一种高节能、低溢出率的动态调光算法

为了解决现有调光算法存在节能率低和溢出失真率高的问题,本文提出了一种高节能、低溢出率的动态调光算法。在综合考虑液晶显示器中背光亮度和像素亮度对最终显示效果存在非等效影响的实际情况下,将输入图像灰阶亮度作一定的预处理后再进行图像背光亮度计算,并且采用带有权重的线性调节方式来进行液晶像素的补偿计算。与常见调光算法的平均节能11.9%和平均溢出率12.34%相比,本文算法的平均节能可达22.15%,而溢出失真率降低至9.95%。在工程样机上对50幅图像进行了实际测试,与采用常见调光算法的显示器相比,采用本文调光算法的显示器在获得更高节能率的同时,保持了较好的显示质量,没有明显的亮度下降。     

侧出 LED 背光动态调光算法研究

液晶显示具有对比度和能效不高的问题。动态调光可以有效提高液晶显示对比度并降低能耗。针对市场主流背光产品,提出了用于侧出式背光的全局调光算法。根据图像特征值,确定背光调光亮度。根据S曲线方程,对液晶像素进行补偿,高于S曲线拐点的像素亮度值增加,低于拐点的亮度值减少,有效提高静态对比度。最后进行了软件仿真,并开发了工程化样机。播放包括常见电视内容的视频,平均节能率为17%,没有人眼感知的失真。     

基于S曲线的两级动态调光算法研究

S曲线全局调光算法能够降低LED液晶显示器的功耗并提高显示图像静态对比度,为了进一步提高节能率,提出了基于S曲线的两级动态调光算法。首先对输入图像的所有像素分量进行线性放大,将输入图像的像素灰度级整体提升;然后利用S曲线对线性放大后的图像进行像素补偿,同时输出调整后的背光亮度信号。对40幅典型图像进行了仿真,结果表明:平均背光节能30%,静态对比度提高33%。开发了工程样机,对6类常见的电视节目进行测试,整机平均节能25.1%,静态对比度提高了30%。与S曲线全局调光算法相比,所提算法在显示性能保持不变的同时,能进一步将节能率提高10%。     

基于S曲线全局动态调光的改进算法

S曲线全局动态调光算法可以降低LED液晶显示器的功耗,同时能够提高显示图像的静态对比度,但该算法会造成部分图像色彩失真和细节丢失。针对这一问题,本文提出一种图像细节层分离与视觉显著性理论相结合的S曲线改进算法。首先,将原始图像转换至HSV色彩空间进行亮度和色度分离;然后,在图像亮度分量上采用双边滤波得到图像的基础层与细节层,基础层采用S曲线进行动态范围拉伸,实现像素补偿,细节层则运用视觉显著性理论进行分区与权值增强,弥补由像素补偿带来的细节损失;最后,将处理后的各层图像转换至RGB空间显示。将本文算法的仿真结果与原S曲线算法的结果进行对比。结果显示,本文算法在维持原算法功耗降低和静态对比度提升水平不变的基础上,解决了原算法在部分图像中出现的色彩失真和细节丢失问题,提升了图像的视觉显示效果,同时本文算法的仿真结果具有更大的信息熵和平均梯度。     

临界背光亮度法改善LCD动态调光中的灰度截断

LED背光源LCD采用动态调光后,为了在灰度截断和功耗之间取得平衡,文章提出了基于临界背光亮度的灰度截断改善方法。该方法首先根据不同的算法分别计算出背光中间模块和边缘模块不产生灰度截断的临界背光亮度,然后将所得到的临界背光亮度与用传统方法得到的对应背光亮度做比较,选择较大值作为最终该模块的理想背光亮度并进行亮度的叠加。液晶补偿的灰度级由叠加后背光亮度得到。81cm(32in)LED背光源实验结果表明,该方法能够有效地改善灰度截断,同时功耗没有显著增加。     

基于平均值法的LED背光源动态调光二次修正算法

为降低LED背光源的功耗,提高LCD的图像显示质量,提出了一种LED背光源动态调光二次修正算法。采用平均值法得到分区的初始背光灰度值;为了解决灰度截断问题,根据分区灰度最大值与平均值的差值进行第一次修正;为了抑制调光带来的光晕效应,采用空间滤波法进行第二次修正。采用侧入式LED背光源的116.8cm(46in)LCD实验结果表明,采用该算法后,LED背光源平均功耗降低至73.02%,灰度截断率为0.49%,平均PSNR值为67.21dB;典型图像对比度最大达到28 600∶1,显示图像的光晕效应有了明显的改善。二次修正算法能够有效降低背光功耗,增强图像显示质量。     

基于分层色调映射的LED背光调制算法

为了在降低液晶显示器背光功耗的同时能够保持图像质量,提出了基于分层色调映射的LED背光调制算法.利用低通滤波对图像进行分层,通过亮度对数映射函数把低频部分映射到低动态范围,再与增益后的高频部分相结合为输出图像.将输出图像最大灰阶能够增加的数值作为LED背光因子降低值,采用动态背光缩放技术,降低背光强度值,并提高液晶透光...     

基于液晶显示屏的低功耗驱动技术

为进一步降低液晶显示器的逻辑功耗,本文以11.6HD、14HD、14FHD为背景,分别从像素结构、驱动技术、驱动电路设计以及背光驱动技术等方面进行了深入研究。首先,研究了不同像素结构(dual Gate+normal像素结构和dual Gate+Z inversion像素结构)下多种像素驱动方法对功耗的影响。接着,研究了像素负载以及像素驱动信号(包括栅极驱动信号和源极驱动信号)对功耗的影响。最后,对比了不同的背光调光方法对功耗的影响。实验结果表明:像素结构、负载大小、驱动方法均对功耗有较大的影响。以14HD为例,点翻转比列翻转会有38.5%的功耗上升;Data load每上升10%,功耗约有8%的上升;VGH每提高1V,功耗上升1.35mW;采用mix-mode调光方式比传统的PWM调光在不同亮度百分比下功耗约降低2%~15%。因此通过对这些功能模块进行优化设计可以有效地降低液晶显示器逻辑功耗。     

基于局部均值和标准差的LCD动态背光调整

为了在降低液晶显示器背光功耗的同时能够保持图像质量,提出了基于局部均值和标准差的LCD背光调制算法。该算法能有效降低低对比度和较暗区域的背光亮度,提高图像的对比度,并保证高对比度和较亮区域的图像质量。对背光信号进行了保值平滑处理,使每个区域与周围区域之间能够平滑过渡,整幅图像视觉上更加柔和。     

液晶显示全局动态调光算法的高效实现方法研究

动态调光算法包括背光值和液晶像素补偿量确定。通过查表法实现的基于图像分类的S曲线调光算法电路存在资源消耗大、处理速度慢等缺陷。本文提出了2种算法实现方式:等差数列法、最小二乘拟合法,并分别对这2种算法进行了仿真分析,得到其与查找法的最大标准差分别为1.8和0.8。在开发的全局调光液晶电视样机上进行了实际测试,和查表法得到的像素亮度相比:等差数列法的误差为3个灰度级,最小二乘法的误差在1个灰度级以内。2种算法都可使电路存储资源的利用率由原查表法的71%降低到4%。仿真和实验结果表明最小二乘法具有更好的效果。     

一种基于LCD-LED双调制显示器的HDR图像显示方法

提出一种针对HDR图像的显示方法,该方法应用于LCD-LED双调制高动态显示器,旨在使显示器更好地显示HDR图像要求的亮度细节,提高视觉质量。首先,建立HDR图像亮度与LED亮度范围对应关系,使用光扩散函数作为背光LED亮度取值范围的权重。然后,统计LED的亮度辐射区域内不同LED发光强度等级的权重,取权重最大者对应的亮度作为该背光LED亮度。最后,利用依据LED亮度生成LED背光扩散图像与HDR图像计算出LCD显示图像。仿真结果表明,该算法可以使显示器亮度失真率系数低至0.006以下。在LCD-LED双调制高动态显示器上实验验证结果表明,该算法可以有效提高图像的层次感,有效抑制LCD-LED双调制高动态显示器的"光晕"以及亮度截断现象,提高显示质量。     

基于FPGA的超高亮液晶显示动态调光系统的设计

针对在超高亮环境下,液晶显示的功耗大、散热高、画面对比度低的问题,设计一种基于FPGA的动态背光系统。基于vesa标准的分区亮度提取与分帧加权背光驱动数据处理,通过FPGA对背光灯板的驱动IC的控制,实现对每个微小型区域背光进行单独控制。实现了在高亮环境下,采用动态区域调光算法的背光灯板与传统全局背光灯板相比,相同功耗下对比度提高了35.8%,有效的提高了画面的显示质量;同时,在达到相同亮度的情况下,功耗降低了50%左右。有效地解决了因全局背光带来的功耗高、对比度低问题,实现了背光亮度可根据液晶画面灵活调整,达到了降低功耗同时提升画面的显示效果。     

基于亮度补偿算法的显示子系统低功耗的设计

低功耗设计是嵌入式系统的一个重要课题,显示系统的功耗在整个系统功耗占有很大比例,降低显示系统功耗成为嵌入式低功耗设计的重中之重。设计基于WindowsMobile操作系统、PXA270处理器,以标准亮度补偿算法为基础,动态降低背光电流以节省功耗,同时相应的调整LCD屏的光透过率,以补偿背光亮度降低带来的图像亮度降低,在人眼可接受的失真范围内,实现了系统功耗的降低。整个设计在驱动层实现,功能稳定,有很好的可移植性。     

基于灰阶熵的LCD动态背光调整

飞机中液晶显示屏上显示的一般是图形和数据,显示界面上有较大范围是暗场景。若采用传统液晶显示器恒定亮度的面光源,会造成不必要的电能消耗,且存在漏光现象导致图像的对比度下降,因此对液晶显示的背光源采用动态背光的控制。文章通过分析常见的平均值和最大值背光亮度提取方法,提出基于灰阶熵的LCD背光亮度调整方法。该方法既解决平均值法失真严重的问题,保证图像质量,同时相比于最大值法又减少功耗,达到降低功耗和保证图像质量的要求。     

基于直方图和主灰度的调光算法

为了有效解决液晶显示中背光能耗与显示质量的矛盾,在综合分析了灰度直方图和主灰度等图像特征与图像背光关系的基础上,提出了一种基于这些特征的调光算法。首先统计输入图像像素灰度的平均值,并依据平均值将图像划分为3种类型;然后统计图像的灰度直方图和主灰度等特征值;最后采用多元回归分析方法分析图像特征与背光之间的关系从而确定背光公式系数,再依据公式计算背光调光亮度。对该算法使用30幅典型图像进行了仿真测试,实验结果表明调光效果指数DEI为0.95,平均节能率为28.22%。与其他算法相比,本文算法具有较高的节能率和较好的显示效果,较好地平衡了显示效果和节能率的矛盾。     

一种亮度分区和导向滤波相结合的色调映射算法

针对高动态范围(High Dynamic Range,HDR)图像的动态范围与普通显示设备不匹配的问题,本文提出了一种亮度分区和导向滤波相结合的色调映射算法。首先,通过颜色空间转换将输入的HDR图像转换到CIEL*a*b*空间,得到亮度层和色度层图像,接着对亮度层图像进行对数压缩并分区,对压缩后的各分区亮度图像选取合适γ值进行校正。然后,对于现有映射算法过于强调对图像亮度的处理而忽略色度的问题,本文将压缩后的亮度图像作为引导图像对色度层图像进行导向滤波处理。最后,将处理后的亮度层图像和色度层图像融合得到标准动态范围(Standard Dynamic Range,SDR)图像。通过对比实验表明,本文算法得到的图像在清晰度、信息熵、方差方面较全局映射法、局部映射法和双边滤波法平均提高了94.03%、30.73%和24.23%,说明本文算法在实现高动态图像亮度压缩的同时,更好地实现了对色度和局部细节的处理。     

TFT-LCD在低背光状态下的图像增强算法

在普通的手持显示设备中,降低背光亮度可以减小系统功耗,然而同时会导致显示图像的亮度和对比度下降,影响显示画质.通过分析TFT-LCD和HVS(Human Visual System)的特征,提出了一种在低背光状态下的图像增强算法,可以在较低背光亮度下通过补偿图像的亮度和对比度来增强图像的显示效果.所提出的算法可以根据图像的具体内容选择不同的补偿方式,与同类算法相比,补偿后的亮度值更高.实验结果表明,所提出的算法可以提高图像亮度,改善图像显示效果,从而能更有效地降低系统功耗.     

关于点阵式LED动态背光源及其驱动电路的设计

由于液晶本身不发光,需要通过背光照明,因此目前大多数产品采用冷阴极射线荧光灯（CCFL）作为背光源,但因CCFL的亮度不容易控制和响应速度慢等缺点,造成液晶显示的能源浪费和动态模糊。文章提出了一种基于点阵式LED的动态背光源结构,将单个LED发出的光投射区域限制在散光膜的单一区域,即每个LED只负责液晶部分区域的背光照明。文章还设计了动态背光源的驱动电路,通过对显示的画面进行分析．采用亮度动态控制的方式可以得到不同区域的最佳亮度,同时驱动LED背光达到相应的亮度。并利用Matlab软件仿真LED背光源,结果表明采用动态背光源能有效地降低功耗．提高图像对比度。     

彩色和等色图像的非监督反射分量分离

反射分量分离是计算机视觉和数字图像处理中的一个重要问题。尽管已有很多基于单张图像的反射分量分离方法,但这些方法只能分离图像中彩色区域的反射分量并会在等色区域产生严重的噪声。本文提出一种能够分离图像彩色和等色区域反射分量的方法。彩色和等色区域高光的共同特征是亮度在局部区域中逐渐变化,因此本文算法首先将亮度信息融入传统的无高光图像,提出能够区分不同亮度等色区域的改进的无高光图像;然后提取局部位置空间亮度差异特征和局部颜色空间亮度差异特征,并用K-Means方法检测图像中的镜面反射像素;最后用颜色传递方法估计出漫反射分量,实现漫反射和镜面反射分量的分离。实验结果表明本文算法能够同时有效地分离彩色和等色区域的反射分量。本文算法扩展了反射分量分离方法的应用范围。      

四元色液晶显示器色温与色重显性能的研究

选择7种色温,分别测试了四元色液晶显示器的色度参数,并基于测试数据,分析了色温与液晶显示器亮度、彩度、色调和色域覆盖率的关系。结果表明,色温升高时,液晶显示器的亮度加大,色域覆盖率减小,还引起某些颜色色调和彩度失真。