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。     

液晶电视的功耗管理技术

本文介绍了液晶电视的功耗管理技术.在图像正常显示状态时,采用降低液晶屏的图像刷新率、亮度补偿和对比度增强等方法来动态减小背光亮度,并关闭不需要工作的接口电路;在待机状态时,采用关闭液晶屏、背光灯管、所有接口和处理电路等方法,以降低处理器工作频率和内存访问速度.这些方法有效减少了液晶电视的消耗功率.     

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。     

基于机器视觉的低背光条件下智能视频监控系统

为解决视频监控系统在低背光亮度条件下视频图像显示清晰度下降的问题,设计基于机器视觉的低背光条件下智能视频监控系统。视频图像采集子系统通过一体化摄像机采集视频图像,该种视频图像信号通过A/D转换器转换成数字信号传输到视频图像处理模块后,通过低背光条件下的图像增强算法,将RGB颜色空间图像转变为YIQ颜色空间,依照视频图像亮度平均值判断溢出点的值,依据该值在整体上动态调节视频图像亮度补偿的强度后,转变回RGB颜色空间图像,并通过Michelson对比度运算过程,增强亮度补偿后视频图像的局部对比度。视频图像管理子系统,在ARM核与DSP核的控制下,根据增强后视频图像数据,采用行为模式判断方法进行目标检测、分析、定位与跟踪等管理与控制。实验结果表明与对比系统相比,该系统对于低背光条件下的视频图像处理效果更好,且视频图像压缩性能和目标定位精度均存在显著优势。     

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%。     

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。     

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。     

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。     

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。