CN101241688B

CN101241688B - 低功率驱动设备和方法

Info

Publication number: CN101241688B
Application number: CN2008100086990A
Authority: CN
Inventors: 李承信; 朴斗植; 金仁智
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2007-02-07
Filing date: 2008-02-05
Publication date: 2012-01-04
Anticipated expiration: 2028-02-05
Also published as: KR100855472B1; EP1956584B1; US20080186393A1; KR20080073957A; CN101241688A; US20120044274A1; EP1956584A3; US8063871B2; EP1956584A2; JP2008191663A; JP5508679B2

Abstract

提供了一种低功率驱动设备和方法。所述低功率驱动设备包括：照度检测模块，检测照度；最小可感知亮度确定模块，确定与检测到的照度相应的具有非线性特性的最小可感知亮度；驱动功率水平确定模块，基于确定的最小可感知亮度确定功率水平；和驱动模块，根据确定的驱动功率水平显示图像输入。

Description

低功率驱动设备和方法

本申请要求于2007年2月7日在韩国知识产权局提交的第2007-12852号韩国专利申请的利益，该申请完全公开于此以资参考。

技术领域

本发明的多方面涉及一种低功率驱动设备和方法，更具体地讲，涉及一种可通过基于周围条件动态控制显示监视器的亮度来减小驱动功率的低功率驱动设备和方法。

背景技术

个人便携式终端(例如，移动电话或PDA)由于包括便携性、移动性等优点向用户提供前所未有的便利。然而，在这方面，由于这些特点必须使个人便携式终端所消耗的功率最小化。

例如，在形成个人便携式终端的多个部件中，用于供应光源以显示图像的部件(例如背光单元)消耗个人便携式终端所消耗的大部分功率。在这种情况下，通过减小背光单元所消耗的功率，并通过对图像信息进行数字化处理来对减小的功耗所导致的亮度降低率进行补偿，从而在保持用户所感知的图像的整体亮度的同时实现个人便携式终端的低功率驱动效果。

同时，由于这种特性导致个人便携式终端被暴露在各种条件下，所以即使背光单元连续供应具有恒定幅度的光，即显示监视器的亮度一致，依据周围照度，用户也可能不同地感知显示监视器上出现的图像的亮度。因此，图像的视觉感知可能降低，并且由于不必要的高亮度导致了功耗。

因此，需要一种即使当周围照度改变时也能在以最小水平保持图像的亮度的同时实现低功耗驱动效果的个人便携式终端。

发明内容

本发明的多方面涉及可通过基于周围条件动态控制显示监视器的亮度来减小在移动装置的受限制的电源条件下的驱动功率的低功率驱动。

本发明的多方面还涉及可通过基于图像内容以及周围条件动态控制显示监视器的亮度来减小在移动装置的受限制的电源条件下的驱动功率的低功率驱动。

根据本发明的一方面，一种低功率驱动设备包括：照度检测模块，检测照度；最小可感知亮度确定模块，确定与检测到的照度相应的具有非线性特性的最小可感知亮度；驱动功率水平确定模块，基于确定的最小可感知亮度确定功率水平；和驱动模块，根据确定的驱动功率水平显示图像输入。

根据本发明的一方面，一种低功率驱动方法包括：检测照度；确定与检测到的照度相应的具有非线性特性的最小可感知亮度；基于确定的最小可感知亮度确定功率水平；和根据确定的驱动功率水平显示图像输入。

本发明的其他方面和/或优点将在下面的描述中被部分地阐述，并根据描述将部分清楚，或可通过实施本发明而被获知。

附图说明

从下面结合附图对本发明实施例的描述，本发明的以上和/或其他方面和优点将变得清楚，并更容易理解，其中：

图1是根据本发明一方面的低功率驱动设备的框图；

图2是示出根据本发明一方面的低功率驱动方法的流程图；

图3是示出根据本发明一方面的关于周围照度的显示监视器的亮度的曲线；

图4示出根据本发明一方面的查找表；

图5是根据本发明另一方面的低功率驱动设备的框图；

图6是根据本发明另一方面的低功率驱动设备的框图；

图7是示出根据本发明一方面的任意输入图像的示例性亮度直方图的示图；

图8是根据本发明一方面的每一图像类的特征的代表性亮度直方图；

图9是示出根据本发明一方面的使用色调映射函数(TMF)的亮度变化的图解表示；

图10示出根据本发明一方面的分配给构成输入图像的各个像素的可变增益值；和

图11是示出根据本发明一方面的图像处理过程的流程图。

具体实施方式

现在将阐述本发明的实施例，其示例在附图中示出，其中，相同的标号始终表示相同的部件。以下将通过参照附图来描述所述实施例以解释本发明。

以下将参照根据本发明多方面的方法的流程图来描述本发明。应该理解，可通过计算机程序指令来实现流程图的每一方框以及流程图中方框的组合。可将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器，以创建用于实现在流程图的一个方框或多个方框中指定的功能的设备。

还可将这些计算机程序指令存储在计算机可用或计算机可读存储器中，所述计算机可用或计算机可读存储器可指示计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式运行，以使所述指令实现在流程图的一个方框或多个方框中指定的功能。

还可将计算机程序指令加载到计算机或其他可编程数据处理设备，以使得一系列的操作在计算机或其他可编程设备上被执行，从而产生用于实现在流程图的一个方框或多个方框中指定的功能的计算机实现的处理。

另外，流程图的每一方框可表示模块、代码段或代码的一部分，其可包括一个或多个用于实现特定逻辑功能的可执行指令。还应该注意，在其他实现中，在方框中提到的功能可以以不同于提到的顺序出现，或出现在不同配置的硬件和软件中。例如，根据所涉及的功能，连续显示的两个方框实际上可能被基本上同时执行，或者所述方框有时可能以相反的顺序被执行。

图1是根据本发明一方面的低功率驱动设备的框图。

参照图1，低功率驱动设备100(例如，便携式移动装置)包括：照度检测模块110、驱动功率水平确定模块120、最小可感知亮度确定模块130、驱动模块140和显示模块150。

照度检测模块110检测低功率驱动设备100所在位置的照度。为此，照度检测模块110可包括光传感器，例如光电二极管、光电晶体管或光导体(photo-conductor)。

驱动功率水平确定模块120基于由检测的照度所确定的最小可感知亮度来确定驱动功率水平。驱动功率水平可以是用于显示图像的光源的强度。

基于检测的照度，最小可感知亮度确定模块130确定在当前放置低功率驱动设备100的条件下用户感知的最小亮度。然后，将确定的最小可感知亮度提供给驱动功率水平确定模块120以控制驱动功率。

驱动模块140根据由驱动功率水平确定模块120确定的驱动功率水平供应用于显示图像的光源。驱动模块140可以是提供用于显示图像的光源的部件，例如背光单元。

显示模块150使用从驱动模块140供应的光源来显示图像。

现在将参照图2详细描述在图1中显示的多个模块中的操作。

首先，在操作S210，照度检测模块110检测低功率驱动设备100所在的位置的照度，然后，检测的照度信息被供应给驱动功率水平确定模块120。

在操作S220，驱动功率水平确定模块120将照度信息供应给最小可感知亮度确定模块130，最小可感知亮度确定模块130通过使用供应的照度信息确定最小可感知亮度。尽管图1显示最小可感知亮度确定模块130从驱动功率水平确定模块120接收照度信息，但是本发明并不限于示出的示例，最小可感知亮度确定模块130可直接从照度检测模块110接收照度信息。

最小可感知亮度确定模块130如下确定最小可感知亮度。

本发明是基于如下构思：可依据人类视觉特性根据周围照度自适应地控制显示监视器的亮度。

根据对人类视觉亮度感知的研究，例如在下面的文章中所教导的，由作者H.-W.Bodmann、P.Haubner和A.M.Marsden、于1979年在日本京都的第19届国际照度委员会的会议录的第99-102页、并于1980年在SiemensForschungs-und Entwicklungsberichte第6刊第9卷第315-318页中再版、标题为″A Unified Relationship between Brightness and Luminance″的文章，人感知的图像亮度(即感知的亮度)可被粗略地表示为图像亮度驱动功率的指数函数。具体地讲，如等式1所示，发现感知的亮度可被建模为与周围照度以及图像亮度有关的函数：

B＝C_T(φ)Lⁿ _T-S₁(φ)Lⁿ _u-C_T(φ)S_o(φ) (1)

在等式(1)中，n＝0.31±0.03，φ是视角，C_T(φ)、S₁(φ)和S_o(φ)是由视角确定的常数。这里，亮度B是任意设置的值，假定当L_T＝L_u＝300cd/m²时，亮度被设置为100。

当用户感知的图像亮度的指数被固定时，可通过使用等式(1)来获得取决于周围照度的图像亮度的函数。可推导出，在等式(1)中，在具有给定的周围照度等级的给定的图像亮度等级处感知相同的图像亮度等级。

在等式(1)中，假定L_T表示由驱动模块140提供的光源的亮度，L_u表示周围照度，可通过将B设置为常数使用等式(2)来获得用于保持在相同等级感知的亮度标(brightness scale)的L_T和L_u之间的关系：

L_{T} = {(\frac{S_{1} (φ)}{C_{T} (φ)} {L^{n}}_{u} + S_{o} (φ) + \frac{B}{C_{T} (φ)})}^{\frac{1}{n}} - - - (2)

在等式(2)中，不考虑显示监视器的图像亮度标特性和用户的可容许的界限，即用户可感知的亮度程度。在实际中，当允许用户选择关于诸如LCD或OLED的显示监视器的最高可允许最小亮度的选项时，由于取决于在显示监视器上施加的外部光的照度和效果的人类视觉自适应特性，导致获得与上述建模中的结果不同的结果。

换句话讲，在暗房间条件下，用户甚至对比提出的模型暗的屏幕表现出满意的感知等级，并且最小可感知亮度随照度变亮而增加。通过使用这些用户感知特性，本发明提出了用于保持最小可感知亮度的模型，如等式(3)所示：

L_{T} = {(C_{1} E_{u}^{n} + C_{2})}^{\frac{1}{n}} - - - (3)

其中，E_u表示周围照度，L_T表示满足最小可感知亮度的显示监视器的亮度，即由驱动模块140供应的亮度。另外，C₁和C₂可通过暗和亮房间条件下的用户实验来确定。例如，可通过允许用户调整暗房间条件下和亮办公室条件下的显示监视器的亮度(例如，大约1,000lux)来确定C₁*EQUATION*和C₂*EQUATION*。

图3示出通过使用等式(3)使用在暗房间条件和办公室条件下的最小可感知亮度而产生的曲线的示例。

在图3中，横轴表示由照度检测模块110检测的周围照度的值，纵轴表示与周围照度相应的显示监视器的照度的值。

在LCD的情况下，显示监视器具有亮度和驱动功率之间的线性关系。因此，可通过获得纵轴的亮度值与最大亮度的比来获得与周围照度相应的背光单元的驱动功率。即使显示监视器的亮度和驱动功率之间的关系不是线性的，也可通过对显示监视器进行功率与亮度建模来容易地获得功率减小。

当将功率与亮度建模应用于LCD时，功率与亮度建模可被用于控制LCD的背光单元。当将功率与亮度建模应用于OLED(其是代表性的自发光显示器之一)时，通过提出用于根据照度使每一像素的亮度变暗的标准，功率与亮度建模使在利用移动装置条件下响应于周围照度的低功率驱动成为可能。

在最小可感知亮度确定模块130对显示监视器亮度执行操作的同时，即在通过使用等式(3)确定用户最小可感知亮度时，最小可感知亮度确定模块130可将关于周围照度的亮度信息存储在查找表(LUT)中，从而减小运算量并增加算法效率。

存在多种形成LUT的方法。在本发明中，如图4所示，周围照度的间隔被非线性地划分，以被不同地应用于需要精细调整的低照度条件和检测亮度的极少变化的高照度条件，如表1所示来存储结果。

表1

周围照度(lux)	亮度(cd/m²)
		0	72
8	94
		...	...
48	112
		...	...
1008	200
		1016	200

一旦以这种方式确定了最小可感知亮度，在操作S230，驱动功率水平确定模块120确定与确定的最小可感知亮度相应的驱动功率水平。为此，如表2所示，以查找表的形式预先存储与最小可感知亮度相应的背光单元的亮度值以及与亮度相应的驱动功率水平，并且驱动功率水平确定模块120可确定响应于亮度的驱动功率水平(％)。

表2

亮度(cd/m²)	驱动功率水平(％)
		72	36
94	47
		...	...
108	54
		112	56
...	...
		200	100

例如，参照表1和表2，当周围照度是48lux时，显示监视器亮度是112cd/m²，并且最大显示监视器亮度是200cd/m²，驱动功率水平是56％。因此，可实现功率减小44％(＝100-56)。尽管图1显示驱动功率水平确定模块120和最小可感知亮度确定模块130相互分开，但是两模块可用作单个模块，并且表1和表2中示出的结果可被存储在集成表中，所述集成表使得与周围照度相应的驱动功率水平被确定。

在操作S240，驱动模块140根据确定的驱动功率水平提供用于显示图像的光源。在操作S250，显示模块150通过使用提供的光源显示图像。

在使用等式(3)实时控制驱动模块140的功率水平的情况下，显示监视器的亮度根据照度输入实时变化。

然而，如果用户使用具有照度传感器的便携式移动装置，则检测的周围照度值依据携带角度和细微运动而在任何时间变化。因此，在显示监视器中可能发生不希望的闪烁现象。

因此，有必要通过适当地扩展照度改变的范围和照度随时间的变化来控制闪烁现象。

为了控制闪烁现象的发生，如图5所示，提供运动均值确定模块115以确定由照度检测模块110检测并以合适的时间间隔采样的照度值的运动均值。基于运动均值确定的产生的值，可通过使用等式(3)或相应的查找表来确定显示监视器上用户允许的最小可感知亮度。

如图5所示的其他模块与图1所示的模块可以基本相同。

另外，由最小可感知亮度确定模块130确定的最小可感知亮度的值可经受运动均值确定以防止另外的闪烁。为了实现该目的，最小可感知亮度确定模块130或驱动功率水平确定模块120可执行运动均值确定。

如上所述，另一方面，可通过确定用户最小可感知亮度并基于确定的用户最小可感知亮度调整功率水平来减小功耗。还可通过使用输入图像的特性来减小功耗。图6中示出了用于实现这种功能的低功率驱动设备。

参照图6，根据本发明另一方面的低功率驱动设备600包括：第一调整设备601，根据周围照度调整驱动功率；和第二调整设备611，通过基于关于输入图像的图像信息调整图像信号值来调整驱动功率。另外，低功率驱动设备600包括：最终功率减小量确定模块630、驱动模块640和显示模块650。驱动模块640和显示模块650分别对应于图1中示出的驱动模块140和显示模块150。

另外，第一调整设备601包括：照度检测模块603、驱动功率水平确定模块605、最小可感知亮度确定模块607和第一功率减小量确定模块609。这里，照度检测模块603、驱动功率水平确定模块605和最小可感知亮度确定模块607分别对应于图1中所示的亮度检测模块110、驱动功率水平确定模块120和最小可感知亮度确定模块130。

第一功率减小量确定模块609基于由驱动功率水平确定模块605确定的驱动功率水平来确定与消耗功率和最大功率的比相应的值α(0＜α＜1)。

第二调整设备611包括：图像输入模块613、图像信息采样模块615、图像转换模块617和第二功率减小量确定模块619。

图像输入模块613接收图像，并将该图像供应给图像信息采样模块615。

图像信息采样模块615对接收的图像的图像信息进行采样，并基于采样的图像信息来识别图像特征。

图像转换模块617基于识别的特征来转换图像输入，并将其输出到显示模块650。

第二功率减小量确定模块619基于由图像信息采样模块615识别的图像特征来确定与消耗功率和最大功率的比相应的值β(0＜β＜1)。

最终功率减小量确定模块630基于由第一功率减小量确定模块609确定的α值和由第二功率减小量确定模块619确定的β值来获得最终消耗的驱动功率与最大功率的比αβ，然后计算最终功率减小(1-αβ)。因此，驱动模块640将驱动功率减小了1-αβ的量，然后将与减小量相应的光源提供给显示模块650。

以下，将详细描述使用图像信息实现低功率驱动的方法。

首先，图像信息采样模块615根据输入图像的亮度分布将输入图像分成预定数量的图像类。详细地讲，将输入图像分成在具有不同特征的图像类中其特征与输入图像的亮度直方图特征最相似的预定数量的图像类。

这里，所述图像类表示代表各个图像的亮度分布特征的模型，图像类的类型和数量可以预先定义。

为了产生用于输入图像的亮度分布的亮度直方图，必须获得输入图像的各个像素的亮度值。在实施例中，为了获得亮度值，图像信息采样模块615可使用如等式(4)所示的NTSC(国家电视***委员会)标准公式：

Y＝0.288R+0.576G+0.114B (4)

其中，R、G和B表示将被计算亮度值的目标像素的红、绿和蓝分量值，Y表示目标像素的亮度值。

当表示输入图像的颜色是基于RGB颜色空间时，可使用等式(4)。如果表示输入图像的颜色是基于另一颜色空间，则可使用其他方法来获得亮度值。另外，由于本发明不限于获得亮度值的方法，所以即使输入图像是基于RGB颜色空间，也可使用除了NTSC标准公式之外的获得亮度值的方法。如果输入图像是基于包含颜色空间的亮度值，则可跳过获得亮度值的处理。

图7是示出根据本发明的一方面的任意输入图像的示例性的亮度直方图的示图，其中，横轴表示亮度直方图的亮度值。例如，如果输入图像是8比特图像，则亮度值可以具有从0到255的值。同时，亮度直方图的纵轴表示与每一亮度值相应的像素出现次数。这里，像素出现次数对应于输入图像中具有各个亮度值的像素的数量。

如果产生了输入图像的亮度直方图，则图像信息采样模块615对产生的亮度直方图的特征进行采样。

亮度直方图的特征是可用于确定输入图像属于哪一图像类的参数。可从亮度直方图对多个特征进行采样。当设计低功率驱动设备600时可确定使用哪些参数作为亮度直方图的特征。

将参照图7来描述根据本发明的一方面的表示亮度直方图的特征的参数。

如图7所示，可将亮度范围分成低亮度带、中亮度带和高亮度带。这里，亮度范围表示由像素表示的色调的数量。例如，构成8比特图像的每一像素可具有0到255范围内的亮度值，所以8比特亮度的范围可以是0到255。

可在通过初步实验最能表示亮度直方图的特征的位置设置各个亮度带之间的边界。例如，可在低于亮度范围25％(对于8比特图像，亮度值中的63)处设置低亮度带和中亮度带之间的边界(L)。可在高于亮度范围25％(对于8比特图像，亮度值中的191)处设置中亮度带与高亮度带之间的边界(H)。

表示亮度直方图的特征的参数的示例包括：HighSUM、LowSUM、MiddleSUM、Mean、ZeroBin、Dynamic Range(“DR”)等。

“HighSUM”表示高亮度带中包括的像素数，“LowSUM”表示低亮度带中包括的像素数，“MiddleSUM”表示中亮度带中包括的像素数。“Mean”表示构成输入图像的所有像素的亮度值的均值(以下，将被称为平均亮度值)。

“DR”表示在亮度直方图中亮度值的动态范围，并可被定义为Max-Min。这里，Max是与这样一种情况相应的亮度值：以升序在亮度直方图中各个亮度值出现次数的和变成亮度直方图整个面积的1％。Min是与这样一种情况相应的亮度值：以降序在亮度直方图中各个亮度值出现的和变成亮度直方图整个面积的1％。

例如，在图7所示的亮度直方图中，如果第一区域710的面积是整个亮度直方图面积的1％，则Max等于Y1；如果第二区域720的面积是整个亮度直方图面积的1％，则Min等于Y2。在这种情况下，亮度直方图的DR可以是Y1-Y2。

“ZeroBin”表示在亮度范围中亮度值小于的参考值的各个像素的数量，所述参考值被设置为属于中亮度带的各个亮度值的平均亮度值的10％。

以这种方式，分析亮度直方图特征，并选择具有与输入图像最相似的特征的图像类。图8中显示了根据本发明的一方面的可表示图像类的特征的亮度直方图(以下，将被称为代表性直方图)。

现在将参照图8来描述每一图像类的亮度直方图特征。即，图像类A表示较多的像素属于中亮度带而较少的像素属于高亮度带和低亮度带。图像类B表示较多的像素属于高亮度带。图像类C表示较多的像素属于低亮度带。图像类D表示像素主要分布在高亮度带和低亮度带的高对比度图像。图像类E表示在整个带中像素均匀分布的图像。最后，图像类F表示亮度值离散分布的图像，例如，绘图工作产生的图像。

仅作为示例提供用于图8中所示的每一图像类的特征的代表亮度直方图，可使用具有不同亮度直方图特征的图像类。

当用于对输入图像分类的亮度直方图的特征包括HighSUM、LowSUM、MiddleSUM、Mean、ZeroBin、Dynamic Range(“DR”)等，并且图像类具有如图8所示的亮度特征时，图像信息采样模块615通过每一亮度直方图的特征值和特定常数之间的比较来对图像类进行分类以用于选择。

一旦以这种方式选择了输入图像的图像类，就根据功率模式和输入图像所属的图像类来调整输入图像的亮度。这里，功率模式表示由驱动模块640所消耗的功率的程度(extent)。

例如，标准功率模式表示显示装置使用最大功率水平，低功率模式表示将功耗减小到预定程度的显示装置。例如，低功率模式还可被分成多个低功率模式：第一低功率模式，功率减小了30％的情况；和第二低功率模式，功率减小了60％的情况。

为在低功率模式下进行有效的图像再现，图像转换模块617可使用与输入图像所属的图像类相应的色调映射函数(TMF，tone-mapping function)。TMF是表示用于在低功率模式下调整属于每一图像类的图像的亮度的最佳模式的函数，并提供与输入亮度值相应的输出亮度值。可通过初步实验在图像转换模块617中预先设置TMF。

图9是根据本发明一方面的使用色调映射函数(TMF)示出亮度变化的图解表示。参照图9，亮度变化的曲线对应于图8中的6个图像类。在图9中，横轴表示输入亮度值。在本实施例中，假定输入图像是6比特图像，则输入亮度值的范围是0-63。另外，图9中的纵轴表示与输入亮度值相应的亮度变化。

例如，下面可通过使用图9中所示的图解表示来改变输入图像的亮度。也就是说，在输入图像属于图像类E时，由于具有亮度值43的像素的亮度增加了0.14，所以计算相应像素的亮度值是43+(43×0.14)≈49。

可通过固定增益调整和可变增益调整来调整亮度，现在将详细描述固定增益调整和可变增益调整。

在前面的方法(即，使用固定增益值的方法)中，通过使用由功率减小所确定的固定增益值和与输入图像所属的图像类相应的TMF来调整输入图像的亮度值。可通过等式(5)来表示通过固定增益值调整的亮度的值：

Y_{TMF_out}＝Y_in+(ΔY_TMF×G_TMF) (5)

其中，Y_{TMF_out}是用于用低功率驱动实现图像的输出亮度值，Y_in是亮度值，ΔY_TMF是基于与输入图像所属的图像类相应的TMF的亮度增加，即图9的纵轴。另外，G_TMF是与功率减小相应的增益值，并对构成输入图像的所有像素是同一值。值G_TMF可根据功率减小而变化。例如，功率减小越多，显示装置的光源(例如，液晶显示器(LCD)的背光)的亮度就越低。因此，可将G_TMF设置为随功率减小增加而逐渐增加的值，从而增加图像亮度。可通过初步实验来预先设置与功率减小相应的合适的固定增益值。可选择地，可由第二功率减小量确定模块619来确定固定增益值。

在后面的方法中，即在使用可变增益值的方法中，通过使用各个像素在图像中的位置所确定的可变增益值和与输入图像所属的图像类相应的TMF来调整输入图像的亮度值。可通过等式(6)来表示通过可变增益值调整的亮度值：

Y_{TMF_out}＝Y_in+(ΔY_TMF×α_gain(x，y)) (6)

Y_{TMF_out}、Y_in和ΔY_TMF与等式(5)中定义的相同。在等式(6)中，x和y表示当前被处理的图像内的像素(以下，被称为目标像素)的坐标，α_gain(x，y)是根据图像内的目标像素的特定位置而变化的可变增益值。可由第二功率减小量确定模块619来确定可变增益值。

优选地，在通过使输入图像的***区域的可变增益值最大化来增加亮度的增加的同时，通过将输入图像中心区域的可变增益值设置为0来将亮度值和输入亮度值保持为相同值。在其他区域，即中心区域和***区域之间的区域，可变增益值向***区域逐渐增加，从而防止由于图像亮度急剧改变所导致的图像变形。

为了计算满足这种特征的可变增益值，在本发明的一方面中使用去高斯(Degaussian)函数。首先，根据本发明一方面的高斯函数被表示为：

g (x, y) = \frac{1}{{2 πσ}^{2}} e^{- \frac{\frac{{(x - \frac{width}{2})}^{2}}{A} + \frac{{(y - \frac{height}{2})}^{2}}{B}}{{2 σ}^{2}}} - - - (7)

其中，“width”和“height”是输入图像的幅度，A和B是用于根据输入图像的高宽比将高斯函数修改成椭圆形状的常数。

根据等式(7)的高斯函数，归一化的高斯函数被表示为：

f (x, y) = 1 - \frac{g (x, y)}{\max [g] (x, y)} - - - (8)

如果使用等式(8)的去高斯函数，则可变增益值可被表示为：

α_gain(x，y)＝MAX_gain·f(x，y) (9)

其中，MAX_gain是与输入图像所属的图像类相应的最大增益值，并可通过初步实验将MAX_gain预先设置为对于输入图像亮度的调整而言最佳的适当值。图10表示根据本发明的一方面的分配给构成输入图像的各个像素的可变增益值，其中，MAX_gain是4，输入图像的幅度是15×20。

在图10中，各个块表示构成输入图像1000的各个像素，每一块中的数字表示分配给每一像素的可变增益值。如图10所示，在输入图像1000的中心区域分配可变增益值0，并在输入图像1000的***区域分配作为最大增益值的可变增益值4。分配给每一像素的可变增益值从输入图像1000的中心区域到***区域在0到4的范围内逐渐增加。

图像信息提取模块(参看图6的615)可根据功率模式和输入图像所属的图像类通过固定增益或可变增益来控制图像亮度。可从外部模块(未示出)获取与功率模式有关的信息。例如，可从用于控制驱动模块(参看图6的640)的功率的控制器(未示出)来获取与功率模式有关的信息。

图11是示出根据本发明一方面的图像处理过程的流程图。

当接收输入图像时，在操作S1110，图像信息提取模块(参看图6的615)基于输入图像的亮度特征来对输入图像的图像类进行分类。

在操作S1120，图像信息采样模块615确定输入图像所属的图像类是否是特定图像类。这里，如上参照图8所述，所述特定图像类可以是包含异常亮度信息的图像类，例如图像类D、图像类F等，或可预先设置所述特定图像类。

如果在操作S1120确定输入图像所属的图像类是特定图像类，则在操作S1130，图像转换模块(参看图6的617)使用由第二功率减小量确定模块(参考图6的619)确定的固定增益值来调整输入图像亮度。

然而，如果在操作S1120确定输入图像所属的图像类不是特定图像类，则在操作S1140，图像转换模块617通过使用由第二功率减小量确定模块619确定的可变增益值来调整输入图像亮度。通过显示模块(参看图6的650)显示其亮度通过固定增益值或可变增益值调整的输入图像。此外，固定增益值或可变增益值被传送到最终功率减小量确定模块(参看图6的630)，以被用于确定最终功率减小量。

同时，例如，这里使用的术语“模块”表示，但不限于，软件和硬件组件，诸如执行特定任务的现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。模块可以方便地被配置以驻留在可寻址的存储介质上，并且可被配置以在一个或多个处理器上执行。因此，举例来说，模块可以包括：诸如软件组件、面向对象的软件组件、类组件和任务组件的组件、进程、函数、属性、过程、子程序、程序代码段、驱动程序、固件、微码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组和变量。在组件和模块中提供的功能可被组合为更少的组件和模块，或者可进一步被分离成另外的组件和模块。

根据本发明，可通过基于周围条件和图像内容动态地控制移动装置的显示监视器的亮度来实现在受限制的电源条件下的移动装置的功率驱动。

尽管已经显示和描述了本发明的几个实施例，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种低功率驱动设备，包括：

照度检测模块，检测环境照度；

最小可感知亮度确定模块，确定与检测到的照度相应的具有非线性特性的最小可感知亮度；

驱动功率水平确定模块，基于确定的最小可感知亮度确定功率水平；

驱动模块，根据确定的驱动功率水平显示图像输入；和

功率调整设备，根据输入图像的照度直方图特征将输入图像分类到多个图像类之一，并根据色调映射函数和构成输入图像的像素的位置提供用于调整输入图像的亮度的增益信息，

其中，根据驱动功率水平和从功率调整设备提供的增益信息向驱动模块提供用于显示输入图像的光源。

2.如权利要求1所述的低功率驱动设备，其中，确定的最小可感知亮度被表示为关于检测的照度的驱动功率的指数函数。

3.如权利要求2所述的低功率驱动设备，其中，确定的最小可感知亮度被表示为具有通过在两个不同位置执行的实验所确定的常数和检测的照度作为底的驱动功率的指数函数。

4.如权利要求1所述的低功率驱动设备，其中，最小可感知亮度确定模块通过参照具有照度字段和最小可感知亮度字段的查找表来确定最小可感知亮度，其中，以非线性间隔划分所述照度字段。

5.如权利要求4所述的低功率驱动设备，其中，查找表在低照度区域和高照度区域具有不同的划分间隔。

6.一种低功率驱动方法，包括：

检测环境照度；

确定与检测到的照度相应的具有非线性特性的最小可感知亮度；

基于确定的最小可感知亮度确定功率水平；

根据确定的驱动功率水平显示图像输入；

根据输入图像的亮度直方图特征将输入图像分类到多个图像类之一；

根据色调映射函数和构成输入图像的像素的位置提供用于调整输入图像的亮度的增益信息；

其中，图像的显示根据驱动功率水平和从功率调整设备提供的上述增益信息提供用于显示输入图像的光源。

7.如权利要求6所述的低功率驱动方法，其中，确定的最小可感知亮度被表示为关于检测的照度的驱动功率的指数函数。

8.如权利要求6所述的低功率驱动方法，其中，确定的最小可感知亮度被表示为具有通过在两个不同位置执行的实验所确定的常数和检测的照度作为底的驱动功率的指数函数。

9.如权利要求6所述的低功率驱动方法，其中，确定最小可感知亮度的步骤包括：通过参照具有照度字段和最小可感知亮度字段的查找表来确定最小可感知亮度，其中，以非线性间隔划分所述照度字段。

10.如权利要求9所述的低功率驱动方法，其中，查找表在低照度区域和高照度区域具有不同的划分间隔。