專利名稱：可視數據調節設備及方法
技術領域：
本發明涉及通過調整液晶顯示器(LCD)背光的強度和調節可視信號來 減少功耗的設備和方法；更具體地說，涉及通過調整LCD背景光亮度或強 度，并通過調節可視信號的亮度或對比度使得視頻信號質量的改變最小，來 減少帶有薄膜晶體管液晶顯示器(TFT—LCD)面板的最終用戶終端的功耗的
i殳備和方法。
背景技術：
薄膜晶體管液晶顯示器(TFT—LCD)是在用戶終端，象計算機，例如膝 上型計算機、臺式計算機，工作站和主機，象個人數字助理(PDA),以及象 數據處理和信號處理系統，例如無線通信移動站等中廣泛使用的顯示器件。 不同于陰極射線管(CRT)、等離子顯示器面板(PDP)、場發光顯示器(FED)， LCD是不發光的，這意味著LCD不能用在黑暗的地方。
因此，LCD必需要求背光，而向LCD面板平面發出均勻亮度光的發光 裝置是LCD器件的核心元件。它維持整個LCD面板上光亮度的均勻，并提 供高亮度的可視信號。
但是，背光燈和驅動背光的轉換器電路消耗的功率總量占最終用戶終端 全部功耗的30%左右。簡而言之，背光的使用提高了用戶終端的功耗。因此， 需要調整背光來減少用戶終端中特別是使用有限電源功率的便攜式終端中 的功耗。
如果背光被設置為暗的或關掉，則減少了功耗總量。但是，透射式 TFT-LCD的背光是不可能關掉的。只有透射反射式TFT-LCD可以沒有背光工作。如果不進行適當的可視信號補償，就使可視信號質量嚴重變壞，甚至 在背光強度減少一點的時候。如果背光的亮度減少了一點，那么用戶將對可 視信號的視頻感到不舒服。也就是說，即使背光暗一點也會使用戶很容易感 覺到疲勞，而背光暗太多會使視頻幾乎不會被識別出來。
因此，在減少最終用戶終端功耗的同時，為了不降低可視信號的質量， 就必需要求對由背光變暗引起的亮度損失進行補償。這種補償通過增加可視 信號的亮度或對比亮度來實現。如果改進了可視信號的亮度和對比度，就可 以減少背光的強度。
同時，運動圖像專家組(MPEP)建議了一個新的標準工作項目，即數字
項目適應(digital item adaptation, DIA)。數字項目(DI)表示具有標準表示、識 別和元數據的結構數字對象，而DIA表示通過修改源適應引擎和/或描述符 適應引擎中的DI,來產生適應的DI的處理。
這里，源表示可以4皮單獨識別的項目，如 f見頻或音頻摘錄、以及圖〗象或 文本項目。它還可以表示物理對象。描述符意思是與DI的成分或項目相關 的信息。而且，用戶意味著包括所有的生產者、權利人、分銷商和DI的消 費者。媒體資源是指可以直接數字表達的內容。在該說明書中，術語"內容" 被用于與DI、媒體資源和資源相同的意思。
傳統技術具有這樣的問題，它不能提供單源多用途的環境，即在其中， 通過使用每個最終用戶終端的背光強度信息， 一個可視信號可以被調節并使 用在不同的使用環境中，例如消耗可視信號的使用環境。
這里，"單源"表示在多媒體源中產生的內容，而"多用途"的意思是各種 最終用戶終端消耗適合每個使用環境的"單源"。
單源多用途是有優勢的，因為通過使僅僅一個內容適應不同的使用環 境，它就能僅僅一個內容l是供多樣化內容。因此，在內容的才是供者方面，它 可以減少產生和傳輸多個內容以使可視信號匹配各種級別背光強度的高成 本。在內容的消費者方面，當調節了最終用戶終端的背光強度時，單源多用 途使他們消費適合調整后背光強度級別的內容。
傳統的技術沒有利用單源多用途環境的優勢，即使在能支持單源多用途 環境的通用多媒體接入(UMA)環境中。也就是說，傳統的技術不考慮使用環 境而無區別地發送內容。這就意味著用戶自己應該建立可視信號的亮度或對 比度，以補償由最終用戶終端背光強度的減少而引起的、在可視信號亮度上的損失。
如果考慮到各種使用環境，多媒體源提供了多媒體內容以克服傳統技術 的問題，并支持單源多用途環境，那么，在產生和傳輸內容時將有更多的負載。
發明內容
因此本發明的 一 個目的是提供一種通過減少最終用戶終端的背光強度， 并通過調節可視信號的亮度或對比度使得視頻信號質量的改變最小，來減少
帶有液晶顯示器(LCD)面板的最終用戶終端功耗的設備和方法。
依據本發明的一個方面，提供一種控制LCD的背光并處理視頻的設備， 包括產生單元，用于產生調節后的背光強度信息，以減少帶有LCD的最 終用戶終端的功耗；調節單元，用于根據背光強度信息來調節可視信號的亮 度和/或對比度，并將調整后的可視信號顯示在LCD上。
依據本發明的一個方面，提供一種控制LCD的背光并處理視頻的方法， 包括步驟a)產生調節后的背光強度信息，以減少帶有LCD的最終用戶終 端的功耗；以及b)根據背光強度信息來調節可視信號的亮度和/或對比度， 并將調整后的可視信號顯示在LCD上。
根據本發明的一個方面，提供一種可視數據調節方法，包括步驟基于 用戶終端中的顯示設備的顯示器能力信息調節可視數據；輸出調節后的可視 數據，其中，所述顯示器能力信息被分層構造，以包括背光亮度信息作為該 顯示器能力信息的子元素，并且所述背光亮度信息被描述為范圍從最低可能 值到最高可能值的數值。
其中所述可視數據是像素的RGB數據。所述調節為通過移位RGB 值、控制可視信號的亮度或對比度、彎曲直方圖、彎曲YUV空間的直方圖、 或者彎曲色度、強度與飽和度HIS空間的強度，來根據背 亮度信息控制可 視數據的像素值。根據從用戶終端發送的調整后的可視數據來調整所述背光 亮度信息。
根據本發明的一個方面，提供一種可視數據調節設備，包括調節裝置， 用于基于用戶終端中的顯示設備的顯示器能力信息調節可視數據；以及輸出 裝置，用于輸出調節后的可視數據，其中，所述顯示器能力信息被分層構造， 以包括背光亮度信息作為該顯示器能力信息的子元素，并且所述背光亮度信息被描述為范圍從最低可能值到最高可能值的數值。
其中，所述可視數據是像素的RGB數據。所述調節裝置通過移位RGB 值、控制可視信號的亮度或對比度、彎曲直方圖、彎曲YUV空間的直方圖、 或者彎曲色度、強度與飽和度HIS空間的強度，來根據背光亮度信息控制可 視數據的像素值。根據從用戶終端發送的調整后的可視數據來調整所述背光 亮度信息。
本發明的設備和方法可以減少通過LCD消費內容的最終用戶終端的背 光強度，并通過增加可視信號的亮度或對比度，以使可視信號的像素值適應 調整后的背光強度。這樣就減少了最終用戶終端的功耗，并且用戶幾乎不能 識別出視頻質量差別，因為增加了可視信號的亮度或對比度，盡管背光強度 被減少了 。
而且本發明的設備和方法還可以提供單源多用途環境，其中 一個內容被 適應和使用在不同的使用環境中。這是因為視頻調節設備使得可視信號的亮 度或對比度適應最終用戶終端調整后的背光強度，并將調節適應后的可視信 號發送給最終用戶終端。
從結合附圖對本發明優選實施例的下述說明中，本發明的上述和其它目 的和特征將變更更加明顯，其中
圖1是說明依據本發明的背光強度的調整和可視信號的調節的示圖2是表示依據本發明 一個實施例，根據調節后的背光強度來調節可視 信號像素值的視頻調節設備的方框圖3表示根據可擴展標記語言模式描述(XSD)，表達背光強度信息結構 的短語描述的示例；
圖4表示依據本發明一個實施例，最終用戶終端將調整后背光強度信息 發送給帶有視頻調節設備的節點系統，并接收調節后可視信號的處理的示 圖5是依據本發明另一個實施例，帶有視頻調節設備的最終用戶終端動 態地調整背光強度的處理的示圖；以及
圖6是描述在圖2的視頻調節設備中所執行的視頻調節處理的流程圖。
具體實施例方式
以下的描述僅舉例說明了本發明的原理。即使在本說明書中沒有將其說 明或描述得更清楚，本領域的普通技術人員也能體會到本發明的原理，并能 在本發明的概念和范圍內發明各種設備。
在本說明書中提到的有條件的術語和實施例只是想使本發明的概念更 容易理解，但它們并不局限于本說明書所提到的實例和條件。
另外，關于本發明原理、觀點、實施例和特定實施例的所有詳細的說明 應該理解為包括與其等效的結構和功能方面。這些等效不只包括目前已知的 等效，還包括將來開發出的等效，也就是，包括發明出的執行相同功能的所 有設備，而不管它們的結構。
例如，本發明的方框圖應該理解為，表示了具體表達本發明原理的實例 電路的概念性觀點。相似地，所有以下的圖表、狀態轉換圖、偽代碼等都可 以被充分表示在計算機可讀介質中，無論計算機或處理器是否在該說明書中 有顯著的描述，它們應被理解為表示了由計算機或處理器執行的處理。
在附圖中表示的各種設備的功能，包括表達為處理器或相似概念的功能 塊，不僅可以通過使用專用硬件來提供，而且還可以通過使用能夠運行適當 軟件的硬件來提供。當功能是由處理器提供時，提供者可以是單一專用處理 器，單一共享處理器，也可以是多個單個處理器，而其中一部分可以被共享。
術語"處理器"、"控制"或相似概念的明顯使用，不應理解為專指能運行 軟件的一件硬件，而應理解為包括數字信號處理器(DSP)、硬件，以及保存
軟件的ROM、 RAM和非易失存儲器。也可以包括已知的和通常使用的硬件。 在本說明書的4又利要求中，元件^皮表示為執行詳細說明書中所說明功能 的裝置，意在于該元件包括執行包括了所有格式軟件功能的所有方法，例如 執行該功能的電路組合、固件/微碼等。為了執行希望的功能，該元件與適 當的電路相結合以執行軟件。由權利要求定義的本發明包括用于執行特定功 能的不同的裝置，并且這些裝置以權利要求所要求的方法相互連接。因此， 應該理解能提供該功能的任何裝置都等同于本說明書中所想出的。
參考附圖，從對本發明實施例的以下說明中，本發明的其它目的和方面 變得更加清楚。相同的附圖標記表示相同的元件，盡管元件會出現在不同的
模糊，那么將省略其i兌明。在此之后，將對本發明的優選實施例進行詳細i兌明。
圖l是表示依據本發明，背光強度調整和可視信號調節的示圖。 由可視信號要求的顏色被顯示為背光，它是白色光源，并穿過液晶顯示 器(LCD)面板。可視信號的像素值具有在組成白色光源的光中有多少和哪個
光應該被發送的信息。當背光強度減少時，LCD將變暗。但是，如果通過
視頻處理將可視信號的亮度或對比亮度調整為所減小的背光強度，用戶就幾 乎不能識別原始的可視信號和調整后的可視信號之間的差別。也就是說，雖 然背光強度被減少了，并且最終用戶終端的功耗減小了，但是可視信號的品
質沒有變壞。這是因為，當將背光的亮度從原來的值Y調整到值Y'時，可 視信號的像素值被從原來的像素值RGB調節為值rgb，使得由用戶根據值Y 的RGB像素值識別的可視信號和由用戶根據值Y'的rgb像素值識別的可視 信號之間幾乎沒有差別。
圖2是表示依據本發明的一個實施例，根據調整后背光強度來調節可視 信號像素值的視頻調節設備的方框圖。如附圖中所示，視頻調節設備100包 括調節單元103,以及使用環境信息管理單元107。視頻調節設備100可以 提供在視頻處理系統中。
視頻處理系統包括帶有LCD的計算機，如膝上型計算機、筆記本計算 機、臺式計算機、工作站、主機以及其它類型的計算機。視頻處理系統還包 括各種數據處理或信號處理系統，如個人數據助理(PDA)和無線通信移動站。
還有，視頻處理系統可以是形成網絡路徑的所有節點系統中的任何 一種 系統，例如，多媒體源節點系統、多媒體中繼節點系統和最終用戶終端。
可視數據源單元101接收從多媒體源產生的可視數據。可視數據源單元 101可以包括在多媒體源節點系統中，或包括在多媒體中繼節點系統中，或 接收通過有線/無線網絡從多媒體源節點發送的可視數據的最終用戶終端中 (參看圖4)。這里，可視數據包括視頻數據、圖像和圖表。
調節單元103從可視數據源單元101接收可視信號，并根據最終用戶終 端的背光強度信息，通過使可視信號的像素值適當地適應調整后的背光強 度，來調節可視數據的像素值，其中所述最終用戶終端的背光強度信息由使 用環境信息管理單元107提前描述了。
通過移位RGB值、控制可視信號的亮度或對比度、彎曲(warping)直方 圖、彎曲YUV空間的直方圖、或者彎曲色度和強度與飽和度(HIS)空間的強度，可使這些像素值適應調整后的背光強度。YUV是一個縮寫詞，用來表 示在視頻系統中信號亮度和色度的差別。這里，Y代表信號亮度信號，而U
號B-Y和R-Y被處理并用來調制U和V軸上的PAL子載波。
同時，根據將被控制的一種像素值，通過在解碼壓縮的可視數據之后調
節可視信號的像素值，或通過只調節壓縮的可視信號的離散余弦變換(DCT)
的系數，就可以控制可視信號的亮度/對比度。
如果可視信號具有少量的飽和像素，那么，在可視信號亮度上的變化幾
乎不會使得原始圖像失真。在這種情況下，由于總的變化范圍較小，所以會
有少量功率增加。
同時，在可視信號對比度上的變化，如亮度直方圖均衡，將會使原始圖 像失真。但是，如果原始圖像的顏色無關緊要，就可以在對比度上做更多的 改變。
通過控制背光的色度、飽和度和強度，就可以做更精細的顏色直方圖伸 展。在個人計算機(PC)視窗系統中，可以為視力缺陷者使用高對比度顏色設置。
使用環境信息管理單元107從最終用戶終端獲得調整后的背光強度信 息，然后預先說明并管理它。
例如，根據擴展標記語言模式定義(XSD)，可以表達背光強度信息的語 法，如下所述。
<element name=〃Backlight〃 type = "mpeg7: ZeroToOne〃/〉
依據上述語法，背光強度是在一個從O.O到1.0范圍內的值，0.0表示沒
有背光，i.o表示最大的背光強度。
圖3表示根據XSD的表達背光強度信息結構的語法實例。這里，背光 強度信息包含在關于最終用戶終端顯示器能力的描述信息中 ('DisplayCapabilitiesType(顯示器能力類型)，)。參考圖3，'背光亮度，與上述 背光強度信息語法中的'背光'是一個意思。它說明顯示器背光亮度的總量。 簡而言之，在帶有LCD面板的最終用戶終端中使用的背光強度的描述可以 被用來使調節單元103改進可視信號的亮度或對比度，然后，將調節后的可 視信號發送給最終用戶終端。按照這種方式 用戶可以在低背光強度之下， 實踐具有未損壞品質的DI 。從最終用戶終端獲得的背光強度信息可以由用戶直接設置，或者由最終
用戶終端動態設置。換句話說，由于最終用戶終端根據RGB值確定可減少 的背光強度(AY),即要發送給最終用戶終端的可視信號的信息，所以可以動 態地獲得調整后的背光強度信息(參看圖5)。
可視數據輸出單元105輸出由調節單元103調節的可視數據。被輸出的 可視數據可以發送給最終用戶終端的視頻播放器，或者發送給多媒體中繼節 點系統，或者通過有線/無線網絡發送給最終用戶終端。
如上所述，包括視頻調節設備100的視頻處理系統可以是形成網絡路徑 的節點系統。例如，如果視頻調節設備100被提供給多媒體源節點系統并運 行，那么它將從最終用戶終端接收所調整后的背光強度信息，使可視信號適 應于通過LCD消費內容的最終用戶終端的調整后的背光強度，并將調節適 應后的可視信號發送給最終用戶終端。如果最終用戶終端使用視頻點播 (VOD)服務，那么，最終用戶終端的調整后的背光強度信息將被發送給VOD 服務器，并且，接收帶有調節后亮度或對比度的可視信號。
圖4是表示依據本發明一個實施例，最終用戶終端將調整后的背光強度 信息發送給節點系統，即被提供有視頻調節設備100的DIA服務器420，并 接收調節后可視信號的處理的示圖。如附圖所示，在最終用戶終端410中， 當背光亮度從初始值Y到值Y'減少AY時，最終用戶終端410將關于背光 亮度變化的信息發送給節點系統420，并從節點系統420接收與調整后的背 光亮度適應的可視信號。
圖5是表示依據本發明另一個實施例，帶有視頻調節設備的最終用戶終 端510動態地調整背光強度的處理的示圖。參考該附圖，當最終用戶終端 510根據可視信號信息，即RGB值，確定可減小的背光強度(AY)時，背光 強度減小到最小值。因此，可視信號的像素值被從RGB調整到rgb。
圖6是說明在圖2的視頻調節設備100中執行的視頻調節處理的流程 圖。參考該附圖，在步驟S601，隨著使用環境信息管理單元107從最終用 戶終端獲得所調整后的背光強度的信息，并提前說明它，就開始了本發明的 處理。
隨后，在步驟S603中，可視數據源單元101接收可視信號。然后，在 步驟S605中，調節單元103通過利用在步驟S601中說明的調整后的背光強 度信息，調節所接收的可視信號以適應最終用戶的終端調節后的背光強度。在步驟S607中，可視數據輸出單元105輸出在步驟S605中所調整的可視信 號。
如上所述，根據所調整的背光強度信息來調節可視信號的亮度或對比度 以減小最終用戶終端的功率損耗，并將所調節后的可視信號發送給最終用戶 終端，本發明的技術使用戶實踐了具有未損壞質量的可視信號。
它可以根據調整后的背光強度信息使可視信號適應不同背光強度，然后 將調節后的可視信號發送給最終用戶終端以減小最終用戶終端的功耗，從而 提供單源多用途環境。
雖然關于特定的優選實施例對本發明進行了說明，但是，本領域的普通 技術人員會明白，不脫離本發明所附權利要求所定義的范圍，可以做各種改 變和^務改。
權利要求
1.一種可視數據調節方法，包括步驟基于用戶終端中的顯示設備的顯示器能力信息調節可視數據；輸出調節后的可視數據，其中，所述顯示器能力信息被分層構造，以包括背光亮度信息作為該顯示器能力信息的子元素，并且所述背光亮度信息被描述為范圍從最低可能值到最高可能值的數值。
2. 如權利要求1所述的可視數據調節方法，其中，所述可視數據是像 素的RGB數據。
3. 如權利要求1所述的可視數據調節方法，其中，所述調節為通過 移位RGB值、控制可視信號的亮度或對比度、彎曲直方圖、彎曲YUV空間 的直方圖、或者彎曲色度、強度與飽和度HIS空間的強度，來根據背光亮度 信息控制可視數據的像素值。
4. 如權利要求1所述的可視數據調節方法，其中，根據從用戶終端發 送的調整后的可視數據來調整所述背光亮度信息。
5. —種可視數據調節設備，包括調節裝置，用于基于用戶終端中的顯示設備的顯示器能力信息調節可視 數據；以及輸出裝置，用于輸出調節后的可視數據，其中，所述顯示器能力信息被 分層構造，以包括背光亮度信息作為該顯示器能力信息的子元素，并且所述 背光亮度信息被描述為范圍從最低可能值到最高可能值的數值。
6. 如權利要求5所述的可視數據調節設備，其中，所述可視數據是像 素的RGB數據。
7. 如權利要求5所述的可視數據調節設備，其中，所述調節裝置通過 移位RGB值、控制可視信號的亮度或對比度、彎曲直方圖、彎曲YUV空間 的直方圖、或者彎曲色度、強度與飽和度HIS空間的強度，來根據背光亮度 信息控制可視數據的像素值。
8. 如權利要求5所述的可視數據調節設備，其中，根據從用戶終端發 送的調整后的可視數據來調整所述背光亮度信息。
全文摘要
提供一種可視數據調節方法和設備。所述方法包括步驟基于用戶終端中的顯示設備的顯示器能力信息調節可視數據；輸出調節后的可視數據，其中，所述顯示器能力信息被分層構造，以包括背光亮度信息作為該顯示器能力信息的子元素，并且所述背光亮度信息被描述為范圍從最低可能值到最高可能值的數值。
文檔編號G09G3/20GK101661710SQ200910170628
公開日2010年3月3日 申請日期2003年4月25日 優先權日2002年4月26日
發明者南鎬, 張來赫, 洪鎮佑, 趙南翊, 金萬培, 金在俊, 金海光, 金炯中, 金鎮雄, 金鱗澈 申請人:韓國電子通信研究院