一種基於圖像出現頻率的液晶顯示器功耗降低方法
2023-05-16 03:29:36 1
一種基於圖像出現頻率的液晶顯示器功耗降低方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於圖像出現頻率的液晶顯示器功耗降低方法，其中本發明針對與緩存中直方圖或前一幀圖像直方圖不相似的圖像，計算該圖像所對應增益係數α，採用新計算的增益係數α對液晶顯示器的光透過率和背光光強分別進行調整；針對與緩存中直方圖或前一幀圖像直方圖相似的圖像，本發明則直接調用直方圖相似圖像所對應增益係數α對液晶顯示器的光透過率和背光光強分別進行調整。當屏幕點亮的次數為x的整數倍時，將緩存更新為連續出現頻率較高的一些圖像及它們對應的增益係數α；本發明利用了圖像的重複性出現以及終端的鎖屏界面和主屏幕變化不頻繁的性質調節液晶顯示器的背光，大大減少了增益係數α的計算量，具有功耗低的優點。
【專利說明】一種基於圖像出現頻率的液晶顯示器功耗降低方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種液晶顯示器的功耗降低方法，特別涉及一種基於圖像出現頻率的液晶顯示器功耗降低方法。
【背景技術】
[0002]液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)作為功耗低且平面薄型的顯示設備，越來越廣泛的被使用，從小屏幕的手持播放器到大屏幕的液晶電視、電腦顯示器等，液晶顯示器在人們的生活中佔據了越來越重要的位置。隨著通信行業的不斷發展，帶有液晶顯示器的終端也由原來單一的功能向話音、數據、圖像、音樂和多媒體方向綜合演變，隨著終端功能的越來越強大，其功率損耗也越來越大，降低液晶顯示器的功耗對於節約能源、實現綠色社會具有非常重要的意義，因此液晶顯示器消耗的能量也越來越引起人們的關注。
[0003]在整個終端中，顯示模塊的功耗佔據了百分之五十到六十，而背光源的功耗佔據了顯示模塊功耗的百分之六十以上，因此提高背光源的效率對改進系統效率有相當大的作用，有效的降低背光源功耗是整個降低功耗設計的關鍵，故在現有技術中降低液晶顯示器功耗方法主要集中在背光模組上，如將CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp,冷陰極突光燈管)背光系統更換成LED背光系統，或則通過降低背光源的亮度來降低功耗。LED背光系統作為背光源相對於CCFL背光系統來說功耗有所下降，但是其總體功耗還是比較高，並且也提高了生產成本。而通過直接降低背光源亮度來降低功耗的這種方式，在降低背光源亮度的程度沒有把握好的情況下會帶來顯示效果不佳的問題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於克服現有技術的缺點與不足，提供一種基於圖像出現頻率的液晶顯示器功耗降低方法，該方法根據液晶顯示器上圖像內容動態的調整背光源的亮度和液晶顯示器的光透過率，通過每次液晶顯示器屏幕點亮後一些圖像的重複性出現這一特徵來降低不必要的計算量，從而達到節約功耗的同時不影響液晶顯示器的顯示效果。
[0005]本發明的目的通過下述技術方案實現:一種基於圖像出現頻率的液晶顯示器功耗降低方法，包括以下步驟:
[0006](I)液晶顯示器屏幕被點亮後，對屏幕顯示的每一幀圖像分別進行直方圖處理，得到多個彩色的灰度直方圖；
[0007](2)待液晶顯示器屏幕每次被點亮後，設定一個用於統計相似圖像連續出現頻率的第一計數器和用於統計當前次屏幕點亮後不相似圖像總數的第二計數器；並且令第一計數器標誌位counterl為al,第二計數器標誌位counter2為bl ;每次屏幕點亮時,檢測緩存中是否有與第一幀圖像的直方圖相似的直方圖；其中當兩幀圖像對應像素點之間的方差小於閾值y，則判斷兩幀圖像的直方圖為相似，否則就判斷為不相似；
[0008]若是，則調用當前緩存中直方圖與第一幀圖像直方圖相似的圖像對應的增益係數α對液晶顯示器的光透過率和背光光強分別進行調整，然後執行步驟(3)；[0009]若否，則根據當前幀直方圖、人眼接受範圍內的圖像失真度以及屏幕解析度計算第一幀圖像對應的增益係數α，並且緩存第一幀圖像的直方圖和其對應的增益係數α值，然後採用增益係數α對液晶顯示器的光透過率和背光光強分別進行調整；接著執行步驟(3)；
[0010](3)讀取下一幀圖像直方圖，對比讀取到的當前幀的圖像直方圖與上一幀圖像的直方圖或緩存中圖像的直方圖是否相似；
[0011]若是，即當前幀圖像直方圖與上一幀圖像直方圖或者緩存中圖像的直方圖相似，則第一計數器標誌位counterl加1，並調用直方圖與當前幀圖像直方圖相似的圖像對應的增益係數α對液晶顯示器的光透過率和背光光強分別進行調整；然後繼續執行步驟(3);
[0012]若否，即當前幀圖像直方圖與上一幀圖像直方圖和緩存中圖像直方圖均不相似，則第二計數器標誌位counter2加I,第一計數器標誌位counterl置為al ;並根據當前中貞的直方圖、人眼接受範圍內的圖像失真度以及屏幕解析度計算當前幀圖像對應的增益係數α，並採用該增益係數α對液晶顯示器的光透過率和背光光強分別進行調整；接著執行步驟⑷；
[0013](4)判斷第二計數器標誌位counter2的值是否達到by ；
[0014]若否，則緩存當前幀圖像的直方圖及其對應的增益係數α值，然後繼續執行步驟
(3)；
[0015]若是，則執行步驟(5);
[0016](5)判斷該次屏幕點亮的次數是否為X的整數倍；
[0017]若是，根據步驟(3)中第一計數器標誌位counterl被置為I之前的值計算出各相似圖像連續出現頻率，統計連續出現頻率排前P的P幀圖像，然後執行步驟(6)；
[0018]若否，則結束運行，直到下一次點亮屏幕後繼續執行步驟(2)；
[0019](6)判斷該次屏幕點亮次數是否為X ；
[0020]若是，更新當前緩存，將當前的緩存更新為步驟(5)中統計的連續出現頻率排前P的P幀圖像對應的直方圖及對應的增益係數α值，然後結束運行，直到下一次點亮屏幕後繼續執行步驟(2);
[0021]若否，將步驟(5)中統計的連續出現頻率排名前P的P幀圖像與上一次點亮屏幕次數為X整數倍時所存儲的P幀圖像的連續出現頻率進行對比，從2ρ幀圖像選擇出連續出現頻率排在前P名的P幀圖像，將當前緩存更新為這P幀圖像對應的直方圖及對應的增益係數α，然後結束運行，直到下一次點亮屏幕後繼續執行步驟(2)。
[0022]優選的，所述步驟(2)中閾值y小於等於0.15。
[0023]優選的，所述步驟(I)中針對每一幀圖像進行RGB的直方圖處理，得到RGB三個顏色的灰度直方圖。
[0024]更進一步的，所述步驟(2)和步驟(3)中根據當前幀RGB三色直方圖、人眼接受範圍內的圖像失真度以及屏幕解析度計算出三個灰度閥值項，然後選取最大的一項作為閾值灰度項Gthreshold,根據閾值灰度項Gthreshold計算得到增益係數α為:
[0025]a =256/Gthreshold0
[0026]更進一步的，所述人眼接受範圍內的圖像失真度D=12.5%，所述RGB三色直方圖的灰度級為Gmax=256 ;所述屏幕解析度為S=854*480。[0027]優選的，所述步驟(5)中χ為20 ;即所述步驟(5)中判斷該次屏幕點亮的次數是否為20的整數倍；
[0028]優選的，所述步驟(2)中每次屏幕被點亮時，令第一計數器標誌位counterl為1，第二計數器標誌位counter2為I,所述al=l, bl=l。
[0029]優選的，所述步驟(4)中判斷第二計數器標誌位counted的值是否達到11，即by=ll。
[0030]優選的，所述步驟(5 )中ρ值為5。
[0031]優選的，當點亮的屏幕次數不為χ的整數倍時，若所述步驟(3)中當讀取到的當前幀的圖像直方圖與上一幀圖像的直方圖和緩存中圖像的直方圖均不相似，則此時步驟(4)將當前幀圖像的直方圖及其對應的增益係數α值替代緩存中所存儲的該次屏幕點亮時的圖像直方圖及其對應增益係數α ;當點亮的屏幕次數為χ的整數倍時，若所述步驟(3)中當讀取到的當前幀的圖像直方圖與上一幀圖像的直方圖和緩存中圖像的直方圖均不相似，則此時步驟(4)直接緩存當前幀圖像的直方圖及其對應的增益係數α，即此時未對緩存中所存儲的該次屏幕點亮時的圖像直方圖及其對應增益係數α進行替代。
[0032]本發明相對於現有技術具有如下的優點及效果:
[0033](I)本發明方法僅針對與緩存中直方圖或前一幀圖像直方圖不相似的圖像計算新的增益係數α，並採用新計算的增益係數α對液晶顯示器的光透過率和背光光強分別進行調整；針對與緩存中直方圖或前一幀圖像直方圖相似的當前幀圖像，本發明直接調用直方圖與當前幀圖像直方圖相似的圖像對應的增益係數α對液晶顯示器的光透過率和背光光強分別進行調整。因此本發明利用了圖像的重複性出現這一特徵調節液晶顯示器背光的方案，大大減少了增益係數α的計算量，從而達到了減少功耗的目的。另外本發明依據終端的鎖屏界面和主屏幕等一般變化不頻繁的性質，每隔特定的屏幕點亮次數才對緩存中的增益係數α進行更新，因此進一步節省了計算量。
[0034](2)本發明採用增益係數α對液晶顯示器的光透過率和背光光強分別進行調整，在對背光亮度降低了 α倍的同時，針對液晶顯示器的光透過率進行增強，從而對亮度進行了補償；在人眼所能接受的圖像失真度的範圍內，對圖像各像素點提高一定的倍數α，保證了液晶顯示器背光亮度在降低α倍時，顯示的圖像質量基本保持不變，即保證本發明方法達到節約功耗的同時不影響液晶顯示器的顯示效果。其中增益係數α是根據當前幀直方圖、人眼接受範圍內的圖像失真度以及屏幕解析度計算得到，因此進一步保證了液晶顯示器的顯示效果可以被人眼接收。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]圖1是本發明方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0036]下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限於此。
[0037]實施例
[0038](I)液晶顯示器屏幕被點亮後，對屏幕顯示的每一幀圖像分別進行RGB直方圖處理，得到RGB三個顏色的灰度直方圖；
[0039](2)待液晶顯示器屏幕每次被點亮後，設定一個用於統計相似圖像連續出現頻率的第一計數器和用於統計當前次屏幕點亮後不相似圖像總數的第二計數器；並且令第一計數器標誌位counterl為I,第二計數器標誌位counter2為2 ;每次屏幕點亮時,檢測緩存中是否有與第一幀圖像的直方圖相似的直方圖；其中本實施例中當兩幀圖像對應像素點之間的歐式距離即方差小於閾值y=0.15，則判斷兩幀圖像的直方圖為相似，否則就判斷為不相似；當然本實施例中這個閾值y也可以是小於0.15的值；
[0040]若是，則調用緩存中直方圖與第一幀圖像直方圖相似的圖像對應的增益係數α對液晶顯示器的光透過率和背光光強分別進行調整，然後執行步驟(3);
[0041]若否，則根據第一幀直方圖、人眼接受範圍內的圖像失真度以及屏幕解析度計算第一幀直方圖對應的增益係數α，並且緩存第一幀圖像的直方圖及其對應的增益係數α值，採用該增益係數α對液晶顯示器的光透過率和背光光強分別進行調整；然後執行步驟
(3)；
[0042](3)讀取下一幀圖像直方圖，對比讀取到的當前幀的圖像直方圖與上一幀圖像的直方圖或緩存中圖像的直方圖是否相似；
[0043]若是，即當前幀圖像直方圖與上一幀圖像直方圖或者緩存中圖像的直方圖相似，則第一計數器標誌位counterl加1，並調用直方圖與當前幀圖像直方圖相似的圖像對應的增益係數α對液晶顯示器的光透過率和背光光強分別進行調整；然後繼續執行步驟(3);
[0044]若否，即當前幀圖像直方圖與上一幀圖像直方圖和緩存中圖像直方圖均不相似，則第二計數器標誌位counter2加I,第一計數器標誌位counterl置為I ;並根據當前中貞的直方圖、人眼接受範圍內的圖像失真度以及屏幕解析度計算當前幀圖像對應的增益係數α，並採用該增益係數α對液晶顯示器的光透過率和背光光強分別進行調整；接著執行步驟⑷；
[0045](4)判斷第二計數器標誌位counter2的值是否達到11 ；
[0046]若否，則緩存當前幀圖像的直方圖和及其對應的增益係數α值，然後繼續執行步驟(3)；
[0047]若是，則執行步驟(5);
[0048](5)判斷該次屏幕點亮的次數是否為20的整數倍；
[0049]若是，根據步驟(3)中第一計數器標誌位counterl被置為I之前的值計算出各相似圖像的出現頻率，統計連續出現頻率排前5的5幀圖像，然後執行步驟(6)；
[0050]若否，則結束運行，直到下一次點亮屏幕後繼續執行步驟(2)；
[0051](6)判斷該次屏幕點亮次數是否為20 ；
[0052]若是，更新當前緩存，將當前的緩存更新為步驟(5)中統計的連續出現頻率排前5的5幀圖像對應的直方圖及它們對應的增益係數α值，然後結束運行，直到下一次點亮屏幕後繼續執行步驟(2)；
[0053]若否，將步驟(5)中統計的連續出現頻率排名前5的5幀圖像與上一次點亮屏幕次數為X整數倍時所存儲的5幀圖像的連續出現頻率進行對比，從10幀圖像選擇出連續出現頻率排在前5名的5幀圖像，將當前緩存更新為這5幀圖像對應的直方圖及它們對應的增益係數α值；然後結束運行，直到下一次點亮屏幕後繼續執行步驟(2)。[0054]本實施例中當點亮的屏幕次數不為20的整數倍時，若所述步驟(3)中當讀取到的當前幀的圖像直方圖與上一幀圖像的直方圖和緩存中圖像的直方圖均不相似，則此時步驟
(4)將當前幀圖像的直方圖及其對應的增益係數α值替代緩存中所存儲的該次點亮屏幕時的圖像直方圖及其對應增益係數α ;使得此時緩存中僅僅省下當前幀圖像的直方圖及其對應增益係數和上一次點亮屏幕次數為X的整數倍時所存儲的5幀圖像，以節省緩存空間。當點亮的屏幕次數為20的整數倍時，若所述步驟(3)中當讀取到的當前幀的圖像直方圖與上一幀圖像的直方圖和緩存中圖像的直方圖均不相似，則此時步驟(4)直接緩存當前幀圖像的直方圖及其對應的增益係數α，即未對緩存中所存儲的該次屏幕點亮時的圖像直方圖及其對應增益係數α進行替換，以用於最後統計出連續出現頻率排在前P名的P幀圖像所對應的直方圖及對應的增益係數α值。
[0055]本實施例上述步驟(2 )和步驟(3 )中根據當前幀RGB三色直方圖、人眼接受範圍內的圖像失真度以及屏幕解析度計算出三個灰度閥值項，然後選取最大的一項作為閾值灰度項Gthreshold,根據閾值灰度項Gthreshold計算得到增益係數α為:
[0056]a =256/Gthreshold0
[0057]其中在本實施例中設置人眼接受範圍內的圖像失真度D=12.5%，RGB三色直方圖的灰度級為Gmax=256 ;所述屏幕解析度為S=854*480。
[0058]上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式並不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種基於圖像出現頻率的液晶顯示器功耗降低方法，其特徵在於，包括以下步驟: (1)液晶顯示器屏幕被點亮後，對屏幕顯示的每一幀圖像分別進行直方圖處理，得到多個彩色的灰度直方圖； (2)待液晶顯示器屏幕每次被點亮後，設定一個用於統計相似圖像連續出現頻率的第一計數器和用於統計當前次屏幕點亮後不相似圖像總數的第二計數器；並且令第一計數器標誌位counterl為al,第二計數器標誌位counter2為bl ;每次屏幕點亮時,檢測緩存中是否有與第一幀圖像的直方圖相似的直方圖；其中當兩幀圖像對應像素點之間的方差小於閾值y，則判斷兩幀圖像的直方圖為相似，否則就判斷為不相似； 若是，則調用當前緩存中直方圖與第一幀圖像直方圖相似的圖像對應的增益係數α對液晶顯示器的光透過率和背光光強分別進行調整，然後執行步驟(3)； 若否，則根據當前幀直方圖、人眼接受範圍內的圖像失真度以及屏幕解析度計算第一幀圖像對應的增益係數α，並且緩存第一幀圖像的直方圖及其對應的增益係數α值，然後採用增益係數α對液晶顯示器的光透過率和背光光強分別進行調整；接著執行步驟(3); (3)讀取下一幀圖像直方圖，對比讀取到的當前幀的圖像直方圖與上一幀圖像的直方圖或緩存中圖像的直方圖是否相似； 若是，即當前幀圖像直方圖與上一幀圖像直方圖或者緩存中圖像的直方圖相似，則第一計數器標誌位counterl加1，並調用直方圖與當前幀圖像直方圖相似的圖像對應的增益係數α對液晶顯示器的光透過率和背光光強分別進行調整；然後繼續執行步驟(3); 若否，即當前幀圖像直方圖與上一幀圖像直方圖和緩存中圖像直方圖均不相似，則第二計數器標誌位counter2加I,第一計數器標誌位counterl置為al ;並根據當前幀的直方圖、人眼接受範圍內的圖像失真度以及屏幕解析度計算當前幀圖像對應的增益係數α，並採用該增益係數α對液晶顯 示器的光透過率和背光光強分別進行調整；接著執行步驟(4)； (4)判斷第二計數器標誌位counter2的值是否達到by； 若否，則緩存當前幀圖像的直方圖及其對應的增益係數α值，然後繼續執行步驟(3); 若是，則執行步驟(5); (5)判斷該次屏幕點亮的次數是否為χ的整數倍； 若是，根據步驟(3)中第一計數器標誌位counterl被置為I之前的值計算出各相似圖像連續出現頻率，統計連續出現頻率排前P的P幀圖像，然後執行步驟(6)； 若否，則結束運行，直到下一次點亮屏幕後繼續執行步驟(2); (6)判斷該次屏幕點亮次數是否為χ； 若是，更新當前緩存，將當前的緩存更新為步驟(5)中統計的連續出現頻率排前ρ的ρ幀圖像對應的直方圖及對應的增益係數α值，然後結束運行，直到下一次點亮屏幕後繼續執行步驟(2); 若否，將步驟(5)中統計的連續出現頻率排名前ρ的ρ幀圖像與上一次點亮屏幕次數為X整數倍時所存儲的P幀圖像的連續出現頻率進行對比，從2ρ幀圖像選擇出連續出現頻率排在前P名的P幀圖像，將當前緩存更新為這P幀圖像對應的直方圖及對應的增益係數α，然後結束運行，直到下一次點亮屏幕後繼續執行步驟(2)。
2.根據權利要求1所述的基於圖像出現頻率的液晶顯示器功耗降低方法，其特徵在於，所述步驟(2)中閾值y小於等於0.15。
3.根據權利要求1所述的基於圖像出現頻率的液晶顯示器功耗降低方法，其特徵在於，所述步驟(1)中針對每一幀圖像進行RGB的直方圖處理，得到RGB三個顏色的灰度直方圖。
4.根據權利要求3所述的基於圖像出現頻率的液晶顯示器功耗降低方法，其特徵在於，所述步驟(2)和步驟(3)中根據當前幀RGB三色直方圖、人眼接受範圍內的圖像失真度以及屏幕解析度計算出三個灰度閥值項，然後選取最大的一項作為閾值灰度項Gthreshold,根據閾值灰度項Gthreshold計算得到增益係數α為:
a =256/Gthreshold0
5.根據權利要求3所述的基於圖像出現頻率的液晶顯示器功耗降低方法，其特徵在於，所述人眼接受範圍內的圖像失真度D=12.5%，所述RGB三色直方圖的灰度級為Gmax=256 ；所述屏幕解析度為S=854*480。
6.根據權利要求1所述的基於圖像出現頻率的液晶顯示器功耗降低方法，其特徵在於，所述步驟(5)中X為20。
7.根據權利要求1所述的基於圖像出現頻率的液晶顯示器功耗降低方法，其特徵在於，所述步驟(2)中每次屏幕被點亮時，令第一計數器標誌位counterl為1，第二計數器標誌位 counter2 為 I,所述 al=l, bl=l。
8.根據權利要求1所述的基於圖像出現頻率的液晶顯示器功耗降低方法，其特徵在於，所述步驟(4)中判斷 第二計數器標誌位counter2的值是否達到11,即by=ll。
9.根據權利要求1所述的基於圖像出現頻率的液晶顯示器功耗降低方法，其特徵在於，所述步驟(5)中P值為5。
10.根據權利要求1所述的基於圖像出現頻率的液晶顯示器功耗降低方法，其特徵在於，當點亮的屏幕次數不為X的整數倍時，若所述步驟(3)中當讀取到的當前幀的圖像直方圖與上一幀圖像的直方圖和緩存中圖像的直方圖均不相似，則此時步驟(4)將當前幀圖像的直方圖及其對應的增益係數α值替代緩存中所存儲的該次屏幕點亮時的圖像直方圖及其對應增益係數α ;當點亮的屏幕次數為X的整數倍時，若所述步驟(3)中當讀取到的當前幀的圖像直方圖與上一幀圖像的直方圖和緩存中圖像的直方圖均不相似，則此時步驟(4)直接緩存當前幀圖像的直方圖及其對應的增益係數α，即此時未對緩存中所存儲的該次屏幕點亮時的圖像直方圖及其對應增益係數α進行替代。
【文檔編號】G09G3/36GK103810980SQ201410033467
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月23日 優先權日:2014年1月23日
【發明者】莊衍豎, 周智恆, 劉偉浩, 李立軍 申請人:華南理工大學