[发明专利]一种基于图像内容动态调节背光亮度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字信号处理研究领域，特别涉及一种基于图像内容动态调节背光亮度的方法。

背景技术

随着智能手机的功能越来越强大，与之而来的功耗也逐渐递增。然而用户希望体验到的不仅是强劲的计算性能和丰富的应用程序，持久的续航能力也是一部手机关键的评价标准，所以低功耗设计是许多开发商和设计人员必须面临的问题。在整个手机系统当中，显示模块的功耗占据了百分之五十到六十，并且图像显示是人机交互的不可或缺的重要组成部分。因此如何降低显示模块的功耗是手机低功耗设计重中之重。如今广泛应用在手机上的显示屏为TFT-LCD，这类液晶显示屏内部必须添加LED背光源才能正常显示。据研究显示，背光源功耗占据了这个显示模块功耗百分之六十以上，所以有效的降低背光源功耗是手机低功耗设计的关键。

目前，各类涉及调节背光源亮度来降低功耗的技术中，以静态设置为主，有以下缺点：（1）在降低背光源亮度之后，图像显示质量下降，严重影响用户的视觉体验。（2）不能根据显示内容实时动态调整背光源亮度，以至于无法得到最佳背光降低程度，实现显示效果与功耗的平衡。（3）在降低背光源亮度之后，无法对显示内容进行亮度补偿等图像算法处理，来弥补降低背光源亮度引起的图像失真。（4）屏幕节能与失真补偿算法与并未能很好地结合环境亮度进行响应调整，导致在环境亮度较强的情况下屏幕显示效果大大降低。（5）屏幕亮度变化时带来的亮度突变问题，给使用者的眼睛带来不适。

因此，如何在不影响用户视觉体验的情况下还能降低功耗成为一个具有极大应用价值的研究方向。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于图像内容动态调节背光亮度的方法，该方法能够在背光亮度大大降低时仍能够保证显示的图像质量基本保持不变，进而实现降低功耗的目的。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种基于图像内容动态调节背光亮度的方法，包括以下步骤：

（1）对待显示图像的RGB像素值进行灰度直方图处理；

（2）由灰度直方图、人眼能接受的图像失真度计算得到RGB三颜色像素溢出的阀值灰度，选取其中最大的一项作为灰度阈值；

（3）根据图像的灰度等级最大值以及步骤（2）得到的灰度阈值，得到增益系数a，增益系数为二者的比值；

（4）将显示模块PWM占空比调节为1/a，将图像像素值全部拉伸为原来的a倍。

优选的，所述步骤（3）之后，检测环境光亮度，确定屏幕最低背光强度Bright_min，计算目标亮度Bright_aim=a*Bright₀，其中Bright₀为未变化的屏幕亮度，将目标亮度和屏幕最低背光强度进行比较，若Bright_aim<Bright_min，则令a=Bright_min/Bright₀，否则a的值不变；然后进入步骤（4）。引入环境亮度作为最低亮度的设定标准，使本发明方法带来的屏幕亮度降低不会使使用者无法看清屏幕内容。

更进一步的，设定一增益系数上限a_max，在确定a值进入步骤（4）之前，先将a与a_max进行比对，若a>a_max，则令a=a_max，否则a的值不变；然后进入步骤（4）。通过设置a_max，以防止屏幕亮度突变所引起的视觉不适。

优选的，定义一个计数器A用来表征所显示图像的帧数，设定一阈值Amax，当A值计数为Amax时，用图像相似性算法判断当前图像与第一帧图像是否相似，假如相似就仅把计数器A清零使其重新计数，假如不相似，在下一帧图像显示时就重新计算增益系数，并把计数器A清零。每隔Amax帧才对液晶透过率增益系数a计算一次，从而可以减少计算量。

更进一步的，定义一个计数器B，并设定一阈值Bmax，假如当前图像与第一帧图像不相似，则使其增加1，然后在下一帧图像显示前再执行图像相似性检测，相似则计数器A、B都清零重新计数，不相似则依旧在下一帧图像进行相似性检测，假设连续Bmax次检测到图像不相似，那么在下一帧图像显示时就重新计算增益系数，改变背光的亮度。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：