用于基于检测到的环境来调整显示的系统和方法

专利名称：用于基于检测到的环境来调整显示的系统和方法
用于基于检测到的环境来调整显示的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求在2010年2月22日提交的美国专利临时申请第61/306，788号的优先权，其整体内容通过引用合并于此。
背景技术：
本发明涉及显示装置，具体地，涉及根据显示装置的当前环境来重新配置显示装置。除非这里另外指出，否则本节中描述的方法并不构成本申请的权利要求的现有技术并且包括在本节中并非认可这些方法是现有技术。
色貌模型(CAM，还可被称为“色模型”)是描述将颜色表示为数值的元组，典型地表示为三个或四个值或颜色分量的元组的方式的抽象数学模型。当该模型与如何解析各分量(观看条件等)的精确描述相关联时，所得到的颜色集合被称为颜色空间。颜色空间的示例包括三色颜色空间、XYZ颜色空间(由国际照明委员会[CIE]开发，并且还可被称为“CIE1931颜色空间”)、红色-绿色-蓝色(RGB)颜色空间、色调-饱和-值(HSV)颜色空间、色调-饱和-亮度(HSL)颜色空间、长-中-短(LMS)颜色空间、以及青色-洋红色-黄色(CMY)颜色空间。CAM用于根据人类视觉系统(HVS)使在不同的环境条件下可能被另外感知为不同的颜色匹配。具体地，在一个条件集合下(例如，在图像中)捕获的颜色可能被在另一条件集合中观看该颜色的观察者感知为不同的颜色。以下是能够对可感知的颜色失配有贡献的因素的示例不同的色度和/或不同发光体的光度级、用于显示颜色的不同类型的装置、背景的相对光度、不同的周围环境条件、以及其他因素。传统的CAM意欲通过调整以目标条件集合观看的图像，使得其呈现为与通过源条件集合捕获的颜色相同的颜色，来补偿这些因素。因此，CAM可用于将在一个环境(例如，源环境)中看到的色块转换成在不同环境(例如，目标环境)中将观察到的等同的色块。作为示例，考虑被称为CIECAM02的由CIE批准的最近的CAM。CIECAM02提供了基于显示装置的环境修改色貌模型的有限能力。三个周围环境条件(即Average (平均)、Dim(调光)和Dark (昏暗))提供了表I中给出的参数周围环境「环境比 「F[cTnc]应用
I件
Average SR>0.2 1.00.691.0观看表面
颜色
Dim0<Sr<0.2 090 59 10 95观看电视
Dark Sr=O0.80.525 08在昏暗房
间中使用 投影仪
表I在表I中，环境比Sk测试周围环境光度比中灰(0. 2)暗还是亮。參数F是确定适应度的因子。參数c是确定周围环境的影响的因子。參数N。是色诱导因子。色貌模型可以根据与适当的周围环境条件对应的參数进行修改。

发明内容
本发明的实施例较之基本色貌模型改进了色貌模型。如上文讨论的，许多基本CAM(诸如所理解的CIECAM02模型)仅提供了基于显示装置的环境修改CAM的有限能力。此外，许多基本CAM (诸如所理解的CIECAM02模型)不能限定如何使用各种传感器结果来确定三个周围环境条件中的哪个条件适于特定环境。此外，许多基本CAMa者如所理解的CIECAM02模型)没有考虑双调制器显示装置中的后调制器和前调制器之间的交互。根据ー个实施例，ー种方法根据显示环境来调整显示装置。该方法包括感测显示装置的显示环境并且生成与显示环境对应的环境数据。环境数据包括顔色数据。该方法进一歩包括根据颜色数据调整色貌模型，根据已被调整的色貌模型生成控制信号，以及根据控制信号控制显示装置的背光。通过该方式，观看者以内容创建者预期的方式感知显示装置显示的图像，因为对色貌模型的调整补偿了观看者的对显示环境的生理反应。色貌模型可以根据显示环境的光度进行调整。可以调整色貌模型的各种參数，包括白点无色响应(Aw)、适应度(D)、诱导因子(n)以及光度级适应因子(FI)。可以通过不止ー个传感器来感测显示环境，并且可以根据距传感器的加权距离来调整色貌模型。前调制器可以由输入视频数据进行控制，使得背光和前调制器显示与输入视频数据对应的图像。背光可以是也由输入视频数据控制的后调制器。根据ー个实施例，ー种装置包括实现上述方法的控制电路。根据ー个实施例，ー种显不设备包括一起工作以实现上述方法的背光、传感器和控制电路。下面的详细描述和附图提供了对本发明的本质和优点的进ー步的理解。


图I是根据一个实施例的、被配置成根据显示环境调整显示装置的色貌模型的控制电路的框图。图2A-2B是根据一个实施例的显示装置。图3是根据显示环境调整显示装置的方法的流程图。图4是根据一个实施例的显示装置的框图。图5是根据一个实施例的显示装置的框图。图6是图示根据一个实施例的、可以基于环境条件预先计算的CAM的参数之间的关系的不图。图7是根据一个实施例的列出CAM中的参数的表格。
图8示出了根据一个实施例的使CAM的参数相关联的等式。图9是根据一个实施例的显示系统的框图。
具体实施例方式这里描述了用于基于环境改进图像质量的技术。在下面的描述中，出于说明的目的，阐述了许多示例和具体细节以便提供本发明的详尽的理解。然而，对于本领域技术人员显见的是，如权利要求限定的本发明可以单独地或者与下文描述的其他特征组合地包括这些示例中的一些或所有特征，并且可以进一步包括这里描述的特征和概念的修改方案和等同方案。在下面的描述中，详细叙述了各种方法、处理和过程。尽管可以按某种顺序描述特定步骤，但是该顺序主要出于便利和清楚的目的。特定步骤可以重复不止一次，可以在其他步骤之前或之后出现(即使这些步骤按另一顺序被另外描述)，并且可以与其他步骤并行地出现。仅当第一步骤必须在第二步骤开始之前完成时，需要第二步骤跟随第一步骤。当不能根据上下文明确时，将具体地指出这种情形。下面的描述使用术语“显示装置”。通常，该术语指的是显示视觉信息(诸如视频数据或图像数据)的装置。本发明的一个实施例涉及一种包括两个元件的显示装置，这两个元件组合地控制视觉信息的显示。一个示例实施例包括背光和前面板。通常，背光可以通过LED实现，并且前面板可以通过LCD实现。另一示例实施例包括后调制器和前调制器。通常，后调制器可以通过LED实现，并且前调制器可以通过IXD实现。一起控制后调制器和前调制器可以被称为双调制。(当区别不重要时，术语“背光”和“后调制器”可以互换使用，并且术语“前面板”和“前调制器”可以互换使用。)下面的描述使用术语“背光”。通常，该术语指的是光生成元件，其与前面板组合地生成输出图像。在双调制装置中，术语“后调制器”可用于更精确地指示背光。注意，在视频显示领域中，术语“背光”可用于指示与根据本发明的实施例将理解的术语“背光”不同的特征。该不同的“背光”指的是照亮显示后面的壁的灯，用于改进观看者的深度知觉，用于减少观看者眼睛的疲劳等。该不同的“背光”不涉及输出图像的生成。该不同的“背光”不涉及CAM。该不同的“背光”将被理解为从下面的本发明的实施例的描述中的术语“背光”排除。图I是根据一个实施例的、被配置成根据显示装置所处的环境调整显示装置的色貌模型的控制电路100的框图。控制电路100包括传感器接口 102、存储器电路104、处理器电路106和视频接ロ 108。总线110使传感器接ロ 102、存储器104、处理器电路106和视频接ロ 108互连。如所示出的，控制电路100可以通过诸如可编程逻辑器件被实现为单个电路装置。该可编程逻辑器件可包括超出本发明的实施例的描述功能的功能。替选地，控制电路100的功能可以由通过例如外部总线互连的多个电路装置实现。传感器接ロ 102连接到传感器(未示出)。传感器接ロ 102从传感器接收环境数据120。环境数据120对应于显示环境。显示环境可以包括诸如显示环境中的光的颜色和亮度的信息。在后续段落中提供了环境数据的具体细节。存储器电路104存储色貌模型(CAM)。通常，CAM用于修改显示装置的特性，使得输出视频按照输入到显示装置的视频数据的创建者预期的那样呈现。更具体地，如本发明的实施例所涉及的，如下文进ー步描述的，CAM用于根据显示环境控制显示装置的背光的颜色。如下文进ー步详细描述的，CAM可以被实现为包含根据环境參数生成的查找表格的存储器，以及操纵查找表格中的数据的电路(例如，处理器)。根据另ー实施例，当根据输入视频数据调制背光吋，显示环境修改CAM。 根据ー个实施例，CAM对应于修改的CIECAM02色貌模型(国际照明委员会2002CAM)。其他实施例可以根据设计偏好按照需要通过修改实现其他CAM。这些CAM的示例包括CIECAM97和Mark Fairchild的修订的CIECAM97。此外，本发明的实施例还可以应用于色貌信息的色适应变换(CAT)或查找表格。在后续段落中提供了 CAM的具体细节。第二接ロ电路108生成控制信号124。控制信号124控制显示装置的显示元件(參见图 2A-2B)。处理器电路106根据颜色数据调整CAM。根据ー个实施例，基于颜色数据重新生成CAM使用的查找表格中的数据。处理器电路106根据已被调整的CAM生成控制显示装置(參见图2A-2B)的后调制器(或背光)的控制信号124。根据另ー实施例，控制信号124还可以控制前面板(或前调制器)。后续章节中给出了这些调整的细节。作为示例，如果显示环境比正常情况更偏橙色(例如，经由窗户进入具有显示装置的房间的日落光)，则调整色貌模型以考虑该信息。当显示图像吋，调整它们的颜色使得观看者如预期的那样感知图像，并且不会因为观看环境中的过度橙色而以非预期的方式感知它们。作为另ー示例，人工光和日光产生不同的观看环境；一个实施例调整CAM使得背光考虑环境，并且观看者如预期的那样感知图像。尽管传感器接ロ 102和视频接ロ 108被示出为分离的接ロ，但是该分离主要被示出以易于理解和说明。根据另ー实施例，这两个接ロ的功能可以通过单个接ロ实现。根据另ー实施例，这些接ロ的功能可以通过不止两个接ロ实现(例如，传感器控制接ロ、传感器输入接ロ、视频输入接口和视频输出接ロ)。可以使接ロ的数目和类型根据诸如待处理数据的速度和数量的设计考虑。根据ー个实施例，控制电路100可以包括用于实现超出本公开中描述的功能的额外功能的额外接ロ。根据ー个实施例，控制电路100可以被布置为遵循显示装置的其他处理元件(例如，升频器、去隔行扫描器等)。图2A-2B提供了包括控制电路100的实施例的更多细节。图2A示出了包括背光的实施例，并且图2B示出了包括后调制器的实施例。更一般地，在图2A的实施例中，背光的操作与输入视频数据无关；在图2B的实施例中，背光调制器使用输入视频数据。图2A是根据一个实施例的显示装置200a的框图。显示装置200a包括背光202a、前面板204a、控制电路IOOa (参见图I)和传感器206。控制电路IOOa如上文关于图I描述的那样操作(具有如下文描述的额外的细节)。显示装置200a可以包括其他部件(未示出)以便实现显示装置的额外功能；为了简要省略了这些其他部件的描述。显示装置200a可以是电视、视频监视器、计算机监视器、视频显示器、电话屏幕等。如上文关于图I讨论的，控制电路IOOa接收环境数据120并且生成控制信号124。背光202a接收控制信号124并且生成背光输出信号210a。背光输出信号210a通常对应于具有根据环境已被调整的颜色的光。背光202a可以由发光二极管(LED)实现。每个LED元件可以被实现为一个或更多个LED装置；例如，每个LED元件可以包括红色LED、绿色LED和蓝色LED，它们被一起控制以生成光的特定颜色。LED可以是有机LED (0LED)。根据一个实施例，背光202a可以由场发射显不器(FED)实现。根据一个实施例，背光202a可以由表面传导电子发射器显示器(SED)实现。前面板204a根据视频输入信号122进一步修改背光输出信号210a以产生前面板输出信号212。前面板输出信号212通常与装置200a显示的图像对应。作为更具体的示例，前面板有选择地阻挡背光输出信号210a以产生前面板输出信号212。前面板204a可以由液晶显示器(IXD)的液晶元件实现。传感器206感测显示环境220并且生成环境数据120。如上文讨论的，环境数据120可以包括诸如显示环境220中的光的颜色和亮度的信息。在后续段落中提供了环境数据120的额外细节。图2B是根据一个实施例的显示装置200b的框图。显示装置200b包括后调制器202b、前调制器204b、控制电路IOOb (参见图I)和传感器206。控制电路IOOb如上文关于图I描述的那样操作(具有如下文描述的额外的细节)。显示装置200b可以包括其他部件(未示出)以便实现显示装置的额外功能；为了简要省略了这些其他部件的描述。显示装置200b可以是电视、视频监视器、计算机监视器、视频显示器、电话屏幕等。控制电路IOOb接收环境数据120和输入视频数据122，并且生成控制信号124。输入视频数据122可以是各种格式的静止图像数据(例如，图片)，诸如JPEG(联合图像专家组)数据、GIF (图形交换格式)数据等。输入视频数据122可以是各种格式的移动图像数据(例 如，电视)，诸如MPEG (移动图片专家组)数据、WMV (Windows Media视频)数据等。输入视频数据122可以包括元数据，例如Exif (可交换图像文件格式)数据。更具体地，控制信号124基于输入视频数据122和环境数据120两者。根据一个实施例，色貌模型(根据环境数据120调整；参见图I)响应于输入视频数据122影响后调制器202b的控制信号124。假设这样控制后调制器202b，控制信号124随后响应于输入视频数据122控制前调制器204b的缩放。后调制器202b响应于来自控制电路IOOb的控制信号124生成后调制器输出信号210b。后调制器输出信号210b通常与低分辨率图像对应。后调制器202b可以由发光二极管(LED)实现。每个LED元件可以被实现为一个或更多个LED装置；例如，每个LED元件可以包括红色LED、绿色LED和蓝色LED，它们被一起控制以生成光的特定颜色。LED可以是有机LED(OLED)。根据一个实施例,后调制器202b可以由场发射显不器(FED)实现。根据一个实施例，后调制器202b可以由表面传导电子发射器显示器(SED)实现。前调制器204b根据控制信号124进一步修改后调制器输出信号210b以产生前调制器输出信号212。前调制器输出信号212通常与高分辨率图像对应。作为更具体的示例，前调制器204b有选择地阻挡后调制器输出信号(低分辨率图像)210b以产生前调制器输出信号(高分辨率图像)212。前调制器204b可以由液晶显示器(LCD)的液晶元件实现。传感器206感测显示环境220并且生成环境数据120。如上文讨论的，环境数据120可以包括诸如显示环境220中的光的顔色和亮度的信息。在后续段落中提供了环境数据120的额外细节。将图2B的实施例与图2A的实施例进行比较，控制电路IOOb使用环境数据120和输入视频数据122来生成用于后调制器202b和前调制器204b的双调制控制的控制信号124。图3是根据显示环境调整显示装置的方法300的流程图。方法300的至少一部分可以由控制电路100 (參见图I)、显示装置200a (參见图2A)或显示装置200b (參见图2B)执行。根据ー个实施例，方法300可以由控制控制电路100、显示装置200a或显示装置 200b的操作的计算机程序实现。在302中，感测显示环境。显示环境对应于显示装置所处的环境中的光的颜色、亮度等。传感器206 (參见图2A和2B)可以执行框302。在304中，生成对应于显示环境的环境数据。例如，从显示环境感测的模拟信息(參见302)可以被变换成数字数据用于由数字电路部件进ー步处理。环境数据包括顔色数据。传感器206 (參见图2A或2B)可以执行框304。根据一个实施例,传感器206包括模数转换器电路。在306中，根据颜色数据调整色貌模型。在后继段落中提供关于所执行的具体调整的更多信息。根据ー个实施例，CAM可以由查找表格实现，该查找表格存储基于关于源环境或显示环境的特定缺省假设的初始值集合。这些初始值可以根据源环境或显示环境中的改变被替换。可以直接地或者通过元数据经由输入视频数据检测对源环境的改变。可以由传感器检测对目标环境的改变(參见302)。处理器电路106 (參见图I)可以对存储器104(參见图I)中存储的CAM执行框306。在308中，将CAM信息提供给显示装置的背光。CAM信息可以包括目标白点。由于CAM已根据显示环境进行调整(參见306)，因此目标白点同样取决于所检测的显示环境(參见302)。更具体地，目标白点的颜色取决于显示环境的顔色。视频接ロ 108 (參见图I)可以提供CAM信息作为控制信号124。在310中，背光使用CAM信息(參见308)生成它的光。因此背光生成的光的颜色取决于检测到的显示环境(參见302)。背光202a (參见图2A)可以执行框310以生成背光输出信号210a。在312中，显示装置控制其前面板以生成与输入视频数据122对应的图像(參见图2A)。根据ー个实施例，前面板包括IXD元件，其有选择地修改由背光生成的光(參见310)以产生图像。由于根据CAM信息调整背光(參见308)，并且由于根据显示环境调整CAM (參见306)，因此根据显示环境调整了显示装置生成的图像。因此，观看者对图像的感知不受显示环境中的周围的光的颜色的影响。显示装置200a (參见图2A)可以执行框312。总之，方法300用于影响观看者对输入视频数据的感知。通过操纵背光发射的光的顔色，使图像的感知变更以与环境匹配。例如，如果环境具有橙色，则将朝向橙色调整背光的光，使得图像针对观看者的感觉考虑橙色环境。这将考虑如下事实观看者将适应环境(例如，因为橙色光的反射，白色墙壁的图像可以被测量为橙色的，然而当观看者适应该环境时其仍将呈现为白色)。为了使屏幕上颜色如内容创建者预期的那样呈现，调整背光以与环境匹配。根据另一实施例，方法300可以被如下修改以与双调制显示装置(例如，图2B的显示装置200b) —起使用。框308可以被修改，使得控制信号124还对应于视频输入数据122。框310可以被修改，使得后调制器202b使用控制信号124生成低分辨率图像(例如，21Ob )。框312可以被修改以有选择地阻挡低分辨率图像以生成高分辨率图像(例如，212 )。图4是根据一个实施例的显示装置400的框图。显示装置400与显示装置200a相似，具有额外的细节。显示装置400包括控制信号生成器402、用户色偏好图形用户接口(GUI) 404、本地传感器406、阈值存储器408、背光阈值估计器电路410、前调制器缩放电路412、背光单元(BLU) 414、和前调制器416。控制信号生成器402通常对应于控制电路100 (参见图I)。控制信号生成器402包括存储器420、偏好调整电路426、色貌模型428、色适应查找表格(LUT) 430和调整电路432。存储器420存储由色貌模型428使用的缺省值，诸如参考环境信息422和参考白点信息424。存储器420可以诸如经由Exif报头442，从内容440接收可替代缺省值使用的元数据。偏好调整电路426接收参考白点信息424 (或者包含替代白点信息的元数据)并且与用户色偏好GUI 404接驳以根据用户偏好调整参考白点(或者替代白点)。例如，如果 用户偏好与参考白点不同的白点，则用户可以使用用户色偏好GUI 404选择它；偏好调整电路426随后将该不同的白点(而非参考白点)提供给色貌模型428。作为另一示例，如果用户偏好与元数据白点不同的白点(经由例如，Exif报头442)，则用户可以使用用户色偏好GUI 404选择它；偏好调整电路426随后将该不同的白点(而非元数据白点)提供给色貌模型428。色貌模型428接收参考环境信息422和白点信息(其可通过元数据或用户偏好进行修改)。色貌模型428还实现了用于显示装置400的所选择的CAM，例如CIECAM02色貌模型。色貌模型428按照与上文参照图2描述的方式相似的方式与本地传感器406接驳(注意，传感器206与控制电路100接驳)。色貌模型428生成目标白点450。色适应LUT 430存储色适应信息。色适应是有用的，因为人类视觉系统的色适应不是即时的；要耗用一定的时间来适应环境照明颜色的改变。该改变采取随时间的曲线的形式。例如，当发生照明的大改变时，人类视觉系统快速地开始适应新颜色，然而适应速率随着完全适应状态的出现而变慢。基于目标白点450，调整电路432选择适当的色适应信息(来自色适应LUT 430)来生成背光控制信号452。BLU 414接收背光控制信号452并且生成背光输出。通常背光输出对应于基于环境的颜色的目标白点450 (注意，CAM 428)。根据另一实施例(参见例如，图2B)，背光输出还对应于低分辨率图像(或系列图像)。阈值存储408存储最小背光阈值信息。背光阈值估计器电路410将背光控制信号452和最小背光阈值信息进行比较。如果背光控制信号452在最小背光阈值以下，则阈值评估器电路410将最小背光阈值提供给前调制器缩放电路412 ;否则阈值评估器电路410将背光控制信号452提供给前调制器缩放电路412。前调制器缩放电路412从阈值评估器电路410接收内容440和背光信息，并且生成用于前调制器416的、在给定的背光信息的情况下正确地缩放内容的显示的控制信号。图5是根据一个实施例的显示装置500的框图。通常，显示装置500与显示装置400 (參见图4)或显示装置200a (參见图2A)相似，添加了第二传感器和相关的控制电路。显示装置500包括控制信号生成器502、第一调整电路504、第二调整电路506、内插电路510和平均电路512。如下文进ー步描述的，BLU 414是本地调制BLU。显示装置500还包括诸如前调制器416等的与显示装置400相似的许多部件(參见图4)，关于这些部件的描述不再重复。显示装置500包括两个传感器406a和406b。传感器406a和406b可以安装在显示装置500的相对侧。传感器406a将其环境信息提供给调整电路504，并且传感器406b将其环境信息提供给调整电路506。调整电路504根据传感器406a检测到的环境生成阻尼目标背光信息，并且调整电路506根据传感器406b检测到的环境生成阻尼目标背光信息。调 整电路504和506可以进ー步由用户色偏好⑶I 404按照与图4中的上述方式相似的方式进行配置。内插电路510从调整电路504和506接收阻尼目标背光信息，根据阻尼目标背光信息跨越背光对适当的背光设定进行内插，并且生成关于BLU 414的适当的背光控制信号。例如，对于较接近传感器406a的BLU414的区域，较之来自调整电路506的阻尼目标背光信息，来自调整电路504的阻尼目标背光信息可以被更重地加权。作为另ー示例，对于较接近传感器406b的BLU 414的区域，较之来自调整电路504的阻尼目标背光信息，来自调整电路506的阻尼目标背光信息可以被更重地加权。加权可以是基于从该区域到各个传感器的距离的线性加权。例如，如果区域与传感器406a的距离为10英寸并且与传感器406b的距离为40英寸，则与传感器406a对应的阻尼目标背光信息按0. 8 (4/5)进行加权，并且与传感器406b对应的阻尼目标背光信息按0. 2 (1/5)进行加权。加权可以是基于从区域到各个传感器的距离的平方的几何加权。例如，如果区域与传感器406a的距离为10英寸并且与传感器406b的距离为40英寸，则与传感器406a对应的阻尼目标背光信息按0. 96(24/25)进行加权，并且与传感器406b对应的阻尼目标背光信息按0. 04 (1/25)进行加权。平均电路512从调整电路504和506接收阻尼目标背光信息，对阻尼目标背光信息取平均，并且将平均值提供给背光阈值估计器电路410。前调制器缩放电路412随后按照与图4中的上述方式相似的方式，基于由背光阈值估计器电路410提供的信息，生成关于前调制器416的控制信号。环境数据细节根据ー个实施例，所感测的环境数据按绝对值对应于环境的白点。传感器(例如，图2A的传感器206)测量环境的顔色，根据测量结果生成平均值，并且提供平均值(作为例如RGB或XYZ顔色空间中的单个颜色，)作为环境数据。CAM随后使用该环境数据作为与适应光度參数(La)和适应白点对应的输入參数。CAM 细节根据一个实施例，被实现为CAM 428的色貌模型(參见图4 )对应于修改的CIECAM02色貌模型。图6-8示出了关于该CAM的进ー步的细节。图6是图示可以基于环境条件预先计算的CAM的參数之间的关系的示图。图7是列出CAM中的參数的表格，并且图8示出了使CAM的参数相关联的等式。可以根据源或目标观看条件预先计算图6中所示的参数。源观看条件涉及其中创建内容(并且艺术签名)的环境。目标观看条件涉及其中观看者观看环境的环境。通常，源观看条件与内容的大部分非常相似(例如，对于大部分，配光序列(colortiming suites)彼此非常相似)；然而，可以包括源观看环境信息，用于在目标观看地点更准确地再现内容。目标观看条件可以由上述传感器测量(参见例如，图2A)。对于图6中所示的元件，传感器可用于确定目标适应白点(Xw、Yw和Zw)和目标适应光度级(La)(还被称为目标适应场光度级)。 根据一个实施例，相对光度(Yb,还被称为相对背景光度)和周围环境光度(S)参数较之其他参数对所实现的CAM (例如，上述修改的CIECAM02)的影响特别小。在该实施例中，Yb和S参数不由传感器确定。相反地，使用预设值，并且Yb和S参数保持静态。根据另一实施例，Yb和S参数对所实现的CAM影响较大；在该情况下，传感器可用于测量显示环境的Yb和S以便确定Yb和S参数。用于执行关于CAM的计算的处理流程如下(参照图6)。注意，一些处理取决于其他处理，因此图6中的处理流程仅是从左到右单向的。在盒602中，传感器进行与输入参数对应的测量(例如，乂《、￥ 、2 、1^等)。在盒604中，显示装置(例如，处理器106)将S参数处理成周围环境条件c、Nc和F (参见关于表I的上文描述)。在盒606中，包括周围环境条件信息的环境信息被存储在显示装置中(例如，存储在存储器104中)。在608中，显示装置(例如，处理器106)将环境信息处理成各种CAM参数。该处理可以实现图8中示出的等式(以例如计算n、D等)以及将XYZ颜色空间信息转换成Hunt-Pointer-Estevez (HPE)颜色空间信息。608中的矩形盒(例如，关于XYZ_To_HPE)表示根据标准颜色空间等式或者根据图8中的等式的处理。六角形盒(例如，关于c*z)表示直接等式。在图7和图8中示出了由608的处理实现的等式的具体细节。在610中，显示装置(例如，存储器104)存储与环境信息对应的CAM参数(例如，作为CAM 428)。注意，这些参数中的一些参数(例如，z、Fl等)取决于612中的进一步的处理。在612中，显示装置(例如，处理器106)对610中的一些CAM参数执行处理以生成额外的CAM参数。例如，HPE空间中的白点被转换成白点西格玛(Sigma，O)。如上文关于608讨论的，612中的一些参数取决于其他参数(例如，SigmaRp取决于SigmaR等)。图7和图8中示出了由612的处理实现的等式的细节。根据一个实施例，不同于将由传感器感测的环境信息用作针对等式的输入，环境信息被用作访问存储器(例如，存储器104)中存储的预先计算的参数的索引。例如，十六个CAM参数集合可以存储在存储器中，它们与十六个不同的颜色测量对应。例如，十六个集合可以对应于红色环境、红色-橙色环境、橙色环境等。显示装置(例如，处理器106)随后使用回家休息选择最适当的CAM参数集合。例如，可以根据RGB (或XYZ等)颜色空间中的颜色范围对CAM参数集合编注索引。传感器感测显示环境中的颜色并且生成环境信息作为与显示环境对应的单个RGB颜色(例如，作为所有感测到的信息的平均值)。显示装置(例如，处理器106)随后选择索引范围包括该单个颜色的CAM参数集合。作为另一示例，可以根据单个索引颜色对CAM参数集合编注索引。显示装置(例如，处理器106)随后选择索引颜色最接近感测颜色的CAM參数集合。接近度可以基于感测颜色和索弓I颜色之间的线性距离。在其中每个索弓I颜色包括许多分量(例如，RGB颜色空间中的索引顔色包括R、G和B分量)的情况下。接近度可以基于索引顔色和感测颜色的每个分量之间的累积距离。图9是根据一个实施例的显不系统900的框图。显不系统900包括传感器206、存储缺省源环境数据的存储器902、生成CAM查找表格的CAM处理器904、存储动态CAM查找表格的存储器906、存储静态CAM查找表格的存储器908、存储原始颜色信息的存储器910、色貌模型912和存储适应颜色信息的存储器914。注意，显示系统900的许多部件与前面參照其他附图描述的部件相似或者可由这些部件实现。例如，控制电路100 (參见图I)可以经由存储器104实现存储器902、906、908、910和914 ;处理器106可以实现CAM处理器904 ;处理器106和存储器104可以实现CAM 912。如上文关于其他实施例讨论的，传感器206感测显示装置900所处的环境220中的光井且将环境数据提供给CAM处理器904。CAM处理器904还从存储器902接收缺省源环境数据。CAM处理器904还可以从视频内容440接收源环境数据，例如如内容中的元数据。 (当内容不提供源环境数据时，显示装置900可以使用缺省源环境数据。)如上文讨论的，CAM处理器904基于环境数据和源环境数据建立动态CAM查找表格。存储器906存储由CAM处理器904生成的动态CAM查找表格，并且存储器908存储静态CAM查找表格。动态CAM查找表格取决于环境数据，并且静态CAM查找表格不是这样。因此，查找表格的内容可以根据所感测的环境參数而变化。例如，如上文參照图6讨论的，传感器用于感测Xw、Yw, Zw和La，并且传感器不感测Yb和S。因此，动态CAM查找表格取决于Xw、Yw、Zw和La，并且静态CAM查找表格取决于Yb和S。根据其中传感器还检测Yb的另ー实施例，与Yb相关的參数将在动态CAM查找表格中而不是在静态CAM查找表格中。相似地，根据其中传感器还检测S的另ー实施例，与S相关的參数将在动态CAM查找表格中而不是在静态CAM查找表格中。存储器910存储显示装置900根据视频内容440确定的原始颜色信息。原始颜色信息可以具有与视频内容440对应的白点的形式。CAM 912使用存储器906和908中的查找表格，以及存储器910中的原始颜色信息，来生成由显示装置900使用的CAM。CAM 912执行的处理可以如上文关于图6所述的那样。CAM 912的输出可以是如上文參照图4讨论的目标白点450，其可以存储在存储器914中，作为用于控制显示装置900的背光的适应背光信息。实施细节本发明的实施例可以按硬件、存储在计算机可读介质上的可执行模块或者此两者的组合(例如，可编程逻辑阵列)来实施。除非另外说明，否则作为本发明的一部分而包括的步骤不需要固有地与任何特定的计算机或其他设备相关，尽管它们在某些实施例中是这样。特别地，可以通过根据这里的教导编写的程序来使用各种通用机器，或者更加便利的是构造更专用化的设备(例如，集成电路)以执行所需的方法步骤。因此，本发明可以按在ー个或更多个可编程计算机系统上执行的一个或更多个计算机程序来实施，其中每个可编程计算机系统包括至少ー个处理器、至少ー个数据存储系统(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)、至少ー个输入装置或端ロ、以及至少ー个输出设备或端ロ。程序代码被应用到输入数据以执行这里描述的功能并且生成输出信息。输出信息按已知的方式被应用到一个或更多个输出装置。每个这样的计算机程序优选地存储在或者下载到可由通用或专用可编程计算机读取的存储介质或装置(例如，固态存储器或介质，或者磁或光介质)上，用于在存储介质或装置被计算机系统读取时配置并操作计算机以执行这里描述的过程。本发明的系统还可以被考虑实施为配置有计算机程序的计算机可读存储介质，其中这样配置的存储介质使计算机系统按特定和预定的方式操作以执行这里描述的功能。(软件本身和无形的信号被排除，因为它们不是可授予专利权的主题内容)。以上描述说明了本发明的各种实施例以及如何实施本发明的各方面的示例。以上示例和实施例不应仅被视为实施例，并且被呈现以说明如所附权利要求限定的本发明的灵活性和优点。基于以上公开内容和所附权利要求，其他布置、实施例、实现方案和等同方案对于本领域技术人员将是明显的，并且可以在不偏离如所附权利要求限定的本发明的精神 和范围的情况下被使用。
权利要求
1.一种根据显示环境来调整显示装置的方法，包括 感测所述显示装置的所述显示环境； 生成与所述显示环境对应的环境数据，其中所述环境数据包括颜色数据； 根据所述颜色数据调整色貌模型； 根据已被调整的所述色貌模型生成控制信号；以及 根据所述控制信号控制所述显示装置的背光。
2.根据权利要求I所述的方法，进一步包括 根据由所述控制信号控制的所述背光，从所述背光生成光。
3.根据权利要求I所述的方法，其中所述颜色数据包括适应白点。
4.根据权利要求I所述的方法，其中所述颜色数据包括具有X分量、Y分量和Z分量的适应白点。
5.根据权利要求I所述的方法，其中所述环境数据进一步包括适应光度数据(La)，进一步包括 根据所述适应光度数据调整所述色貌模型。
6.根据权利要求I所述的方法，进一步包括 根据相对光度数据(Yb)调整所述色貌模型，其中所述环境数据不包括所述相对光度数据。
7.根据权利要求I所述的方法，进一步包括 根据周围环境光度数据(S)调整所述色貌模型，其中所述环境数据不包括所述周围环境光度数据。
8.根据权利要求I所述的方法，其中所述色貌模型对应于国际照明委员会2002色貌模型 CIECAM02。
9.根据权利要求I所述的方法，其中感测所述显示环境包括 感测所述显示环境的颜色。
10.根据权利要求I所述的方法，其中根据所述颜色数据调整所述色貌模型包括 根据所述颜色数据调整所述色貌模型的白点无色响应(Aw)。
11.根据权利要求I所述的方法，其中根据所述颜色数据调整所述色貌模型包括 根据所述颜色数据调整所述色貌模型的适应度(D )。
12.根据权利要求I所述的方法，其中根据所述颜色数据调整所述色貌模型包括 根据所述颜色数据调整所述色貌模型的诱导因子(η )。
13.根据权利要求I所述的方法，其中根据所述颜色数据调整所述色貌模型包括 根据所述环境数据调整所述色貌模型的光度级适应因子(F1)。
14.根据权利要求I所述的方法，其中感测所述显示环境包括通过第一传感器和第二传感器感测所述显示环境，其中所述颜色数据包括分别与所述第一传感器和所述第二传感器对应的第一颜色数据和第二颜色数据，以及其中根据所述颜色数据调整所述色貌模型包括 基于距所述第一传感器和所述第二传感器的距离，根据所述第一颜色数据和所述第二颜色数据调整所述色貌模型。
15.根据权利要求I所述的方法，其中感测所述显示环境包括通过第一传感器和第二传感器感测所述显示环境，以及其中根据所述颜色数据调整所述色貌模型包括 根据按照距所述第一传感器和所述第二传感器的距离进行加权的所述颜色数据来调整所述色貌模型。
16.根据权利要求I所述的方法，其中所述色貌模型被配置成生成与所述控制信号对应的目标白点数据。
17.根据权利要求I所述的方法，其中所述色貌模型被配置成接收参考环境数据和参考白点数据，以及其中所述色貌模型被配置成生成与所述控制信号对应的目标白点数据。
18.根据权利要求I所述的方法，进一步包括 存储与参考白点数据不同的用户白点数据，其中所述色貌模型被配置成接收参考环境数据和所述用户白点数据，以及其中所述色貌模型被配置成生成与所述控制信号对应的目标白点数据。
19.根据权利要求I所述的方法，其中所述色貌模型被配置成生成目标白点，进一步包括 当所述目标白点超过阈值时根据所述目标白点缩放前调制器；以及 当所述目标白点未超过阈值时根据所述阈值缩放所述前调制器。
20.根据权利要求I所述的方法，进一步包括 接收输入视频数据；以及 根据所述输入视频数据控制前调制器，使得所述背光和所述前调制器显示与所述输入视频数据对应的图像。
21.根据权利要求I所述的方法，其中所述背光包括后调制器，进一步包括 接收输入视频数据； 根据所述输入视频数据控制所述后调制器和前调制器，使得所述后调制器和所述前调制器显示与所述输入视频数据对应的图像。
22.一种包括被配置成根据显示环境调整显示装置的控制电路的设备，包括 接口电路，被配置成接收环境数据，其中所述环境数据与所述显示环境对应，以及其中所述环境数据包括颜色数据； 存储器电路，被配置成存储色貌模型； 处理器电路，被配置成根据所述颜色数据调整所述色貌模型，并且被配置成根据已被调整的所述色貌模型生成控制所述显示装置的背光的控制信号。
23.一种根据显示环境进行调整的显示装置，包括 背光; 传感器，被配置成感测所述显示环境，并且被配置成生成与所述显示环境对应的环境数据，其中所述环境数据包括颜色数据；以及控制电路，包括 接口电路，被配置成接收所述环境数据， 存储器电路，被配置成存储色貌模型，以及 处理器电路，被配置成根据所述颜色数据调整所述色貌模型，并且被配置成根据已被调整的所述色貌模型生成控制所述背光的控制信号。
24.根据权利要求23所述的显示装置，其中所述背光被配置成根据所述控制信号生成光，进一步包括 前调制器，被配置成根据输入视频数据而被控制，使得所述背光和所述前调制器显示与所述输入视频数据对应的图像。
25.根据权利要求23所述的显示装置，其中所述背光包括后调制器，其中所述后调制器被配置成生成与输入视频数据对应的低分辨率图像，进一步包括 前调制器，被配置成根据所述输入视频数据而被控制，使得所述后调制器和所述前调制器显示与所述输入视频数据对应的高分辨率图像。
全文摘要
在一个实施例中本发明包括一种方法，该方法根据显示环境来调整显示装置。该方法包括感测显示装置的显示环境并且生成与显示环境对应的环境数据。环境数据包括颜色数据。该方法进一步包括根据颜色数据调整色貌模型，根据已被调整的色貌模型生成控制信号，以及根据控制信号控制显示装置的背光。通过该方式，观看者以内容创建者预期的方式感知显示装置显示的图像，因为对色貌模型的调整补偿了观看者的对显示环境的生理反应。
文档编号G09G5/02GK102770905SQ201180010549
公开日2012年11月7日 申请日期2011年2月18日 优先权日2010年2月22日
发明者埃里克·J·科扎克, 彼得·W·朗赫斯特 申请人:杜比实验室特许公司