專利名稱：改進(jìn)圖像閃爍的顯示裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的各方面涉及防止或減小視頻或圖像閃爍，更具體地講，涉及當(dāng) 顯示裝置(比如數(shù)字相機(jī)、可拍照手機(jī)(cameraphone)、便攜式攝像機(jī)和/或其 他)被低功率驅(qū)動時，在補(bǔ)償視頻或圖像的降低的亮度的同時改進(jìn)視頻或圖 像閃爍的 一種顯示裝置和方法。
背景技術(shù)：
個人便攜式終端或者裝置(比如蜂窩電話、個人數(shù)字助手(PDA)和/或其 他裝置)具有比如"便攜性，，和"移動性，，的希望的特性以便為用戶提供方便。 然而，因?yàn)檫@些特性，個人便攜式終端需要使功耗最小化。
例如，在形成個人便攜式終端的部件中，提供顯示圖像的光源的部件(比 如背光單元或者相似裝置)消耗大多數(shù)的功率。另外，通過對圖像信息進(jìn)行 數(shù)字轉(zhuǎn)換處理來補(bǔ)償由于背光單元消耗的功率降低而引起的亮度下降。因此， 數(shù)字轉(zhuǎn)換處理實(shí)現(xiàn)了在保持在視覺上被用戶看到的圖像亮度的同時降低個人 便攜式終端中的功耗或者使個人便攜式終端中的功耗最小化。
為執(zhí)行將輸入圖像信息轉(zhuǎn)換到數(shù)字信息的數(shù)字轉(zhuǎn)換處理已經(jīng)提出了各種 方法。這些方法中的 一種方法包括基于圖像特性來改變亮度的補(bǔ)償程度。
然而，當(dāng)各種數(shù)字轉(zhuǎn)換處理方法被應(yīng)用到靜止圖像時不會發(fā)生的問題在 當(dāng)這些方法被應(yīng)用到視頻時會發(fā)生。也就是說，在場景或幀被轉(zhuǎn)換之前，碎見 頻在相鄰場景或者幀之間通常保持著相對相似的亮度。然而，在一些情況下， 相鄰幀具有不同的圖像特性，并且在相鄰幀之間亮度的補(bǔ)償程度可能會不同， 從而引起視頻或圖像閃爍。
此外，當(dāng)轉(zhuǎn)換場景時或者當(dāng)產(chǎn)生或發(fā)生場景轉(zhuǎn)換時，亮度的補(bǔ)償程度不 同。另外，場景或幀的亮度不是逐漸被改變而可能被快速改變。結(jié)果，發(fā)生
視頻或圖像閃爍。
如果在正再現(xiàn)視頻時發(fā)生閃爍，則視頻或圖像的可視性降低，從而降低 了用戶所看到的視頻或圖像的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
因此，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種改進(jìn)圖像閃爍的顯示裝置和方 法，所述顯示裝置和方法能夠在減小提供顯示圖像的光源的背光單元的亮度 時執(zhí)行亮度補(bǔ)償以便于在再現(xiàn)視頻時不會發(fā)生圖像閃爍。
根據(jù)本發(fā)明的一方面， 一種顯示裝置包括場景轉(zhuǎn)換檢測模塊，檢測在 輸入圖像中是否轉(zhuǎn)換了場景；亮度補(bǔ)償模塊，當(dāng)在輸入圖像中轉(zhuǎn)換了場景時， 確定輸入圖像的圖像種類，并通過計算與確定的圖像種類相應(yīng)的色調(diào)增加值 和與先前輸入圖像的圖像種類相應(yīng)的色調(diào)增加值的加權(quán)的平均值來補(bǔ)償輸入 圖像的亮度。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面， 一種改進(jìn)圖像閃爍的方法包括；險測在輸入圖 像中是否轉(zhuǎn)換了場景；當(dāng)在輸入圖像中轉(zhuǎn)換了場景時，確定輸入圖像的圖像 種類；通過計算與確定的圖像種類相應(yīng)的色調(diào)增加值和與先前輸入圖像的圖 像種類相應(yīng)的色調(diào)增加值的加權(quán)的平均值來補(bǔ)償輸入圖像的亮度。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面， 一種在經(jīng)過亮度補(bǔ)償?shù)囊曨l幀中減小閃爍的顯 示裝置，包括控制器，提取視頻的當(dāng)前幀的特性，與視頻的先前幀相比， 確定是否轉(zhuǎn)換了當(dāng)前幀，如果確定轉(zhuǎn)換了當(dāng)前幀，則應(yīng)用先前幀和當(dāng)前幀的 色調(diào)映射函數(shù)的加權(quán)的平均值以逐漸改變視頻幀的亮度；存儲裝置，存儲當(dāng) 前幀和先前幀的特性和色調(diào)映射函數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另 一方面， 一種在經(jīng)過亮度補(bǔ)償?shù)囊曨l幀中減小閃爍的方 法包括提取視頻幀的特性；與視頻的先前幀相比，確定是否轉(zhuǎn)換了該幀； 如果確定轉(zhuǎn)換了當(dāng)前幀，則應(yīng)用先前幀和當(dāng)前幀的色調(diào)映射函數(shù)的加權(quán)的平 均值，從而逐漸改變^L頻幀的亮度。
在下面的描述中將部分地闡述本發(fā)明的另外方面和優(yōu)點(diǎn)，部分地，這些 方面和優(yōu)點(diǎn)將從下面的描述中變得清楚，或通過實(shí)施本發(fā)明而被了解。


從下面結(jié)合附圖對本發(fā)明各方面的描述，本發(fā)明的這些和/或其他方面和
優(yōu)點(diǎn)將會更清楚并更容易理解，其中
圖1是示出4艮據(jù)本發(fā)明一方面的顯示裝置的結(jié)構(gòu)的框圖； 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明 一 方面的改進(jìn)圖像閃爍的方法的流程圖； 圖3是示出根據(jù)本發(fā)明一方面的圖像的亮度直方圖的示圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明一方面的圖像種類的類型的示圖； 圖5是根據(jù)本發(fā)明一方面的圖像種類的重新分類的示圖； 圖6是示出根據(jù)本發(fā)明一方面的與圖像種類的類型相應(yīng)的色調(diào)映射函數(shù) (TMF)的曲線圖7是示出根據(jù)本發(fā)明一方面的在轉(zhuǎn)換場景時使用加權(quán)的平均值運(yùn)算的 TMF的應(yīng)用的示圖8是示出根據(jù)本發(fā)明一方面的通過使用幀插值的TMF轉(zhuǎn)換的曲線圖； 圖9是示出根據(jù)本發(fā)明 一方面的用于補(bǔ)償色度的曲線的示圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將對本發(fā)明的各方面進(jìn)行詳細(xì)描述，本發(fā)明的示例表示在附圖中， 其中，相同的標(biāo)號始終表示相同的部件。下面將描述所述各方面以通過附圖 來解釋本發(fā)明。
將參照根據(jù)本發(fā)明各方面的改進(jìn)圖像閃爍的顯示裝置和方法的框圖或流 程圖來對本發(fā)明的各方面進(jìn)行描述。應(yīng)該理解，可通過計算機(jī)程序指令來實(shí) 現(xiàn)流程圖的每一塊以及流程圖中多個塊的結(jié)合。這些計算機(jī)程序指令可被提 供給通用計算機(jī)、專用計算機(jī)和/或其他可編程的數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn) 生機(jī)器，從而這些經(jīng)計算機(jī)和/或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指 令創(chuàng)建用于實(shí)現(xiàn)在 一 個流程圖塊或者多個流程圖塊中指定的功能的方法。
這些計算機(jī)程序指令還可被存儲在計算機(jī)可用和/或計算機(jī)可讀存儲器 中，所述計算機(jī)可用和/或計算機(jī)可讀存儲器可指導(dǎo)計算機(jī)和/或其他可編程的 數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定的方式工作，從而存儲在計算機(jī)可用和/或計算機(jī)可讀的 存儲器中的這些指令可產(chǎn)生包括實(shí)現(xiàn)在一個流程圖塊或者多個流程圖塊中指 定的功能的指令方法的一種產(chǎn)品。這些計算機(jī)程序指令還可被加載到計算機(jī) 和/或其他可編程的數(shù)據(jù)處理設(shè)備以使一系列的操作步驟在計算機(jī)和/或其他 可編程處理設(shè)備上執(zhí)行以產(chǎn)生計算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而這些在計算機(jī)和/或其 他可編程處理設(shè)備上執(zhí)行的指令提供實(shí)現(xiàn)在流程圖的一個塊或多個塊中指定
的功能。
另外，方框圖中的每一塊可表示模塊、片段或者一部分代碼，其包括一 個或者多個可實(shí)現(xiàn)指定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。還應(yīng)該注意到，在一些可 選的實(shí)施例中，在塊中表示的功能可不按順序發(fā)生。例如，根據(jù)涉及的功能， 連續(xù)顯示的兩個塊實(shí)際上可基本同時執(zhí)行，或者有時還可以相反的順序執(zhí)行。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一方面的顯示裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。參照圖1,顯示裝
置100包括場景轉(zhuǎn)換檢測模塊110、亮度補(bǔ)償模塊120、存儲模塊130、局部 對比度補(bǔ)償模塊140和色度補(bǔ)償模塊150。
在所示的非限制性方面中，場景轉(zhuǎn)換檢測模塊110接收形成運(yùn)動圖像或 視頻的輸入幀，將當(dāng)前輸入幀和先前輸入幀相比較，并一企測在當(dāng)前輸入幀中 是否產(chǎn)生(已經(jīng)發(fā)生)了場景轉(zhuǎn)換。在各個方面中，場景轉(zhuǎn)換還可被稱作正在轉(zhuǎn) 換的場景或者正在生成或發(fā)生的場景轉(zhuǎn)換。在各個方面中，可在視頻的輸入 幀之間發(fā)生場景轉(zhuǎn)換或者轉(zhuǎn)換的場景。在本發(fā)明的一方面，如果在預(yù)定參數(shù) 上輸入幀或者圖像的特性已經(jīng)改變并且改變超過了預(yù)定值，則可以說場景已 經(jīng)轉(zhuǎn)換。
亮度補(bǔ)償模塊120根據(jù)在當(dāng)前輸入幀中是否產(chǎn)生了場景轉(zhuǎn)換來確定當(dāng)前 輸入幀的圖像種類，將與確定的圖像種類相應(yīng)的色調(diào)映射函數(shù)(TMF)應(yīng)用到 當(dāng)前輸入幀，并提高當(dāng)前輸入幀的亮度。
存儲模塊130存儲具有與一個或多個圖像種類相應(yīng)的TMF信息、先前輸 入幀的圖像特性和被應(yīng)用到先前輸入幀的TMF信息的查找表(LUT)。
局部對比度補(bǔ)償模塊140針對由亮度補(bǔ)償模塊120補(bǔ)償?shù)膱D像或幀來提 高局部對比度。
色度補(bǔ)償模塊150提高補(bǔ)償?shù)膱D像或者幀的色度。
形成圖1所示的顯示裝置100的各個模塊的操作將參照圖2的流程圖以 及參照圖3至圖9來詳細(xì)描述。
首先，當(dāng)再現(xiàn)運(yùn)動圖像或者視頻時，形成再現(xiàn)的運(yùn)動圖像或者視頻的各 個幀被順序輸入到場景轉(zhuǎn)換檢測模塊110。在各個方面，視頻的各個幀包含 一個或多個圖像。
然后，場景轉(zhuǎn)換檢測模塊IIO創(chuàng)建或產(chǎn)生各個輸入幀的亮度直方圖，并 從創(chuàng)建的亮度直方圖來提取圖像或輸入幀的特性(操作S205)。在各個方面， 亮度直方圖可對應(yīng)于一個或多個輸入幀和/或一個或多個圖像。
亮度直方圖是指示輸入圖像或輸入幀的亮度分布的信息。為了創(chuàng)建亮度 直方圖，需要計算輸入圖像或者輸入幀中的每個像素的亮度值。作為計算亮 度值的一個示例，場景轉(zhuǎn)換檢測模塊110可使用如方程1所示的計算公式，
該計算公式基于由NTSC (美國國家電視系統(tǒng)委員會)提出的標(biāo)準(zhǔn)。
Y=0.288R+0.587G+0.114B
方程1中的R、 G和B分別指示包括在相應(yīng)像素中的紅色分量、綠色分 量和藍(lán)色分量，Y指示相應(yīng)像素的亮度值。在表示輸入圖像的顏色基于RGB 顏色空間的情況下可使用方程1。如果表示輸入圖像的顏色基于不同類型的 顏色空間，則可使用不同方法來計算亮度值。然而，本發(fā)明的各方面并不受 亮度值計算方法的類型的限制。因此，可使用除了基于NTSC標(biāo)準(zhǔn)的計算公 式的方法以外的其他亮度值計算方法。
圖3顯示根據(jù)本發(fā)明一方面的通過上述方法創(chuàng)建的亮度直方圖。場景轉(zhuǎn) 換檢測模塊110從亮度直方圖中提取輸入圖像或者輸入幀的特性。參照圖3， 亮度直方圖的橫軸表示亮度值。例如，如果輸入圖像是8比特圖像，則亮度 值可在0到255的范圍內(nèi)。亮度直方圖的縱軸表示每個亮度值的頻率。在所 示的各方面中，頻率對應(yīng)于輸入圖像或者輸入幀中具有各個像素值的像素數(shù)。 例如，如果輸入圖像具有100x100個像素，并且具有128的亮度值的像素數(shù) 是100，則在圖3所示的直方圖中縱軸具有0.01的值。也就是說，例如，值 0.01表示100/ ( 100x100)。
在圖3中，亮度直方圖的橫軸被劃分成低亮度段、中亮度段和高亮度段。 通過初步實(shí)驗(yàn)，或者通過設(shè)置值，可將各個段之間的界限設(shè)置或確定為能夠 對亮度直方圖的特性進(jìn)行最佳分類的值。例如，低亮度段和中亮度段之間的 界限對應(yīng)于亮度值的等級范圍(ranking range)的低25%(在8比特圖像的情況 下，亮度值63)，中亮度段和高亮度段之間的界限對應(yīng)于亮度值的所述范圍的 高25%(在8比特圖像的情況下，亮度值191)。
指示亮度直方圖的特性的參數(shù)的示例可包括HS、 LS、 MS、 Mean和DR。
HS表示包括在高亮度段中的像素數(shù)，LS表示包括在低亮度段中的像素 數(shù)，MS表示包括在中亮度段中的像素數(shù)。
另外，mean表示整個圖像(或幀)的亮度值的平均值，DR表示動態(tài)范圍。 DR通過最大值MAX和最小值MIN來定義。為了說明，當(dāng)各個亮度值的頻
率從最小亮度值累加時，MIN320表示代表亮度直方圖的底部1%區(qū)(或值) 的亮度值。另外，當(dāng)各個亮度值的頻率從最大亮度值開始累加時，MAX 310 表示代表亮度直方圖的頂部1%區(qū)(或值)的亮度值。
場景轉(zhuǎn)換檢測模塊110通過使用由上述參數(shù)表示的特性來確定是否轉(zhuǎn)換 了場景，可使用下面的如方程2所示的場景轉(zhuǎn)換檢測公式來檢測是否轉(zhuǎn)換了 場景。
SC = l(Pmean - Cmean) + (Pdr - Cdr) + (Pls - Cls) + (Pms - Cms) + (PhS - Chs)| 在這個方面中，SC表示場景轉(zhuǎn)換值，P和C分別表示先前幀和當(dāng)前幀。 另外，先前幀的圖像的各種特性被存儲在存儲模塊130中。
一旦使用方程2確定了 SC值，則場景轉(zhuǎn)換4全測模塊IIO將確定的SC值
和場景轉(zhuǎn)換閾值相比較，并確定在當(dāng)前輸入幀中是否轉(zhuǎn)換了場景(或者已經(jīng)
轉(zhuǎn)換了場景)(操作S210)。例如，如果SC值大于場景轉(zhuǎn)換閣值，則場景轉(zhuǎn)換 檢測模塊IIO確定在當(dāng)前輸入幀中產(chǎn)生了場景轉(zhuǎn)換。
如果場景轉(zhuǎn)換檢測模塊110確定產(chǎn)生了場景轉(zhuǎn)換，則亮度補(bǔ)償模塊120 通過利用使用當(dāng)前輸入圖像創(chuàng)建(或從當(dāng)前輸入圖像獲得)的亮度直方圖來 將當(dāng)前輸入圖像的圖像種類重新分類(操作S220)。在所示的方面中，可預(yù)先 確定場景轉(zhuǎn)換閾值。在各個方面中，場景轉(zhuǎn)換閾值可被存儲在存儲模塊130 中或者作為查找表(LUT)的一部分。
圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明一方面的圖像種類的類型。A類型的圖像種類表 示具有大量屬于中亮度段的像素和少量屬于高亮度段和低亮度段的像素的圖 像。B類型的圖像種類表示具有大量屬于高亮度段的像素的圖像。C類型的 圖像種類表示具有大量屬于低亮度段的像素的圖像。
在顯示的方面中，D類型的圖像種類是表示高對比度的圖像，它表示大 多數(shù)像素被分布在高亮度段和低亮度段的圖像。E類型的圖像種類表示像素 沒有集中在特定段而是平均分布的圖像。F類型的圖像種類表示像在由圖形 設(shè)計處理創(chuàng)建的圖像中一樣具有被分散(或清楚(distinctly))分布的亮度值的 圖像。圖4中所示的各個圖像種類的直方圖僅是示例性并且是非限制性的， 在各方面中可使用具有不同特性的圖像種類。
可如圖5所述來總結(jié)根據(jù)本發(fā)明一方面的圖像種類的重新分類。也就是 說，例如，當(dāng)在幀A510和幀B 520之間產(chǎn)生(或發(fā)生)場景轉(zhuǎn)換時，幀B520
的圖像種類從M類型的圖像種類重新分類到N類型的圖像種類。然而，沒有 場景轉(zhuǎn)換的幀具有相同類型的圖像種類。也就是說，當(dāng)在當(dāng)前輸入幀中沒有 場景轉(zhuǎn)換時，假定當(dāng)前輸入幀的圖像種類與先前幀的圖像種類相同。
在所示的一方面中，在亮度補(bǔ)償模塊120對當(dāng)前輸入幀的圖像種類進(jìn)行 重新分類之后，亮度補(bǔ)償模塊120執(zhí)行計算當(dāng)前輸入幀的色調(diào)映射函數(shù)(TMF) 和先前幀的色調(diào)映射函數(shù)(TMF)的加權(quán)的平均值的操作(操作S225 )。 TMF 是這樣的函數(shù)，它表示在低功率模式下調(diào)整屬于每個圖像種類的圖像的亮度
模塊130中。
圖6顯示表示對于上述的六種類型的圖像種類的TMF的曲線圖。參照圖 6，橫軸表示亮度值(或像素值)，并指示基于6比特圖像的0到63的范圍。 此外，在圖6所示的曲線圖中，縱軸表示與每個亮度值相應(yīng)的亮度增加率(或 亮度增加值)。應(yīng)該理解，指示對8比特圖像的TMF的曲線會有較大的亮度 值范圍(即從O到255)。在其他方面中，表示用于任何比特數(shù)的TMF的曲線 都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
因此，當(dāng)產(chǎn)生場景轉(zhuǎn)換時，盡管不是必要地，不應(yīng)用與相關(guān)圖像種類相 應(yīng)的TMF,而是，應(yīng)用當(dāng)前幀的TMF和先前幀的TMF的加權(quán)的平均值。這 樣，圖像的亮度被逐漸改變，從而當(dāng)場景轉(zhuǎn)換時在沒有圖像閃爍的情況下產(chǎn) 生場景轉(zhuǎn)換。在存儲模塊130中存儲查找表(LUT)，所述查找表具有被應(yīng)用到 先前幀以^更于計算加4又的平均值的TMF的信息。
圖7顯示當(dāng)產(chǎn)生場景轉(zhuǎn)換時應(yīng)用TMF的加權(quán)的平均值的示意性運(yùn)算。參 照圖7,當(dāng)幀的圖像種類從M類型的圖像種類被轉(zhuǎn)換到N類型的圖像種類時， 在轉(zhuǎn)換了場景之后，在T個幀中逐漸改變圖像的亮度，從而防止或減小圖像 閃爍。也就是說，當(dāng)產(chǎn)生場景轉(zhuǎn)換并且不同圖像種類被分配到后續(xù)的輸入幀 或者圖像時，通過對與場景轉(zhuǎn)換相關(guān)的先前幀和后續(xù)幀的TMF執(zhí)行加權(quán)的平 均運(yùn)算來補(bǔ)償通過轉(zhuǎn)換了場景之后發(fā)生的由TMF導(dǎo)致的輸入幀或圖像的亮 度的增加(或改變)。通過方程3來表示加權(quán)的平均運(yùn)算。
如所顯示的，AYTMF。ut表示將最終被應(yīng)用的亮度增加值，AYTMFM和
△Ytmf,n分別表示M圖像種類的TMF的亮度增加值和N圖像種類的TMF的 亮度增加值，T表示在場景轉(zhuǎn)換之后應(yīng)用加權(quán)的平均TMF的幀的數(shù)量。
圖8顯示通過使用幀內(nèi)插的TMF的轉(zhuǎn)換。如圖8所示，TMF從先前圖 像種類向下一圖像種類逐漸改變，從而防止或減小了在視頻或圖像中發(fā)生閃爍。
如果使用方程3來計算將被最后應(yīng)用的亮度增加值，則亮度補(bǔ)償模塊120 基于計算的亮度增加值來補(bǔ)償當(dāng)前幀的圖像的亮度(操作S230)。
同時，在操作S210，當(dāng)場景轉(zhuǎn)換檢測模塊IIO確定沒有轉(zhuǎn)換場景時，亮 度補(bǔ)償模塊120應(yīng)用與先前幀的圖像種類相應(yīng)的TMF以補(bǔ)償當(dāng)前幀的圖像亮 度(操作S215)。
在本發(fā)明的各方面中，補(bǔ)償?shù)膱D像的亮度可由方程4來表示
在這個方程中，YTMF—。ut表示補(bǔ)償?shù)膱D像亮度，Yin表示輸入圖像的原 始亮度，AYtmf表示各個圖像種類的色調(diào)映射函數(shù)(即色調(diào)增加值)，Gain表 示TMF增益。在所示的方面中，TMF增益^f艮據(jù)圖像種類可以是固定值或者 是根據(jù)圖像的像素位置變化的值。在本發(fā)明的這個方面中，優(yōu)選地，當(dāng)圖像 種類是具有與自然圖像(例如照片)的分布特性相似的分布特性的A、 B、 C 和E類型時，可應(yīng)用可變TMF增益；當(dāng)圖像種類是具有與圖形設(shè)計圖像(例 如計算機(jī)產(chǎn)生的圖像)的分布特性相似的分布特性的D類型和F類型時，可 應(yīng)用固定TMF增益。在各個方面中，各個圖像種類的可變TMF增益和固定 TMF增益的信息可被存儲在存儲模塊130中。
在所示的非限制性方面中，如果根據(jù)上述方法補(bǔ)償了當(dāng)前輸入圖像的亮 度，則通過局部對比度補(bǔ)償模塊140來補(bǔ)償局部對比度以便于對圖像中的每 個區(qū)域執(zhí)行更精細(xì)的互補(bǔ)(或者補(bǔ)償)(操作S235 )。在所示的方面中，可應(yīng) 用各種局部對比度補(bǔ)償方法。
然后，色度補(bǔ)償^t塊150按膚色(skin color)和其余區(qū)域?qū)νㄟ^TMF 以及對每個區(qū)域的局部對比度的補(bǔ)償所產(chǎn)生的色度上的下降進(jìn)行分類，并執(zhí) 行單獨(dú)的色度補(bǔ)償(操作S240)。在本發(fā)明的各方面中，色度可以指，例如 顏色的純度或者獨(dú)特性。
作為上述討論的色度補(bǔ)償?shù)囊粋€示例，可使用圖9所示的曲線。參照圖 9,橫軸表示范圍在0和100之間的像素的色度值，縱軸表示每個像素的有關(guān) 的色度增強(qiáng)值。
圖9顯示了被用于增強(qiáng)色度的曲線，可通過實(shí)驗(yàn)或者通過設(shè)置某個值來 獲得增強(qiáng)的程度，從而保證了或提高了圖像的可視性。用于提高色度的曲線 并不限于圖9中所示的曲線，而在本發(fā)明的各方面中，可使用提高色度以保 證圖像的可浮見性的任何曲線。
最后，通過顯示屏幕(未示出)向用戶輸出通過色度補(bǔ)償模塊150補(bǔ)償 的圖像幀。
同時，在本發(fā)明各方面中使用的術(shù)語"單元"、"模塊"或"表"可以指軟件 或硬件組件(例如FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)或ASIC (專用集成電路))，這些 模塊中的每個模塊都執(zhí)行分配的功能。然而，這些模塊并不限于軟件或者硬 件。模塊可被構(gòu)造為駐留在可尋址存儲介質(zhì)上，或者可以在至少一個處理器 上執(zhí)行。因而，舉例來說，模塊可包括組件(例如軟件組件、面向?qū)ο蟮?軟件組件、類組件和任務(wù)組件)、進(jìn)程、函數(shù)、屬性、過程、子例程、程序代 碼段、驅(qū)動程序、固件、微碼、電路、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、表、數(shù)組 和變量。在組件和模塊中設(shè)置的功能可被組合成更少的組件和/或模塊，或者 進(jìn)一步分為另外的組件和模塊。另外，組件和模塊可被實(shí)現(xiàn)以便它們在裝置 中的一個CPU上執(zhí)行。
如圖1所示，顯示裝置100的各種組件(比如場景轉(zhuǎn)換檢測模塊110、 亮度補(bǔ)償模塊120、局部對比度補(bǔ)償模塊140和/或色度補(bǔ)償模塊150)可被 集成到一個控制器、控制模塊或控制單元，或者作為選擇，可被實(shí)現(xiàn)為軟件 或者硬件，比如專用集成電路(ASIC)。這樣，這里描述的處理可被廣泛地 解釋為由軟件、硬件或其結(jié)合來等同地執(zhí)行。如先前所討論的，能夠經(jīng)過各 種軟件語言(包括C、 C++、 java、 Visual Basic和很多其他的語言)來編寫軟 件模塊。這些軟件模塊可包括也可被存儲在一個或多個機(jī)器可讀的存儲介質(zhì) (比如動態(tài)或靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM或SRAM)、可擦除可編程的只 讀存儲器(EPROM)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)和閃存)、磁 盤(比如硬盤、軟盤和可去除盤)、包括磁帶的其他》茲存儲介質(zhì)、以及光學(xué)介 質(zhì)(比如壓縮盤(CD)或數(shù)字視頻盤(DVD))上的數(shù)據(jù)和指令。軟件例程 或模塊的指令還可以多種不同方式中的 一種方式被加載或傳輸?shù)綗o線網(wǎng)絡(luò)中 的無線卡或者任何計算裝置上。例如，存儲在軟盤、CD或DVD介質(zhì)、硬盤 上的或通過網(wǎng)絡(luò)接口卡、調(diào)制解調(diào)器或其他接口裝置傳輸?shù)陌ㄖ噶畹拇a 段可被加載到所述系統(tǒng)并且作為相應(yīng)的軟件例程或模塊而被執(zhí)行。在所述加 載或傳輸處理中，被實(shí)現(xiàn)為載波(通過電話線、網(wǎng)絡(luò)線、無線鏈接、線纜等 傳輸)的數(shù)據(jù)信號可以將包括指令的代碼段傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或者部件。這種 載波可以是電信號、光學(xué)信號、聲學(xué)信號、電磁信號或其他類型的信號的形 式。
另外，本發(fā)明還可被實(shí)現(xiàn)為計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)上的計算機(jī)可讀代碼。 所述計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)是可存儲能稍后由計算機(jī)系統(tǒng)讀出的數(shù)據(jù)的任何數(shù)
據(jù)存儲裝置。所述計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)的示例還包括只讀存儲器(ROM)、 隨機(jī)存取存儲器(RAM)、 CD-ROM、磁帶、軟盤、光學(xué)數(shù)據(jù)存儲裝置和載 波(比如通過互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸)。計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)還可分布在網(wǎng)絡(luò)連接 的計算機(jī)系統(tǒng)上，從而以分布式的方式來存儲并執(zhí)行計算機(jī)可讀代碼。另外，
可通過本發(fā)明所屬領(lǐng)域的有經(jīng)驗(yàn)的程序員來容易地構(gòu)造用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的功 能程序、代碼和代碼段。
盡管已經(jīng)顯示并描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該 理解，在不脫離本發(fā)明的實(shí)際范圍的情況下，可根據(jù)技術(shù)開發(fā)進(jìn)行各種改變 和修改，并且等同物可替換本發(fā)明的部件。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下 可進(jìn)行很多修改、改變、添加和子結(jié)合以將本發(fā)明的教導(dǎo)應(yīng)用于具體情況。 例如，盡管在一個或多個方面中在圖像方面作了討論，但是視頻、幀或者視 頻幀也可在本發(fā)明的范圍內(nèi)。另外，盡管按照6和8比特圖像和/或幀作了討 論，但是本發(fā)明的各方面可應(yīng)用于具有任何比特值的圖像、幀和/或視頻。另 外，本發(fā)明的各方面可應(yīng)用于個人便攜式終端或裝置，比如蜂窩電話、個人 數(shù)字助手(PDA)、便攜式計算機(jī)、個人視頻/音頻播放器和/或其他裝置。
本發(fā)明的可選實(shí)施例可實(shí)施為計算機(jī)程序產(chǎn)品以和計算機(jī)系統(tǒng)一起使 用。這種計算機(jī)程序產(chǎn)品可以是，例如，存儲在實(shí)際的數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)(比如磁 盤、CD-R0M、 ROM或硬盤)的一系列計算機(jī)指令，或者這種計算機(jī)程序產(chǎn)品以 計算機(jī)數(shù)據(jù)信號被實(shí)現(xiàn)，所述信號通過實(shí)際的介質(zhì)或無線介質(zhì)(例如微波或 者紅外線)發(fā)送。所述一系列的計算機(jī)指令可構(gòu)成所有的或部分的上述的功 能性，并且還可被存儲在任何易失性或非易失性的存儲裝置(比如半導(dǎo)體、 磁、光學(xué)或其他存儲器裝置)。此外，描述的軟件模塊還可以是機(jī)器可讀的存 儲介質(zhì)(比如動態(tài)或靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM或SRAM)、可擦除可編程的
只讀存儲器(EPR0M)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPR0M)和閃存)、磁盤 (比如硬盤、軟盤和可去除盤)、包括^磁帶的其他石茲介質(zhì)、以及光學(xué)介質(zhì)(比 如壓縮盤(CD)或數(shù)字視頻盤(DVD))。因此，本發(fā)明并不限于公開的各種示 例，本發(fā)明包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。根據(jù)改進(jìn)圖像閃爍的 顯示裝置和方法，通過補(bǔ)償當(dāng)顯示裝置被低功率驅(qū)動時發(fā)生的亮度降低，可 防止或減小運(yùn)動圖像屏幕的閃爍。
權(quán)利要求
1、一種顯示裝置，包括場景轉(zhuǎn)換檢測模塊，檢測在輸入圖像中是否轉(zhuǎn)換了場景；亮度補(bǔ)償模塊，當(dāng)在輸入圖像中轉(zhuǎn)換了場景時，亮度補(bǔ)償模塊確定輸入圖像的圖像種類，并通過計算與確定的圖像種類相應(yīng)的色調(diào)增加值和與先前輸入圖像的圖像種類相應(yīng)的色調(diào)增加值的加權(quán)的平均值來補(bǔ)償輸入圖像的亮度。
2、 如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，場景轉(zhuǎn)換檢測模塊從輸入圖像 的亮度直方圖中提取輸入圖像的特性，并基于提取的特性檢測是否轉(zhuǎn)換了場景。
3、 如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，場景轉(zhuǎn)換檢測模塊將通過使用 輸入圖像的亮度直方圖的場景轉(zhuǎn)換檢測公式確定的SC值和預(yù)定場景轉(zhuǎn)換閾 值相比較，并確定在輸入圖像中是否轉(zhuǎn)換了場景，其中，所述場景轉(zhuǎn)換;險測 公式為SC = l(Pmean - Cmean) + (Pdr — Cdr) + (Pls - Cls) + (Pms - Cms) + (Phs — Chs)|其中，P和C分別表示先前輸入圖像和輸入圖像，mean指整個圖像的亮 度值的平均值，HS表示包括在圖像的高亮度段中的像素數(shù)，LS表示包括在 圖像的低亮度段中的像素數(shù)，MS表示包括在圖像的中亮度段中的像素數(shù)， DR表示圖像的亮度值的動態(tài)范圍。
4、 如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，通過下面的方程來確定加權(quán)的 平均值-.<formula>formula see original document page 2</formula>其中，AYtmf—。ut表示將最終被應(yīng)用的亮度增加值，AYtmf,m和AYTMF,N分 別表示與先前輸入圖像的圖像種類相應(yīng)的色調(diào)增加值和與輸入圖像的圖像種 類相應(yīng)的色調(diào)增加值，T表示在轉(zhuǎn)換了場景之后應(yīng)用加權(quán)的平均值運(yùn)算的圖 像的數(shù)量，i表示數(shù)量的索引。
5、 如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，如果沒有轉(zhuǎn)換場景，則亮度補(bǔ) 償模塊應(yīng)用與先前輸入圖像的圖像種類相應(yīng)的色調(diào)增加值，并補(bǔ)償輸入圖像 的亮度。
6、 一種改進(jìn)圖像閃爍的方法，所述方法包括檢測在輸入圖像中是否轉(zhuǎn)換了場景； 當(dāng)在輸入圖像中轉(zhuǎn)換了場景時，確定輸入圖像的圖像種類； 通過計算與確定的圖像種類相應(yīng)的色調(diào)增加值和與先前輸入圖像的圖像 種類相應(yīng)的色調(diào)增加值的加權(quán)的平均值來補(bǔ)償輸入圖像的亮度。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，其中，檢測在輸入圖像中是否轉(zhuǎn)換了場景 的步驟包括從輸入圖像的亮度直方圖中提取輸入圖像的特性； 基于提取的特性檢測是否轉(zhuǎn)換了場景。
8、 如權(quán)利要求6所述的方法，其中，檢測在輸入圖像中是否轉(zhuǎn)換了場景 的步驟包括將通過使用輸入圖像的亮度直方圖的場景轉(zhuǎn)換檢測公式確定的SC值和 預(yù)定場景轉(zhuǎn)換閾值相比較，以確定在輸入圖像中是否轉(zhuǎn)換了場景，其中，所 述場景轉(zhuǎn)換檢測公式為SC = l(Pmean - Cmean) + (Pdr - Cdr) + (Pls - Cls) + (Pms - Cms) + (Phs — Chs)|其中，P和C分別表示先前輸入圖像和輸入圖像，mean指整個圖像的亮 度值的平均值，HS表示包括在圖像的高亮度段中的像素數(shù)，LS表示包括在 圖像的低亮度段中的像素數(shù)，MS表示包括在圖像的中亮度段中的像素數(shù)， DR表示圖像的亮度值的動態(tài)范圍。
9、 如權(quán)利要求6所述的方法，其中，通過下面的方程來確定加權(quán)的平均值a^Vmf拜(二 ^其中，AYtmf—。ut表示將最終被應(yīng)用的亮度增加值，AYTMF，M和 AYtmf,n分 別表示與先前輸入圖像的圖像種類相應(yīng)的色調(diào)增加值和與輸入圖像的圖像種 類相應(yīng)的色調(diào)增加值，T表示在轉(zhuǎn)換了場景之后應(yīng)用加權(quán)的平均值運(yùn)算的圖 像的數(shù)量，i表示數(shù)量的索引。
10、 如權(quán)利要求6所述的方法，還包括如果沒有轉(zhuǎn)換場景，則應(yīng)用與 先前輸入圖像的圖像種類相應(yīng)的色調(diào)增加值，以補(bǔ)償輸入圖像的亮度。
11、 一種在經(jīng)過亮度補(bǔ)償?shù)囊曨l幀中減小閃爍的顯示裝置，包括 控制器，提取視頻的當(dāng)前幀的特性，與視頻的先前幀相比，確定是否轉(zhuǎn) 換了當(dāng)前幀，如果確定轉(zhuǎn)換了當(dāng)前幀，則應(yīng)用先前幀和當(dāng)前幀的色調(diào)映射函 數(shù)的加權(quán)的平均值以逐漸改變視頻幀的亮度；存儲裝置，存儲當(dāng)前幀和先前幀的特性和色調(diào)映射函數(shù)。
12、 如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其中，如果確定沒有轉(zhuǎn)換當(dāng)前幀，則將先前幀的色調(diào)映射函數(shù)來代替加權(quán)的平均值應(yīng)用到當(dāng)前幀，從而保持視 頻幀的亮度。
13、 如權(quán)利要求12所述的顯示裝置，其中，如果沒有轉(zhuǎn)換，則通過獲得 由下面的方程表示的補(bǔ)償?shù)膸牧炼葋肀３忠曨l幀的亮度<formula>formula see original document page 4</formula>其中，YTMF—。ut表示補(bǔ)償?shù)膸牧炼?，Yin表示圖像的原始亮度，AYTMF 表示相應(yīng)的圖像種類的色調(diào)映射函數(shù)，Gain表示色調(diào)映射函數(shù)增益，其中， 色調(diào)映射函數(shù)增益根據(jù)圖像的種類是固定值或者是根據(jù)幀的像素位置變化的值。
14、 如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其中，特性的提取包括 通過使用方程Y=0.288R+0.587G+0.114B來計算幀的每個像素的亮度值來產(chǎn)生幀的亮度直方圖，其中，R是RGB顏色空間中的紅色，G是RGB顏 色空間中的綠色，B是RGB顏色空間中的藍(lán)色。
15、 如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其中，是否轉(zhuǎn)換了當(dāng)前幀的確定包 括使用視頻幀的亮度直方圖獲得場景轉(zhuǎn)換值SC,并比較SC是否超過了場 景轉(zhuǎn)換值的閾值，其中，SC為SC = l(Pmean - Cmean) + (Pdr - Cdr) + (Pls - Cls) + (Pms - Cms) + (Phs - Chs)|其中，P和C分別表示先前幀和當(dāng)前幀，mean指整個幀的亮度值的平均 值，HS表示包括在幀的高亮度段中的像素數(shù)，LS表示包括在幀的低亮度段 中的像素數(shù)，MS表示包括在幀的中亮度段中的像素數(shù)，DR表示幀的亮度值 的動態(tài)范圍。
16、 如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其中，通過下面的方程來改變用于改變幀的亮度的加權(quán)的平均值<formula>formula see original document page 4</formula>其中，AYTMF, 。ut表示將最終被應(yīng)用的亮度改變值，AYtmf,m表示先前幀的圖像種類的亮度改變值，AYTMFN表示幀的圖像種類的亮度改變值，T表示 在轉(zhuǎn)換了場景之后應(yīng)用加權(quán)的平均值的幀的數(shù)量。
17、 如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其中，控制器補(bǔ)償局部對比度以便 為幀的每個區(qū)域獲得更精細(xì)的亮度補(bǔ)償，并補(bǔ)償各個色度。
18、 如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其中，所述顯示裝置是蜂窩電話、 個人數(shù)字助手、便攜式計算機(jī)和/或個人視頻/音頻播放器。
19、 一種在經(jīng)過亮度補(bǔ)償?shù)囊曨l幀中減小閃爍的方法，所述方法包括 提取視頻的當(dāng)前幀的特性；與視頻的先前幀相比，確定是否轉(zhuǎn)換了當(dāng)前幀；如果確定轉(zhuǎn)換了當(dāng)前幀，則應(yīng)用先前幀和當(dāng)前幀的色調(diào)映射函數(shù)的加權(quán) 的平均值，從而逐漸改變視頻幀的亮度。
20、 如權(quán)利要求19所述的方法，其中，如果確定沒有轉(zhuǎn)換當(dāng)前幀，則將 先前幀的色調(diào)映射函數(shù)來代替加權(quán)的平均值應(yīng)用到當(dāng)前幀，從而保持視頻幀 的亮度。
21、 如權(quán)利要求20所述的方法，其中，如果沒有轉(zhuǎn)換，則通過獲得由下 面的方程表示的補(bǔ)償?shù)膸牧炼葋肀３忠曨l幀的亮度<formula>formula see original document page 5</formula>其中，YTMF—。ut表示補(bǔ)償?shù)膸牧炼?，Ym表示圖像的原始亮度，AYTMF 表示相應(yīng)的圖像種類的色調(diào)映射函數(shù)，Gain表示色調(diào)映射函數(shù)增益，其中， 色調(diào)映射函數(shù)增益根據(jù)圖像的種類是固定值或者是根據(jù)幀的像素位置變化的 值。
22、 如權(quán)利要求19所述的方法，其中，提取特性的步驟包括 通過使用方程Y=0.288R+0.587G+0.114B來計算幀的每個像素的亮度值來產(chǎn)生幀的亮度直方圖，其中，R是RGB顏色空間中的紅色，G是RGB顏 色空間中的綠色，B是RGB顏色空間中的藍(lán)色。
23、 如權(quán)利要求19所述的方法，其中，確定是否轉(zhuǎn)換了當(dāng)前幀的步驟包 括使用視頻幀的亮度直方圖獲得場景轉(zhuǎn)換值SC，并比較SC是否超過了場 景轉(zhuǎn)換值的閾值，其中，SC為SC = l(Pmean — Cmean) + (PdR - Cdr) + (Pls — Cls) + (Pms - Cms) + (Phs — Chs)|其中，P和C分別表示先前幀和當(dāng)前幀，mean指整個幀的亮度值的平均 值，HS表示包括在幀的高亮度段中的像素數(shù)，LS表示包括在幀的低亮度段 中的像素數(shù)，MS表示包括在幀的中亮度段中的像素數(shù)，DR表示幀的亮度值 的動態(tài)范圍。
24、 如權(quán)利要求19所述的方法，其中，通過下面的方程來改變用于改變幀的亮度的加權(quán)的平均值<formula>formula see original document page 6</formula>其中，AYTMF,。ut表示將最終被應(yīng)用的亮度改變值，AYtmf,m表示先前幀的 圖像種類的亮度改變值，AYTM，表示當(dāng)前幀的圖像種類的亮度改變值，T表示在轉(zhuǎn)換了場景之后應(yīng)用加權(quán)的平均值的幀的數(shù)量。
25、 如權(quán)利要求19所述的方法，還包括 補(bǔ)償局部對比度以便為幀的每個區(qū)域獲得更精細(xì)的亮度補(bǔ)償； 補(bǔ)償各個色度。
26、 一種記錄有計算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求19的在經(jīng)過亮度補(bǔ)償?shù)囊曨l幀中減 小閃爍的方法的程序的計算機(jī)可讀介質(zhì)。
全文摘要
一種顯示裝置包括場景轉(zhuǎn)換檢測模塊，檢測在輸入圖像中是否轉(zhuǎn)換了場景；亮度補(bǔ)償模塊，當(dāng)在輸入圖像中轉(zhuǎn)換了場景時，確定輸入圖像的圖像種類，并通過計算與確定的圖像種類相應(yīng)的色調(diào)增加值和與先前圖像的圖像種類相應(yīng)的色調(diào)增加值的加權(quán)的平均值來補(bǔ)償輸入圖像的亮度。
文檔編號H04N9/64GK101170708SQ20071016742
公開日2008年4月30日 申請日期2007年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月25日
發(fā)明者樸斗植, 李承信, 趙良鎬 申請人:三星電子株式會社