视频信号的时间滤波的制作方法

专利名称：视频信号的时间滤波的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示设备并且具体地涉及双调制显示设备以及用于减少在这样的设 备上显示的图像中的赝像(artifact)的过程和结构。
背景技术：
动态范围是场景的最高亮度部分与场景的最低亮度部分的强度比。例如，视频投 射系统投射的图像可以具有300 1的最大动态范围。人类视觉系统能够识别具有很高动态范围的场景中的特征。例如，人可以在日光 照亮的白天观察未照亮的车库的阴影并且看见阴影中的对象的细节，即使相邻的日光照亮 区域中的亮度可能是场景的阴影部分中的亮度的数以千倍计。为了建立这样的场景的逼真 表现，可能需要动态范围超过1000 1的显示器。术语“高动态范围”意味着800 1或 者更大的动态范围。现代数字成像系统能够捕获和记录其中保留场景动态范围的场景的数字表示。计 算机成像系统能够合成具有高动态范围的图像。近来，显示系统已经开始将双调制系统用 于以更真实地再现高动态范围的方式来表现图像。

发明内容
本发明的发明人已经认识到需要减少在高动态范围的显示系统中出现的赝像，并 且特别是为由于双调制系统并入不同分辨率的调制器而产生的赝像。在一个实施例中，本 发明提供一种包括以下步骤的方法接收视频的当前帧；计算当前帧的后调制信号；计算 在当前帧的后调制信号与先前帧的后调制信号之间的强度差；并且用滤波限制R修改当前 帧的后调制信号以获得当前帧的实际后调制信号。滤波限制例如是视频将显示于其上的显 示器的性能特性和/或视频信号的特性。在一个实施例中，如果检测到视频信号中的场景 改变，则不修改后调制信号。在另一实施例中，本发明是一种高动态范围显示器，该显示器包括前调制器单 元；后调制单元，包括分辨率比前调制单元的分辨率更低的单独可控背光阵列，并且配置 成向前调制单元上投射调制光；以及控制器，耦合到后调制单元并且配置成预备和向后调 制单元发送后调制信号，所述后调制信号根据闪亮速率和变暗速率中的至少一个速率来限制。在一个实施例中，控制器还被配置成确定待显示的视频中的场景改变并且在场景改变 期间预备无限制的后调制信号。在又一实施例中，本发明是一种控制器，该控制器被配置成向光元件阵列的每个 单独可控光元件提供控制信号，所述控制信号包括根据视频信号导出的并且如果超过闪亮 速率阈值和变暗速率阈值中的至少一个阈值则强度受限制的光量。在一个实施例中，对视 频图像逐个区域地进行强度限制，从而视频图像的一个区域可能在强度上受限制而另一区 域不受限制，并且动态地确定至少一个阈值。可以在通用计算机或者联网计算机上用编程便利地实现体现本发明的任何设备 或者方法的部分，并且结果可以显示于连接到任何通用联网计算机的输出设备上或者发送 到远程设备以供输出或者显示。此外，本发明的以计算机程序、数据序列和/或控制信号表 示的任何部件均可以表现为在任何媒介中按任何频率来广播(或者传送)的电子信号，该 媒介包括但不限于无线广播以及通过铜线、光纤线缆和同轴线缆等的传送。


将容易获得对本发明及其诸多附带优点的更完整认识，因为该认识通过参照在结 合以下附图考虑时的下文具体描述变得更好理解，其中图1是图示了背光运动混叠和“步行(Walking) ”LED问题成因的背光范例的图 示；图2是根据本发明一个实施例的过程的流程图；图3A是布置成实施根据本发明一个实施例的过程的电子和/或计算机部件的框 图；图3B是布置成实施根据本发明一个实施例的过程的电子和/或计算机部件的框 图；图4是根据本发明一个实施例的衰减过程的图形图示；并且图5是来自针对棋盘图案的背光驱动电平计算的结果的图示。
具体实施例方式本发明涉及一种用于处理将在双调制显示系统上显示的图像数据的方法，并且具 体地涉及一种用于通过向视频帧序列的后调制信号应用时间滤波来减少(时间)噪声和图 像赝像的方法。运用低分辨率调制背光以照射IXD面板向显示器引入非所需的图像赝像。例如， 由于LCD不能完全地阻挡光，所以照射由暗区域包围的亮特征的背光在特征周围造成暗淡 光晕而边缘对比度限于面板的对比度。如果光晕关于特征未对称，则效应可能变得明显 并且光晕赝像在对象移动时加剧，因为光晕改变形状并且由于背光的低分辨率而不跟随 对象的准确运动。光晕可以被感知成在对象移动时保持于背景上、在对象后面拖动、然后 突然跳跃至对象前面以在开始再次在后面拖动之前跟上。光晕沿着它的可变形状的断续 (stuttering)运动可以类似于举步或者“步行”的动作。图1示出了分别在背光10A、20A 和30A之上叠加的形状(摄影10B、20B和30B)以及光晕(参见摄影20B和30B)的进展。 如果未为移动特征保留背光的功率，则这一图像赝像可能尤其明显，因为它也往往会脉动(pulse)和变暗。步行效应的根本起因可以追溯至背光信号中的空间混叠。一些当代技术(例如Dolby Contrast 显示器)使用光幕照明的概念以隐藏光晕 赝像。经过黑IXD像素泄漏的光被设计成低于由光幕照明引起的感知限制，从而观测不到 显示器的对比度限制。然而仅有光幕照明方法无法完全地解决步行LED问题，因为这一赝 像的根本起因与背光信号中的空间混叠有联系。因此，为了使这一明显效应最小化，需要以 频带受限的方式计算背光驱动电平(例如防止或者减少从邻近背光传送更高空间频率)， 该方式就特征位置、定向和强度在单帧中以及随时间的少量改变而言是稳定的。用于运用 下采样方法和空间平滑/滤波来确定后调制信号的方式(例如Dolby Contrast 经许可的 显示器)可以用来使背光与LCD之间分辨率差异的明显效应最小化。本发明公开一种用于通过向将在双调制显示系统上显示的视频帧序列的后调制 信号应用时间滤波来减少噪声和时间赝像(例如步行LED)的方法。在使用单独调制光源 作为背光以照射LCD面板的双调制显示系统中，滤波限制(例如闪亮速率Rfl_和变暗速率 Rdiffl)被确定并且用来控制连续视频帧之间任何单个背光元件(或者背光元件簇)的强度的 最大改变以便随时间平滑背光梯度。优选地在检测到场景改变帧时忽略时间限制。例如通 过比较连续视频帧的总照明强度差与可调阈值T来检测场景改变。可替选地，视频流中的 元数据也可以用于具体地指向场景改变。已知有用于检测场景改变的多种方法。多数工作 已经投入于视频压缩和视频处理。无论所用方法如何，对于其中输出图像中的总改变明显 地减少或者消除对衰减效应的需要的场景改变或者任何其它帧集，可以绕过本发明的衰减 过程。一般而言，全局地或者在整个背光内应用场景改变检测和在适当时应用衰减的过 程。然而相同类型的过程可以局部地应用于也可以随时间改变的场景部分。向场景的部分 所应用的场景改变算法可以基于在帧之间的场景部分比较、帧或者局部区域的试探以及可 能基于视频流中的元数据。也可注意到，基于背光元件的数目，时间衰减的计算成本增加或者减少。更小显示 器或者具有更少背光(例如200个背光元件——比如LED或者LED簇)的更大显示器可能 需要比具有许多(例如1400个或者更多)背光元件的类似尺寸的显示器明显更少的计算 能力。然而，对时间衰减的需要随着背光数目更小而增加，因为与分辨率减小的背光关联的 混叠效应和其它问题可能在背光分辨率比较低的显示器中加强(从而产生权衡，因为这主 要地依赖于光经过光学器件的空间分布(例如很宽的点扩展函数(PSF)可以减轻赝像，很 窄的PSF将允许最大化局部对比度))。根据本发明的一种示例时间衰减方式包括以下步骤(1)接收当前帧。帧例如是来自视频数据流的待显示的帧。视频数据流例如源于 相机、记录的媒体源(0￥0、皿-0￥0"1、蓝光1￥等)、数字或者其它广播(例如地面、卫星、无线 网络等)。(2)计算当前帧的后调制信号。后调制信号例如包括用于对显示器的背光中的各 个灯(或灯簇)的强度级进行设置的数据。(3)用当前帧的调制信号和先前一帧或者多帧的调制信号的平均值(例如加权平 均值)修改当前帧的后调制信号。上述修改步骤、即步骤(3)使用可以按不同形式体现的平均值。所言平均值是两帧(当前帧和先前帧)之间的平均值。可替选地，可以利用先前η帧和当前帧(η+1)的加 权平均值。在另一实施例中，本发明可以体现为一种包括以下步骤的方法(1)接收当前帧；(2)计算当前帧的后调制信号；(3)计算在当前帧的后调制信号与先前帧的后调制信号之间的强度差。例如通过 将各背光元件在先前帧的强度减去相同背光元件在当前帧中的强度来计算强度差。可以例 如基于调制信号本身或者调制信号中包含的背光元件的赋能电平等来计算强度级(这样 的计算可以例如包括用于背光元件中的个别差异的变量，无论这样的差异归因于设计还是 制造质量变化等)。(4a)如果在当前帧的后调制信号与先前帧的后调制信号之间的强度差超过预定 义或者动态计算的强度差判据(例如阈值或者速率)，则用预定滤波限制R修改当前帧的后 调制信号以获得用于当前帧的实际后调制信号。(4b)如果在当前帧的后调制信号与先前帧的后调制信号之间的强度差未超过预 定义阈值，则利用步骤(2)中计算的后调制信号作为用于当前帧的实际所需后调制信号。可以在整个背光内进行步骤(3)、(4a)和(4b)，或者可以将背光划分成区域而针 对各帧将步骤(3)、(4a)和(4b)应用于各区域。应用这些步骤的区域数目可以是动态的。 可以将场景划分成两个区域，一些场景可以有效地划分成若干区域，而其它场景在留作单 个区域时更高效或者产生有效结果。另外，判据(例如阈值和/或比率)本身可以是动态 的(例如基于后调制信号的强度或者所需改变)。在图2中描述了另一示例时间衰减方式。在步骤200接收图像。图像例如是从广 播或者从预先记录的材料接收的视频中的帧。然后计算(例如在步骤210中计算)用于该 帧的所需后调制信号220。在步骤215进行场景改变检测。例如通过比较所需后调制信号220与先前的后调 制信号(例如信号225)来进行场景改变检测。该比较可替代地可以包括在多个先前帧或 者调制信号的合成，并且可以对那些先前帧或者信号进行加权，从而例如更新近的帧在比 较中具有更大影响。如果检测到场景改变，则所需后调制信号用于当前帧(步骤230)。如果未检测到场景改变，则进行所需后调制信号与先前的后调制信号的比较。该 比较例如是在步骤260所示的先前帧(例如包含于先前的后调制信号中)相对于当前帧 (如包含于计算的所需后调制信号中)的背景光元件的逐个元件比较。该比较然后用来确 定是否超过预定闪亮速率(步骤262)或者预定变暗速率(步骤270)。例如基于实施衰减过程的显示器的特性来设置闪亮速率和变暗速率。可以根据显 示器的规格凭经验、通过试验观测或者通过二者的组合来确定速率。作为例子，刷新速率为 60Hz的显示器可以达到百分之十的闪亮速率。广而言之，刷新速率为120Hz的类似显示器 将达到百分之五的闪亮速率。在其它例子实施例中利用更低速率。例如在30Hz显示器上的5%的速率表明一种 从全黑变成全白信号需要20帧(近似2/3秒)的实施方式。对判据(比率/阈值)的确 定有影响的其它因素是元件数目和尺度、光学空间特性(PSF)、查看器(例如人类视觉系统 (HVS))的限制和能力以及显示器的亮度范围。另外如上所言，可以基于这些因素中的所有或者一些因素和内容来动态地确定速率。如果超过闪亮速率，则在闪亮时限制用于超过闪亮速率的元件的所需后调制信号 (例如参见步骤265)。例如在闪亮速率为2%的60Hz显示器上，如果连串背光元件已经闪 亮大于2% (例如在10-20%的范围中)，则修改后调制信号从而限制那些元件的闪亮。在 一个实施例中，限制的量等于闪亮速率或者在这一例子中等于9%。如果超过变暗速率，则在变暗时限制用于超过变暗速率的元件的所需后调制信号 (例如参见步骤275)。例如在变暗速率为4%的显示器上，如果连串背光元件已经变暗大于 4%，则修改后调制信号从而限制那些元件的变暗。在一个实施例中，限制的量等于变暗速 率或者在这一例子中等于4%。如果未超过变暗速率和闪亮速率，则可以向或者可以不向后调制信号应用限制。 组合或者汇合来自闪亮或者变暗速率计算的限制以产生当前的后调制信号(步骤280)(该 汇合例如包括用任何闪亮或者变暗速率限制来修改所需后调制信号)。当前调制信号在步 骤282中用来更新先前的后调制信号225——该信号然后用于与待显示的图像下一帧有关 的计算中。在步骤285计算亮度映射。根据当前调制信号(在应用闪亮或者变暗速率限制的 情况下)或者所需后调制信号(在检测到场景改变或者未超过闪亮和变暗速率的情况下) 构造亮度映射。在步骤290生成前调制信号。前调制信号可以是将无衰减地生成的相同信号，或 者优选地，该信号至少部分地基于汇合的后调制信号。通过考虑受衰减的背光信号，可以进 一步调节IXD值以产生更为无赝像的图像。在一个实施例中，本发明包括以下步骤(1)接收当前帧；(2)计算当前帧的所需后调制信号；(3)确定(调节或者从储存器读取)场景改变判据(例如阈值T)(可以利用如上 所述的比较或者任何其它场景检测过程)；(4)计算在当前帧的所需后调制信号与先前帧的后调制信号之间的强度差；(5)确定步骤⑷中计算的强度差是否超过阈值T。如果是，则选择当前帧的所需 后调制信号作为当前帧的实际后调制信号，然后行进至步骤(10)；否则，继续步骤(6)；(6)确定(调节)闪亮速率Rflare和变暗速率Rdim(场景检测和与它一起使用的所 有参数可以不受闪亮和变暗速率影响)；(7)在单个背光元件级别上，逐个元件地计算在当前帧的所需后调制信号与先前 帧的后调制信号之间的强度差；(8)对于步骤(7)中计算的强度差超过闪亮速率Rflare的元件，使用Rflare来修改它 们对应的当前帧的后调制信号；对于步骤(7)中计算的强度差超过变暗速率Rdim的元件，使 用Rdim来修改它们对应的当前帧的后调制信号；并且对于步骤(7)中计算的强度差未超过 闪亮速率Rflm和变暗速率Rdim的元件，未修改它们对应的当前帧的后调制信号；(9)将修改和未修改的用于所有元件(簇)的当前帧的后调制信号汇合成当前帧 的实际后调制信号。(10)用当前帧的实际后调制信号更新先前帧的后调制信号。
虽然例如基于经验结果或者试验观测来固定速率Rflare和Rdim，但是可以修改上述 算法以替换为动态闪亮值和变暗值。例如显示器可以在某些条件之下具有可变性能规格 (例如显示器在调制改变出现在大部分为暗场景中时与大部分为亮场景相比可以具有不同 性能)。为了匹配那些条件，可以调或者Rdim以匹配显示器的可变性能。可以经由 公式或者通过在表中查找来实施这样的调节。可以进行可替选的或者更进一步的调节以使 得衰减也匹配人类视觉系统(HVS)的性能特性，该系统在暗到亮场景的进展中与亮到暗的 场景进展相比更快地自行调节。因此在从亮到暗的场景转变中，Rfl■和Rdim可以取在亮到 暗的观看条件之下与人眼的性能更紧密匹配的值。可以通过比较当前帧与一个或者多个先 前帧(也可能有即将到来的帧或者与即将到来的帧有关的信息(元数据))来确定场景在 进行Rflare和/或Rdim调节的条件之下是否转变。当确定S不相同的比率以及闪亮速率和 变暗速率(动态或者静态)时，背光上的总光能可以持续地增加或者减少，从而有可能导致 赝像。潜在益处因此可以通过“平衡”速率来增长。图3A是布置成实施根据本发明一个实施例的过程的电子和/或计算机部件的框 图。视频输入如线缆/天线302、HDMI 304和部件输入306提供通向如下外部设备的硬件 连接，这些外部设备与未描述的其它电子器件一起最终向控制板320提供视频信号310。控 制板320可以包括电子器件和/或计算机(微型)处理能力的任何组合。控制板320可以 划分成用于预处理、后处理的单独处理组并且可以体现于单个板(或者在板之间有适当通 信信道的多个板)上。在图3A中，可编程设备(例如FPGA 330和关联存储器340)处理视频信号310的 至少部分以确定如上所述强度值、闪亮值和变暗值。上传、烧蚀或者存储到存储器340中的 FPGA编程在FPGA中被执行或者运行并且最终产生后调制信号(参见图3A中的“去往后调 制器”)。相同编程集的其它部分可以被配置成对前调制器信号进行调节(参见图3A中的 “去往前调制器”)。可以经由编程来进行所有描述的调节，或者可以在具体布置成进行所述 步骤或者所述步骤的任何部分或者等效步骤的电子器件集以及FPGA(或者其它可编程设 备)之间拆分任务。图3B是布置成实施根据本发明一个实施例的过程的电子和/或计算机部件的框 图。图3B图示了包括预处理板350的架构，该预处理板包括更快处理和/或更多电子设 备，为求速度将这些电子设备硬线连接以进行用于调节前调制器信号的密集任务，与示例 低分辨率调制背光的数以百计至数以千计调节元件相比，其与典型HDTV LCD屏幕一样具有 数以百万计的元件用于调节。除了补偿和提供前调制器信号(参见图3B中的“去往前调制 器”)之外，还从“前处理板” 350向“后处理板” 370发送信号360。“后处理板” 370然后利 用加载到处理设备380中(例如来自存储器390或者从网络(例如因特网)连接上传)的 编程——该编程可以作为固件升级擦写到存储器390中(例如作为用于现有显示器的固件 升级或者作为显示器制造步骤的部分)——以根据本发明计算在视频信号的帧之间的闪亮 和变暗条件并且预备经衰减的后调制器信号。信号360可以配置成从“后处理板” 37向“前处理板” 350输送“反馈(未示出)， 从而可以进行基于最终后调制计算的前调制调节(如果有的话)。可替选地，可以根据视频 信号的部分——例如在它们传向“后处理板”时——计算这样的调节。如上文进一步讨论的那样，也可以用例如可以基于当前帧与它的先前帧的合成(例如求平均或者加权求平均)的多个替代方式实施本发明。所有实施方式无需包括场景 改变检测。这些实施方式可以用来减轻赝像，比如但不仅限于背光上的低强度差闪烁(“时 间噪声”)。可以单独或者与一个或者多个替代方式(例如与两帧或者更多帧的合成(和加 权)相组合地基于阈值/速率的衰减)相组合实施上述方式。它们也可以与其它衰减方法 (例如空间衰减，比如频带限制、能量扩散、空间滤波或者频带限制)组合。下文是与空间衰减方式组合实施本发明的例子。Lewis Johnson和Robin Atkins 已经发展出“3D”滤波器的概念，该概念将空间滤波和时间滤波(在这一情况下为加权求平 均)合成到单级滤波器中。当前Dolby Contrast 算法提出对背光元件(单个LED或者LED簇)驱动值进行 两级平滑。第一级限制空间梯度或从一簇到下一簇的亮度差。这通过对每个视频帧的背光 驱动信号运行空间平滑滤波(例如高斯或者类似滤波器)来实现。第二级通过限制背光元 件从一帧到下一帧的闪亮(上升)和变暗(下降)速率来限制时间梯度。该概念在于用同时对空间和时间信息进行操作的单级滤波器取代两级方式。这可 以称为3D或者三重线性滤波器或者可以冠以其它称谓。基本概念在于将在彼此上面堆叠 的先前背光帧和当前帧视为如图4中所示三维结构。在图4中，背光元件410图示了用于先前帧的16个元件的背光强度。背光元件 420图示了用于当前帧的计算的所需背光驱动电平(并且在无赝像问题时将代表用于使用 所示背光的当前帧的最佳背光强度)(这也可以视为所需背光调制信号的结果)。背光元件 430代表通过考虑先前帧根据本发明来衰减的所需背光调制。单个先前帧可以视为它包含相同场景中的所有先前帧的滞后。一种替代方式将使 用来自先前帧的所需背光元件驱动值，但是使用这一方法将必须考虑许多帧(大约30帧)， 从而极大地增加计算和存储器成本。当前帧是如最简单的下采样方法有可能根据输入图像 得到的LED驱动值(即最大值)。通过同时对当前LED驱动电平以及先前驱动电平运行滤 波器来得到所得LED驱动值。在以下例子中，滤波器可以具有与提出的空间滤波器类似、但 是具有第三维的尺度3x3x2。这将同时平滑空间域和时间域中的梯度。这一方式的结果在 于迅速地移动对象不会瞬时地实现它们的完全亮度。静止一段时间的对象将快速地变亮至 所需电平。可以调节这一速率以匹配人类视觉系统的能力和限制以使得觉察不到。一种对使用滤波器的替代方式可以是使用上升和下降速率的2d矩阵。这可能以 类似方式使空间和时间梯度限制于当前提出的在以这一方式应用时的时间限制滤波器。将Rfl_和Rdim用于修改当前的后调制信号的替代方式，例如基于加法运算(如将 在图2的流程图中进行的那样——将闪亮速率与所需后调制信号的适当部分相加)或者乘 法运算(如在Dolby Contrast 实施方式中一样)。作为如何与其它技术组合实施本发明的例子，可以包括以下DolbyContrast 实 施方式的任何部分。例如，Dolby Contrast 提供为了使时间赝像最少(例如使“步行”LED效应最少)，必须以就特征位置、定向和 强度在单帧中以及随时间的少量改变而言稳定的频带受限方式仔细计算背光驱动电平。为 了使背光与LED之间分辨率差异的明显效应最小，背光元件的驱动值在输入图像特征移动 时不应在时间或者空间上大量变化。
针对Dolby Contrast 的背光元件值计算的要求为以下三重含义 保留来自背光的光能·维持与特征重合的背光质心·消耗最少计算和存储资源Dolby Contrast 使用三级过程来计算背光元件驱动值以使背光混叠的效应最 少。为求最好的图像质量，也希望在背光的同时高对比度与保留图像中的亮特征(即使很 小)的亮度之间实现平衡。图5示出了来自针对棋盘图案的背光驱动电平计算的结果。以下定义适用于以下方程1-6:
—work
“工作图像”。这是Limage的如下版本，该版本具有在LED分辨率与原输入图像之间的中间分辨率。
—image
“亮度图像”。这是原输入图像的灰度级(单色)版本。
Lout
在方程6-5的情况下，Lout是平滑滤波器的输出图像。
在方程6-2的情况下，Lout是亮度转换的输出图像。
Lin
在方程6-5的情况下，Lin是平滑滤波器的输入图像。
m, η
图像阵列元的索引
L1
用于当前帧的计算的簇驱动电平
Llzl
用于先前帧的计算的簇驱动电平
Ln, t
当前帧中的具体簇(η)驱动电平
为了减少计算要求，输入图像可以使用以下方程1中所示简单和快速“最大值”方
法在空间分辨率上减少成更低工作分辨率图像Lw。a。从原图像取得的区域由输入图像的分 辨率与工作分辨率之比确定。这些区域绝不重叠以保证背光生成的全部光在特征移动时保 持恒定。如果下采样过程不节能，则特征将在背光在它后面生成不同量的光能时表现为脉 动和变暗。Dolby Contrast 使用两倍于背光簇分辨率的最小工作分辨率。方程1 =Lwork = max (Limage [区域])；先通过向工作图像应用低通空间滤波器来解决空间混叠。这具有平滑背光梯度以 在对象周围对称地扩展光晕的效应。可以调节滤波器的尺寸以针对特定实施方式优化在背 光对比度与背光混叠之间的平衡。使用2D高斯分布在方程2中示出了滤波器的例子。方程2:
权利要求
1.一种方法，包括以下步骤接收视频的分段；计算用于所接收的分段的后调制信号；计算在所接收的分段的后调制信号与对应于所接收的分段的先前帧的后调制信号之 间的强度差；并且用滤波限制R修改用于所接收的分段的后调制信号以获得用于所接收的分段的实际 后调制信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所接收的分段包括所述视频的全帧、所述视频的 固定部分帧、所述视频的可变部分帧和所述视频的扫描部分之一。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括确定所述滤波限制R的步骤。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述滤波限制R是基于所述视频将显示于其上的 显示器的性能特性和所述视频信号的特性中的至少之一。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤检测当前帧何时代表场景改变；并且如果所述当前帧代表场景改变，则省略修改所述后调制信号的步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述检测场景改变的步骤包括将至少一个先前帧 与所述当前帧进行比较或者测试所述视频的元数据。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述比较步骤包括对所述至少一个先前帧和所述 当前帧中的各帧执行平均、加权平均、均值或者其它数学函数之一。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤将至少一个先前调制信号与在所述至少一个先前调制信号之后的至少一个调制信号 进行比较并且确定是否超过阈值T ；并且如果超过所述阈值T，则省略修改所述后调制信号的步骤。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括确定所述阈值T的步骤。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述比较步骤包括将先前的后调制信号和先前 的前调制信号之一与当前的后调制信号和/或后续后调制信号以及当前的前调制信号和/ 或后续前调制信号之一进行比较。
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述比较步骤包括将先前的后调制信号和/或前 调制信号的集合与后调制信号和/前调制信号的集合进行比较。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述方法体现为显示设备中的计算机可读介质 上存储的计算机指令集，所述显示设备包括配置成接收所述后调制信号的后调制器和配置 成接收所述前调制信号的前调制器。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述显示设备包括高动态范围显示器并且所述 后调制器包括LED阵列。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述LED阵列在所述阵列内按组控制。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法体现于计算机可读介质上存储的计算机指令集中；所述计算机指令在加载到计算机中时使所述计算执行所述方法的步骤。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述计算机指令是在所述计算机可读介质上存储为可执行程序的编译计算机指令。
17.一种高动态范围显示器，包括 前调制器单元；后调制单元，包括分辨率比所述前调制单元的分辨率更低的单独可控背光阵列，并且 配置成向所述前调制单元上投射调制光；以及控制器，耦合到所述后调制单元并且配置成预备和向所述后调制单元传送后调制信 号，所述后调制信号根据闪亮速率和变暗速率中的至少一个速率来限制。
18.根据权利要求17所述的高动态范围显示器，其中所述控制器还被配置成确定待显 示的视频中的场景改变，并且在所述场景改变期间预备无限制的后调制信号。
19.根据权利要求17所述的高动态范围显示器，其中仅针对闪亮或者变暗速率超过对 应的闪亮速率或者变暗速率的信号来修改所述后调制信号。
20.一种控制器，配置成向光元件阵列的每个单独可控光元件提供控制信号，所述控制 信号包括根据视频信号导出的、并且如果超过闪亮速率阈值和变暗速率阈值中的至少一个 阈值则强度受限制的光量。
21.根据权利要求20所述的控制器，其中在单个光元件接收的控制信号包括在所述视 频的与所述单个光元件的位置对应的区域中来自所述视频信号的光强度。
22.根据权利要求20所述的控制器，其中所述控制器通过在多个先前帧内将光强度求 平均来逐帧地确定是否超过所述阈值。
23.根据权利要求22所述的控制器，其中对视频图像逐个区域地进行所述强度限制， 从而所述视频图像的一个区域能够在强度上受限制而另一区域不受限制。
24.根据权利要求23所述的控制器，其中通过所述视频图像的预定划分或者所述视频 图像的动态划分来确定所述区域。
25.根据权利要求20所述的控制器，其中动态地确定所述阈值中的至少一个阈值。
26.—种显示器，包括 LCD面板；背光元件阵列，配置成向所述LCD面板上投射调制光，其中所述背光元件的分辨率低 于所述LCD面板的分辨率；以及控制器，包括配置成向各背光元件提供光强度的处理设备，单个背光单元的光强度对 应于视频图像的将在所述显示器上显示并且由所述背光元件照射的部分中的强度；所述控制器还包括用于减少由于所述背光元件与所述LCD面板之间的分辨率差产生 的赝像的装置，所述装置包括用于检测所述视频图像的至少一个分段中的与先前显示的视频图像的对应分段相比 的闪亮速率的装置，用于检测所述视频图像的至少一个分段中的与先前显示的所述视频图像的对应分段 相比的变暗速率的装置，以及用于如果每个所述视频图像的单个背光元件的光强度超过所述闪亮速率和所述变暗 速率中的至少一个速率则限制所述单个背光元件的光强度的装置。
全文摘要
一种用于通过向视频帧序列的后调制信号应用时间滤波来减少双调制显示系统上的噪声和时间赝像(例如步行LED)的方法。针对视频中的当前帧计算闪亮和变暗速率。如果超过闪亮速率阈值，则背光的强度限于预定闪亮速率。如果超过变暗速率阈值，则背光强度限于预定变暗速率。例如逐个元件地应用限制。在场景改变的情况下无需应用限制。通过考虑任何应用的背光限制来计算前调制信号。
文档编号G09G3/34GK102007528SQ200980104644
公开日2011年4月6日 申请日期2009年2月12日 优先权日2008年2月13日
发明者格温·丹贝格, 赫尔格·西岑 申请人:杜比实验室特许公司