本發(fā)明屬于圖像數(shù)據(jù)處理的領(lǐng)域，具體涉及一種led背光源調(diào)光的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著顯示技術(shù)的快速發(fā)展，液晶顯示器（lcd）在電視、手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦等電子設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。背光源作為lcd的重要組成部分，其調(diào)光技術(shù)直接影響著顯示效果和能耗水平。傳統(tǒng)的背光調(diào)光方法主要基于全局背光控制，即對(duì)整個(gè)屏幕的背光亮度進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)整。然而，全局調(diào)光無(wú)法針對(duì)圖像內(nèi)容的局部亮暗差異進(jìn)行精細(xì)控制，導(dǎo)致顯示的黑色不夠深邃、白色不夠明亮，整體對(duì)比度受到限制。即使在顯示暗場(chǎng)景時(shí)，全局背光仍保持較高的亮度，造成不必要的能耗，降低了設(shè)備的能源效率。在高動(dòng)態(tài)范圍的圖像中，無(wú)法充分表現(xiàn)亮部和暗部的細(xì)節(jié)，影響了用戶(hù)的視覺(jué)體驗(yàn)。

2、區(qū)域背光調(diào)光技術(shù)，可將屏幕劃分為多個(gè)背光區(qū)域，根據(jù)各區(qū)域的圖像內(nèi)容獨(dú)立調(diào)整背光亮度，從而提高對(duì)比度和降低能耗。不過(guò)，由于背光區(qū)域的亮度變化與實(shí)際圖像內(nèi)容邊緣不完全匹配，導(dǎo)致亮區(qū)的光線(xiàn)泄露到暗區(qū)，產(chǎn)生光暈，影響圖像的清晰度和細(xì)節(jié)表現(xiàn)。傳統(tǒng)的調(diào)光方法通常只考慮亮度信息，忽略了色調(diào)和色飽和度，例如在公開(kāi)號(hào)為cn103778898b的專(zhuān)利文獻(xiàn)中所述的一種液晶顯示led背光源動(dòng)態(tài)調(diào)光裝置，雖然該動(dòng)態(tài)調(diào)光裝置可以有效解決畫(huà)面閃爍問(wèn)題，但仍可能導(dǎo)致色彩失真，尤其在顯示低亮度或夜間場(chǎng)景時(shí)，色彩準(zhǔn)確性不足。而在快速運(yùn)動(dòng)的畫(huà)面中，背光亮度無(wú)法及時(shí)響應(yīng)圖像內(nèi)容的變化，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)模糊和拖影，影響動(dòng)態(tài)畫(huà)面的清晰度。一些先進(jìn)的圖像分割和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法，如基于深度學(xué)習(xí)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，雖然提高了調(diào)光精度，但計(jì)算量大，對(duì)硬件性能要求高，不適合資源受限的嵌入式設(shè)備。背光驅(qū)動(dòng)硬件的響應(yīng)速度和控制精度存在限制，復(fù)雜的調(diào)光算法可能無(wú)法充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提出一種led背光源調(diào)光的方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)問(wèn)題，至少提供一種有益的選擇或創(chuàng)造條件。

2、本發(fā)明提出了一種改進(jìn)的led背光源調(diào)光方法。該方法通過(guò)提取圖像的亮度突出通道，結(jié)合亮度、色調(diào)和色飽和度的信息，利用基于小波分析的圖像分割方法，將圖像劃分為若干背光區(qū)域。隨后，快速準(zhǔn)確地識(shí)別背光運(yùn)動(dòng)區(qū)域。對(duì)運(yùn)動(dòng)背光區(qū)域進(jìn)行精細(xì)的亮度調(diào)節(jié)，同時(shí)進(jìn)行光暈效應(yīng)最小化處理，減少亮度泄露。整個(gè)過(guò)程計(jì)算復(fù)雜度低，適合在嵌入式設(shè)備上實(shí)時(shí)運(yùn)行，顯著提升了圖像質(zhì)量和用戶(hù)體驗(yàn)。

3、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種led背光源調(diào)光的方法，所述方法包括以下步驟：

4、獲取用于led屏幕顯示的圖像幀序列，從圖像幀序列中提取亮度突出通道，根據(jù)亮度突出通道對(duì)各圖像幀劃分背光區(qū)域；

5、對(duì)背光區(qū)域計(jì)算背動(dòng)掩碼，得出背光運(yùn)動(dòng)區(qū)域；

6、對(duì)背光運(yùn)動(dòng)區(qū)域進(jìn)行調(diào)節(jié)。

7、進(jìn)一步地，對(duì)背光運(yùn)動(dòng)區(qū)域進(jìn)行調(diào)節(jié)后輸出的圖像，進(jìn)行光暈效應(yīng)最小化處理。

8、進(jìn)一步地，根據(jù)亮度突出通道對(duì)各圖像幀劃分背光區(qū)域的方法為：使用基于小波分析和小波變換的圖像分割方法，進(jìn)行圖像分割，得到若干的背光區(qū)域。

9、進(jìn)一步地，其中，用于led屏幕顯示的圖像幀序列為圖像矩陣的時(shí)間序列，所述圖像矩陣由各行列的像素值構(gòu)成，從像素值中分離出亮度、色調(diào)與色飽和度，結(jié)合亮度分別于色調(diào)與色飽和度的對(duì)比，得到亮度突出通道。

10、進(jìn)一步地，對(duì)背光區(qū)域計(jì)算背動(dòng)掩碼，得出背光運(yùn)動(dòng)區(qū)域的方法具體為：

11、對(duì)于背光區(qū)域，計(jì)算運(yùn)動(dòng)幀路徑與運(yùn)動(dòng)背光路徑之間的差的絕對(duì)值，作為該背光區(qū)域的背動(dòng)掩碼，通過(guò)背動(dòng)掩碼判斷該背光區(qū)域是否背光運(yùn)動(dòng)區(qū)域。

12、可優(yōu)選地，通過(guò)判斷背動(dòng)掩碼是否不少于1：是，則該背光區(qū)域被認(rèn)為是背光運(yùn)動(dòng)區(qū)域；否，則該背光區(qū)域被認(rèn)為是靜止區(qū)域，這里利用的是余弦相似度在正負(fù)區(qū)間的值域絕對(duì)值都為1，一旦大于1表示進(jìn)行了線(xiàn)性概率方向的跨界，這樣可以將顯著變化的區(qū)域識(shí)別為運(yùn)動(dòng)區(qū)域。如果背光區(qū)域的亮度變化與整體變化有明顯差異，說(shuō)明該區(qū)域有獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，需要特殊處理。

13、所述運(yùn)動(dòng)幀路徑為根據(jù)當(dāng)前幀和前一幀的亮度突出通道矩陣而能用于表示幀間整體的運(yùn)動(dòng)程度，所述運(yùn)動(dòng)背光路徑為根據(jù)背光區(qū)域內(nèi)的亮度突出通道數(shù)據(jù)與全局對(duì)角線(xiàn)上對(duì)應(yīng)位置的亮度數(shù)據(jù)而能用于表示背光區(qū)域相對(duì)于全局的運(yùn)動(dòng)程度。

14、其中，對(duì)于計(jì)算運(yùn)動(dòng)幀路徑，提供了一種可優(yōu)選的方法：提取當(dāng)前幀和前一幀的亮度突出通道矩陣，對(duì)當(dāng)前幀和前一幀的亮度突出通道矩陣進(jìn)行特征提取，得到各自的特征向量；計(jì)算當(dāng)前幀的特征向量與前一幀的特征向量之間的余弦相似度，作為運(yùn)動(dòng)幀路徑。

15、其中，對(duì)于計(jì)算運(yùn)動(dòng)背光路徑，提供了一種可優(yōu)選的方法：對(duì)當(dāng)前幀劃中的各背光區(qū)域，計(jì)算背光區(qū)域的幾何中心位置；在當(dāng)前幀中，獲取對(duì)角線(xiàn)上的亮度突出通道數(shù)據(jù)，形成全局對(duì)角線(xiàn)數(shù)組；過(guò)背光區(qū)域的幾何中心點(diǎn)，作與全局對(duì)角線(xiàn)平行直線(xiàn)，提取背光區(qū)域內(nèi)位于該平行直線(xiàn)上的亮度突出通道數(shù)據(jù)，形成區(qū)域亮度數(shù)組；將平行直線(xiàn)平移或投影到全局對(duì)角線(xiàn)上，獲取對(duì)應(yīng)位置的亮度突出通道數(shù)據(jù)，形成對(duì)齊后的亮度數(shù)組；計(jì)算區(qū)域亮度數(shù)組與對(duì)齊后的亮度數(shù)組之間的余弦相似度，作為該背光區(qū)域的運(yùn)動(dòng)背光路徑。

16、進(jìn)一步地，對(duì)背光運(yùn)動(dòng)區(qū)域進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法為：

17、將背光運(yùn)動(dòng)區(qū)域中各像素點(diǎn)的亮度值，通過(guò)除以該背光區(qū)域的背動(dòng)掩碼，而進(jìn)行其亮度值的調(diào)整。

18、進(jìn)一步地，對(duì)背光運(yùn)動(dòng)區(qū)域進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法或者為：

19、若當(dāng)前屏幕顯示的圖像幀中一個(gè)背光區(qū)域被判斷為背光運(yùn)動(dòng)區(qū)域，令所述背光運(yùn)動(dòng)區(qū)域中各個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的亮度突出通道的數(shù)值分別去除以當(dāng)前屏幕顯示的圖像幀相對(duì)于上一圖像幀的運(yùn)動(dòng)幀路徑，以所得的商分別作為所述背光運(yùn)動(dòng)區(qū)域中各個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的背動(dòng)子掩碼；

20、將背光運(yùn)動(dòng)區(qū)域中各像素點(diǎn)的亮度值，分別通過(guò)除以各個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的背動(dòng)子掩碼，得到經(jīng)過(guò)背動(dòng)子掩碼調(diào)節(jié)的亮度用于在led屏幕的輸出，從而進(jìn)行用于led屏幕輸出的圖像幀上的亮度值的調(diào)整。

21、本發(fā)明還提供了一種led背光源調(diào)光的系統(tǒng)，所述一種led背光源調(diào)光的系統(tǒng)包括：處理器、存儲(chǔ)器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)所述led背光源調(diào)光的方法中的步驟，所述一種led背光源調(diào)光的系統(tǒng)可以運(yùn)行于桌上型計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、手機(jī)、掌上電腦及云端數(shù)據(jù)中心等計(jì)算設(shè)備中，可運(yùn)行的系統(tǒng)可包括，但不僅限于，處理器、存儲(chǔ)器、服務(wù)器集群，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行在以下系統(tǒng)的單元中：

22、數(shù)據(jù)提取單元，用于獲取用于led屏幕顯示的圖像幀序列，從圖像幀序列中提取亮度突出通道，根據(jù)亮度突出通道對(duì)各圖像幀劃分背光區(qū)域；

23、區(qū)域檢測(cè)單元，用于對(duì)背光區(qū)域計(jì)算背動(dòng)掩碼，得出背光運(yùn)動(dòng)區(qū)域；

24、背光調(diào)節(jié)單元，用于對(duì)背光運(yùn)動(dòng)區(qū)域進(jìn)行調(diào)節(jié)。

25、本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供了一種led背光源調(diào)光的方法及系統(tǒng)，獲取用于led屏幕顯示的圖像幀序列，從圖像幀序列中提取亮度突出通道，根據(jù)亮度突出通道對(duì)各圖像幀劃分背光區(qū)域；對(duì)背光區(qū)域計(jì)算背動(dòng)掩碼，得出背光運(yùn)動(dòng)區(qū)域，對(duì)背光運(yùn)動(dòng)區(qū)域進(jìn)行調(diào)節(jié)。在亮度調(diào)節(jié)的同時(shí)，考慮色調(diào)和色飽和度，提高色彩還原度，特別是在低亮度場(chǎng)景下，增強(qiáng)圖像細(xì)節(jié)。通過(guò)精確的圖像分割和背光區(qū)域匹配，減少亮度泄露，提升視覺(jué)舒適度。采用高效的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法，實(shí)時(shí)調(diào)整背光亮度，減少拖影和運(yùn)動(dòng)模糊。利用簡(jiǎn)潔高效的算法，適應(yīng)嵌入式硬件的性能限制，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理。在背光區(qū)域之間實(shí)現(xiàn)平滑過(guò)渡，避免亮度不連續(xù)導(dǎo)致的視覺(jué)不適?；诖?，適合在嵌入式設(shè)備上實(shí)時(shí)運(yùn)行，顯著提升了圖像質(zhì)量和用戶(hù)體驗(yàn)。