專利名稱：用于在高亮度和高動態(tài)范圍的顯示器的圖像處理中應(yīng)用自適應(yīng)伽瑪?shù)南到y(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于處理和/或顯示圖像的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的具體實施例可以用來處理用于高亮度和/或高動態(tài)范圍(HDR)的顯示器的圖像數(shù)據(jù)。
背景技術(shù)：
顯示器的電壓響應(yīng)通常是非線性的。對于傳統(tǒng)顯示器，顯示器的輸出亮度Y可以通過以下冪函數(shù)或伽瑪曲線與輸入值(例如，所施加的信號或控制值如輸入電壓V)相關(guān)Y oc vY(1)其中，伽瑪值Y (冪函數(shù)的指數(shù)的數(shù)值)通常在1.8到3. 5的范圍內(nèi)，Y是投影在給定方向中的每單位區(qū)域的發(fā)光強度，通常以cd/m2或尼特來表示。傳統(tǒng)上，Y可以相對于通常與顯示器的最大亮度對應(yīng)的基準白色的亮度而被歸一化為1(例如，對于具有亮度為 200cd/m2的基準白色的顯示器，Y = 1是指亮度值為200cd/m2)。類似地，輸入值可以相對于最大輸入值而被歸一化為1。歸一化的亮度值和歸一化的輸入值分別可以被稱為相對亮度值和相對輸入值。國際電信聯(lián)盟(ITU)的Rec. 709標準使用的伽瑪值為2. 2。為了有助于補償伽瑪值為2. 2的顯示器的希望電壓響應(yīng)，可以利用伽瑪值的倒數(shù)對圖像數(shù)據(jù)進行伽瑪編碼或伽瑪校正(即，利用大約為1/2. 2 = 0. 45的伽瑪值來編碼)。圖1示出了伽瑪值為2. 2的伽瑪曲線8 (代表顯示器的電壓響應(yīng))和伽瑪編碼值為1/2. 2的伽瑪編碼曲線9。如圖1 中所說明的實例所示，如果希望顯示Y = 0.218的圖像元素(例如，像素)，則利用伽瑪編碼曲線9對原始輸入值V = O. 218進行伽瑪校正以提供如箭頭6所示的伽瑪校正亮度值
γ =v =(0.218)^ =0j。當(dāng)希望顯示圖像元素時，利用相應(yīng)的伽瑪校正輸入值ν =
0. 5對顯示器進行驅(qū)動。由于非線性的顯示器響應(yīng)曲線8，輸入值V = 0. 5提供了由箭頭7 所示的希望的輸出亮度Vy = (0.5)2 2 = 0.218。對于亮度級通常可達大約lOOcd/m2到200cd/m2的傳統(tǒng)顯示器，可以使用(例如方程式(1)的形式的)單個冪律伽瑪曲線來近似顯示器亮度范圍內(nèi)的顯示器的非線性響應(yīng)。 在這些亮度級處，人類視覺系統(tǒng)(HVS)以正好近似為顯示器的伽瑪曲線的倒數(shù)的非線性方式感知光。高亮度和/或高動態(tài)翻譯(HDR)顯示器已經(jīng)發(fā)展為具有大約4000cd/m2或更高值的峰值亮度。在超過200cd/m2并接近4000cd/m2或更高的那些亮度級處，簡單的冪律伽瑪編碼曲線變得越來越不適于亮度的HVS感知，這是因為HVS在較高亮度級感知亮度變化和在較低亮度級感知亮度變化是不同的。高亮度和/或HDR顯示器可以合并空間編碼的光源，如在PCT專利申請公布 No. W002/069030, W003/077013、W02006/010244 和 W02008/092276 中描述的那些光源。這
種顯示器包括光源調(diào)制層(例如，空間調(diào)制的背光)和顯示調(diào)制層。光源調(diào)制層可以被驅(qū)動，以產(chǎn)生圖像的相對較低分辨率表現(xiàn)，該圖像隨后被提供給顯示調(diào)制層。通過顯示調(diào)制層對低分辨率表現(xiàn)進一步調(diào)制，以便提供由觀察者觀看的高分辨率圖像。光源調(diào)制層例如可以包括有源調(diào)制的光源如發(fā)光二極管(LED)矩陣?？梢员辉O(shè)置和/或排列成接收來自光源調(diào)制層的光的顯示調(diào)制層可以包括液晶顯示器(LCD)。因此，顯示調(diào)制層上的像素的亮度受到光源調(diào)制層上的可變局部亮度的影響。由于光源調(diào)制層可以產(chǎn)生圖像的相對較低分辨率表現(xiàn)，所以當(dāng)驅(qū)動值被施加到光源調(diào)制層時要被提供到顯示調(diào)制層上的希望的亮度圖案可能在顯示調(diào)制層的分辨率上相對緩慢地變化。因此，可以在低分辨率處計算希望的亮度圖案，然后將希望的亮度圖案縮放到需要的高分辨率(例如，如顯示調(diào)制層的分辨率)而不會引入顯著的偽像。使用具有不同分辨率的雙調(diào)制層可以抑制雙調(diào)制器顯示器中圖像數(shù)據(jù)和輸出亮度值之間的簡單一對一映射。通常希望一種用于處理高亮度和/或HDR顯示器的圖像數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。


在示出本發(fā)明的非限定性實施例的附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)的伽瑪曲線和伽瑪編碼曲線的圖；圖2A是由網(wǎng)站medical, nema. org上公布的“醫(yī)學(xué)數(shù)字成像與通信標準”定義的灰度標準顯示曲線的圖，其中亮度Y(Y軸上)以對數(shù)刻度來顯示；圖2Β是圖2的曲線的一部分；圖2C是針對雙調(diào)制顯示器的顯示調(diào)制層的將輸入控制值映射到輸出控制值的凈轉(zhuǎn)移函數(shù)的圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的方法的流程圖；圖4根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施例的方法的流程圖；圖5根據(jù)本發(fā)明的又一個示例性實施例的方法的流程圖；圖6示意性地示出了可以用來實現(xiàn)圖3、4和5的方法的系統(tǒng)。
具體實施例方式在以下描述中，對特定細節(jié)進行闡述，以便向本領(lǐng)域技術(shù)人員提供更加徹底的理解。然而，可能未示出或詳細描述已知元件以避免不必要地混淆本公開。因此，描述和附圖被認為是說明性的而不是限制性的。如以上討論的那樣，傳統(tǒng)的顯示器展示了非線性轉(zhuǎn)移函數(shù)，其可以通過將輸入值 (例如施加的信號或控制值如電壓)與輸出亮度值關(guān)聯(lián)的冪函數(shù)(例如，伽馬曲線)來建模。伽瑪編碼曲線可以用于對圖像數(shù)據(jù)進行編碼，以補償顯示器的非線性響應(yīng)。在通過RGB 三元組表示像素的系統(tǒng)中，可以對每個顏色通道(即，R、G和B值中的每個)進行獨立的伽瑪編碼(即，冪律可以用來將輸入值映射到輸出R、G和B值)。此外，HVS以非線性方式感知光，該非線性方式在傳統(tǒng)顯示器的亮度級上近似為冪函數(shù)的倒數(shù)。但是，對于高動態(tài)范圍的顯示器(HDR顯示器)或高亮度的顯示器，用于HVS的亮度感知的冪函數(shù)近似失效。在本發(fā)明的具體實施例中，可替選的編碼曲線或函數(shù)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的冪律伽瑪編碼曲線用于對圖像數(shù)據(jù)進行編碼。該編碼曲線可以通過提取一部分感知曲線來確定。所提取的這部分感知曲線可以包括感知曲線的亮度范圍的子集。這一部分感知曲線可以包括與具體幀的圖像數(shù)據(jù)的亮度數(shù)據(jù)的范圍對應(yīng)或者與圖像數(shù)據(jù)的幀的具體子集的亮度數(shù)據(jù)的范圍對應(yīng)的亮度范圍的子集。這一部分感知曲線可以被調(diào)整為容納顯示器專用的校準信肩、ο如這里所使用的，對圖像數(shù)據(jù)進行編碼是指將一個或多個函數(shù)(例如，映射)應(yīng)用于圖像數(shù)據(jù)的過程。編碼圖像數(shù)據(jù)進而可以用于提供用來驅(qū)動顯示器的合適的控制值。 在具體實施例中，這些控制值可以包括調(diào)制層控制值，其被輸出到雙調(diào)制顯示器的顯示調(diào)制層。在具體實施例中，用于產(chǎn)生編碼曲線的感知曲線是醫(yī)學(xué)數(shù)字成像與通信(DICOM)PS 3. 14灰度標準顯示曲線(圖2)。DICOM PS 3. 14灰度標準顯示曲線(這里稱為DICOM曲線)在由國家電氣制造商協(xié)會公布的DICOM標準的2006年12月的出版物中的第14部分中描述，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。DICOM曲線由DICOM標準委員會基于以提供如何在不同顯示設(shè)備上出現(xiàn)圖像的更好的視覺一致性為目的的HVS的經(jīng)驗性研究而開發(fā)的。感知曲線如DICOM曲線可以用于輸入值(例如，顯示器的施加信號或控制值，如輸入電壓、數(shù)字驅(qū)動電平等)和輸出亮度值或輸出顏色通道值之間的映射。在DICOM感知曲線的特定情況下，DICOM曲線將最小可察覺差異(JND)值映射到輸出亮度值。單個JND值的增量代表輸入值(電壓或數(shù)字驅(qū)動電平)的增量，對此，在普通人觀察者恰好能夠感知的給定觀看條件下存在給定顯示器的亮度的相應(yīng)變化。DICOM曲線是感知曲線的實例，其在分配輸入值(例如，JND值和/或顯示輸入值)到輸出亮度值之間的關(guān)系中考慮光的HVS感知。在其它實施例中，可以使用其它類型的曲線(其可以是也可以不是感知曲線)代替DICOM曲線來產(chǎn)生編碼曲線。如圖2所示，針對其中存在從0到1023(即W，21(l_l])范圍中的相應(yīng)JND值的從
0.05cd/m2到4000cd/m2的亮度范圍來定義DICOM曲線。便利地，一些高亮度和/或HDR顯示器還具有在4000cd/m2附近的最大亮度值。對于一些顯示器，顯示器的峰值亮度可以是可由用戶(或可以按其它方式)調(diào)整到不同于4000cd/m2的亮度值。DICOM曲線可以通過
以下分析函數(shù)來表示
,L( n .. 。+cLrij)+e{Lrji)f +gjLrjjyf +m(Lnjj))'
Ui~\+b Lfi j) ^d(Lfij))2 +/(LJij)Y +himnY +k (Lfij))5其中Ln是自然對數(shù)，j代表JND的亮度級Lj的指數(shù)(1-1023)，系數(shù)通過以下來給定a = -1. 3011877，b = -2. 5840191E-2，c = 8. 024636E-2，d = -1. 0320229E-1, e = 1. 3646699E-1, f = 2. 8745620E-2，g = -2. 5468404E-2，h = -3. 1978977E-3，k =
1.2992634E-4 以及 m = 1. 3635334E-3。在低亮度級，顯示器的冪函數(shù)響應(yīng)(通過方程式(1)來表示)可以與DICOM曲線相似。但是，在高亮度級，冪函數(shù)與DICOM曲線和/或HVS響應(yīng)不同。例如，如果在DICOM 曲線的亮度范圍上擴展冪函數(shù)(即，通過從Y = 0的范圍到Y(jié) = 4000cd/m2的范圍繪制冪函數(shù))，則冪函數(shù)在高亮度級處偏離DICOM曲線。當(dāng)前的圖像處理慣例通常使用8個比特來表示圖像亮度(或圖像數(shù)據(jù)顏色通道)。 這種慣例不能提供輸入值到DICOM曲線的IOM個可用亮度值的一對一映射。需要10比特的亮度數(shù)據(jù)來表示DICOM曲線的全部可用的輸出亮度值(即，提供輸入值與DICOM亮度值之間的一對一映射)。另外，DICOM曲線采用顯示器上的單個峰值亮度。但是，對于雙調(diào)制顯示器，光源調(diào)制層向顯示調(diào)制層提供空間調(diào)制光，使得峰值亮度在顯示調(diào)制層上局部地變化。此外，在一些雙調(diào)制顯示器中，光源調(diào)制層具有與顯示調(diào)制層不同的分辨率，這抑制了圖像數(shù)據(jù)和輸出亮度值之間的一對一映射。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，基于希望的幀的亮度范圍為每一幀圖像數(shù)據(jù)提取感知曲線的一部分，如DICOM曲線。這部分感知曲線可以用于將幀的亮度范圍上的亮度值(或其它像素值(例如，R、G和B像素值)映射到用于顯示器的可用控制值。以這種方式確定的映射可以表示希望的總響應(yīng)曲線。對于具體顯示器，可以獲得或確定顯示器專用的校準數(shù)據(jù)，以便將顯示調(diào)制器驅(qū)動值與顯示調(diào)制器輸出相關(guān)聯(lián)?？梢葬槍γ總€顏色通道來獲得或確定顯示器專用的校準數(shù)據(jù)。編碼曲線或編碼映射函數(shù)可以通過調(diào)整希望的總響應(yīng)曲線以合并已知的顯示器專用的校準數(shù)據(jù)來獲得。即，可以通過預(yù)調(diào)整希望的總響應(yīng)曲線從該希望的總響應(yīng)曲線獲得編碼曲線，使得編碼曲線應(yīng)用于圖像數(shù)據(jù)然后所獲得的編碼圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用于顯示調(diào)制層將產(chǎn)生希望的總響應(yīng)。以該方式獲得的編碼曲線可以用于對圖像數(shù)據(jù)進行編碼(即，確定用于驅(qū)動顯示器的控制值)。編碼曲線可以應(yīng)用于單獨的顏色通道。在一些實施例中，其中圖像數(shù)據(jù)被顯示在雙調(diào)制顯示器上，圖像數(shù)據(jù)的編碼確定可以用于驅(qū)動顯示調(diào)制層的像素的顯示調(diào)制器控制值。在一些實施例中，編碼過程可以應(yīng)用于圖像幀的分段。在一些實施例中，可以通過將感知曲線調(diào)整為提供顯示器專用的響應(yīng)來對感知曲線進行預(yù)校準。在該方式中，可以直接從預(yù)校準的感知曲線的一部分獲得編碼曲線。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的具體實施例的雙調(diào)制顯示系統(tǒng)20。顯示系統(tǒng)20可以操作為顯示圖像數(shù)據(jù)23。顯示系統(tǒng)20可以被配置成執(zhí)行本發(fā)明的方法。顯示系統(tǒng)20包括顯示器21，如高亮度和/或HDR顯示器。在所示實施例中，顯示器21包括雙調(diào)制顯示器，其具有光源調(diào)制層21A和顯示調(diào)制層21B。系統(tǒng)20還包括處理器22，其可以包括中央處理單元(CPU)、一個或多個為處理器、 一個或多個FPGA或包括能夠起到這里所描述的功能的硬件和/或軟件的任何其它合適的處理單元。處理器22處理圖像數(shù)據(jù)23，以產(chǎn)生光源調(diào)制器控制值25A用于驅(qū)動光源調(diào)制層 21A，并顯示調(diào)制器控制值25B用于驅(qū)動顯示調(diào)制層21B。在具體實施例中，光源調(diào)制層21A 包括LED矩陣。在這些實施例中，提供給光源調(diào)制層21A的控制值25A可以包括數(shù)字LED 驅(qū)動值，其可以被轉(zhuǎn)換成模擬LED驅(qū)動值(即電壓)。在一些實施例中，顯示調(diào)制層21B包括IXD像素陣列。在這些實施例中，提供給顯示調(diào)制層21B的控制值25B可以包括相應(yīng)的 LCD像素驅(qū)動值，其可以被轉(zhuǎn)換成模擬LCD驅(qū)動值。在一些實施例中，已經(jīng)根據(jù)傳統(tǒng)的伽瑪編碼機制對圖像數(shù)據(jù)23進行了編碼。在這些實施例中，系統(tǒng)20可以包括可選圖像數(shù)據(jù)解碼器M，用于在處理器22進行處理之前(或作為處理器22進行處理的一部分)對圖像數(shù)據(jù)23進行解碼或以其它方式線性化。雖然為了清楚起見以獨立部件的形式示出圖像數(shù)據(jù)解碼器對，但是這不是必須的。在其它實施例中，圖像數(shù)據(jù)解碼器M可以通過處理器22來實現(xiàn)，該處理器22可以執(zhí)行存儲在程序存儲器26或其它合適的存儲位置的合適的軟件指令。處理器22可以通過執(zhí)行由軟件功能27提供的軟件指令來實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法。在所示實施例中，軟件功能27被存儲在程序存儲器沈中，但是這不是必須的， 并且軟件功能27可以存儲在處理器22中或存儲器22可訪問的其它合適的存儲位置。在一些實施例中，軟件功能27的各部分可替選地可以通過適當(dāng)配置的硬件來實現(xiàn)。處理器22 還可以存取感知曲線數(shù)據(jù)四，其中感知曲線數(shù)據(jù)四如在所說明的實施例中所示的那樣可以被存儲在合適的數(shù)據(jù)存儲中。感知曲線數(shù)據(jù)四可以包括與用于將輸入值映射到輸出亮度值的DICOM曲線或其它感知曲線對應(yīng)的信息。在所示實施例中，處理器22還可以存取可以被存儲在合適的數(shù)據(jù)存儲中的顯示器專用的校準數(shù)據(jù)33。校準數(shù)據(jù)33可以將顯示器21 的輸出與顯示調(diào)制層21B的驅(qū)動值25B相關(guān)聯(lián)。在所示實施例中并且如以下更加詳細地解釋的那樣，處理器22產(chǎn)生希望的總響應(yīng)曲線觀和編碼曲線31，其可以被存儲在合適的數(shù)據(jù)存儲中。感知曲線數(shù)據(jù)四、顯示器專用的校準數(shù)據(jù)33、希望的總響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)觀和/或編碼曲線數(shù)據(jù)31可以以查詢表(LUT)的形式提供。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的具體實施例的用于對圖像數(shù)據(jù)23進行編碼和/或顯示的方法100。方法100可以通過用于在雙調(diào)制顯示器21 (圖6)上進行顯示的顯示系統(tǒng)20 來實現(xiàn)。方法100可以通過其它合適的圖像處理硬件和/或軟件來實現(xiàn)。所示的方法100 代表用于處理和顯示一幀圖像數(shù)據(jù)23的方法?？梢灾貜?fù)方法100，以便處理和/或顯示多幀圖像數(shù)據(jù)^3。方法100開始于接收一幀圖像數(shù)據(jù)23。圖像數(shù)據(jù)23例如可以包括非線性編碼數(shù)據(jù)23A(例如，傳統(tǒng)的伽瑪編碼數(shù)據(jù)23A)或線性編碼數(shù)據(jù)23B。如果圖像數(shù)據(jù)23在其被接收時是伽瑪編碼或非線性編碼圖像數(shù)據(jù)23A，則可選地可以在流程框102對非線性編碼圖像數(shù)據(jù)23A進行線性化，以提供線性化的圖像數(shù)據(jù)23B。在流程框104接收圖像數(shù)據(jù)23 (或者是非線性編碼圖像數(shù)據(jù)23A或者是線性化的圖像數(shù)據(jù)23B)。流程框104包括使用圖像數(shù)據(jù)23來確定用于光源調(diào)制層21A的合適的控制值25A(例如，LED驅(qū)動值)。流程框104的用于獲得光源調(diào)制層的控制值25A的過程可以使用對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說已知的合適的技術(shù)。該流程框104的技術(shù)可以包括最近鄰插值法等，并可以基于如圖像數(shù)據(jù)23的強度或顏色等因素。流程框104可以通過實現(xiàn)合適的軟件功能27A(圖6)的處理器22來執(zhí)行。然后方法100進行到流程框106，該流程框106包括確定關(guān)于經(jīng)由光源調(diào)制層21A 在顯示調(diào)制層21B接收的希望的亮度分布的信息。流程框106的確定可以至少部分地基于流程框104的光源調(diào)制層的控制值25A。通過非限定性實例，用于確定在顯示調(diào)制層21B接收的希望的亮度的方法在PCT公布No. W003/077013、W02006/010244和W02008/092276中描述，其通過引用合并于此。流程框106可以通過實現(xiàn)合適的軟件功能27B(圖6)的處理器22來執(zhí)行。在具體實施例中，流程框106包括使用光源調(diào)制層控制值25A來針對具體幀的圖像數(shù)據(jù)23或者一幀圖像數(shù)據(jù)23的具體分段，估計希望的亮度分布的最大亮度值52 (Ymax) 和最小亮度值53 αΜΙΝ)?？梢栽诹鞒炭?08中使用最小和最大亮度YMIN、Ymax來從感知曲線 29 (例如，DICOM曲線)中提取相應(yīng)的部分12。用于從感知曲線四提取部分12的流程框 108過程的具體實例在圖2和2Α中示出。在所示實例中，圖像數(shù)據(jù)23被確定(在流程框106中)為具有亮度范圍10，該亮度范圍10具有最大亮度值52 (Ymax ^ 100cd/m2)和最小亮度值53aMIN ^ 10cd/m2)。因此，在流程框108中提取的感知曲線四的部分12是感知曲線 29中Ymin ^ 10cd/m2和Ymax ^ 100cd/m2之間的部分，如圖2A所示。與感知曲線四上亮度范圍10中的部分12對應(yīng)的映射值可以使用分析函數(shù)(例如方程式⑵的DICOM分析函數(shù))來計算，或者它們可以從處理器22可訪問的合適的LUT 中提取。流程框108可以通過執(zhí)行合適的軟件功能27C(圖6)的處理器22來執(zhí)行。為了描述方法100的剩余部分，假設(shè)圖2、2A的感知曲線四的部分12在流程框108中提取，但是并不對該方法的適用性構(gòu)成限制。參考圖2，感知曲線四的部分12具有亮度范圍10和相關(guān)的控制值范圍14(例如，在DICOM曲線四的情況下，JND值的范圍14)。流程框110包括在與顯示調(diào)制層21B對應(yīng)的顯示調(diào)制器控制值25B的可用范圍內(nèi)對控制值的該范圍14進行縮放、偏移和/或映射。例如，如圖2A所示，如果用于具體顯示調(diào)制層21B的顯示調(diào)制器控制值25B通過8比特來表示(即，
)，則流程框110可以包括將感知曲線四的部分12的控制值范圍 14映射到范圍W，255]，并在亮度范圍10 (例如，在所示實例的情況下，在Ymin lOcd/m2和 Ymax lOOcd/m2之間)為范圍W，255]中的每個可用的顯示調(diào)制器控制值25B分配對應(yīng)的亮度值Y。流程框110的映射可以涉及合適的插值技術(shù)或類似的數(shù)據(jù)技術(shù)，用以擴展感知曲線四的部分12。流程框110的映射可以包括合適的下采樣技術(shù)或類似的數(shù)學(xué)技術(shù)，用以在需要時壓縮感知曲線四的部分12。優(yōu)選地，流程框110的映射保持感知曲線四的部分12 的形狀。流程框110可以通過實現(xiàn)合適的軟件功能27D(圖6)的處理器22來執(zhí)行。流程框110的映射的輸出(圖2A中示出其具體實例)是代表以下(i)和(ii)之間的關(guān)系的曲線(i)具體顯示調(diào)制層21B的可用顯示調(diào)制器控制值25B(由所示曲線的橫坐標(χ軸)上的變量Lin來表示)；以及(ii)在流程框106的最小和最大亮度值αΜΙΝ， Ymax)之間的亮度范圍10中的希望的亮度值(由所示曲線的縱坐標(y軸)上的變量Y來表示)。這里，流程框110的曲線可以稱為用于圖像數(shù)據(jù)23的幀的希望的總響應(yīng)曲線觀。流程框110映射的值可以從LUT獲取，或者使用代表感知曲線四的分析函數(shù)來計算。作為流程框110的部分，可以對希望的總響應(yīng)曲線觀進行歸一化，使得其χ軸的值和/或其y軸的值的范圍是W，1]。歸一化可以包括縮放，且在一些情況下，包括偏移。例如，如果希望的總響應(yīng)曲線28的χ軸上的可用顯示調(diào)制器控制值25B的范圍是W，255]，則希望的總響應(yīng)曲線28的顯示調(diào)制器控制值25B可以除以255 (即縮放)來歸一化。從流程框110輸出的希望的總響應(yīng)曲線28表示顯示調(diào)制器控制值25B(Lin)和輸出亮度值(Y)之間的希望的映射。但是，在其上執(zhí)行了方法100的每個單獨的顯示調(diào)制層 21B具有其自己(通常為非線性)的響應(yīng)，該響應(yīng)將其自己的特定輸出與輸入的顯示調(diào)制器控制值25B(Lin)相關(guān)聯(lián)。具體的顯示調(diào)制層21B的響應(yīng)可以由顯示器專用的校準數(shù)據(jù)33 來表示。通過非限定性實施例，顯示器專用的校準數(shù)據(jù)33可以包括LUT，其針對具體的顯示調(diào)制層21B將顯示調(diào)制器控制值25B (Lin)與相應(yīng)的輸出值或相應(yīng)的部分輸出值相關(guān)聯(lián)。構(gòu)成顯示器專用的校準數(shù)據(jù)33的部分輸出值例如可以包括希望的響應(yīng)或線性響應(yīng)中的一部分。在具體實施例中，顯示器專用的校準數(shù)據(jù)33可以被提供給每個顏色通道或每個三色通道。在其它實施例中，顯示器專用的校準數(shù)據(jù)33可以被提供作為顏色通道或三色通道的一些組合。
在一個具體的非限定性實例中，顯示器專用的校準數(shù)據(jù)33可以如此獲得將已知驅(qū)動信號應(yīng)用于光源調(diào)制層25A，然后在確定顯示器21的相應(yīng)輸出時將顯示調(diào)制器控制值 25B改變到顯示調(diào)制層21B。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，存在相當(dāng)多種能夠被用于獲得關(guān)于顯示調(diào)制層21B的校準信息33的技術(shù)。流程框112包括修改希望的總響應(yīng)曲線28，以便于適應(yīng)顯示器專有的變化(如通過顯示器專用的校準數(shù)據(jù)33來表示)并由此產(chǎn)生編碼曲線31。編碼曲線31的實例在圖 2B中示出。在所示實施例中，編碼曲線31將(χ軸上的)圖像數(shù)據(jù)值與(y軸上的)編碼圖像值相關(guān)聯(lián)。(編碼曲線31的y軸上的)編碼圖像值可以包括(或可以用于產(chǎn)生)顯示調(diào)制器控制值25B。在圖2B所示的實施例中，編碼曲線31被歸一化，使得其在χ軸和y軸上的范圍均是
0在所示實施例中，流程框112包括通過將顯示器專用的校準數(shù)據(jù)33的效應(yīng)合并到希望的總響應(yīng)曲線觀中來獲得編碼曲線31。更具體地說，流程框112可以包括產(chǎn)生編碼曲線31使得編碼曲線31應(yīng)用于圖像數(shù)據(jù)23，然后所獲得的編碼圖像數(shù)據(jù)(即，顯示調(diào)制器控制值25B)應(yīng)用于具體顯示調(diào)制層21B將產(chǎn)生希望的輸出亮度(可通過希望的總響應(yīng)曲線 28預(yù)測)。在一些實施例中，顯示器專用的校準數(shù)據(jù)33被獲得或者可用于每個顏色通道或每個三色通道，在這種情況下，流程框112可以包括獲得用于每個顏色通道或每個三色通道的編碼曲線31。流程框112可以通過實現(xiàn)合適的軟件功能27E(圖6)的處理器22來執(zhí)行。在雙調(diào)制器顯示器如雙調(diào)制器顯示系統(tǒng)20(圖6)的顯示器21中，在顯示調(diào)制層 21B接收的光由于光源調(diào)制層21A而空間變化。同樣地，在流程框117中可以對圖像數(shù)據(jù) 23進行調(diào)整以適應(yīng)該空間變化的光圖案。流程框117的處理可以包括對在顯示調(diào)制層21B 中的每個像素或像素組接收的光進行仿真或建模，并對與每個像素或像素組對應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)23對象縮放(或者調(diào)整)以考慮希望接收的光的量。用于實現(xiàn)流程框117的處理(對圖像數(shù)據(jù)23進行調(diào)整以適應(yīng)通過光源調(diào)制層21A引入的光的空間變化)的各種技術(shù)在PCT 公布No. W003/077013.W02006/010244和W02008/092276中描述。在所示實施例中，流程框 117的處理對線性化圖像數(shù)據(jù)2 執(zhí)行，并且結(jié)果是調(diào)整后的線性化圖像數(shù)據(jù)23C。流程框114包括將編碼曲線31應(yīng)用于圖像數(shù)據(jù)23。在所示實施例中，編碼曲線 31被應(yīng)用于從流程框117輸出的調(diào)整后的線性化圖像數(shù)據(jù)23C。如以上討論的，將編碼曲線31應(yīng)用于圖像數(shù)據(jù)23C可以包括對圖像數(shù)據(jù)23C進行映射成提供可以包括(或者可以用于產(chǎn)生)顯示調(diào)制器控制值25B的編碼圖像數(shù)據(jù)。顯示調(diào)制器控制值25B可以被輸出到顯示調(diào)制層21B。在一些實施例中，存在用于每個顏色通道或每個三色通道的編碼曲線31，并且流程框114可以包括將編碼曲線31應(yīng)用于調(diào)整后的線性化圖像數(shù)據(jù)23C的每個顏色通道或三色通道。在其它實施例中，單個編碼曲線31可以被應(yīng)用到全部顏色或三色通道中。 在一些實施例中，流程框114包括將編碼曲線31應(yīng)用于亮度值，然后如果需要，將調(diào)整后的亮度值轉(zhuǎn)換回顏色通道值。流程框114的處理結(jié)果是一組顯示調(diào)制器控制值(編碼圖像數(shù)據(jù))25B，其可以被用于驅(qū)動顯示調(diào)制層21B的像素。流程框114可以由實現(xiàn)合適的軟件功能27F(圖6)的處理器22來執(zhí)行。于是，在顯示器21 (圖6)上顯示一幀圖像數(shù)據(jù)23可以包括將光源調(diào)制器值25A 輸出到光源調(diào)制層21A并將顯示調(diào)制器控制值25B輸出到顯示調(diào)制層21B。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的用于對圖像數(shù)據(jù)23進行編碼和/或顯示的方法200。方法200可以通過用于在雙調(diào)制顯示器21 (圖6)上顯示的顯示系統(tǒng)20來實現(xiàn)。方法200的示圖代表用于處理和顯示一幀圖像數(shù)據(jù)23的方法?？梢灾貜?fù)方法200， 用于處理和/或顯示多幀圖像數(shù)據(jù)23。方法200在某些方面與方法100類似。方法200中與方法100的相同或相似的方面被歸為相似的附圖標記，除了在方法200中附圖標記被賦予前綴“2”來代替“1”之外。方法200開始于接收一幀圖像數(shù)據(jù)23。圖像數(shù)據(jù)23例如可以包括非線性編碼圖像數(shù)據(jù)23A(例如，傳統(tǒng)的伽瑪編碼圖像數(shù)據(jù))或線性編碼圖像數(shù)據(jù)23B。按照需要的程度， 非線性編碼圖像數(shù)據(jù)23A可以在流程框202中被線性化，以提供線性化的圖像數(shù)據(jù)23B。在流程框204，用于光源調(diào)制層21A的合適的控制值25A(例如，LED驅(qū)動值)可以從伽瑪編碼數(shù)據(jù)23A或線性化數(shù)據(jù)2 產(chǎn)生。流程框205包括使用非線性編碼圖像數(shù)據(jù)23A或線性化圖像數(shù)據(jù)2 來確定要提供給顯示調(diào)制層21B的理想的亮度分布。流程框205的理想的亮度分布可以包括忽略光源調(diào)制層21A的限制。通過非限定性實例，流程框205可以包括假設(shè)光源調(diào)制層21A的分辨率與顯示調(diào)制層21B的分辨率相同，即，好像顯示調(diào)制層21B 的每個像素具有其自己獨立的光源。流程框205的結(jié)果是理想化的最小和最大亮度52A、 53A (IDEAL Ymin，IDEAL Ymax)。流程框206包括根據(jù)由光源調(diào)制層21A發(fā)射的光來確定顯示調(diào)制層21B上希望的亮度分布(考慮光源調(diào)制層21A的內(nèi)在限制)。流程框206可以與流程框106基本相似，并產(chǎn)生希望的最小和最大亮度52、53 (Ymin，Ymax)。流程框206的確定可以至少部分地基于流程框204的光源調(diào)制層控制值25A。流程框208包括基于流程框205的理想化的最小和最大亮度值52A、53A(IDEAL Ymin, IDEAL Ymax)來提取感知曲線29 (例如，DICOM曲線)的相應(yīng)部分12。流程框208可以與流程框上述流程框108基本相似，除了使用理想化的最小和最大亮度值52A、53A(IDEAL Ymin, IDEALYmax)來代替希望的最小和最大亮度值52、53 (Ymin，Ymax)之外。在流程框210中，所提取的感知曲線四的部分12被映射到與顯示調(diào)制層21B對應(yīng)的顯示調(diào)制器控制值25B的可用范圍。流程框210可以與上述流程框110類似。在流程框210確定的映射表示用于圖像數(shù)據(jù)23的幀的希望的總響應(yīng)曲線觀。流程框209包括對流程框210的希望的總響應(yīng)曲線28進行可選調(diào)整，以提供調(diào)整后的希望的總響應(yīng)曲線觀々。流程框209中對希望的總響應(yīng)曲線觀的調(diào)整可以包括去除可能由于在流程框208中使用理想化的亮度值52A、53A(IDEAL Ymin，IDEAL Ymax)來提取感知曲線四的部分12而產(chǎn)生的虛假結(jié)果。流程框209中對流程框210的映射的調(diào)整過程可以基于在流程框205中獲得的理想化的最小和最大亮度值52A、53A(IDEAL Ymin，IDEAL Ymax)以及在流程框206中獲得的希望的最小和最大亮度值52、53(Ymin，Ymax)之間的差。例如，如果這些差超過閾值，則流程框210的希望的總響應(yīng)曲線觀的值可以被調(diào)整以減小這些差(例如通過在理想的或希望的亮度分布的亮度范圍中擴展或壓縮希望的總響應(yīng)曲線28)。如果這些差未超過閾值，則流程框210的希望的總響應(yīng)曲線觀可以無需調(diào)整。一旦在流程框210中獲得希望的總響應(yīng)曲線28，并且可選地，希望的總響應(yīng)曲線 28經(jīng)歷了流程框209中的調(diào)整，則方法200進行到流程框212和214，其包括基于希望的總響應(yīng)曲線觀、28々和顯示器專用的校準信息33來產(chǎn)生編碼曲線31，然后將編碼曲線31應(yīng)用于線性化的調(diào)整后的圖像數(shù)據(jù)23C，以產(chǎn)生編碼圖像數(shù)據(jù)(即，顯示調(diào)制器驅(qū)動值25B)。流程框212、214、217可以與上述流程框112、114、117基本類似。在流程框204獲得的光源調(diào)制器驅(qū)動值25A以及在流程框214獲得的顯示調(diào)制器控制值25B可以被提供給光源調(diào)制器 21A和顯示調(diào)制器21B，用以在顯示器21上顯示圖像。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的用于對圖像數(shù)據(jù)23進行編碼和/或顯示的方法300。方法300可以通過用于在雙調(diào)制顯示器21 (圖6)上顯示的顯示系統(tǒng)20來實現(xiàn)。所示的方法300表示用于對一幀圖像數(shù)據(jù)23進行處理和顯示的方法?？梢灾貜?fù)方法300，用于處理和顯示多幀圖像數(shù)據(jù)23。方法300在某些方面與方法100類似。方法300 中與方法100的方面相同或相似的方面被歸為相似的附圖標記，除了在方法300中附圖標記被賦予前綴“ 3，，來代替“ 1，，之外。方法300開始于接收一幀圖像數(shù)據(jù)23，該圖像數(shù)據(jù)23可以在流程框302中被線性化(如果需要)以提供線性化的圖像數(shù)據(jù)23B。流程框304包括確定用于該幀的圖像數(shù)據(jù) 23的光源調(diào)制器控制值25A。流程框304可以與上述流程框104基本相似。方法300然后進行到流程框303，其包括將圖像數(shù)據(jù)23的幀劃分成多個區(qū)域50，每個區(qū)域50包括針對該具體幀的圖像數(shù)據(jù)23的子集。流程框303的區(qū)域50可以包括一幀圖像數(shù)據(jù)23的任何合適的子集。例如，對于每一幀總共MXN個區(qū)域50來說，圖像幀可以被劃分成M行，每一行具有N個區(qū)域。在流程框307，針對每個區(qū)域50確定映射。對于每個區(qū)域50，流程框307的映射可以與圖2A詳細，并可以將顯示調(diào)制層控制值25B (由圖2A的χ軸上的Lin來表示)與輸出亮度值(如通過圖2Α的y軸上的Y來表示)關(guān)聯(lián)。在一些實施例中，對于每個區(qū)域50， 流程框307可以包括與方法100的流程框106到110的步驟(圖3)或者與方法200的流程框205到210的步驟(圖4)相似的實現(xiàn)步驟。在針對每個區(qū)域50確定了流程框307的映射之后，在流程框311中可以執(zhí)行區(qū)域50之間的平滑操作(例如，雙線性插值、濾波或其它合適的平滑技術(shù))，以確定平滑后的希望的總響應(yīng)曲線^B。平滑后的希望的總響應(yīng)曲線 28B可以包括用于圖像數(shù)據(jù)23的整個幀的希望的響應(yīng)曲線，或者可以包括多個幀專用的希望的響應(yīng)曲線。流程框311的平滑操作可以用于消除流程框307中的區(qū)域50之間的映射中的不連續(xù)。一旦在流程框311中獲得平滑后的希望的總響應(yīng)曲線^B，方法300進行到通過合并顯示器專用的校準信息33 (流程框312)來獲得編碼曲線31以及將編碼曲線31應(yīng)用于線性化的調(diào)整后的圖像數(shù)據(jù)23C，以獲得編碼圖像數(shù)據(jù)/顯示調(diào)制器控制值25B(流程框314)。流程框312、314和317可以與上述流程框112、114和117基本相似。在流程框 304獲得的光源調(diào)制器驅(qū)動值25A和在流程框314獲得的顯示調(diào)制器控制值25B可以被提供給光源調(diào)制器21A和顯示調(diào)制器21B，以在顯示器21上顯示圖像。如圖6所示，顯示系統(tǒng)20可以被配置成執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。在所示實施例中， 處理器22調(diào)用軟件功能27，如功能27A，用于獲取光源調(diào)制層控制值(例如LED驅(qū)動值)； 功能27B，用于估計顯示調(diào)制層21B上的亮度；功能27C，用于提取感知曲線四的部分12 ； 功能27D，用于確定所提取的曲線部分12和顯示調(diào)制器控制值25B之間的映射；功能27E， 用于通過合并校準信息33來獲得編碼曲線31 ；以及功能27F，用于使用編碼曲線31對圖像數(shù)據(jù)23進行編碼，以確定用于驅(qū)動顯示調(diào)制層21B的像素的控制值25B。在一些實施例中，功能27可以被實現(xiàn)為處理器22可訪問的程序存儲器沈中包含的軟件。處理器22可以通過執(zhí)行由包含在程序存儲器沈中的軟件提供的軟件指令來實現(xiàn)圖3、4或5的方法。在其它實施例中，一個或多個功能27或者功能27的部分可以通過適當(dāng)配置的數(shù)據(jù)處理硬件來執(zhí)行。本發(fā)明的各方面還可以以程序產(chǎn)品的形式來提供。程序產(chǎn)品可以包括承載一系列計算機可讀信息的任何介質(zhì)，計算機可讀信息包括指令，當(dāng)通過數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行時，這些指令使得數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行本發(fā)明的方法。根據(jù)本發(fā)明的程序產(chǎn)品可以是相當(dāng)多種形式中的任何一種。程序產(chǎn)品例如可以包括物理介質(zhì)，如磁數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)(包括軟盤、硬盤驅(qū)動器)、光數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)(包括CD ROM、DVD)、電子數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)(包括ROM、閃速RAM)等?？蛇x地， 程序產(chǎn)品上的計算機可讀信息可以被壓縮或加密。在上文中引用部件(例如，設(shè)備、處理器、LED、IXD、光源調(diào)制層、顯示調(diào)制層、顯示器等)的地方，除非另外說明，對該部件的引用(包括對“裝置”的引用)應(yīng)該被解釋成包括執(zhí)行所述部件的功能(即，功能等價物)的作為該部件的等價物的任何部件，包括與所公開的執(zhí)行本發(fā)明的示例性實施例中描述的功能的結(jié)構(gòu)不同結(jié)構(gòu)的部件。根據(jù)前述公開，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說明顯的是，在實踐本發(fā)明的過程中可以進行許多改變和修改而不脫離本發(fā)明的精神或范圍，例如這里描述的方法可以應(yīng)用于(例如，如從靜態(tài)照相機獲取的)靜止圖像數(shù)據(jù)。以上提供了實例，其中顯示調(diào)制器控制值25B被描述成具有由8個比特提供的范圍W，255]。這不是必然的。一般而言，顯示調(diào)制器控制值25B可以包括任何合適的比特深度?？梢允褂闷渌线m的曲線(可以是感知曲線或非感知曲線)來代替DICOM曲線， 用以將顯示調(diào)制層控制值映射到輸出亮度值。在上述實施例中，獨立的過程將希望的總響應(yīng)曲線觀調(diào)整為合并顯示器專用的校準信息33，由此獲得編碼曲線31 (例如參見上述流程框112)。雖然對于說明的目的來說是有用的，但不是必然的。在一些實施例中，顯示器專用的校準信息33可以被預(yù)先合并到感知曲線四中，使得被提取(例如在流程框108中)并映射(例如在流程框110中)到顯示調(diào)制層控制值25B的可用范圍的感知曲線四的部分12是顯示器專用的總的希望的響應(yīng)曲線。通過非限定性實例，可以提供若干預(yù)校準的感知曲線用于不同的亮度范圍，并且可以基于希望的亮度值(例如，YMX' Ymin等)來選擇具體的一個預(yù)校準的感知曲線。在上述實施例中，感知曲線中被提取的曲線部分是基于對最小和最大的希望或理想的亮度值(例如YMX，YMIN)的估計，并根據(jù)光源調(diào)制器控制值25A來確定。在一些實施例中，最小亮度值(Ymin)的估計可以是固定的(例如，對希望或理想的最小亮度(Ymin)的估計值可以被設(shè)置成Ymin = 0或Ymin等于一些其它合適的常數(shù))。在上述實施例中，關(guān)于雙調(diào)制器顯示器對用于顯示圖像的方法進行了描述，其具體實例在圖6中示出。在其它實施例中，本發(fā)明可以在僅具有一個調(diào)制器但具有所謂的“亮度”控制(例如，用戶可配置的亮度輸入)的顯示器上實踐。在這些實施例中，提取感知曲線上相應(yīng)的部分可以基于與亮度控制的具體設(shè)置對應(yīng)的估計的最小和最大希望的亮度值 (例如YMX，YMIN)。按照與上述實施例相似的方式，所提取的感知曲線的部分然后可以被映射到顯示調(diào)制器控制值的可用范圍，并被校準以產(chǎn)生編碼曲線并應(yīng)用于圖像數(shù)據(jù)以產(chǎn)生顯示調(diào)制器控制值。根據(jù)前述所有內(nèi)容，本發(fā)明具有許多方面。這些方面包括以下而不構(gòu)成限制。
權(quán)利要求
1.一種在具有光源調(diào)制層和顯示調(diào)制層的顯示器上顯示圖像的方法，該方法包括接收圖像數(shù)據(jù)幀；至少部分地基于圖像數(shù)據(jù)來確定用于所述光源調(diào)制層的光源調(diào)制器控制值；至少部分地基于所述光源調(diào)制器控制值來估計在所述顯示調(diào)制層接收的最小希望亮度和最大希望亮度；提取感知曲線的一部分，所述感知曲線的提取部分具有在所述最小希望亮度和所述最大希望亮度之間延展的亮度值；將所述感知曲線的提取部分映射到用于所述顯示調(diào)制層的顯示調(diào)制器控制值的可用范圍，以確定期望的總響應(yīng)曲線；至少部分地基于所述圖像數(shù)據(jù)和所述期望的總響應(yīng)曲線來確定用于所述顯示調(diào)制層的顯示調(diào)制器控制值；以及通過將所述顯示調(diào)制器控制值輸出到所述顯示調(diào)制層并將所述光源調(diào)制器控制值輸出到所述光源調(diào)制層來顯示圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括獲得校準數(shù)據(jù)，所述校準數(shù)據(jù)將顯示調(diào)制器控制值與所述顯示調(diào)制層的對應(yīng)輸出相關(guān)聯(lián)，其中，確定顯示調(diào)制器控制值至少部分地基于所述校準數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中確定顯示調(diào)制器控制值包括基于所述校準數(shù)據(jù)來調(diào)整所述希望的總響應(yīng)曲線，以獲得將輸入的圖像數(shù)據(jù)值與輸出的顯示調(diào)制器控制值相關(guān)聯(lián)的編碼曲線；并將所述編碼曲線應(yīng)用于圖像數(shù)據(jù)以獲得用于顯示圖像的所述顯示調(diào)制器控制值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一個所述的方法，其中，將所述感知曲線的提取部分映射到顯示調(diào)制器控制值的可用范圍包括使用插值來擴展曲線的提取部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一個所述的方法，其中，將所述感知曲線的提取部分映射到顯示調(diào)制器控制值的可用范圍包括使用下采樣來壓縮曲線的提取部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任何一個所述的方法，其中，將所述感知曲線的提取部分映射到顯示調(diào)制器控制值的可用范圍包括對所述期望的總響應(yīng)曲線進行縮放以對應(yīng)W，l]范圍中的顯示調(diào)制器控制值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任何一個所述的方法，其中，將所述感知曲線的提取部分映射到顯示調(diào)制器控制值的可用范圍包括將偏移應(yīng)用于所述感知曲線的提取部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述感知曲線被預(yù)校準，以考慮將顯示調(diào)制器控制值與所述顯示調(diào)制層的對應(yīng)輸出相關(guān)聯(lián)的校準數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任何一個所述的方法，包括將所述感知曲線表示成顯示器可訪問的存儲器中的查詢表。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，包括將所述校準數(shù)據(jù)表示成顯示器可訪問的存儲器中的查詢表。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，包括將所述編碼曲線表示成顯示器可訪問的存儲器中的查詢表。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任何一個所述的方法，其中估計在所述顯示調(diào)制層接收的所述最小希望亮度包括將所述最小希望亮度設(shè)置成常數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任何一個所述的方法，其中所述感知曲線是DICOM曲線。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任何一個所述的方法，其中，對所述圖像數(shù)據(jù)幀的多個子集執(zhí)行估計所述最小希望亮度和所述最大希望亮度、提取所述感知曲線的部分以及對所述感知曲線的提取部分進行映射。
15.一種在具有光源調(diào)制層和顯示調(diào)制層的顯示器上顯示圖像的方法，該方法包括 接收圖像數(shù)據(jù)幀；至少部分地基于圖像數(shù)據(jù)來確定用于所述光源調(diào)制層的光源調(diào)制器控制值； 至少部分地基于圖像數(shù)據(jù)來估計在顯示調(diào)制層接收的最小理想亮度和最大理想亮度；提取感知曲線的一部分，所述感知曲線的所述部分具有在所述最小理想亮度和所述最大理想亮度之間延展的亮度值；將所述感知曲線的提取部分映射到用于所述顯示調(diào)制層的顯示調(diào)制器控制值的可用范圍，以確定期望的總響應(yīng)曲線；至少部分地基于所述圖像數(shù)據(jù)和所述期望的總響應(yīng)曲線來確定用于所述顯示調(diào)制層的顯示調(diào)制器控制值；以及通過將所述顯示調(diào)制器控制值輸出到所述顯示調(diào)制層并將所述光源調(diào)制器控制值輸出到所述光源調(diào)制層來顯示圖像。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，估計所述最小理想亮度和所述最大理想亮度包括假設(shè)所述光源調(diào)制層和所述顯示調(diào)制層具有相同的分辨率。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，估計所述最小理想亮度和所述最大理想亮度包括假設(shè)所述光源調(diào)制層的每個元件獨立于光源調(diào)制層的其它元件。
18.根據(jù)權(quán)利要求15-17中任何一個所述的方法，包括對所述顯示調(diào)制器控制值和所述期望的總響應(yīng)曲線中的至少一個進行有效性檢查，以保證使用所述最小理想亮度和所述最大理想亮度不會導(dǎo)致任何虛假結(jié)果。
19.根據(jù)權(quán)利要求15-18中任何一個所述的方法，除了使用所述最小理想亮度和所述最大理想亮度來代替所述最小希望亮度和所述最大希望亮度之外，具有與權(quán)利要求2-14 相似的特征。
20.一種在具有光源調(diào)制層和顯示調(diào)制層的顯示器上顯示圖像的方法，該方法包括 接收圖像數(shù)據(jù)幀；將圖像數(shù)據(jù)幀劃分成區(qū)域，對于每個區(qū)域至少部分地基于與所述區(qū)域?qū)?yīng)的圖像數(shù)據(jù)來確定用于所述光源調(diào)制層的光源調(diào)制器控制值；至少部分地基于所述光源調(diào)制器控制值來估計在所述顯示調(diào)制層接收的最小希望亮度和最大希望亮度；提取感知曲線的一部分，所述感知曲線的提取部分具有在所述最小希望亮度和所述最大希望亮度之間延展的亮度值；以及將所述感知曲線的提取部分映射到用于所述顯示調(diào)制層的顯示調(diào)制器控制值的可用范圍，以確定期望的總響應(yīng)曲線；在區(qū)域的邊界處調(diào)整所述期望的總響應(yīng)曲線，以減小相鄰區(qū)域之間的不連續(xù)性；至少部分地基于所述圖像數(shù)據(jù)和所述期望的總響應(yīng)曲線來確定用于所述顯示調(diào)制層的顯示調(diào)制器控制值；以及通過將所述顯示調(diào)制器控制值輸出到所述顯示調(diào)制層并將所述光源調(diào)制器控制值輸出到所述光源調(diào)制層來顯示圖像。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，除了在圖像數(shù)據(jù)幀的每個區(qū)域上執(zhí)行估計所述最小希望亮度和所述最大希望亮度、提取所述感知曲線的部分以及映射所述感知曲線的提取部分之外，具有與權(quán)利要求2-13相似的特征。
22.—種在具有光源調(diào)制層和顯示調(diào)制層的顯示器上顯示圖像的方法，該方法包括 接收圖像數(shù)據(jù)幀；將圖像數(shù)據(jù)幀劃分成區(qū)域，對于每個區(qū)域至少部分地基于與所述區(qū)域?qū)?yīng)的圖像數(shù)據(jù)來確定用于所述光源調(diào)制層的光源調(diào)制器控制值；至少部分地基于與所述區(qū)域?qū)?yīng)的圖像數(shù)據(jù)來估計在所述顯示調(diào)制層接收的最小理想亮度和最大理想亮度；提取感知曲線的一部分，所述感知曲線的提取部分具有在所述最小理想亮度和所述最大理想亮度之間延展的亮度值；以及將所述感知曲線的提取部分映射到用于所述顯示調(diào)制層的顯示調(diào)制器控制值的可用范圍，以確定希望的總響應(yīng)曲線；在區(qū)域的邊界處調(diào)整所述期望的總響應(yīng)曲線，以減小相鄰區(qū)域之間的不連續(xù)性； 至少部分地基于所述圖像數(shù)據(jù)和所述期望的總響應(yīng)曲線來確定用于所述顯示調(diào)制層的顯示調(diào)制器控制值；以及通過將所述顯示調(diào)制器控制值輸出到所述顯示調(diào)制層并將所述光源調(diào)制器控制值輸出到所述光源調(diào)制層來顯示圖像。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，除了在圖像數(shù)據(jù)幀的每個區(qū)域上執(zhí)行估計所述最小希望亮度和所述最大希望亮度、提取所述感知曲線的部分以及映射所述感知曲線的提取部分以及使用所述最小理想亮度和所述最大理想亮度來代替所述最小希望亮度和所述最大希望亮度之外，具有與權(quán)利要求2-13和16-18相似的特征。
24.一種在具有亮度輸入和顯示調(diào)制層的顯示器上顯示圖像的方法，該方法包括 接收圖像數(shù)據(jù)幀；至少部分地基于所述亮度輸入來估計在所述顯示調(diào)制層接收的最小希望亮度和最大希望亮度；提取感知曲線的一部分，所述感知曲線的提取部分具有在所述最小希望亮度和所述最大希望亮度之間延展的亮度值；將所述感知曲線的提取部分映射到用于所述顯示調(diào)制層的顯示調(diào)制器控制值的可用范圍，以確定期望的總響應(yīng)曲線；至少部分地基于所述圖像數(shù)據(jù)和所述期望的總響應(yīng)曲線來確定用于所述顯示調(diào)制層的顯示調(diào)制器控制值；以及通過將所述顯示調(diào)制器控制值輸出到所述顯示調(diào)制層并將光源調(diào)制器控制值輸出到光源調(diào)制層來顯示圖像。
25. —種雙調(diào)制器顯示系統(tǒng)，包括 具有光源調(diào)制層和顯示調(diào)制層的顯示器； 用于存儲感知曲線的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲部；處理器，被連接成從圖像數(shù)據(jù)源接收圖像數(shù)據(jù)、從所述數(shù)據(jù)存儲部接收數(shù)據(jù)并將驅(qū)動控制值傳送給所述顯示器，該處理器被配置成執(zhí)行權(quán)利要求1-23的方法中的任何一個。25.一種計算機可讀介質(zhì)，其包括指令，該指令在通過適當(dāng)配置的處理器處理時使得所述處理器執(zhí)行權(quán)利要求I-M的方法中的任何一個。
26.包括這里描述的任意特征、特征組合或特征的子組合的裝備。
27.包括這里描述的任意特征、特征組合或特征的子組合的方法。
全文摘要
針對具有光源調(diào)制層和顯示調(diào)制層的顯示器，提供了圖像處理的系統(tǒng)和方法。對于每個圖像數(shù)據(jù)幀，根據(jù)由光源調(diào)制層發(fā)射的光、基于顯示調(diào)制層上的希望的亮度分布來提取感知曲線如DICOM曲線的一部分。感知曲線的這一部分可以用于確定將顯示調(diào)制層輸出控制值映射到相應(yīng)的輸出亮度值的希望的總響應(yīng)曲線。希望的總響應(yīng)曲線和顯示調(diào)制器專用的響應(yīng)曲線可以應(yīng)用于圖像數(shù)據(jù)，用以產(chǎn)生用于驅(qū)動顯示調(diào)制層的控制值。
文檔編號G09G3/34GK102165513SQ200980138170
公開日2011年8月24日 申請日期2009年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月30日
發(fā)明者劉易斯·約翰遜, 達米爾·瓦勒納 申請人:杜比實驗室特許公司