TWI517126B - 使用影像資料區段統計屬性之背光控制方法與系統 - Google Patents

使用影像資料區段統計屬性之背光控制方法與系統 Download PDF

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Description

使用影像資料區段統計屬性之背光控制方法與系統 [相關申請案的交互參照]
本申請案主張2009年12月16日申請的美國專利暫時申請案第61/286,884號的優先權，其完整內容茲以提述方式納入。
本發明係關於用於回應於輸入影像資料而控制雙重調變顯示器的背光面板之系統與方法。本發明系統與方法的一些實施例決定一影像的像素的數個子集(區塊)之每一個的至少二統計屬性(例如，平均與標準差)並且使用它們決定雙重調變顯示器的背光(例如，LED單元)之個別設定，以最好達成顯示影像的對比度的改善(例如極大化)，同時達成穩定背光並且減少(例如極小化)剪輯、輪廓效應、及動作殘影，以及最好也使能源效率最佳化。
在包括申請專利範圍的本說明書中，“對”信號或資料執行操作(例如，過濾、縮放、或是轉換信號或資料)的措辭係被廣義地使用以表示對信號或資料直接執行操作，或是對已處理的信號或資料(例如在操作執行前已經過初步過濾的信號)直接執行操作。
在包括申請專利範圍的本說明書中，措辭“系統”被廣義地使用以表示一裝置、系統、或是子系統。例如，實施 為過濾器的一子系統可被稱為一過濾系統，且包含此一子系統的系統(例如，回應於多個輸入而產生X個輸出信號的系統，其中子系統產生M個輸入且其他的X-M個輸入接收自一外部來源)也可被稱為一過濾系統。
一種被稱為雙重調變顯示器的習知顯示器包括一調變前面板(通常為包括LCD元件的陣列的一LCD面板)及一空間可變背光系統(通常為包括可個別控制LED的陣列的一背光面板)。雙重調變顯示器可提供比傳統顯示器大的對比度。應該包括經由極大化對比，同時極小化視覺殘影(例如，白色剪輯、黑色剪輯、及光暈)及這些殘影的時間變化並且極大化能源效率而選擇背光驅動值(例如LED驅動值)以得到最佳的背光。理想解權衡這些用於一指定應用之標準。最好，背光驅動值控制背光系統以減輕顯示器殘影，諸如亮點剪輯、暗區剪輯、及輪廓效應，以及輸出具有動作與影像變形的變化。
對比度被定義為一顯示器能夠產生的最亮及最暗色彩的比。高對比度對於準確的影像重現是較理想的，但在傳統的顯示器中經常受到限制。一傳統顯示器由一液晶顯示器(LCD)面板及一背光(通常為配置於LCD面板之後的冷陰極螢光燈(CCFL))所組成。顯示器對比度係由LCD對比度設定，通常低於1000：1。雙重調變顯示器通常由結合一液晶顯示器(LCD)面板以及設置在LCD面板之後的個別控制的發光二極體(LED)的陣列而形成。
在雙重調變顯示器中，LCD面板的對比為經由乘上 LED背光的對比而增加。通常，背光層發出對應於低解析度影像的光，且LCD面板(其具有較高的解析度)傳播光(經由選擇性地阻擋來自背光層的光)以顯示一高解析度影像。效果上，高及低解析度“影像”被光學地相乘。
在一雙重調變顯示器中，鄰近的LCD像素具有類似的背光。若一輸入影像包含在LCD面板的對比範圍以外的像素值，背光對於所有的LCD像素將不是最佳的。通常，對於LCD面板的局部區域之背發光位準的選擇對於該區域中的所有LCD像素不是最佳的。對於一些LCD像素，背光可能太高，而對於其他LCD像素，背光可能太低。背光應該被設定以自感知立場最佳地表現輸入信號，即，背光位準應被選擇以容許亮點像素及暗點像素的最佳感知表現，其經常無法二者均被準確地表現。
若背發光太高，則可使用包括黑色之準確低位準。需要接近LCD最小透射率的LCD值之輸入影像像素值被顯示輪廓(量化)，且需要低於LCD最小透射率的LCD值之像素被剪輯至最低位準。若背發光太低，在背光位準之上的像素被剪輯至最大LCD位準。這些剪輯及輪廓殘影會發生在傳統的固定背光LCD顯示器中。感知上(對於許多觀看者而言)，白色剪輯殘影比黑色輪廓效應及剪輯更加令人不悅。
當背發光太高時會發生的另一項殘影被稱為“光暈”。當在黑暗背景的區域中的背光非常高時可看到光暈。這會由於非常亮的物體接近黑暗區域而發生。光暈殘影為變成 可見或是通過位於低(例如最小)透射率之LCD面板的區域而顯示的背光形狀。在光暈的區域中，LCD面板無法完全補償高背光位準，且背光的形狀通過LCD像素被看到。
動作視訊(一變化的連串影像的顯示)增添額外的問題。靜態影像內的殘影可能比那些隨著時間改變且具有動作者較不受到注意。在一般場景中，白色及黑色剪輯像素二者經常出現且剪輯的像素為可見的。若背光訊號的形狀及/或強度隨著影像特徵移動而改變，殘影也將改變。對於剪輯及輪廓殘影，這導致剪輯及輪廓的實際像素二者以及受影響像素的亮度之改變。若光暈出現，變化的背光導致變化的光暈。在所有的情況中，變化的背光之作用加強剪輯、輪廓效應、及光暈殘影。
為了避免發生動作殘影，一顯示影像的形狀及位置與對應的背光應該維持穩定。這意味著背光不應回應於簡單的物體動作(例如，顯示的物體之平移)而改變以避免背光圖案隨著物體移動(例，平移)。換言之，背光對於物體位置應該是不變的。其也意味著隨著顯示影像變形及改變，背發光應該對應於輸入影像的變化以一種順暢、確定的方式改變。
為了提高效率，雙重調變顯示器的背光面板最好不要產生太多的光，因為過多的光必須由LCD層阻擋以顯示一準確的影像。因此，為了提高效率，背光控制信號值在沒有其他的考量時應被產生以具有100%的透射通過LCD 層的光位準。高於100%的背光位準是沒有效益的，因為它們會被LCD層阻擋。
許多標準決定背光效率且許多用於產生雙重調變顯示器的背光控制值的方法已被提出。理想上，背光控制值應該以最佳地權衡此些標準並且容許基於LCD及LED效率的調整之方式產生。
傳統地，一雙重調變顯示器之個別的背光(例如，LED)驅動值自表示各待顯示影像之輸入影像資料所產生。決定雙重調變顯示器之個別的背光設定的傳統方法的例子說明於2009年3月17日公告之S.J.Daly的美國專利第7,505,027號。此方法假定顯示器的背發光陣列具有比前(LCD)面板低的解析度。要根據此方法顯示一影像，前面板以輸入影像資料(表示待顯示影像)直接驅動且自輸入影像資料產生照度資料(表示待顯示影像的各像素的照度)。照度資料被低通過濾且低通過濾的亮度資料被用以決定背光陣列驅動值。具體而言，此方法計算輸入影像的各影像區域(像素的“附近區域”)的平均照度，並且決定各附近區域的最大照度。從而，此方法決定將由背光陣列的各不同的光源照亮之(前面板的)像素的各附近區域的平均及最大照度。為了改善顯示影像的動態範圍，若最大照度超過一預定閾值，則背發光陣列之對應光源被驅動至全照度位準；且若最大亮度未超過此閾值，則光源減弱(由附近區域的平均亮度驅動至使用一查找表決定之降低位準)。此參考資料未解釋但也建議因為背發光陣列的點 光源的光分布在由點光源照亮的前面板的影像區域(附近區域)上是不均勻的，“平均亮度之外”的統計量數可被用以決定點光源之適當的衰減(在相關附近區域的最大照度未超過閾值的情況中)。
US 7,505,027說明的用於決定個別的背光設定的方法是不實用且受限於包括下述之一些理由。當顯示表示至少一個動態明亮物體(例如，平移通過顯示螢幕的一游標或是其他的明亮物體)之一連串輸入影像時，此方法未能達到良好的顯示品質或是充分地減少殘影。在此情況中，當物體移動穿過顯示螢幕時，此方法通常會產生一平移的光暈殘影，其具有圍繞各明亮移動物體之顯示光暈(過度背光區域)的外觀。光暈很可能會與移動的物體一起非均勻地移動，且光暈的尺寸、形狀、及亮度很可能會隨著不變形的物體平移穿過螢幕而改變。相反地，在此說明的方法之較佳實施例決定一影像的像素的數個子集(區段)的每一個的平均與標準差並且使用它們去決定達成穩定背光的背光驅動值以及防止總是由傳統方法引起的平移殘影(例如，平移光暈殘影)。
同樣不理想地，由US 7,505,027的方法執行的低通過濾係對輸入影像的整組照度值而非對影像資料值的縮減組(例如，降低取樣的各輸入影像的照度值)執行。因此，實施US 7,505,027的低通濾波操作是複雜且昂貴的。相對的，在此說明的方法的較佳實施例將帶限濾波器(例如，低通濾波器)應用至由全解析度輸入影像資料決定的 減少解析度之降低取樣影像，而非應用至全解析度輸入影像資料。
通常，傳統用於決定雙重調變顯示器之個別的背光設定的方法不當地導致影像殘影且實施上複雜且昂貴。為了獲得穩定的背光及改善(例如極大化)之顯示影像的對比度，同時使剪輯、輪廓效應、及動作殘影極小化，並且使能源效率最佳化，需要用於決定雙重調變顯示器之個別的背光(例如，LED)設定的可有效地實施的方法及裝置。
在實施例的一類別中，本發明是一種產生背光控制值的方法及系統，用於包括有一前面板(例，一LCD面板)及一具有低於前面板的解析度之背光子系統(有時被稱為背光面板)之一雙重調變顯示器。代表性地，此顯示器被配置以使背光面板的各背光元件(例，LED單元)背發光照亮前面板的許多像素。
在本發明方法與系統的實施例的一類別中，個別背光元件之背光驅動值(有時在此稱為背光控制值)由表示“高解析度”影像資料的像素的空間緊湊子集(區塊)的至少二統計量數(例，標準差及平均)之“低解析度”統計資料所產生，其中“高解析度”影像資料是表示待顯示影像之輸入影像資料(具有高於統計資料的解析度)、或自這類輸入影像資料所衍生之資料(具有高於統計資料的解析度)。例如，高解析度資料可為照度資料(例，輸入影像的 各像素之照度值)、最大色彩成分資料(例，輸入影像的各像素的色彩成分的最大色彩成分)、輸入影像資料本身(輸入影像的各像素的色彩成分)、或其他高解析度影像資料。通常，個別的背光驅動值自表示待顯示影像串列(例，視訊節目)的各影像的像素的數個壓縮子集的每一個的標準差與平均的線性組合之低解析度統計資料所產生。對於各影像，像素的壓縮子集的空間位置相當於低解析度影像的像素的空間位置(有時在此稱為“降低取樣”影像或輸入影像的“降低取樣”)。
各降低取樣影像的解析度緊密關聯(例，在某些情況中為相等)於背光面板的解析度。例如，若背光元件排列為矩形網格(例，LED單元的矩形陣列)，降低取樣影像解析度能夠等於背光網格解析度或背光網格解析度的倍數(即，N倍背光網格解析度，此處N為整數)。若背光網格排列有別於矩形網格(例，六角形陣列的背光元件)，降低取樣影像的像素的空間位置可以對應於含括所有背光元件位置之最小(最低解析度)矩形網格。這樣的最小矩形網格允許更簡單且更有效率的本發明系統及方法的實現。
本發明的較佳實施例以有效方式決定影像資料(輸入影像資料或輸入影像資料所衍生之影像資料)的區塊的至少二統計屬性(例，平均與標準差)，並且使用它們來決定背光驅動值。在較佳實施例中，統計量數自等於降低取樣的各輸入影像的解析度之相對低解析度之輸入影像資料 所決定。較佳地，藉由包括對表示(例，衍生自)像素子集之至少一非線性操作而決定至少一統計屬性用於全解析度影像(一輸入影像或自輸入影像所衍生之全解析度影像)的數個像素子集(區塊)的各像素子集。此中，包括在專利範圍中，對於資料值之“非線性操作”措辭意指不包括決定滿足一預定標準之值的一子集(例，其中一個)之操作(例，不意指表示決定值的最大或最小一個的操作、或決定何值達到一預定閾值的操作)。在本發明方法的一些較佳實施例中所執行非線性操作的例子為平方化影像資料值的操作，以及此方法(在這些實施例中)可產生全解析度影像的數個像素子集的每一個之標準差值。對於在本發明的較佳實施例中所決定之各統計屬性，由統計屬性的值(或自這些值所衍生之值)所組成的低解析度“影像”(降低取樣影像)自各全解低度影像所決定。為了達到穩定背光以及減少或避免採用習知背光控制(例，不包括所述類型的非線性操作之習知背光控制)而可能在全值解低度影像顯示的期間產生之殘影，背光驅動值自此低解析度影像而決定。根據較佳實施例所決定之背光驅動值造成顯示器產生穩定背光且亦降低或消除這類殘影。在一些較佳實施例中，背光驅動值自各相等於待顯示影像的像素的另一壓縮子集的標準差與平均的線性組合之值所組成之降低取樣影像而決定，其中此降低取樣影像由二個其他的降低取樣所決定：一個由像素的各壓縮子集的標準差所組成；另一個由像素的各壓縮子集的平均所組成。
在本發明方法及系統的第一類別的實施例中，決定一背光控制值用於一雙重調變顯示器背光面板的各背光元件(例，各LED單元)以回應於輸入影像資料。代表性地，輸入影像資料決定一連串色彩影像，且包括紅、綠、及藍色成分(或其他色彩成分，在具有非RGB色彩空間之影像的情況中)。在第一類別的代表性實施例中，轉換各輸入影像的色彩成分以決定一照度影像(例，藉由諸如輸入影像色彩成分的每像素權重總計之類的傳統比色技術決定輸入影像的各像素之照度值)。在第一類別中的其他代表性實施例決定輸入影像的各像素(或輸入影像的像素的子集的各像素)的色彩成分的最大值。背光控制值自所產生的照度值或最大色彩成分值而決定。此背光控制值(例，LED驅動值)可以直接應用於背光面板的白背光單元。例如，可以被應用於包括各個這類單元之白LED，或直接於包括各個這類單元之紅、綠、及藍LED的叢集的各LED。
在第一類別中的較佳實施例決定輸入影像像素(未加工輸入影像像素、或自未加工輸入影像像素所衍生之像素(例，照度值))的區塊組中的各區塊的至少二統計屬性(例，平均與標準差)，並且使用這些屬性決定背光控制值。較佳地，藉由包括對區塊的資料之至少一非線性操作而決定用於輸入影像像素的各區塊之至少一統計屬性。
在本發明方法及系統的第二類別的實施例中，一組背光控制值被決定用於一雙重調變顯示器的一背光面板的各 背光元件(單元)的各色彩通道(例，用於一背光陣列的各背光元件的各紅、綠、及藍通道)。在此類別的代表性實施例中，產生一組背光控制值獨立用於背光面板的各色彩通道，並且對這些組的背光控制值執行一交互通道校正操作以決定用於各色彩通道之一組修改的背光控制值。在第二類別中的實施例可以改善可達成色域及全系統效能二者(相對於以上述第一類別的實施例可達成的色域及系統效能)。
在第二類別中的較佳實施例中，決定輸入影像色彩成分的區塊組中的各區塊的至少二統計屬性(例，平均與標準差)用於輸入影像的各色彩通道，以及自統計屬性決定背光控制值。較佳地，藉由包括對區塊的資料之至少一非線性操作決定至少一統計屬性用於輸入影像色彩成分的各區塊。
在第一類別及第二類別二者中的較佳實施例中，將帶限過濾(例，低通過濾)施加於背光控制值的產生期間所產生之一降低取樣影像(或於數個降低取樣影像的每一個)以除去降低取樣影像中的高頻。於如此過濾降低取樣影像的失敗可能導致失真(起因於降低取樣步驟)，其可能在顯示影像中造成視覺殘影。施加帶限過濾於相對低解析度資料(降低取樣影像)而不是高解析度資料(例，全解析度影像資料)的重要優點在於使過濾器於實現上變得簡單且便宜。
在第三類別的實施例中，本發明為決定背光驅動值之 方法，用於一雙重調變顯示器的一背光面板的背光元件，以回應於代表待顯示影像之輸入影像資料，此方法包括下列步驟：(a)決定表示影像資料的像素的數個空間緊湊子集的每一個的至少一統計量數之統計資料，包括藉由對各空間緊湊子集執行至少一非線性操作，其中雙重調變顯示器包括一具有第一解析度之前面板，影像資料被映像至第一解析度，統計資料具有低於上述第一解析度之解析度，以及影像資料的像素為由輸入影像資料的像素、輸入影像資料的像素的色彩成分、以及自輸入影像資料的像素所衍生之資料值所組成之群組的元素；以及(b)自統計資料決定背光驅動值。
在第三類別中的一些實施例中，影像資料的像素為照度值，包括輸入影像資料的各像素之一照度值。在第三類別中的一些其他實施例中，影像資料的像素為最大色彩成分，包括輸入影像資料的各像素的色彩成分的一最大色彩成分。
在第三類別中的一些實施例中，統計量數為影像資料的像素的各空間緊湊子集的標準差。在一些這類實施例中，步驟(a)包括決定像素的各空間緊湊子集的平均之步驟，以及步驟(b)包括自像素的另外一個空間緊湊子集的平均與標準差的線性組合決定各背光驅動值之步驟。
此非線性操作可對各空間緊湊子集或自各空間緊湊子集所衍生之資料執行。在第三類別中的一些實施例中，非 線性操作為平方化各空間緊湊子集的像素之操作(以及在一些這類實施例中，統計量數為各空間緊湊子集的標準差)。在其他實施例中，非線性操作為平方化自空間緊湊子集所決定之一降低取樣影像的像素之操作(例，平方化各空間緊湊子集的平均值之操作，或平方化空間緊湊子集的過濾平均值之操作，此處降低取樣影像的各像素為另外一個空間緊湊子集的平均值)。在一些實施例中，統計資料表示各空間緊湊子集的平均與標準差，以及步驟(a)包括決定標準差值之步驟，其包括藉由過濾空間緊湊子集的平均值以決定過濾平均值，以及平方化各過濾平均值。
在第三類別中的一些實施例中，步驟(a)及(b)以單一資料處理(無回授)而執行。回應於第三類別中的代表性實施例中所產生之背光驅動值，背光面板產生穩定背光。
在第四類別的實施例中，本發明為決定背光驅動值之方法，用於一雙重調變顯示器的一背光面板的背光元件，以回應於表示一待顯示影像之輸入影像資料，該方法包括下列步驟：(a)決定表示影像資料的像素的數個空間緊湊子集的每一個的至少二統計量數之統計資料，其中雙重調變顯示器包括一具有第一解析度之前面板，影像資料被映像至第一解析度，統計資料具有低於上述第一解析度之解析度，以及影像資料的像素係為由輸入影像資料的像素、輸入影像資料的像素的色彩成分、以及自輸入影像資料的像素 所衍生之資料值所組成之群組的元素；以及(b)自統計資料決定背光驅動值。
在第四類別中的一些實施例中，影像資料的像素為照度值，包括輸入影像資料的各像素之照度值。在一些其他實施例中，影像資料的像素為最大色彩成分，包括輸入影像資料的各像素的色彩成分的一最大色彩成分。
在第四類別中的一些實施例中，統計量數包括影像資料的像素的各空間緊湊子集的標準差與平均。在一些這類實施例中，步驟(b)包括自影像資料的像素的另一空間緊湊子集的標準差與平均的線性組合而決定各背光驅動值之步驟。
在第四類別的一些實施例中，統計資料藉由包括對各空間緊湊子集之至少一非線性操作之步驟而決定。非線性操作可對各空間緊湊子集或對自各空間緊湊子集所衍生之資料執行。例如，非線性操作可以為或包括平方化各空間緊湊子集的像素之操作。又例如，非線性操作可以為或包括平方化自空間緊湊子集所決定之降低取樣影像的像素(例，平方化各空間緊湊子集的平均值、或各空間緊湊子集的過率平均值，此處降低取樣影像的各像素為另一空間緊湊子集的平均值)。
在第四類別中的一些實施例中，步驟(a)及(b)以單一資料處理(無回授)而執行。回應於第四類別中的代表性實施例中所產生之背光驅動值，背光面板產生一穩定背光。
在第五類別的實施例中，本發明為決定背光驅動值之方法，用於一雙重調變顯示器的一背光面板的各色彩通道的背光元件，以回應於表示待顯示影像之輸入影像資料，其中背光面板具有一用以發出第一色彩的光之第一色彩通道、一用以發出第二色彩的光之第二色彩通道、及一用以發出第三色彩的光之第三色彩通道，以及雙重調變顯示器還包括一具有第一解析度之前面板，此方法包括下列步驟：(a)決定表示第一影像像素的數個空間緊湊子集的每一個的至少一統計量數之第一統計資料，其中第一統計資料具有低於上述第一解析度之解析度，以及第一影像像素為由具有輸入影像資料的第一色彩之色彩成分、以及自具有輸入影像資料的第一色彩之色彩成分所衍生之資料值所組成之群組的元素，以及自第一統計資料決定用於第一色彩通道之背光驅動值；(b)決定表示第二影像像素的數個空間緊湊子集的每一個的至少一統計量數之第二統計資料，其中第二統計資料具有低於上述第一解析度之解析度，以及第二影像像素為由具有輸入影像資料的第二色彩之色彩成分、以及自具有輸入影像資料的第二色彩之色彩成分所衍生之資料值所組成之群組的元素，以及自第二統計資料決定用於第二色彩通道之背光驅動值；(c)決定表示第三影像像素的數個空間緊湊子集的每一個的至少一統計量數之第三統計資料，其中第三統計 資料具有低於上述第一解析度之解析度，以及第三影像像素為由具有輸入影像資料的第三色彩之色彩成分、以及自具有輸入影像資料的第三色彩之色彩成分所衍生之資料值所組成之群組的元素，以及自第三統計資料決定用於第三色彩通道之背光驅動值；以及(d)對用於第一色彩通道之背光驅動值、用於第二色彩通道之背光驅動值、以及用於第三色彩通道之背光驅動值執行交互通道修正以產生用於第一色彩通道之修改背光驅動值、用於第二色彩通道之修改背光驅動值、以及用於第三色彩通道之修改背光驅動值。
在第五類別中的一些實施例中，第一統計資料藉由包括對第一影像像素的各空間緊湊子集(例，對各空間緊湊子集或對自各空間緊湊子集所衍生之資料)之至少一非線性操作之步驟而決定，第二統計資料藉由包括對第二影像像素的各空間緊湊子集之至少一非線性操作之步驟而決定，以及第三統計資料藉由包括對第三影像像素的各空間緊湊子集之至少一非線性操作之步驟而決定。在一些實施例中，各非線性操作為平方化各空間緊湊子集的像素之操作(以及在一些這類實施例中，統計量數為各空間緊湊子集的標準差)。在其他實施例中，非線性操作為平方化自空間緊湊子集所決定之一降低取樣影像的像素之操作(例，平方化各空間緊湊子集的平均值、或各空間緊湊子集的過濾平均值之操作，其中降低取樣影像的各像素為第一影像像素的另外一個空間緊湊子集的平均值)。在一些實施例 中，第一統計資料表示第一影像像素的各空間緊湊子集的平均與標準差、第二統計資料表示第二影像像素的各空間緊湊子集的平均與標準差、以及第三統計資料表示第三影像像素的各空間緊湊子集的平均與標準差。
在第五類別中的一些實施例中，步驟(a)、(b)、(c)、及(d)以單一資料處理(無回授)而執行。回應於第五類別中的代表性實施例中所產生之修改背光驅動值，背光面板產生穩定背光。
本發明的形式包括一配置(例，程式化)以執行本發明方法的任何實施例之系統、以及一儲存用於實現本發明方法的實施例之碼之電腦可讀媒體(例，磁碟)。舉例而言，本發明系統可以為或包括一被程式化且/或用其他方式配置以回應於判斷出之輸入影像資料而執行本發明方法的實施例之場式可程式閘陣列(或其他積體電路或晶片集)，或是另一可程式化數位訊號處理器，已程式化且/或用其他方式配置以對視訊資料執行管線處理，包括本發明方法的實施例。或者，本發明系統為或包括一可程式化通用處理器或微處理器，其被結合以接收或以產生表示一連串待顯示影像之輸入資料，以及被以軟體或韌體程式化且/或用其他方式配置以對輸入資料執行任何各種操作，包括本發明的實施例。例如，本發明系統可為或包括一電腦系統，其包括有一輸入裝置、一記憶體、及一被程式化(且/或用其他方式配置)之顯示卡以回應於判斷出的輸入影像資料而執行本發明方法的實施例。
本發明的多個實施例是在技術上可行的。如何實現本發明揭露內容對熟習此項技藝者而言將會是明白無誤的。本發明之系統及方法的實施例將參照圖1以及圖9至12加以說明。
圖1為本發明之系統的實施例的方塊圖。圖1的系統包括一雙重調變顯示器，用於顯示連串地回應來自來源4之視訊輸入訊號之影像。顯示器包括前調變面板2以及(藉由機構(圖未示))位在面板2之後之背光面板1。選擇性地，在面板1與2之間設有一擴散板(圖未示)。此系統也包括處理器8，連接在雙重調變顯示器與來源4之間並且配置以產生用於此顯示器的二面板之驅動訊號以回應輸入訊號。
在圖1中，處理器8具有連接於背光面板1及面板2之輸出，以及連接於來源4之輸入。本發明的另一實施例為單獨的處理器8，具有配置以連接於面板1及2之輸出。在後者實施例及圖1系統二者中，處理器8選擇性地配置以儲存或產生一視訊輸入訊號(或其他輸入影像訊號)，其根據本發明之方法而處理以產生背光驅動值。
在圖1的代表性實施方式中，前調變面板2為包括有像素的陣列之一LCD面板。各像素包括三個LCD單元(子像素)：一紅單元2a(其具有紅光可透射且紅光以外的光不透射的變元)；一綠單元2b(其具有綠光可透射且綠光以外的光不透射的變元)；及一藍單元2c(其具 有藍光可透射且藍光以外的光不透射的變元)。
在一代表性實施方式中，圖1的背光面板1為包括有LED單元陣列之LED面板，各單元包括三個LED：一紅LED 1a；一綠LED 1b；及一藍LED 1c。LED面板1的單元具有低於(且典型地遠低於)LED面板2的單元之密度以至於面板1的各LED單元背發光照亮面板2的多個像素，以及面板1具有比面板2更低的解析度。如圖1所示，有面板1的一個LED單元，用於面板2的各組的四個LCD像素之處。LED單元的密度及佈置不允許用於各單獨LCD像素之背光的單獨調變。反而，自各LED單元(1a、1b、及1c)散佈的光背發光照亮多個LCD像素。自各LED單元發出的光典型地重疊於自其他LED單元所發出的光，導致背光(空間上)相對於LCD像素改變緩慢。從而，在面板2的各區域中的多重LCD像素具有相似的背光。
為顯示回應於輸入訊號的圖框(或圖場)之一影像，處理器8判斷出三個LCD驅動值的串列(“LCDR”、“LCDG”、及“LCDB”)至面板2以及三個LED驅動值的串列(“LEDR”、“LEDG”、及“LEDB”)至面板1。各“LCDR”值決定個別單元2a的透射率、各“LCDG”值決定個別單元2b的透射率、各“LCDB”值決定個別單元2c的透射率、各“LEDR”值決定個別紅LED 1a的發光強度、各“LEDG”值決定個別綠LED 1b的發光強度、以及各“LEDB”值決定個別藍LED 1c的發光強度。
圖9為在圖1系統的代表性運作以及本發明其他代表性實施例中所執行之步驟的一流程圖。回應於輸入影像資料50，在圖9的步驟70中產生背光驅動值(例，LED驅動值)。例如，在圖1系統的運作中，可產生(例，以參照圖10或圖11所述之方式)背光驅動值的串列“LEDR”、“LEDG”、及“LEDB”以回應步驟70中之影像資料50的圖框或圖場。同樣為回應影像資料50，在步驟72及74中產生LCD驅動值。例如，在圖1系統的運作中，圖9的步驟72產生LCD面板控制值的串列“LCDR”、“LCDG”、及“LCDB”以回應影像資料50的圖框或圖場以及在步驟74中所產生的一組模擬背光像素。模擬背光像素在步驟74中產生(依下述方式)，其係藉由模擬使用在步驟70中產生的背光驅動值(LEDR、LEDG、及LEDB)而實現之背光。
在圖1所示的實施方式的變化例中，一雙重調變顯示器可包括一背光面板，其每一單元為單一白光發光元件(例，白光二極體)而非每一單元為三個LED(例，紅、綠、及藍LED)或是每一單元為其他多LED系統(例，各單元為一紅LED、一綠LED、一藍LED、及一白LED)而實現。在其他實施例中，雙重調變顯示器的背光層可與一掃描雷射被實施，或是做為一LCD層、一背光投光器、或其他背光系統或裝置，及/或前(透射)層可與其他具有可變透射率的像素元件(除了LCD之外的像素元件)而被實施。典型但非必定，背光層具有比前(透射)層 更低的解析度。
若適當地驅動前面板(例，圖1的面板2)的LCD單元以及其背光面板(例，圖1的背光面板1)的發光元件以回應於待顯示輸入影像，雙重調變顯示器(例，圖1的雙重調變顯示器)可以提供比傳統顯示器更大的對比度。在運作中，背光驅動值(例，LED驅動值)最好以權衡極大化對比的目標、降低或除去包括白色剪輯、黑色剪輯、光暈、及這些殘影的時間變異之視覺殘影、以及達成能量效率之方式而設定至達成最佳背光。
圖1的處理器8最好以待圖10詳述之方式而配置以產生LED驅動值的串列“LEDR”、“LEDG”、及“LEDB”，以回應來自來源4的一視訊輸入訊號的各圖框(或圖場)的紅、綠、及藍色成分。此LED驅動值決定運作係以圖9的步驟70所代表。
同時較佳地，圖1的處理器8配置以產生LCD驅動值的串列“LCDR”、“LCDG”、及“LCDB”，以習知的方式回應來自來源4之視訊輸入訊號的各圖框或圖場的紅、綠、及藍色成分。LCD驅動值決定運作係以圖9的步驟72及74所代表。
正如所指出的，雙重調變顯示系統使其前(例，LCD)面板的有效對比度與背光子系統的達成對比度相乘以提升整體顯示對比度。在習知具有LCD前面板及固定背發光之雙重調變顯示系統中，輸入影像通常直接送至LCD面板以及不變地顯示。然而，在圖1系統的運作中則預期 要充分注意背光模組直接以輸入影像驅動LCD面板可能會無法勝任且可能導致失真的輸出。從而，圖9的步驟72及74修改輸入影像資料以產生背光對比度並且以決定用於顯示正確可視影像之LCD驅動值。
為決定送至LCD面板之LCD驅動值，步驟74實現一背光模組以模擬在步驟70中以LED驅動值所實現的背光。代表性地，背光面板1包括有千位數的LED單元，且各LED單元模組化做為步驟74中的白光發光單元。例如，自包括有綠LED、藍LED、及紅LED的各單元所發出的白光的強度為預計自三個LED在回應對其判斷出的LED驅動值組LEDR、LEDG、及LEDB所發出之綠、藍、及紅強度的總和(或其他線性組合)。
在步驟74的示範性實施方式中，自投射在各LED陣列的像素之各LED單元所發出的白光(回應於相關驅動值組LEDR、LEDG、及LEDB)係採用待藉由位在LCD陣列上之LED單元的投射的中央的點擴散函數(例，高斯點擴散函數、或加權二維高斯、或LED的實測點擴散函數)所決定。對於LCD陣列的各像素，模擬採用投射背光的總強度為自背光陣列的各LED單元的背光提供的投射強度的總和。
步驟74的輸出從而為一組投射背光值，LCD陣列的各像素(LCD)對應一個背光強度值，其中各投射背光強度值為自背光陣列的個別LED單元提供的總和。
在圖9的步驟70獨立決定用於背光面板的各色彩通 道的背光驅動值的情況中(例，在背光驅動值如之後所述之圖11般產生的情況中)，步驟74可能不會提供一“白光”背光模型做為在前二段所述的例子，以及可能反而提供適當仿照背光面板的各色彩通道的模型。
在代表性例子中，各LCD陣列的像素包括具有對紅光的可變透射率且紅光以外的光不透射之一LCD、具有對綠光的可變透射率且綠光以外的光不透射之另一LCD、以及具有對藍光的可變透射率且藍光以外的光不透射之第三LCD。
步驟72中，使用步驟74中所決定的模擬投射背光強度值(“背光像素”)，與輸入影像資料50，以決定送至LCD面板之LCD驅動值(圖1的值LCDR、LCDG、及LCDB)。在步驟72的代表性實施方式中，決定用於LCD陣列的各像素的各色彩成分之一比例(即，用於LCD陣列的第“i”LCD)：Ri=Pi/Bi，其中“i”為LCD陣列像素的序數、Bi為用於LCD陣列像素之模擬投射背光強度值、以及Pi為輸入影像50的相關像素的相關色彩成分的強度。各Ri(或其比例形式)可以使用做為用於LCD陣列像素之LCD驅動值(例，步驟72的輸出為三個LCD驅動值LCDR、LCDG、及LCDB的一組，其滿足LCDR=krRir、LCDG=kgRig、及LCDB=kbRib，其中kr、kg、kb為比例係數(在某些實施例中，比例係數一致，以至於kr=kg=kb=k)，及Rir、Rig、Rib分別為用 於像素的紅、綠、及藍色成分之比例Ri)。從而，在此例中，當對應的模擬投射背光強度值Bi等於1(表示LCD的完全或最大背發光)時，步驟72可能通過用於做為第“i”LCD之LCD驅動值之(影像50的)像素的色彩成分Pi(假設用於色彩成分之比例係數k滿足k=1)，但是當模擬投射背光強度值Bi係為表示LCD的降低(或低於最大)的背發光之低於一(Bi<1)時，步驟72可能以係數1/Bi(再次假設k=1)而有效地提升用於LCD的LCD驅動值(藉以增加LCD的穿透率)。
步驟72及74可以依將各色彩通道看作獨立之方式而執行。例如，步驟74可以獨立決定三組模擬投射背光強度值，各色彩成分(綠、藍、及紅)對應於一組，各組包括用於LCD陣列的各像素的一種色彩成分(綠、藍、及紅)之一背光強度值。在此例中，步驟72可以產生一綠LCD驅動值(LCDG)回應於用於LCD陣列像素之模擬綠背光強度值與輸入影像50的對應像素的綠色彩成分(例，做為其比例)、一藍LCD驅動值(LCDB)回應於用於LCD陣列像素之模擬藍背光強度值與輸入影像50的對應像素的藍色彩成分(例，做為其比例)、以及一紅LCD驅動值(LCDR)回應於用於LCD陣列像素之模擬紅背光強度值與輸入影像50的對應像素的紅色彩成分(例，做為其比例)。
在將各色彩通道視為獨立之步驟72及74的較佳實施方式中，在步驟74中所實施的模型採用XYZ色彩空間而 非RGB色彩空間。一個這樣的模型採用習知的CIE 1931 XYZ色彩空間、衍生自人眼的直接量測以及其三個錐形細胞接收體(感光體)之三色色彩空間模型。CIE 1931 XYZ色彩空間為眾所周知並廣泛使用且與大部分的儀器兼用的標準空間以及與在系統中之主體獨立。從而，相同的CIE 1931 XYZ基礎背光模型可以使用於任意背光系統及主體(例，用於包括任一種的LED單元LED之背光系統)。在典型雙重調變顯示系統中，LCD濾色器(R、G、B)各使需要產生之“其他”光的顯著量通過。在紅光譜及在綠光譜二者中之紅LCD，例如，典型地使由綠LED背光所發出之相當大量的能量通過。步驟72的一較佳XYZ色彩空間實現從而包括二十七個光場模擬：來自各RGB LED的各X、Y、及Z通道輸出。步驟72的另一較佳XYZ色彩空間實現使二十七個光場崩解成被儲存之九個背光。在模擬中的二十七個背光為來自各RGB LED單元通過各RGB LCD之各XYZ輸出。然而，由於在各RGB LED單元中之紅、綠、及藍LED基本上被共置且驅動值已決定，我們可以總和來自各單元中的各LED之XYZ輸出。換言之，通過紅LCD之X輸出為來自紅、綠、及藍LED通過紅LCD之X輸出的總和；通過紅LCD之Y輸出為來自紅、綠、及藍LED通過紅LCD之Y輸出的總和，諸如此類。對於一給定的輸入像素值組(轉換至XYZ空間)及一3×3矩陣的九個背光，R、G、及B LCD透射率被解明(較佳地經由背光的3×3矩陣的矩陣求逆跟著以 XYZ輸入來乘算)。
參照圖2-9，接著說明多個雙重調變顯示器的背光單元及前面板像素的示範性排列。本發明的某些實施例採用圖2-9的雙重調變顯示器幾何。
圖2中，像素5為高解析度LCD陣列的像素(以及待由LCD陣列所顯示之輸入影像的像素)以及LED單元6(LCD陣列之背光面板)六角形地以比像素5更低的解析度排列。圖3顯示高解析度LCD陣列排列於(重疊在)低解析度背光面板。運作時，各LED單元6照明LCD陣列的多個像素5。
將參照圖4說明可以被利用來產生用於LED單元6(圖2及3)的背光驅動值之降低取樣影像的例子。圖4的各“像素”7為降低取樣影像的一資料值。每個這樣的資料值為一子集的二十五個輸入影像像素5的統計量數(例，平均值之標準偏差)。如自圖4所見，各降低取樣影像“像素”7的位置對應於二十五個輸入影像像素5的區塊的位置，以及部分而非全部的“像素”7重疊於LED單元6。在本發明方法的實施例的類別中，自包括像素5之輸入影像產生二個降低取樣影像：一個由平均亮度值所組成之降低取樣影像(重疊於LED單元6之像素5的各區塊的亮度值的平均)；另一個由標準差值所組成之降低取樣影像(重疊於LED單元6之像素5的各區塊的亮度值的標準差)。重疊於LED單元6之像素5的各區塊的亮度值的平均與標準差值可以根據本發明而使用來決定LED單元6 之背光控制值。
為了清楚，圖5顯示自圖4的低解析度降低取樣影像“像素”7分離出之圖4的高解析度輸入影像像素5。
在待參照圖6、7、及8說明之本發明的另一實施例中，一雙重調變顯示器具有排列在矩形網格中之LED單元(圖6-8的單元6’)。圖6中，像素5代表高解析度LCD陣列的像素(以及待以LCD陣列所顯示的輸入影像的像素)以及顯示器背光面板的LED單元6’排列在低解析度矩形網格中。圖7顯示高解低度LCD陣列排列於(重疊在)低解析度背光面板。運作時，各LED單元6’照亮LCD陣列的多個像素5。
將參照圖8說明可以被利用來產生用於(圖6及7的)LED單元6’的背光驅動值之降低取樣影像的例子。圖8的各“像素”7’為降低取樣影像的資料值。每個這樣的資料值為一子集的二十五個輸入影像像素5的統計量數(例，標準差或平均值)。如自圖8所見，各降低取樣影像“像素”7的位置對應於二十五個輸入影像像素5的一區塊的位置，以及“像素”7重疊於LED單元6’。在本發明方法的實施例的類別中，自包括像素5之輸入影像產生二個降低取樣影像：一個由平均亮度值所組成之降低取樣影像(重疊於LED單元6’之像素5的各區塊的亮度值的平均)；另一個由標準差值所組成之降低取樣影像(重疊於LED單元6’之像素5的各區塊的亮度值的標準差)。重疊於LED單元6’之像素5的各區塊的亮度值的平均與標準差 值可以根據本發明而使用來決定LED單元6’之背光控制值。
用於雙重調變顯示器的直接背光解可能是設定LED背發光使LCD面板的動態範圍集中在輸入影像的平均亮度。此處各LED單元排列成LCD面板的像素的N×N區塊，這可能藉由產生藉由以不同LED單元所排列成之LCD面板像素所待顯示輸入影像像素的各N×N區塊的平均亮度之降低取樣影像的資料值而達成，以及設定各LED單元至輸入影像像素的對應N×N區塊中的平均輸入影像亮度的二倍。在許多情況中，這可能保證大多的影像使用LCD面板以設定最終輸出位階而可再現並且能夠大概地平衡用於範圍外之像素之白色及黑色剪輯的量。然後此解在幾個方面有所不足。例如，可能會典型地造成過多白色剪輯(白色剪輯的觀感比黑色剪輯的觀感對於大多觀看者而言更會引起反感)以及若輸入影像訊號亮度未就平均位階均勻分布，也可能遭受在白色或黑色區增加的剪輯。平均圖像位階(average picture level,APL)於電視影像典型為15%，故可能必須要較大的LED驅動值(大於2倍於相關區塊中發亮之平均輸入影像)用以顯示電視節目。
本發明方法的較佳實施例產生設定背光位階至極小化白色剪輯以及更佳地遵循影像訊號像素發光分布之背光驅動值。這允許局部動態範圍的移位朝著輸入訊號的上或下端。藉由此類實施例所決定之背光的期望性質為觀察影像統計以更為確保極小化剪輯。輸入影像資料的區塊的統計 屬性(例，平均與標準差)被使用以決定本發明方法的典型實施例中的背光驅動值。
在實施例的一類別中，背光驅動值被決定以便根據統計規則設定在局部面積基礎上的背發光以確保最小的剪輯。例如，根據一些實施例，於待顯示影像的局部面積之背光被設定至相等於在影像的對應局部面積中之像素的亮度值的比例化平均(乘上比例係數之平均)之位階，加上相同影像像素的亮度值的比例化標準差(乘上比例係數之標準差)。在一個這類實施例中，於待顯示影像的局部面積之背光被設定至影像的對應局部面積中之像素的亮度值的平均，加上相同影像像素的亮度值的三倍的標準差，導致99%的像素不被剪輯(若影像的亮度值遵循一常態分布)。又例如，根據另一這類實施例，於待顯示影像之背光被設定至影像的對應局部面積中的像素的亮度值的平均，加上相同影像像素的亮度值的二倍標準差。導致95%的像素不被剪輯，再次假定影像的亮度值遵循一常態分布。對於輸入影像的亮度值的任意機率分布，而非常態分布，Chebyshev不等式說明不超過(1/k2)的值大於與平均相差“k”標準差。從而，若影像的亮度值遵循任意分布，75%的值位在平均的二個標準差之內，以及89%的值位在平均的三個標準差之內。
標準差(有時在本文中被稱為‘均方差(sigma)’)以及平均在根據本發明的一些實施例中為使用來決定背發光之(待顯示)影像的像素子集的統計量數，於影像的各 局部面積之背光被設定在為這些量測的函數之位階(例，以局部面積中之影像像素的亮度值的比例化平均與相同像素的亮度值的比例化均方差的總合所決定之一位階)。所使用之統計量數的特定函數被決定用於藉由參數的特定應用調諧設定(例，比例係數)之特定應用。例如，若於影像的各局部面積之背光被設定在相等於局部面積中的影像像素的亮度值的比例化平均與相同像素的亮度值的比例化標準差的總和之位階，當決定背發光用於具有不同對比度LCD面板之二個不同顯示器時，可於各顯示器選擇不同組比例參數。
本發明的較佳實施例使用輸入影像資料的區塊的統計屬性(例，平均與標準差)以決定背光驅動值並且亦利用有效方式於決定輸入影像資料區塊的統計量數。根據本發明，自降低取樣輸入影像的相對低解析度之輸入影像決定統計量數。
如上述所指出的，本發明方法的一些實施例自待顯示影像產生二個降低取樣影像：一個降低取樣影像由平均亮度值(排列於背光面板的LED單元之輸入影像的像素的各區塊的亮度值的平均)所組成；另一個降低取樣影像由標準差值(排列於背光面板的LED單元之輸入影像的像素的各區塊的亮度值的標準差)所組成。LED驅動值依下列所述方式而自這些降低取樣影像所決定。
接著參閱圖10的流程圖說明這樣的實施例的例子。如圖10所示，LED驅動值產生(步驟63)以回應於輸入 影像資料50。
此處輸入影像資料50為包括一串列像素之色彩影像資料，由一組色彩成分(例、紅、綠、及、藍色成分)所組成之各像素，自包括有輸入影像資料50的各像素之色彩成分於步驟50a產生一單值。在代表性實現中，步驟50a產生各輸入影像像素的色彩成分的權衡總和(例，各輸入影像的各像素的亮度)。在這類實現中，步驟50a在回應於由資料50所決定之各輸入影像之輸出為由一串列亮度值所組成的一“亮度影像”，此處各亮度值為輸入影像的不同像素的亮度。
步驟50a的其他實現決定輸入影像資料50的各像素的最大色彩取樣。各像素的最大色彩取樣為像素的具有最大值(最大強度)的一個色彩成分(例，紅、綠、及藍成分)。在這些實現中，步驟50a的輸出為一輸入影像的最大色彩取樣流(即，第“i”取樣為Ri、Gi、及Bi的最大值，此處Ri、Gi、及Bi為輸入影像的第“i”像素的成分)。
在圖10的隨後說明中，在步驟50a中所產生之各資料值將被(簡)稱為亮度值，縱使它可能是各輸入影像像素的色彩成分的另一權衡總和或是在一些實現中的各輸入影像像素的最大色彩取樣。
在步驟52中，在步驟50a中產生之發光值為在自資料產生由平均亮度值所組成之降低取樣影像之意義上的“降低取樣”。更具體地，步驟52決定亮度值的數個區塊的每一個的平均。各區塊為一空間壓縮組亮度值，其在輸入 影像中之空間位置對應於由(背光面板的)LED單元的一個所照亮之LCD像素的子集。步驟52中所產生的降低取樣影像由一些值(有時被稱為“像素”)所組成，其各為輸入影像的像素的亮度值的區塊的平均。各這樣的“像素”的空間位置為輸入影像中的區塊的位置，以及各平均亮度值從而被標示於一個這樣的區塊的位置。
圖10的步驟58中，另一降低取樣影像(由標準偏差值組成)亦自步驟50a中所產生的影像資料(指的是亮度值)被產生。步驟51、53、55、56、及57預先於執行步驟58前執行。步驟51中，步驟50a中所產生之各影像資料值(亮度值)被自乘。步驟53中，決定在輸入影像的各組局部面積或區塊中產生的平方亮度值的平均，決定平方亮度值的數個區塊的每一個的平均。各區塊為一組空間壓縮平方亮度值，其在輸入影像中的空間位置對應於由LED單元的一個所照亮之LCD像素的子集。輸入影像像素在自資料50產生由平均平方亮度值所組成的降低取樣影像之意義上於步驟53中被降低取樣。步驟53中產生的降低取樣影像由一些值(有時被稱為“像素”)所組成，其各為輸入影像的像素的平方亮度值的區塊的平均。各這樣的“像素”的空間位置為輸入影像中的區塊的位置，以及各平均平方亮度值從而被標示於一個這樣的區塊的位置。
當處理用於顯示在具有上述圖6-8的LED單元6’及LCD像素5的雙重調變顯示器之影像資料50時，其值在圖10的步驟52(或步驟53)中產生之各輸入影像的各區 塊，為一5×5區塊的輸入影像資料。換言之，步驟52(或步驟53)中所決定之各降低取樣影像的各像素被標示於一5×5區塊的輸入影像資料。
步驟54及55中，步驟52中產生之降低影像被低通過濾(步驟54)以限制其空間帶寬以及步驟53中產生之降低影像被低通過濾(步驟55)以限制其空間帶寬。
步驟54中回應於各輸入影像之產生之過濾平均值的串列被判斷至參照步驟62所述之一對照表(look up table,LUT)、至參照步驟60所述之一乘算平均、以及至待參照步驟56所述之另一乘算平均。
步驟56中，在過濾步驟54中產生之各過濾平均亮度值被平方(自乘)。步驟57中，自過濾步驟55中產生之過濾平均平方亮度值(其各在圖10中標示為值“A”)減去在步驟56中產生之平方的過濾平均亮度值(其各在圖10中標示為值“B”)。
步驟58，自步驟57輸出之各差值的均方根被決定以產生“標準差”值。回應於各輸入影像之步驟58中產生之標準差值的串列被判斷至參照步驟67所述之一對照表(look up table,LUT)、以及至參照步驟59所述之一乘算平均。
在圖10的較佳實現中，步驟58中產生之各標準差值起因於一次性資料處理(無回授)且等於： 此處xi為輸入影像的第“i”像素的低通過濾的亮度、N為用於圖10的步驟52(或步驟53)中產生的值之輸入影像的各區塊中的亮度值的數、為輸入影像的相同區塊中的N亮度值的低通過濾的平均、以及σ(均方差)為輸入影像的相同區塊中的N亮度值的標準差。如上所闡明，在圖10的相同實現中，用於σ之上述表示式中的各亮度值藉由各輸入影像像素的色彩成分的另一權衡總合或藉由各輸入影像像素的最大色彩取樣所代替。
更普遍地，圖10方法的典型實現的全部步驟以一次性資料處理(無回授)而執行。
再參照圖10，步驟59、60、65、69、及最終步驟63中，步驟54及58中產生的平均與標準差值基於固定及可變增益而比例化並且相加在一起以決定最終背光控制值。
步驟62中，一對照表(“標準差增益LUT”)輸出一增益值，“Gain”，回應於步驟54中產生的各平均值。步驟65中，各“Gain”值被乘上一預定固定增益值(“固定均方差增益”)66，以產生一比例係數“SigmaGain”。比例係數“SigmaGain”值典型具有約相等於2.5之值。標準差增益LUT包含以平均值來選擇(或索引)之值。對於各極低平均值(例，接近於0.0之各平均值)，標準差增益LUT應輸出1.0的Gain值，其造成步驟65中產生的“SigmaGain”值相等於“固定均方差增益”。回應於等於0.5或以上之平均值(判斷於標準差增益LUT的輸入)，標準差增益LUT應輸出等於(或大體上等於)零(0.0)之 Gain值，以使(步驟65中產生的)“SigmaGain”值有效地歸零且，隨著步驟69中產生之典型等於2.0的“MeanGain”值，步驟63導致造成對應LED單元發出最大強度的背光之LED驅動值(即，LED驅動值為LED驅動值的全值)。換言之，回應於等於0.5或以上之(步驟54中產生的)平均值，步驟63的輸出藉由平均值與單獨(步驟69中產生的)MeanGain值的積而決定，以及均方差值(輸出自步驟58)不需要在步驟65中去實現充足背光(SigmaGain)至0.0。回應於增加自約0.0至0.25的平均值(判斷於標準差增益LUT的輸入)的串列，標準差增益LUT應輸出自約1.0快速減少至極小值(接近0.0)之一串列Gain值。回應於自約0.25增加至0.50的一串列平均值(判斷於標準差增益LUT的輸入)，標準差增益LUT輸出自此極小值減少至零(0.0)之一串列Gain值。
步驟67中，一查找表(“平均增益LUT”)輸出一增益值，“Gain2”，回應於步驟58中產生的各標準差值。步驟69中，各增益值，Gain2，被乘上一預定固定增益值(“固定平均增益”)68，以產生一比例係數“MeanGain”。比例係數“MeanGain”值典型具有等於約2.0之一值。平均增益LUT包含以標準差值來選擇(或索引)之值。極低標準差值(例，接近0.0的值)表示輸入訊號接近於對於影像面積的一平面場。在這些情況中，典型約2.0之“固定平均增益”68，比被要求提供一充足背光更高。在平面影像面積中，設定接近於平均之背光於能量節省及改善黑色 剪輯/輪廓立場二者為可取的。從而，平均增益LUT包含小於1.0的分數值，當在步驟69中被乘上“固定平均增益”時，將設定所有的“MeanGain”至部分典型接近1.1(例，平均增益LUT典型包含自1.1/2.0=0.55至1.0的範圍中之值)。回應於自0.0增加之標準差值的串列的平均增益LUT的輸入，平均增益LUT應輸出自0.55增加至1.0之一串列Gain2值。Gain2的值等於1.0使得(自步驟69輸出的)“MeanGain”值得以等於固定平均增益68。
步驟69及65中利用之增益值“固定平均增益”68及“固定均方差增益”66可以基於LCD及LED表現而調整。
步驟60中，步驟54中產生之各已過濾平均亮度值(“平均”)被乘上為回應(步驟69中)而決定之MeanGain係數以產生積，“平均* MeanGain”。
步驟59中，步驟58中產生之各標準差值(“均方差”)被乘上為回應(步驟65中)而決定之SigmaGain係數以產生積“均方差* SigmaGain”
步驟63中，各積，“均方差* SigmaGain”，被加算至對應的積“平均* MeanGain”，以產生背光控制值：LEDdrive=平均*MeanGain+均方差*SigmaGain。
背光控制值LEDdrive各值可以被看作回應於輸入影像而在步驟63中決定之一最終降低取樣影像的“像素”。在實施例的一類別中，LEDdrive各值為用於照亮輸入影像像素的區塊之(雙重調變顯示的)LED之LED驅動值。
代表性地，背光面板藉由完全驅動對應背光而對等於 一(或大於一)之各背光控制值LEDdrive作出反應，以造成它發出具有最大強度之背光。或者，步驟63可以被實現以輸出值1.0、或值LEDdrive，無論何者為小，如此使判斷至背光面板之背光控制值總是在自0.0至1.0的範圍中(以及僅回應於等於1.0之背光控制值而發出具有最大強度之背光)。
當顯示器背光面板的單元為白LED時，步驟63中產生之背光控制值(識別為圖10中之“LEDdrive”值)可以直接應用於包括背光面板單元之白LED。或，當背光面板的各單元為紅、綠、及藍LED的叢集時，步驟63中產生之各背光控制值可以直接應用於不同叢集的所有LED。
接著說明應用於步驟54及55的代表性實現之低通過濾的典型。如上所指出的，相對高解析度影像像素根據本發明被降低取樣成較低LED解析度。由於輸入影像典型具有遠高於可以被表現在LED陣列之空間頻率，降低取樣處理須限制產生之各降低取樣影像中的頻率。缺乏執行將導致混疊，其因頻率模稜兩可而造成以及可以造成視覺殘影。在混疊的LED驅動值的情況中，產生的背光可能高於或低於所期，以及可能在藉由一串列輸入影像所決定之物體的移動(例，位移)期間不穩。例如，用於跨螢幕不變形物位移所產生之背光理想上於物體位置不變。若不執行帶限，混疊可能在變化的背光中顯露，導致改變輪廓、剪輯、及光暈殘影。
為避免否則會起因於降低取樣處理之混疊，步驟54 及55中應用帶限過濾。最好步驟54中所應用之帶限過濾移除步驟52中所產生之各降低取樣影像中之高頻，以及步驟55中應用之帶限(低通)過濾移除步驟53中所產生之各降低取樣影像中之高頻。低通過濾特性，包括頻率響應及尺寸，最好自輸入影像、降頻影像、及LED點擴散函數決定。典型地，步驟54或55中應用之各低通過濾顯著地大於在步驟52或53中決定其平均之影像資料值的各區塊的面積(即，各降低像素的空間面積)，在自低通過濾所輸入之各值為被判斷至低通過濾的輸入之各降低影像的許多像素的函數之意義中。
根據圖10實施例，帶限平均及均方差降低取樣影像被結合以決定由LED驅動值組成之一最終降低取樣影像。就驅動一矩形LED陣列而言，每一降低取樣影像位置可包含(決定)一LED驅動值，或降低取樣影像位置的子集(例，降低取樣影像的每一第N列或第M行中的位置)可包含LED驅動值。就驅動一六角形LED陣列(或具有任何陣列幾何)而言，LED驅動值被包含在與實際LED位置相排列之降低取樣影像的位置。
圖10的方法為本發明用於決定回應於表示待顯示影像之輸入影像資料之雙重調變顯示器的背光面板的背光元件之背光值(例，圖1系統的面板1)之方法的一實施例。此方法包括下列步驟：(a)決定表示影像資料(圖10的步驟50a中產生之值的區塊)的像素的數個空間緊湊子集的每一個的至少二 統計量數之統計資料(圖10的步驟52或54中產生之平均值以及圖10的步驟58中產生之標準差值)，其中雙重調變顯示器包括具有第一解析度之一前面板(例，圖1系統的面板2)，影像資料具有第一解析度，統計資料具有低於上述第一解析度之第二解析度，以及影像資料的像素為由輸入影像資料的像素、輸入影像資料的像素的色彩成分、以及自輸入影像資料的像素所衍生出之資料值所組成之群組的元素；以及(b)自此統計資料決定背光驅動值(圖10的步驟63的輸出)。
如上所述，本發明的實施例的第一類別決定對於回應於輸入影像資料之雙重調變顯示器的背光面板的各單元(例，各LED單元)之背光控制值。代表性地，輸入影像資料決定一串列色彩影像，以及包括紅、綠、及藍色彩成分(或其他色彩成分，在具有非RGB色彩空間的情況中)。在第一類別中的代表性的實施例中，各輸入影像的色彩成分被轉換以決定一亮度影像(例，決定用於輸入影像的各像素之一亮度值，藉由諸如輸入影像色彩成分的每像素權重總計之類的傳統比色技術)。第一類別的其他代表性實施例決定輸入影像的各像素(或輸入影像的像素子集的各像素)的色彩成分的最大值。背光控制值自結果亮度值或最大色彩成分值決定。背光控制值(例，LED驅動值)可以直接應用於背光面板的白背光單元。例如，其可以應用直接於包括有各這樣的單元之一白LED，或直接於包 括有各這樣的單元之紅、綠、及藍LED的叢集的各LED。
在本發明方法及系統的實施例的第二類別中，決定獨立用於雙重調變顯示器的背光面板的各單元的各色彩通道(例，對於背光陣列的各單元的各紅、綠、及藍通道)之背光控制值。此類別中的代表性實施例，對於背光陣列的各色彩通道，決定(待顯示影像的像素的)色彩成分的數個子集(區塊)的每一個的至少一個統計屬性(例，平均或標準偏差)，並且使用已決定的統計屬性以產生，獨立用於背光陣列的各像素通道，對於色彩通道之像素控制值。第二類別中的實施例可以改善可達成色域及全系統效能二者(相對於以上述第一類別的實施例可達成的色域及系統效能)。
為了簡明說明實施例的第二類別，將色彩通道稱為(RGB色彩空間的)“紅”、“綠”、及“藍”色彩通道。應當知在第二類別中的某些實施例中，色彩通道會是另一色彩空間的色彩成分(例，青藍/紫紅/黃、或其他非RGB色彩空間，其可為三或多原色系統)。
將參照圖11至12說明第二類別中的一實施例。圖11系統中，各方塊200-203可以藉由影像資料處理電路而被實現(例，場式可程式閘陣列的子系統或其他積體電路或晶片集)。圖12為圖11的方塊203的代表性實現的運作中所執行之步驟的流程圖。
圖11的方塊200、201、及202中，輸入影像的各色 彩通道(例，紅、綠、及藍)中的色彩成分資料被依相似於參照圖10所述之方式而處理。具體而言，此處輸入影像資料50為紅、綠、及藍色彩成分的流，紅色彩成分以相同於自圖10的步驟50a輸出之亮度值之方法在(圖11的)方塊200中被處理，以產生紅LED控制值“REDLEDdrive”，若輸入影像資料50的各像素的紅色彩成分被自圖10的步驟50a輸出(而非是這類像素的亮度或最大色彩成分值)時，其可能等於根據圖10方法所產生之“LEDdrive”值。換言之，方塊200被配置以對輸入影像資料50的紅色彩成分執行圖10中所述之相同運作(而非對圖10的步驟50a的輸出)。相似地，資料50的綠色彩成分依相同於自圖10的步驟50a輸出之亮度值之方式在(圖11的)方塊201中被處理，以產生綠LED控制值“GREENLEDdrive”，若輸入影像資料50的各像素的綠色彩成分被自圖10的步驟50a輸出(而非是這類像素的亮度或最大色彩成分值)時，其可能等於根據圖10方法所產生之“LEDdrive”值，以及資料50的藍色彩成分依相同於自圖10的步驟50a輸出之亮度值之方式在(圖11的)方塊202中被處理，以產生藍LED控制值“BLUELEDdrive”，若輸入影像資料50的各像素的藍色彩成分被自圖10的步驟50a輸出(而非是這類像素的亮度或最大色彩成分值)時，其可能等於根據圖10方法所產生之“LEDdrive”值。
各方塊200、201、及202的輸出被結合於交互通道方塊203的不同輸出，如圖11所示。個別色彩通道輸出 (自方塊200之“REDLEDdrive”，自方塊201之“GREENLEDdrive”，及自方塊202之“BLUELEDdrive”)在交互通道方塊203中被處理以決定最終LED驅動值。交互通道方塊203分析方塊200、201、及202的輸出，並且產生分別對於方塊200、201、及202的輸出之修正。
將來自方塊200-202之離散色彩通道輸出(來自方塊200的REDLEDdrive值、來自方塊201的GREENLEDdrive值、以及來自方塊202的BLUELEDdrive值)簡單地直接應用於LED被預期在一些應用中產生有用結果。然而，其有時將達成不足結果。由於LED背光面板的各別背光元件的點擴散函數的重疊本質，做為壓縮的尺寸，輸入影像中的單著色(例，藍)面積增加，此面積的亮度(使用藉由將來自圖11的方塊200-202離散色彩通道輸出之背發光分別應用直接於紅、綠、及藍LED)亦增加。當使用根據圖10方法決定之LED驅動值驅動白LED的陣列時(或，用於在LED單元陣列中包括有紅、綠、及藍LED的各LED單元，當應用相同的LED驅動值，根據圖10方法所決定，於所有LED單元的色彩通道時)，雖然LED背光面板的個別背光元件的點擴散函數的重疊本質不會造成非期望的影像殘影，其在獨立驅動多原色背光陣列的各單元的各色彩通道(例，藉由將來自圖11的方塊200-202之離散色彩通道輸出應用直接於LED單元陣列的各單元的分別的紅、綠、及藍LED)時，有時會引起問題。
例如，當顯示大的白區域具有被包含在大的區域的邊 界範圍之內的(具有與白區域相同的亮度之)小的紅物體(以及將來自圖11的方塊200-202的離散色彩通道輸出直接於背發光陣列的各單元的分別的紅、綠、及藍LED)時，白物體的亮度位階可能會顯著地高於紅物體，起因於除了紅物體之下(之後)的紅LED之外的白區域之下(之後)的紅、綠、及藍LED的顯著較大數的重疊效應。因此，為保證紅物體之下的紅背光的適當位階，用於紅通道的驅動位階必定被提升至藉由圖10的降低取樣演算所預測的更遠處。圖11系統的方塊203行使提供這樣的提升之作用。
將參照圖12接著說明圖11的方塊203的代表性實現的運作。圖12中，“平均”紅訊號210為藉由對輸入影像的紅色彩成分的串列執行(圖10的)步驟52及54的等效而在方塊200中產生之平均值的串列。相似地，“平均”藍訊號211為藉由對輸入影像的藍色彩成分的串列執行(圖10的)步驟52及54的等效而在方塊202中產生之平均值的串列，以及“平均”綠訊號212為藉由對輸入影像的藍色彩成分的串列執行(圖10的)步驟52及54的等效而在方塊201中產生之平均值的串列。
圖12的步驟224、225、及226的串列被(相繼地或同時地)執行三次，對各色彩通道一次。對於紅色彩通道之步驟224-226被執行以回應於來自方塊200之“平均”紅訊號220(藉由對輸入影像的紅色彩成分的串列執行圖10的步驟52及54的等效而在方塊200中產生之平均值的串 列)、“標準差”紅訊號221(藉由對輸入影像的紅色彩成分的串列執行圖10的步驟51、53、55、56、57、及58的等效而在方塊200中產生之均方差值的串列)、預定的固定交互通道增益值222、及離散色彩通道輸出223(即，自方塊200所輸出之驅動值REDLEDdrive的串列)。
對於綠色彩通道之步驟224-226被執行以回應於來自方塊201之“平均”綠訊號220(藉由對輸入影像的綠色彩成分的串列執行圖10的步驟52及54的等效而在方塊201中產生之平均值的串列)、“標準差”綠訊號221(藉由對輸入影像的綠色彩成分的串列執行圖10的步驟51、53、55、56、57、及58的等效而在方塊201中產生之均方差值的串列)、預定的固定交互通道增益值222、及離散色彩通道輸出223(即，自方塊201所輸出之驅動值GREENLEDdrive的串列)。
對於藍色彩通道之步驟224-226被執行以回應於來自方塊202之“平均”藍訊號220(藉由對輸入影像的藍色彩成分的串列執行圖10的步驟52及54的等效而在方塊202中產生之平均值的串列)、“標準差”綠訊號221(藉由對輸入影像的藍色彩成分的串列執行圖10的步驟51、53、55、56、57、及58的等效而在方塊202中產生之均方差值的串列)、預定的固定交互通道增益值222、及離散色彩通道輸出223(即，自方塊202所輸出之驅動值BLUELEDdrive的串列)。
根據圖12方法，來自各方塊200、201、及202之“ 平均”訊號(在步驟213中)被比較以決定最大平均值214。從而，步驟213中，比較對於輸入影像的像素的相同區塊之“平均”紅訊號210、“平均”綠訊號211、及“平均”藍訊號，以及其比較結果為用於輸入影像的像素的區塊之最大平均值214。
從而，步驟213決定最大平均值214的串列，包括有對於輸入影像訊號的像素的空間緊湊子集的串列的各空間緊湊子集之一最大平均值，此處對於輸入影像訊號的像素的各空間緊湊子集之最大值為輸入影像訊號的像素的上述空間緊湊子集的紅色彩成分的平均值210、輸入影像訊號的像素的上述空間緊湊子集的藍色彩成分的平均值211、以及輸入影像訊號的像素的上述空間緊湊子集的綠色彩成分的平均值212之最大的一個。
對於紅通道之步驟224中，計算最大平均值214(對於輸入影像的像素的各區塊)與平均紅訊號220(對於輸入影像的像素的相同區塊)之間的差。相似地，對於綠通道之步驟224中，計算最大平均值214(對於輸入影像的像素的各區塊)與平均綠訊號220(對於輸入影像的像素的相同區塊)之間的差，以及對於藍通道之步驟224中，計算最大平均值214(對於輸入影像的像素的各區塊)與平均藍訊號220(對於輸入影像的像素的相同區塊)之間的差。
對於紅通道之步驟225中，步驟224中產生之差值(對於輸入影像的像素的各區塊)被乘上標準差紅值220( 對於輸入影像的像素的相同區塊)以及固定交互通道增益值222。此乘算的結果被加(對於紅通道之步驟226中)至對於輸入影像的像素的相同區塊在方塊200中所產生之紅通道驅動值223(“REDLEDdrive”)，以對於輸入影像的像素的相同區塊(以及從而對於其空間位置對應於輸入影像的像素的區塊之背光陣列的紅LED)產生一修改紅通道LED驅動值，RLED’。
對於綠通道之步驟225中，步驟224中產生之差值(對於輸入影像的像素的各區塊)被乘上標準差綠值220(對於輸入影像的像素的相同區塊)以及固定交互通道增益值220。此乘算的結果被加(對於綠通道之步驟226中)至對於輸入影像的像素的相同區塊在方塊201中所產生之綠通道驅動值223(“GREENLEDdrive”)，以對於輸入影像的像素的相同區塊(以及從而對於其空間位置對應於輸入影像的像素的區塊之背光陣列的綠LED)產生一修改綠通道LED驅動值，GLED’。
對於藍通道之步驟225中，步驟224中產生之差值(對於輸入影像的像素的各區塊)被乘上標準差藍值220(對於輸入影像的像素的相同區塊)以及固定交互通道增益值220。此乘算的結果被加(對於藍通道之步驟226中)至對於輸入影像的像素的相同區塊在方塊202中所產生之藍通道驅動值223(“BLUELEDdrive”)，以對於輸入影像的像素的相同區塊(以及從而對於其空間位置對應於輸入影像的像素的區塊之背光陣列的藍LED)產生一修改藍通 道LED驅動值，BLED’。
圖12的步驟對於輸入影像的像素的各區塊(其空間位置對應於背光陣列的LED單元的不同一個)被執行以產生修改RGB LED驅動值組，RLED’、GLED’、及BLED’，的串列，一組代表背光陣列的各LED單元。
藉由以標準差訊號221及增益值222乘上平均差訊號(步驟224的輸出)，步驟225產生乘積項。串列中的各乘積項僅在非常極限集的情況中變成顯著。為具有小的平均值及大的標準差值，影像的區域很可能在特定色彩通道中包含一小的隔離亮度特徵；對於平均差值變大，加之，影像的顯著較大範圍必須具有另一具有高亮度的色彩。在這些情況中，由交互通道計算(步驟225的輸出)所生出的乘積項被加(步驟226)至原始LED驅動值223以確保對於小亮度區域之各修改LED驅動值(步驟226的輸出)足以在區域中達成飽和的色彩。
再次考慮上面所提的待顯示大的白區域與包含在大的區域的邊界範圍之內的小的紅區域(具有與白區域相同亮度)之例子。當產生用於這類影像之背光驅動值時，若省略了以方塊203所實現之交互通道計算，顯示在大的白區域中之小的紅區域可能遭受自環繞白背光的飽和度淡化。若無實現色相保護LCD剪輯演算，或是若實現色相保護LCD剪輯演算明顯地深紅接近於灰或黑，則其結果的可視影像可能為一減飽和紅色(傾向靠近白)。這些殘影藉由使用包括有方塊203之圖11系統產生修改背光驅動值而 被減少或消除。
在此文中，色相保護LCD剪輯演算為(上述圖9的)步驟72及74的一具體實現，其被執行以一次決定使用圖11系統(包括有方塊203或無方塊203)而已決定(圖9的步驟70中)之一組修改LED驅動值之LCD驅動值(“LCDR”、“LCDG”、及“LCDB”)。
在LED驅動值已被決定之後(步驟70中)，則執行將會使用這些驅動值而實現在顯示器上之背光模擬(步驟74中)。自此模擬及輸入影像，決定LCD驅動值(步驟72中)。代表性地，步驟72包括輸入影像被完全除以模擬投射背光強度值(如上所述)。
若輸入影像中的像素具有50單位的強度以及在像素已決定的背光為100單位，在像素的LCD透射率(自步驟72的輸出產生)可能為50/100、或50%。這容易藉由LCD面板實現。然而，在某些情況中已決定的背光將會少於輸入影像強度。例如，若輸入影像的像素具有50單位的強度但是在像素的已決定的背光僅25單位，LCD透射率需求將要會是200%。當然LCD僅能夠透光，故100%為最大透射率可能。
一大於100%之LCD透射率解(由步驟72所決定)表示背光過低以致無法達成期望的亮度之情況。此解稱為“LCD剪輯”並導致所顯示的亮度比輸入像素所表示的為低。
對於RGB(或其他)色彩影像，當背光過低導致 LCD剪輯時則顯現額外障礙。對於輸入影像的各像素，紅、綠、及藍的比例決定影像的色彩。若這些比例被改變，則色彩改變。若一(或多)個LCD剪輯，則有RGB比例改變的可能性。
LCD透射率解可以基於典型化背光及輸入影像而對於各紅、綠、及藍LCD藉由步驟72所獨立決定。若剪輯發生在一或多個色彩通道但被忽略，則實際顯示的色彩將異於輸入影像色彩。在上述所提例子中，紅LED可能剪輯，以及其產生的色彩將呈現如紅與白之間的混合。
即使在剪輯的保護中，一解(已知如色相保護LCD剪輯演算)被用作維持RGB比例。為實現這樣的解，(圖9的)步驟72會包括使用對於一個色彩通道之最大已決定LCD透射率(最大透射率)之一步驟以均等地比例化所有色彩通道的LCD透射率值。例如，若紅、綠、及藍之LCD透射率解分別為200%、90%、及140%，則會使用200%的最大透射率來決定比例係數。當LCD之最大可達成透射率為100%時，200%值會需要被二分之一比例化至100%的可達成透射率。此係數(二分之一)會接著被應用於其他二個色彩通道，產生決定LCD驅動值之步驟72的實現，其分別依序決定紅、綠、及藍通道的100%、45%、及70%之一組最終LCD透射率。雖然以此方式決定的LCD驅動值產生減少的顯示亮度，其保護顯示色相。
所述由圖11系統(以圖11的方塊203執行參照圖12所述之方法步驟)所執行的方法為本發明決定背光驅 動值的一實施例，用於一雙重調變顯示器的一背光面板的各色彩通道的背光元件，以回應表示待顯示影像之輸入影像，其中背光面板具有一發出一第一色彩(紅，在圖11的情況中)的光之第一色彩通道、一發出一第二色彩(綠，在圖11的情況中)的光之第二色彩通道、及一發出一第三色彩(藍，在圖11的情況中)的光之第三色彩通道，以及雙重調變顯示器還包括一具有一第一解析度之前面板。此方法包括下列步驟：(a)決定表示第一影像像素的數個空間緊湊子集的每一個的至少一統計量數之第一統計資料(由圖11的方塊200所產生的平均與標準差資料)，其中第一統計資料具有低於上述第一解析度之解析度，以及第一影像像素為由具有輸入影像資料的第一色彩之色彩成分、以及自具有輸入影像資料的第一色彩之色彩成分所衍生出之資料值所組成之群組的元素，以及自第一統計資料決定第一色彩通道之背光驅動值(自方塊200輸出的值223)；(b)決定表示第二影像像素的數個空間緊湊子集的每一個的至少一統計量數之第二統計資料(由圖11的方塊201所產生的平均與標準差資料)，其中第二統計資料具有低於上述第一解析度之解析度，以及第二影像像素為由具有輸入影像資料的第二色彩之色彩成分、以及自具有輸入影像資料的第二色彩之色彩成分所衍生出之資料值所組成之群組的元素，以及自第二統計資料決定第二色彩通道之背光驅動值(自方塊201輸出的值223)； (c)決定表示第三影像像素的數個空間緊湊子集的每一個的至少一統計量數之第三統計資料(由圖11的方塊202所產生的平均與標準差資料)，其中第三統計資料具有低於上述第一解析度之解析度，以及第三影像像素為由具有輸入影像資料的第三色彩之色彩成分、以及自具有輸入影像資料的第三色彩之色彩成分所衍生出之資料值所組成之群組的元素，以及自第三統計資料決定第三色彩通道之背光驅動值(自方塊202輸出的值223)；以及(d)對第一色彩通道之背光驅動值、第二色彩通道之背光驅動值、以及第三色彩通道之背光驅動值執行交互通道修正(圖11的方塊203)以產生第一色彩通道之修改背光驅動值(對於紅通道之圖12的步驟226的輸出)、第二色彩通道之修改背光驅動值(對於綠通道之圖12的步驟226的輸出)、以及第三色彩通道之修改背光驅動值(對於藍通道之圖12的步驟226的輸出)。
接著說明本發明在知覺伽瑪編碼(或伽瑪校正)域中產生LED驅動值(用於一雙重調變顯示器)之方法及系統的實施例。
視訊訊號可用多種方式表現。線性視訊相當於一訊號編碼，其直接關於物理處理，諸如光子數。通常在視訊中使用知覺域編碼以減少正確特徵化一訊號所需之位元數。知覺編碼藉由消除無法由人的視覺所查覺的碼而實現效率。對數及伽瑪編碼為考慮知覺的共同編碼。
本發明方法及系統的各種實施例產生LED驅動值( 用於一雙重調變顯示器)於各種域中，包括知覺伽瑪編碼(或伽瑪校正)域。有二個在知覺伽瑪校正域執行LED驅動值產生的理由。第一個理由為當方法或系統在知覺域中運作時的位元深度需求大幅降低。當LED驅動值表現於知覺伽瑪校正域時，所需過濾及演算過程會需要相當少位元(及少量處理電力)並且會減少暗區中錯誤的可能性。第二個理由為在知覺伽瑪校正域中LED驅動值產生的表現可以提供知覺訊號附近範圍的LCD透射率的期望“置中”，以令LCD陣列在其無剪輯之平均級上下表現高解析細節。
在一些實施例中，本發明系統包括一雙重調變顯示器，包括一具有一第一解析度之前面板(例，圖1的面板2)及一具有一第二解析度之背光面板(例，圖1的面板1)，其中第二解析度低於第一解析度且背光面板位在背發光照亮前面板之處；以及一處理器(例，圖1的處理器8)結合於該雙重調變顯示器並且配置以降低取樣一組影像像素(例，圖10的影像資料50)以產生降低取樣影像像素(例，圖10的步驟52或53的輸出)、以帶限降低取樣影像像素而產生一第一訊號(例，圖10的步驟54或55的輸出)、以及以自第一訊號(直接地或非直接地)決定(且一般為產生)背光驅動值(例，輸出自圖10的步驟63之LED驅動值)，其決定雙重調變顯示器之背光，最好使得背光具有穩定性。
在其他實施例中，本發明系統不包括一雙重調變顯示 器，但為或包括一處理器(例，前段所述的類型)，其配置以被結合至一包括有一具有一第一解析度之前面板(例，圖1的面板2)以及一具有一第二解析度之背光面板(例，圖1的面板1)之雙重調變顯示器。
較佳地，(前二段中之一的系統的)處理器產生的背光驅動值得以驅動背光面板以造成其發出用於影像像素所決定影像的顯示之穩定背光。在一些實施例中，雙重調變顯示器被配置以顯示具有全解析度之一影像以及處理器被配置以對具有一低於全解析度之第二解析度之降低取樣影像像素(例，圖10的步驟52的輸出)執行低通過濾。典型地，第一訊號表示影像像素的數個空間緊湊子集的每一個的統計量數。此系統也可被配置以預處理影像像素以產生已處理影像像素(例，圖10的步驟51的輸出)、以降低取樣並帶限此已處理影像像素以產生一第二訊號(例，圖10的步驟55的輸出)、以(回應於第一訊號及第二訊號)產生一表示影像像素的各空間緊湊子集的一第二統計量數之第三訊號(例，圖10的步驟58的輸出)、以及以藉由產生一由第一訊號所決定的值與由第三訊號所決定的值之線性組合而決定各背光驅動值。影像像素的預處理可由平方化各影像像素(例，如圖10的步驟51中所執行的平方化操作)所構成。
在一些實施例中，本發明系統為或包括一場式可程式閘陣列(field-programmable gate array,FPGA)、或其他積體電路或晶片集，已程式化且/或用其他方式配置以回 應於判斷出之輸入影像資料而執行本發明方法的實施例。在其他實施例中，本發明為或包括另一可程式化數位訊號處理器(digital signal processor,DSP)，其已程式化且/或用其他方式配置以對視訊資料執行管線處理，包括本發明方法的實施例。或者，本發明系統為或包括一可程式化通用處理器(例，一PC或其他電腦系統或微處理器)，其被結合以接收或以產生表示一連串待處理影像之輸入資料，以及被以軟體或韌體程式化且/或用其他方式配置(例，以回應控制資料)以對輸入資料執行任何各種運作，包括本發明的一實施例。例如，本發明系統可為或包括一電腦系統(例，PC)，其包括有一輸入裝置、一記憶體、及一已適當程式化(及/或其他組態)之顯示卡以回應於判斷出的輸入影像資料而執行本發明方法的一實施例。顯示卡可包括一繪圖處理單元(graphics processing unit,GPU)、或整組GPU，專用於處理影像資料且配置以執行本發明方法的實施例。一配置以執行本發明方法的實施例之通用處理器可典型地結合於一輸入裝置(例，一滑鼠及/或一鍵盤)、一記憶體、及一顯示裝置。
例如，圖1系統的處理器8可以實現為一具有結合於來源4之輸出以及結合於顯示器1之輸出之通用處理器(例，PC或其他包括輸入裝置及記憶體之電腦)，此處理器(或其中之顯示卡)根據本發明方法的一實施例已被軟體及/或韌體程式化以回應於來自來源4(或處理器8內儲存或產生之影像資料)之影像資料而產生顯示器1之LCD 及LED驅動值。例如，圖1系統的處理器8被實現為一適當配置的FPGA或DSP(例，一FPGA或DSP，具有結合於來源4之輸入以及結合於顯示器1之輸出，並且根據本發明方法的一實施例包括有已被軟體及/或韌體配置之電路以對來自來源4之視訊資料執行管線處理而產生顯示器1之LCD及LED驅動值)。
又例如，本發明系統被實現為一顯示裝置，包括一雙重調變顯示器(例，包括如圖1之前調變面板2及背光面板1之一雙重調變顯示器)以及一實現適當配置之FPGA(或DSP)且結合於顯示器之處理器(例，圖1的處理器8)。處理器被配置以接收輸入影像資料，以執行本發明方法的實施例回應於輸入影像資料以產生(並判斷以顯示)顯示器背光面板之背光控制值(例，LED驅動值)、以及亦以產生顯示器前面板之前面板控制值(例，LCD驅動值)。
本發明另一方面為一電腦可讀媒體(例，磁碟)，其儲存實現本發明方法的任何實施例之碼。
僅管本發明的具體實施例及本發明的應用已在此中說明，對熟習此項技藝者而言在不背離此中所述與所請求之本發明的範圍下此中所述之實施例及應用之各種可能的變化將是顯而易見的。故當知僅管本發明的某些態樣已被圖示及說明，本發明並不被限制於所述與所示之具體實施例或是所述之方法。
1‧‧‧面板
1a‧‧‧LED
1b‧‧‧LED
1c‧‧‧LED
2‧‧‧面板
2a‧‧‧單元
2b‧‧‧單元
2c‧‧‧單元
4‧‧‧來源
5‧‧‧像素
6‧‧‧LED單元
6’‧‧‧LED單元
7‧‧‧像素
7’‧‧‧像素
8‧‧‧處理器
50‧‧‧輸入影像資料
200‧‧‧方塊
201‧‧‧方塊
202‧‧‧方塊
203‧‧‧方塊
210‧‧‧平均紅訊號
211‧‧‧平均藍訊號
212‧‧‧平均綠訊號
220‧‧‧平均訊號
221‧‧‧標準差訊號
222‧‧‧固定交互通道增益
223‧‧‧離散色彩通道輸出
圖1係本發明系統的實施例的方塊圖。
圖2係雙重調變顯示器的LCD陣列的像素5、以及顯示器背光面板的LED單元6之圖。
圖3係排列(重疊)在圖2的低解析度背光面板之圖2的高解析LCD陣列之圖。
圖4係圖2的排列的LCD陣列及背光面板之圖，包括有根據本發明的實施例可以被利用之像素7之降低取樣影像以產生圖2的LED單元6的背光驅動值。
圖5係圖4的LCD陣列5及降低取樣的像素7的圖。
圖6係另一雙重調變顯示器的LCD陣列的像素5、及顯示器背光面板的LED單元6’之圖。
圖7係排列(重疊)在圖6的低解析度背光面板之圖6的高解析LCD陣列之圖。
圖8係圖7的排列的LCD陣列及背光面板之圖，包括有根據本發明的實施例可以被利用之像素7’之降低取樣影像以產生圖6的LED單元6’的背光驅動值。
圖9係以圖1系統的典型運作執行的步驟之流程圖。
圖10係以圖9的步驟70的典型實現執行的步驟之流程圖，以產生回應於輸入影像資料之LED驅動值。
圖11係配置以回應於輸入影像資料而產生LED驅動值之本發明系統的另一實施例的方塊圖。
圖12係以圖11系統的方塊203的典型運作執行之步 驟的流程圖。
1‧‧‧面板
1a‧‧‧LED
1b‧‧‧LED
1c‧‧‧LED
2‧‧‧面板
2a‧‧‧單元
2b‧‧‧單元
2c‧‧‧單元
4‧‧‧來源
8‧‧‧處理器

Claims (81)

  1. 一種決定背光驅動值之方法，該背光驅動值用於一雙重調變顯示器的一背光面板的背光元件，以回應於表示一待顯示影像之輸入影像資料，該方法包括下列步驟：(a)決定表示影像資料的像素的數個空間緊湊子集的每一個的至少一統計量數之統計資料，包括藉由對該各空間緊湊子集執行至少一非線性操作，其中該雙重調變顯示器包括一具有第一解析度之前面板，該影像資料被映像至該第一解析度，該統計資料具有低於上述第一解析度之解析度，以及該影像資料的像素係為由該輸入影像資料的像素、該輸入影像資料的像素的色彩成分、以及自該輸入影像資料的像素所衍生之資料值所組成之群組的元素；以及(b)自該統計資料決定該背光驅動值，其中步驟(a)包括決定該像素的各空間緊湊子集的平均與標準差之步驟，以及步驟(b)包括自該像素的另外一個空間緊湊子集的平均與標準差的線性組合決定該各背光驅動值之步驟，其中該非線性操作係為平方化自該空間緊湊子集所決定之一降低取樣影像的像素之操作。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之決定背光驅動值之方法，其中該影像資料的像素係為照度值，包括該輸入影像資料的各像素之一照度值。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之決定背光驅動值之方 法，其中該影像資料的像素係為最大色彩成分，包括該輸入影像資料的各像素的色彩成分的一最大色彩成分。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之決定背光驅動值之方法，其中該統計量數係為該影像資料的像素的各空間緊湊子集的標準差。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之決定背光驅動值之方法，其中該非線性操作係對自該各空間緊湊子集所衍生之資料執行。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之決定背光驅動值之方法，其中該非線性操作係為平方化該各空間緊湊子集的像素之操作。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之決定背光驅動值之方法，其中該統計量數係為該各空間緊湊子集的標準差。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之決定背光驅動值之方法，其中該非線性操作係為平方化該各空間緊湊子集的平均值之操作，其中該降低取樣影像的各像素係為該另外一個空間緊湊子集的平均值。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之決定背光驅動值之方法，其中該非線性操作係為平方化該空間緊湊子集的低通過濾平均值之操作。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之決定背光驅動值之方法，其中該統計資料係表示該各空間緊湊子集的平均與標準差，以及步驟(a)包括決定標準差值之步驟，其包括藉由該空間緊湊子集的平均值以決定過濾平均值，以及 平方化該各過濾平均值。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之決定背光驅動值之方法，其中步驟(a)及(b)係執行以回應於步驟(b)中所決定之該背光驅動值而使該背光面板產生穩定背光。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之決定背光驅動值之方法，其中步驟(a)及(b)係以無回授之單一資料處理而執行。
  13. 一種決定背光驅動值之方法，該背光驅動值用於一雙重調變顯示器的一背光面板的背光元件，以回應於表示一待顯示影像之輸入影像資料，該方法包括下列步驟：(a)決定表示影像資料的像素的數個空間緊湊子集的每一個的至少二統計量數之統計資料，其中該雙重調變顯示器包括一具有第一解析度之前面板，該影像資料被映像至該第一解析度，該統計資料具有低於上述第一解析度之解析度，以及該影像資料的像素係為由該輸入影像資料的像素、該輸入影像資料的像素的色彩成分、以及自該輸入影像資料的像素所衍生之資料值所組成之群組的元素；以及(b)自該統計資料決定該背光驅動值，其中步驟(a)包括決定該像素的各空間緊湊子集的平均與標準差之步驟，以及步驟(b)包括自該像素的另外一個空間緊湊子集的平均與標準差的線性組合決定該各背光驅動值之步驟，其中該非線性操作係為平方化自該空間緊湊子集所決 定之一降低取樣影像的像素之操作。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之決定背光驅動值之方法，其中該影像資料的像素係為照度值，包括該輸入影像資料的各像素之一照度值。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之決定背光驅動值之方法，其中該影像資料的像素係為最大色彩成分，包括該輸入影像資料的各像素的色彩成分的一最大色彩成分。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之決定背光驅動值之方法，其中該統計量數係為該影像資料的像素的各空間緊湊子集的標準差與平均。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之決定背光驅動值之方法，其中該統計資料係藉由包括對該各空間緊湊子集之至少一非線性操作而決定。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之決定背光驅動值之方法，其中該非線性操作係對自該各空間緊湊子集所衍生之資料執行。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之決定背光驅動值之方法，其中該非線性操作係為平方化該各空間緊湊子集的像素之操作。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之決定背光驅動值之方法，其中該統計量數包括該各空間緊湊子集的標準差。
  21. 如申請專利範圍第13項所述之決定背光驅動值之方法，其中該非線性操作係為平方化該各空間緊湊子集的平均值之操作，其中該降低取樣影像的各像素係為該另外 一個空間緊湊子集的平均值。
  22. 如申請專利範圍第17項所述之決定背光驅動值之方法，其中該非線性操作係為平方化該空間緊湊子集的低通過濾平均值之操作。
  23. 如申請專利範圍第13項所述之決定背光驅動值之方法，其中該統計量數係為該各空間緊湊子集的平均與標準差，以及步驟(a)包括決定標準差值之步驟，其包括藉由該空間緊湊子集的平均值以決定過濾平均值，以及平方化該各過濾平均值。
  24. 如申請專利範圍第13項所述之決定背光驅動值之方法，其中步驟(a)及(b)係執行以回應於步驟(b)中所決定之該背光驅動值而使該背光面板產生穩定背光。
  25. 如申請專利範圍第13項所述之決定背光驅動值之方法，其中步驟(a)及(b)係以無回授之單一資料處理而執行。
  26. 一種決定背光驅動值之方法，該背光驅動值用於一雙重調變顯示器的一背光面板的各色彩通道的背光元件，以回應於輸入影像資料，其中該背光面板具有一用以發出第一色彩的光之第一色彩通道、一用以發出第二色彩的光之第二色彩通道、以及一用以發出第三色彩的光之第三色彩通道，以及該雙重調變顯示器還包括一具有第一解析度之前面板，該方法包括下列步驟：(a)決定表示第一影像像素的數個空間緊湊子集的每一個的至少一統計量數之第一統計資料，其中該第一統 計資料具有低於上述第一解析度之解析度，以及該第一影像像素係為由具有該輸入影像資料的第一色彩之色彩成分、以及自具有該輸入影像資料的第一色彩之色彩成分所衍生之資料值所組成之群組的元素，以及自該第一統計資料決定用於該第一色彩通道之背光驅動值；(b)決定表示第二影像像素的數個空間緊湊子集的每一個的至少一統計量數之第二統計資料，其中該第二統計資料具有低於上述第一解析度之解析度，以及該第二影像像素係為由具有該輸入影像資料的第二色彩之色彩成分、以及自具有該輸入影像資料的第二色彩之色彩成分所衍生之資料值所組成之群組的元素，以及自該第二統計資料決定用於該第二色彩通道之背光驅動值；(c)決定表示第三影像像素的數個空間緊湊子集的每一個的至少一統計量數之第三統計資料，其中該第三統計資料具有低於上述第一解析度之解析度，以及該第三影像像素係為由具有該輸入影像資料的第三色彩之色彩成分、以及自具有該輸入影像資料的第三色彩之色彩成分所衍生之資料值所組成之群組的元素，以及自該第三統計資料決定用於該第三色彩通道之背光驅動值；以及(d)對用於該第一色彩通道之該背光驅動值、用於該第二色彩通道之該背光驅動值、以及用於該第三色彩通道之該背光驅動值執行交互通道修正以產生用於該第一色彩通道之修改背光驅動值、用於該第二色彩通道之修改背光驅動值、以及用於該第三色彩通道之修改背光驅動值。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之決定背光驅動值之方法，其中該第一統計資料係藉由包括對該第一影像像素的各空間緊湊子集之至少一非線性操作之步驟而決定，該第二統計資料係藉由包括對該第二影像像素的各空間緊湊子集之至少一非線性操作之步驟而決定，以及該第三統計資料係藉由包括對該第三影像像素的該各空間緊湊子集之至少一非線性操作之步驟而決定。
  28. 如申請專利範圍第26項所述之決定背光驅動值之方法，其中上述各非線性操作係為平方化該空間緊湊子集的像素之操作。
  29. 如申請專利範圍第26項所述之決定背光驅動值之方法，其中對該第一影像像素的各空間緊湊子集之上述各非線性操作係為平方化自該第一影像像素的空間緊湊子集所決定之一降低取樣影像的像素之操作。
  30. 如申請專利範圍第29項所述之決定背光驅動值之方法，其中對該第一影像像素的各空間緊湊子集之上述各非線性操作係為平方化該第一影像像素的各空間緊湊子集的平均值之操作，其中該降低取樣影像的各像素係為該第一影像像素的另外一個空間緊湊子集的平均值。
  31. 如申請專利範圍第29項所述之決定背光驅動值之方法，對該第一影像像素的各空間緊湊子集之上述各非線性操作係為平方化該第一影像像素的空間緊湊子集的低通過濾平均值之操作。
  32. 如申請專利範圍第26項所述之決定背光驅動值之 方法，其中該第一統計資料係表示該第一影像資料的各空間緊湊子集的平均與標準差，以及步驟(a)包括決定標準差值之步驟，其包括藉由該第一影像像素的空間緊湊子集的平均值以決定過濾平均值，以及平方化該各過濾平均值。
  33. 如申請專利範圍第26項所述之決定背光驅動值之方法，其中步驟(a)、(b)、(c)、及(d)係執行以回應於步驟(d)中所產生之該修改背光驅動值而使該背光面板產生穩定背光。
  34. 如申請專利範圍第26項所述之決定背光驅動值之方法，其中步驟(a)、(b)、(c)、及(d)係以無回授之單一資料處理而執行。
  35. 如申請專利範圍第26項所述之決定背光驅動值之方法，其中步驟(d)包括下列步驟：決定一連串最大平均值，包括用於該輸入影像資料的像素的一連串空間緊湊子集的各空間緊湊子集之一最大平均值，其中用於該輸入影像資料的像素的各空間緊湊子集之該最大平均值係為該輸入影像資料的像素的上述空間緊湊子集的具有該第一色彩之色彩成分的平均值、具有該第二色彩之色彩成分的平均值、以及具有該第三色彩之色彩成分的平均值之最大一個；自用於該第一色彩通道之該背光驅動值及該最大平均值決定用於該第一色彩通道之該修改背光驅動值；自用於該第二色彩通道之該背光驅動值及該最大平均 值決定用於該第二色彩通道之該修改背光驅動值；以及自用於該第三色彩通道之該背光驅動值及該最大平均值決定用於該第三色彩通道之該修改背光驅動值。
  36. 一種決定背光驅動值之系統，該背光驅動值用於一雙重調變顯示器的一背光面板的各色彩通道的背光元件，以回應於輸入影像資料，其中該背光面板具有一用以發出第一色彩的光之第一色彩通道、一用以發出第二色彩的光之第二色彩通道、以及一用以發出第三色彩的光之第三色彩通道，以及該雙重調變顯示器還包括一具有第一解析度之前面板，該系統包括：第一電路，配置以決定表示第一影像像素的數個空間緊湊子集的每一個的至少一統計量數之第一統計資料，其中該第一統計資料具有低於上述第一解析度之解析度，以及該第一影像像素係為由具有該輸入影像資料的第一色彩之色彩成分、以及自具有該輸入影像資料的第一色彩之色彩成分所衍生之資料值所組成之群組的元素，並且以自該第一統計資料產生用於該第一色彩通道之背光驅動值；第二電路，配置以決定表示第二影像像素的數個空間緊湊子集的每一個的至少一統計量數之第二統計資料，其中該第二統計資料具有低於上述第一解析度之解析度，以及該第二影像像素係為由具有該輸入影像資料的第二色彩之色彩成分、以及自具有該輸入影像資料的第二色彩之色彩成分所衍生之資料值所組成之群組的元素，並且以自該第二統計資料產生用於該第二色彩通道之背光驅動值； 第三電路，配置以決定表示第三影像像素的數個空間緊湊子集的每一個的至少一統計量數之第三統計資料，其中該第三統計資料具有低於上述第一解析度之解析度，以及該第三影像像素係為由具有該輸入影像資料的第三色彩之色彩成分、以及自具有該輸入影像資料的第三色彩之色彩成分所衍生之資料值所組成之群組的元素，並且以自該第三統計資料產生用於該第三色彩通道之背光驅動值；以及交互通道修正電路，結合於該第一電路、該第二電路、及該第三電路，且配置以對用於該第一色彩通道之該背光驅動值、用於該第二色彩通道之該背光驅動值、以及用於該第三色彩通道之該背光驅動值執行交互通道修正以產生用於該第一色彩通道之修改背光驅動值、用於該第二色彩通道之修改背光驅動值、以及用於該第三色彩通道之修改背光驅動值。
  37. 如申請專利範圍第36項所述之決定背光驅動值之系統，其中該第一電路係配置以包括藉由對該第一影像像素的各空間緊湊子集執行至少一非線性操作而決定該第一統計資料，該第二電路係配置以包括對該第二影像像素的各空間緊湊子集執行至少一非線性操作而決定該第二統計資料，以及該第三電路係配置以包括藉由對該第三影像像素的各空間緊湊子集執行至少一非線性操作而決定該第三統計資料。
  38. 如申請專利範圍第36項所述之決定背光驅動值之 系統，其中該第一統計資料係表示該第一影像像素的各空間緊湊子集的平均與標準差，以及該第一電路係配置以決定標準差值，包括藉由過濾該第一影像像素的空間緊湊子集的平均值以決定過濾平均值並且平方化該各過濾平均值。
  39. 如申請專利範圍第36項所述之決定背光驅動值之系統，其中該第一電路係配置以經由無回授之單一資料處理而產生用於該第一色彩通道之背光驅動值，該第二電路係配置以經由無回授之單一資料處理而產生用於該第二色彩通道之背光驅動值，以及該第三電路係配置以經由無回授之單一資料處理而產生用於該第三色彩通道之背光驅動值。
  40. 如申請專利範圍第36項所述之決定背光驅動值之系統，其中該交互通道修正電路包括：一第一子系統，配置以決定一連串最大平均值，包括用於該輸入影像資料的像素的一連串空間緊湊子集的各空間緊湊子集之一最大平均值，其中對於該輸入影像資料的像素的各空間緊湊子集之該最大平均值係為該輸入影像的像素的上述空間緊湊子集的具有該第一色彩之該色彩成分的平均值、具有該第二色彩之該色彩成分的平均值、以及具有該第三色彩之該色彩成分的平均值的最大一個；以及一第二子系統，結合於該第一子系統且配置以自用於該第一色彩通道之該背光驅動值及該最大平均值而決定用於該第一色彩通道之該修改背光驅動值，以自用於該第二色彩通道之該背光驅動值及該最大平均值而決定用於該第 二色彩通道之該修改背光驅動值，以及自用於該第三色彩通道之該背光驅動值及該最大平均值而決定用於該第三色彩通道之該修改背光驅動值。
  41. 如申請專利範圍第36項所述之決定背光驅動值之系統，其中上述系統係為具有用於判斷用於該第一色彩通道之該背光驅動值、用於該第二色彩通道之該背光驅動值、以及用於該第三色彩通道之該背光驅動值之輸出之一場式可程式閘陣列。
  42. 如申請專利範圍第36項所述之決定背光驅動值之系統，其中上述系統係為一數位訊號處理器，配置以對該輸入影像資料執行管線處理以產生用於該第一色彩通道之該背光驅動值、用於該第二色彩通道之該背光驅動值、以及用於該第三色彩通道之該背光驅動值。
  43. 如申請專利範圍第36項所述之決定背光驅動值之系統，還包括：一雙重調變顯示器，具有一被結合之背光面板以接收用於該第一色彩通道之該背光驅動值、用於該第二色彩通道之該背光驅動值、以及用於該第三色彩通道之該背光驅動值。
  44. 一種產生背光驅動值之處理器，該背光驅動值用於一雙重調變顯示器的一背光面板的背光元件，以回應於表示一待顯示影像之輸入影像資料，其中該雙重調變顯示器還包括一具有第一解析度之前面板以及該處理器係配置以： 決定表示影像資料的像素的數個空間緊湊子集的每一個的至少一統計量數之統計資料，包括藉由對該各空間緊湊子集執行至少一非線性操作，其中該影像資料被映像至該第一解析度，該統計資料具有低於上述第一解析度之解析度，以及該影像資料的像素係為由該輸入影像資料的像素、該輸入影像資料的像素的色彩成分、以及自該輸入影像資料的像素所衍生之資料值所組成之群組的元素；以及產生該背光驅動值以回應於該統計資料，其中上述處理器係配置以決定該像素的各空間緊湊子集的平均以及包括藉由決定像素的另外一個空間緊湊子集的標準差與平均的線性組合而產生該背光驅動值，其中上述處理器係配置以自該空間緊湊子集決定一降低取樣影像，以及該非線性操作係為平方化該降低取樣影像的像素之操作。
  45. 如申請專利範圍第44項所述之產生背光驅動值之處理器，其中該影像資料的像素係為照度值，包括用於該輸入影像資料的各像素之一照度值。
  46. 如申請專利範圍第44項所述之產生背光驅動值之處理器，其中該影像資料的像素係為最大色彩成分，包括該輸入影像資料的各像素的色彩成分的一最大色彩成分。
  47. 如申請專利範圍第44項所述之產生背光驅動值之處理器，其中該統計量數係為該影像資料的像素的各空間緊湊子集的標準差。
  48. 如申請專利範圍第44項所述之產生背光驅動值之 處理器，其中上述處理器係配置以對自該各空間緊湊子集所衍生之資料執行該非線性操作。
  49. 如申請專利範圍第48項所述之產生背光驅動值之處理器，其中該非線性操作係為平方化該各空間緊湊子集的像素之操作。
  50. 如申請專利範圍第49項所述之產生背光驅動值之處理器，其中該統計量數係為該各空間緊湊子集的標準差。
  51. 如申請專利範圍第44項所述之產生背光驅動值之處理器，其中上述處理器係配置以自該空間緊湊子集決定一降低取樣影像，以及該非線性操作係為平方化該空間緊湊子集的平均值之操作，其中該降低取樣影像的各像素係為該另外一個空間緊湊子集的平均值。
  52. 如申請專利範圍第44項所述之產生背光驅動值之處理器，其中該非線性操作係為平方化該空間緊湊子集的低通過濾平均值之操作。
  53. 如申請專利範圍第44項所述之產生背光驅動值之處理器，其中該統計資料係表示該各空間緊湊子集的平均與標準差，以及該處理器係配置以產生標準差值，包括藉由該空間緊湊子集的平均值以決定過濾平均值，並且平方化該各過濾平均值。
  54. 如申請專利範圍第44項所述之產生背光驅動值之處理器，其中上述處理器係為一具有用於判斷該背光驅動值之輸出之場式可程式閘陣列。
  55. 如申請專利範圍第54項所述之產生背光驅動值之 處理器，其中上述處理器係配置以經由無回授之單一資料處理而產生該背光驅動值。
  56. 如申請專利範圍第44項所述之產生背光驅動值之處理器，其中上述處理器係為一數位訊號處理器，配置以對該輸入影像資料執行管線處理以產生該背光驅動值。
  57. 如申請專利範圍第56項所述之產生背光驅動值之處理器，其中上述數位訊號處理器係配置以經由無回授之單一資料處理而產生該背光驅動值。
  58. 如申請專利範圍第44項所述之產生背光驅動值之處理器，其中上述處理器係為一已被程式化之可程式通用處理器以決定該統計資料以及以產生該背光驅動值以回應該統計資料。
  59. 如申請專利範圍第44項所述之產生背光驅動值之處理器：其中該背光驅動值係被具有一被結合之背光面板之一雙重調變顯示器接收。
  60. 一種產生背光驅動值之處理器，該背光驅動值用於一雙重調變顯示器的一背光面板的背光元件，以回應於表示一待顯示影像之輸入影像資料，其中該雙重調變顯示器還包括一具有第一解析度之前面板以及該處理器係配置以：決定表示影像資料的像素的數個空間緊湊子集的每一個的至少二統計量數之統計資料，其中該影像資料被映像至該第一解析度，該統計資料具有低於上述第一解析度之 解析度，以及該影像資料的像素係為由該輸入影像資料的像素、該輸入影像資料的像素的色彩成分、以及自該輸入影像資料的像素所衍生之資料值所組成之群組的元素；以及產生該背光驅動值以回應於該統計資料，其中該處理器係配置以決定該像素的各空間緊湊子集的平均與標準差以及包括藉由決定該像素的另外一個空間緊湊子集之標準差與平均的線性組合而產生該背光驅動值，其中該非線性操作係為平方化自該空間緊湊子集所決定之該降低取樣影像的像素之操作。
  61. 如申請專利範圍第60項所述之產生背光驅動值之處理器，其中該影像資料的像素係為照度值，包括用於該輸入影像資料的各像素之一照度值。
  62. 如申請專利範圍第60項所述之產生背光驅動值之處理器，其中該影像資料的像素係為最大色彩成分，包括該輸入影像資料的各像素的色彩成分的一最大色彩成分。
  63. 如申請專利範圍第60項所述之產生背光驅動值之處理器，其中該統計量數係為影像資料的像素的各空間緊湊子集的標準差與平均。
  64. 如申請專利範圍第60項所述之產生背光驅動值之處理器，其中該處理器係配置以包括藉由對該各空間緊湊子集執行至少一非線性操作而產生該統計資料。
  65. 如申請專利範圍第64項所述之產生背光驅動值之處理器，其中該非線性操作係為平方化該各空間緊湊子集 的像素之操作。
  66. 如申請專利範圍第65項所述之產生背光驅動值之處理器，其中該統計量數包括該各空間緊湊子集的標準差。
  67. 如申請專利範圍第60項所述之產生背光驅動值之處理器，其中該非線性操作係為平方化該各空間緊湊子集的平均值之操作，其中該降低取樣影像的各像素係為該另外一個空間緊湊子集的平均值。
  68. 如申請專利範圍第60項所述之產生背光驅動值之處理器，其中該非線性操作係為平方化該空間緊湊子集的低通過濾平均值之操作。
  69. 如申請專利範圍第60項所述之產生背光驅動值之處理器，其中該統計量數係為該各空間緊湊子集的平均與標準差，以及該處理器係配置以產生標準差值，包括藉由該空間緊湊子集的平均值以決定過濾平均值，並且平方化該各過濾平均值。
  70. 如申請專利範圍第60項所述之產生背光驅動值之處理器，其中上述處理器係為一具有用於判斷該背光驅動值之輸出之場式可程式閘陣列。
  71. 如申請專利範圍第70項所述之產生背光驅動值之處理器，其中上述處理器係配置以經由無回授之單一資料處理而產生該背光驅動值。
  72. 如申請專利範圍第60項所述之產生背光驅動值之處理器，其中上述處理器係為一數位訊號處理器，配置以對該輸入影像資料執行管線處理以產生該背光驅動值。
  73. 如申請專利範圍第60項所述之產生背光驅動值之處理器，其中該背光驅動值係回應於上述背光驅動值而使該背光面板產生穩定背光。
  74. 如申請專利範圍第60項所述之產生背光驅動值之處理器，其中上述數位訊號處理器係配置以經由無回授之單一資料處理而產生該背光驅動值。
  75. 如申請專利範圍第60項所述之產生背光驅動值之處理器，其中上述處理器係為一已被程式化之可程式通用處理器以決定該統計資料以及以產生該背光驅動值以回應該統計資料。
  76. 如申請專利範圍第60項所述之產生背光驅動值之處理器：其中該背光驅動值係被具有一被結合之背光面板之一雙重調變顯示器接收。
  77. 一種背光控制系統，包括：一雙重調變顯示器，包括一具有第一解析度之前面板以及一具有第二解析度之背光面板，其中該第二解析度小於該第一解析度以及該背光面板設在背發光照亮該前面板之處；以及一處理器，結合於該雙重調變顯示器並且配置以降低取樣一組影像像素以產生降低取樣影像像素、以帶限該降低取樣影像像素而產生一第一訊號、以及以自該第一訊號決定背光驅動值而使背光驅動值得以驅動該背光面板而造成上述背光面板藉由該影像像素所決定影像的該前面板發 出用於顯示之穩定背光。
  78. 如申請專利範圍第77項所述之背光控制系統，其中該影像像素具有該第一解析度，該降低取樣影像像素具有該第二解析度，以及該處理器係配置以對該降低取樣像素執行低通過濾。
  79. 如申請專利範圍第77項所述之背光控制系統，其中該第一訊號係表示該影像像素的數個空間緊湊子集的每一個的統計量數。
  80. 如申請專利範圍第79項所述之背光控制系統，其中該處理器係配置以預處理該影像像素以產生已處理影像像素、以降低取樣且帶限該已處理影像像素以產生一第二訊號、以回應於該第一訊號及該第二訊號而產生一表示該影像像素的各空間緊湊子集的一第二統計量數之第三訊號、以及藉由產生該第一訊號所決定之值與該第三訊號所決定之值的線性組合以決定該各背光驅動值。
  81. 如申請專利範圍第80項所述之背光控制系統，其中該處理器係配置以包括藉由平方化該各影像像素以預處理該影像像素。
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