根据显示内容动态调整小屏LCD背光亮度的方法

摘要

一种根据显示内容动态调整小屏LCD背光亮度的方法，系根据显示负载的变化调整小屏LCD背光亮度，从而在保证显示效果的前提下最大限度地降低LCD背光亮度，以节约用电，其特征在于还包括如下步骤：依次输入每一帧图像数据，背光调整的速率与输入数据的帧频率相同；做自适应的图像负载分析(101)；用自适应的时间平均滤波器(102)处理背光调整速度；进行伪随机打散运算，在统计上消除数据扩展(103)时的不均匀性；在背光上处理Gamma补偿(104)的影响，使用简单和低速计算消除Gamma补偿带来的结果偏差。本发明的有益效果在于：一种相对低成本的动态背光方案，并且赋予了图像负载分析和背光调整的动态自适应性，同时解决了“等高线”和Gamma指数补偿会消耗很大的资源的问题。

主权项

1.一种根据显示内容动态调整小屏LCD背光亮度的方法，系根据显示负载的变化调整小屏LCD背光亮度，并且以相应的比例动态增大LCD的输入数据，从而在保证显示效果的前提下最大限度地降低LCD背光亮度，以节约用电，其特征在于还包括如下步骤：A.依次输入每一帧图像数据，背光调整的速率与输入图像数据的帧频率相同；B.做自适应的图像负载分析(101)，系根据当前输入帧中每个像素的红绿蓝RGB的最大值，取粗略直方图确定的最大亮度有效值和细微最大峰值寻找算法确定的最大亮度有效值中的较小值、作为当前输入帧的图像负载有效峰值Peak；并根据所述图像负载有效峰值Peak和统计峰值自适应牺牲算法得到当前输入帧图像的亮度衰减因子per_loss，计算出当前输入帧图像的有效负载dth，即：dth＝Peak(1-per_loss)；C.用自适应的背光时间平滑滤波器(102)处理背光调整速度，得到当前帧的图像亮度阈值XTK；所述背光时间平滑滤波器(102)可以是一阶低通滤波器，其传输函数确定为：其中TAV由当前帧的直方图统计结果和上一帧的直方图统计结果相比较而得出，TAV与前后帧数据的直方图向量的差的绝对值之和成正比，公式表示如下：其中，HIST_n(i)为在第n帧数据亮度值i上的直方图统计结果；k为比例系数，其值越小，滤波器的时间常数越大，背光越稳定；尤其是，TAV的结果应满足在0～1之间；D.进行伪随机打散运算，当图像亮度增大系数是一个大于1的小数时，对于连续的输入数值，乘积所得小数进行整数化时，无论整数截取还是四舍五入，都有机会跳跃一个整数，需对乘积结果做打散处理；E.在背光上处理Gamma补偿(104)的影响，使用简单和低速计算消除Gamma补偿带来的结果偏差；这就是设置LCD背光调整系数，令其经过Gamma指数因子补偿(104)，公式为：其中，BL₀为直接计算出来的背光调整系数，BL_DBL为考虑Gamma影响之后的背光调整系数；的计算采用查表法，或是使用曲线拟合的方法；计算的速率可以取与输入图像数据的帧频率相同的值；所述步骤B中粗略直方图寻找算法，是将亮度取值范围在整个区间内分成NC份，统计该一帧数据分布在这NC个区间的像素数量统计分布，再根据预先设定的数量阈值，从亮度值的高处往低处，统计出所述NC个区间的像素统计分布值当中超过阈值的最大的粗条亮度值，即为粗略直方图找寻算法确定的最大亮度有效值；所述步骤B中细微最大峰值寻找算法，是将亮度区间分成NF份，找出该一帧中最大的M个值以及它们的像素数量统计结果；根据预设的阈值，找出M个最大值当中统计结果大于阈值的最大的亮度值，该值就是细微最大峰值寻找算法确定的最大亮度有效值；当所述M个值的统计结果均小于阈值时，取M个值中的最小值减1即为细微最大峰值寻找算法确定的最大亮度有效值；步骤B中所述统计峰值自适应牺牲算法，包括步骤：a.确定所述当前帧的图像负载有效峰值Peak在粗直方图或细直方图中的位置；b.对当前帧的图像负载有效峰值Peak周围的像素进行统计分析；c.如果当前帧的图像负载有效峰值Peak附近统计结果较小，则取较大的衰减因子；如果当前帧的图像负载有效峰值Peak附近统计结果较大，则取较小的衰减因子；步骤C中所述“用自适应的背光时间平滑滤波器(102)处理背光调整速度，得到当前帧的图像亮度阈值XTK”这一过程如下公式表示： XTK＝filter(Peak*(1-Per_loss))其中，Peak为图像负载有效峰值，Per_loss为图像的亮度衰减因子；所述步骤D中采用伪随机打散运算，包括步骤：I.统计数据扩展(103)的输入色阶x_in与图像亮度增大系数α乘积时，统计该乘积小数部分im_frac小于所述图像亮度增大系数α值的小数部分coeff_frac的像素数量M1和该乘积小数部分im_frac与所述图像亮度增大系数α值的小数部分coeff_frac之和大于等于1的像素数量M2；II.针对统计量M1，以固定概率或变化概率，数据扩展(103)的输出为输入色阶x_in与图像亮度增大系数α乘积的整数部分减去图像亮度增大系数α的整数部分；III.针对统计量M2，以固定概率或变化概率，数据扩展(103)的输出为输入色阶x_in与图像亮度增大系数α乘积的整数部分加上图像亮度增大系数α的整数部分。