基于圖像分析的液晶顯示動態(tài)調光問題研究.pdf

1、液晶顯示器經過多年來的發(fā)展已經成為電子通信、家用電器、航空航天、工業(yè)控制和汽車電子等領域的主流顯示設備。液晶顯示器作為一種非自主發(fā)光的顯示器件需要使用背光模組作為它的光源。背光模組主要由LED及光學膜系構成，依據LED放置位置不同分為直下式和側出式背光模組。一般液晶顯示器的背光模組輸出亮度恒定，這會導致顯示器功耗過高且存在漏光問題。所以動態(tài)調光技術被提出，該技術是根據圖像內容動態(tài)控制背光亮度并對液晶像素進行補償，能夠有效降低能耗并提高對

2、比度。動態(tài)調光技術依據對背光模組的控制方式不同可以分為全局調光技術和分區(qū)調光技術。
　　本文旨在深入分析現(xiàn)有的動態(tài)調光技術，研究動態(tài)調光的核心問題。依據數(shù)字視頻處理的相關原理，探索視頻分割方法與動態(tài)調光技術的結合運用;使用圖像特征提取和圖像增強等技術，改進動態(tài)調光算法涉及的背光提取和圖像補償方法;完成全局動態(tài)調光顯示系統(tǒng)和分區(qū)動態(tài)調光顯示系統(tǒng)的開發(fā)工作。主要的研究工作包括:
　　1)綜合分析了現(xiàn)有背光提取方法的優(yōu)缺點，建立了

3、一套用于動態(tài)調光算法評價的指標體系。使用統(tǒng)計分析方法建立圖像特征與合理背光值之間的關系，從而提出了一種基于直方圖和主灰度背光提取算法。
　　2)用于動態(tài)調光的S型曲線調節(jié)參數(shù)對于不同類型的圖像適應性不夠好，所以使用圖像分類和人臉圖像判別等算法分析圖像類型，依據圖像類型調節(jié)S型曲線參數(shù)，以便達到更好的顯示效果并降低能耗。同時針對S型曲線參數(shù)快速變化導致圖像閃爍的問題進行修正，引入a值平滑機制來有效地減少圖像閃爍。
　　3)為了

4、適應不同背光結構和分區(qū)方式提出了一種多重分區(qū)動態(tài)調光算法。通過采用多重分區(qū)劃分圖像確定每個分區(qū)的背光值。針對側出式分區(qū)背光算法的背光分配問題，使用模擬退火算法基于能量消耗最低原則求取近似最優(yōu)的背光值分配方案。
　　4)提出一種基于視頻鏡頭特征的動態(tài)調光方法。該算法使用亮度、主顏色直方圖和顏色方差參數(shù)來分割視頻，確定每個鏡頭的視頻類型，依據視頻類型選擇合適的調光參數(shù)。
　　5)依據本論文的算法研究成果設計了三款動態(tài)調光顯示器樣