RU2443072C1 - Подавление блика lcd - Google Patents

Подавление блика lcd Download PDF

Info

Publication number
RU2443072C1
RU2443072C1 RU2010133148/07A RU2010133148A RU2443072C1 RU 2443072 C1 RU2443072 C1 RU 2443072C1 RU 2010133148/07 A RU2010133148/07 A RU 2010133148/07A RU 2010133148 A RU2010133148 A RU 2010133148A RU 2443072 C1 RU2443072 C1 RU 2443072C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
backlight
flare
image
display
veiling
Prior art date
Application number
RU2010133148/07A
Other languages
English (en)
Inventor
Грегори Дж. УОРД (US)
Грегори Дж. Уорд
Джеймс Э. ХАРРИСОН (US)
Джеймс Э. ХАРРИСОН
Хельге ЗЕТЦЕН (CA)
Хельге ЗЕТЦЕН
Мэттью М. ТРЕНТАКОСТЕ (CA)
Мэттью М. ТРЕНТАКОСТЕ
Original Assignee
Долби Лэборетериз Лайсенсинг Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=40409787&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2443072(C1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Долби Лэборетериз Лайсенсинг Корпорейшн filed Critical Долби Лэборетериз Лайсенсинг Корпорейшн
Application granted granted Critical
Publication of RU2443072C1 publication Critical patent/RU2443072C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3406—Control of illumination source
    • G09G3/342—Control of illumination source using several illumination sources separately controlled corresponding to different display panel areas, e.g. along one dimension such as lines
    • G09G3/3426—Control of illumination source using several illumination sources separately controlled corresponding to different display panel areas, e.g. along one dimension such as lines the different display panel areas being distributed in two dimensions, e.g. matrix
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/06—Adjustment of display parameters
    • G09G2320/0626—Adjustment of display parameters for control of overall brightness
    • G09G2320/0646—Modulation of illumination source brightness and image signal correlated to each other
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/06—Adjustment of display parameters
    • G09G2320/066—Adjustment of display parameters for control of contrast
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2360/00—Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/16—Calculation or use of calculated indices related to luminance levels in display data
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3648—Control of matrices with row and column drivers using an active matrix

Abstract

Изобретение относится к средствам отображения. Техническим результатом является подавление блика LCD. Результат достигается тем, что блик LCD снижают посредством настройки подсветки к уровню, где LCD блик является не видимым, и последующим вводом моделированной вуалирующей засветки. Засветка дополнительно настраивается посредством моделирования подсветки для скрытия геометрии (например, LED массива) подсветки. Снижение выполняется, например, посредством обработки сигналов для возбуждения подсветки и переднего модулятора в устройстве дисплея с двойной модуляцией. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Часть раскрытия этого патентного документа содержит материал, который подлежит защите авторских прав. Владелец авторских прав не возражает против факсимильного воспроизведения патентного документа или раскрытия патента кем-либо, так как он фигурирует в архиве или регистре Патентного ведомства США, но в остальном полностью сохраняет за собой все авторские права.
По данной заявке испрашивается приоритет по дате подачи предварительной заявки на патент США №61/020104, поданной 9 января 2008 года и включенной в данный документ посредством ссылки в полном объеме.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к подавлению артефактов и конкретно к подавлению блика LCD. Настоящее изобретение относится к улучшению существующего способа вычисления изображений для LCD и LED.
Уровень техники
Динамический диапазон равен отношению интенсивностей наиболее ярких частей сцены и наименее ярких частей сцены. Например, изображение, проецируемое видеопроекционной системой, может иметь максимальный динамический диапазон 300:1.
Зрительная система человека способна распознать элементы сцен, которые обладают очень высокими динамическими диапазонами. Например, человек в ярко освещенный солнцем день может заглянуть в тень неосвещенного гаража и увидеть детали объектов в тени, хотя яркость прилегающих освещенных солнцем областей может быть в тысячи раз больше яркости в затененной части сцены. Для создания реалистичной визуализации такой сцены может понадобиться дисплей с динамическим диапазоном свыше 1000:1. Термин "большой динамический диапазон" означает динамический диапазон 800:1 или более.
Современные цифровые системы формирования изображения способны захватить и записать цифровые представления сцен, в которых сохраняется динамический диапазон сцены. Компьютерные системы формирования изображения способны синтезировать изображения с высоким динамическим диапазоном. Однако современные устройства отображения не способны визуализировать изображения способом, который точно воспроизводит большие динамические диапазоны.
В Blackham et al., патенте США №5978142, описана система проецирования изображения на экран. Система обладает первым и вторым модуляторами света, которые оба модулируют свет от источника света. Каждый из модуляторов света модулирует свет от источника на уровне пикселей. Смодулированный обоими модуляторами света свет проецируется на экран.
В Gibbon et al., заявке PCT № PCT/US01/21367 описана проекционная система, которая включает в себя премодулятор. Премодулятор управляет количеством света, падающим на устройство отображения деформируемых зеркал. Отдельный премодулятор можно использовать для затемнения выделенной области (например, для квадранта).
В Whitehead et al., патенте США 6891672 и в связанных с ним патентах и патентных заявках описано множество техник, включающих в себя среди прочих, осуществление и усовершенствование дисплеев с двойной модуляцией, где модулированная подсветка (т.н. локальное затемнение) проецируется на передний модулятор (например, LCD) дисплея.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Авторы настоящего изобретения понимают необходимость улучшения способов вычисления изображений для LCD и LED. В одном из вариантов осуществления настоящее изобретение относится к дисплею, состоящему из переднего модулятора, подсветки, настроенной для получения модулированного светового сигнала, освещающего передний модулятор, и контроллера, настроенного для обработки сигнала изображений в сигнал управления подсветкой и в сигнал управления переднего модулятора, где, по меньшей мере, один из сигналов управления подсветкой и управления передним модулятором содержит сигнал управления с удаленным артефактом и с искусственным эффектом, введенным в изображение, получаемое посредством сигналов. Артефакт может содержать, например, блик LCD, а искусственный эффект может содержать, например, вуалирующую засветку. Например, вуалирующая засветка формируется для минимизации эффектов, вызванных геометрией подсветки.
В другом варианте осуществления изобретение может относиться к дисплею, содержащему передний модулятор, подсветку, настроенную для получения модулированного светового сигнала, освещающего передний модулятор, и контроллер, настроенный для получения сигнала управления подсветкой и сигнала управления переднего модулятора из сигнала изображения, где, по меньшей мере, один из сигналов управления подсветкой и управления передним модулятором содержит настройку значений, которые минимизируют появление блика LCD. Корректировка значений может содержать, например, уменьшение видимого блика в отображаемом изображении, и, например, можно настроить ввод вуалирующей засветки для скрытия артефактов, связанных с подсветкой.
Изобретение также можно осуществлять как способ, включающий в себя способ возбуждения дисплея с двойной модуляцией, содержащий этапы определения блика, который может быть виден на выходе дисплея, настройки уровней возбуждения подсветки, чтобы уменьшить блик, добавления моделированной вуалирующей засветки и настройки моделирования подсветки для получения формы вуалирующей засветки, чтобы скрыть геометрию подсветки. Подсветка может содержать, например, LED массив, и настройка моделирования подсветки скрывает геометрию LED массива.
В еще одном варианте осуществления изобретение может относиться к способу возбуждения дисплея, содержащего модулированную подсветку и передний модулятор, освещаемый посредством модулированной подсветки, содержащий этапы вычисления изображения переднего модулятора и изображения моделированной подсветки из данных изображений, определения местоположений, по меньшей мере, одной LED "границы", моделирования вуалирующей засветки, вычисления изображения подавления подсветки, настроенного для компенсирования области, где "граница" выходит за пределы моделированной засветки, пересчета моделированной подсветки в свет изображения подавления подсветки, определения "недостающих" источников засветки, вычисления вуалирующей засветки для каждого недостающего источника засветки, и построения нового изображения LCD, содержащего вычисленные вуалирующие засветки. Передний модулятор может содержать, например, LCD панель, и подсветка, например, может содержать LED массив. Подсветка может содержать любую из LED массивов RGB, RGBW или RGB плюс дополнительный цвет(а) (или белый цвет).
Вуалирующую засветку можно моделировать, например, через свертку. Например, этап определения областей может содержать вычитание изображения сверки, используемого для получения моделированной засветки от изображения "границы". Этап подавления определенных областей может содержать, например, использование умножителя для каждого пикселя, где "граница" выходит за пределы предопределенного эпсилона (ничтожна малая величина) моделированной засветки. Этап пересчета может содержать, например, применение изображения подавления подсветки, по меньшей мере, к части данных изображений, используемого для создания моделирования подсветки и, затем, для пересчета моделирования подсветки.
Части устройства и способа можно легко осуществить путем программирования на компьютере общего назначения или на сетевых компьютерах, и результаты можно отображать на устройстве вывода, соединенном с любым из сетевых компьютеров, компьютером общего назначения, или можно передать удаленному устройству для вывода или отображения. Кроме того, любой из компонентов по настоящему изобретению, представленный в компьютерной программе, последовательности данных и/или в сигналах управления можно осуществить в виде электронного сигнала, пересылаемого (или передаваемого) на любой частоте в любой среде, включая в качестве неограничивающих примеров, беспроводные широковещательные рассылки, пересылки по медному проводу(ам), волоконно-оптическому кабелю(ям) и коаксиальному кабелю(ям), и т.д.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Более полную оценку изобретения и множество его сопутствующих преимуществ легче получить, так же как легче понять посредством ссылок на следующее подробное описание при рассмотрении в связи с приложенными фигурами, где:
Фиг.1 представляет собой иллюстрацию блика LCD;
Фиг.2 представляет собой блок-схему последовательности операций варианта осуществления настоящего изобретения; и
Фиг.3 представляет собой схему, иллюстрирующую реализацию варианта осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к улучшению существующего способа вычисления изображений для LCD и LED. Хотя принципы и особенности изобретения предпочтительно применимы к HDR дисплею, они также применимы к любому дисплею с двойной модуляцией, где один из модуляторов является LCD панелью. Динамический диапазон дисплея может быть низким, например, любым из известных в настоящее время LCD панелей с модулированной подсветкой.
Конкретное улучшение по изобретению решает вопрос подсвечивания небольших ярких элементов в темном окружении. В этом случае, LCD панель не может блокировать весь свет от подсветки (например, LED) в темном окружении, и блик таких LED создает, таким образом, границу света, что уменьшает предполагаемую видимость дисплея. Поскольку элемент небольшой, эффект восприятия вуалирующего свечения не достаточен для скрытия LED блика. Так как элемент перемещается по дисплею, в модулированной подсветке, использующей LED, соседние LED включаются и выключаются при необходимости осветить элемент, и блик от таких LED является видимым, и поэтому геометрия массива LED экспонируется наблюдателю.
Теперь, ссылаясь на фигуры, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые или соответствующие части, и более конкретно на фиг.1 настоящего документа, где проиллюстрирован пример блика 100 LCD. Как проиллюстрировано на фиг.1, блик 100 состоит из трех основных частей, из (1) небольшого белого круга с (2) бликом LCD, и, в конце концов, из (3) черного окружения, которое предполагается.
В одном варианте осуществления изобретение представляет собой процесс, который вычисляет, где был бы виден блик от LED, настраивая уровни возбуждения LED, пока не будет виден блик, и добавляя дополнительную смоделированную вуалирующую засветку к изображению для моделирования яркого небольшого элемента. Добавленная засветка затем настраивается посредством моделирования подсветки LED для получения стабильной формы засветки, которая скрывает геометрию LED массива. Примерный процесс, который выполняется в процессоре и/или в контроллере дисплея, проиллюстрирован на фиг.2, включает в себя этап 210 вычисления LCD блика, настройку уровней возбуждения LED (этап 220), добавление смоделированной засветки (этап 230), и настройку моделирования подсветки (этап 240).
Не целесообразно рассчитывать только на возможность идеального вуалирующего свечения дисплея, потому что у дисплеев HDR могут быть трудности при достижении их пика яркости для всех размеров элемента. Вместо этого, небольшие элементы довольно тусклые по сравнению с большими элементами. Таким образом, для небольших элементов степень контрастности панели LCD обеспечивает высоко частотные (пространственные) детали.
Как указано выше, современные LCD не блокируют весь свет, таким образом, когда LCD задается черным цветом, свет от LED подсветки ослабляется, но полностью не гасится. Яркие LED используются для освещения небольших ярких элементов (иметь только крупные яркие элементы не достаточно, также необходимы небольшие яркие элементы). К сожалению, даже когда LCD задается полностью черным цветом, проникает некоторый свет.
Таким образом, при освещении небольшого яркого элемента, такого как круг, на черном (темном) фоне, как правило, наблюдаются три области:
небольшой яркий центральный элемент;
окружающая граница (блик или рассеяние) LED ниже полностью черного участка LCD, которая включает в себя "центральную границу", расположенную выше сильно возбужденных LED, и "окружающую границу", образованную обширной функцией рассеяния точки (PSF) LED;
дополнительные удаленные черные участки LCD плохо освещаемые посредством LED, поэтому они проявляются полностью черными.
Проблема хождения LED усугубляется попытками ярко осветить небольшие яркие элементы. Однако, значительным компонентом проблемы является схема субдискретизации, используемая для вычисления значений возбуждения LED от входного изображения.
В различных осуществлениях алгоритмов, предназначенных для коррекции размытости, входное изображение масштабируется (усредняется) по некоторому количеству фильтрации от разрешения LCD к разрешению LED массива блока задней подсветки (BLU). Например, схема субдискретизации может, по существу, представлять собой фильтр блока (или любой другой фильтр, который вычисляет искомые значения LED) - такие результаты осуществления в системе, где небольшие изменения входного изображения, такие как переход одного пикселя небольшого яркого элемента в черный цвет, может послужить причиной резкого перехода "искомых значений" LED в или с нуля (выключенное состояние).
Используя процессор дисплея Brightside DR37-P можно "перевозбудить" LED для достаточного освещения отдельных небольших ярких элементов. Для опорного осуществления в Matlab, и для нормальной работы процессора дисплея DR37-P используют уровень средней яркости блока вокруг LED для определения уровня возбуждения LED. Таким образом, небольшие яркие элементы, как правило, освещаются слабее, и, поскольку более большие более яркие элементы перемещаются ближе к небольшим ярким элементам, у малых элементов увеличивается яркость. Такое изменение яркости нежелательно, и артефакт границы является случайным побочным эффектом попытки полностью осветить небольшие элементы.
Значения возбуждения LED, следуя понижающей дискретизации, вычисляются посредством процесса "обмена", в котором пытаются принять во внимание количество света, вносимого от соседних LED. Этап обмена можно рассматривать как фильтр увеличения резкости, который снижает значения возбуждения LED в областях однородности, и увеличивает значения возбуждения на краях или в изолированных элементах. Поскольку значения возбуждения LED ограничены в диапазоне [0,0; 1,0], для отдельного LED возможен резкий переход между выключением и полным включением от одного кадра к другому.
В одном из вариантов осуществления настоящее изобретение можно воплотить, например, следующими этапами.
1. Вычислить LCD1 изображение и моделированное изображение подсветки, B1, используя стандартный способ.
2. Смоделировать конечный HDR дисплей, D1, приняв минимальный коэффициент пропускания LCD.
3. Вычесть исходный (масштабируемый) HDR, H0, из моделированного дисплея для определения местоположения "границ" LED. Назовем это изображение L1.
4. Смоделировать вуалирующую засветку, связанную с "идеальным" дисплеем входного изображения, используя формулу свертки вуалирующей засветки, приведенную ниже. Назовем это изображение G1. Используем +/-3 LED на размер фильтра засветки.
5. Определяем, где необходима граница LED для подавления посредством определения областей, где граница выходит за пределы засветки. Это можно сделать посредством вычитания указанного выше изображения G1 со сверткой из изображения границы LED L1, вычисленного на этапе 3, и, если значение выходит за пределы некоторого небольшого эпсилон (в данном патенте использовалось 0,0005), для такого пикселя используем умножитель вуалирования/границы. Для других точек используем 1,0 (единичное масштабирование). Поскольку это фактические значения светодиодов, которые необходимо подавить, мы понижаем дискретизацию конечного изображения до разрешения шестнадцатеричной сетки подсветки, используя функцию минимизации (например, Гауссово ядро). Назовем это подавление подсветки изображения Rb.
6. После применения указанного выше масштабирования Rb к LED пересчитываем изображение модулируемой подсветки, так же как и на этапе 1, используя значения управления настроенной подсветки. Назовем его B2.
7. Вычисляем "недостающие" источники засветки отрегулированного дисплея посредством вычитания нового моделирования D2 дисплея из исходного (масштабируемого) входа HDR H0. Устанавливаем отрицательные значения разницы изображений на ноль. Назовем их Sm.
8. Используем указанные выше источники Sm в формуле свертки из этапа 4 для определения недостающего блика, который должен быть ощутим для наблюдателя, но не ощутим, потому что наша яркая точка(и) теперь очень тусклая. Назовем такой "недостающий" блик Gm.
9. Добавляем вычисленный "недостающий блик" к значениям исходного входа HDR для достижения нового искомого изображения, H0+Gm. Используем этот объект для вычисления фактических значений пикселей переднего плана для выхода изображения LCD2 при изображении подсветки B2.
Результат представляет собой дисплей с моделированным бликом в областях, где настоящий блик должен быть ощутим для наблюдателя и достаточен для маскировки для остальных границ LED.
Представления:
B1 = физические единицы
LCD1 изображение = нормированные единицы
D1 = физические единицы
H0 = физические единицы (первоначально нормированные на единицу)
L1 = физические единицы
G1 = физические единицы
L1-G1 = физические единицы
Rb = нормированные единицы
B2 = физические единицы
D2 = физические единицы
Sm = физические единицы
Gm = физические единицы
H0+Gm = физические единицы
LCD2 изображение = нормированные единицы
Самые дорогостоящие части этого вычисления представлены на этапах 4 и 8, где вычисляется вуалирующая засветка. Вместо того чтобы использовать относительно большой фильтр засветки при полном разрешении LCD панели, отделяем фильтр засветки внутри компонентов с низкой частотой и высокой частотой и применяем компонент с низкой частотой к изображению с пониженной дискретностью, затем получаем высококачественный результат;
применяем компонент с высокой частотой к исходному изображению;
складываем оба результата.
Следующие наиболее дорогостоящие части этого вычисления представлены на этапах 1 и 6, где моделируется подсветка. Один вариант представляет собой использование результатов этапа 1, и настраиваем только его, где на этапе 6 LED меняют значения на значительную величину (или на любую величину). Это ограничивает вычисление моделирования области света для значений LED, которые меняются, а не для всех LED дисплея. Хотя, нужно обеспечить достаточно вычислительной мощности для вычисления полной подсветки для любого блика входа.
В конечном итоге, вместо вычисления исходных LCD1 и B1 на этапе 1, используя стандартный метод, альтернативное вычисление представляет собой запуск с большой ошибкой (т.е. включение всех/или множество LED) и ее снижение алгоритмом (этапы 2-9).
Алгоритм подавления, скорее всего, восприимчив к алгоритму понижения дискретизации, используемому для первоначальной настройки значения LED. Анализ выполнения алгоритма по сравнению с различными схемами понижения дискретизации показывает, что, тем не менее, LED будут осуществлять резкие переходы из выключенного состояния во включенное и из включенного в выключенное, обусловленные тем, что схема понижения дискретизации чрезвычайно восприимчива к положению небольших ярких элементов в изображении.
Критические параметры представляют собой функцию вуалирующей яркости (хотя это приблизительно та же функция для очень широкого класса блоков наблюдения и она не привязана к конкретному дисплею).
Техника подавления, осуществляемая в настоящем изобретении, относится к способу решения проблем освещения небольшого яркого элемента в темном обрамлении. В первую очередь способ обозревает/определяет вуалирующую засветку элементов изобретения и подавляет границы LED, которые выходят за ее пределы. Затем способ добавляют в моделирование блика, который должен присутствовать в отсутствие сигнала возбуждения. Способ обладает дополнительным преимуществом моделированных источников, более ярких, чем обычно их можно представить, например, солнце или другие интенсивные источники повышенной яркости.
Образцовая техника подавления по настоящему изобретению содержит следующие этапы.
(1) Вычисляют значения возбуждения LED, вычисляют моделированное изображение подсветки, вычисляют изображение LCD.
(2) Моделируют конечный дисплей HDR посредством выбора минимального коэффициента пропускания LCD.
(3) Вычитают исходный (масштабированный) HDR дисплей из моделированного дисплея для определения местоположения "границ" LED.
(4) Моделируют вуалирующую засветку, связанную с "идеальным" дисплеем входного изображения, используя ядро свертки.
(5) Определяют, где необходима граница LED для подавления посредством определения областей, где граница выходит за пределы засветки. Определяют области, где граница выходит за пределы засветки, что можно сделать посредством вычитания изображения со сверткой из изображения границы LED, вычисленного в (3), и, затем, если значение выходит за пределы эпсилон (например, 0,0005), используют умножитель вуалирования/границы для такого пикселя. Для других пикселей используют, например, единичное масштабирование (1,0). Поскольку это фактические значения LED, которые необходимо подавить, дискретизацию понижают до разрешения шестнадцатеричной сетки подсветки. Понижение дискретизации можно выполнить, используя, например, такую же функцию понижения дискретизации, как ту, что использовалась для вычисления значений возбуждения LED на этапе (1) (например, функция минимизации (в идеальном случае), гауссово ядро и т.п.).
(6) Пересчитывают изображение модулируемой подсветки, так же как в (1), используя значения управления настроенной подсветки.
(7) Вычисляют "недостающие" источники засветки отрегулированного дисплея посредством вычитания нового моделирования дисплея из исходного (масштабируемого) входа HDR. Устанавливают отрицательные значения разницы изображений на ноль.
(8) Используют указанные выше источники формулы свертки из (4) для определения недостающего блика, который должен быть ощутим для наблюдателя, но не ощутим, потому что яркая точка(и) теперь очень тусклая.
(9) Добавляют вычисленный "недостающий" блик к значениям исходного входа HDR для достижения нового искомого изображения. Используют этот объект для вычисления фактических значений пикселей переднего плана для выхода LCD.
Ядро свертки на этапе (4) можно, например, выразить как:
Figure 00000001
Другая возможная свертка будет выглядеть следующим образом:
Convolve[t=0,max_theta]((1,58724464>t)?
9,2/((t>,00291)?t:,00291)^3,44:
9,2*(1,5+t)/t));
Эксцентриситет (angle) выражается в градусах от каждого пикселя, который рассчитывается на основе ожидаемого расстояния от зрителя до экрана. Max_angle, как правило, принимает значения приблизительно между 1 и 4 расстояниями LED и основан на расстоянии от зрителя до экрана, и его настраивают, например, на 7 градусов, или там, где формула свертки спадает на менее чем 1/2 доли процента от своего максимума при angle=0.
Результат способа представляет собой дисплей с моделированным бликом в областях, где настоящий блик должен быть ощутим для наблюдателя и достаточен для маскировки для остальных границ LED.
Способы или техники, описанные выше, можно осуществить, например, для дисплея с двойной модуляцией, который, например, содержит структуру 300, как проиллюстрировано на фиг.3. Данные 305 изображений подаются на вход контроллера 310, и обрабатываются контроллером, который включает в себя процессор 320, который включает в себя идентификатор 322 бликов, регулятор 324 уровня возбуждения, и модулятор 326 вуали, и регулятор 328 моделирования подсветки, каждый из них настроен по одному или нескольким описанным выше способам/техникам.
Интерфейс 330 подсветки обеспечивает данные для возбуждения массива 350 LED, и интерфейс LCD настроен для возбуждения LCD передней панели 360. Массив 350 LED и LCD передняя панель 360 обеспечивают двойную модуляцию, вычисленную/настроенную по одному или нескольким описанным выше способам/техникам.
В описании предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, проиллюстрированного на фигурах, для ясности используется особая терминология. Однако настоящее изобретение не преследует цель ограничиться выбранной терминологией, и следует понимать, что каждый особый элемент включает в себя все технические эквиваленты, которые работают аналогично. Например, при описании LED BLU можно заменить устройство на любое другое аналогичное, такое как лазерный или на основе кремния световые массивы, кремниевые отражающие массивы (например, LCoS), лазеры DLP, электронная бумага, источники органического света (например, OLED), или другие устройства с источником света с аналогичной функцией или способностью, независимо от того, перечисляются ли они в настоящем документе. Кроме того, авторы изобретения признают, что сейчас не известно, можно ли новые развивающиеся технологии заменить описанными деталями и что они все еще не отклоняются от объема настоящего изобретения. Все остальные описанные элементы, включая в качестве неограничивающих примеров системы дисплеев с двойной модуляцией, дискретизаторы, фильтры, LCD, LED и т.п. также стоит рассматривать с учетом всех доступных аналогов.
Как очевидно специалистам в компьютерной области, части по настоящему изобретению можно удобно осуществить, используя стандартный компьютер общего назначения или специализированный цифровой компьютер или микропроцессор, запрограммированный по идее настоящего описания.
Как очевидно специалистам в компьютерной области, можно легко подготовить посредством опытных программистов соответствующую системную программу на основе идеи настоящего описания. Как легко поймут специалисты в данной области на основе настоящего описания, изобретение также можно осуществить посредством подготовки интегральных схем специализированного применения или посредством схем соединения подходящей сети стандартных компонентов.
Настоящее изобретение относится к программному продукту, который является средой (носителем) для хранения информации с записанными на/в ней инструкциями, которые можно применять для управления компьютером, или служат причиной, для выполнения любых способов по настоящему изобретению. Среда для хранения информации может включать в себя в качестве неограничивающих примеров любой тип диска, включая дискеты, мини-диски (MD), оптические диски, DVD, HD-DVD, Blue-ray, CD-ROM, CD или DVD RW+/-, микропривод и магнитно-оптические диски, ROM, RAM, EPROM, EEPROM, DRAM, VRAM, устройства флэш-памяти (включая флэш-карты, карты памяти), магнитные или оптические карты, сим-карты, MEMS, наносистемы (включая ИС молекулярного ЗУ), устройства RAID, удаленное хранилище данных/архив/долговременное хранение, или любой тип носителя или устройства, подходящего для хранения инструкций и/или данных.
Настоящее изобретение, хранимое на одной из доступных для чтения компьютером сред (носителей), включает в себя программное обеспечение для управления аппаратной частью компьютера общего назначения/специализированного компьютера или микропроцессора и для возможности компьютеру или микропроцессору взаимодействовать с пользователем или с другим механизмом, используя результаты по настоящему изобретению. Такое программное обеспечение может включать в себя в качестве неограничивающих примеров драйверы устройств, операционные системы и пользовательские приложения. В конечном итоге, такие доступные для чтения компьютером носители дополнительно включают в себя программное обеспечение для выполнения настоящего изобретения, как описано выше.
Модули программного обеспечения для осуществления идеи настоящего изобретения включены в составление программы (программное обеспечение) обычного/специализированного компьютера или процессора, включая в качестве неограничивающих примеров вычисление/моделирование подсветок изображений и конечных дисплеев, вычисления для определения, добавления, вычитания, сворачивания и сравнения любого из изображений, элементов изображения, аберраций, бликов, засветок, границ, вуалей и отображения, хранения или связей результатов по способам настоящего изобретения.
Настоящее изобретение может соответственно содержать, состоять из или по существу состоять из любого элемента, части, признака изобретения и их эквивалентов. Кроме того, наглядно описанное в настоящем документе настоящее изобретение можно осуществлять в отсутствие какого-либо элемента, если оно специально не описано в настоящем документе. Очевидно, что возможно множество модификаций и вариантов по настоящему изобретению в свете описанных выше идей. Таким образом, следует понимать, что в объеме прилагаемой формулы изобретения, изобретение можно осуществлять иначе, чем конкретно указано в настоящем документе.

Claims (20)

1. Способ возбуждения дисплея с двойной модуляцией, содержащий этапы, на которых:
определяют блик, который будет виден на выходе дисплея;
настраивают уровни возбуждения подсветки так, чтобы уменьшить блик;
добавляют моделированную вуалирующую засветку; и
настраивают моделирование подсветки для получения формы вуалирующей засветки, чтобы скрыть геометрию подсветки.
2. Способ по п.1, при котором подсветка содержит LED массив и настраивание моделирования подсветки скрывает геометрию LED массива.
3. Способ возбуждения дисплея, содержащий модулированную подсветку и передний модулятор, освещаемый посредством модулированной подсветки, содержащий этапы, на которых:
вычисляют изображение переднего модулятора и изображение моделированной подсветки из данных изображения;
определяют местоположения, по меньшей мере, одной LED "границы";
моделируют вуалирующую засветку;
вычисляют изображение подавления подсветки, сконфигурированное с возможностью компенсирования областей, где "граница" выходит за пределы моделированной засветки;
пересчитывают моделированную подсветку с учетом изображения подавления подсветки;
определяют "недостающие" источники засветки;
вычисляют вуалирующую засветку для каждого недостающего источника засветки;
создают новое LCD изображение, содержащее вычисленные вуалирующие засветки.
4. Способ по п.3, при котором передний модулятор содержит LCD панель.
5. Способ по п.3, при котором вуалирующую засветку моделируют через свертку.
6. Способ по п.5, при котором свертка содержит процесс, содержащий:
для angle=[0:degreesPerPixel:max_angle],
если angle<0,5
mag(index)=9,2/(0,5^2);
или
mag(index)=9,2/(angle^2);
конец
index++
конец.
7. Способ по п.5, при котором свертка содержит:
Convolve[t=0,max_theta]((1,58724464>t)?
9,2/((t>,00291)?t:,00291)^3,44:
9,2*(1,5+t)/t)).
8. Способ по п.3, в котором этап идентифицирования областей содержит этап, на котором вычитают изображение свертки, используемое для создания моделированной засветки из изображения "границы".
9. Способ по п.3, в котором этап подавления идентифицированных областей содержит этап, на котором используют умножитель для каждого пикселя, где "граница" выходит за пределы предопределенной ничтожно малой величины моделированной засветки.
10. Способ по п.3, в котором этап пересчета содержит этап, на котором применяют изображение подавления подсветки, по меньшей мере, к части данных изображения, используемого для создания моделирования подсветки и затем для пересчета моделирования подсветки.
11. Способ по п.3, при котором:
способ воплощен в наборе компьютерных инструкций, хранящихся на считываемом компьютером носителе;
при этом упомянутые компьютерные инструкции, когда загружены в компьютер, предписывают компьютеру выполнять этапы способа.
12. Способ по п.11, при этом упомянутые компьютерные инструкции являются скомпилированными компьютерными инструкциями, хранящимися в виде исполняемой программы на упомянутом считываемом компьютером носителе.
13. Считываемый компьютером носитель и набор инструкций, хранящийся на считываемом компьютером носителе, которые, когда загружены в компьютер, предписывают компьютеру выполнять этапы, на которых:
определяют блик, который будет виден на изображении на выходе дисплея;
настраивают уровни возбуждения подсветки дисплея так, чтобы блик снизился; и
добавляют к изображению моделированную вуалирующую засветку.
14. Считываемый компьютером носитель по п.13, в котором этапы дополнительно содержат настройку подсветки дисплея для получения формы вуалирующей засветки, которая снижает видимость геометрии подсветки.
15. Дисплей, содержащий:
передний модулятор;
подсветку, выполненную с возможностью производить модулированный свет, освещающий передний модулятор; и
контроллер, выполненный с возможностью производить сигнал управления подсветкой и сигнал управления передним модулятором из сигнала изображения;
при этом, по меньшей мере, один из сигнала управления подсветкой и сигнала управления передним модулятором содержит настройку значений, которые минимизируют появление LCD блика.
16. Дисплей по п.15, в котором настройка значений содержит снижение видимого блика в отображаемом изображении и ввод вуалирующей засветки, выполненной с возможностью затемнять артефакты, связанные с подсветкой.
17. Дисплей по п.16, в котором артефакт содержит артефакты, связанные с геометрией подсветки.
18. Дисплей, содержащий:
передний модулятор;
подсветку, выполненную с возможностью производить модулированный свет, освещающий передний модулятор; и
контроллер, выполненный с возможностью обработки сигнала изображения в сигнал управления подсветкой, и сигнал управления передним модулятором;
причем, по меньшей мере, один из сигнала управления подсветкой и сигнала управления передним модулятором содержит сигнал управления с удаленным артефактом и с искусственным эффектом, введенным в изображение, производимое посредством сигналов.
19. Дисплей по п.18, в котором артефакт содержит LCD блик и искусственный эффект содержит вуалирующую засветку.
20. Дисплей по п.19, в котором вуалирующая засветка выполнена с возможностью минимизации эффектов, вызванных геометрией подсветки.
RU2010133148/07A 2008-01-09 2009-01-06 Подавление блика lcd RU2443072C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US2010408P 2008-01-09 2008-01-09
US61/020,104 2008-01-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2443072C1 true RU2443072C1 (ru) 2012-02-20

Family

ID=40409787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010133148/07A RU2443072C1 (ru) 2008-01-09 2009-01-06 Подавление блика lcd

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8698729B2 (ru)
EP (1) EP2240924B1 (ru)
JP (2) JP5498956B2 (ru)
CN (1) CN101911168B (ru)
BR (1) BRPI0906812A2 (ru)
DK (1) DK2240924T3 (ru)
RU (1) RU2443072C1 (ru)
WO (1) WO2009089211A1 (ru)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8531380B2 (en) * 2008-07-22 2013-09-10 Sharp Laboratories Of America, Inc. Methods and systems for area adaptive backlight management
PL2364458T3 (pl) 2008-11-14 2016-10-31 Niestandardowe PSF stosujące źródła światła w klastrach
CN105842916A (zh) * 2009-04-15 2016-08-10 杜比实验室特许公司 显示器、显示方法及生成光的方法
DK2539880T3 (en) 2010-02-22 2015-05-18 Dolby Lab Licensing Corp Methods and systems to reduce energy consumption in double modulation displays
US20110304597A1 (en) * 2010-06-09 2011-12-15 Apple Inc. Low power backlight for display
CN102563545B (zh) 2010-12-17 2015-05-06 杜比实验室特许公司 用于显示器的量子点调制
CN104364839B (zh) 2012-06-15 2017-12-29 杜比实验室特许公司 用于控制双调制显示器的系统和方法
US20140002769A1 (en) * 2012-06-28 2014-01-02 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Side-edge non-uniform duty ratio backlight driving method
JP5777820B2 (ja) * 2012-08-15 2015-09-09 富士フイルム株式会社 表示装置
AU2014263111B2 (en) 2013-05-07 2017-04-27 Dolby Laboratories Licensing Corporation Multi-half-tone imaging and dual modulation projection/dual modulation laser projection
CN114554123A (zh) * 2014-05-15 2022-05-27 Mtt创新公司 优化用于多投影仪系统的驱动方案
US10163408B1 (en) * 2014-09-05 2018-12-25 Pixelworks, Inc. LCD image compensation for LED backlighting
US9903563B2 (en) 2016-04-11 2018-02-27 Landscape Forms, Inc. Low glare LED luminaire
US10720091B2 (en) 2017-02-16 2020-07-21 Microsoft Technology Licensing, Llc Content mastering with an energy-preserving bloom operator during playback of high dynamic range video
CN109448640A (zh) * 2018-10-29 2019-03-08 天津大学 一种基于lcd-led双调制高动态显示器的hdr图像显示方法
US10699673B2 (en) * 2018-11-19 2020-06-30 Facebook Technologies, Llc Apparatus, systems, and methods for local dimming in brightness-controlled environments
TWI718895B (zh) * 2020-03-10 2021-02-11 友達光電股份有限公司 顯示器的光學補償系統及其光學補償方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2139559C1 (ru) * 1997-08-04 1999-10-10 ОПТИВА, Инк. Жидкокристаллический дисплей
WO2003077013A2 (en) * 2002-03-13 2003-09-18 The University Of British Columbia High dynamic range display devices
RU2226708C2 (ru) * 2001-09-21 2004-04-10 ОПТИВА, Инк. Жидкокристаллический дисплей с отражающим поляризатором

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4816876A (en) 1985-11-27 1989-03-28 Pryor Paul L Contrast control for lens
GB2317290B (en) 1996-09-11 2000-12-06 Seos Displays Ltd Image display apparatus
CN1237791C (zh) 2000-07-03 2006-01-18 图象公司 用于增强透射系统动态范围的设备和技术
US6952195B2 (en) * 2000-09-12 2005-10-04 Fuji Photo Film Co., Ltd. Image display device
ES2351206T3 (es) 2001-02-27 2011-02-01 Dolby Laboratories Licensing Corporation Dispositivo de visualización de alta relación de contraste dinámico.
EP1453030B1 (en) * 2001-11-02 2011-06-22 Sharp Kabushiki Kaisha Image display apparatus
US7760943B2 (en) 2003-10-02 2010-07-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method to speed-up Retinex-type algorithms
JP4628770B2 (ja) 2004-02-09 2011-02-09 株式会社日立製作所 照明装置を備えた画像表示装置及び画像表示方法
JP2005309338A (ja) 2004-04-26 2005-11-04 Mitsubishi Electric Corp 画像表示装置および画像表示方法
KR100985858B1 (ko) 2004-04-27 2010-10-08 삼성전자주식회사 액정표시장치
US7525528B2 (en) * 2004-11-16 2009-04-28 Sharp Laboratories Of America, Inc. Technique that preserves specular highlights
KR101113236B1 (ko) 2005-04-26 2012-02-20 삼성전자주식회사 다이나믹한 영상을 위한 백라이트 유닛 및 이를 채용한디스플레이 장치
KR100587022B1 (ko) 2005-05-18 2006-06-08 삼성전기주식회사 디밍 회로를 갖는 ｌｅｄ 구동회로
JP2007240858A (ja) 2006-03-08 2007-09-20 Mitsubishi Electric Corp 照明装置、映像表示装置、および映像信号制御方法
JP2007322882A (ja) 2006-06-02 2007-12-13 Sony Corp 表示装置および表示制御方法
US20070285379A1 (en) * 2006-06-09 2007-12-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Liquid crystal display and method of adjusting brightness for the same
KR100831369B1 (ko) * 2006-06-09 2008-05-21 삼성전자주식회사 표시장치용 백라이트장치 및 그 밝기조절방법
JP2008158372A (ja) * 2006-12-26 2008-07-10 Sony Corp 液晶表示装置、および液晶表示制御方法、並びにコンピュータ・プログラム
EP2162875A1 (en) * 2007-07-04 2010-03-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and system for driving a backlight in a display
JP4655079B2 (ja) 2007-11-06 2011-03-23 ソニー株式会社 液晶表示装置、液晶表示モジュールおよび液晶表示装置の駆動方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2139559C1 (ru) * 1997-08-04 1999-10-10 ОПТИВА, Инк. Жидкокристаллический дисплей
RU2226708C2 (ru) * 2001-09-21 2004-04-10 ОПТИВА, Инк. Жидкокристаллический дисплей с отражающим поляризатором
WO2003077013A2 (en) * 2002-03-13 2003-09-18 The University Of British Columbia High dynamic range display devices

Also Published As

Publication number Publication date
DK2240924T3 (en) 2016-07-04
JP5498956B2 (ja) 2014-05-21
CN101911168B (zh) 2013-11-27
US8698729B2 (en) 2014-04-15
EP2240924B1 (en) 2016-04-27
BRPI0906812A2 (pt) 2015-07-14
JP2011511306A (ja) 2011-04-07
EP2240924A1 (en) 2010-10-20
JP2013077020A (ja) 2013-04-25
US20100277515A1 (en) 2010-11-04
CN101911168A (zh) 2010-12-08
WO2009089211A1 (en) 2009-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2443072C1 (ru) Подавление блика lcd
Seetzen et al. High dynamic range display systems
RU2472234C2 (ru) Устройство управления жидкокристаллическим дисплеем, жидкокристаллический дисплей, способ управления жидкокристаллическим дисплеем, программа и носитель данных для программы
JP6749953B2 (ja) 拡張ダイナミックレンジ・プロジェクタにおけるｄｃｉおよびその他のコンテンツの表示
JP5695910B2 (ja) ビデオ信号の時間フィルターリング
JP4806102B2 (ja) 液晶表示装置の制御装置、液晶表示装置、液晶表示装置の制御方法、プログラムおよび記録媒体
US10536689B2 (en) Projection display providing additional modulation and related methods
JP5529548B2 (ja) 複数の変調器ディスプレイシステムおよび関連する方法
JP2008203292A (ja) 画像表示装置、及び画像表示方法
ES2827450T3 (es) Sistema y método para atenuación local en pantallas multi-modulación
JP2011514544A (ja) ディスプレイの制御
JP2003131322A (ja) 照明装置および投射型表示装置とその駆動方法
CA3123801C (en) Multi-half-tone imaging and dual modulation projection/dual modulation laser projection
JP2014059530A (ja) 調光制御装置、画像表示装置、調光制御方法及びプログラム
JP6201720B2 (ja) 画像表示装置および制御装置
JP2005257761A (ja) 画像表示装置及び画像表示方法
CN105338332A (zh) 一种信息处理方法及电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190107