[發明專利]一種基于圖像內容動態調節背光亮度的方法

有效

• 申請號: 201310241911.9
• 申請日: 2013-06-18
• 公開（公告）號: CN103325355A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 周智恒;韓東;陳冠豪;莊衍豎;傅予力
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G09G3/36
• 分類號: G09G3/36;G09G3/34
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及數字信號處理研究領域，特別涉及一種基于圖像內容動態調節背光亮度的方法。

背景技術

隨著智能手機的功能越來越強大，與之而來的功耗也逐漸遞增。然而用戶希望體驗到的不僅是強勁的計算性能和豐富的應用程序，持久的續航能力也是一部手機關鍵的評價標準，所以低功耗設計是許多開發商和設計人員必須面臨的問題。在整個手機系統當中，顯示模塊的功耗占據了百分之五十到六十，并且圖像顯示是人機交互的不可或缺的重要組成部分。因此如何降低顯示模塊的功耗是手機低功耗設計重中之重。如今廣泛應用在手機上的顯示屏為TFT-LCD，這類液晶顯示屏內部必須添加LED背光源才能正常顯示。據研究顯示，背光源功耗占據了這個顯示模塊功耗百分之六十以上，所以有效的降低背光源功耗是手機低功耗設計的關鍵。

目前，各類涉及調節背光源亮度來降低功耗的技術中，以靜態設置為主，有以下缺點：（1）在降低背光源亮度之后，圖像顯示質量下降，嚴重影響用戶的視覺體驗。（2）不能根據顯示內容實時動態調整背光源亮度，以至于無法得到最佳背光降低程度，實現顯示效果與功耗的平衡。（3）在降低背光源亮度之后，無法對顯示內容進行亮度補償等圖像算法處理，來彌補降低背光源亮度引起的圖像失真。（4）屏幕節能與失真補償算法與并未能很好地結合環境亮度進行響應調整，導致在環境亮度較強的情況下屏幕顯示效果大大降低。（5）屏幕亮度變化時帶來的亮度突變問題，給使用者的眼睛帶來不適。

因此，如何在不影響用戶視覺體驗的情況下還能降低功耗成為一個具有極大應用價值的研究方向。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種基于圖像內容動態調節背光亮度的方法，該方法能夠在背光亮度大大降低時仍能夠保證顯示的圖像質量基本保持不變，進而實現降低功耗的目的。

本發明的目的通過以下的技術方案實現：一種基于圖像內容動態調節背光亮度的方法，包括以下步驟：

（1）對待顯示圖像的RGB像素值進行灰度直方圖處理；

（2）由灰度直方圖、人眼能接受的圖像失真度計算得到RGB三顏色像素溢出的閥值灰度，選取其中最大的一項作為灰度閾值；

（3）根據圖像的灰度等級最大值以及步驟（2）得到的灰度閾值，得到增益系數a，增益系數為二者的比值；

（4）將顯示模塊PWM占空比調節為1/a，將圖像像素值全部拉伸為原來的a倍。

優選的，所述步驟（3）之后，檢測環境光亮度，確定屏幕最低背光強度Bright_min，計算目標亮度Bright_aim=a*Bright₀，其中Bright₀為未變化的屏幕亮度，將目標亮度和屏幕最低背光強度進行比較，若Bright_aim<Bright_min，則令a=Bright_min/Bright₀，否則a的值不變；然后進入步驟（4）。引入環境亮度作為最低亮度的設定標準，使本發明方法帶來的屏幕亮度降低不會使使用者無法看清屏幕內容。

更進一步的，設定一增益系數上限a_max，在確定a值進入步驟（4）之前，先將a與a_max進行比對，若a>a_max，則令a=a_max，否則a的值不變；然后進入步驟（4）。通過設置a_max，以防止屏幕亮度突變所引起的視覺不適。

優選的，定義一個計數器A用來表征所顯示圖像的幀數，設定一閾值Amax，當A值計數為Amax時，用圖像相似性算法判斷當前圖像與第一幀圖像是否相似，假如相似就僅把計數器A清零使其重新計數，假如不相似，在下一幀圖像顯示時就重新計算增益系數，并把計數器A清零。每隔Amax幀才對液晶透過率增益系數a計算一次，從而可以減少計算量。

更進一步的，定義一個計數器B，并設定一閾值Bmax，假如當前圖像與第一幀圖像不相似，則使其增加1，然后在下一幀圖像顯示前再執行圖像相似性檢測，相似則計數器A、B都清零重新計數，不相似則依舊在下一幀圖像進行相似性檢測，假設連續Bmax次檢測到圖像不相似，那么在下一幀圖像顯示時就重新計算增益系數，改變背光的亮度。

本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：