專利名稱：用于背光顯示器中圖像優(yōu)化的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及具有顯示器的電子設備，更具體涉及用于背光顯示器中圖像優(yōu)化的方法和裝置。
背景技術：
電子設備中電池壽命以及電池每次充電之間的相應工作時間是市場是否可接受的一個關鍵成功因素。顯示器所消耗的功率在電子設備的整個功耗中是一個關鍵。尤其對于大顯示器的趨勢，更是如此。而且，彩色顯示器的增加顯著增加了對這些設備中功率管理的需求。在大多數(shù)照明情況中，背光是彩色液晶顯示器(LCD)所需的，用來獲得最高圖像質量。沒有足夠背光照明的彩色LCD顯示器通常會被感覺為褪色和單調的。但是，亮的背光對電子設備造成顯著電力消耗?？梢越档捅彻獾牡燃壱愿纳齐姵貕勖?，但這會導致可讀性和清晰度的下降。


附圖中，分別的視圖中的類似的參考標號指示相同或功能相似的元件，附圖與下面的詳細描述一起合并成為本說明書的一部分，用來進一步圖示說明各種實施例，并且用來解釋全部根據(jù)本發(fā)明的各種原理和優(yōu)點。
圖1圖示說明具有彩色顯示器的典型電子設備；圖2用簡化和表示形式描繪了用于電子設備中的顯示裝置的框圖；圖3是當進行背光調節(jié)時用于LCD顯示補償?shù)姆椒?；和圖4描繪了背光強度為距離背光源距離的函數(shù)。
具體實施例方式
概括地說，本公開涉及使用LCD顯示器、尤其是彩色LCD顯示器的電子設備。更具體地說，討論了當調節(jié)背光時用于優(yōu)化彩色LCD上可視圖像的方法和裝置中所體現(xiàn)的各種發(fā)明概念和原理。尤其感興趣的是，在便攜電子設備中，用戶必須在明亮、高對比圖像、具有短工作時間和觀看更困難、具有較長工作時間之間進行選擇。工作時間至少部分地是由背光功耗所驅動的。
如下面進一步的討論，有利地使用各種發(fā)明原理來在調節(jié)背光等級時優(yōu)化顯示圖像，尤其是延長電池壽命。當顯示圖像變得褪色、暗淡或者看上去單調時，電子設備的用戶將通常選擇保持背光并接受電池壽命的降低，通常對其的損害應該是電子設備以后會變得不能用。當在電子設備中結合進本公開時，提供了對圖像顯示的補償，鼓勵用戶以較低背光等級工作從而節(jié)省電池，相應地延長工作時間。
提供本公開以便進一步以可用的方式來解釋做出和使用根據(jù)本發(fā)明的各種實施例的最佳模式。本公開還提供用來提高對本發(fā)明原理及其優(yōu)點的理解和認識，而不是以任何方式限制本發(fā)明。本發(fā)明僅僅受限于所附權利要求，包括在本申請審查階段所做出的修改，以及所發(fā)布的權利要求的等價物。
進一步應該理解，關系術語的使用，如果有的話，諸如第一和第二、頂和底等等，僅僅用來區(qū)分一個實體或行動與另一個實體或行動，而不必要求或暗示這些實體或行動之間的任何實際的這樣的關系或者次序。
許多的發(fā)明功能以及許多的發(fā)明原理都最好用或者以軟件程序或指令以及集成電路(IC)(諸如專用IC)來實現(xiàn)。期望本領域普通技術人員，盡管由于例如可用時間、當前技術和經濟考慮而可能付出大量努力、進行許多設計選擇，當由這里公開的概念和原理引導時，將易于用最少的實驗就能夠產生這樣的軟件指令和程序以及IC。因此，考慮到簡短以及使根據(jù)本發(fā)明的原理和概念發(fā)生混淆的風險最小，對這些軟件和IC的討論，如果有的話，將限于關于優(yōu)選實施例的原理和概念的本質。
圖1圖示說明了具有彩色顯示器102的典型電子設備100。用戶通常能夠通過用戶接口的一個或多個元件來調節(jié)或選擇背光的等級。在其他情況中，基于一個或多個條件，諸如不活動性、工作模式或環(huán)境光等級，來自動調節(jié)背光的等級。
結合有顯示器的蜂窩電話、個人數(shù)字助理、信息管理器、個人游戲以及便攜娛樂系統(tǒng)將從本公開的實施例中獲益，它們共同使用本發(fā)明且易于用于零售。在多數(shù)情況下，是彩色LCD顯示器，但其他配置，包括灰度或其他彩色顯示技術也可以考慮。
參看圖2，討論和描述了用于電子設備中的顯示裝置200的簡化和表示框圖。電子設備可以是無線通信設備、個人數(shù)字助理或者使用LCD顯示器且能夠從降低功耗中獲益的任意其他的多種電子設備?？刂破?02具有輸入204和輸出206。輸出206可以是用來驅動顯示器208的連接的復用集合。顯示器208通常包括形成像素陣列的單個像素210。具有輸出214的處理器212可用來驅動背光216來照亮顯示器208。處理器212可以通過連接218連接到控制器，用來傳送背光216的等級或強度并且用來訪問像素數(shù)據(jù)。根據(jù)顯示裝置和特定電子設備的物理配置，一個或多個附加背光220可同樣由處理器212驅動使用。處理器和控制器可以物理上或者邏輯上位于單個設備222中，如所描繪的那樣。
操作中，用于電子設備100中的顯示裝置200可具有用來呈現(xiàn)可視圖像的顯示器208，用來確定照亮顯示器208的背光216的強度的處理器212，以及連接到顯示器208和處理器212、用于優(yōu)化對應于背光216的強度的可視圖像的控制器202。背光216的等級可由用戶通過某些形式的用戶接口選擇，或者可以由處理器228基于另外的因素自動調節(jié)。這樣的因素可包括環(huán)境光、按鍵時間、剩余電池電力等等。例如，在某些條件下，背光等級可能需要處于其最高強度，從而犧牲某些電池壽命，以便用戶能夠很好地觀看顯示器?？赡艹霈F(xiàn)如下情況電子設備100配備有光傳感器并且能夠感應給定黑暗環(huán)境光條件，諸如夜晚，這時，背光可以降低到預先確定的低等級。在另外一個例子中，可能在室內，用戶可能希望降低背光的等級以便節(jié)省電力，并且可能希望犧牲顯示圖像的某些質量。
彩色顯示器、特別是LCD顯示器208的特性在于屏幕被劃分為被稱為像素210的小段。像素210可以根據(jù)顯示器的解析度和構造的類型而在尺寸上有所不同。每一像素210的色調、飽和度和亮度通常是根據(jù)像素210的紅、綠、藍(RGB)子元素設定來確定的。在某些實施例中，可使用其他色空間，諸如青、洋紅、黃，但是，所討論的有關RGB的原理是等價適用的。通過調節(jié)像素210的RGB設定，不僅可以設置色調和飽和度，還可以設置數(shù)值或亮度?？赏ㄟ^調節(jié)陣列中每一像素210的紅、綠、藍設定來優(yōu)化可視圖像。Smith，A.R.在SIGRAPH 78的題為“Color Gamut Transform Pairs”的論文中定義了一種對色調、飽和度和亮度的測量。色調、飽和度和數(shù)值(或亮度、或光亮度)之間的匹配可在Foley等的“Computer Graphics”中找到。色調和飽和度的測量在HSV(色調/飽和度/數(shù)值)、HSB(色調/飽和度/亮度)、HLS(色調/光亮度/飽和度)色空間中定義，如本領域普通技術人員所公知。在做調節(jié)時保持紅、綠、藍設定之間的固定比例，允許改變像素210的數(shù)值、亮度、光亮度或發(fā)光率，而不改變像素210的色調和飽和度。這可以通過將原始設定縮放相同的縮放因子或者通過將每一數(shù)值增加相同百分比增量來實現(xiàn)。由于對于縮放紅、綠、藍設定來說，調節(jié)數(shù)值、亮度、光亮度或發(fā)光率的過程、方法和裝置是相同的，當保持色調和飽和度時，下文將使用術語“亮度”來描述像素的數(shù)值、亮度、光亮度或發(fā)光率。當人眼對彩色進行工作時，可以認為眼睛對亮度的變化比對色彩的變化更加敏感。因此，當改變亮度并保持色調和飽和度時，可能不總是使用嚴格比率的調節(jié)。
應用LCD顯示器208的這個特性，可以在背光216等級下降時通過增加像素210的亮度來優(yōu)化圖像。換言之，可以通過與背光216的強度成反比地調節(jié)像素的亮度來優(yōu)化可視圖像。通過保持像素陣列中每一像素的色調和飽和度來保持圖像的完整性。
在像素210可能已經具有相對高亮度且背光216的強度降低的一個例子中，紅、綠、藍設定中的一個或多個可能需要超越最大設定的調節(jié)。為便于說明，讓我們假設像素210的紅、綠、藍設定的范圍可以是0-255。在示例的情況中，紅為200，綠為150，藍為100，這導致中度棕色調。背光216強度的15％的降低(通過驅動光的電流、光傳感器或其他機制來測量)帶來了像素210亮度上的相應增加，例如20％的增加，這是根據(jù)具有最佳效果的經驗得出的。20％的增加導致新的紅、綠、藍數(shù)值分別為240、180、120，導致較淺暗的棕色(lighter shade ofbrown)，在保持色調的同時提供了更高的亮度。但是，當背光216的強度降低35％時，像素210的數(shù)值調節(jié)增加相應的35％，例如，產生的紅數(shù)值為270，將超過最大值。在示例實施例中，紅數(shù)值可以設置為255，建立增加比率為(255-200)/200＝27.5％。剩余的綠和藍數(shù)值每個都增加27.5％，使得像素210的最終設定(四舍五入為整數(shù))為紅、綠、藍分別是255、191、128。這仍舊是棕色調，且在保持該色調的同時具有最高的可用亮度。即，紅、綠、藍設定與背光強度成反比例地調節(jié)，直到最大設定將超過極限值。則將該設定設置為最大數(shù)值并且使用該設定的百分比增量來增加剩余的設定。計算像素在給定背光等級時已達到極限值的能力可用來調節(jié)背光等級以便在給出全彩色強度和背光等級時指向或接近即將迫近的亮度飽和度。
當背光強度增加時，這個比例調節(jié)和限值的使用還可應用到暗色調(低紅、綠、藍設定)。如果色彩元素都相等地降低，色調或亮度上的相應降低可導致任何色調(黑)的明顯損失。此外，可以應用極限值，以使發(fā)光率不致降低到失去對比且任何呈現(xiàn)圖像簡單黑色的情況。在這個例子中，可設置下限為例如50。在向更亮背光調節(jié)時，當任何值將降低到低于50，低于50最多的數(shù)值將被設置為50，該設定所降低的百分比用于降低剩余設定的數(shù)值。
短暫地參看圖4，如線402所示，表示顯示器的水平部分之上的背光216強度，背光所提供的光隨著與光源距離的增加而減小。這可以簡單歸結于背光相對于顯示器208的幾何放置，或者歸結于用于消除從背光216到顯示器208的光的光學原因?？梢钥闯?，對于使用背光216的單光源的例子，顯示器在屏幕的左側比屏幕的右側更亮。一種描述這種效應的方式是發(fā)光度衰減。逐個像素調節(jié)顯示器208發(fā)光度(亮度)的能力允許電子設備的設計者補償光強度差，而不用更昂貴的光學器件或者附加的背光220。在例子中，顯示器208右側上的像素的亮度可以調節(jié)到更接近匹配顯示器208左側上像素的亮度。當使用第二背光，例如220時，或者當使用不同的光學器件時，顯示器上的發(fā)光模式可能改變，如圖示說明第二背光的效應的圖線404所示。在有兩個背光216、220的例子中，根據(jù)線402和404所示的發(fā)光度衰減，顯示器208中央的像素可以調節(jié)為匹配兩邊的像素。盡管在圖4中的例子顯示了線性發(fā)光度衰減，但本領域普通技術人員很明顯可以認識到，這樣的背光強度上的變化，也可能是在顯示器208的寬度和高度上的高度非線性的，并且可能需要對圖像優(yōu)化算法的相應改變。
參看圖2，當背光216的等級發(fā)生改變時，控制器202可以使用任何方法來計算像素陣列中像素210的新數(shù)值。在一個示例實施例中，控制器可通過根據(jù)查找表、以固定數(shù)值調節(jié)像素陣列中所有像素，來優(yōu)化可視圖像。作為一個例子，表可以描述為，對于背光216等級降低大約大于0％到大約15％，像素亮度增加8％-10％。背光216降低從大約大于15％到大約25％可導致像素發(fā)光度18％-20％的增加。任何這樣的調節(jié)都既保持色調和飽和度又同時考慮上述的最大值問題。在另一實施例中，每一像素210可以通過根據(jù)背光強度216的變化來實時計算像素210的新數(shù)值而進行調節(jié)，并且可能包括或不包括如上所述的對背光顯示差異的補償。在又一實施例中，像素陣列可以分為幾個部分，為該部分計算新的調節(jié)并應用于像素210。
在一個實施例中，例如，當顯示現(xiàn)場視頻時，可能訪問處理器212，以實時增強圖像。在另一實施例中，例如，當顯示器208變化得不是很快時，可以從前存儲器驅動控制器202，同時處理接下來的顯示屏幕的內容，以便增強后存儲器中的圖像。處理器212可以讀出后存儲器的區(qū)，例如顯示器的矩形區(qū)域，處理圖像，以及向后存儲器重新寫入數(shù)據(jù)。當已更新了所有像素230值時，處理器212可以發(fā)信號通知控制器202從前存儲器切換到后存儲器以改變顯示的圖像。本質上，使后存儲器為前存儲器，先前的前存儲器可用來寫入新的顯示數(shù)據(jù)并且進行圖像優(yōu)化。前、后顯示存儲器通常是控制器202的一部分但可能是分立的。在一個實施例中，使用OpenGLTM軟件調用來進行對顯示存儲器的訪問。OpenGLTM是Silicon Graphics，Inc.的商標。
圖2中所述的部件都是已知和可用的?？刂破?02是或者可能包括可從摩托羅拉公司或其他制造商得到的數(shù)字信號處理器或另一控制器。相似地，處理器212可以是或者可以包括來自摩托羅拉公司或其他制造商的數(shù)字信號處理器。處理器212和控制器202功能上可操作在相同的芯片上，以軟件或硬件形式表述。無論在硬件(諸如可編程邏輯陣列)還是軟件(C++、Java或其他計算機可操作指令)中實現(xiàn)，所述的處理器212和控制器202的功能的實現(xiàn)易于理解并由本領域中具有一般經驗和能力的從業(yè)者實現(xiàn)。在一個實施例中，顯示控制器可以是ATI ImageonTM3200顯示控制器，其與國家半導體(NationalSemiconductor)LM2791 LED驅動器一起使用，盡管根據(jù)本領域普通技術人員的判斷，也可使用其他的組合。ImageonTM是ATI Technologies，Inc.的商標。背光216、220可以是冷熒光燈(CFL)，電致發(fā)光燈(EL)、發(fā)光二極管(LED)或者其他器件或其組合。它們是商品零件，可向諸如Kyocera等的制造商以及諸如Arrow Electronics或Hamilton Avnet等的部件經銷商購買。多個顯示器208是商品并且可向諸如Kyocera、Hitachi等的制造商購買。
與上面類似，顯示控制器222對背光強度提供圖像優(yōu)化。顯示控制器具有第一輸入204，用來接收數(shù)據(jù)以作為圖像顯示，還具有第二輸入228，對應于顯示器的背光強度。正在被驅動的顯示器208包括輸出206，用于控制像素陣列的像素210中的一個或多個。顯示控制器還具有處理器212或者控制器202，用于響應于輸入204和/或228的變化來調節(jié)像素陣列的像素210的亮度。顯示控制器222輸入之一，例如228，可以直接對應于背光強度?？商鎿Q地，顯示控制器輸入228可以是與例如鍵盤活動有關的數(shù)據(jù)，由顯示控制器222用來可編程地設置背光強度。不管是通過監(jiān)控背光強度還是控制它，顯示控制器222是知道用來優(yōu)化圖像的背光強度的。
處理器212或控制器202，作為顯示控制器222的一部分，根據(jù)固定值查找和實時計算之一，可基于背光強度來優(yōu)化可視圖像。
處理器212或控制器202可與背光強度成反比例地調節(jié)紅、綠或藍像素元素之一的數(shù)值，以補償可用背光的不同等級。像素210的亮度可以通過以相同比例調節(jié)像素的每一元素(紅、綠、藍)來保持。
當與背光等級反比例地調節(jié)將導致紅、綠或藍元素數(shù)值之一超過極限值時，該設定被設置為最大值，該設定的增加百分比被用來增加剩余的設定。在所有值或者來自幾個像素的值超過限值的情況中，超過限值最多的數(shù)值被設置為最大值，并用來確定其他調節(jié)值。這允許保持像素210的色調和飽和度，同時提供最大可用調節(jié)。
顯示控制器可以編程為允許與背光等級成反比例地、獨立地計算調節(jié)，以使顯示器的某些部分調節(jié)為不同等級，具有不同限值，或者使用與顯示器區(qū)域不同的比例。如上所述，這可用來補償背光不均勻的顯示器。
顯示控制器222可以是可從諸如摩托羅拉公司的制造商那里買到的多個控制器、單芯片處理器或可編程陣列中的任意一個。在一個實施例中，顯示控制器可以是ATI ImageonTM3200圖形控制器。所述的功能可以用硬件、固件或軟件來實現(xiàn)，并且易于由本領域普通技術人員完成。設計形式上的變化也是本領域普通技術人員所公知的。
參看圖3，討論和描述了一種在進行背光調節(jié)時用于LCD顯示補償?shù)姆椒?。該方法在背光強度變化時優(yōu)化了電子設備顯示器中的圖像，首先確定300背光強度，更適當?shù)兀谴_定背光強度的變化。在某些情況下，背光強度可被視作與已知狀態(tài)不同，也就是說，例如，低于最大等級50％。在另一實施例中，背光強度及其變化可以用對應于用于驅動背光的能量的術語來表述，例如驅動電流的毫安值。一旦確定了背光強度，計算302亮度縮放因子，即確定用于根據(jù)背光強度而調節(jié)圖像的因子。在一個實施例中，通過計算百分比變化以根據(jù)背光強度的百分比變化應用，可以為顯示器中的所有像素210確定常數(shù)值亮度縮放因子。在另一實施例中，根據(jù)預先確定的數(shù)值表為所有像素210確定常數(shù)值亮度縮放因子，預先確定的數(shù)值表可以是根據(jù)經驗為特定顯示配置而得到的，這樣的常數(shù)值亮度縮放因子相比實時計算的縮放因子具有速度上的優(yōu)勢。還計算第二縮放因子表，其中，該表包含每一色彩部分的值的條目，從0到最大值。在又一實施例中，可考慮不同屏幕區(qū)域的背光等級的差異。在確定亮度縮放因子之后，基于屏幕一部分中的背光強度，可使用第二因子來調節(jié)該顯示器部分中的圖像。這在以下的情形中尤其適用由于光學器件或來自背光的不均勻分布，屏幕的某些區(qū)域始終比另外的區(qū)域更亮。根據(jù)背光強度的變化和觀察到的給定位置的強度的變化來調節(jié)亮度，使得成就了在顯示器觀看區(qū)域的感覺得到的均勻。
確定亮度縮放因子過程中的進一步的考慮是保持圖像的色調和飽和度。在特征為由紅、綠、藍主要色彩組成的像素210的顯示器中，注意成比例地調節(jié)三種元素中的每一種，以保持顯示圖像的色調和飽和度。
確定304像素元素或色彩分量的限值。限值可以是由于顯示器自身而施加的，即所支持的最大發(fā)光度或亮度，或者可以是經驗限值，諸如確定為色彩區(qū)分或觀察到的色彩飽和度所需的低值。對于屏幕的不同區(qū)域，這個限值可以不同。如上面所討論的，屏幕被劃分為幾個部分，以便計算或簡化對背光差異的補償。
測試308色彩分量值，看看它們是否超過色彩分量限值。如果有元素或色彩分量值超過限值，就遵從308的“是”分支。當紅、綠或藍元素中的一個或多個的幅值超過限值時，超過限值最大量的設定可以被設置310為最大值或者另一預先確定的值。對于剩余色彩分量值的設定，增加312與最高原始色彩分量值相同的增長百分比。當在限值情況下確定亮度值，即紅、綠、藍像素設定的幅度時，希望保持像素210原始的色調和飽和度，但不是必需。嚴格成比例調節(jié)的偏差可以調整計算的速度、取舍誤差、或查找匹配。方法在316繼續(xù)。
當沒有設定超過為其建立的極限值時，或者當沒有保持色調和飽和度時，與達到最大值和不保持比例時相同，遵從308的“否”分支到314。紅、綠、藍的新值應用314到像素210的圖像，以使用亮度縮放因子來調節(jié)圖像。實際上，一個實施例從控制器202讀取顯示值，完全或部分地在圖像上操作，然后將優(yōu)化數(shù)據(jù)重新寫入到控制器202中。進行測試316以確定是否調節(jié)了顯示器的所有像素或部分。如果否，就遵從316的“否”分支，過程在306繼續(xù)。如果所有處理都完成了，就遵從316的“是”分支，處理結束318。
在優(yōu)選實施例中，計算306紅、綠、藍元素的新幅值，其與顯示器光強度的變化的關系是反比例。如果不檢查限值，處理在314繼續(xù)。
上述的裝置和方法及其發(fā)明原理都想要并且將要消除背光強度的變化和背光強度在顯示器上的差異所引起的問題。通過使顯示器更加可讀并且改善顯示圖像的整體觀感，用戶將更有可能以較低背光等級操作電子設備。這樣，用戶將得到較長的電池壽命的好處，同時可接受(即使可以覺察到)顯示器圖像質量的降低。
此外，除了關于較長電池壽命的直接好處之外，由于對發(fā)光度衰減處像素亮度的補償，用戶還將從屏幕所有區(qū)域上背光感受中受益。對制造商的好處是顯然的。用于背光傳播的光學器件可以更加便宜，所使用的背光源的類型可以更加寬廣，同時顯示裝置200或顯示控制器222用來在背光發(fā)光度存在差異的時候提供感覺圖像質量的均勻。
這里描述說明的顯示器是液晶顯示器，但本領域普通技術人員很顯然能意識到，所述的技術適用于其他顯示器類型和配置，并且可用于與功耗相關之外的目的。易于理解，等離子顯示器、常規(guī)顯像管監(jiān)視器等用于調節(jié)亮度的環(huán)境中，例如，當室內光照改變時。在這樣的情況中調節(jié)亮度同時保持色調和可能的色彩飽和度的能力是有優(yōu)勢的，并且是對這里所述的方法和裝置的直接應用。
實現(xiàn)圖3和圖4的方法的一個實施例如下所示#include <stdio.h>
#include "math.h"#include <gl/gl.h>
#include <gl/glu.h>
//用于增強測試圖像的常數(shù)#define PIXEL_RECT_WIDTH 70#define PIXEL_RECT_HEIGHT 12#define PIXEL_BUFFER_SIZE(4*PIXEL_RECT_WIDTH *PIXEL_RECT_HEIGHT)//這些程序用作圖像增強的例子//實現(xiàn)用于使用三種像素設定(紅、綠、藍)的情況
//對于imageHeight和imageWidth參數(shù)所確定的像素陣列//當處理像素時，每一像素設定是八比特，取值為0-255//這些程序假定配置了雙緩沖(前緩沖和后緩沖)<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[　　void ScalePixels(　　unsigned int width，　　unsigned int height，　　　 unsigned char *pixelBuffer，　　　 unsigned char *ScaleTable，　　　 unsigned short *PixelScaleTable，　　　 unsigned int pixelLimit) {　　　 enum primarycolor{mred,mgreen,mblue)；　　　 unsigned char red,green,blue,max；　　　 unsigned int p；　　　 unsigned short pixelScaleFactor；　　　 primarycolor maxc；　　　 for (p=O； p＜PIXEL_BUFFER_SIZE；p=p+4){　　　 red　= pixelBuffer[p]；　　　 　green = pixelBuffer[p+1]；　　　 blue = pixelBuffer[p+2]；　　 　// 計算最大像素設定　　　　 if(red＞green) {max=red；maxc=mred；}else{max=green；maxc=mgreen；}；　　　 if(blue＞max) {max=blue；maxc=mblue ；}；　　 　//確定最大像素設定是否超過限值　　　 if(max＞pixelLimit){　　　 　 switch(maxc){　　　　　 pixelScaleFactor=PixelScaleTable[max]； // (255*256)/max 　　　 case mred 　　　　 // 設置最大值設定(對于本例，是255) 　　 　　// 通過低像素限值，其可設置得較低 　　　　 pixelBuffer[p]= 255；　　　　// 增加像素設定　　　　pixelBuffer[p+1]=(unsigned char)(green *pixelScaleFactor)＞＞8 ；　　　 // 增加像素設定　　　　pixelBuffer[p+2]=(unsi9ned char)(blue*pixelScaleFactor)＞＞8 ；　　　　　 break；　　　　case mgreen　　// 設置最大值設定(對于本例，是255)　　 // 通過低像素限值，其可設置得較低　　　　pixelBuffer[p+1] =255；　　 // 增加像素設定　　pixelBuffer[p]= (unsigned char)(red *pixelScaleFactor)＞＞8；　　 　 // 增加像素設定　　pixelBuffer[p+2]=(unsigned char)(blue *pixelScaleFactor)＞＞8；　　 　 break；　　　　case mblue　　 　 // 設置最大值設定(對于本例，是255)　　 //通過低像素限值，其可設置得較低pixelBuffer[p+2]=255;　　//增加像素設定　　 pixelBuffer[p] = (unsigned char)(red *pixelScaleFactor)＞＞8;　　 //增加像素設定　　 pixelBuffer[p+1]=(unsigned char)(green *pixelScaleFactor)＞＞8;　　 break;　　 }　　 }else{　　 pixelBuffer[p]=ScaleTable [red];　　 pixelBuffer[p+1]=ScaleTable[green];　　 pixelBuffer[p+2]=ScaleTable[blue];　　 }　　}　　}]]></pre>//--------------------------------------------------------------//本例中，計算的數(shù)值表中，每個條目值為256 * (255/I)//其中，I是每一條目的索引，在本例中，取值255為最大設定//這段代碼為每一可能最大像素設定生成移位縮放因子的表//(假定大于限值)//從技術上來說，表可以更短，因為只需要保持條目像素限值為255//但這樣的考慮在實際縮放運算中將需要附加的減法來計算合適索引//本例中，使用下面的流程來縮放像素設定//新設定＝(PixelScaleTable[最大設定]*原設定)＞＞8//最后需要移位8米考慮表被縮放提高256//該計算基本與下面的計算相同//新設定＝PI(最大設定)*原設定+原設定//其中PI(最大設定)表示原設定值到新設定值之間的最大設定的百分比增加，且PI+1＝PSF//其中PSF是像素縮放因子，定義為//PSF＝PixelScaleTable[最大設定]＞＞8 ＝ (最大設定)/I//這里，實質上，新設定＝PSF * 原設定//在用于本例的實際計算中//移位是在乘法之后進行的，以保證精確度//進行乘法和移位(縮放)，而不是乘法和加法(增加百分比增量)//因為某些系統(tǒng)可能能夠以較少的循環(huán)來進行前者的計算//注意，其他系統(tǒng)可能能夠以較少的循環(huán)來進行后者的計算//--------------------------------------------------------------<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[unsigned short *ComputePixelScaleTable(){ unsigned short *PixelScaleTable; unsigned int i; PixelScaleTable=(unsigned short *)malloc(256*sizeof(unsignedshort)); PixelScaleTable
=0; for(i=1;i＜256;i++){ PixelScaleTable[i]=(unsigned short)((255 * 256)/i); }return PixelScaleTable;}]]></pre>//--------------------------------------------------------------//對于本例，基于backlightIntensity來計算數(shù)值表//backlightIntensity與光等級成正比例、與亮度縮放因子成反比例
//brightnessScaleFactor=1/backlightIntensity//(這里假定背光強度值歸一化//(直接表示強度(光的有效亮度)//因此，比例常數(shù)設置為1//每一條目中的值計算如下//I * brightnessScaleFactor//這里，I是每一表條目的索引//通過在每幀的起始創(chuàng)建此表，只需要一次除法，需要256次乘法//(對于最大像素設定不超過限值的所有像素)//通過進行表查找，此表隨后用于計算新像素設定//(對于最大像素設定不超過限值的所有像素)//像素設定的百分比增量(PI)縮放(乘以)亮度縮放因子(BSF)可計算如下；//對于BSF＞1的情況，PI＝BSF - 1//或者BSF＝PI + 1-＞新設定 ＝ (BSF) * 原設定//或者新設定＝PI * 原設定+原設定//這里，PI＝(新設定-原設定)/原設定//表的查找可有效用于縮放原設定//基于亮度縮放因子//(本例中，計算為背光強度的倒數(shù)).It essentially increases the//實質上，以使用上面所列方程計算的相關百分比增加原設定//--------------------------------------------------------------<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[　　unsigned char *ComputeScaleTable(　　 double globalScaleFactor)　　{　　 unsigned char *ScaleTable;　　 double brightnessScaleFactor;　　 unsigned int i,tmp;　　 brightnessScaleFactor=1/globalScaleFactor;　　 ScaleTable=(unsigned char *)malloc(256*sizeof(unsigned char));　　 for(i=0;i＜256;i++){　　 tmp=(unsigned char)(i*brightnessScaleFactor);　　 if(tmp＞255){　　 ScaleTable[i]=255;　　 }else{　　ScaleTable[i]=tmp;　　 }　　 return ScaleTable;　　 }　　 void ScalePixelRectangle(　　 unsigned int col,　　 unsigned int row,　　 unsigned int width,　　 unsigned int height,　　 unsigned char *pixelBuffer,　　 unsigned char *ScaleTable,　　 unsigned short *PixelScaleTable,　　 unsigned int pixelLimit){　　 glReadPixels(col,row,width,height,GL_RGBA,GL_UNSIGNED_BYTE,pixelBuffer);　　 ScalePixels(width,height,pixelBuffer,ScaleTable,PixelScaleTable,pixelLimit);　　 glRasterPos2i(col,row);　　 glDrawPixels(width,height,GL_RGBA,GL_UNSIGNED_BYTE,pixelBuffer);　　}void ImageEnhance(　　 HDC hdc,　　 unsigned int imageWidth,　　 unsigned int imageHeight,　　 double globalScaleFactor)　　{　　 unsigned int pixelLimit;//從globalScaleFactor計算　　 unsigned int row,col;　　 unsigned char *pixelBuffer;　　 unsigned char *ScaleTable;　　 unsigned short *PixelScaleTable;　　 glEnable(GL_BLEND);　　 glBlendFunc(GL_ONE,GL_ZERO);　　 pixelBuffer=(unsigned char *)malloc(PIXEL_BUFFER_SIZE*sizeof(unsigned char));　　 pixelLimit=(unsigned int)floor(globalScaleFactor*255);　　 ScaleTable=ComputeScaleTable(globalScaleFactor);　　 PixelScaleTable=ComputePixelScaleTable();　　 for(row=0;row＜imageHeight;row=row+PIXEL_RECT_HEIGHT){　　 for(col=0;col＜imageWidth-PIXEL_RECT_WIDTH;col=col+PIXEL_RECT_WIDTH){　　 if(row＞imageHeight-PIXEL_RECT_HEIGHT){ ScalePixelRectangle(col,row,PIXEL_RECT_WIDTH,imageHeight-row,pixelBuffer,ScaleTable,PixelScaleTable,pixelLimit); //短全矩形　　}else{ ScalePixelRectangle(col,row,PIXEL_RECT_WIDTH,PIXEL_RECT_HEIGHT,pixelBuffer,ScaleTable,PixelScaleTable,pixelLimit);//正常全矩形　　 }　　}　　if(col＞imageWidth-PIXEL_RECT_WIDTH){　　 if(row＞imageHeight-PIXEL_RECT_HEIGHT){ ScalePixelRectangle(col,row,imageWidth-col,imageHeight-row,pixelBuffer,ScaleTable,PixelScaleTable,pixelLimit); //短細右上角　　}else{ ScalePixelRectangle(col,row,imageWidth-col,PIXEL_RECT_HEIGHT,pixelBuffer,ScaleTable,PixelScaleTable,pixelLimit); //細端矩形　　}　　 }　　}]]></pre>已經討論和描述了用于優(yōu)化LCD顯示器中圖像的方法和裝置的各種實施例。期望這些實施例或其他根據(jù)本發(fā)明的實施例將應用到使用背光顯示器的許多電子設備。本公開擴展到包括這樣的電子設備以及更具體地由此使用本方法的要素元素或裝備。
本公開意在解釋怎樣形成和使用根據(jù)本發(fā)明的各種實施例，而不是限制其真正的、所需的、公正的范圍和精神。前面的描述不被看作是排他性質的或者將本發(fā)明限制到所公開的精確形式。根據(jù)上面的教導可能進行修改或改變。選擇和描述實施例，用以提供本發(fā)明原理及其實際應用的最佳說明，并使本領域普通技術人員能夠以各種實施例和通過適合于所考慮的具體使用的各種修改來使用本發(fā)明。所有這樣的修改和變化都在本發(fā)明的范圍內，該范圍是由權利要求所限定的，其可以在本專利申請的審批期間進行修改，權利要求還包括其所有等價物，根據(jù)其公正、合法、公平的寬度進行解釋。
權利要求
1.一種用于優(yōu)化在電子設備中使用的顯示圖像的顯示裝置，包括顯示器，用于呈現(xiàn)可視圖像；處理器，用于確定照亮顯示器的背光的強度；和控制器，連接到顯示器和處理器，其中，所述控制器對應于背光強度來優(yōu)化可視圖像。
2.權利要求1的顯示裝置，其中，所述顯示器進一步包括像素陣列，其中，所述可視圖像是通過調節(jié)像素陣列的像素的紅、綠、藍設定之一的等級來優(yōu)化的。
3.權利要求2的顯示裝置，其中，在優(yōu)化可視圖像時，保持像素陣列的像素的色調。
4.權利要求3的顯示裝置，其中，在優(yōu)化可視圖像時，保持像素陣列的像素的飽和度。
5.權利要求2的顯示裝置，其中，與背光強度成反比例地調節(jié)所述紅、綠、藍設定之一的等級。
6.權利要求2的顯示裝置，其中，與背光強度成反比例地調節(jié)所述紅、綠、藍設定之一的等級，直到這些設定之一將超過限值，其中，所述的超過限值的設定之一被設置為最大值，并且對剩余設定使用與所述的超過限值的設定之一的變化成比例的調節(jié)。
7.權利要求2的顯示裝置，其中，與背光強度成反比例地調節(jié)所述紅、綠、藍設定之一的等級，直到這些設定之一將超過限值，其中，調節(jié)背光的強度，直到所述的超過限值的設定之一大約在限值。
8.權利要求2的顯示裝置，其中，所述像素陣列的像素是根據(jù)所述像素上的背光強度調節(jié)的。
9.權利要求1的顯示裝置，其中，所述電子設備是無線通信設備和個人數(shù)字助理之一。
10.權利要求1的顯示裝置，其中，所述控制器根據(jù)固定值查找和實時計算之一，基于背光的強度來優(yōu)化可視圖像。
11.權利要求1的顯示裝置，其中，對應于背光的強度，所述控制器對于進入圖像實時地優(yōu)化可視圖像。
12.權利要求1的顯示裝置，其中，對應于背光的強度，所述控制器在緩沖存儲器中優(yōu)化可視圖像。
13.一種用于響應背光強度的變化而優(yōu)化電子設備的顯示器中的圖像的方法，包括根據(jù)背光強度，確定用來調節(jié)圖像的因子；以及使用所述因子來調節(jié)圖像。
14.權利要求13的方法，其中，確定因子進一步包括確定用來縮放顯示器中像素的亮度的常數(shù)值。
15.權利要求13的方法，其中，確定因子進一步包括確定用來縮放顯示器中像素的亮度以保持像素色調的值。
16.權利要求13的方法，其中，確定因子進一步包括確定用來縮放顯示器中像素的亮度以保持像素飽和度的常數(shù)值。
17.權利要求13的方法，其中，確定因子進一步包括與背光強度的變化成反比例地確定顯示器中像素的紅、綠、藍設定之一的幅度。
18.權利要求13的方法，其中，確定因子進一步包括與背光強度的變化成反比例地確定顯示器中像素的紅、綠、藍設定之一的幅度，除非這些設定之一的幅度超過限值，其中，所述的超過限值的設定之一的幅度被設置為最大值，為剩余設定確定與所述的超過限值的設定之一成正比例的因子。
19.權利要求13的方法，其中，確定因子進一步包括以下之一根據(jù)表查找來確定所述因子；和使用對應于背光強度的值，根據(jù)計算，確定所述因子。
20.權利要求13的方法，其中，優(yōu)化圖像進一步包括根據(jù)顯示器一部分中的背光強度來調節(jié)所述顯示器一部分中的圖像。
全文摘要
描述了一種用于優(yōu)化在電子設備(100)中使用的顯示圖像的顯示裝置(200)、顯示控制器(222)和方法，包括顯示器(208)，用于呈現(xiàn)可視圖像；處理器(212)，用于確定照亮顯示器(208)的背光(216)的強度；和控制器(202)，對應于背光(216)強度來優(yōu)化可視圖像。隨著背光(216)強度降低，增加像素(210)的亮度以在例如降低背光強度來節(jié)省電力的時候補償圖像。還描述了用來補償不均勻背光(216)條件的方法和裝置。
文檔編號H05B37/02GK1886777SQ200480034760
公開日2006年12月27日 申請日期2004年11月18日 優(yōu)先權日2003年11月25日
發(fā)明者丹尼爾·A·林茨梅爾, 羅伯特·J·貝羅, 查爾斯·P·賓策爾, 羅伯特·M·約翰遜, 蒂莫西·M·麥丘恩, 小愛德華·J·尤爾奇克 申請人:摩托羅拉公司