投影仪系统的内容适应性功率管理的制作方法
【技术领域】
[0001]本文所描述的实施例一般涉及处理设备，并且更具体地涉及投影仪系统的内容适应性功率管理。
【背景技术】
[0002]投影仪系统可以将任何表面变成显示表面。与交互性机制集成，投影仪系统可以将任何表面或空间变成交互表面或空间，因而使得能够实现有意思的使用模型。已经存在在交互式投影仪系统的该领域中的研宄和发展。降低投影仪系统的系统功率是重要的并且当进入到这些投影仪系统的生产时将变得更重要。对于一些投影仪系统，存在三个主要组件:光源、成像器和投影光学器件。成像器可以是微显示器并且其功率消耗通常在数十或数百毫瓦的范围中非常小。光源典型地是在投影仪系统中的最大功率消耗者并且利用系统空间的较大部分以用于热管理。一些投影仪系统使用传统的灯。为了改进光源效率，通常使用发光二极管(LED)技术来代替传统的灯，特别是红-绿-蓝(RGB) LED。RGB LED可以帮助消除使用在投影仪系统中的二向色镜/棱镜或色轮(color wheel)。当前对于基于LED的投影仪系统，光源功率消耗大约为对于10流明(lumen) 1W。正在开发诸如混合光源或激光光源之类的更高效的光源。一些光源功率节约技术聚焦于改进光源效率。在当前的投影系统中，光源通常总是全部接通。在具有高流明的一些投影仪系统中，可以基于环境光而进行光源的亮度调节。在这种情况中，环境光传感器可以用于检测环境光强度以基于由环境光传感器测量的环境光来调节投影仪亮度。
【附图说明】
[0003]图1是包括投影仪系统和具有用于投影仪系统的内容适应性功率管理的图像处理块的计算系统的系统的一个实施例的框图。
[0004]图2是具有用于投影仪系统的内容适应性功率管理的图像处理块的投影仪系统的一个实施例的框图。
[0005]图3是用于基于红色、绿色和蓝色子帧而单独地处理图像数据的图像处理块的一个实施例的框图。
[0006]图4是图示了由图像处理器块生成的用于投影仪系统的内容适应性功率管理的两个像素变换曲线的图。
[0007]图5是图示了根据实施例的基于图像数据的内容分析的光源功率管理的方法的流程图。
[0008]图6是图示了根据另一实施例的用于红、绿、蓝光源的光源功率管理的方法的流程图。
[0009]图7图示了以计算机系统的示例形式的机器的示意性表示，在所述机器内可以施行用于使机器执行本文所讨论的方法中的任何一个或多个的指令集。
【具体实施方式】
[0010]描述了投影仪系统的内容适应性功率管理技术。一种方法分析要由投影仪系统显示的图像数据。基于经分析的图像数据而调节投影仪系统的光源的投影仪亮度。基于经分析的图像数据而调节输入到投影仪系统的成像器中的图像数据的像素值。例如，投影仪亮度可以基于图像的亮度来调节以减少投影仪系统的功率消耗。例如，光源功率对于暗图像比对于较亮的图像更低。
[0011]如以上所描述的，减少投影仪系统的系统功率是重要的并且当进入到投影仪系统(包括交互式投影仪系统)的生产时将变得更加重要。一些当前的投影系统的光源持续地接通。一些先前的解决方案包括基于如由环境光传感器测量的环境光而调节光源的亮度。这些系统未被设计成节约投影仪系统的功率，而是在给定环境光的情况下提供适当的光。本文所描述的实施例提供基于图像的内容分析的光源的功率管理。功率管理技术可以基于内容分析而做出对光源的亮度的调节以及对像素值的调节。例如，功率管理技术可以做出光源上的背光调节，以及对发送给成像器以供显示的像素值的图像增强。利用内容适应性光源功率节约方法，可以取决于内容而调制光源，因而节约光源功率。例如，如果所投影的图像是中灰色，则光源可以被变暗(dim)，并且像素值(在本文中也称为像素强度)可以增加(例如“上拉”)以实现等同的用户感知。一个或多个实施例的优点在于其可以帮助减少投影仪光源功率，而同时向最终用户提供几乎等同的视觉体验。
[0012]图1是系统100的一个实施例的框图，系统100包括投影仪系统110和具有用于投影仪系统110的内容适应性功率管理的图像处理块140的计算系统120。
[0013]投影仪系统110包括成像器112和光源114。投影仪系统110可以是数字光投影(DLP)投影仪系统、硅上液晶(LCoS)投影仪系统。DLP投影仪系统的成像器112包括微镜，其引导光源114的光通过或不通过。可以通过微镜被接通或关断多久来生成灰度级。LCoS投影仪系统的成像器112包括微反射液晶显示器，所述微反射液晶显示器以数字形式对光源114的光进行调制来让光通过或不通过的，其很像是DLP投影仪系统，或者以模拟方式对光源114的光进行调制以控制经过的光的量。如以上所描述的，利用常规投影仪系统架构，光源可以基于环境光而被完全接通或可能变暗。图像处理块140可以实现内容适应性光源功率节约方法以取决于图像的内容(例如图像数据131)的图像分析而对光源114进行调制。通过对光源114进行调制，图像处理块140可以减少光源114的功率消耗，因而减少系统100的功率消耗。例如，如果所投影的图像是明度级上的中灰色(例如最大RGB值为RGB颜色空间中的46%亮度)，则光源114可以被变暗，并且像素数据141的像素强度(例如像素值)可以被上拉以实现所投影的图像的大体上等同的用户感知。可替换地，在存在对于所投影的图像的低于等同的用户感知的容忍时可以不调节像素数据141。
[0014]计算系统120可以包括集成电路(1C)，其包括图形控制器、处理器、处理设备、控制器、微控制器、微处理器、中央处理单元(CPU)、图形处理单元、视频处理单元、图像处理单元或具有执行以下关于图像处理块140描述的操作的处理元件的其它类型的设备。计算系统120可以包括图形IC (还称为“图形芯片”)、视频处理器IC (还称为“视频芯片”)或显示控制器IC (还称为“显示控制器芯片”)。在另一实施例中，计算系统120包括多核系统，其为具有两个或更多独立的实际中央处理单元(CPU)的单个计算组件，其可以是读取和施行程序指令的功能单元。多核系统实现单个物理封装中的多处理。在一些实施例中，图像处理块140可以被实现在用于通过显示接口驱动显示器的多核系统的图形核或视频核中。例如，图形核可以使用在多核系统中以加速以供输出到显示器的图像的构建。
[0015]计算系统120包括帧缓冲器130和图像处理块140。图像处理块140包括图像分析块142、图像转移曲线生成块144和图像适配块146。图像处理块140通过第一接口 150从帧缓冲器130接收图像数据131。第一接口 150可以是内部接口(例如处理器总线、本地I/O总线、集线器接口总线、内部总线、系统总线、点对点(P2P)连接等)或外部接口(例如外部总线接口、前侧总线、显示接口、视频显示接口(例如DV1、HDMI, VGA)、图形接口等)，这取决于帧缓冲器130是否在与图像处理块140相同的集成电路(IC)管芯衬底上。图像处理块140通过第二接口 160将像素数据141输出到投影仪系统110的成像器112并且将(一个或多个)光控制信号143输出到投影仪系统110的光源114。在一些上下文中，光控制信号143还可以称为背光控制信号。在该实施例中，第二接口 160是外部接口，因为计算系统120是与投影仪系统110分离的设备。在其它实施例中，当图像处理块140实现在投影仪系统自身中时，诸如在投影仪系统的功率节约块中时，第二接口可以是内部接口，诸如以下关于图2图示和描述的那样。
[0016]在该实施例中，图像分析块142和图像适配块146 二者从帧缓冲器130接收图像数据131。图像转移曲线生成块144耦合到图像分析块142的输出。图像适配块146还从图像转移曲线生成块144的输出接收像素控制信号145。图像适配块146将像素数据141输出到成像器112并且图像转移曲线生成块144将(一个或多个)光控制信号143输出到光源 114。
[0017]在操作期间，计算系统120的图像处理块140可以执行用于投影仪系统110的内容适应性功率管理。在一个实施例中，图像处理块140接收要由投影仪系统110显示的图像数据131并且分析图像数据131以及基于经分析的图像数据使用光控制信号143来调节光源114的投影仪亮度。图像处理块140还可以调节图像数据的像素值并且在第二接口 160上向成像器112发送作为像素数据141的经调节的像素值。
[0018]在另一实施例中，图像分析块142在第一接口 150上接收图像数据131。图像分析块142被配置成计算表示图像数据131中的颜色的分布的颜色柱状图。对于数字图像，颜色柱状图表示具有在横跨图像的颜色空间的颜色范围的固定列表中的每一个中的颜色的像素的数目。可以针对任何种类的颜色空间构建颜色柱状图，尽管颜色柱状图典型地为三维空间，比如红-绿-蓝(RGB)、色调-饱和度-明度(HSL)、色调-饱和度-值(HSV)(还称为色调-饱和度-亮度(HSB))或色调-饱和度-强度(HSI )。可替换地，可以使用其它三个柱体模型。由于HSL、HSV和HSI是设备相关RGB模型的简单变换，因此它们定义的物理颜色取决于设备或特定RGB空间的红、绿和蓝原色的颜色，并且取决于用于表示那些原色的量的伽马(gamma)校正。每一个唯一的RGB设备因此具有唯一的HSL、HSV和HSI空间伴随它，并且数字HSL、HSV或HSI值描述用于每一个基本RGB空间的不同颜色。在一个实施例中，颜色柱状图基于RGB颜色空间中的最大值(例如，max (R，G, B)值)。因而，在图像数据131的图像分析中确定最大值。max(R, G, B)值是针对用于像素处理的图像亮度和参数的指示符。可以使用其它指示符，诸如YUV颜色空间中的Y。在YUV颜色空间中，基于NTSC标准而将Y定义为0.299R+0.587G+0.114B。在另一类型的图像分析中，可以确定HSV颜色空间中的V。在另一类型的图像分析中，可以确定HSB颜色空间中的B值。可替换地，其它图像分析方法可以用于分析图像数据131以便生成像素变换曲线，如以下更加详细地描述的。
[0019]图像转移曲线生成块144耦合到图像分析块142的输出。图像转移曲线生成块144被配置成基于由图像分析块142生成的颜色柱状图而创建像素变换曲线。在以下描述的图4中图示了两个不同的像素变换曲线。像素变换曲线可以被存