[发明专利]一种液晶屏防残影以及显示深度减少的视频图像处理方法

说明书

本发明提出一种液晶屏防残影以及显示深度减少的视频图像处理方法，该方法根据需要截断的位宽，定义一个权重矩阵，权重矩阵与图像计算为点积；定义几种权重系数模板；在像素点数据处理时，将输入数据分为两部分，一部分为保留位，一部分为截断位，先判断保留位是否为全“1”，如果为全“1”，则将数据输出；如果不为全“1”，则选择相应的模板后，将截断位与模板权重比较，如果截断位大于权重，将截断位增加到保留位并输出，如果截断位小于等于权重，则将保留位输出。基于本方法的图像处理，不仅硬件设计的复杂度小，实现成本低，而且实时实现了对高动态范围图像的低位宽转化，客观增加了液晶极性反转，延长液晶寿命减少“残影”现象的出现。

技术领域

本发明属于视频处理领域，具体涉及一种液晶屏防残影以及显示深度减少的视频图像处理方法。

背景技术

在一些航空航天的视频图像拍摄、记录、投影的应用中广泛采用高采样位宽图象传感器或者大色深的视频图像，例如12比特位宽的sensor或者每色10比特的视频图象。然而通用的显示器的显示位宽仅为8比特甚至一些高亮度的显示器显示位宽仅为6bit。因此为了适应显示器的显示位宽要求原始数据中的低位经常被截断，丢失了高频的细节信息。

显示设置广泛应用于生产科研以及生活中，显示器广泛采用液晶屏(LCD)技术。LCD是通过控制电场使得两片导电玻璃电极间的液晶发生偏转来改变LED灯管的透光率来显示图像；当去电场后，液晶分子又恢复其扭曲结构，实际上由于液晶分子偏转的惰性，长时间固定电压驱动对像素电极的持续性的，像素周边受边缘电场的综合影响较为强烈，因此显示新的画面时，上一幅图像的“残影”仍然可以看到。残影的出现影响了显示效果。现有的方法都是提高驱动模式的健壮性以及改变信号的极性来降低残影的出现。

在对实时高动态图像的处理方法中，普遍采用多帧不同亮度的图象依据一定的算法融合。如申请日为2017.4.11的中国专利106851138A。该专利中的方法的缺点是处理延时大，需要获取三幅图像的图象质量参数，其次要对三幅图象融合处理，再次还要对融合图象进行超采样操作。最大的缺点是硬件存储资源开销比较大，不适用于高实时性的应用场合。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种液晶屏防残影以及显示深度减少的视频图像处理方法，同时实现高动态图像到低显示位宽图像的映射。

本发明的主要思路为：

根据需要截断的位宽，定义一个权重矩阵，权重矩阵与图像计算为点积。定义几种权重系数模板，通过可预定义的类型参数选择相应的模板。在像素点数据处理时，先将输入数据分为两部分，一部分为保留位，一部分为截断位。先判断保留位是否为全“1”，如果为全“1”，则将数据输出；如果保留位不为全“1”，则选择相应的模板后，将截断位与模板权重比较，如果截断位大于权重，则将截断位增加到保留位并输出，如果溢出，则保留低有效位，如果截断位小于等于权重，则将保留位输出。

本发明的技术方案为：

所述一种液晶屏防残影以及显示深度减少的视频图像处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：获取采集的视频图像，并确定视频图像的采样位宽n1；确定图像显示器的显示位宽n2，n2n1，两者之差作为要截断的位宽n；根据需要截断的位宽定义一个权重矩阵，所述权重矩阵采用2x2的矩阵，权重矩阵中的元素值取不大于2ⁿ-1的非负整数；

步骤2：采用2x2的权重矩阵对每一帧视频图像进行开窗，每个2x2的窗口都对应一个2x2的权重矩阵，窗口中的每个像素点对应权重矩阵中的一个元素值；对于每个窗口内的4个像素点，采用以下过程计算每个像素点输出到图像显示器的n2位数据T：

步骤2.1：将像素点的采样数据分为前n2位数据B和后(n1-n2)位数据R；

若数据B中的二进制数值均为1，则将数据B直接赋给T；