Procedimiento y/o aparato para mejorar la percepción visual de una imagen presentada visualmente sobre una pantalla.

Procedimiento para mejorar la percepción visual de una imagen presentada visualmente sobre una pantalla de cristal líquido,

comprendiendo dicho procedimiento por lo menos las etapas que consisten en:

- generar una señal de ajuste de potencia eficaz (PE,i+1) de una lámpara de iluminación posterior dependiendo del valor de un valor de potencia objetivo PT de dicha lámpara de iluminación posterior;

- generar una señal de control de contraste de imagen eficaz (CE,i+1) dependiendo de dicha señal de ajuste de potencia eficaz de la lámpara de iluminación posterior, de modo que aumenta, respectivamente disminuye, el contraste de la imagen presentada visualmente en dicha pantalla a medida que dicha señal de ajuste de potencia eficaz (PE,i+1) de la lámpara de iluminación posterior disminuye, respectivamente aumenta, caracterizado porque calcula dicho valor de potencia objetivo (PT) como una función del promedio de valores almacenados de las luminancias medias (Si/2N) de una pluralidad predeterminada de fotogramas de imagen previos si la distancia (di) entre la luminancia media (yi) de un fotograma de imagen actual (H) y el promedio de los valores almacenados de las luminancias medias (Si/2N) de dicha pluralidad predeterminada de fotogramas de imagen previos es inferior o igual a un valor umbral (tL), calcula de lo contrario dicho valor de potencia objetivo (PT) como una función de la luminancia media (yi) de dicho fotograma de imagen actual (H) 15 e inicializa los valores almacenados de las luminancias medias de dicha pluralidad predeterminada de fotogramas de imagen previos para la luminancia media (yi) del fotograma de imagen actual (H).

Procedimiento y/o aparato para mejorar la percepción visual de una imagen presentada visualmente sobre una pantalla.

La presente invención se refiere a un procedimiento y/o aparato para mejorar la percepción visual de imágenes presentadas visualmente sobre una pantalla, en particular en una pantalla de cristal líquido (LCD, Liquid Cristal Display) .

En particular, la presente invención se refiere a un procedimiento y/o aparato adaptados para mejorar la percepción visual de imágenes oscuras, es decir imágenes de brillo bajo, presentadas visualmente sobre una pantalla LCD. Tal como se conoce, las pantallas LCD se iluminan utilizando una lámpara de iluminación posterior, que es una fuente de luz blanca.

Cuando se presentan visualmente imágenes en una pantalla LCD, una parte de la luz producida mediante la lámpara de iluminación posterior va a través de la pantalla LCD también a través de píxeles que deberían estar apagados. Este fenómeno, denominado “fuga de luz”, presenta la consecuencia de reducir la relación de contraste de pantalla, es decir la relación entre tonos brillantes y oscuros de una imagen presentada visualmente en la pantalla.

Según el estado de la técnica, se conocen procedimientos y/o aparatos que permiten mejorar la percepción de imágenes presentadas visualmente sobre una pantalla.

Por ejemplo, la solicitud de patente internacional PCT WO 2004/049293 describe un procedimiento para mejorar la percepción de imágenes presentadas visualmente sobre una pantalla midiendo el valor de varios parámetros, entre los cuales el brillo de un fotograma y el de los píxeles individuales que lo componen. En relación con los valores de los parámetros medidos, un circuito de ajuste genera una señal de control de brillo global y una señal de control de brillo local. El ajuste global se lleva a cabo por medio de un diafragma óptico.

Por ejemplo, las solicitud de patente estadounidense US 2001/0033260 describe un dispositivo de visualización de cristal líquido (LCD) que comprende un panel de cristal líquido, una lámpara de iluminación posterior para iluminar el panel de cristal líquido, una sección para detectar las características de iluminancia de un fotograma, y una sección para controlar la lámpara de iluminación posterior para ajustar la luz producida mediante la lámpara de iluminación posterior según las características de iluminancia del fotograma.

El documento EP 1 111 578 describe una aparato de visualización de imagen que presenta visualmente una señal de vídeo que va a introducirse en una parte de modulación de luz pasiva que incluye una fuente de luz como una imagen, comprendiendo el aparato: una parte de ajuste de amplitud que ajusta dinámicamente una amplitud de la señal de vídeo para convertirse en un valor de amplitud predeterminado; y una parte de ajuste de brillo de fuente de luz que ajusta el brillo de dicha fuente de luz según el ajuste de amplitud mediante la parte de ajuste de amplitud de modo que la imagen presentada visualmente en la parte de modulación de luz pasiva basada en la señal de vídeo después del ajuste de amplitud no varía visualmente de un nivel predeterminado que es un nivel de brillo promedio de cada fotograma en la señal de vídeo que va a introducirse.

Sin embargo, estos procedimientos no tienen en cuenta la evolución de los contenidos escénicos de las imágenes que van a presentarse visualmente, porque están basados en el análisis de un único fotograma de imagen y se proporcionan para el ajuste de imagen según el mismo.

Por tanto, cuando suceden cambios repentinos en los contenidos escénicos, por ejemplo durante un cambio de escena desde un paisaje soleado hacia un entorno interior mal iluminado o una escena nocturna, los procedimientos según la técnica conocida no tienen en cuenta la sensibilidad marcada del ojo humano para tales variaciones repentinas.

El objetivo de la presente invención consiste, por tanto, en proporcionar un procedimiento y/o aparato para mejorar la percepción visual de las imágenes presentadas visualmente sobre una pantalla, siendo dicho procedimiento y/o aparato eficaz y funcionando según los contenidos escénicos de tales imágenes.

Este y otros objetivos de la invención se consiguen mediante el procedimiento según las reivindicaciones adjuntas.

Según un primer aspecto de la presente invención, está previsto un procedimiento y/o un aparato que aprovecha el ajuste de potencia de la lámpara de iluminación posterior y el ajuste de contraste para obtener relaciones de contraste superiores siempre que no sea necesario utilizar la potencia de la lámpara disponible máxima.

El procedimiento y/o aparato según la invención funciona por tanto en las escenas oscuras, es decir cuando el histograma de imagen está desequilibrado hacia los menores niveles de luminancia. En tal caso, de hecho, es posible reducir la potencia de la potencia de la lámpara de iluminación posterior, reduciendo de este modo el nivel de negro, y entonces recuperar los niveles de luminancia intermedios actuando sobre la señal, en particular aumentando el contraste.

Puesto que el procedimiento y/o aparato funciona en escenas oscuras, los niveles de blanco que podrían saturarse como consecuencia del aumento de contraste no producirán falsificaciones relevantes, y las imágenes se percibirán ventajosamente por el observador como con mayor contraste.

El procedimiento y/o aparato según la invención proporciona una variación gradual del brillo de la imagen percibida por el observador, de modo que tal variación de brillo no se percibirá por el observador como un parpadeo molesto.

Además, el procedimiento y/o aparato según la invención tiene en cuenta las variaciones de brillo que suceden durante los cambios de escena de las imágenes, por ejemplo cuando hay una transición desde un paisaje soleado hacia un entorno interior mal iluminado o una escena nocturna.

Según un aspecto adicional de la invención, se expone a continuación un panel de cristal líquido que implementa el procedimiento según la presente invención y una pantalla de cristal líquido a la que se sujeta dicho panel.

Los objetivos anteriores resultarán evidentes a partir de la descripción detallada del procedimiento y/o aparato según la invención, haciendo referencia particular a las figuras adjuntas, en las que:

- la figura 1 muestra una diagrama básico de la arquitectura que implementa el procedimiento y/o aparato según la invención;

- la figura 2 muestra un diagrama de bloques de un bloque de análisis y ajuste utilizado por el procedimiento y/o aparato según la invención;

- la figura 3 es un diagrama de bloques que ilustra el funcionamiento detallado de un bloque de control contenido en el bloque de análisis y ajuste de la figura 2;

- la figura 4 muestra unos valores de gráfico que se almacenan en una tabla utilizada por el procedimiento y/o aparato según la invención.

La figura 1 ilustra un diagrama básico de la arquitectura que implementa el procedimiento y/o aparato según la invención, en el que un fotograma de imagen H se recibe por un bloque de análisis y ajuste 1, que analiza una pluralidad de fotogramas de imagen H y emite una señal PE, i+1 adaptada para ajustar la potencia de la lámpara de iluminación posterior de un panel de cristal líquido (LCD) , no mostrado, y una señal CE, i+1 adaptada para ajustar el contraste de la imagen presentada visualmente sobre una pantalla, tampoco mostrada, a la que se sujeta dicho panel.

Las señales PE, i+1 y CE, i+1 se envían a un circuito de ajuste de potencia 2 de una lámpara de iluminación posterior y a un circuito de control de contraste de imagen 3, respectivamente.

La figura 2 ilustra en detalle el bloque de análisis y ajuste 1, que comprende: un bloque 4 que calcula la luminancia promediada en el espacio de un fotograma H; un registro de avance 5 compuesto de 2N celdas 5a ... 5n, preferiblemente de 8 bits, en el que N es un número entero; un módulo para calcular el valor absoluto de la diferencia entre la luminancia media del fotograma actual yi y el promedio de las luminancias medias de los fotogramas previos, que consiste en un primer sumador 7, un registro 9, un divisor 11, un segundo sumador 13 y un módulo 15 que calcula el valor absoluto; y, finalmente, un bloque de control... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para mejorar la percepción visual de una imagen presentada visualmente sobre una pantalla de cristal líquido, comprendiendo dicho procedimiento por lo menos las etapas que consisten en:

- generar una señal de ajuste de potencia eficaz (PE, i+1) de una lámpara de iluminación posterior dependiendo del valor de un valor de potencia objetivo PT de dicha lámpara de iluminación posterior;

- generar una señal de control de contraste de imagen eficaz (CE, i+1) dependiendo de dicha señal de ajuste de potencia eficaz de la lámpara de iluminación posterior, de modo que aumenta, respectivamente disminuye, el contraste de la imagen presentada visualmente en dicha pantalla a medida que dicha señal de ajuste de potencia eficaz (PE, i+1) de la lámpara de iluminación posterior disminuye, respectivamente aumenta, caracterizado porque calcula dicho valor de potencia objetivo (PT) como una función del promedio de valores almacenados de las luminancias medias (Si/2N) de una pluralidad predeterminada de fotogramas de imagen previos si la distancia (di) entre la luminancia media (yi) de un fotograma de imagen actual (H) y el promedio de los valores almacenados de las luminancias medias (Si/2N) de dicha pluralidad predeterminada de fotogramas de imagen previos es inferior o igual a un valor umbral (tL) , calcula de lo contrario dicho valor de potencia objetivo (PT) como una función de la luminancia media (yi) de dicho fotograma de imagen actual (H) e inicializa los valores almacenados de las luminancias medias de dicha pluralidad predeterminada de fotogramas de imagen previos para la luminancia media (yi) del fotograma de imagen actual (H) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho valor de potencia objetivo (PT) se obtiene a partir de una tabla que mapea niveles de luminancia, promediada en el tiempo y el espacio, con respecto a niveles de luz de la lámpara de iluminación posterior, habiéndose obtenido dicha tabla empíricamente a través de la observación de una pluralidad de escenas que presentan un brillo diferente.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho valor umbral (tL) permite discriminar los contenidos escénicos de una pluralidad de fotogramas de imagen (H) .

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dichas señales eficaces para ajustar la potencia de la lámpara de iluminación posterior (PE, i+1) y para controlar el contraste (CE, i+1) se generan en unos intervalos de tiempo predeterminados.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que dichos intervalos de tiempo son de 200 ms.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha señal de control de contraste eficaz (CE, i+1) está constituida por un primer sumando fijo (Cut, i) , determinado de manera ajustable por un usuario, y un segundo sumando variable dependiendo de dicha señal de ajuste de potencia eficaz (PE, i+1) .

7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que dicho segundo sumando variable viene dado por la fórmula kc·[1-PE, i+1/100], en la que la constante kc se determina imponiendo que la luz emitida por dicha pantalla a un nivel dado de gris permanece constante a medida que cambian la señal de ajuste de potencia eficaz (PE, i+1) de la lámpara de iluminación posterior y la señal de control de contraste (CE, i+1) , recuperando así el brillo perdido cuando se reduce la potencia de dicha lámpara de iluminación posterior.

8. Aparato para mejorar la percepción visual de una imagen presentada visualmente sobre una pantalla de cristal líquido, que comprende:

- unos medios de circuito (17) para generar una señal de ajuste de potencia eficaz (PE, i+1) de una lámpara de iluminación posterior dependiendo del valor de un valor de potencia objetivo (PT) de dicha lámpara de iluminación posterior;

- unos medios de circuito (17) para generar una señal de control de contraste de imagen eficaz (CE, i+1) dependiendo de dicha señal de ajuste de potencia eficaz (PE, i+1) , de modo que aumenta, respectivamente disminuye, el contraste de la imagen presentada visualmente en dicha pantalla a medida que dicha señal de ajuste de potencia eficaz (PE, i+1) de la lámpara de iluminación posterior disminuye, respectivamente aumenta, caracterizado porque dicho aparato comprende además:

- unos medios de cálculo (5, 7, 9, 11) para calcular el promedio de los valores almacenados de las luminancias medias (Si/2N) de una pluralidad predeterminada de fotogramas de imagen previos;

- unos medios de cálculo (4, 13, 15) para calcular la distancia (di) entre la luminancia media (yi) de un fotograma de imagen actual (H) y dicho promedio de los valores almacenados de las luminancias medias (Si/2N) de dicha pluralidad predeterminada de fotogramas de imagen previos;

- unos medios de circuito (17) adaptados para calcular dicho valor de potencia objetivo (PT) como una función de dicho promedio de los valores almacenados de las luminancias medias (Si/2N) de dicha pluralidad predeterminada de fotogramas de imagen previos si dicha distancia (di) es inferior o igual a un valor umbral (tL) , y, si dicha distancia (di) es superior a dicho valor umbral (tL) , para calcular dicho valor de potencia

objetivo (PT) como una función de la luminancia media (yi) de dicho fotograma de imagen actual (H) y para inicializar los valores almacenados de las luminancias medias de dicha pluralidad predeterminada de fotogramas de imagen previos para la luminancia media (yi) del fotograma de imagen actual (H) .

9. Aparato según la reivindicación 8, en el que dichos medios de cálculo (4, 5, 7, 9, 11, 13, 15) y dichos medios de circuito (17) están implementados en un microprocesador dedicado de dicho aparato.

10. Panel y/o pantalla de cristal líquido que comprende un aparato según una de las reivindicaciones 8 o 9.