KR101106343B1 - 비디오 재생 관리 기법 - Google Patents

Abstract

하나 이상의 집적 회로를 포함하는 시스템의 실시예들이 기술되어 있다. 동작 동안에, 본 시스템은 비디오 이미지를 초기 휘도 영역(brightness domain)으로부터, 디스플레이된 비디오 이미지에서 거의 등간격인 인접 방사-출력값(radiant-power value)에 대응하는 휘도값의 범위를 포함하는 선형 휘도 영역으로 변환시킨다. 이러한 선형 휘도 영역에서, 본 시스템은 비디오 이미지에서의 공간적으로 변하는 시각적 정보를 포함하는 변환된 비디오 이미지의 일부분 등, 변환된 비디오 이미지의 적어도 일부분에 기초하여 광원의 세기 설정을 결정할 수 있다. 게다가, 본 시스템은 변환된 비디오 이미지를 수정하여, 이 수정된 비디오 이미지와 연관된 투과율(transmittance)과 세기 설정의 곱이 비디오 이미지와 연관된 투과율과 이전의 세기 설정의 곱과 대략 같아지게 하도록 할 수 있다. 예를 들어, 이 수정이 변환된 비디오 이미지에서의 휘도값들을 변경하는 것을 포함할 수 있다.

Description

비디오 재생 관리 기법{MANAGEMENT TECHNIQUES FOR VIDEO PLAYBACK}

본 발명은 디스플레이의 광원을 동적으로 적응시키는 기법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 이미지별로 비디오 신호를 조절하고 백라이트의 세기를 결정하는 회로 및 방법에 관한 것이다.

액정 디스플레이(LCD) 등의 콤팩트한 전자 디스플레이가 아주 다양한 전자 장치에서 점점 더 보편화된 구성요소가 되고 있다. 예를 들어, 저렴한 비용 및 양호한 성능으로 인해, 이들 구성요소는 이제 랩톱 컴퓨터 등의 휴대용 전자 장치에서 널리 사용되고 있다.

이들 LCD 중 다수는 형광 광원 또는 발광 다이오드(LED)를 사용하여 조명된다. 예를 들어, LCD는 종종 디스플레이의 상부에, 후방에 및/또는 측방에 위치해 있는 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp)(CCFL)에 의해 백라이팅된다. 전자 장치에서의 기존의 디스플레이 시스템을 나타낸 도 1에 도시된 바와 같이, 광원(110)(CCFL 등)과 디스플레이(116) 사이에 위치한 감쇠 메카니즘(114)(공간 광 변조기 등)은 디스플레이(116)에 입사하는, 광원(110)에 의해 생성된 광(112)의 세기를 감소시키는 데 사용된다. 그렇지만, 배터리 수명이 많은 전자 장치에서 중요한 설계 기준이며, 이 감쇠 동작이 출력광(112)을 버리기 때문에, 이 감쇠 동작은 에너지 비효율적이며 따라서 배터리 수명을 감소시킬 수 있다. 유의할 점은, LCD 디스플레이에서, 감쇠 메카니즘(114)이 디스플레이(116) 내에 포함되어 있다는 것이다.

어떤 전자 장치에서, 이 문제점은 디스플레이(116) 상에 디스플레이되는 비디오 신호의 휘도를 광원(110)의 세기 설정(intensity setting)과 트레이드 오프함으로써 해결된다. 상세하게는, 많은 비디오 신호가 과소 노출(underexposed)된다, 예를 들어, 이들 비디오 이미지에서의 비디오 신호의 피크 휘도값이 비디오 신호가 인코딩될 때 허용되는 최대 휘도값보다 작다. 이러한 과소 노출(underexposure)은 비디오 이미지의 발생 또는 인코딩 동안에 카메라가 패닝(panning)될 때 일어날 수 있다. 초기 비디오 이미지의 피크 휘도가 올바르게 설정되지만(예를 들어, 초기 비디오 신호가 과소 노출되지 않지만), 카메라 각도 변화로 인해 차후의 비디오 이미지에서의 피크 휘도값이 감소될지도 모른다. 그 결과, 어떤 전자 장치는 (비디오 이미지가 더 이상 과소 노출되지 않도록) 비디오 이미지에서의 피크 휘도값을 스케일링하고 광원(110)의 세기 설정을 감소시킴으로써, 에너지 소모를 감소시키고 배터리 수명을 연장시킨다.

그렇지만, 종종 비디오 이미지의 휘도를 신뢰성있게 결정하는 것이 어려우며, 따라서 기존의 기법들을 사용하여 스케일링을 결정하는 것이 어렵다. 예를 들어, 많은 비디오 이미지가 비디오 이미지의 비화상 부분 또는 블랙 바(black bar)를 사용하여 인코딩된다. 이들 비화상 부분은 비디오 이미지의 휘도의 분석을 복잡하게 만들며, 따라서 비디오 신호의 휘도와 광원(110)의 세기 설정 간의 트레이드-오프를 결정할 때 문제를 야기할 수 있다. 게다가, 이들 비화상 부분은 또한 시각적 아티팩트를 생성할 수 있고, 이는 전자 장치를 사용할 때 전체적인 사용자 경험을 나쁘게 할 수 있다.

그에 부가하여, 비디오 카메라 또는 영상 장치와 연관된 감마 보정으로 인해, 많은 비디오 이미지가 디스플레이될 때 비디오 이미지의 휘도와 휘도값(brightness value) 간의 비선형 관계로 인코딩된다. 게다가, 세기 설정이 변경됨에 따라 어떤 광원들의 스펙트럼이 변할지도 모른다. 이들 효과도 역시 비디오 이미지의 휘도의 분석 및/또는 비디오 이미지의 휘도와 광원(110)의 세기 설정 간의 적절한 트레이드-오프의 결정을 복잡하게 만들 수 있다.

따라서, 광원의 세기 설정을 결정하는 것을 용이하게 해주고 또 상기한 문제점들 없이 인지된 시각적 아티팩트를 감소시키는 방법 및 장치가 필요하다.

디스플레이를 조명하는 광원(LED 또는 형광 램프 등)에 의해 제공되는 조명 세기를 동적으로 적응시키고 또 디스플레이 상에 디스플레이될 비디오 이미지를 조절하는 기법의 실시예들이 그 기법을 구현하는 시스템과 함께 기술되어 있다.

이 기법의 어떤 실시예들에서, 본 시스템은 비디오 이미지를 초기 휘도 영역(brightness domain)으로부터, 디스플레이된 비디오 이미지에서 거의 등간격인 인접 방사-출력값(radiant-power value)에 대응하는 휘도값의 범위를 포함하는 선형 휘도 영역으로 변환시킨다. 예를 들어, 이 변환은 비디오 카메라 또는, 보다 일반적으로, 영상 장치와 연관되어 있는 비디오 이미지에서의 감마 보정을 보상할 수 있다.

이러한 선형 휘도 영역에서, 본 시스템은 변환된 비디오 이미지의 적어도 일부분(변환된 비디오 이미지의 화상 또는 이미지 부분 등)에 기초하여 광원의 세기 설정(평균 세기 설정 등)을 결정할 수 있다. 게다가, 본 시스템은 변환된 비디오 이미지를 수정하여, 수정된 비디오 이미지와 연관된 투과율(transmittance)과 세기 설정의 곱이 비디오 이미지와 연관된 투과율과 이전의 세기 설정의 곱과 대략 같도록(똑같은 것을 포함할 수 있음) 할 수 있다. 이 수정은, 예를 들어, 변환된 비디오 이미지에서의 휘도값의 히스토그램에 기초하여, 변환된 비디오 이미지에서의 휘도값을 변경하는 것을 포함할 수 있다.

이 기법의 다른 실시예들에서, 본 시스템은 비디오 이미지에서의 나머지 픽셀과 동일한 방식으로 검은 또는 어두운 영역과 연관되어 있는 비디오 이미지에서의 픽셀의 휘도를 조절한다. 상세하게는, 비디오 이미지의 변환 또는 전환(transformation or conversion) 동안에 펄싱(pulsing) 또는 백라이트와 연관된 잡음을 감소시키거나 제거하기 위해, 비디오 이미지에서의 임의의 위치에 있는 어두운 영역이 스케일링될 수 있다. 예를 들어, 주어진 디스플레이에서 낮은 휘도값에서 광 누설과 연관된 오프셋이 초기 휘도 영역으로부터 선형 휘도 영역으로의 비디오 이미지의 변환에 또 선형 휘도 영역으로부터 다른 휘도 영역으로의 수정된 비디오 이미지의 변환에 포함될 수 있다.

이 기법의 다른 실시예들에서, 본 시스템은 광원의 세기 설정이 변경될 때 비디오 이미지의 색상을 유지하기 위해 보정을 적용한다. 비디오 이미지의 적어도 일부분에 기초하여 광원의 세기 설정을 결정한 후에, 본 시스템은 수정된 비디오 이미지와 연관된 투과율과 세기 설정의 곱을 유지하기 위해 비디오 이미지의 적어도 일부분에서 픽셀의 휘도값을 수정할 수 있다. 이어서, 본 시스템은 광원과 연관된 스펙트럼이 세기 설정에 따라 변할 때에도 비디오 이미지와 연관된 색상을 유지하기 위해 세기 설정에 기초하여 비디오 이미지 내의 컬러 컨텐츠를 조절할 수 있다.

다른 대안으로서, 컬러 컨텐츠를 조절하기 전에, 본 시스템은 광원에 의한 전력 소모를 감소시키면서 디스플레이로부터 출력되는 광을 유지하기 위해 이미지의 적어도 일부분에서의 픽셀의 휘도값 및 광원의 세기 설정을 함께 수정할 수 있다.

이 기법의 다른 실시예에서, 본 시스템은 디스플레이 상에 디스플레이될 비디오 이미지의 포화된 부분(saturated portion)에 기초하여 조절을 수행한다. 이 디스플레이는 백색 컬러 필터와 연관된 픽셀들 및 하나 이상의 부가의 컬러 필터와 연관된 픽셀들을 포함할 수 있다. 선택에 따라서는 비디오 이미지의 적어도 일부분의 색상 채도(color saturation)를 결정한 후에, 본 시스템은 색상 채도에 기초하여 백색 컬러 필터와 연관된 비디오 이미지에서의 픽셀을 선택적으로 조절할 수 있다. 이어서, 본 시스템은 선택적으로 조절된 픽셀에 기초하여 광원의 세기 설정을 변경할 수 있다. 유의할 점은, 픽셀의 선택적 비활성화(selective disabling)가 피드-포워드 구조로 수행될 수 있다는 것이다. 예를 들어, 움직임 추정을 사용하여 비디오 이미지 시퀀스(웹 페이지와 연관된 비디오 이미지 등)에서의 차후의 비디오 이미지에서의 포화색(saturated color)을 갖는 픽셀의 존재가 예측될 수 있고, 이들 픽셀 중 어떤 픽셀이 조절될 수 있음으로써 시각적 아티팩트를 감소시키거나 제거할 수 있다.

이 기법의 다른 실시예에서, 본 시스템은, 비디오 이미지 시퀀스에서 2개의 인접한 비디오 이미지 간에 휘도 척도(brightness metric)(휘도값의 히스토그램 등)의 불연속이 있을 때, 세기 설정에 대한 변경의 대부분 또는 그 전부를 적용하고 휘도값을 스케일링한다.

이 기법의 다른 실시예에서, 본 시스템은 스케일링된 휘도값 및 비디오 이미지에 기초하여 비디오 이미지에 대한 오차 척도(error metric)를 계산한다. 따라서, 오차 척도는 (휘도값의 스케일링 이후의) 수정된 비디오 이미지와 초기 비디오 이미지 간의 차에 대응할 수 있다. 예를 들어, 비디오 이미지에서의 주어진 픽셀의 오차 척도에 대한 기여는 스케일링 이전의 초기 휘도값에 대한 스케일링 이후의 휘도값의 비에 대응할 수 있다. 게다가, 오차 척도가 미리 정해진 값을 초과하는 경우, 본 시스템은 픽셀별로 휘도값의 스케일링을 감소시킬 수 있고 및/또는 세기 설정의 변화를 감소시킬 수 있음으로써, 비디오 이미지가 디스플레이될 때 왜곡을 감소시킬 수 있다.

이 기법의 다른 실시예에서, 본 시스템은 휘도값의 스케일링으로 인해 감소된 콘트라스트와 연관된 시각적 아티팩트가 생기는 비디오 이미지에서의 다른 영역을 식별한다. 예를 들어, 이 다른 영역은 보다 어두운 영역으로 둘러싸인 밝은 영역을 포함할 수 있다. 이어서, 본 시스템은 콘트라스트를 적어도 부분적으로 복원하기 위해 다른 영역에서의 휘도값의 스케일링을 감소시킴으로써, 시각적 아티팩트를 감소시킬 수 있다. 게다가, 본 시스템은 다른 영역 내에서의 픽셀의 휘도값과 비디오 이미지의 나머지에서의 휘도값 간의 공간적 불연속(spatial discontinuity)을 감소시키기 위해 비디오 이미지에서의 휘도값을 공간 필터링(spatially filter)할 수 있다.

본 발명의 방법 및 장치에 따라서, 광원의 세기 결정을 용이하게 할 수 있고, 인지된 시각적 아티팩트를 감소시킬 수 있다.

도 1은 디스플레이 시스템을 나타낸 블록도.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 비디오 이미지에서의 휘도값의 히스토그램을 나타낸 그래프.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 비디오 이미지에서의 휘도값의 히스토그램을 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 매핑 함수를 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 광원의 세기 설정 및 비디오 이미지의 휘도값을 조절할 때 휘도의 비선형성의 영향을 나타낸 일련의 그래프.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상처리 파이프라인(imaging pipeline)을 나타낸 블록도.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 변환을 나타낸 그래프.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 변환을 나타낸 그래프.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로를 나타낸 블록도.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로를 나타낸 블록도.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 비디오 이미지에서의 화상 부분 및 비화상 부분을 나타낸 블록도.
도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 비디오 이미지에서의 휘도값의 히스토그램을 나타낸 그래프.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원의 스펙트럼을 나타낸 그래프.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 비디오 이미지 시퀀스에 대한 휘도값의 히스토그램을 나타낸 일련의 그래프.
도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 비디오 이미지를 조절하는 프로세스를 나타낸 플로우차트.
도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 비디오 이미지에서의 픽셀의 휘도를 조절하는 프로세스를 나타낸 플로우차트.
도 11c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 비디오 이미지를 조절하는 프로세스를 나타낸 플로우차트.
도 11d는 본 발명의 일 실시예에 따른, 비디오 이미지를 조절하는 프로세스를 나타낸 플로우차트.
도 11e는 본 발명의 일 실시예에 따른, 비디오 이미지를 조절하는 프로세스를 나타낸 플로우차트.
도 12a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 비디오 이미지의 휘도를 조절하는 프로세스를 나타낸 플로우차트.
도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 비디오 이미지의 휘도를 조절하는 프로세스를 나타낸 플로우차트.
도 12c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 비디오 이미지와 연관된 오차 척도를 계산하는 프로세스를 나타낸 플로우차트.
도 12d는 본 발명의 일 실시예에 따른, 비디오 이미지와 연관된 오차 척도를 계산하는 프로세스를 나타낸 플로우차트.
도 12e는 본 발명의 일 실시예에 따른, 비디오 이미지에서의 픽셀의 휘도를 조절하는 프로세스를 나타낸 플로우차트.
도 12f는 본 발명의 일 실시예에 따른, 비디오 이미지에서의 픽셀의 휘도를 조절하는 프로세스를 나타낸 플로우차트.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 시스템을 나타낸 블록도.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 구조를 나타낸 블록도.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 구조를 나타낸 블록도.
유의할 점은, 첨부 도면에 걸쳐 유사한 참조 번호가 대응하는 부분을 가리킨다는 것이다.

이하의 설명은 당업자가 본 발명을 제조 및 사용할 수 있게 해주기 위해 제공되어 있고 또 특정의 응용 및 그의 요구사항과 관련하여 제공되어 있다. 개시된 실시예들에 대한 다양한 수정들이 당업자에게는 아주 명백할 것이며, 본 명세서에 정의된 일반 원리들이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예들 및 응용들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 도시된 실시예들로 제한되어서는 안되며 본 명세서에 개시된 원리들 및 특징들에 부합하는 가장 넓은 범위를 부여받아야 한다.

하드웨어, 소프트웨어, 및/또는 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 사용하는 프로세스의 실시예들이 기술되어 있다. 유의할 점은, 하드웨어가 회로, 휴대용 장치 및 시스템(컴퓨터 시스템 등)을 포함할 수 있고, 소프트웨어가 컴퓨터 시스템에서 사용되는 컴퓨터 프로그램 제품을 포함할 수 있다는 것이다. 게다가, 어떤 실시예들에서, 휴대용 장치 및/또는 시스템은 하나 이상의 회로를 포함한다.

이들 회로, 장치, 시스템, 컴퓨터 프로그램 제품, 및/또는 프로세스는 LED(유기 LED(OLED)를 포함함) 및/또는 형광 램프(전자-형광 램프(electro-fluorescent lamp)를 포함함) 등의 광원의 세기를 결정하는 데 사용될 수 있다. 상세하게는, 비디오 이미지 시퀀스에서의 비디오 이미지(비디오 프레임 등)를 디스플레이하는 휴대용 장치 및/또는 시스템에서 LCD 디스플레이를 백라이팅하기 위해 광원이 사용될 수 있다. 하나 이상의 비디오 이미지의 적어도 일부분의 휘도 척도(예를 들어, 휘도값의 히스토그램)를 결정함으로써, 광원의 세기가 결정될 수 있다. 게다가, 어떤 실시예들에서, 하나 이상의 비디오 이미지의 적어도 일부분과 연관된 비디오 신호(휘도값 등)는 휘도 척도로부터 결정되는 매핑 함수에 기초하여 스케일링된다.

이 분석 및 조절을 용이하게 해주기 위해, 어떤 실시예들에서, 비디오 이미지는 먼저 초기 휘도 영역(비디오 카메라 또는 영상 장치와 연관된 감마 보정을 포함함)으로부터 선형 휘도 영역(디스플레이된 비디오 이미지에서 거의 등간격인 인접 방사-출력값에 대응하는 휘도값의 범위를 포함함)으로 변환된다. (유의할 점은, 방사 출력(radiant power)을, 비디오 이미지가 디스플레이될 때 디스플레이로부터 방출되는 광의 광출력(optical power)이라고도 한다는 것이다.) 선형 휘도 영역에서, 비디오 이미지가 (예를 들어, 휘도값을 변경함으로써) 수정되어, 이 수정된 비디오 이미지와 연관된 투과율(transmittance)과 광원의 세기 설정의 곱이 비디오 이미지와 연관된 투과율과 이전의 세기 설정의 곱과 대략 같도록(똑같은 것을 포함할 수 있음) 할 수 있다.

어떤 실시예들에서, 비디오 이미지의 비화상 부분 및/또는 비디오 이미지의 화상 부분(예를 들어, 공간적으로 변하는 시각적 정보를 포함하는 비디오 이미지의 일부)을 식별하기 위해 휘도 척도가 분석된다. 예를 들어, 비디오 이미지는 종종 비디오 이미지의 화상 부분을 적어도 부분적으로 둘러싸고 있는 하나 이상의 블랙 라인(black line) 및/또는 블랙 바(black bar)(수평이거나 수평이 아닐 수 있음)를 사용하여 인코딩된다. 유의할 점은, 이 문제가 통상적으로 인터넷 등의 네트워크에서 발견되는 것과 같은 사용자-제공 컨텐츠에서 일어난다는 것이다. 비디오 이미지의 화상 부분을 식별함으로써, 광원의 세기가 이미지별로 정확하게 결정될 수 있다. 따라서, 광원의 세기 설정이 비디오 이미지 시퀀스에서 이미지마다 (시간의 함수로서) 단계적으로 변화될 수 있다.

게다가, 어떤 실시예들에서, 비디오 이미지의 비화상 부분은 시각적 아티팩트를 야기할 수 있다. 예를 들어, 감쇠 메카니즘(114)을 포함하는 휴대용 장치 및 시스템에서, 비화상 부분은 종종 흑색 등의 최소 휘도값을 할당받는다. 그렇지만, 휘도값은 사용자가 광원(110)의 펄싱과 연관된 잡음을 인지할 수 있게 해줄 수 있다. 그 결과, 어떤 실시예들에서, 비디오 이미지의 비화상 부분의 휘도는 이 잡음의 인지를 감쇠 또는 감소시키는 헤드룸(headroom)을 제공하는 새로운 휘도값으로 스케일링된다(예를 들어, 휘도값의 변화는 제곱미터당 적어도 1 칸델라일 수 있음). 유의할 점은, 비화상 부분이 자막을 포함하는 경우, 자막을 배제한 비화상 부분 내의 영역의 휘도만이 수정될 수 있다.

보다 일반적으로, 비디오 이미지의 임의의 부분들이 (비화상 부분 내의 것들과 달리) 문턱값(흑색 등)보다 낮은 휘도값을 가질 수 있다. 이들 부분의 휘도값은 광원(110)의 펄싱과 연관된 잡음의 사용자 인지를 감소시키기 위해 및/또는 비디오 이미지에서의 콘트라스트를 향상시키기 위해 스케일링될 수 있다.

어떤 실시예들에서, 영화의 한 장면에서 그 다음 장면으로의 전환과 연관된 휘도 변화 등, 비디오 이미지 시퀀스에서의 인접한 비디오 이미지에서 휘도의 큰 변화가 있다. 필터가 이러한 변화를 부적절하게 평탄화(smooth out)하는 것을 방지하기 위해, 비디오 이미지에 대한 광원의 세기의 변화를 필터링하는 것이 선택적으로 조절될 수 있다. 게다가, 어떤 실시예들에서, 광원의 세기 설정을 디스플레이될 현재의 비디오 이미지와 동기화시키기 위해 버퍼가 사용된다.

그에 부가하여, 어떤 실시예들에서, 이러한 장면 변화와 연관된 불연속성이 세기 설정에 대한 변화 또는 휘도값의 스케일링을 마스킹(mask)하는 데 사용된다. 그 결과, 비디오 이미지 시퀀스에서의 2개의 인접한 비디오 이미지 간의 휘도 척도(휘도값의 히스토그램 등)에 불연속이 있을 때, 이들 조절의 대부분 또는 그 전부가 행해진다.

유의할 점은, 세기 설정이 변경됨에 따라 LED 등의 어떤 광원의 스펙트럼이 변할 수 있다는 것이다. 그 결과, 어떤 실시예들에서, 세기 설정에 대한 결정된 조절에 기초하여 이 효과를 보상하기 위해 비디오 이미지의 컬러 컨텐츠에 보정이 적용될 수 있다. 예를 들어, 백색 색상이 세기 설정의 변화 이전에 비디오 이미지의 색상과 연관된 대응하는 흑체 온도의 대략 100 K 내지 200 K 내로 유지될 수 있다.

이들 기법은 백색 컬러 필터와 연관된 픽셀 및 하나 이상의 부가의 컬러 필터와 연관된 픽셀을 포함하는 디스플레이에서 사용될 수 있다. 상세하게는, 비디오 이미지의 포화된 부분에서의 컬러 컨텐츠는 백색 컬러 필터와 연관된 픽셀을 선택적으로 비활성화시킴으로써 조절될 수 있다. 이어서, 광원의 세기 설정은 선택적으로 조절된 픽셀에 기초하여 수정될 수 있다. 게다가, 광원의 스펙트럼이 세기 설정에 의존하기 때문에, 비디오 이미지의 컬러 컨텐츠는 비디오 이미지와 연관된 색상을 유지하도록 조절될 수 있다.

유의할 점은, 스케일링 이전의 초기 휘도값에 대한 스케일링 이후의 휘도값의 비 등의 오차 척도가 픽셀별로 결정될 수 있다는 것이다. 오차 척도가 미리 정해진 값을 초과하는 경우, 픽셀별 휘도값의 스케일링 및/또는 세기 설정의 변화가 감소될 수 있음으로써, 비디오 이미지가 디스플레이될 때 왜곡을 감소시킬 수 있다.

그에 부가하여, 시각적 아티팩터와 연관되어 있는 하나 이상의 영역이 식별될 수 있다. 예를 들어, 이들 영역은 보다 어두운 부분으로 둘러싸인 밝은 부분을 포함할 수 있다. 휘도값의 스케일링은 시각적 아티팩트(예를 들어, 적어도 몇몇 사용자들이 인지할 수 있는 아티팩트)를 생성하는 밝은 부분에서의 콘트라스트를 감소시킬 수 있다. 이들 아티팩트를 완화 또는 제거하기 위해, 주어진 영역의 적어도 밝은 부분에서의 휘도값의 스케일링이 감소될 수 있다. 게다가, 본 시스템은 다른 영역 내에서의 픽셀의 휘도값과 비디오 이미지의 나머지에서의 휘도값 간의 공간적 불연속(spatial discontinuity)을 감소시키기 위해 비디오 이미지에서의 휘도값을 공간 필터링(spatially filter)할 수 있다.

이미지별로 광원의 세기 설정을 결정함으로써, 이들 기법은 광원의 전력 소모의 감소를 용이하게 해준다. 예시적인 실시예에서, 광원과 연관된 전력 절감은 15 내지 50%일 수 있다. 이 감소는 휴대용 장치 및/또는 시스템의 설계에서 부가적인 자유도를 제공한다. 예를 들어, 이들 기법을 사용하여, 휴대용 장치는 보다 작은 배터리를 가질 수 있고, 보다 긴 재생 시간을 제공할 수 있으며, 및/또는 보다 큰 디스플레이를 포함할 수 있다.

유의할 점은, 이들 기법이 아주 다양한 휴대용 장치 및/또는 시스템에서 사용될 수 있다는 것이다. 예를 들어, 휴대용 장치 및/또는 시스템은 퍼스널 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 셀룰러 전화, PDA(personal digital assistant), MP3 플레이어, 및/또는 백라이트 디스플레이(backlit display)를 포함하는 기타 장치를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른, 광원의 세기를 결정하는 기법들에 대해 이제부터 설명한다. 이하의 실시예들에서, 주어진 비디오 이미지에서의 휘도값의 히스토그램은 광원의 세기를 결정하는 바탕이 되는 휘도 척도의 예시로서 사용된다. 그렇지만, 다른 실시예들에서, 하나 이상의 부가의 휘도 척도(색상 채도(color saturation) 등)가 히스트그램과 별도로 또는 그와 함께 사용된다.

도 2a는 갯수(214)를 비디오 이미지(비디오 프레임 등)에서의 휘도값(212)의 함수로 나타낸, 휘도값의 히스토그램(210)의 일 실시예를 나타낸 그래프(200)를 제공한다. 유의할 점은, 초기 히스토그램(210-1)에서의 피크 휘도값이 비디오 이미지를 인코딩할 때 허용되는 최대 휘도값(216)보다 작다는 것이다. 예를 들어, 피크값은 202의 계조 레벨(grayscale level)과 연관되어 있을 수 있고, 최대값(216)은 255의 계조 레벨과 연관되어 있을 수 있다. 비디오 이미지를 디스플레이하는 디스플레이의 감마 보정이 2.2인 경우, 피크값과 연관된 휘도가 최대값(216)의 대략 60%이다. 그 결과, 비디오 이미지가 과소 노출(underexposed)된다. 이러한 흔한 일이 종종 패닝 동안에 생긴다. 상세하게는, 예를 들어, 영화에서의 장면과 연관된 비디오 이미지 시퀀스에서의 초기 비디오 이미지가 올바른 노출을 갖지만, 카메라가 패닝됨에 따라, 차후의 비디오 이미지들이 과소 노출될 수 있다.

LCD 디스플레이를 포함하는 것(보다 일반적으로는, 도 1의 감쇠 메카니즘(114)을 포함하는 것)과 같은 디스플레이 시스템에서, 과소 노출된 비디오 이미지는 전력을 낭비하는데, 그 이유는 디스플레이(116)(도 1)를 조명하는 광원(110)(도 1)에 의해 출력된 광이 감쇠 메카니즘(114)(도 1)에 의해 감소될 것이기 때문이다.

그렇지만, 이것은 전체적인 이미지 품질을 유지하면서 전력을 절감할 기회를 제공한다. 상세하게는, 비디오 이미지의 적어도 일부분에서의 휘도값이 최대값(216)까지(예를 들어, 계조 레벨을 재정의함으로써) 또는 심지어 최대값(216)을 넘어(이하에서 더 기술됨) 스케일링될 수 있다. 이것은 히스토그램(210-2)에 의해 나타내어져 있다. 유의할 점은, 그러면 히스토그램(210-2)에서의 피크값과 세기 설정의 곱이 스케일링 이전과 대략 동일하도록 광원의 세기 설정이 (예를 들어, 듀티비, 즉 LED에 대한 전류를 변경시킴으로써) 감소된다는 것이다. 비디오 이미지가 처음에 40% 과소 노출되는 실시예에서, 이 기법은 광원과 연관된 전력 소모를 대략 40% 정도 감소시킬 수 있다(즉, 상당한 전력 절감임).

이전의 일례가 전체 비디오 이미지의 휘도를 스케일링하였지만, 어떤 실시예들에서, 이 스케일링이 비디오 이미지의 일부분에 적용될 수 있다. 예를 들어, 비디오 이미지에서의 휘도값의 히스토그램(210)의 일 실시예를 나타내는 그래프(230)를 제공하는 도 2b에 도시된 바와 같이, 히스토그램(210-1)의 일부분과 연관된 비디오 이미지에서의 휘도값이 스케일링되어 히스토그램(210-3)을 생성할 수 있다. 유의할 점은, 히스토그램(210-1)의 일부분과 연관된 휘도값의 스케일링이 히스토그램(210-1)에 대한 주어진 기여와 연관된 위치(라인 번호 또는 픽셀 등)를 추적함으로써 용이하게 될 수 있다는 것이다. 일반적으로, 스케일링되는 비디오 이미지의 일부분(따라서, 히스토그램의 일부분)이 히스토그램에서의 값들의 분포(가중 평균, 이 분포의 하나 이상의 적률(moment), 및/또는 피크값 등)에 기초할 수 있다.

게다가, 어떤 실시예들에서, 이 스케일링은 비선형일 수 있고, 매핑 함수(도 3을 참조하여 이하에서 더 설명함)에 기초할 수 있다. 예를 들어, 히스토그램의 일부분과 연관된 비디오 이미지에서의 휘도값은 최대값(216)보다 큰 값으로 스케일링될 수 있으며, 이는 포화되는 비디오 이미지(예를 들어, 처음에 최대값(216)과 같은 피크값을 갖는 휘도값의 히스토그램을 갖는 비디오 이미지)에 대한 스케일링을 용이하게 해준다. 이어서, 비디오 이미지에서의(따라서, 히스토그램에서의) 휘도값이 최대값(216)보다 작도록 하기 위해 비선형 압축이 적용될 수 있다.

유의할 점은, 도 2a 및 도 2b가 비디오 이미지에 대한 휘도값의 스케일링을 나타내고 있지만, 이들 기법이 비디오 이미지 시퀀스에 적용될 수 있다는 것이다. 어떤 실시예들에서, 스케일링 및 광원의 세기가 비디오 이미지 시퀀스에서의 주어진 비디오 이미지에 대한 휘도값의 히스토그램으로부터 이미지별로 결정된다. 예시적인 실시예에서, 스케일링이 먼저 비디오 이미지에 대한 히스토그램에 기초하여 결정되고, 이어서 세기 설정이 스케일링에 기초하여(예를 들어, 도 3을 참조하여 이하에 기술되는 것과 같은 매핑 함수를 사용하여) 결정된다. 다른 실시예들에서, 세기 설정이 먼저 비디오 이미지에 대한 히스토그램에 기초하여 결정되고, 이어서 스케일링이 이 비디오 이미지에 대한 세기 설정에 기초하여 결정된다.

도 3은 입력 휘도값(312)(최대(318) 휘도값까지 있음)으로부터 출력 휘도값(314)으로의 매핑을 수행하는 매핑 함수(310)의 일 실시예를 나타낸 그래프(300)를 제공한다. 일반적으로, 매핑 함수(310)는 기울기(slope)(316-1)와 연관된 선형 부분 및 기울기(316-2)와 연관된 비선형 부분을 포함한다. 유의할 점은, 일반적으로 비선형 부분(들)이 매핑 함수(310)에서 임의의 위치(들)에 있을 수 있다는 것이다. 비디오 이미지가 과소 노출되는 예시적인 실시예에서, 기울기(316-1)는 1보다 크고 기울기(316-2)는 0이다.

유의할 점은, 비디오 이미지의 적어도 일부분에 대한 휘도값의 히스토그램으로부터 결정될 수 있는 주어진 매핑 함수의 경우, 연관된 왜곡 척도(distortion metric)가 있을 수 있다는 것이다. 예를 들어, 매핑 함수(310)는 비디오 이미지의 일부분에서의 휘도값의 비선형 스케일링을 구현할 수 있고, 왜곡 척도는 이 매핑 동작에 의해 왜곡되는 비디오 이미지의 퍼센트일 수 있다.

어떤 실시예에서, 비디오 이미지에 대한 광원의 세기 설정은, 적어도 부분적으로, 연관된 왜곡 척도에 기초한다. 예를 들어, 매핑 함수(310)는 연관된 왜곡 척도(비디오 이미지에서의 퍼센트 왜곡 등)가 미리 정해진 값(10% 등)보다 작도록 비디오 이미지의 적어도 일부분에 대한 휘도값의 히스토그램으로부터 결정될 수 있다. 이어서, 광원의 세기 설정이 매핑 함수(310)와 연관된 히스토그램의 스케일링으로부터 결정될 수 있다. 유의할 점은, 어떤 실시예들에서, 스케일링(따라서, 세기 설정)이 감쇠 메카니즘(114)(도 1)의 동적 범위(dynamic range)(계조 레벨의 수 등)에 적어도 부분적으로 기초한다는 것이다.

게다가, 유의할 점은, 어떤 실시예들에서, 비디오 이미지를 캡처한 비디오 카메라 또는 영상 장치와 연관된 감마 보정의 효과를 포함시킨 후에, 계조값에 또는 휘도값에 스케일링이 적용된다는 것이다. 예를 들어, 비디오 이미지는 스케일링 이전에 이 감마 보정에 대해 보상될 수 있다. 이와 같이, 비디오 이미지에서의 휘도값과 디스플레이된 비디오 이미지의 휘도 간의 비선형 관계와 연관되어 있고 또 스케일링 동안에 일어날 수 있는 아티팩트가 방지될 수 있다.

도 4는 광원의 세기 설정 및 비디오 이미지의 휘도값을 조절할 때 이러한 비선형의 영향을 나타낸 일련의 그래프(400, 430, 450)를 제공한다. 그래프(400)는 비디오-이미지 컨텐츠(410)를 시간(412)의 함수로서 나타낸 것으로서, 불연속적인 휘도값의 하락(414)을 포함한다. 이 하락은 광원의 세기 설정을 감소시킴으로써 전력이 절감될 수 있게 해준다. 세기 설정(440)을 시간(412)의 함수로서 보여주는 그래프(430)에 나타낸 바와 같이, 시간 구간(10개 프레임 등)에 걸쳐 감소 램프(decreasing ramp)(442)를 사용하여 세기 설정(440)이 감소될 수 있다. 게다가, 디스플레이의 투과율(460)을 시간(412)의 함수로서 보여주는 그래프(450)에 나타낸 바와 같이, (선형 휘도 영역에서 1/x 함수에 대응하는) 증가 램프(462)를 사용하여, 비디오 이미지 컨텐츠(410)와 연관된 원하는 휘도값이 획득될 수 있다.

그렇지만, 휘도값의 스케일링의 계산이, 비디오 이미지를 캡처한 비디오 카메라 또는 영상 장치의 감마 보정을 포함하고 그에 따라 휘도값과 디스플레이된 비디오 이미지의 휘도 간에 비선형 관계(즉, 휘도값과 휘도 간의 관계가 비선형임)를 갖는 비디오 이미지의 초기 휘도 영역에서 수행되는 경우, 아티팩트(416) 등의 아티팩트가 발생할 수 있다. 이 아티팩트는 휘도값의 20% 점프를 야기할 수 있다.

그 결과, 어떤 실시예들에서, 비디오 이미지가 초기 (비선형) 휘도 영역(brightness domain)으로부터, 휘도값의 범위가 디스플레이된 비디오 이미지에서 거의 등간격인 인접 방사-출력값(radiant-power value)에 대응하는 선형 휘도 영역으로 변환된다. 이것은 영상처리 파이프라인(imaging pipeline)(500)을 나타내는 블록도를 제공하는 도 5에 도시되어 있다.

이 파이프라인에서, 비디오 이미지는 메모리(510)로부터 수신된다. 프로세서(512)에서의 처리 동안에, 비디오 이미지는 변환(514)을 사용하여 초기 휘도 영역으로부터 선형 휘도 영역으로 전환 또는 변환된다. 예를 들어, 변환은 2.2의 지수(exponent)를 휘도값에 적용함으로써 주어진 비디오 카메라 또는 주어진 영상 장치의 감마 보정을 보상할 수 있다(도 6a를 참조하여 이하에서 설명함). 일반적으로, 이 변환은 비디오 이미지를 캡처한 비디오 카메라 또는 영상 장치의 특성(특정의 감마 보정 등)에 기초할 수 있다. 그 결과, 탐색 테이블(look-up table)은 주어진 비디오 카메라 또는 주어진 영상 장치에 대한 적절한 변환 함수를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 탐색 테이블은 12-비트 값을 포함할 수 있다.

비디오 이미지를 변환한 후에, 프로세서(512)는 선형 영역에서의 계산(516)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(512)는 광원의 세기 설정을 결정하고 및/또는 비디오 이미지(또는 보다 일반적으로는 비디오 이미지의 컨텐츠(컬러 컨텐츠를 포함함))의 휘도값을 스케일링 또는 수정할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 수정된 비디오 이미지와 연관된 투과율(transmittance)과 세기 설정의 곱이 비디오 이미지와 연관된 투과율과 이전의 세기 설정의 곱과 대략 같다(똑같은 것을 포함할 수 있음). 게다가, 비디오 이미지에 대한 수정은 비디오 이미지의 적어도 일부분과 연관된 척도(휘도값의 히스토그램 등)에 기초할 수 있고, 픽셀별로 수행될 수 있다.

비디오 이미지를 수정한 후에, 프로세서(512)는, 변환(518)을 사용하여, 수정된 비디오 이미지를 디스플레이된 비디오 이미지에서의 비등간격인 인접 방사-출력값에 대응하는 휘도값의 범위에 의해 특징지워지는 다른 휘도 영역으로 전환 또는 변환할 수 있다. 예를 들어, 이 변환은 초기 휘도 영역과 대략 동일할 수 있다. 그 결과, 다른 휘도 영역으로의 변환은, 예를 들어, 수정된 비디오 이미지에서의 휘도값에 1/2.2의 지수를 적용함으로써, 수정된 비디오 이미지에서 (비디오 이미지를 캡처한 비디오 카메라 또는 영상 장치와 연관되어 있는) 초기 감마 보정을 복원할 수 있다. 다른 대안으로서, 다른 휘도 영역으로의 변환은 주어진 디스플레이와 연관된 감마 보정 등의 디스플레이의 특성에 기초할 수 있다(도 6b를 참조하여 이하에서 설명함). 유의할 점은, 주어진 디스플레이에 대한 적절한 변환 함수가 탐색 테이블에 저장될 수 있다는 것이다. 이어서, 비디오 이미지가 디스플레이(520)로 출력될 수 있다.

어떤 실시예들에서, 다른 휘도 영역으로의 변환은 디스플레이에서의 아티팩트에 대한 보정을 포함할 수 있으며, 프로세서(512)는 이 보정을 프레임별로 선택적으로 적용할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 디스플레이 아티팩트는 디스플레이에서 최소 휘도 근방에서의 광 누설을 포함한다.

도 6a는 방사 출력(610)(또는 광자 갯수)을 (주어진 비디오 카메라 또는 주어진 영상 장치에 의해 캡처된) 비디오 이미지에서의 휘도값(612)의 함수로서 나타낸, 변환(614)(도 5의 변환(514) 등)을 나타내는 그래프(600)를 제공한다. 주어진 비디오 카메라 또는 주어진 영상 장치와 연관된 감마 또는 감마 보정에 대한 보상 또는 디코딩을 포함하는 변환(614-1)은 초기 휘도 영역으로부터 선형 휘도 영역으로 전환하는 데 사용될 수 있다.

어떤 실시예들에서, 변환(614-2)에 나타낸 바와 같이, 방사-출력축에서의 오프셋(616-1)(보다 작은 휘도값(612)에서의 보다 완만한 기울기(shallower slope)에 의해 특징지워짐)이 포함되어 있다(일반적으로, 변환(614-2)은 변환(614-1)과 다른 형상을 가짐). 유의할 점은, 이 오프셋이 방사 출력(610)의 값들의 범위를 효과적으로 제한하고 또 비디오 이미지를 디스플레이하는 주어진 디스플레이(도 5의 디스플레이(520) 등)의 특성과 연관될 수 있다는 것이다. 예를 들어, 오프셋(616-1)은 디스플레이에서의 광 누설과 연관되어 있을 수 있다. 그 결과, 변환(614-2)은 방사 출력(610)의 값들의 범위가 디스플레이와 연관된 방사 출력의 범위에 대응하도록 (주어진 비디오 카메라 또는 주어진 영상 장치에 의해 캡처된) 비디오 이미지를 의도적으로 왜곡시킬 수 있다.

게다가, 도 6b를 참조하여 이하에서 기술되는 변환(660-2)과 관련하여, 변환(614-2)은 휘도값(612)의 일반화된 스케일링이 비디오 이미지에서의 어두운 영역에 적용될 수 있게 해줄 수 있다(도 8a 및 도 8b를 참조하여 더 설명함). 유의할 점은, 어두운 영역의 이 일반화된 스케일링이 백라이트의 변조와 연관된 잡음의 사용자 인지를 감소시키거나 제거할 수 있다는 것이다.

도 6b는 (주어진 디스플레이 상에 디스플레이되는) 비디오 이미지에서의 휘도값(662)을 방사 출력(664)(또는 광자 갯수)의 함수로서 나타낸, 변환(660)(도 5의 변환(518) 등)을 나타내는 그래프(650)를 제공한다. 주어진 디스플레이와 연관된 감마 또는 감마 보정에 대한 보상 또는 디코딩을 포함하는 변환(660-1)(예를 들어, 변환(660-1)은 디스플레이 감마를 대략 반전(invert)시킬 수 있음)은 초기 휘도 영역으로부터 다른 휘도 영역으로 전환하는 데 사용될 수 있다.

어떤 실시예들에서, 변환(660-2)에 나타낸 바와 같이, 방사-출력축에서의 오프셋(616-2)(보다 작은 값의 방사 출력(664)에서의 보다 가파른 기울기(steeper slope)에 의해 특징지워짐)이 포함되어 있다(일반적으로, 변환(660-2)은 변환(660-1)과 다른 형상을 가짐). 유의할 점은, 이 오프셋이 방사 출력(664)의 값들의 범위를 효과적으로 제한한다는 것이다. 그 결과, 변환(660-2)은 디스플레이 감마에 대한 더 나은 근사화이거나 디스플레이 감마의 정확한 반전일 수 있다. 유의할 점은, 오프셋(616-2)이 비디오 이미지를 디스플레이하는 주어진 디스플레이(도 5의 디스플레이(520) 등)의 특성과 연관될 수 있다는 것이다. 예를 들어, 오프셋(616-2)은 디스플레이에서의 광 누설과 연관되어 있을 수 있다. 게다가, 변환(660-2)도 역시, 변환(614-2)(도 6a)과 함께, 휘도값(622)의 일반화된 스케일링이 비디오 이미지에서의 어두운 영역에 적용될 수 있게 해줄 수 있다(도 8a 및 도 8b를 참조하여 더 설명함). 상기한 바와 같이, 어두운 영역의 이 일반화된 스케일링이 백라이트의 변조와 연관된 잡음의 사용자 인지를 감소시키거나 제거할 수 있다.

그에 부가하여, 변환(660-2)은 세기 설정 및 휘도값이 스케일링될 때에도 디스플레이된 비디오 이미지에서의 안정된 방사 출력을 제공할 수 있고, 세기 설정이 (어두운 영역에서의 컨텐츠의 어떤 클리핑의 대가로서) 감소될 때 비디오 이미지의 어두운 영역에서의 콘트라스트가 증가될 수 있다. 유의할 점은, 변환(660-2)이 변환(614-2)과 함께 사용될 때, 어두운 영역에서의 컨텐츠의 클리핑이 없을 수 있다는 것이다. 그렇지만, 이들 실시예에서는, 어두운 영역에서의 콘트라스트가 향상되지 않는다.

유의할 점은, 어떤 실시예들에서, 세기 설정이 감소될 때 오프셋(616-1)(도 6a)을 조절함으로써, 어두운 영역에서의 콘트라스트가 여전히 향상될 수 있다는 것이다. 이들 실시예에서는, 어두운 영역에서의 컨텐츠의 클리핑(clipping)이 없다. 그렇지만, 오프셋(616-1)(도 6a)이 조절될 때, 비디오 이미지의 어두운 영역에서의 휘도값(622)을 스케일링하는 일반화된 기법이 효과가 없을 수 있다. 그 대신에, 백라이트의 변조와 연관된 잡음의 사용자 인지를 감소시키거나 제거하기 위해 어두운 영역(블랙 바 및 블랙 라인 등)과 연관된 비디오 이미지의 부분들이 식별되고 적절히 스케일링될 수 있다(도 8a 및 도 8b를 참조하여 이하에서 더 설명함).

본 발명의 실시예들에 따른, 비디오 이미지를 수정하고 및/또는 비디오 이미지 시퀀스에서의 주어진 비디오 이미지의 세기 설정을 결정하는 데 사용될 수 있는 하나 이상의 회로 또는 회로 내의 서브-회로에 대해 이제부터 설명한다. 이들 회로 또는 서브-회로는 하나 이상의 집적 회로에 포함되어 있을 수 있다. 게다가, 하나 이상의 집적 회로가 장치(디스플레이 시스템을 포함하는 휴대용 장치 등) 및/또는 시스템(컴퓨터 시스템 등)에 포함되어 있을 수 있다.

도 7a는 회로(710)의 일 실시예(700)를 나타낸 블록도를 제공한다. 이 회로는 비디오 이미지 시퀀스에서의 주어진 비디오 이미지와 연관된 비디오 신호(712)(RGB 등)를 수신하고, 수정된 비디오 신호(716) 및 주어진 비디오 이미지에 대한 광원의 세기 설정(718)을 출력한다. 유의할 점은, 수정된 비디오 신호(716)가 주어진 비디오 이미지의 적어도 일부분에 대한 스케일링된 휘도값을 포함할 수 있다는 것이다. 게다가, 어떤 실시예들에서, 회로(710)는 다른 포맷(YUV 등)으로 된 비디오 이미지 시퀀스에서의 비디오 이미지와 연관된 정보를 수신한다.

어떤 실시예들에서, 회로(710)는 선택적인 휘도 설정(brightness setting)(714)을 수신한다. 예를 들어, 휘도 설정(714)은 광원에 대한 사용자-제공 휘도 설정(50% 등)일 수 있다. 이들 실시예에서, 세기 설정(718)은 비디오 이미지의 휘도값의 히스토그램 및/또는 비디오 이미지의 휘도값의 히스토그램의 스케일링에 기초하여 결정된 세기 설정(스케일 값 등)과 휘도 설정(714)의 곱일 수 있다. 게다가, 세기 설정(718)이 선택적인 휘도 설정(714)에 대응하는 인자만큼 감소되는 경우, 히스토그램에서의 피크값과 세기 설정(718)의 곱이 대략 일정하도록 인자의 역수에 의해 휘도값의 히스토그램의 스케일링(예를 들어, 도 3의 매핑 함수(310))이 조절될 수 있다. 선택적인 휘도 설정(714)에 기초한 이러한 보상은 비디오 이미지가 디스플레이될 때 시각적 아티팩트가 유입되는 것을 방지할 수 있다.

게다가, 어떤 실시예들에서, 세기 설정의 결정은 타당한 왜곡 척도, 전력-절감 목표, 디스플레이와 연관된 감마 보정(보다 일반적으로는, 디스플레이와 연관된 채도 강조 인자(saturation boost factor)), 콘트라스트 개선 인자(contrast improvement), 스케일링될 비디오 이미지의 일부분(따라서, 휘도값의 히스토그램의 일부분) 및/또는 필터링 시상수(filtering time constant)를 비롯한 하나 이상의 부가적인 입력에 기초한다.

도 7b는 회로(740)의 일 실시예(730)를 나타낸 블록도를 제공한다. 이 회로는 비디오 이미지와 연관된 비디오 신호(712)를 수신하는 인터페이스(도시 생략)를 포함하며, 이 인터페이스는 선택적인 변환 회로(742-1), 추출 회로(744), 및 조절 회로(748)에 전기적으로 결합되어 있다. 유의할 점은, 선택적인 변환 회로(742-1)가, 예를 들어, 변환들(614)(도 6a) 중 하나를 사용하여, 비디오 신호(712)를 선형 휘도 영역으로 변환시킬 수 있다는 것이다. 게다가, 유의할 점은, 어떤 실시예들에서 회로(740)가 선택적으로 휘도 설정(brightness setting)(714)을 수신한다는 것이다.

추출 회로(744)는 비디오 신호의 적어도 일부에 기초하여, 예를 들어, 비디오 이미지의 적어도 일부분에 기초하여, 채도값(saturation value) 및/또는 휘도값의 히스토그램 등의 하나 이상의 척도를 계산한다. 예시적인 실시예에서, 히스토그램은 전체 비디오 이미지에 대해 결정된다.

이들 하나 이상의 척도는 이어서 비디오 이미지의 하나 이상의 서브셋을 식별하기 위해 분석 회로(746)에 의해 분석된다. 예를 들어, 휘도값의 히스토그램의 연관된 부분에 기초하여 주어진 이미지의 화상 부분 및/또는 비화상 부분이 식별될 수 있다(도 8a 및 도 8b를 참조하여 이하에서 더 설명함). 일반적으로, 비디오 이미지의 화상 부분(들)은 공간적으로 변하는 시각적 정보를 포함하고, 비화상 부분(들)은 비디오 이미지의 나머지를 포함한다. 어떤 실시예들에서, 분석 회로(746)는 비디오 이미지의 화상 부분의 크기를 구하는 데 사용된다. 그에 부가하여, 어떤 실시예들에서, 분석 회로(746)는 비디오 이미지의 비화상 부분(들)(도 8a를 참조하여 이하에서 더 설명함) 및/또는 포화색을 포함하는 비디오 이미지의 부분들에서의 하나 이상의 자막을 식별하는 데 사용된다.

보다 일반적으로, 분석 회로(746)는 문턱값보다 작은 휘도값을 갖는 비디오 이미지의 임의의 부분(예를 들어, 화상 부분 및/또는 비화상 부분 중 어느 하나 내의 픽셀)을 식별하는 데 사용될 수 있다(도 8a 및 도 8b를 참조하여 이하에서 더 설명함). 그렇지만, 앞서 언급한 바와 같이, 어떤 실시예들에서, 비디오 이미지의 비화상 부분 또는 임의의 부분이 식별될 필요가 없을지도 모른다. 그 대신에, 비디오 이미지의 비화상 부분 또는 임의의 부분이 변환(614-2)(도 6a) 및 변환(660-2)(도 6b) 등의 선택적인 변환 회로(742)에서의 변환을 사용하여 스케일링될 수 있다(도 8a 및 도 8b를 참조하여 이하에서 더 설명함). 그에 부가하여, 비디오 신호가 백색 컬러 필터와 연관된 픽셀은 물론 부가의 컬러 필터와 연관된 픽셀을 포함하는 디스플레이 상에 디스플레이되는 실시예들에서, 분석 회로(746)는 채도값에 기초하여 백색 컬러 필터와 연관된 픽셀을 식별할 수 있다.

비디오 이미지의 하나 이상의 서브셋과 연관된 하나 이상의 척도(히스토그램 등)의 일부분(들)을 사용하여, 조절 회로(748)는 비디오 이미지의 일부분(들)의 스케일링, 따라서 하나 이상의 척도의 스케일링을 결정할 수 있다. 예를 들어, 조절 회로(748)는 비디오 이미지에 대한 매핑 함수(310)(도 3)를 결정할 수 있고, 이 매핑 함수에 기초하여 비디오 신호에서의 휘도값을 스케일링할 수 있다. 이어서, 스케일링 정보가 이 정보를 사용하여 이미지별로 광원의 세기 설정(718)을 결정하는 세기 계산 회로(750)에 제공될 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 어떤 실시예들에서, 이 결정도 역시 선택적인 휘도 설정(714)에 기초하고 있다. 게다가, 출력 인터페이스(도시 생략)가 수정된 비디오 신호(716) 및/또는 세기 설정(718)을 출력할 수 있다. 유의할 점은, 어떤 실시예들에서, 비디오 이미지가 하나 이상의 자막을 포함하고, 자막과 연관된 비화상 부분(들)에 있는 픽셀의 휘도값이 비화상 부분(들)의 스케일링 동안에 그대로 있을 수 있다는 것이다(도 8a를 참조하여 이하에서 더 설명함). 그렇지만, 하나 이상의 자막과 연관된 픽셀의 휘도값이 비디오 이미지의 화상 부분에 있는 픽셀의 휘도값과 동일한 방식으로 스케일링될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 비디오 이미지의 비화상 부분(들)은 하나 이상의 블랙 라인 및/또는 하나 이상의 블랙 바(이후부터 간단히 블랙 바라고 함)를 포함한다. 블랙 바는 종종 최소 휘도값(1.9 nits)으로 디스플레이되며, 디스플레이 시스템에서의 광 누설과 연관되어 있다. 그렇지만, 이 최소값은 디스플레이된 비디오 이미지를 적응시키는 것이 백라이트의 펄싱을 마스킹할 수 있게 해줄 정도로 충분한 헤드룸을 제공하지 못할지도 모른다.

그 결과, 어떤 실시예들에서, 선택적인 흑색-픽셀 조절 또는 보상 회로(752)가 비디오 이미지의 비화상 부분(들)의 휘도를 조절하는 데 사용된다. 비디오 이미지의 비화상 부분(들)의 새로운 휘도값은 비디오 이미지의 디스플레이와 연관된 잡음(백라이트의 펄싱과 연관된 잡음 등)을 감쇠시키는 헤드룸을 제공한다. 상세하게는, 디스플레이는 이제 펄싱과 연관된 광 누설을 억압하는 데 사용할 반전 레벨(inversion level)을 가질 수 있다. 그렇지만, 앞서 언급한 바와 같이, 어떤 실시예에서, 비디오 이미지의 비화상 부분(하나 이상의 블랙 바 등)을 보정하기 보다는, 회로(740)는, 선택적인 변환 회로(742)를 사용하여, 비디오 이미지의 어두운 영역과 같은 비디오 이미지의 임의의 부분에 대해 이 스케일링을 실시할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 비디오 이미지에서 임의의 위치에 있는 하나 이상의 블랙 바 또는 어두운 영역의 계조값이 0에서 6-10(255의 최대값에 대한 것임)으로 증가될 수 있거나, 제곱미터당 적어도 1 칸델라의 휘도 증가가 있을 수 있다. 통상적인 디스플레이 시스템에서 디스플레이의 감마 보정 및 광 누설과 관련하여, 이 조절은 하나 이상의 블랙 바 또는 어두운 영역의 휘도를 대략 2배만큼 증가시킬 수 있으며, 이는 블랙 바 또는 어두운 영역의 휘도와 백라이트의 펄싱의 인지 간의 트레이드오프를 나타낸다.

어떤 실시예들에서, 회로(740)는 선택적인 색상 보정(color compensation) 회로(754)를 포함한다. 이 선택적인 색상 보정 회로는 비디오 이미지를 디스플레이하는 디스플레이를 조명하는 광원(LED 등)의 스펙트럼의 변화를 보상 또는 보정하기 위해 비디오 신호의 컬러 컨텐츠를 조절할 수 있다. 상세하게는, 스펙트럼이 세기 계산 회로(750)에 의해 결정되는 세기 설정에 의존하는 경우, 컬러 컨텐츠가 백색 색상을 유지하도록 조절될 수 있다. 보다 일반적으로, 이 기법은 임의의 색상을 유지하는 데 사용될 수 있다. 유의할 점은, 디스플레이가 백색 컬러 필터 및 부가의 컬러 필터를 포함하고 백색 컬러 필터와 연관된 픽셀들이 이들 픽셀 중 적어도 일부의 색상 채도에 기초하여 (예를 들어, 백색 색상 값의 범위에 걸쳐) 선택적으로 조절되는 실시예들에서도 이러한 색상 보정이 적용될 수 있다는 것이다.

수정된 비디오 신호(716)를 출력하기 전에, 선택적인 변환 회로(742-2)는 비디오 신호를 다시 초기 (비선형) 휘도 영역으로 변환할 수 있으며, 이 초기 휘도 영역은 디스플레이된 비디오 이미지에서의 비등간격인 인접 방사-출력값에 대응하는 휘도값의 범위에 의해 특징지워진다. 다른 대안으로서, 선택적인 변환 회로(742-2)는 수정된 비디오 신호(716)를 다른 휘도 영역으로 변환할 수 있으며, 이 다른 휘도 영역은 디스플레이된 비디오 이미지에서의 비등간격인 인접 방사-출력값에 대응하는 휘도값의 범위에 의해 특징지워진다. 그렇지만, 이 변환은, 변환들(660)(도 6b) 중 하나를 사용하여, 디스플레이의 누설 레벨(leakage level) 및/또는 디스플레이와 연관된 감마 보정 등의 디스플레이의 특성에 기초할 수 있다.

게다가, 어떤 실시예들에서, 회로(740)는 선택적인 필터/드라이버 회로(758)를 포함한다. 이 회로는 비디오 이미지 시퀀스에서의 인접한 비디오 이미지들 간의 세기 설정(718)의 변화를 필터링하고, 평탄화하며 및/또는 그 평균을 구하는 데 사용될 수 있다. 이 필터링은 계통적인 과소-완화(systematic under-relaxation)를 제공할 수 있으며, 그에 의해 이미지마다 세기 설정(718)의 변화를 제한할 수 있다(예를 들어, 변화를 몇개의 프레임에 걸쳐 확산시킴). 그에 부가하여, 필터링은 플리커 아티팩트를 감소시키거나 제거하기 위해 진보된 시간 필터링을 적용하는 데 및/또는 이러한 아티팩트를 마스킹하거나 제거함으로써 보다 많은 전력 절감을 용이하게 해주는 데 사용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 선택적인 필터/드라이버 회로(758)에 의해 구현되는 필터링은 저역-통과 필터를 포함한다. 게다가, 예시적인 실시예에서, 필터링하거나 평균을 구하는 것은 2개, 4개 또는 10개의 비디오 프레임에 걸쳐 행해진다. 유의할 점은, 필터링과 연관된 시상수가 세기 설정의 변화의 방향 및/또는 세기 설정의 변화의 크기에 기초하여 다를 수 있다는 것이다.

어떤 실시예들에서, 선택적인 필터/드라이버 회로(758)는 디지털 제어값으로부터 LED 광원을 구동하는 출력 전류로 매핑한다. 이 디지털 제어값은 7 또는 8 비트를 가질 수 있다.

유의할 점은, 필터링이 변화의 부호에 따라 비대칭일 수 있다는 것이다. 상세하게는, 비디오 이미지에 대해 세기 설정(718)이 감소하는 경우, 이것은 몇개의 비디오 이미지에 대한 약간 더 높은 전력 소모의 대가로 시각적 아티팩트를 생성하지 않고 감쇠 메카니즘(114)(도 1)을 사용하여 구현될 수 있다. 그렇지만, 비디오 이미지에 대해 세기 설정(718)이 증가하는 경우, 세기 설정(718)의 변화가 필터링되지 않으면 시각적 아티팩트가 발생할 수 있다.

이들 아티팩트는 비디오 신호의 스케일링이 결정될 때 발생할 수 있다. 세기 설정(718)이 이 스케일링에 기초하여 결정될 수 있다는 것을 상기하자. 그렇지만, 필터링이 적용될 때, 스케일링이 필터/드라이버 회로(758)로부터 출력되는 세기 설정(718)에 기초하여 수정될 필요가 있을 수 있는데, 그 이유는 스케일링의 계산과 세기 설정(718)의 관련된 결정 간에 불일치가 있을지도 모르기 때문이다. 유의할 점은, 이들 불일치가 구성요소 부정합(component mismatch), 예측성의 결여, 및/또는 비선형성과 연관되어 있을 수 있다는 것이다. 그 결과, 필터링은 이들 불일치와 연관된 비디오 이미지에 대한 스케일링에서의 오차와 연관된 시각적 아티팩터의 인지를 감소시킬 수 있다.

유의할 점은, 어떤 실시예들에서, 영화에서 한 장면에서 다른 장면으로의 전환과 연관되어 있는 것과 같이, 세기 설정(718)에 큰 변화가 있는 경우 필터링이 선택적으로 조절된다는 것이다. 예를 들어, 휘도값의 히스토그램에서의 피크값이 인접한 비디오 이미지들 간에 50% 정도 증가하는 경우 필터링이 선택적으로 조절될 수 있다. 이것은 도 10을 참조하여 이하에서 더 설명된다.

어떤 실시예들에서, 회로(740)는 피드-포워드 기법을 사용하여 세기 설정(718)을 디스플레이될 현재 비디오 이미지와 연관되어 있는 수정된 비디오 신호(716)와 동기화시킨다. 예를 들어, 회로(740)는 수정된 비디오 신호(716) 및/또는 세기 설정(718)을 지연시키는 하나 이상의 선택적인 지연 회로(756)(메모리 버퍼 등)를 포함할 수 있으며, 그에 의해 이들 신호를 동기화시킬 수 있다. 예시적인 실시예에서, 이 지연은 적어도 비디오 이미지와 연관된 시간 구간(time interval)만큼 길다.

유의할 점은, 어떤 실시예들에서, 회로(710)(도 7a) 및/또는 회로(740)는 더 적은 또는 더 많은 수의 구성요소를 포함한다는 것이다. 예를 들어, 회로(740)에서의 기능들이 선택적인 제어 로직(760)을 사용하여 제어될 수 있으며, 이 제어 로직(760)은 선택적인 메모리(762)에 저장된 정보를 사용할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 분석 회로(746)는 비디오 신호의 스케일링 및 광원의 세기 설정을 함께 결정하고, 이들은 이어서 구현을 위해 조절 회로(748) 및 세기 계산 회로(750)에 각각 제공된다.

게다가, 2개 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 결합될 수 있고 및/또는 하나 이상의 구성요소의 위치가 변경될 수 있다. 어떤 실시예들에서, 회로(710)(도 7a) 및/또는 회로(740)에서의 기능들의 일부 또는 그 전부가 소프트웨어로 구현된다.

본 발명의 실시예들에 따른, 비디오 이미지의 화상 부분 및 비화상 부분을 식별하는 것에 대해 이제부터 더 기술한다. 도 8a는 비디오 이미지(800)의 화상 부분(810) 및 비화상 부분(812)의 일 실시예를 나타낸 블록도를 제공한다. 앞서 언급한 바와 같이, 비화상 부분(812)은 하나 이상의 블랙 라인 및/또는 하나 이상의 블랙 바를 포함할 수 있다. 그렇지만, 유의할 점은, 비화상 부분(812)이 수평이거나 수평이 아닐 수 있다는 것이다. 예를 들어, 비화상 부분(812)이 수직일 수 있다.

비디오 이미지의 비화상 부분(812)은 연관된 휘도값의 히스토그램을 사용하여 식별될 수 있다. 이것은 갯수(842)를 휘도값(840)의 함수로 나타낸, 비디오 이미지에서의 휘도값의 히스토그램의 일 실시예를 나타내는 그래프(830)를 제공하는 도 8b에 도시되어 있다. 이 히스토그램은 미리 정해진 값보다 작은 최대(844) 휘도값, 및 다른 미리 정해진 값보다 작은 값들의 범위(846)를 가질 수 있다. 예를 들어, 최대값(844)은 20의 계조값일 수 있거나, 비디오 카메라 또는 영상 장치 감마 보정이 2.2인 경우, 최대 휘도값의 0.37%의 휘도값일 수 있다.

어떤 실시예들에서, 비디오 이미지의 하나 이상의 비화상 부분(812)(도 8a)은 하나 이상의 자막(또는 보다 일반적으로 오버레이된 텍스트 또는 문자)을 포함한다. 예를 들어, 자막이 동적으로 발생되어 비디오 이미지와 연관될 수 있다. 게다가, 어떤 실시예들에서, 구성요소(도 7a의 회로(710) 등)는 자막을 초기 비디오 이미지와 블렌딩(blend)하여 비디오 이미지를 생성할 수 있다. 그에 부가하여, 어떤 실시예들에서, 자막은 그 구성요소에 의해 수신된 비디오 이미지에 포함되어 있다(예를 들어, 자막이 비디오 이미지에 이미 삽입되어 있다).

계속하여 도 8a를 설명하면, 자막(814)은 비화상 부분(812-2)에 나타날 수 있다. 비화상 부분(812-2)의 휘도가 조절될 때, 자막(814)에 대응하는 픽셀의 휘도가 그대로일 수 있고, 그에 의해 자막(814)의 의도된 컨텐츠를 보존할 수 있다. 상세하게는, 자막(814)이 문턱값 또는 최소값보다 큰 휘도를 갖는 경우, 비디오 이미지에서의 대응하는 픽셀은, 백라이트의 펄싱과 연관된 잡음 등, 비디오 이미지의 디스플레이와 연관된 잡음을 감쇠시키기에 충분한 헤드룸을 이미 가지고 있다. 그 결과, 이들 픽셀의 휘도가 그대로 있을 수 있거나, 화상 부분(810)에서의 픽셀과 동일한 방식으로 (필요에 따라) 수정될 수 있다. 그렇지만, 유의할 점은 자막(814)과 연관된 픽셀의 휘도값이 비디오 이미지의 화상 부분(810)에 있는 픽셀의 휘도값과 동일한 방식으로 스케일링될 수 있다는 것이다.

어떤 실시예들에서, 비화상 부분(812-2)의 나머지에 대응하는 픽셀은 문턱값보다 작은 비디오 이미지의 비화상 부분에서의 휘도값에 기초하여 식별된다. 비디오 이미지에 대응하는 비디오 신호의 시간 데이터 스트림(temporal data stream)에서, 이들 픽셀이 그의 휘도값을 조절하기 위해 픽셀별로 덮어쓰기될 수 있다.

게다가, 문턱값이 자막(814)과 연관되어 있을 수 있다. 예를 들어, 자막(814)이 동적으로 발생되고 및/또는 초기 비디오 이미지와 블렌딩되는 경우, 자막(814)과 연관된 휘도 및/또는 컬러 컨텐츠를 알 수 있다. 그 결과, 문턱값이 자막(814)에서의 픽셀의 휘도값과 같거나 그와 관련되어 있을 수 있다. 예시적인 실시예에서, 자막(814) 내의 심볼이 2개의 휘도값을 가질 수 있고, 문턱값은 그 2개 중 낮은 것일 수 있다. 다른 대안으로서 또는 그에 부가하여, 어떤 실시예들에서, 구성요소는 자막(814)을 식별하도록 구성되어 있고 또 (예를 들어, 휘도값의 히스토그램에 기초하여) 문턱값을 결정하도록 구성되어 있다. 예를 들어, 문턱값은 최대값 255 중의 180의 계조 레벨일 수 있다. 유의할 점은, 어떤 실시예들에서, 휘도 문턱값보다는, 비디오 이미지에서의 컬러 컨텐츠(또는 컬러 성분)와 연관된 3개의 문턱값이 있을 수 있다.

보다 일반적으로, 비디오 이미지의 분석 및 궁극적인 스케일링 동안에, 모든 흑색 픽셀 또는 어두운 영역이 동일한 방식으로 처리될 수 있다(비화상 부분(812)에서의 흑색 픽셀을 서로 다르게 처리하는 것과 반대임). 이것은 비디오 이미지의 화상 부분(810)에 있는 어두운 영역(816)을 포함한다. 유의할 점은, 이 기법이 일반적인 방식으로 이미지에서의 어두운 영역에 대한 헤드룸을 제공할 수 있으며, 그에 의해 낮은 휘도값에서 광 누설과 연관된 잡음을 감소시키거나 제거할 수 있다는 것이다.

도 8b에 도시된 바와 같이, 비디오 이미지가 디스플레이될 때, 예를 들어, 디스플레이에서의 광 누설로 인해, 최소값(848)보다 작은 휘도값이 관찰가능하지 않을지도 모른다. 그 결과, 프레임마다, 이것은 전력 소모를 감소시키고 및/또는 어두운 프레임에서 콘트라스트를 개선할 기회를 제공한다. 상세하게는, 비디오 이미지의 어두운 영역(816)(도 8a)에 대한 최대(844) 휘도값이 최대 허용 휘도값 또는 문턱값보다 낮은 경우, 비디오 이미지의 어두운 영역(816)(도 8a)에서의 휘도값이 스케일링될 수 있고 광원의 세기 설정이 감소될 수 있으며, 이는 비디오 이미지의 어두운 영역을 더 어둡게 만들 수 있고 그에 의해 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

어떤 실시예들에서, 문턱값은 휘도값의 히스토그램 등의 척도에 기초하여 프레임마다 동적으로 결정된다. 그에 부가하여, 스케일링이 픽셀별로 수행될 수 있다. 예를 들어, 문턱값보다 작은 초기 휘도값을 갖는 픽셀의 휘도값이 스케일링될 수 있다.

스케일링 후에, 최대 휘도값이 최대값(844)보다 더 클 수 있다. 예를 들어, 새로운 최대 휘도값과 최대값(844) 간의 차이가 제곱미터당 적어도 1 칸델라일 수 있다. 이 스케일링은 비디오 이미지를 디스플레이하는 디스플레이의 백라이팅과 연관된 비디오 이미지의 사용자-인지된 변화를 감소시킬 수 있다(예를 들어, 스케일링은 백라이트의 펄싱과 연관된 잡음이 감쇠될 수 있게 해주는 헤드룸을 제공할 수 있다).

다른 대안으로서, 모든 흑색 픽셀 또는 어두운 영역이 비디오 이미지에서의 나머지 픽셀들과 동일한 방식으로 처리될 수 있다. 상세하게는, 비디오 이미지의 변환 또는 전환(transformation or conversion) 동안에 펄싱(pulsing) 또는 백라이트와 연관된 잡음을 감소시키거나 제거하기 위해, 비디오 이미지에서의 임의의 위치에 있는 어두운 영역이 스케일링될 수 있다. 예를 들어, 주어진 디스플레이에서 낮은 휘도값에서 광 누설과 연관된 오프셋이 초기 휘도 영역에서 선형 휘도 영역으로의 비디오 이미지의 변환(예를 들어, 도 6a의 변환(614-2)을 사용함)에 또 선형 휘도 영역에서 다른 휘도 영역으로의 수정된 비디오 이미지의 변환(예를 들어, 도 6b의 변환(660-2)을 사용함)에 포함될 수 있다. 유의할 점은, 이 대안의 방법이 백라이트의 펄싱과 연관된 잡음을 감소시키거나 제거할 수 있는 반면, (세기 설정이 감소될 때 도 6a의 오프셋(616-1)이 조절되지 않는 한) 어두운 영역의 콘트라스트를 향상시키지 못할지도 모른다는 것이다.

이전의 설명에서는, 세기 이외의 광원의 특성이 세기 설정의 변화에 의해 영향을 받지 않는 것으로 가정하였다. 그렇지만, 어떤 광원의 경우, 이것이 맞지 않는다. 예를 들어, LED를 구동하는 전류의 크기가 조절됨에 따라 LED의 스펙트럼이 변할 수 있다.

이것은 광원의 방출 스펙트럼(912)을 파장의 역수(inverse wavelength)(910)의 함수로서 나타낸 그래프(900)를 제공하는 도 9에 나타내어져 있다. 세기 설정이 감소되는 경우, 스펙트럼에 천이(914)가 있을 수 있다. 예를 들어, 백색 LED의 경우, 세기 설정을 3배 정도 감소시키면 4-10 nm의 방출 스펙트럼(912)의 황색 천이가 일어날 수 있다. 이러한 방출 스펙트럼(912)의 변화는 대역 채움(band filling)과 연관된 대역갭 변화의 결과이다. 이는 대략 300K의 대응하는 흑체 온도의 변화에 대응하며, 이는 사람의 눈에 뚜렷하게 보인다. 게다가, 천이(914)의 결과로서, 비디오 이미지에서의 컬러 컨텐츠와 방출 스펙트럼(912)의 결합은 일정한 계조를 나타내지 않는다.

어떤 실시예들에서, 이 효과를 보정하기 위해 세기 설정 및/또는 비디오 이미지에서의 휘도값의 스케일링이 결정된 후에 비디오 이미지의 컬러 컨텐츠가 조절된다. 예를 들어, 주어진 광원의 방출 스펙트럼(912)의 세기 설정에 대한 의존성에 기초하여 세기 설정이 감소될 때 방출 스펙트럼(912)의 황변 현상(yellowing)을 보정하기 위해 청색 성분(RGB 포맷에서)이 증가될 수 있다(예를 들어, 주어진 광원의 특성에 기초하여 컬러 컨텐츠가 조절될 수 있다). 선형 휘도 영역에서, 천이(914)의 결과 5%의 백색 색상 변화가 생길 수 있다. 그 결과, 다른 휘도 영역에 대한 역변환 후에, 컬러 컨텐츠에서의 필요한 조절이 대략 2.5%일 수 있다.

이와 같이, 전체적인 백색 색상이 그대로 일 수 있다. 예를 들어, 백색 색상이 세기 설정의 변화 이전에 비디오 이미지의 색상과 연관된 대응하는 흑체 온도의 대략 100 K 내지 200 K 내로 유지될 수 있다. 게다가, 비디오 이미지와 연관된 색상값과 방출 스펙트럼(912)을 곱한 결과 비디오 이미지의 계조가 대체로 변하지 않도록 컬러 컨텐츠가 조절될 수 있다.

유의할 점은, 비디오 이미지에서의 컬러 컨텐츠에 대한 조절이, RGB 포맷에서의 R/G 및 G/B의 비와 같은 비를 사용하여, 임의의 색상으로 일반화될 수 있다는 것이다. 게다가, 어떤 실시예들에서, LED를 구동하는 전류의 크기를 변경하는 것과 달리, 듀티비 변조(예를 들어, 펄스폭 변조)를 사용하여 광원의 세기를 조절함으로써 방출 스펙트럼(912)의 변화가 방지되거나 감소된다.

그에 부가하여, 컬러 컨텐츠의 조절이 초기 휘도 영역에서 또는 선형 휘도 영역에서(예를 들어, 도 5의 변환(514) 후에) 수행될 수 있다. 유의할 점은, 색상 조절이 픽셀별로 수행될 수 있다는 것이다.

이상의 설명에서, 이들 기법은 디스플레이의 해상도 및/또는 패널 크기와 무관하였다. 그렇지만, 어떤 모바일 제품에서, 디스플레이는 높은 해상도(예를 들어, 높은 dpi) 및 작은 패널 크기를 갖는다. 게다가, 이들 디스플레이 중 일부는 하나 이상의 부가적인 컬러 필터와 연관된 픽셀을 갖는 것 이외에 (예를 들어, 이들 픽셀에 대한 컬러 필터를 제거함으로써) 어떤 픽셀에 대한 백색 컬러 필터를 추가하고 있다. 이 구성은 보다 높은 투과율(일반적으로, 보다 낮은 전력 소모)을 용이하게 해줄 수 있다.

기본적으로, 백색 컬러 필터의 존재는 비디오 이미지에서의 색상을 연하게 할 수 있다. 그렇지만, 이것은 통상적으로 색포화된 픽셀들에 대한 문제일 뿐이다. 이 상황에서, 비디오 이미지의 색포화된 영역에서의 백색 컬러 필터와 연관된 픽셀이 선택적으로 조절될 수 있고, 광원의 세기 설정이 선택적으로 조절된 픽셀에 기초하여 증가될 수 있다. 유의할 점은, 백색 컬러 필터와 연관된 픽셀들 중 적어도 일부를 선택적으로 조절하는 것이 값들의 범위에 걸쳐 행해질 수 있고 및/또는 이산적(픽셀들 중 적어도 일부를 비활성화 또는 활성화시키는 것 등)일 수 있다는 것이다. 앞서 언급한 바와 같이, 어떤 광원(LED 등)의 경우, 이러한 세기 설정의 변화가 방출 스펙트럼(912)에서의 청색 천이를 야기할 수 있다. 그에 부가하여, 선택적인 조절로 인해 비디오 이미지의 컬러 컨텐츠에 변화가 생길 수 있다.

그 결과, 이러한 유형의 디스플레이를 포함하는 실시예들에서, 비디오 이미지의 적어도 포화된 부분에서의 컬러 컨텐츠가 이들 효과 중 어느 하나 또는 그 둘다를 보정하기 위해 적당히 수정될 수 있다(예를 들어, 청색 성분이 감소될 수 있다). 상세하게는, 컬러 컨텐츠의 조절이 광원의 방출 스펙트럼(912)의 세기 설정에 대한 의존성을 보정할 수 있고 및/또는 백색 컬러 필터와 연관된 픽셀을 선택적으로 조절하는 것과 연관된 컬러 컨텐츠 변화를 보정할 수 있다. 유의할 점은, 컬러 컨텐츠의 수정이 비디오 이미지의 적어도 일부분에서의 색상 채도에 기초할 수 있다는 것이다.

다시 말하자면, 전체적인 백색 색상을 (예를 들어, 세기 설정의 변화 이전에 비디오 이미지의 색상과 연관된 대응하는 흑체 온도의 대략 100 K 내지 200 K 내로) 유지하기 위해 및/또는 비디오 이미지에 대한 계조가 대체로 변하지 않도록 하기 위해 컬러 컨텐츠가 수정될 수 있다. 게다가, 비디오 이미지에서의 컬러 컨텐츠의 조절이 픽셀별로 수행될 수 있다.

이 기법과 연관된 한가지 과제는 사용자가 웹 페이지를 볼 때 발생할 수 있다. 상세하게는, 텍스트가 통상적으로 문제가 되지는 않지만, 사용자가 로고(통상적으로 색상 채도가 높음)를 볼 때, 어떤 백색 픽셀이 턴오프되고 광원의 세기 설정이 증가된다. 이들 조절이 행해질 때, 웹 페이지에서의 백색 배경의 인지된 색상은 변하지 않아야 한다(일반적으로, 사용자는 백색 배경에서의 변화에 아주 민감하다). 그렇지만, 때때로 구성요소들을 정합시키기가 어렵기 때문에, 세기 설정의 갑작스런 조절이 있게 될 때, 3% 정도의 백색 배경에서의 휘도 변화(또는 플리커)가 발생할 수 있다(사용자가 이를 알게 된다).

어떤 실시예들에서, 이 과제는 프레임 버퍼를 사용하고 장래의 조절을 예상함으로써 해결된다. 이와 같이, 로고 또는 색포화된 영역이 디스플레이되기 전에 세기 설정이 보다 서서히 조절될 수 있다(예를 들어, 사전-조절될 수 있다). 예를 들어, 사용자가 웹 페이지의 일부만을 보고 있더라도, 전체 웹 페이지가 메모리에 저장될 수 있다. 이어서, 색상 채도가 높은 영역이 (장래에) 언제 발생할 수 있는지를 판정하고 또 이 정보를 사용하여 웹 페이지와 연관된 비디오 이미지 시퀀스의 적어도 서브셋에 걸쳐 세기 설정의 변화를 증분적으로 적용함으로써 휘도값의 점프를 마스킹하기 위해, 움직임 방향이 (예를 들어, 움직임 추정을 사용하여) 예측될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 30-50개 프레임이 60 프레임/초로 보여지고 있는 경우, 광원의 세기 설정이 (1/20 내지 1/60 초와 달리) 0.5초에 걸쳐 조절될 수 있다. 유의할 점은, 이전의 기법들과 함께 이 방법을 사용함으로써, 주어진 비디오 이미지에서의 배경이 백색일 때에도 아티팩트를 생성함이 없이 전력 소모가 감소될 수 있다는 것이다.

본 발명의 실시예들에 따른, 비디오 이미지 시퀀스에서 세기 설정(718)(도 7a 및 도 7b)을 필터링하는 것에 대해 이제부터 더 설명한다. 도 10은 갯수(1014)를 (비디오 신호의 임의의 스케일링 이전의) 수신된 비디오 이미지 시퀀스에 대한 휘도값(1012)의 함수로 나타낸, 비디오 이미지(1010)에 대한 휘도값의 히스토그램의 일 실시예를 나타낸 일련의 그래프(1000)를 제공한다. 전환(1016)은 비디오 이미지(1010-2)의 히스토그램에 대한 비디오 이미지(1010-3)의 히스토그램에서의 휘도의 피크값의 큰 변화를 나타낸다. 앞서 설명한 바와 같이, 어떤 실시예들에서, 이러한 큰 변화가 일어날 때 세기 설정(718)(도 7a 및 도 7b)의 시간 필터링이 비활성화되며, 그에 의해 전체 휘도 변화(full brightness change)가 현재 비디오 이미지에 디스플레이될 수 있게 된다.

어떤 실시예들에서, 세기 설정의 변경 및 휘도값의 스케일링이 기회주의적으로 적용될 수 있다. 이것은 큰 변화 및/또는 스케일링이 있는 경우에, 즉 사용자가 인지할 수 있는 시각적 아티팩트(플리커 등)가 발생할 수 있는 경우에 유용할 수 있다. 예를 들어, 변하는 배경을 갖는 주어진 비디오 이미지의 전경에 있는 얼굴은 배경이 변할 때, 특히 배경이 더 밝아질 때 플리커를 나타낼지도 모르는데, 그 이유는 이 경우에 백라이트의 세기 설정의 변화와 연관된 전환 시상수(transition time constant)가 아주 짧을 수 있기 때문이다.

이 과제를 해결하기 위해, 64개의 빈(bin) 또는 휘도값 구간을 갖는 휘도값들의 히스토그램 등의 휘도 척도가 (예를 들어, 적어도 1-프레임 피드-포워드 아키텍처에서) 비디오 이미지 시퀀스에서의 각각의 비디오 이미지에 대해 결정될 수 있고, 그 결과의 휘도 척도가 2개의 인접한 비디오 이미지(비디오 이미지(1010-2, 1010-3) 등)에 대한 휘도 척도의 불연속이 있는 위치(전환(1016) 등)를 식별하기 위해 분석될 수 있다. 예를 들어, 이 불연속은 1-10% 변화 등의 미리 정해진 값을 초과하는 휘도값들의 히스토그램에서의 최대 휘도값의 변화를 포함할 수 있다. 이 불연속은 비디오 이미지 시퀀스에서의 컨텐츠 변화(장면 변화 등)와 연관되어 있을 수 있다. 이 변화를 세기 설정에 기회주의적으로 적용하고 이들 위치에서 휘도값들을 스케일링함으로써, 사용자는 시각적 아티팩트를 인지하지 않을 수 있는데, 그 이유는 플리커가 컨텐츠 변화에 의해 마스킹될 것이기 때문이다.

예시적인 실시예에서, 인접한 비디오 이미지에 대한 히스토그램의 변화가 대부분의 휘도값 구간에 대해 클 때, 장면 변화가 있었을 가능성이 있다. 히스토그램이 얼마나 변했는지를 시간의 함수로서 알려주는 척도를 정의함으로써 이러한 장면 변화가 판정될 수 있다. 예를 들어, 주어진 휘도값 구간에서의 변화가 미리 정해진 값보다 클 때, 이 구간은 "상당한 변화"를 갖는 구간으로 식별될 수 있다. 히스토그램의 불연속의 한가지 표지(또는 척도)는 상당한 변화를 갖는 휘도값 구간의 수를 세는 것에 의해 결정될 수 있다. 히스토그램의 불연속의 다른 표지(또는 척도)는 상당한 변화를 갖는 휘도값 구간의 서브그룹에서의 평균 변화일 수 있다.

이 기법은 일반화될 수 있는데, 그 이유는 중간-레벨 계조(mid-level gray) 및 휘도-클리핑된 값(bright-clipped value)이 플리커를 유발하는 데 서로 다른 역할을 할 수 있기 때문이다. 그 결과, 보다 미세-조정되는 방식에서, 각각의 휘도값 구간에 대해 다른 문턱값이 있을 수 있거나, 평균을 계산하기 전에 또는 구간들의 수를 세기 전에 각각의 휘도값 구간에 가중 인자(스케일링 인자)가 적용될 수 있다.

예시적인 실시예(가중 인자가 없음)에서, 64개 휘도값 구간을 사용하여 주어진 비디오 이미지에 대한 히스토그램이 결정될 수 있다. 예를 들어, 이들 휘도값 구간들의 1/2 이상이 상당한 변화를 갖는 경우, 인접한 비디오 이미지들에 대한 히스토그램 간에 불연속이 있을 수 있다(즉, 주어진 비디오 이미지에 대한 히스토그램이 이전의 비디오 이미지의 히스토그램으로부터 상당히 변했을지도 모른다). 다른 실시예에서, 3-5개의 보다 큰 휘도값 구간을 사용하여 주어진 비디오 이미지에 대한 히스토그램이 결정될 수 있다. 적어도 이들 휘도값 구간 중 하나를 제외한 모두가 상당한 변화를 갖는 경우, 히스토그램은 큰 변화를 갖는 것으로 간주된다.

불연속이 없을 때에도 불연속에서의 기회주의적 조절이 비디오 이미지 시퀀스에서의 주어진 비디오 이미지에 적용되는 일상적인 조절과 별도로 또는 그와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 세기 설정의 변화 및 휘도값들의 연관된 스케일링의 일부분이 계통적인 과소-완화(systematic under-relaxation)(도 7b의 선택적인 필터/드라이버 회로(758) 등의 시간 필터를 통해 구현될 수 있음)를 사용하여 주어진 비디오 이미지에 적용될 수 있다. 게다가, 불연속이 있을 때, 보다 큰 세기 설정의 변화 및 휘도값들의 스케일링이 차후의 비디오 이미지에 적용될 수 있도록 시간 필터의 시상수가 변경될 수 있다(예를 들어, 감소될 수 있다). 이와 같이, 인접한 비디오 이미지들 간에 불연속이 없는 경우, 이들 비디오 이미지의 세기 설정 및/또는 휘도값들의 스케일링에서의 차이가 다른 미리 정해진 값(10, 25 또는 50% 등)보다 작을 수 있고, 불연속이 있는 경우, 세기 설정 및/또는 휘도값들의 스케일링에서의 차이가 상기 다른 미리 정해진 값보다 클 수 있다.

유의할 점은, 백라이트의 세기 설정의 변화에 대한 전환 시상수가 적응적일 수 있다는 것이다. 그에 부가하여, 이 전환 시상수는 변화의 방향(예를 들어, 보다 어두운 것으로부터 보다 밝은 것으로) 및/또는 세기-설정 변화의 크기에 의존할 수 있다. 예를 들어, 전환 시상수는 세기 설정이 증가될 때 60 Hz 비디오 파이프라인에서 0 내지 5 프레임일 수 있고, 세기 설정이 감소될 때 8 내지 63 프레임일 수 있다. 그에 부가하여, 유의할 점은, 픽셀들의 휘도값이 세기 설정과 동기하여 수정될 수 있기 때문에, 백라이트의 세기 설정에 대한 전환 시상수가 주어진 비디오 이미지에서의 픽셀들의 휘도값의 스케일링에 대한 시상수이기도 할 수 있다는 것이다.

예시적인 실시예에서, 상당한 변화를 갖는 휘도값 구간의 수 등의 주어진 비디오 이미지에 대한 히스토그램의 변화와 연관된 척도가 전환 시상수를 결정하는 데 사용된다. 유의할 점은, 비디오 이미지 시퀀스에 변화가 있는 경우, 분석 회로(746)(도 7b)가 백라이트의 세기 설정이 변경되었을 수 있다고 판정할 수 있다는 것이다. 그렇지만, 새로운 세기 설정을 결정할 때, 조절 회로(748)(도 7b)는 히스토그램의 보다 밝은 부분 또는 히스토그램의 형상에 의해 더 많은 영향을 받을 수 있다.

게다가, 세기 설정의 큰 변화가 휘도값들의 히스토그램의 큰 변화와 함께 또는 그 변화 없이 일어날 수 있다. 이들 2가지 상황은 상기한 표지 또는 척도, 즉 휘도값들의 히스토그램의 분석을 사용하여 구별될 수 있다. 따라서, 인접한 비디오 이미지들 간의 휘도값들의 히스토그램에 상당한 변화가 있을 때 또는 휘도값들의 히스토그램에 거의 변화가 없을 때(또는 사소한 변화가 있을 때) 새로운 세기 설정이 거의 동일하다고 하더라도, 이들 2가지 상황에 대해 서로 다른 전환 시상수가 사용될 수 있다(예를 들어, 상당한 변화가 있을 때 전환 시상수가 더 작을 수 있다).

일반적으로, 전환 시상수는 하나 이상의 히스토그램-변화 척도 또는 표지의 단조 함수(예를 들어, 간단한 역함수)일 수 있다. 예를 들어, 히스토그램에 큰 변화가 있을 때 전환 시상수가 더 짧을 수 있고, 그 역도 마찬가지이다.

어떤 실시예들에서, 주어진 비디오 이미지의 일부분 또는 그 전부에 대해 오차 척도가 계산될 수 있다. 이 오차 척도는 (예를 들어, 이들 조절이 결정된 후에) 세기 설정에 대한 미리 정해진 변화 및/또는 휘도값들의 스케일링을 평가하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 7b의 분석 회로(746)를 사용하여 오차 척도가 결정될 수 있다. 다른 대안으로서, 세기 설정의 변화 및/또는 휘도값들의 스케일링 동안에 오차 척도가 계산될 수 있다. 그 결과, 어떤 실시예들에서, 세기 설정의 변화 및/또는 휘도값들의 스케일링이 오차 척도에 적어도 부분적으로 기초하여 결정된다.

상세하게는, 오차 척도는 스케일링된 휘도값 및 (휘도값의 스케일링 이전의) 주어진 비디오 이미지에 기초할 수 있고, 주어진 비디오 이미지에서 픽셀별로 결정될 수 있다. 예를 들어, 주어진 픽셀의 오차 척도에 대한 기여는 스케일링 이전의 초기 휘도값에 대한 스케일링 이후의 휘도값의 비에 대응할 수 있다. 유의할 점은, 일반적으로 이 비가 1보다 크거나 같다는 것이다. 게다가, 이 비가 1보다 큰 경우, 스케일링의 결정 동안에 주어진 픽셀에 대해 오차가 발생하였다.

유의할 점은, 주어진 비디오 이미지가 디스플레이될 때 주어진 비디오 이미지와 연관된 조절(휘도값들의 스케일링 등)이 왜곡 또는 사용자-인지된 시각적 아티팩트를 야기할 수 있는지를 판정하는 데 이 오차 척도가 사용될 수 있다는 것이다. 예를 들어, 주어진 비디오 이미지에 대한 평균 오차 척도가 부가의 미리 정해진 값(예를 들어, 1)을 초과하는 경우, 비디오 이미지의 적어도 일부분에서의 콘스라스트 감소 또는 디테일 손실(loss of detail)이 판정될 수 있다. '예'인 경우, 휘도값들의 적어도 일부의 스케일링 및/또는 세기 설정의 변화가 (예를 들어, 도 7b의 조절 회로(748)를 사용하여) 감소될 수 있다. 게다가, 휘도값의 스케일링에서의 이러한 감소가 픽셀별로 수행될 수 있다.

어떤 실시예들에서, 각각의 픽셀로부터의 기여가 부가의 미리 정해진 값을 초과하는 비디오 이미지 내의 영역이 있을 수 있다. 예를 들어, 이 영역은 문턱값(선형 공간에서의 최대값 1에 대해 0.5-0.8의 휘도값 등)보다 작은 휘도값을 갖는 픽셀들로 둘러싸여 있는, 문턱값을 초과하는 휘도값을 갖는 픽셀들을 포함할 수 있다. 이 영역은 휘도값이 스케일링될 때 콘트라스트 감소와 연관된 왜곡 등의 왜곡에 영향을 받을 수 있다. 이러한 왜곡을 감소시키거나 방지하기 위해, 이 영역에서의 휘도값의 스케일링이 감소될 수 있다. 예를 들어, 이 감소는 이 영역에서의 콘트라스트를 적어도 부분적으로 복원시킬 수 있다.

유의할 점은, 어떤 실시예들에서, 오차 척도를 계산하지 않거나 오차 척도와 함께 부가의 척도들을 사용하지 않고서 그 영역이 식별될 수 있다는 것이다. 예를 들어, 그 영역이 문턱값(비디오 이미지에서의 픽셀의 수의 3, 10 또는 20% 등)을 초과하는 휘도값을 갖는 어떤 수의 픽셀을 갖는 경우 그 영역이 식별될 수 있다. 다른 대안으로서, 문턱값을 초과하는 휘도값을 갖는 픽셀들을 갖는 영역이 그 영역의 어떤 크기에 의해 식별될 수 있다.

게다가, 휘도값의 스케일링이 감소되는 경우, 그 영역 내에서의 픽셀의 휘도값과 주어진 비디오 이미지의 나머지에서의 휘도값 간의 공간적 불연속(spatial discontinuity)을 감소시키기 위해 주어진 비디오 이미지가 공간 필터링(spatially filter)될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 휘도값을 스케일링하는 데 사용되는 매핑 함수(도 3의 매핑 함수(310) 등)가 2개의 기울기(도 3의 기울기(316) 등)를 갖는다. 한 기울기는 어두운 중간 계조 픽셀과 연관되어 있고, 다른 감소된 기울기(예를 들어, 1/3)는 스케일링 이전의 밝은 입력 휘도값을 갖는 픽셀에 대한 것이다. 스케일링 이후에, 유의할 점은 감소된 기울기와 연관된 픽셀들의 콘트라스트가 감소된다는 것이다. 그 영역과 같은 비디오 이미지의 일부분에 로컬 콘트라스트 향상을 선택적으로 적용함으로써, 시각적 아티팩트의 사용자 인지가 감소되거나 제거될 수 있다. 예를 들어, 그 영역 내의 픽셀들에 적용되는 매핑 함수에서의 원래의 기울기를 로컬적으로 복원하기 위해 프레임에 대한 공간적 처리가 사용될 수 있다. 그 결과, 주어진 비디오 이미지에 대해 2개 이상의 매핑 함수가 있을 수 있다. 그에 부가하여, 하나의 매핑 함수와 연관된 픽셀들과 다른 매핑 함수와 연관된 픽셀들 간의 중간 상태들의 매끄러운 전환을 보장하기 위해 공간 필터링이 적용될 수 있다.

유의할 점은, 로컬 콘트라스트 향상이 모서리 선명화(edge sharpening)(이 경우, 몇개의 픽셀의 근방 또는 이웃에서 공간 처리가 수행됨) 등의 소규모 로컬 콘트라스트 향상일 수 있거나, 작은 영역의 로컬 콘트라스트 향상(보다 규모가 크지만 주어진 비디오 이미지의 크기와 비교하여 여전히 작음)일 수 있다는 것이다. 예를 들어, 이 보다 규모가 큰 로컬 콘트라스트 향상은 주어진 비디오 이미지 내의 픽셀 갯수의 1% 미만 내지 20%를 포함하는 영역에 대해 수행될 수 있다.

이 로컬 콘트라스트 향상은 몇가지 방식으로 구현될 수 있다. 통상적으로, 주어진 픽셀의 휘도값이 방사-출력값에 비례하는 선형 공간에서 계산이 수행된다. 한 구현에서, 매핑 함수에서의 감소된 기울기와 연관된 픽셀들이 식별될 수 있다. 그 다음에, 블러 함수(blur function)(가우시안 블러(Gaussian blur) 등)가 이들 픽셀에 적용될 수 있다. 어떤 실시예들에서, 이 블러 함수를 적용하기 전에, 이들 픽셀이 1보다 큰 (휘도값의 스케일링과 연관된) 스케일링가능 값(scalable value)을 갖는지가 확인되거나 이들 픽셀의 스케일링가능 값이 1보다 크거나 같은 중간 비디오 이미지가 결정된다.

이어서, 다른 중간 비디오 이미지(내부 처리(internal processing)에서 사용됨)이 결정될 수 있다. 이 중간 이미지는 블러링된 영역(blurred region)에서 1보다 큰 스케일링가능 값을 갖고 주어진 비디오 이미지의 나머지에서 1의 스케일링가능 값을 갖는다.

게다가, 원래의 비디오 이미지가 다른 중간 비디오 이미지로 나누어질 수 있다. 주어진 비디오 이미지의 대부분에서, 이 나누기는 1로 나누어진다(즉, 원래의 비디오 이미지에 대한 변화가 없다). 그 결과, 원래의 비디오 이미지에서 그 영역에서의 휘도값이 감소되고, 새로운 버전의 비디오 이미지의 총 휘도 범위도 역시 감소된다(예를 들어, 픽셀 휘도값이 원래의 비디오 이미지에서의 0 내지 1과 달리 0 내지 0.8의 범위에 있다). 유의할 점은, 블러 함수가 올바르게 선택되는 경우, 그 영역에서의 로컬 콘트라스트가 압축에도 불구하고 거의 변하지 않는다는 것이다.

감소된 휘도값 범위를 갖는 주어진 비디오 이미지의 새로운 버전을 결정한 후에, 휘도 범위의 감소 정도가 선택될 수 있다. 목표가 백라이트의 세기 설정을, 예를 들어, 1.5배 정도 감소시키는 것인 경우, 주어진 비디오 이미지의 새로운 버전에서의 휘도값의 범위가 1(픽셀의 최대 휘도값)보다 1.5배 더 낮게 된다. 그 결과, 주어진 비디오 이미지의 새로운 버전에서의 가장 밝은 점의 휘도값이, 이 예에서, 1/1.5이다. 이 기법을 사용함으로써, 주어진 비디오 이미지의 거의 모든 곳에서 로컬 콘트라스트가 보존될 수 있다. 전역 콘트라스트(global contrast)가 약간 감소될 수 있지만, 전역 콘트라스트의 1.5배의 감소는 사람의 눈에는 아주 작은 효과이다.

유의할 점은, 어떤 실시예들에서, 로컬 처리 없이 전체 비디오 이미지를 스케일링함으로써 휘도값들의 범위가 감소된다. 그렇지만, 이 경우에, 로컬 콘트라스트가 전체 비디오 이미지에서 영향을 받을 수 있으며 단지 그 영역에서만 영향을 받지 않을 수 있다.

그 다음에, 비디오 이미지의 새로운 버전이 다른 매핑 함수(주어진 비디오 이미지에 이미 적용되었던 매핑 함수와 다른 것임)에의 입력으로서 사용될 수 있다. 이 다른 매핑 함수는 감소된 기울기를 갖지 않을 수 있다. 예를 들어, 다른 매핑 함수는 모든 픽셀의 휘도값을 1.5배만큼 스케일링할 수 있다. 그 결과, 다른 매핑 함수는 1.5의 기울기를 갖는 선형 함수일 수 있다. 그 결과, 출력 비디오 이미지는 그 영역 내의 픽셀을 제외한 모든 픽셀에 대해 증가된 휘도값을 가질 수 있으며, 이는 백라이트의 세기 설정이 1.5배만큼 감소될 수 있게 해준다.

요약하면, 이 구현에서, 거의 모든 픽셀들이 그의 휘도값을 원래의 비디오 이미지에서와 같이 유지한다. 게다가, 그 영역 내의 픽셀들의 휘도값이 유지되지 않는 반면, 이 영역에서의 로컬 콘트라스트는 유지된다.

이 구현에 대한 변형에서, 보다 일반적인 방법이 사용된다. 상세하게는, 높은 휘도값을 갖는 픽셀들에 대해서 뿐만 아니라 모든 픽셀들에 대해서도 똑같이 전역 콘트라스트가 감소될 수 있다. 이 프로세스에서, 로컬 콘트라스트가 보존된다. 로컬 콘트라스트에 영향을 주지 않고 전역 콘트라스트를 (예를 들어, 1.5배만큼) 감소시키는 아주 다양한 기법들이 공지되어 있다.

이 동작 후에, 그 결과의 비디오 이미지는, 예를 들어, 1.5배만큼 스케일링될 수 있다. 그 결과, 주어진 비디오 이미지에서의 픽셀들의 휘도값들의 평균이 증가되거나 스케일링되고, 이는 백라이트의 세기 설정이 감소될 수 있게 해준다. 유의할 점은, 주어진 비디오 이미지가 (전체적으로) 보다 높은 휘도값을 갖게 되지만, 로컬 콘트라스트가 거의 영향을 받지 않는다는 것이다.

다른 구현에서, 매핑 함수에서의 감소된 기울기와 연관된 픽셀들이 식별된다. 그 다음에, 선명화 기법(sharpening technique)이 이들 픽셀에 적용될 수 있다. 예를 들어, 선명화 기법은 소위 "언샵 필터(unsharpen filter)"(모서리를 더욱 두드러지게 만들어줌), 매트릭스 커널 필터링(matrix kernel filtering), 디컨벌루션(de-convolution), 및/또는 일종의 비선형 선명화 기법을 포함할 수 있다. 콘트라스트 향상 이후에, 매핑 함수가 이들 픽셀에 적용될 수 있고, 이 경우 개선된 모서리 콘트라스트가 원래의 비디오 이미지에서의 콘트라스트와 유사한 레벨로 감소된다.

유의할 점은, 매핑 함수가 적용되기 전에, 선명화 기법, 또는 보다 일반적으로 로컬 콘트라스트 향상이 이들 픽셀에 적용될 수 있다는 것이다. 이것은 디지털 해상도를 향상시킬 수 있다. 그렇지만, 어떤 실시예들에서, 매핑 함수가 식별된 픽셀들에 적용된 후에, 선명화 기법이 이들 픽셀에 적용될 수 있다.

요약하면, 이 구현에서, 백라이트의 세기 설정에서의 1.5배의 감소에도 불구하고 주어진 비디오 이미지에서의 모든 픽셀들의 휘도값이 유지된다. 그 영역 내의 픽셀들의 휘도값이 유지되지 않는 반면, 이 영역에서 모서리 콘트라스트는 유지된다.

또 다른 구현에서, 주어진 비디오 이미지에 대해 하나 이상의 고정된 매핑 함수를 사용하는 대신에, 공간적으로 변하는 매핑 함수가 사용될 수 있으며, 이 경우 기본적으로 각각의 픽셀은 그 자신의 연관된 매핑 함수를 가질 수 있다(예를 들어, 로컬-의존적인 매핑 함수(local-dependent mapping function)가 입력 픽셀의 x, y 및 휘도값의 함수임). 게다가, 그 영역과 연관된 픽셀들 및 주어진 비디오 이미지의 나머지와 연관된 픽셀들이 있을 수 있다. 이들 2개의 픽셀 그룹은 분리할 수가 없다. 상세하게는, 위치-의존적인 매핑 함수를 통해 이들 사이에 중간 상태들의 매끄러운 전환이 있을 수 있다.

유의할 점은, 위치-의존적인 매핑 함수의 목적이 주어진 픽셀의 이웃에 있는 픽셀들과 연관된 기울기를 대략 1로 유지하는 것이라는 것이다. 이와 같이, 로컬 콘트라스트의 감소가 없다. 모든 다른 픽셀(예를 들어, 주어진 비디오 이미지에서의 픽셀의 90%)의 경우, 그 영역 내의 픽셀들과 나머지 내의 픽셀들 간의 경계 또는 전환에서를 제외하고는, 위치-의존적인 매핑 함수가 (고정된) 매핑 함수와 동일할 수 있다. 이 전환은 보통 입력 픽셀의 휘도값에 대해 비단조적(non-monotonic)이다. 그렇지만, x 및 y에 대해, 이 전환은 매끄럽다, 즉 연속적이다.

본 발명의 실시예들에 따른 상기한 기법들과 연관된 프로세스에 대해 이제부터 설명한다. 도 11a는 시스템에 의해 수행될 수 있는, 비디오 이미지를 조절하는 프로세스(1100)를 나타낸 플로우차트를 제공한다. 동작 동안에, 본 시스템은 디스플레이될 때 비디오 이미지의 연관된 방사 출력과 휘도값들 간의 선형 관계를 생성하기 위해 비디오 이미지에서의 감마 보정을 보상한다(1110). 예를 들어, 보상 후에, 비디오 이미지에서의 휘도값들의 영역이 디스플레이된 비디오 이미지에서의 거의 등간격인 인접 방사-출력값들에 대응하는 휘도값들의 범위를 포함할 수 있다.

그 다음에, 본 시스템은 상기 보상된 비디오 이미지의 적어도 일부분에 기초하여 광원의 세기 설정을 계산하고(1112), 이 광원은 비디오 이미지를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 조명하도록 구성되어 있다. 이어서, 본 시스템은 보상된 비디오 이미지를 조절하여, 이 조절된 비디오 이미지와 연관된 투과율(transmittance)과 세기 설정의 곱이 비디오 이미지와 연관된 투과율과 이전의 세기 설정의 곱과 대략 같아지게 하도록 한다(1114).

도 11b는 시스템에 의해 수행될 수 있는, 비디오 이미지에서의 픽셀들의 휘도를 조절하는 프로세스(1120)를 나타낸 플로우차트를 제공한다. 동작 동안에, 본 시스템은 디스플레이될 때 비디오 이미지의 연관된 방사 출력과 휘도값들 간의 선형 관계를 생성하기 위해 비디오 이미지에서의 감마 보정을 보상하고(1122), 여기서 이 보상은 비디오 이미지를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이에서의 광 누설과 연관된 최소 휘도에서의 오프셋을 포함한다. 예를 들어, 보상 후에, 비디오 이미지에서의 휘도값들의 영역이 디스플레이된 비디오 이미지에서의 거의 등간격인 인접 방사-출력값들에 대응하는 휘도값들의 범위를 포함할 수 있다.

그 다음에, 본 시스템은 보상된 비디오 이미지의 적어도 일부분에 기초하여 광원의 세기 설정을 계산하고(1124), 이 광원은 디스플레이를 조명하도록 구성되어 있다. 이어서, 본 시스템은 보상된 비디오 이미지를 조절하여, 이 조절된 비디오 이미지와 연관된 투과율(transmittance)과 세기 설정의 곱이 비디오 이미지와 연관된 투과율과 이전의 세기 설정의 곱과 대략 같아지게 하도록 한다(1114).

예시적인 실시예에서, 문턱값보다 작은 휘도값 또는 최대 휘도값 근방의 휘도값을 갖는 비디오 이미지의 임의의 일부분에 있는 픽셀들이 스케일링된다. 이 스케일링은 광원의 펄싱(pulsing)과 연관된 잡음의 사용자 인지를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 새로운 휘도값들이 이 잡음을 감쇠시키거나 이 잡음의 인지를 감소시키는 헤드룸(headroom)을 제공할 수 있다.

도 11c는 시스템에 의해 수행될 수 있는, 비디오 이미지를 조절하는 프로세스(1140)를 나타낸 플로우차트를 제공한다. 동작 동안에, 본 시스템은 비디오 이미지를 수신하고(1142), 이 비디오 이미지의 적어도 일부분에 기초하여 광원의 세기 설정을 결정하며(1150), 이 광원은 비디오 이미지를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 조명하도록 구성되어 있다. 그 다음에, 본 시스템은 비디오 이미지의 적어도 일부분에서의 픽셀들의 휘도값들을 수정하여, 이 수정된 비디오 이미지와 연관된 투과율과 세기 설정의 곱을 유지한다(1152). 이어서, 본 시스템은 광원과 연관된 스펙트럼이 세기 설정에 따라 변할 때에도 비디오 이미지와 연관된 색상을 유지하기 위해 세기 설정에 기초하여 비디오 이미지 내의 컬러 컨텐츠를 조절한다(1154).

도 11d는 시스템에 의해 수행될 수 있는, 비디오 이미지를 조절하는 프로세스(1160)를 나타낸 플로우차트를 제공한다. 동작 동안에, 본 시스템은 비디오 이미지를 수신한다(1142). 그 다음에, 본 시스템은 광원에 의한 전력 소모를 감소시키면서 디스플레이로부터 출력되는 광을 유지하기 위해 비디오 이미지의 적어도 일부분에서의 픽셀들의 휘도값 및 광원의 세기 설정을 함께 수정하고(1170), 여기서, 이 광원은 비디오 이미지를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 조명하도록 구성되어 있다. 이어서, 본 시스템은 광원의 스펙트럼의 세기 설정에 대한 의존성을 보정하기 위해 비디오 이미지에서의 컬러 컨텐츠를 조절한다(1172).

예시적인 실시예에서, 색상 조절은 광원의 특성(스펙트럼의 세기 설정에 대한 의존성 등)에 기초한다. 그에 부가하여, 색상 조절은 백색 색상을 유지시킬 수 있다. 예를 들어, 비디오 이미지와 연관된 색상값과 스펙트럼을 곱한 결과 비디오 이미지의 계조가 대체로 변하지 않은 채로 있도록 색상이 조절될 수 있다. 게다가, 백색 색상이 세기 설정의 변화 이전에 비디오 이미지의 색상과 연관된 대응하는 흑체 온도의 대략 100 K 내지 200 K 내로 유지될 수 있다. 어떤 실시예들에서, 색상 조절은 세기 설정이 이전의 세기 설정에 대해 감소될 때 비디오 이미지에서의 청색-색상 성분을 증가시키는 것을 포함할 수 있고, 세기 설정이 이전의 세기 설정에 대해 증가될 때 비디오 이미지에서의 청색-색상 성분을 감소시키는 것을 포함할 수 있다.

도 11e는 시스템에 의해 수행될 수 있는, 비디오 이미지를 조절하는 프로세스(1180)를 나타낸 플로우차트를 제공한다. 동작 동안에, 본 시스템은 비디오 이미지를 포함하는 비디오 이미지 시퀀스를 수신하고(1188), 비디오 이미지의 적어도 일부분의 색상 채도를 결정하는 것을 비롯하여, 비디오 이미지 시퀀스를 선택적으로 분석한다(1190). 그 다음에, 본 시스템은 비디오 이미지가 디스플레이될 때 색상 채도에 기초하여 디스플레이를 조명하도록 구성되어 있는 광원의 세기 설정의 증가를 예측한다(1192).

이어서, 본 시스템은 색상 채도에 기초하여 백색 컬러 필터와 연관된 비디오 이미지 내의 픽셀들을 선택적으로 조절한다(1194). 유의할 점은, 비디오 이미지를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이가 하나 이상의 부가의 컬러 필터와 연관된 픽셀들 및 백색 컬러 필터와 연관된 픽셀들을 포함한다는 것이다.

어떤 실시예들에서, 본 시스템은, 선택적으로 조절된 픽셀에 기초하여, 선택적으로 광원의 세기 설정을 결정한다(1196). 게다가, 본 시스템은 비디오 이미지 시퀀스의 적어도 서브셋에 걸쳐 세기 설정의 증가를 증분적으로 적용한다(1198).

도 12a는 시스템에 의해 수행될 수 있는, 비디오 이미지의 휘도를 조절하는 프로세스(1200)를 나타낸 플로우차트를 제공한다. 동작 동안에, 본 시스템은 비디오 이미지 시퀀스에서의 인접한 비디오 이미지들- 제1 비디오 이미지 및 제2 비디오 이미지를 포함함 - 과 연관된 휘도 척도(brightness metric)의 불연속을 식별한다(1202). 그 다음에, 본 시스템은 비디오 이미지 시퀀스를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 조명하는 광원의 세기 설정의 변화를 결정하고, 제2 비디오 이미지와 연관된 휘도 척도에 기초하여 제2 비디오 이미지의 휘도값들을 스케일링한다(1204). 이어서, 본 시스템은 세기 설정의 변화를 적용하고 휘도값들을 스케일링한다(1206).

도 12b는 시스템에 의해 수행될 수 있는, 비디오 이미지의 휘도를 조절하는 프로세스(1210)를 나타낸 플로우차트를 제공한다. 동작 동안에, 본 시스템은 비디오 이미지 시퀀스를 수신하고(1212), 비디오 이미지 시퀀스에서의 비디오 이미지들과 연관된 휘도 척도(brightness metric)를 계산한다(1214). 그 다음에, 본 시스템은 비디오 이미지 시퀀스를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 조명하는 광원의 세기 설정을 결정하고, 비디오 이미지 시퀀스에서의 주어진 비디오 이미지와 연관된 주어진 휘도 척도에 기초하여 주어진 비디오 이미지의 휘도값들을 스케일링한다(1216). 이어서, 본 시스템은 비디오 이미지 시퀀스에서의 2개의 인접한 비디오 이미지 간에 휘도 척도의 불연속이 있을 때 세기 설정을 변경하고 휘도값들을 스케일링한다(1218).

도 12c는 시스템에 의해 수행될 수 있는, 비디오 이미지와 연관된 오차 척도를 계산하는 프로세스(1220)를 나타낸 플로우차트를 제공한다. 동작 동안에, 본 시스템은 비디오 이미지를 수신하고(1222), 비디오 이미지와 연관된 휘도 척도를 계산한다(1224). 그 다음에, 본 시스템은 비디오 이미지를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 조명하는 광원의 세기 설정을 결정하고, 휘도 척도에 기초하여 비디오 이미지의 휘도값들을 스케일링한다(1226). 이어서, 본 시스템은 스케일링된 휘도값 및 수신된 비디오 이미지에 기초하여 비디오 이미지에 대한 오차 척도(error metric)를 계산한다(1228).

도 12d는 시스템에 의해 수행될 수 있는, 비디오 이미지와 연관된 오차 척도를 계산하는 프로세스(1230)를 나타낸 플로우차트를 제공한다. 동작 동안에, 본 시스템은 비디오 이미지를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 조명하는 광원의 세기 설정을 변경하고 또 비디오 이미지와 연관된 휘도 척도에 기초하여 비디오 이미지의 휘도값들을 스케일링함으로써 전력 소모를 감소시킨다(1232). 그 다음에, 본 시스템은 스케일링된 휘도값 및 비디오 이미지에 기초하여 비디오 이미지에 대한 오차 척도(error metric)를 계산한다(1228).

도 12e는 시스템에 의해 수행될 수 있는, 비디오 이미지에서의 픽셀들의 휘도를 조절하는 프로세스(1240)를 나타낸 플로우차트를 제공한다. 동작 동안에, 본 시스템은 비디오 이미지를 수신하고(1222), 비디오 이미지와 연관된 휘도 척도를 계산한다(1224). 그 다음에, 본 시스템은 비디오 이미지를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 조명하는 광원의 세기 설정을 결정하고, 휘도 척도에 기초하여 비디오 이미지의 휘도값들을 스케일링한다(1226). 게다가, 본 시스템은 휘도값의 스케일링으로 인해 감소된 콘트라스트와 연관된 시각적 아티팩트가 생기는 비디오 이미지에서의 영역을 식별한다(1242). 이어서, 본 시스템은 콘트라스트를 적어도 부분적으로 복원하기 위해 그 영역에서의 휘도값의 스케일링을 감소시킴으로써, 시각적 아티팩트를 감소시킨다(1244).

도 12f는 시스템에 의해 수행될 수 있는, 비디오 이미지에서의 픽셀들의 휘도를 조절하는 프로세스(1250)를 나타낸 플로우차트를 제공한다. 동작 동안에, 본 시스템은 비디오 이미지를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 조명하는 광원의 세기 설정을 결정하고 또 비디오 이미지와 연관된 휘도 척도에 기초하여 비디오 이미지의 휘도값들을 스케일링한다(1226). 그 다음에, 본 시스템은 비디오 이미지 내의 영역에서의 휘도값의 스케일링을 적어도 부분적으로 감소시키는 것에 의한 감소된 콘트라스트와 연관된 시각적 아티팩트가 휘도값의 스케일링으로 인해 생기는 비디오 이미지 내의 그 영역에서 콘트라스트를 복원한다(1252).

유의할 점은, 도 11a 내지 도 11e 및 도 12a 내지 도 12f의 어떤 실시예들에서, 더 많은 또는 더 적은 수의 동작들이 있을 수 있다는 것이다. 게다가, 동작들의 순서가 변경될 수 있고 및/또는 2개 이상의 동작이 하나의 동작으로 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 이들 기법을 구현하는 컴퓨터 시스템에 대해 이제부터 설명한다. 도 13은 컴퓨터 시스템(1300)의 일 실시예를 나타낸 블록도를 제공한다. 컴퓨터 시스템(1300)은 하나 이상의 프로세서(1310), 통신 인터페이스(1312), 사용자 인터페이스(1314), 및 이들 구성요소를 서로 전기적으로 결합시키는 하나 이상의 신호선(1322)을 포함할 수 있다. 유의할 점은, 하나 이상의 처리 장치(1310)가 병렬 처리 및/또는 멀티-쓰레드 동작(multi-threaded operation)을 지원할 수 있고, 통신 인터페이스(1312)가 영속적 통신 연결을 가질 수 있으며, 하나 이상의 신호선(1322)이 통신 버스를 구성할 수 있다는 것이다. 게다가, 사용자 인터페이스(1314)는 디스플레이(1316), 키보드(1318), 및/또는 마우스 등의 포인터(1320)를 포함할 수 있다.

컴퓨터 시스템(1300) 내의 메모리(1324)는 휘발성 메모리 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로는, 메모리(1324)는 ROM, RAM, EPROM, EEPROM, 플래쉬(FLASH), 하나 이상의 스마트 카드, 하나 이상의 자기 디스크 저장 장치, 및/또는 하나 이상의 광 저장 장치를 포함할 수 있다. 메모리(1324)는 하드웨어 의존적 작업(hardware dependent task)을 수행하는 다양한 기본적인 시스템 서비스를 처리하는 프로시저(즉, 일련의 명령어들)를 포함하는 운영 체제(1326)를 저장할 수 있다. 메모리(1324)는 또한 통신 프로시저(즉, 일련의 명령어)를 통신 모듈(1328)에 저장할 수 있다. 이들 통신 프로시저는 컴퓨터 시스템(1300)에 대해 원격지에 위치하는 컴퓨터 및/또는 서버를 비롯한 하나 이상의 컴퓨터 및/또는 서버와 통신하는 데 사용될 수 있다.

메모리(1324)는 적응 모듈(1330)(즉, 일련의 명령어), 추출 모듈(1336)(즉, 일련의 명령어), 분석 모듈(1344)(즉, 일련의 명령어), 세기 계산 모듈(1346)(즉, 일련의 명령어), 조절 모듈(1350)(즉, 일련의 명령어), 필터링 모듈(1358)(즉, 일련의 명령어), 휘도 모듈(1360)(즉, 일련의 명령어), 변환 모듈(1362)(즉, 일련의 명령어), 및/또는 색상 보정 모듈(color compensation module)(1364)(즉, 일련의 명령어)을 비롯한 다수의 프로그램 모듈(즉, 일련의 명령어)을 포함할 수 있다. 적응 모듈(1330)은 세기 설정(들)(1348)의 결정을 감독할 수 있다.

상세하게는, 추출 모듈(1336)은 하나 이상의 비디오 이미지(1332)(비디오 이미지 A(1334-1) 및/또는 비디오 이미지 B(1334-2) 등)에 기초하여 하나 이상의 휘도 척도(도시 생략)를 계산할 수 있고, 분석 모듈(1344)은 하나 이상의 비디오 이미지(1332)의 하나 이상의 서브셋을 식별할 수 있다. 이어서, 조절 모듈(1350)은 하나 이상의 비디오 이미지(1332)를 스케일링하여 하나 이상의 수정된 비디오 이미지(1340)(비디오 이미지 A(1342-1) 및/또는 비디오 이미지 B(1342-2) 등)를 생성하는 하나 이상의 매핑 함수(들)(1366)를 결정 및/또는 사용할 수 있다. 유의할 점은, 하나 이상의 매핑 함수(들)(1366)가 디스플레이(1316) 내의 또는 디스플레이(1316)와 연관된 감쇠 메카니즘(attenuation mechanism)의 감쇠 범위(1356) 및/또는 왜곡 척도(distortion metric)(1354)에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다.

수정된 비디오 이미지(1340)(또는 등가적으로 하나 이상의 매핑 함수(1366)에 기초함) 및 선택적인 휘도 설정(brightness setting)(1338)에 기초하여, 세기 계산 모듈(intensity computation module)(1346)은 세기 설정(들)(1348)을 결정할 수 있다. 게다가, 필터링 모듈(1358)은 세기 설정(들)(1348)의 변화를 필터링할 수 있고, 휘도 모듈(1360)은 하나 이상의 비디오 이미지(1332)의 비화상 부분(즉, 휘도값이 문턱값보다 작은, 하나 이상의 비디오 이미지(1332)의 부분)의 휘도를 조절할 수 있다.

어떤 실시예들에서, 변환 모듈(1362)은, 세기 설정(들)(1348)의 스케일링 또는 결정 이전에, 변환 함수들(1352) 중 하나의 변환 함수를 사용하여 하나 이상의 비디오 이미지(1332)를 선형 휘도 영역으로 변환한다. 게다가, 이들 계산이 수행된 후에, 변환 모듈(1362)은 변환 함수들(1352) 중 다른 변환 함수를 사용하여 하나 이상의 수정된 비디오 이미지(1340)를 다시 초기 (비선형) 휘도 영역 또는 다른 휘도 영역으로 변환할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 변환 함수들(1352) 중의 주어진 변환 함수는 디스플레이(1316)에서의 광 누설과 연관된 오프셋을 포함하며, 이 오프셋은 광원(백라이트 등)의 변조와 연관된 잡음을 감소하거나 제거하기 위해 하나 이상의 비디오 이미지(1332)에서의 임의의 어두운 영역을 스케일링한다.

그에 부가하여, 어떤 실시예들에서, 색상 보정 모듈(1364)은 하나 이상의 수정된 비디오 이미지(1340)에서의 컬러 컨텐츠를 조절함으로써, 디스플레이(1316)를 조명하는 광원의 스펙트럼의 세기 설정(1348)에 대한 의존성을 보상한다. 게다가, 디스플레이(1316)가 백색 컬러 필터와 연관된 픽셀들 및 하나 이상의 부가의 컬러 필터와 연관된 픽셀들을 포함하는 실시예들에서, 추출 모듈(1336)은 하나 이상의 비디오 이미지(1332)의 포화된 부분을 결정할 수 있다. 이어서, 조절 모듈(1350)은 하나 이상의 비디오 이미지(1332)에서의 백색 컬러 필터와 연관된 픽셀들을 선택적으로 조절할 수 있다.

메모리(1324) 내의 다양한 모듈들 내의 명령어들은 고수준 절차적 언어, 객체-지향 프로그래밍 언어, 및/또는 어셈블리어 또는 기계어로 구현될 수 있다. 프로그래밍 언어는 컴파일(compile) 또는 인터프리트(interpret)될 수 있다, 예를 들어, 하나 이상의 처리 장치(1310)에 의해 실행되도록 구성가능하거나 구성되어 있을 수 있다. 그 결과, 명령어들은 프로그램 모듈 내의 고수준 코드(high-level code) 및/또는 컴퓨터 시스템(1300) 내의 프로세서(1310)에 의해 실행되는 저수준 코드(low- level code)를 포함할 수 있다.

컴퓨터 시스템(1300)이 다수의 개별 구성요소를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 도 13은, 본 명세서에 기술된 실시예들의 구조적 개요로서 보다는, 컴퓨터 시스템(1300)에 존재할 수 있는 다양한 특징들에 대한 기능적 설명을 제공하기 위한 것이다. 실제로, 당업자라면 잘 알 것인 바와 같이, 컴퓨터 시스템(1300)의 기능들은 아주 많은 수의 서버 또는 컴퓨터에 걸쳐 분산되어 있을 수 있으며, 다양한 서버 또는 컴퓨터 그룹이 이들 기능의 특정 부분을 수행한다. 어떤 실시예들에서, 컴퓨터 시스템(1300)의 기능의 일부 또는 그 전부가 하나 이상의 ASIC 및/또는 하나 이상의 디지털 신호 처리기(DSP)에 구현될 수 있다.

컴퓨터 시스템(1300)은 더 적은 수의 구성요소 또는 더 많은 수의 구성요소를 포함할 수 있다. 게다가, 2개 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 결합될 수 있고 및/또는 하나 이상의 구성요소의 위치가 변경될 수 있다. 어떤 실시예들에서, 컴퓨터 시스템(1300)의 기능은, 공지되어 있는 바와 같이, 보다 많은 부분이 하드웨어로 구현되고 보다 적은 부분이 소프트웨어로 구현될 수 있거나, 보다 적은 부분이 하드웨어로 구현되고 보다 많은 부분이 소프트웨어로 구현될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른, 컴퓨터 시스템(1300)에서 사용될 수 있는 데이터 구조에 대해 이제부터 설명한다. 도 14는 데이터 구조(1400)의 일 실시예를 나타낸 블록도를 제공한다. 이 데이터 구조는 휘도값들의 하나 이상의 히스토그램(1410)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 히스토그램(1410-1) 등의 주어진 히스토그램은 다수의 갯수(1414) 및 연관된 휘도값(1412)을 포함할 수 있다.

도 15는 데이터 구조(1500)의 일 실시예를 나타낸 블록도를 제공한다. 이 데이터 구조는 변환 함수(1510)를 포함할 수 있다. 변환 함수(1510-1) 등의 주어진 변환 함수는 입력값(1512-1) 및 출력값(1514-1)과 같은, 다수의 입력값(1512) 및 출력값(1514) 쌍을 포함할 수 있다. 이 변환 함수는 비디오 이미지를 초기 휘도 영역으로부터 선형 휘도 영역으로 및/또는 이 선형 휘도 영역으로부터 다른 휘도 영역으로 변환하는 데 사용될 수 있다.

유의할 점은, 데이터 구조(1400)(도 14) 및/또는 데이터 구조(1500)의 어떤 실시예들에서, 더 적은 또는 더 많은 수의 구성요소가 있을 수 있다는 것이다. 게다가, 2개 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 결합될 수 있고 및/또는 하나 이상의 구성요소의 위치가 변경될 수 있다.

이상의 실시예들 중 다수에서 예시로서 휘도가 사용되고 있지만, 다른 실시예들에서, 이들 기법은 하나 이상의 색상 성분 등의 비디오 이미지의 하나 이상의 부가 성분에 적용된다.

디스플레이를 조명하는 광원(LED 또는 형광 램프 등)에 의해 제공되는 조명 세기를 동적으로 적응시키고 또 디스플레이 상에 디스플레이될 비디오 이미지(하나 이상의 비디오 프레임 등)를 조절하는 기법의 실시예들이 기술되어 있다. 이들 실시예는 시스템에 의해 구현될 수 있다.

이 기법의 어떤 실시예들에서, 본 시스템은 비디오 이미지를 (예를 들어, 변환 회로를 사용하여) 초기 휘도 영역(brightness domain)으로부터, 디스플레이된 비디오 이미지에서 거의 등간격인 인접 방사-출력값(radiant-power value)에 대응하는 휘도값의 범위를 포함하는 선형 휘도 영역으로 변환시킨다. 이러한 선형 휘도 영역에서, 본 시스템은 공간적으로 변하는 시각적 정보를 포함하는 변환된 비디오 이미지의 일부분 등, 변환된 비디오 이미지의 적어도 일부분에 기초하여 (예를 들어, 계산 회로를 사용하여) 광원의 세기 설정을 결정할 수 있다. 게다가, 본 시스템은 (예를 들어, 계산 회로를 사용하여) 변환된 비디오 이미지를 수정하여, 이 수정된 비디오 이미지와 연관된 투과율(transmittance)과 세기 설정의 곱이 비디오 이미지와 연관된 투과율과 이전의 세기 설정의 곱과 대략 같아지게 하도록 할 수 있다. 예를 들어, 이 수정이 변환된 비디오 이미지에서의 휘도값들을 변경하는 것을 포함할 수 있다.

어떤 실시예들에서, 이 변환은 비디오 이미지에서의 감마 보정을 보상한다. 예를 들어, 이 변환은 비디오 이미지를 캡처한 비디오 카메라 또는 영상 장치의 특성에 기초할 수 있다. 유의할 점은, 본 시스템이 탐색 테이블을 사용하여 이 변환을 결정할 수 있다는 것이다.

비디오 이미지를 수정한 후에, 본 시스템은 수정된 비디오 이미지를 디스플레이된 비디오 이미지에서의 비등간격인 인접 방사-출력값에 대응하는 휘도값의 범위에 의해 특징지워지는 다른 휘도 영역으로 변환할 수 있다. 유의할 점은, 다른 휘도 영역이 초기 휘도 영역과 대체로 동일할 수 있다는 것이다. 다른 대안으로서, 다른 휘도 영역으로의 변환이 주어진 디스플레이와 연관된 감마 보정 등의 디스플레이의 특성에 기초할 수 있고, 본 시스템은 탐색 테이블을 사용하여 이 변환을 결정할 수 있다.

게다가, 다른 휘도 영역으로의 변환은 디스플레이에서의 아티팩트에 대한 보정을 포함할 수 있으며, 본 시스템은 이 보정을 프레임별로 선택적으로 적용할 수 있다. 유의할 점은, 디스플레이 아티팩트가 디스플레이에서 최소 휘도 근방에서의 광 누설을 포함할 수 있다는 것이다.

어떤 실시예들에서, 본 시스템은 비디오 이미지의 수정을 픽셀별로 수행한다. 게다가, 본 시스템은 세기 설정을 변환된 비디오 이미지의 적어도 일부분에서의 휘도값들의 히스토그램에 기초하여 결정할 수 있다.

이 기법의 다른 실시예들에서, 본 시스템은 비디오 이미지에서의 픽셀들의 휘도를 조절한다. 이들 픽셀은 비디오 이미지에서의 어두운 영역(미리 정해진 문턱값보다 작은 휘도값을 갖는 영역 등)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 어두운 영역은 하나 이상의 어두운 선, 하나 이상의 블랙 바, 및/또는 비디오 이미지의 비화상 부분을 포함할 수 있다. 유의할 점은, 어두운 영역이 비디오 이미지에서 임의의 위치에 있을 수 있다는 것이다.

상세하게는, 본 시스템은 (예를 들어, 변환 회로를 사용하여) 이들 픽셀의 휘도를 초기 휘도값으로부터 새로운 휘도값(초기 휘도값보다 큼)으로 스케일링할 수 있다. 예를 들어, 새로운 최대 휘도값과 초기 최대 휘도값 간의 차이가 제곱미터당 적어도 1 칸델라일 수 있다. 이 스케일링은 비디오 이미지를 디스플레이하는 디스플레이의 백라이팅과 연관된 비디오 이미지의 사용자-인지된 변화를 감소시킬 수 있다(예를 들어, 스케일링은 백라이트의 펄싱과 연관된 잡음이 감쇠될 수 있게 해주는 헤드룸을 제공할 수 있다).

어떤 실시예들에서, 스케일링은, 적어도 부분적으로, 초기 휘도 영역으로부터 선형 휘도 영역으로의 변환 동안에 구현된다. 이들 실시예에서, 변환은 비디오 이미지에서의 감마 보정(비디오 이미지를 캡처한 비디오 카메라 또는 영상 장치의 하나 이상의 특성 등) 및 비디오 이미지를 디스플레이하는 주어진 디스플레이에서 낮은 휘도값에서의 광 누설을 보상한다. 유의할 점은, 본 시스템이 탐색 테이블을 사용하여 이 변환을 결정할 수 있다는 것이다.

비디오 이미지를 수정한 후에, 본 시스템은 수정된 비디오 이미지를 디스플레이된 비디오 이미지에서의 비등간격인 인접 방사-출력값에 대응하는 휘도값의 범위에 의해 특징지워지는 다른 휘도 영역으로 전환 또는 변환할 수 있다. 이 변환 동안에, 스케일링의 적어도 일부분이 구현될 수 있다. 예를 들어, 이 변환은 주어진 디스플레이와 연관된 감마 보정 및/또는 주어진 디스플레이에서 낮은 휘도값에서의 광 누설 등 디스플레이의 특성들에 기초할 수 있다. 게다가, 본 시스템은 다른 탐색 테이블을 사용하여 이 변환 또는 전환을 결정할 수 있다.

유의할 점은, 본 시스템이 픽셀의 휘도의 스케일링을 픽셀별로 수행할 수 있다는 것이다.

이 기법의 다른 실시예들에서, 본 시스템은 광원의 세기 설정이 변경될 때 비디오 이미지의 색상을 유지하기 위해 보정을 적용한다. (예를 들어, 계산 회로를 사용하여) 비디오 이미지의 적어도 일부분에 기초하여 광원의 세기 설정을 결정한 후에, 본 시스템은 수정된 비디오 이미지와 연관된 투과율과 세기 설정의 곱을 유지하기 위해 (예를 들어, 조절 회로를 사용하여) 비디오 이미지의 적어도 일부분에서 픽셀의 휘도값을 수정할 수 있다. 이어서, 본 시스템은 광원과 연관된 스펙트럼이 세기 설정에 따라 변할 때에도 비디오 이미지와 연관된 색상을 유지하기 위해 세기 설정에 기초하여 (예를 들어, 조절 회로를 사용하여) 비디오 이미지 내의 컬러 컨텐츠를 조절할 수 있다.

다른 대안으로서, 컬러 컨텐츠를 조절하기 전에, 본 시스템은 광원에 의한 전력 소모를 감소시키면서 디스플레이로부터 출력되는 광을 유지하기 위해 이미지의 적어도 일부분에서의 픽셀의 휘도값 및 광원의 세기 설정을 함께 수정할 수 있다.

이 색상 조절이 광원의 특성에 기초할 수 있다. 그에 부가하여, 색상 조절은 백색 색상을 유지시킬 수 있다. 게다가, 백색 색상이 세기 설정의 변화 이전에 비디오 이미지의 색상과 연관된 대응하는 흑체 온도의 대략 100 K 내지 200 K 내로 유지될 수 있다. 예를 들어, 색상 조절은 세기 설정이 이전의 세기 설정에 대해 감소될 때 비디오 이미지에서의 청색-색상 성분을 증가시키는 것을 포함할 수 있고, 세기 설정이 이전의 세기 설정에 대해 증가될 때 비디오 이미지에서의 청색-색상 성분을 감소시키는 것을 포함할 수 있다.

어떤 실시예들에서, 색상 조절이 비디오 이미지에서의 2개의 색상 성분의 비 및 비디오 이미지에서의 2개의 색상 성분의 다른 비를 유지시키며, 비디오 이미지의 컬러 컨텐츠가 3개의 색상 성분을 사용하여 표현된다. 게다가, 본 시스템은 비디오 이미지와 연관된 색상값과 스펙트럼을 곱한 결과 비디오 이미지의 계조가 대체로 변하지 않은 채로 있도록 색상을 조절할 수 있다.

그에 부가하여, 본 시스템은 비디오 이미지가 초기 휘도 영역으로부터 선형 휘도 영역으로 변환된 후에 세기 설정을 결정할 수 있다. 게다가, 컬러 컨텐츠가 조절된 후에, 본 시스템은 비디오 이미지를 다른 휘도 영역으로 변환할 수 있다.

유의할 점은, 픽셀의 휘도의 수정 및/또는 색상 조절이 픽셀별로 수행될 수 있다는 것이다. 게다가, 본 시스템은 비디오 이미지에서의 휘도값들의 히스토그램 및/또는 광원으로부터 디스플레이로의 광의 결합을 감쇠시키는 메카니즘의 동적 범위에 기초하여 휘도를 수정할 수 있다.

이 기법의 다른 실시예에서, 본 시스템은 디스플레이 상에 디스플레이될 비디오 이미지의 포화된 부분(saturated portion)에 기초하여 조절을 수행한다. 이 디스플레이는 백색 컬러 필터와 연관된 픽셀 및 하나 이상의 부가의 컬러 필터와 연관된 픽셀을 포함할 수 있다. 선택에 따라서는 (예를 들어, 추출 회로를 사용하여) 비디오 이미지의 적어도 일부분의 색상 채도(color saturation)를 결정한 후에, 본 시스템은 색상 채도에 기초하여 (예를 들어, 조절 회로를 사용하여) 백색 컬러 필터와 연관된 비디오 이미지에서의 픽셀을 선택적으로 조절할 수 있다. 이어서, 본 시스템은 선택적으로 조절된 픽셀에 기초하여 광원의 세기 설정을 변경할 수 있다. 게다가, 본 시스템은 광원과 연관된 스펙트럼이 세기 설정에 따라 변할 때에도 비디오 이미지와 연관된 색상을 유지하기 위해 세기 설정에 기초하여 비디오 이미지 내의 컬러 컨텐츠를 선택적으로 조절할 수 있다. 예를 들어, 컬러 컨텐츠의 조절은 광원의 스펙트럼의 세기 설정에 대한 의존성을 보정할 수 있다.

그에 부가하여, 본 시스템은 비디오 이미지의 적어도 일부분에서의 픽셀들의 휘도값들을 수정하여, 이 수정된 비디오 이미지와 연관된 투과율과 세기 설정의 곱을 유지할 수 있다.

유의할 점은, 컬러 컨텐츠의 조절이 픽셀별로 수행될 수 있다는 것이다.

어떤 실시예들에서, 본 시스템은 비디오 이미지를 포함하는 비디오 이미지 시퀀스를 수신하고, 이 비디오 이미지 시퀀스에서의 변화를 분석한다. 그 다음에, 본 시스템은 세기 설정의 증가를 예측하고 비디오 이미지 시퀀스의 적어도 서브셋에 걸쳐 이 증가를 증분적으로 적용한다. 예를 들어, 비디오 이미지 시퀀스는 웹 페이지에 대응할 수 있고, 비디오 이미지 시퀀스에서의 주어진 비디오 이미지가 웹 페이지의 일부에 대응할 수 있다. 게다가, 분석된 변화는 비디오 이미지 시퀀스에서의 비디오 이미지들 간의 움직임 추정(motion estimation)을 포함할 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 이 선택적인 색상 조절이 광원의 특성에 기초할 수 있다. 그에 부가하여, 색상 조절은 백색 색상을 유지시킬 수 있다. 게다가, 백색 색상이 세기 설정의 변화 이전에 비디오 이미지의 색상과 연관된 대응하는 흑체 온도의 대략 100 K 내지 200 K 내로 유지될 수 있다. 예를 들어, 색상 조절은 세기 설정이 이전의 세기 설정에 대해 감소될 때 비디오 이미지에서의 청색-색상 성분을 증가시키는 것을 포함할 수 있고, 세기 설정이 이전의 세기 설정에 대해 증가될 때 비디오 이미지에서의 청색-색상 성분을 감소시키는 것을 포함할 수 있다.

어떤 실시예들에서, 색상 조절이 비디오 이미지에서의 2개의 색상 성분의 비 및 비디오 이미지에서의 2개의 색상 성분의 다른 비를 유지시키며, 비디오 이미지의 컬러 컨텐츠가 3개의 색상 성분을 사용하여 표현된다. 유의할 점은, 본 시스템이 선택적으로 조절된 픽셀에 기초하여 비디오 이미지에서의 컬러 컨텐츠를 조절할 수 있다는 것이다. 게다가, 본 시스템은 비디오 이미지와 연관된 색상값과 스펙트럼을 곱한 결과 비디오 이미지의 계조가 대체로 변하지 않은 채로 있도록 색상을 조절할 수 있다.

이 기법의 다른 실시예에서, 본 시스템은, 비디오 이미지 시퀀스에서 2개의 인접한 비디오 이미지 간에 휘도 척도(brightness metric)(휘도값의 히스토그램 등)의 불연속이 있을 때, 세기 설정에 대한 변경을 적용하고 휘도값을 스케일링한다. 예를 들어, 이 불연속은 미리 정해진 값을 초과하는 최대 휘도값의 변화를 포함할 수 있다. 유의할 점은, 분석 회로가 불연속의 존재를 판정할 수 있다는 것이다.

어떤 실시예들에서, 본 시스템은 비디오 이미지 시퀀스에서의 비디오 이미지에 기초하여 세기 설정의 변화의 일부분 및 휘도값들의 스케일링의 대응하는 일부분을 적용한다. 유의할 점은, 휘도 척도의 불연속이 없는 경우, 인접한 비디오 이미지들 간의 차이가 미리 정해진 값보다 작도록 상기 일부분이 선택될 수 있고, 불연속이 있는 경우, 인접한 비디오 이미지들 간의 차이가 미리 정해진 값보다 크도록 상기 일부분이 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 일부분은 시간 필터를 통해 구현될 수 있다.

어떤 실시예들에서, 상기 일부분의 변화율이 휘도 척도의 불연속의 크기에 대응한다. 예를 들어, 불연속이 보다 클 때 이 변화율이 보다 클 수 있다.

이 기법의 다른 실시예에서, 본 시스템은 스케일링된 휘도값 및 비디오 이미지에 기초하여 비디오 이미지에 대한 오차 척도(error metric)를 계산한다(예를 들어, 이 계산이 분석 회로에 의해 수행될 수 있다). 게다가, 이 오차 척도가 비디오 이미지에서 픽셀별로 결정될 수 있다.

오차 척도가 미리 정해진 값을 초과하는 경우, 본 시스템은 픽셀별로 휘도값의 스케일링을 감소시킬 수 있고 및/또는 세기 설정의 변화를 감소시킬 수 있음으로써, 비디오 이미지가 디스플레이될 때 왜곡을 감소시킬 수 있다. 게다가, 본 시스템은 오차 척도에 대한 각각의 픽셀로부터의 기여가 미리 정해진 값을 초과하는 비디오 이미지의 한 영역의 크기가 다른 미리 정해진 값을 초과하는 경우, 그 영역에서의 휘도값의 스케일링을 감소시킬 수 있다.

유의할 점은, 비디오 이미지에서의 주어진 픽셀의 오차 척도에 대한 기여는 스케일링 이전의 초기 휘도값에 대한 스케일링 이후의 휘도값의 비에 대응할 수 있다는 것이다.

이 기법의 다른 실시예에서, 본 시스템은 휘도값의 스케일링으로 인해 감소된 콘트라스트와 연관된 시각적 아티팩트가 생기는 비디오 이미지에서의 다른 영역을 식별한다(예를 들어, 그 영역은 분석 회로를 사용하여 식별될 수 있다). 이어서, 본 시스템은 콘트라스트를 적어도 부분적으로 복원하기 위해 그 영역에서의 휘도값의 스케일링을 감소시킴으로써, 시각적 아티팩트를 감소시킬 수 있다(예를 들어, 조절 회로가 스케일링을 감소시킬 수 있다). 게다가, 본 시스템은 그 영역 내에서의 픽셀의 휘도값과 비디오 이미지의 나머지에서의 휘도값 간의 공간적 불연속(spatial discontinuity)을 감소시키기 위해 비디오 이미지에서의 휘도값을 공간 필터링(spatially filter)할 수 있다.

유의할 점은, 그 영역이 미리 정해진 문턱값을 초과하는 휘도값을 갖는 픽셀들에 대응할 수 있고, 그 영역을 둘러싸고 있는 비디오 이미지에서의 픽셀들의 휘도값이 미리 정해진 문턱값보다 작을 수 있다. 그에 부가하여, 그 영역이 미리 정해진 문턱값을 초과하는 휘도값을 갖는 픽셀의 수에 기초하여 식별될 수 있다. 예를 들어, 픽셀의 수는 비디오 이미지 내의 픽셀의 3, 10 또는 20%에 대응할 수 있다.

다른 실시예는 시스템에 의해 구현될 수 있는, 비디오 이미지를 조절하는 방법을 제공한다. 동작 동안에, 본 시스템은 디스플레이될 때 비디오 이미지의 연관된 휘도와 휘도값들 간의 선형 관계를 생성하기 위해 비디오 이미지에서의 감마 보정을 보상한다. 그 다음에, 본 시스템은 상기 보상된 비디오 이미지의 적어도 일부분에 기초하여 광원의 세기 설정을 계산하고, 이 광원은 비디오 이미지를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 조명하도록 구성되어 있다. 이어서, 본 시스템은 보상된 비디오 이미지를 조절하여, 이 조절된 비디오 이미지와 연관된 투과율(transmittance)과 세기 설정의 곱이 비디오 이미지와 연관된 투과율과 이전의 세기 설정의 곱과 대략 같아지게 하도록 한다.

다른 실시예는 시스템에 의해 구현될 수 있는, 비디오 이미지에서의 픽셀의 휘도를 조절하는 다른 방법을 제공한다. 동작 동안에, 본 시스템은 디스플레이될 때 비디오 이미지의 연관된 휘도와 휘도값들 간의 선형 관계를 생성하기 위해 비디오 이미지에서의 감마 보정을 보상하고, 여기서 이 보상은 비디오 이미지를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이에서의 광 누설과 연관된 최소 휘도에서의 오프셋을 포함한다. 그 다음에, 본 시스템은 보상된 비디오 이미지의 적어도 일부분에 기초하여 광원의 세기 설정을 계산하고, 이 광원은 디스플레이를 조명하도록 구성되어 있다. 이어서, 본 시스템은 보상된 비디오 이미지를 조절하여, 이 조절된 비디오 이미지와 연관된 투과율(transmittance)과 세기 설정의 곱이 비디오 이미지와 연관된 투과율과 이전의 세기 설정의 곱과 대략 같아지게 하도록 한다.

다른 실시예는 시스템에 의해 구현될 수 있는, 비디오 이미지를 조절하는 다른 방법을 제공한다. 동작 동안에, 본 시스템은 비디오 이미지를 수신하고, 이 비디오 이미지의 적어도 일부분에 기초하여 광원의 세기 설정을 결정하며, 이 광원은 비디오 이미지를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 조명하도록 구성되어 있다. 그 다음에, 본 시스템은 비디오 이미지의 적어도 일부분에서의 픽셀들의 휘도값들을 수정하여, 이 수정된 비디오 이미지와 연관된 투과율과 세기 설정의 곱을 유지한다. 이어서, 본 시스템은 광원과 연관된 스펙트럼이 세기 설정에 따라 변할 때에도 비디오 이미지와 연관된 색상을 유지하기 위해 세기 설정에 기초하여 비디오 이미지 내의 컬러 컨텐츠를 조절한다.

다른 실시예는 시스템에 의해 구현될 수 있는, 비디오 이미지를 조절하는 다른 방법을 제공한다. 동작 동안에, 본 시스템은 비디오 이미지를 수신한다. 그 다음에, 본 시스템은 광원에 의한 전력 소모를 감소시키면서 디스플레이로부터 출력되는 광을 유지하기 위해 비디오 이미지의 적어도 일부분에서의 픽셀들의 휘도값 및 광원의 세기 설정을 함께 수정하고, 여기서, 이 광원은 비디오 이미지를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 조명하도록 구성되어 있다. 이어서, 본 시스템은 광원의 스펙트럼의 세기 설정에 대한 의존성을 보정하기 위해 비디오 이미지에서의 컬러 컨텐츠를 조절한다.

다른 실시예는 시스템에 의해 구현될 수 있는, 비디오 이미지를 조절하는 다른 방법을 제공한다. 동작 동안에, 본 시스템은 비디오 이미지를 포함하는 비디오 이미지 시퀀스를 수신하고, 비디오 이미지의 적어도 일부분의 색상 채도를 결정하는 것을 비롯하여, 비디오 이미지 시퀀스를 선택적으로 분석한다. 그 다음에, 본 시스템은 비디오 이미지가 디스플레이될 때 색상 채도에 기초하여 디스플레이를 조명하도록 구성되어 있는 광원의 세기 설정의 증가를 예측한다. 이어서, 본 시스템은 색상 채도에 기초하여 백색 컬러 필터와 연관된 비디오 이미지 내의 픽셀들을 선택적으로 조절하고, 여기서 비디오 이미지를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이는 하나 이상의 부가의 컬러 필터와 연관된 픽셀들 및 백색 컬러 필터와 연관된 픽셀들을 포함한다. 어떤 실시예들에서, 본 시스템은, 선택적으로 조절된 픽셀에 기초하여, 선택적으로 광원의 세기 설정을 결정한다. 게다가, 본 시스템은 비디오 이미지 시퀀스의 적어도 서브셋에 걸쳐 세기 설정의 증가를 증분적으로 적용한다.

다른 실시예는 시스템에 의해 구현될 수 있는, 비디오 이미지의 휘도를 조절하는 다른 방법을 제공한다. 동작 동안에, 본 시스템은 비디오 이미지 시퀀스에서의 인접한 비디오 이미지들- 제1 비디오 이미지 및 제2 비디오 이미지를 포함함 - 과 연관된 휘도 척도(brightness metric)의 불연속을 식별한다. 그 다음에, 본 시스템은 비디오 이미지 시퀀스를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 조명하는 광원의 세기 설정의 변화를 결정하고, 제2 비디오 이미지와 연관된 휘도 척도에 기초하여 제2 비디오 이미지의 휘도값들을 스케일링한다. 이어서, 본 시스템은 세기 설정의 변화를 적용하고 휘도값들을 스케일링한다.

다른 실시예는 시스템에 의해 구현될 수 있는, 비디오 이미지의 휘도를 조절하는 다른 방법을 제공한다. 동작 동안에, 본 시스템은 비디오 이미지 시퀀스를 수신하고, 비디오 이미지 시퀀스에서의 비디오 이미지들과 연관된 휘도 척도(brightness metric)를 계산한다. 그 다음에, 본 시스템은 비디오 이미지 시퀀스를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 조명하는 광원의 세기 설정을 결정하고, 비디오 이미지 시퀀스에서의 주어진 비디오 이미지와 연관된 주어진 휘도 척도에 기초하여 주어진 비디오 이미지의 휘도값들을 스케일링한다. 이어서, 본 시스템은 비디오 이미지 시퀀스에서의 2개의 인접한 비디오 이미지 간에 휘도 척도의 불연속이 있을 때 세기 설정을 변경하고 휘도값들을 스케일링한다.

다른 실시예는 시스템에 의해 구현될 수 있는, 비디오 이미지와 연관된 오차 척도를 계산하는 다른 방법을 제공한다. 동작 동안에, 본 시스템은 비디오 이미지를 수신하고, 비디오 이미지와 연관된 휘도 척도를 계산한다. 그 다음에, 본 시스템은 비디오 이미지를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 조명하는 광원의 세기 설정을 결정하고, 휘도 척도에 기초하여 비디오 이미지의 휘도값들을 스케일링한다. 이어서, 본 시스템은 스케일링된 휘도값 및 수신된 비디오 이미지에 기초하여 비디오 이미지에 대한 오차 척도(error metric)를 계산한다.

다른 실시예는 시스템에 의해 구현될 수 있는, 비디오 이미지와 연관된 오차 척도를 계산하는 다른 방법을 제공한다. 동작 동안에, 본 시스템은 비디오 이미지를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 조명하는 광원의 세기 설정을 변경하고 또 비디오 이미지와 연관된 휘도 척도에 기초하여 비디오 이미지의 휘도값들을 스케일링함으로써 전력 소모를 감소시킨다. 그 다음에, 본 시스템은 스케일링된 휘도값 및 비디오 이미지에 기초하여 비디오 이미지에 대한 오차 척도(error metric)를 계산한다.

다른 실시예는 시스템에 의해 구현될 수 있는, 비디오 이미지에서의 픽셀의 휘도를 조절하는 다른 방법을 제공한다. 동작 동안에, 본 시스템은 비디오 이미지를 수신하고, 비디오 이미지와 연관된 휘도 척도를 계산한다. 그 다음에, 본 시스템은 비디오 이미지를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 조명하는 광원의 세기 설정을 결정하고, 휘도 척도에 기초하여 비디오 이미지의 휘도값들을 스케일링한다. 게다가, 본 시스템은 휘도값의 스케일링으로 인해 감소된 콘트라스트와 연관된 시각적 아티팩트가 생기는 비디오 이미지에서의 영역을 식별한다. 이어서, 본 시스템은 콘트라스트를 적어도 부분적으로 복원하기 위해 그 영역에서의 휘도값의 스케일링을 감소시킴으로써, 시각적 아티팩트를 감소시킨다.

다른 실시예는 시스템에 의해 구현될 수 있는, 비디오 이미지에서의 픽셀의 휘도를 조절하는 또 다른 방법을 제공한다. 동작 동안에, 본 시스템은 비디오 이미지를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 조명하는 광원의 세기 설정을 결정하고 또 비디오 이미지와 연관된 휘도 척도에 기초하여 비디오 이미지의 휘도값들을 스케일링한다. 그 다음에, 본 시스템은 비디오 이미지 내의 영역에서의 휘도값의 스케일링을 적어도 부분적으로 감소시키는 것에 의한 감소된 콘트라스트와 연관된 시각적 아티팩트가 휘도값의 스케일링으로 인해 생기는 비디오 이미지 내의 그 영역에서 콘트라스트를 복원한다.

다른 실시예는 상기한 실시예들 중 하나 이상을 구현하는 하나 이상의 집적 회로를 제공한다.

다른 실시예는 휴대용 장치를 제공한다. 이 장치는 디스플레이, 광원, 및 감쇠 메카니즘을 포함할 수 있다. 게다가, 이 휴대용 장치는 하나 이상의 집적 회로를 포함할 수 있다.

다른 실시예는 시스템과 관련하여 사용되는 컴퓨터 프로그램 제품을 제공한다. 이 컴퓨터 프로그램 제품은 상기한 방법들에서의 동작들 중 적어도 어떤 동작에 대응하는 명령어들을 포함할 수 있다.

다른 실시예는 컴퓨터 시스템을 제공한다. 이 컴퓨터 시스템은 상기한 방법들에서의 동작들 중 적어도 어떤 동작에 대응하는 명령어들을 실행할 수 있다. 게다가, 이들 명령어는 프로그램 모듈 내의 고수준 코드(high-level code) 및/또는 컴퓨터 시스템 내의 프로세서에 의해 실행되는 저수준 코드(low- level code)를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 대한 이상의 설명은 단지 예시 및 설명을 위해 제공되었다. 이들은 전수적이지 않으며 또한 본 발명을 개시된 형태로 제한하기 위한 것도 아니다. 그에 따라, 많은 수정 및 변형이 당업자에게는 명백할 것이다. 그에 부가하여, 이상의 개시 내용은 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해 정의된다.

110: 광원
112: 광
510: 메모리
512: 프로세서
712: 비디오 신호
710: 회로

Claims (20)

1. 하나 또는 그 이상의 집적 회로를 포함하는 시스템으로서,
   상기 하나 또는 그 이상의 집적 회로는,
   비디오 이미지를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 조명하는 광원의 세기 설정(an intetnsity setting)을 변경함으로써 상기 시스템의 전력 소모를 감소시키도록 구성되어 있고 또한 상기 비디오 이미지와 연관된 휘도 척도(a brightness metric)에 기초하여 상기 비디오 이미지의 휘도값들을 스케일링하도록 구성되어 있는 조절 회로, 및
   상기 조절 회로에 전기적으로 결합된 분석 회로 - 상기 분석 회로는 상기 스케일링된 휘도값들 및 상기 비디오 이미지에 기초하여 상기 비디오 이미지에 대한 오차 척도(an error metric)를 계산하도록 구성되어 있음 - 를 포함하고,
   상기 조절 회로는 또한 상기 오차 척도가 미리 정해진 값을 초과하는 경우 상기 휘도값들의 스케일링을 감소시킴으로써, 상기 비디오 이미지가 디스플레이될 때 왜곡(distortion)을 감소시키도록 구성되어 있는 하나 또는 그 이상의 집적 회로를 포함하는 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 집적 회로는 상기 조절 회로에 전기적으로 결합된 추출 회로를 포함하고,
   상기 추출 회로는 상기 비디오 이미지와 연관된 상기 휘도 척도를 계산하도록 구성되어 있는 하나 또는 그 이상의 집적 회로를 포함하는 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 휘도 척도가 상기 비디오 이미지에서의 휘도값들의 히스토그램을 포함하는 하나 또는 그 이상의 집적 회로를 포함하는 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 오차 척도가 상기 비디오 이미지에서 픽셀별로 결정되는 하나 또는 그 이상의 집적 회로를 포함하는 시스템.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 조절 회로는 또한 상기 오차 척도에 대한 상기 비디오 이미지에서의 주어진 픽셀의 기여가 미리 정해진 값을 초과하는 경우 상기 비디오 이미지에서의 주어진 픽셀과 연관된 휘도값의 스케일링을 감소시킴으로써, 상기 비디오 이미지가 디스플레이될 때 왜곡을 감소시키도록 구성되어 있는 하나 또는 그 이상의 집적 회로를 포함하는 시스템.
7. 제1항에 있어서, 상기 조절 회로는 또한 상기 비디오 이미지에서의 영역의 크기가 미리 정해진 값을 초과하는 경우 상기 비디오 이미지에서의 영역에서의 픽셀들의 휘도값들의 스케일링을 감소시킴으로써, 상기 비디오 이미지가 디스플레이될 때 왜곡을 감소시키도록 구성되어 있고,
   상기 오차 척도에 대한 상기 영역에서의 주어진 픽셀의 기여가 또 다른 미리 정해진 값을 초과하는 하나 또는 그 이상의 집적 회로를 포함하는 시스템.
8. 제1항에 있어서, 상기 오차 척도에 대한 상기 비디오 이미지에서의 주어진 픽셀의 기여가 상기 스케일링 이전의 초기 휘도값에 대한 상기 스케일링 이후의 휘도값의 비에 대응하는 하나 또는 그 이상의 집적 회로를 포함하는 시스템.
9. 제1항에 있어서, 상기 휘도값들의 스케일링이 픽셀별로 결정되는 하나 또는 그 이상의 집적 회로를 포함하는 시스템.
10. 제1항에 있어서, 상기 비디오 이미지가 비디오 프레임을 포함하는 하나 또는 그 이상의 집적 회로를 포함하는 시스템.
11. 제1항에 있어서, 상기 휘도값들은 상기 광원으로부터 상기 비디오 이미지를 디스플레이하도록 구성된 상기 디스플레이로의 광의 결합을 감쇠시키는 메카니즘의 동적 범위에 기초하여 스케일링되는 하나 또는 그 이상의 집적 회로를 포함하는 시스템.
12. 제1항에 있어서, 상기 광원이 발광 다이오드 또는 형광 램프를 포함하는 하나 또는 그 이상의 집적 회로를 포함하는 시스템.
13. 제1항에 있어서, 상기 시스템이 컴퓨터 시스템을 포함하는 하나 또는 그 이상의 집적 회로를 포함하는 시스템.
14. 제1항에 있어서, 상기 시스템이 휴대용 전자 장치를 포함하는 하나 또는 그 이상의 집적 회로를 포함하는 시스템.
15. 하나 또는 그 이상의 집적 회로를 사용하여 비디오 이미지와 연관된 오차 척도를 계산하는 방법으로서,
    상기 하나 또는 그 이상의 집적 회로를 통해, 비디오 이미지를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 조명하는 광원의 세기 설정을 변경하고 또한 상기 비디오 이미지와 연관된 휘도 척도에 기초하여 상기 비디오 이미지의 휘도값들을 스케일링함으로써 전력 소모를 감소시키는 단계,
    상기 스케일링된 휘도값들 및 상기 비디오 이미지에 기초하여 상기 비디오 이미지에 대한 오차 척도를 계산하는 단계, 및
    상기 오차 척도가 미리 정해진 값을 초과하는 경우 상기 휘도값들의 스케일링을 감소시킴으로써, 상기 비디오 이미지가 디스플레이될 때 왜곡을 감소시키는 단계를 포함하는 비디오 이미지와 연관된 오차 척도 계산 방법.
16. 삭제
17. 제15항에 있어서, 상기 오차 척도에 대한 상기 비디오 이미지에서의 주어진 픽셀의 기여가 미리 정해진 값을 초과하는 경우 상기 비디오 이미지에서의 주어진 픽셀과 연관된 휘도값의 스케일링을 감소시킴으로써, 상기 비디오 이미지가 디스플레이될 때 왜곡을 감소시키는 단계를 더 포함하는 비디오 이미지와 연관된 오차 척도 계산 방법.
18. 제15항에 있어서, 상기 방법은 상기 비디오 이미지에서의 영역이 미리 정해진 값을 초과하는 경우 상기 비디오 이미지에서의 영역에서의 픽셀들의 휘도값들의 스케일링을 감소시킴으로써, 상기 비디오 이미지가 디스플레이될 때 왜곡을 감소시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 오차 척도에 대한 상기 영역에서의 주어진 픽셀의 기여가 또 다른 미리 정해진 값을 초과하는 비디오 이미지와 연관된 오차 척도 계산 방법.
19. 제15항에 있어서, 상기 오차 척도에 대한 상기 비디오 이미지에서의 주어진 픽셀의 기여가 상기 스케일링 이전의 초기 휘도값에 대한 상기 스케일링 이후의 휘도값의 비에 대응하는 비디오 이미지와 연관된 오차 척도 계산 방법.
20. 제15항에 있어서, 상기 오차 척도가 상기 비디오 이미지에서 픽셀별로 결정되는 비디오 이미지와 연관된 오차 척도 계산 방법.

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