[发明专利]电致发光显示器的色调级压缩

说明书

技术领域

本发明涉及电致发光显示系统。具体地，本发明提供使电致发光显示器变暗同时保持阴影细节的方法。

背景技术

目前市场上存在很多显示设备。在可得到的显示器中，存在薄膜涂覆电致发光(EL)显示器，诸如有机发光二极管(OLED)显示器。能够使用有源矩阵或者无源矩阵背板驱动这些显示器。无论所采用的技术是什么，这些显示设备通常都集成到包括控制器的系统中，控制器用于接收输入图像信号，将输入图像信号转换为电子驱动信号，并且将电子驱动信号提供到电致发光显示设备，电致发光显示设备响应于驱动信号驱动发射体阵列以产生光。

不幸的是，随着这些发射体将电流转换为光，它们通常劣化，并且这种劣化是向每个发射体提供的电流的函数。如此，接收最多电流的发射体与接收较少电流的发射体相比以更快速度劣化。随着发射体劣化，它们产生更少的光作为电流的函数。因此，每个发射体将可能具有不同的劣化量，当利用相同电流驱动发射体以产生均匀图像时，此劣化差异导致亮度差异。结果，由于该亮度均匀性差异，当打开显示器时，产生未预料到的图案。这些图案可能使注意力分散，并且使终端用户认为显示器质量很低，或者在极端情况下，可能使显示器无法使用。

幸运的是，在很多应用中，诸如当显示运动视频时，图像内容持续变化，并且到每个发射体的电流作为图像内容的函数而变化。因此，显示器的发射体中的电流量随着时间相对平衡，并且劣化差异以及因此导致的显示均匀图像时的亮度差异得以平衡，使得该问题不成问题。在视频暂停或者显示单个静态图像时，因为显示器上电流的图案相对于发射体阵列静止，显示的质量可能劣化。

该问题并不单单针对OLED，而是出现在所有已知的发射显示器中，包括CRT和等离子体显示器，并且诸如液晶显示器的非发射显示器也可能呈现该问题。现有技术中已证实的减少该问题的一种方法是检测静态图像的存在，并且降低峰值亮度，以及因此通过显示器中的每个发射显示元件的电流。

作为降低峰值亮度的现有技术示例，Asmus等人在美国专利No.4,338,623中讨论了一种CRT显示器，该CRT显示器包括用于检测静态图像的电路，以及用于通过降低CRT阴极处的电压而降低显示的图像的亮度来保护显示器的电路。尽管该方法满足了将降低图像停滞缺陷的要求，但该方法提供了亮度上非常迅速的变化，这对于用户来说很容易察觉，并且通过以此方式控制模拟电路，在图像的亮度被降低之后，几乎无法控制图像的表观。

类似地，Jankowiak在美国专利No.6,313,878中讨论了一种系统，该系统将输入数字信号中的红、绿、蓝分量信号相加以检测静态图像的存在，并且接着响应于静态图像产生模拟信号来调整显示器上的视频增益，以降低显示器的亮度。再次，该方法允许静态图像变暗，然而，通过改变增益值，在最终图像的亮度被降低之后，几乎没有能力控制最终图像的表观。

Holtslag在美国专利No.6,856,328中讨论了检测图像中的静态区域，并且仅降低图像中这些区域的强度。Holtslag还讨论了以步进方式降低光强度来降低显示器亮度变化的可视性。然而，Holtslag没有描述用于减小光强度的方法，并且将所有强度大概降低恒定比例来降低强度。

Ekin在WO 2006/103629中承认通过使用诸如Asmus、Jankowiak或者Holtslag描述的方法简单地使显示器变暗，重要的图像数据能变得对用户不可见。Ekin为此问题提出了非常复杂的解决方案，包括进行对象检测以检测场景中的各个对象，计算这些对象的亮度之间的对比度，接着以在场景中至少保持这些对象之间最小对比度的方式降低这些对象的亮度。不幸的是，在显示器驱动器内实现用于对象检测的算法过于昂贵，并且不能提供随着显示器亮度降低以避免图像停滞而保持图像质量的实际解决方案。此外，这种方法在具有几乎连续的色调级的自然图像中很难采用，并且不能在各个色调级之间保持足够的对比度以使色调级中的差异可见。

Sony最近上市了一种称为XEL-1的OLED电视机。该显示器检测静态图像的存在，并且在静态图像存在时使显示器变暗。尽管该变暗非常慢地进行使得用户不察觉其发生，但是随着图像变暗，图像不断失去阴影细节。对该显示器的光度评估显示该变暗，使得对于所有亮度值来说亮度被降低恒定比例。

期望提供一种以用户察觉不到图像正在变暗的事实的方式使EL显示器变暗的方法。为了实现此目的，重要的是以随着图像变暗而信息不丢失的方式使图像变暗。

发明内容