Simulación de luz posterior a resoluciones reducidas para determinar la modulación espacial de luz para imágenes de alto rango dinámico.

Un método de generar una imagen, comprendiendo el método:

invertir (206) valores de una característica de píxel para establecer valores invertidos de la característica de píxel para un número de primeras muestras;

sobremuestrear (208) los valores invertidos de la característica de píxel para determinar valores invertidos sobremuestreados de la característica de píxel; y

multiplicar (212) datos de píxel para un número de segundas muestras por los valores invertidos sobremuestreados de la característica de píxel a fin de generar señales de modulador de datos de imagen para generar una imagen, en donde el número de primeras muestras es inferior al número de segundas muestras.

Simulación de luz posterior a resoluciones reducidas para determinar la modulación espacial de luz para imágenes de alto rango dinámico.

Campo Las realizaciones de la invención se refieren en general a la generación de imágenes con un rango ampliado de niveles de brillo y, más particularmente, a sistemas, aparatos, circuitos integrados, medios legibles por ordenador y métodos para facilitar una formación de imagen de alto rango dinámico ajustando datos de píxel y/o utilizando valores predichos de luminancia, por ejemplo a diferentes resoluciones.

Antecedentes La tecnología de formación de imagen de alto rango dinámico ("HDR") se implementa en dispositivos de proyección y visualización para generar imágenes con un rango de brillo relativamente amplio, en donde el rango cubre usualmente cinco órdenes de magnitud ente los niveles de luminancia más bajos y los más altos, siendo típicamente la varianza en la luminancia de luz posterior superior a, por ejemplo, aproximadamente un 5%, con independencia de si el brillo de la pantalla no es relativamente alto. En algunos enfoques los dispositivos de generación de imágenes HDR emplean una unidad de luz posterior para generar una imagen de baja resolución que ilumina una pantalla que proporciona estructuras transmisivas variables para los píxeles. Un ejemplo de un dispositivo de generación de imágenes HDR es un dispositivo de visualización que utiliza diodos emisores de luz ("LEDs") como luces posteriores y pantallas de cristal líquido ("LCDs") para presentar la imagen.

Aunque son funcionales, diversos enfoques tienen inconvenientes en su implementación. En algunos enfoques se realizan al nivel de píxel cálculos para generar una imagen HDR. Por ejemplo, se realizan usualmente para cada píxel simulaciones de luz posterior y manipulación de luminancia e imagen. Como los datos de píxel para imágenes HDR pueden requerir más bits de datos que, por ejemplo, los dispositivos de visualización que producen imágenes espaciales en colores RGB de 24 bits, algunos dispositivos de generación de imágenes HDR pueden consumir cantidades relativamente mayores de recursos de computación durante el procesamiento de los datos de píxel para imágenes HDR.

La patente US 2008/0180466 revele un método para generar una imagen utilizando un modulador frontal y un modulador trasero. El patrón de luminancia producido por el modulador trasero se computa a baja resolución y se el sobremuestrea, y luego divide los datos de imagen para generar la señal de control del modulador frontal.

En vista de lo que antecede, sería deseable proporcionar sistemas, medios legibles por ordenador, métodos, circuitos integrados y aparatos para facilitar una formación de imagen de alto rango dinámico, entre otras cosas.

Sumario Las realizaciones de la invención se refieren en general a la generación de imágenes con un rango ampliado de niveles de brillo y, más particularmente, a sistemas, aparatos, circuitos integrados, medios legibles por ordenador y métodos para facilitar una formación de imagen de alto rango dinámico ajustando datos de píxel y utilizando valores predichos de luminancia, por ejemplo a diferentes resoluciones. En al menos una realización un método genera una imagen según se revela en la reivindicación 1.

Breve descripción de las figuras

La invención y sus diversas realizaciones se apreciarán más plenamente en relación con la descripción detallada siguiente tomada en unión de los dibujos que se acompañan, en los cuales:

La figura 1 es un diagrama que ilustra un ejemplo de ajuste de una imagen para ampliar un rango de niveles de brillo según al menos algunas realizaciones de la invención.

La figura 2 ilustra un diagrama de flujo que representa un ejemplo de un método para ajustar una imagen según al menos algunas realizaciones de la invención.

La figura 3 es un diagrama de bloques de un inversor no lineal según al menos algunas realizaciones de la invención.

La figura 4 es un diagrama de bloques funcionales que ilustra el funcionamiento de un simulador de luz posterior y un inversor no lineal según al menos algunas realizaciones de la invención.

La figura 5 es un diagrama de bloques de un ajustador de imagen que incluye un intensificador de luminancia de borde según al menos algunas realizaciones de la invención.

La figura 6 es un diagrama de bloques funcionales que ilustra el funcionamiento de un ejemplo de un intensificador

de luminancia de borde dispuesto entre un simulador de luz posterior y un inversor no lineal según al menos algunas realizaciones de la invención.

La figura 7 ilustra un diagrama de flujo que representa otro ejemplo de un método para ajustar una imagen según al menos algunas realizaciones de la invención.

La figura 8 es un diagrama esquemático de un controlador configurado para hacer funcionar un dispositivo de visualización que tiene la menos un modulador frontal según al menos algunas realizaciones de la invención.

La figura 9 es un diagrama de bloques de un ejemplo de controlador de visualización para hacer funcionar moduladores frontales y traseros.

Los números de referencia iguales se refieren a partes correspondientes en las diversas vistas de los dibujos. Es de hacer notar que la mayoría de los números de referencia incluyen uno o dos dígitos más a la izquierda que generalmente identifican la figura que primero introduce ese número de referencia.

Descripción detallada La figura 1 en un diagrama que ilustra un ejemplo de ajuste de una imagen para intensificar un rango de niveles de brillo según al menos algunas realizaciones de la invención. El diagrama 100 ilustra un ajustador de imagen 150 que puede configurarse para utilizar valores predichos de una característica de píxel, tal como la luminancia, a una primera resolución a fin de ajustar la visualización de una imagen a una segunda resolución para un dispositivo de visualización. En algunos casos, la primera resolución y la segunda resolución corresponden respectivamente a un número de muestras y un número de píxeles. Tal como se utiliza en esta memoria, el término "característica de píxel" puede referirse a un atributo de un píxel (o de subpíxeles) , en donde el atributo puede ser la luminancia, el color o cualquier otro atributo. Según se muestra, el ajustador de imagen 150 incluye un simulador de luz posterior 152 que está configurado para generar y/o mantener un modelo de luz posterior a resoluciones que son mas bajas que el número de píxeles. El ajustador de imagen 150 incluye también un inversor no lineal 154 configurado para invertir uno o más valores de la característica de píxel, un sobremuestreador 156 configurado para sobremuestrear valores invertidos de la característica de píxel hasta una resolución que concuerda sustancialmente con la de la segunda resolución (es decir, el número de píxeles) , y un escalador de píxeles 158 configurado para escalar datos de imagen 160 a fin de generar señales 190 de excitación de elementos de visualización que están configuradas para excitar un dispositivo de visualización (no mostrado) .

En vista de lo que antecede, el ajustador de imagen 150 y al menos algunos de sus constituyentes, tales como el simulador de luz posterior 152 y el inversor no lineal 154, pueden operar sobre valores predichos de la característica de píxel, en donde el número de valores predichos es inferior al número de píxeles según algunas realizaciones. Así, el ajustador de imagen 150 puede realizar menos computaciones y requiere menos memoria que si el ajustador de imagen 150 realiza tantas computaciones de inversión no lineal como píxeles haya. Por ejemplo, el inversor no lineal 154 puede estar configurado para realizar una operación de inversión (por ejemplo una operación de dividir) sobre un valor de la característica de pixel para cada muestra en vez de para cada píxel. Asimismo, el inversor no lineal 154 puede estar configurado para invertir uno o más valores de la característica de píxel a fin de producir un valor finito para un valor invertido de la característica de píxel. Invirtiendo la característica de píxel de una manera no lineal, el inversor no lineal 154 puede excluir la inversión de valores relativamente pequeños o despreciables de la característica de píxel (incluido cero) , reduciendo o eliminando así casos en los que el resultado del proceso de inversión es un valor infinito. En caso contrario, un valor de luminancia infinito podría hacer que se abriera un elemento transmisivo (por ejemplo, un píxel LCD) , lo que a su vez puede, por ejemplo, producir una saturación de nivel de blanco. Además, el escalador de píxeles 158 puede configurarse para realizar... [Seguir leyendo]

1. Un método de generar una imagen, comprendiendo el método:

invertir (206) valores de una característica de píxel para establecer valores invertidos de la característica de píxel para un número de primeras muestras; sobremuestrear (208) los valores invertidos de la característica de píxel para determinar valores invertidos sobremuestreados de la característica de píxel; y multiplicar (212) datos de píxel para un número de segundas muestras por los valores invertidos sobremuestreados de la característica de píxel a fin de generar señales de modulador de datos de imagen para generar una imagen, en donde el número de primeras muestras es inferior al número de segundas muestras.

2. El método de la reivindicación 1, en el que la inversión de los valores de la característica de píxel comprende: invertir valores predichos de la característica de píxel, en donde los valores predichos de la característica de píxel están asociados con un modelo de luz posterior.

3. El método de la reivindicación 1, en el que la característica de píxel comprende luminancia.

4. El método de la reivindicación 1, que comprende además:

escalar un valor de la característica de píxel en función de la distancia de una localización de una muestra, asociada con el valor de la característica de píxel, a un punto de referencia en un borde de la pantalla o una región o punto con reducida luminancia de pico.

5. El método de la reivindicación 1, en el que:

el sobremuestreado de los valores invertidos de la característica de píxel comprende, además, interpolar los valores invertidos de la característica de píxel para el número de primeras muestras a fin de formar los valores invertidos sobremuestreados de la característica de píxel para el segundo número de muestras.

6. El método de la reivindicación 1, en el que la inversión de los valores de la característica de píxel comprende una de las operaciones siguientes:

invertir cada uno de los valores de la característica de píxel que está asociada con un grupo de píxeles para establecer un valor invertido de la característica de píxel;

realizar una operación de dividir que se modifica de modo que su resultado se fije a un valor finito para el valor invertido de la característica de píxel; y determinar si un valor de la característica de píxel está asociado con un rango para los valores de la característica de píxel, dividir 1 por el valor de la característica de píxel si el valor de la característica de píxel está asociado con el primer rango para establecer el valor invertido de la característica de píxel, y asignar un valor finito para el valor invertido de la característica de píxel si el valor de la característica de píxel esta asociado con un segundo rango.

7. El método de la reivindicación 1, en el que la inversión de los valores de la característica de píxel comprende:

realizar un número de operaciones de dividir que se modifican de modo que sus resultados se fijen a valores finitos para los valores invertidos de la característica de píxel, en donde el número de operaciones de dividir es sustancialmente equivalente al número de primeras muestras.

8. El método de la reivindicación 1, que comprende además:

ajustar los valores invertidos de la característica de píxel para modificar una cantidad de luz transmitida a través de un modulador, lo que comprende determinar un factor de escalado en base a una característica operacional de una fuente de luz configurada para proyectar luz sobre el modulador, y escalar los valores invertidos de la característica de píxel según el factor de escalado.

9. El método de la reivindicación 1, que comprende:

detectar niveles de excitación configurados para excitar fuentes de luz a fin de formar niveles de excitación detectados; y predecir los valores de la característica de píxel en base a los niveles de excitación detectados para las primeras 11 5

muestras a fin de establecer valores predichos como los valores de la característica de píxel para generar un modelo de luz posterior, en donde un número de fuentes de luz es menor que el número de primeras muestras.

10. El método de la reivindicación 9, en el que la predicción de los valores de la característica de píxel comprende:

filtrar magnitudes de los niveles de excitación detectados para formar los valores predichos de la característica de píxel para grupos de píxeles asociados con las fuentes de luz aplicando una función de dispersión de puntos a las magnitudes de los niveles de excitación detectados para formar los valores predichos de la característica de píxel.

11. El método de la reivindicación 1, en el que el método comprende los pasos de:

predecir valores de la característica de píxel para las primeras muestras en base a los niveles de excitación detectados configurados para excitar fuentes de luz de un modulador trasero, ajustar los valores invertidos de la característica de píxel para modificar la cantidad de luz trasmitida a través de un modulador frontal, acomodar la característica de píxel a una característica de píxel pico iluminando el modulador frontal con las fuentes de luz del modulador trasero, estando dichas fuentes de luz conectadas a una luminancia pico, y escalar los valores predichos de la característica de píxel en base a la característica de píxel pico.

12. El método de la reivindicación 11, que comprende además

filtrar magnitudes de los niveles de excitación detectados para formar los valores predichos de la característica de píxel para grupos de píxeles asociados con las fuentes de luz aplicando una función de dispersión de puntos a las magnitudes de los niveles de excitación detectados para formar los valores predichos de la característica de píxel.

13. El método de la reivindicación 1, en el que el método comprende los pasos de:

acomodar la característica de píxel a una luminancia pico iluminando un modulador frontal con una fuente de luz láser, y predecir valores de la característica de píxel para las primeras muestras en base a niveles de excitación detectados configurados para excitar fuentes de luz de un modulador trasero, y escalar los valores predichos de la característica de píxel en base a la luminancia pico.

14. Un aparato que comprende: un repositorio que comprende: una estructura de datos configurada para disponer datos representativos de valores de luminancia predichos para un número de muestras que es mayor en cantidad que un número de fuentes de luz; una memoria que comprende: un módulo inversor, un módulo sobremuestreador y un módulo escalador de píxeles; y un procesador configurado para: acceder a la estructura de datos a fin de recoger los datos representativos de los valores de luminancia predichos, invertir los valores de luminancia predichos en respuesta a instrucciones ejecutables en el módulo inversor para establecer una cantidad de valores de luminancia invertidos que es sustancialmente equivalentes al número de muestras, sobremuestrear los valores de luminancia invertidos en respuesta a instrucciones ejecutables en el módulo sobremuestreador para generar una cantidad de valores de luminancia invertidos sobremuestreados que es sustancialmente equivalente a un número de píxeles, y multiplicar datos de píxel por los valore de luminancia invertidos sobremuestreados en respuesta a instrucciones ejecutables en el módulo escalador de píxeles para generar señales de modulador de datos de imagen a fin de generar una imagen.

15. El aparato de la reivindicación 14, que comprende cualquiera de:

una unidad de luz posterior que comprende LEDs; un modulador frontal que comprende un panel LCD; una fuente de luz láser; un cristal líquido sobre un dispositivo modulador de silicio; y un modulador basado en un dispositivo de microespejos digitales.

16. El aparato de la reivindicación 14, que comprende además:

un módulo de intensificación de luminancia de borde, estando configurado el procesador, además, para generar un valor de borde intensificado para uno de los valores de luminancia invertidos en respuesta a instrucciones ejecutables en el módulo de intensificación de luminancia de borde que escalan un valor de luminancia en función de la distancia de una localización de la muestra, asociada con el valor de luminancia, a un punto de referencia, en donde el punto de referencia coincide sustancialmente con un borde de una dispositivo de visualización.

17. Un controlador que comprende:

un inversor configurado para invertir valores de una característica de píxel a fin de establecer valores invertidos de la característica de píxel, siendo los valores de la característica de píxel unos valores predichos de la característica de píxel que constituyen un modelo de luz posterior para un número de primeras muestras;

un sobremuestreador configurado para sobremuestrear los valores invertidos de la característica de píxel a fin de determinar valores invertidos sobremuestreados de la característica de píxel; y un escalador de píxeles configurado para multiplicar datos de píxel para un número de segundas muestras por los valores invertidos sobremuestreados de la característica de píxel a fin de generar señales de modulador de datos de imagen destinadas a generar una imagen, en donde el número de segundas muestras es mayor que el número de primeras muestras.

18. El controlador de la reivindicación 17, que comprende además:

un intensificador de luminancia de borde configurado para escalar un valor de la característica de píxel en función de la distancia de una localización de una primera muestra, asociada con el valor de la característica de píxel, a un punto de referencia que comprende un borde de un dispositivo de visualización.

19. El controlador de la reivindicación 18, en el que: el intensificador de luminancia de borde comprende un localizador de muestras configurado para determinar un valor perfilado de la característica de píxel en función de

la distancia y un escalador de muestras configurado para dividir el valor de la característica de píxel por el valor perfilado a fin de formar un valor predicho modificado de la característica de píxel.

20. El controlador de la reivindicación 17, en el que el sobremuestreador está configurado para:

realizar una interpolación bilateral en los valores invertidos de la característica de píxel para formar valores invertidos interpolados de la característica de píxel.