mit 404, wo das Kalibrierungsmodul 204 den ersten vorbestimmten Gamma-Wert so bestimmt, dass der Übergang vom ersten GS-Wert (GS0) zum zweiten GS-Wert (GS1) für das menschliche Auge nicht erkennbar ist. Alternativ dazu kann der erste vorbestimmte Gamma-Wert experimentell bestimmt und in das Kalibrierungsmodul 204 eingegeben werden.
  • Bei 408 modelliert das Kalibrierungsmodul 204 eine GS-Funktion mit variablem Gamma, die von dem ersten vorbestimmten Gamma-Wert (z. B. 2,8) auf den zweiten vorbestimmten Gamma-Wert (z. B. 2,2) abfällt, während die GS-Werte vom ersten GS-Wert (GS0) auf den vorbestimmten GS-Wert (z. B. GS39) übergehen. Eine beispielhafte Gamma-GS-Funktion ist im Beispiel von 5 veranschaulicht. Die Gamma-GS-Funktion kann z. B. exponentielle Funktion, ein natürlicher Logarithmus (In), ein Logarithmus zur Basis 10 oder eine andere geeignete Abklingfunktion sein. Die Abklingrate zwischen dem ersten vorbestimmten Gamma-Wert und dem zweiten vorbestimmten Gamma-Wert kann so ausgewählt werden, dass keine merklich wahrnehmbaren Luminanzänderungen zwischen je zwei benachbarten GS-Werten auftreten. Im obigen Beispiel kann beispielsweise ein exponentieller Abfall von 2,8 bei GS0 auf 2,2 bei GS40 eine Rate aufweisen, die so konstant eingerichtet ist, dass sie keine merklich wahrnehmbaren Luminanzänderungen (z. B. um weniger als einen vorbestimmten Prozentsatz) zwischen je zwei benachbarten GS-Werten zulässt (d. h. verhindert).
  • Bei 412 berechnet das Kalibriermodul 204 die Gamma-Änderungen für jeden GS-Übergang in GS bis zum vorbestimmten GS-Wert (z. B. G39). Das Kalibrierungsmodul 204 bestimmt zum Beispiel die Gamma-Änderung von GS0 zu GS1, die Gamma-Änderung von GS1 zu GS2 etc. Das Kalibrierungsmodul 204 berechnet die Gamma-Änderungen mit der Gamma-GS-Funktion.
  • Bei 416 berechnet das Kalibrierungsmodul 204 jeden Logarithmus log an entsprechend jedem Gamma, indem die folgende Gleichung für an gelöst wird: L 255 = γ n log ( 255 ) + log ( α n ) ,
    Figure DE102020133409A1_0002
    wobei L255 die Luminanz beim letzten Graustufenwert (GS255) ist und γn der Gamma-Wert ist. Das Kalibrierungsmodul 204 berechnet dann Ln über den Bereich der möglichen GS-Werte anhand der Gleichung: L n = γ n l o g ( G S n ) + l o g ( α n ) ,
    Figure DE102020133409A1_0003
    wobei Ln die Luminanz des Graustufenwertes n (GSn) ist, an der vorbestimmte konstante Wert für den Graustufenwert n ist und γn der Gamma-Wert für den Graustufenwert n ist.
  • Bei 420 legt das Kalibrierungsmodul 204 die Steuerungspunkte für die Nachschlagetabelle 124 unter Verwendung gemessener Luminanzwerte an Orten (x,y) von Pixeln fest, um jeweils angestrebte Luminanzwerte an Orten von Pixeln zu erhalten. Die angestrebten Luminanzwerte können im Speicher des Kalibrierungs-Computers 208 gespeicherte vorbestimmte Werte sein. Die Steuerung fährt dann mit den Schritten 324 - 332 wie oben beschrieben fort.
  • 7 ist eine beispielhafte grafische Darstellung der Luminanz 704 gegen GS-Werte 708. Die erste Luminanzkurve 712 wird von der Anzeige 112 unter Verwendung einer Nachschlagetabelle erzeugt, die so kalibriert ist, dass ein konstantes Gamma von 2,2 erreicht wird, und eine Streifenbildung auf der Anzeige 112 erzeugt. Die zweite Luminanzkurve 716 wird von der Anzeige 112 unter Verwendung der Nachschlagetabelle 124 erzeugt, die so kalibriert ist, dass ein abnehmendes Gamma bei niedrigen GS-Werten (bis zum vorbestimmten GS-Wert) und der zweite vorbestimmte Gamma-Wert (z. B. 2,2) bei GS-Werten größer als der vorbestimmte GS-Wert erreicht werden. Die zweite Luminanzkurve 716 erzeugt keine Streifenbildung, da die Änderungen der Luminanz von einem GS-Wert zum nächsten GS-Wert geringer als die vom menschlichen Auge Wahrnehmbare sind.
  • Die vorhergehende Beschreibung ist in ihrer Art nur veranschaulichend und soll die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen einschränken. Die umfassende Lehre der Offenbarung kann in einer Vielzahl von Formen umgesetzt werden. Daher soll, auch wenn diese Offenbarung besondere Beispiele enthält, der wahre Umfang der Offenbarung nicht so eingeschränkt werden, da nach einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche andere Modifikationen offensichtlich werden. Es sollte sich verstehen, dass ein oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu ändern. Ferner kann, obgleich jede der Ausführungsformen oben als bestimmte Merkmale aufweisend beschrieben ist, eines oder mehr dieser Merkmale, die in Bezug auf eine beliebige Ausführungsform der Offenbarung beschrieben wurden, in einer der anderen Ausführungsformen implementiert und/oder mit Merkmalen einer der anderen Ausführungsformen kombiniert werden, selbst wenn diese Kombination nicht ausdrücklich beschrieben ist. Mit anderen Worten schließen sich die beschriebenen Ausführungsformen nicht gegenseitig aus, und Permutationen einer oder mehrerer Ausführungsformen miteinander bleiben im Rahmen dieser Offenbarung.
  • Räumliche und funktionale Beziehungen zwischen Elementen (zum Beispiel zwischen Modulen, Schaltungselementen, Halbleiterschichten etc.) werden unter Verwendung verschiedener Begriffen, einschließlich „verbunden“, „in Eingriff gebracht“, „gekoppelt“, „benachbart“, „nahe bzw. neben“, „auf“, „oberhalb“, „unterhalb“ und „angeordnet“, beschrieben. Sofern sie nicht ausdrücklich als „direkt“ beschrieben wird, kann, wenn eine Beziehung zwischen ersten und zweiten Elementen in der obigen Offenbarung beschrieben ist, diese Beziehung eine direkte Beziehung sein, bei der keine anderen dazwischenliegenden Elemente zwischen den ersten und zweiten Elementen vorhanden sind, kann aber auch eine indirekte Beziehung sein, bei der ein oder mehrere dazwischenliegende Elemente (entweder räumlich oder funktional) zwischen den ersten und zweiten Elementen vorhanden sind. Wie hier verwendet, soll der Ausdruck „zumindest eines von A, B und C“ dahingehend aufgefasst werden, dass er ein logisches (A ODER B ODER C) unter Verwendung eines nicht-exklusiven logischen ODER bedeutet, und sollte nicht dahingehend aufgefasst werden, dass er „zumindest eines von A, zumindest eines von B und zumindest eines von C“ bedeutet.
  • In den Figuren veranschaulicht die Richtung eines Pfeils, wie sie durch die Pfeilspitze angegeben wird, im Allgemeinen den Fluss von Informationen (z.B. Daten oder Anweisungen), der für die Veranschaulichung von Interesse ist. Wenn z.B. Element A und Element B eine Vielzahl von Informationen austauschen, aber von Element A zu Element B übertragene Informationen für die Veranschaulichung von Bedeutung sind, kann der Pfeil von Element A zu Element B zeigen. Dieser unidirektionale Pfeil impliziert nicht, dass keine anderen Informationen von Element B zu Element A übertragen werden. Überdies kann für von Element A zu Element B übertragene Informationen Element B Anforderungen für, oder Empfangsbestätigungen der, Informationen an Element A senden.
  • In dieser Anmeldung kann, einschließlich der nachstehenden Definitionen, der Begriff „Modul“ oder der Begriff „Controller“ durch den Begriff „Schaltung“ ersetzt werden. „Der Begriff „Modul“ kann sich auf eine Schaltung beziehen, Teil einer solchen sein, oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analoge/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale integrierte Schaltung; eine kombinatorische Logikschaltung; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); eine Prozessorschaltung (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), die einen Code ausführt; eine Speicherschaltung (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), die einen von der Prozessorschaltung ausgeführten Code speichert; andere geeignete Hardwarekomponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination einiger oder all der oben genannten Komponenten, wie etwa in einem System-on-Chip umfassen.
  • Das Modul kann eine oder mehrere Schnittstellenschaltungen enthalten. In einigen Beispielen können die Schnittstellenschaltungen verdrahtete oder drahtlose Schnittstellen enthalten, die mit einem lokalen Netzwerk (LAN), dem Internet, einem Weitbereichsnetz (WAN) oder Kombinationen davon verbunden sind. Die Funktionalität irgendeines gegebenen Moduls der vorliegenden Offenbarung kann auf mehrere Module verteilt sein, die über Schnittstellenschaltungen verbunden sind. Zum Beispiel können mehrere Module einen Lastausgleich ermöglichen. In einem weiteren Beispiel kann ein Server-Modul (auch bekannt als Remote- oder Cloud-Modul) einige Funktionen für ein Client-Modul ausführen.
  • Der Begriff Code, wie er oben verwendet wird, kann Software, Firmware und/oder einen Mikrocode umfassen und kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen, Datenstrukturen und/oder Objekte beziehen. Der Begriff gemeinsam genutzte Prozessorschaltung umfasst eine einzelne Prozessorschaltung, die einen gewissen Teil oder den ganzen Code von mehreren Modulen ausführt. Der Begriff Gruppenprozessorschaltkreis umfasst eine Prozessorschaltung, die in Kombination mit zusätzlichen Prozessorschaltungen einen gewissen Teil oder den ganzen Code von einem oder mehreren Modulen ausführt. Verweise auf mehrere Prozessorschaltungen umfassen mehrere Prozessorschaltungen auf einzelnen Chips, mehrere Prozessorschaltungen auf einem einzigen Chip, mehrere Kerne einer einzelnen Prozessorschaltung, mehrere Threads einer einzelnen Prozessorschaltung oder eine Kombination der oben genannten. Der Begriff gemeinsam genutzte Speicherschaltung umfasst eine einzelne Speicherschaltung, die einen gewissen Teil oder den ganzen Code von mehreren Modulen speichert. Der Begriff Gruppenspeicherschaltung umfasst eine Speicherschaltung, die in Kombination mit zusätzlichen Speichern einen gewissen Teil oder den ganzen Code von einem oder mehreren Modulen speichert.
  • Der Begriff Speicherschaltung ist eine Teilmenge des Begriffs computerlesbares Medium. Der Begriff computerlesbares Medium, wie er hier verwendet wird, umfasst keine transitorischen elektrischen oder elektromagnetischen Signale, die sich durch ein Medium (wie etwa auf einer Trägerwelle) ausbreiten; der Begriff computerlesbares Medium kann daher als materiell und nicht-transitorisch betrachtet werden. Nicht einschränkende Beispiele eines nicht-transitorischen, materiellen, computerlesbaren Mediums sind nichtflüchtige Speicherschaltungen (wie etwa eine Flash-Speicherschaltung, eine löschbare, programmierbare Nurlese-Speicherschaltung oder eine Masken-Nurlese-Speicherschaltung), flüchtige Speicherschaltungen (wie etwa eine statische Direktzugriffsspeicherschaltung oder eine dynamische Direktzugriffsspeicherschaltung), magnetische Speichermedien (wie etwa ein analoges oder digitales Magnetband oder ein Festplattenlaufwerk) und optische Speichermedien (wie etwa eine CD, eine DVD oder eine Blu-ray Disc).
  • Die in dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können mittels eines Computers für spezielle Zwecke, der durch Konfigurieren eines Mehrzweck-Computers geschaffen wird, teilweise oder vollständig implementiert werden, um eine oder mehrere spezielle Funktionen auszuführen, die in Computerprogrammen verkörpert sind. Die oben beschriebenen funktionalen Blöcke, Komponenten von Flussdiagrammen und andere Elemente dienen als Software-Spezifikationen, die durch die Routinearbeit eines Fachmanns oder Programmierers in die Computerprogramme übersetzt werden können.
  • Die Computerprogramme enthalten von Prozessoren ausführbare Anweisungen, die auf zumindest einem nicht-transitorischen, materiellen, computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten enthalten oder sich auf diese stützen. Die Computerprogramme können ein grundlegendes Ein-/Ausgabesystem (BIOS) umfassen, das mit der Hardware des Computers für spezielle Zwecke, Gerätetreibern, die mit bestimmten Geräten des Computers für spezielle Zwecke interagieren, einem oder mehreren Betriebssystemen, Nutzeranwendungen, Hintergrunddienste, Hintergrundanwendungen etc. interagieren.
  • Die Computerprogramme können enthalten: (i) einen Beschreibungstext, der analysiert werden soll, wie etwa HTML (Hypertext Markup Language), XML (Extensible Markup Language) oder JSON (JavaScript Object Notation), (ii) einen Assembler-Code, (iii) einen Objektcode, der von einem Compiler aus dem Quellcode generiert wird, (iv) einen Quellcode zur Ausführung durch einen Interpreter, (v) einen Quellcode zur Kompilierung und Ausführung mittels eines Just-in-Time-Compilers, etc. Nur als Beispiele kann ein Quellcode unter Verwendung einer Syntax aus Sprachen geschrieben sein, die C, C++, C#, ObjectiveC-, Swift, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript®, HTML5 (Hypertext Markup Language 5. Revision), Ada, ASP (Active Server Pages), PHP (PHP: Hypertext-Präprozessor), Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flash®, Visual Basic®, Lua, MATLAB, SIMULINK und Python® einschließen.

Claims (10)

  1. Anzeigesteuerungssystem, aufweisend: eine Anzeige, die eine Vielzahl von Pixeln enthält; eine Nachschlagetabelle, die Graustufenwerte und Größen der Leistung enthält, die jeweils den Graustufenwerten entsprechen, wobei erste der Graustufenwerte, die kleiner als ein vorbestimmter Graustufenwert sind, basierend darauf kalibriert werden, dass die Anzeige ein Gamma größer als 2,2 erreicht, und zweite der Graustufenwerte, die größer als der vorbestimmte Graustufenwert sind, basierend darauf kalibriert werden, dass die Anzeige ein Gamma von 2,2 erreicht; ein Treibermodul, das dafür konfiguriert ist: basierend auf einer Graustufen-Pixel-Abbildung, die einen Graustufenwert für jedes Pixel der Anzeige enthält, Größen der jeweils an die Pixel anzulegenden Leistung unter Verwendung der Nachschlagetabelle zu bestimmen und Leistung an die Pixel der Anzeige jeweils gemäß den bestimmten Leistungsgrößen anzulegen.
  2. Anzeigesteuersystem nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Batterie eines Fahrzeugs, wobei das Treibermodul dafür konfiguriert ist, von der Batterie Leistung an die Pixel der Anzeige anzulegen.
  3. Anzeigesteuerungssystem nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Bildquelle, die dafür konfiguriert ist, ein Bild zur Anzeige auf der Anzeige zu erzeugen; und ein Graustufen-Modul, das dafür konfiguriert ist, die Graustufen-Pixel-Abbildung basierend auf dem Bild zu erzeugen.
  4. Anzeigesteuerungssystem nach Anspruch 3, wobei die Bildquelle eine Kamera eines Fahrzeugs enthält.
  5. Anzeigesteuerungssystem nach Anspruch 3, wobei das Bild nicht gamma-korrigiert ist.
  6. Anzeigesteuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die Anzeige eine Anzeige mit organischen lichtemittierenden Dioden (OLED) ist.
  7. Anzeigesteuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die Anzeige eine Anzeige mit lichtemittierenden Mikrodioden (LED) ist.
  8. Anzeigesteuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die ersten der Graustufenwerte der Nachschlagetabelle vom Erreichen eines ersten vorbestimmten Gamma-Werts, der größer als 2,2 ist, an in Richtung auf ein Erreichen eines Gammas von 2,2 abnehmen, während sich die ersten der Graustufenwerte dem vorbestimmten Graustufenwert annähern.
  9. Anzeigesteuerungssystem nach Anspruch 8, wobei der erste vorbestimmte Gamma-Wert größer oder gleich 2,5 ist.
  10. Anzeigesteuerungssystem nach Anspruch 8, wobei der erste vorbestimmte Gamma-Wert größer oder gleich 2,7 ist.
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