CN103489430A - 获取背光亮度的方法及显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种获取背光亮度的方法及显示器，获取背光亮度的方法包括以下步骤：采集当前画面的每个像素，并在RGB空间对每个像素进行增益处理；基于增益处理后的当前画面，检测并获得每个像素对应的R、G及B的幅度；提取所述每个像素的R、G及B的幅度的最大值，基于所述R、G及B 的幅度的最大值计算平均像素亮度，本发明能够提高动态背光显示的图像质量，提高动态背光显示效果。
Description
技术领域
本发明涉及显示器背光显示技术领域，尤其涉及一种获取背光亮度的方法及显示器。
背景技术
现有技术中的显示器的动态背光一般是根据当前画面的平均像素亮度的差值计算背光源降低的幅度，由此带来两个问题 ：
1.由于YCbCr和RGB色彩空间的亮度转换的计算公式为： Y=0.299R+0.587G+0.114B，由此可以看出，每个像素的亮度绿色（G）贡献最大，蓝色（B）贡献最小。对于同样幅度的RGB的单色场来说，蓝色场的平均亮度算出来要比绿色场的亮度小很多。通常情况下，APL（AveragePixel Luminance，平均像素亮度）值越高，背光越大，由于蓝色单色场的亮度比绿色单色场的亮度小很多，故很暗，对于单种颜色比较多的画面也会有相同的影响，进而影响所显示图像的质量。
2. 在显示器的色彩信号处理流程中， 色彩信号先经过YCbCr色彩空间，之后经过RGB色彩空间，APL求值是在YCbCr色彩空间进行，而白平衡处理和Gamma处理是在RGB色彩空间上实现的，因此APL的取值与白平衡和Gamma处理是分开进行，即APL的计算与白平衡及Gamma处理无关，因此使得显示器最终输出的RGB亮度不够准确，进而影响显示器的动态背光显示效果。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种获取背光亮度的方法及显示器，旨在提高动态背光显示的图像质量，提高动态背光显示效果。
为了达到上述目的，本发明提出一种获取背光亮度的方法，包括以下步骤：
采集当前画面的每个像素，并在RGB空间对每个像素进行增益处理；
基于增益处理后的当前画面，检测并获得每个像素对应的R、G及B的幅度；
提取所述每个像素的R、G及B的幅度的最大值，基于所述R、G及B的幅度的最大值计算平均像素亮度。
优选地，所述提取所述每个像素的R、G及B的幅度的最大值，基于所述R、G及B的幅度的最大值计算平均像素亮度的步骤具体包括：
根据每个像素的R、G及B的幅度的最大值，将所述幅度划分为N个等级，获取每一幅度等级的幅度，其中，N为大于1的整数；
统计每一幅度等级的像素的数量，并统计所有像素的数量；
根据每一幅度等级的幅度、每一幅度等级的像素数量及所有像素的数量计算平均像素亮度。
优选地，所述根据每一幅度等级的幅度、每一幅度等级的像素数量及所有像素的数量计算平均像素亮度具体利用如下公式来计算平均像素亮度：
平均像素亮度=( X0*N0+ X1*N1＋X2*N2…+ XN-2* NN-2+ XN-1* NN-1)/（N0+N1+…+NN-2+NN-1），
其中， X0，X1，…，XN-2，XN-1为每一幅度等级的幅度，N0，N1，…，NN-2，NN-1对应为每一等级幅度的像素的数量。
优选地，所述采集当前画面的每个像素，并在RGB空间对每个像素进行增益处理的步骤包括：对每个像素进行gamma增益校正处理及白平衡增益调整处理。
优选地，所述提取所述每个像素的R、G及B的幅度的最大值，基于所述R、G及B的幅度的最大值计算平均像素亮度的步骤之后还包括：
根据所述平均像素亮度获取所述显示器的背光亮度；根据显示器的背光亮度进行动态背光显示。
本发明还提供一种显示器，包括增益处理模块、检测模块及计算模块，其中，
增益处理模块，用于采集当前画面的每个像素，并在RGB空间对每个像素进行增益处理；
检测模块，用于基于增益处理后的当前画面，检测并获得每个像素对应的R、G及B 的幅度；
计算模块，用于提取所述每个像素的R、G及B的幅度的最大值，基于所述R、G及B的幅度的最大值计算平均像素亮度。
优选地，所述计算模块包括划分单元、统计单元及计算单元，其中，
划分单元，用于根据每个像素的R、G及B的幅度的最大值，将所述幅度划分为N个等级，获取每一幅度等级的幅度，其中，N为大于1的整数；
统计单元，用于统计每一幅度等级的像素的数量，并统计所有像素的数量；
计算单元，用于根据每一幅度等级的幅度、每一幅度等级的像素数量及所有像素的数量计算平均像素亮度。
优选地，所述计算单元具体利用如下公式来计算平均像素亮度：
平均像素亮度=( X0*N0+ X1*N1＋X2*N2…+ XN-2* NN-2+ XN-1* NN-1)/（N0+N1+…+NN-2+NN-1），其中， X0，X1，…，XN-2，XN-1为每一幅度等级的幅度，N0，N1，…，NN-2，NN-1对应为每一等级幅度的像素的数量。
优选地，所述增益处理模块具体用于对每个像素进行gamma增益校正处理及白平衡增益调整处理。
优选地，还包括：
获取模块，用于根据所述平均像素亮度获取所述显示器的背光亮度；
显示模块，用于根据显示器的背光亮度进行动态背光显示。
本发明提出的一种获取背光亮度的方法及显示器，在RGB色彩空间获取平均像素亮度，使平均像素亮度为经过白平衡处理和Gamma补偿后的获取的值，能够消除对于同样幅度的 R、G及B 的单色场的亮度不一致的缺陷，提升单种颜色比较多的画面的图像质量；由于经过白平衡处理和Gamma补偿后的色彩信号的亮度是显示器最后输出的亮度，以上述平均像素亮度获取显示器的背光源的亮度，使显示器的动态背光显示效果更好。
附图说明
图1是本发明获取背光亮度的方法一实施例的流程示意图；
图2是本发明获取背光亮度的方法另一实施例的流程示意图；
图3是图2中计算平均像素亮度的流程示意图；
图4是本发明显示器一实施例的结构示意图；
图5是本发明显示器另一实施例的结构示意图；
图6是图5所示计算模块的结构示意图。
为了使发明的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。
具体实施方式
具体地，如图1所示，本发明一实施例提出一种获取背光亮度的方法，包括：
步骤S101，采集当前画面的每个像素，并在RGB空间对每个像素进行增益处理；
其中，显示器的色彩信号在显示器中先经过YCbCr色彩空间，再经过RGB 色彩空间。其中，YCbCr是DVD、摄像机、数字电视等视频显示器中常用的色彩编码方案。YCbCr不是一种绝对色彩空间，而是YUV压缩和偏移的版本。YCbCr的Y是指亮度分量，Cb指蓝色色度分量，而Cr指红色色度分量。
其中，对每个像素进行增益处理包括对每个像素进行Gamma增益校正处理及白平衡增益调整处理。Gamma增益校正是指更改 Gamma值以匹配显示器的中间灰度，Gamma增益校正补偿了不同显示器存在的颜色显示差异，从而使图像在不同的显示器上呈现出相同的效果；白平衡增益调整简单来说是调整R/B的增益，包括色温估计、增益计算及色温校正三个过程。
在RGB 色彩空间，当对每个像素进行Gamma增益校正处理及白平衡增益调整处理后，可以减小最后计算所得的平均像素亮度的误差。
步骤S102，基于增益处理后的当前画面，检测并获得每个像素对应的R、G及B 的幅度；
检测显示器全屏的每个像素的R、G及B 的幅度，其中，该幅度为每个像素的R、G及B模拟分量的幅度。其中，Gamma增益校正处理时会对输入每一阶的RGB 的幅度进行增益处理，以达到预期的每一级的亮度及色温值。白平衡增益调整在Gamma增益校正处理后，会对整体的RGB增益进行调整，进一步满足色温的要求。
步骤S103，提取所述每个像素的R、G及B 的幅度的最大值，基于所述R、G及B 的幅度的最大值计算平均像素亮度；
其中，提取全屏每个像素的R的幅度、G的幅度及B 的幅度，比较全屏每个像素的R的幅度、G的幅度及B 的幅度，将其中最大的幅度提取出来以计算平均像素亮度。
其中，当获取每个像素的R、G及B 的幅度的最大值后，统计像素的数量，根据每个像素的R、G及B 的幅度的最大值及所统计的像素的数量获取平均像素亮度。
由于上述平均像素亮度是在RGB 色彩空间并经过Gamma增益校正处理及白平衡增益调整处理后进行取值，而显示器将经过白平衡处理和Gamma补偿后的色彩信号的亮度作为最后输出的亮度，故该平均像素亮度相对于之前在YCbCr色彩空间所取的值更加准确，对于同样幅度的 R、G及B 的单色场的亮度差异较小。
通过上述描述可以看出：本实施例在RGB色彩空间获取平均像素亮度，使平均像素亮度为经过白平衡处理和Gamma补偿后的获取的值，能够消除对于同样幅度的 R、G及B 的单色场的亮度不一致的缺陷，提升单种颜色比较多的画面的图像质量；由于经过白平衡处理和Gamma补偿后的色彩信号的亮度是显示器最后输出的亮度，以上述平均像素亮度获取显示器的背光源的亮度，使显示器的动态背光显示效果更好。
如图2所示，图2是本发明动态背光显示的方法另一实施例的流程示意图，与上述实施例不同的是，本实施例在步骤S103之后还包括步骤S104及步骤S105，其中：
步骤S104，根据所述平均像素亮度获取所述显示器的背光亮度；
步骤S105，根据所述显示器的背光亮度进行动态背光显示。
其中，平均像素亮度与显示器的背光亮度具有一正比例关系，当获取出所述平均像素亮度后，可以得到显示器的背光亮度。
其中，动态背光为根据环境光的亮度来控制显示器背光源的亮度，由于通过上述平均像素亮度获取的背光亮度比较准确，故相比于现有的背光亮度，使用本实施例所计算得到的背光亮度在显示器进行动态背光显示时的显示效果更好。
如图3所示，图3是图2中计算平均像素亮度的流程示意图，计算平均像素亮度的步骤包括：
步骤S1031，根据每个像素的R、G及B 的幅度的最大值，将所述幅度划分为N个等级，获取每一幅度等级的幅度，其中，N为大于1的整数；
步骤S1032，统计每一幅度等级的像素的数量，并统计所有像素的数量；
步骤S1033，根据每一幅度等级的幅度、每一幅度等级的像素数量及所有像素的数量计算平均像素亮度。
其中，可根据幅度最大值，为每一个幅度最大值分配一个等级（或标号），可按幅度最大值的大小从大到小对每个幅度最大值进行等级划分。
其中，根据每个像素的R、G及B 的幅度的最大值，将所述幅度划分为N个等级，N为大于1的整数，在一优选实施例中，N可以取值为256，及将幅度划分为256个等级，获取每一幅度等级的幅度值。统计每一幅度等级的像素的数量，并统计所有像素的数量，根据每一幅度等级的幅度、每一幅度等级的像素数量及所有像素的数量计算平均像素亮度。
其中，计算平均像素亮度具体可为：
平均像素亮度=( X0*N0+ X1*N1＋X2*N2…+ XN-2* NN-2+ XN-1* NN-1)/（N0+N1+…+NN-2+NN-1），
其中， X0，X1，…，XN-2，XN-1为每一幅度等级的幅度，N0，N1，…，NN-2，NN-1对应为每一等级幅度的像素的数量。
如图4所示，图4是本发明显示器一实施例的结构示意图，本实施例显示器包括增益处理模块101、检测模块102及计算模块103，其中：
增益处理模块101，用于采集当前画面的每个像素，并在RGB空间对每个像素进行增益处理；
其中，显示器的色彩信号在显示器中先经过YCbCr色彩空间，再经过RGB 色彩空间。其中，YCbCr是DVD、摄像机、数字电视等视频显示器中常用的色彩编码方案。YCbCr不是一种绝对色彩空间，而是YUV压缩和偏移的版本。YCbCr的Y是指亮度分量，Cb指蓝色色度分量，而Cr指红色色度分量。
其中，增益处理模块101具体用于对每个像素进行增益处理包括对每个像素进行Gamma增益校正处理及白平衡增益调整处理。Gamma增益校正是指更改 Gamma 值以匹配显示器的中间灰度，Gamma 校正补偿了不同显示器存在的颜色显示差异，从而使图像在不同的显示器上呈现出相同的效果；白平衡增益调整简单来说是调整R/B的增益，包括色温估计、增益计算及色温校正三个过程。
在RGB 色彩空间，当对每个像素进行Gamma增益校正处理及白平衡增益调整处理后，可以减小最后计算所得的平均像素亮度的误差。
检测模块102，用于基于增益处理后的当前画面，检测并获得每个像素对应的R、G及B 的幅度；
检测模块102检测显示器全屏的每个像素的R、G及B 的幅度，其中，该幅度为每个像素的R、G及B模拟分量的幅度。其中，Gamma增益校正处理时会对输入每一阶的RGB 的幅度进行增益处理，以达到预期的每一级的亮度及色温值。白平衡增益调整在Gamma增益校正处理后，会对整体的RGB增益进行调整，进一步满足色温的要求。
计算模块103，用于提取所述每个像素的R、G及B 的幅度的最大值，基于所述R、G及B 的幅度的最大值计算平均像素亮度。
其中，提取全屏每个像素的R的幅度、G的幅度及B 的幅度，比较全屏每个像素的R的幅度、G的幅度及B 的幅度，将其中最大的幅度提取出来以便计算模块103计算平均像素亮度。
其中，当计算模块103获取每个像素的R、G及B 的幅度的最大值后，统计像素的数量，根据每个像素的R、G及B 的幅度的最大值及所统计的像素的数量获取平均像素亮度。
由于上述平均像素亮度是在RGB 色彩空间并经过Gamma增益校正处理及白平衡增益调整处理后进行取值，而显示器将经过白平衡处理和Gamma补偿后的色彩信号的亮度作为最后输出的亮度，故该平均像素亮度相对于之前在YCbCr色彩空间所取的值更加准确，对于同样幅度的 R、G及B 的单色场的亮度差异较小。
如图5所示，图5是本发明显示器另一实施例的结构示意图，显示器还包括获取模块104及显示模块105，其中：
获取模块104，用于根据所述平均像素亮度获取所述显示器的背光亮度；
显示模块105，用于根据所述显示器的背光亮度进行动态背光显示。
其中，平均像素亮度与显示器的背光亮度具有一正比例关系，当计算模块103计算出所述平均像素亮度后，可以得到显示器的背光亮度。
其中，动态背光为根据环境光的亮度来控制显示器背光源的亮度，由于通过上述平均像素亮度获取的背光亮度比较准确，故相比于现有的背光亮度，使用本实施例所计算得到的背光亮度在显示器进行动态背光显示时的显示效果更好。
如图6所示，图6是图5所示计算模块的结构示意图，计算模块103包括划分单元1031、统计单元1032及计算单元1033，其中：
划分单元1031，用于根据每个像素的R、G及B 的幅度的最大值，将所述幅度划分为N个等级，获取每一幅度等级的幅度，其中，N为大于1的整数；
统计单元1032，用于统计每一幅度等级的像素的数量，并统计所有像素的数量；
计算单元1033，用于根据每一幅度等级的幅度、每一幅度等级的像素数量及所有像素的数量获取平均像素亮度。
其中，划分单元1031可根据幅度最大值，为每一个幅度最大值分配一个等级（或标号），可按幅度最大值的大小从大到小对每个幅度最大值进行等级划分。
其中，划分单元1031根据每个像素的R、G及B 的幅度的最大值，将所述幅度划分为N个等级，N为大于1的整数，在一优选实施例中，N可以取值为256，及将幅度划分为256个等级，获取每一幅度等级的幅度值。统计单元1032统计每一幅度等级的像素的数量，并统计所有像素的数量，获取单元1033根据每一幅度等级的幅度、每一幅度等级的像素数量及所有像素的数量计算平均像素亮度。
其中，计算平均像素亮度具体可为：
平均像素亮度=( X0*N0+ X1*N1＋X2*N2…+ XN-2* NN-2+ XN-1* NN-1)/（N0+N1+…+NN-2+NN-1），
其中， X0，X1，…，XN-2，XN-1为每一幅度等级的亮度，N0，N1，…，NN-2，NN-1对应为每一等级幅度的像素的数量。
通过上述描述可以看出：本发明的一种获取背光亮度的方法及显示器，在RGB色彩空间计算平均像素亮度，使平均像素亮度为经过Gamma增益校正处理及白平衡增益调整处理获取的值，能够消除对于同样幅度的 R、G及B 的单色场的亮度不一致的缺陷，提升单种颜色比较多的画面的图像质量；由于经过Gamma增益校正处理及白平衡增益调整处理后的色彩信号的亮度是显示器最后输出的亮度，以上述平均像素亮度获取显示器的背光源的亮度，使显示器的动态背光显示效果更好。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种获取背光亮度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
采集当前画面的每个像素，并在RGB空间对每个像素进行增益处理；
基于增益处理后的当前画面，检测并获得每个像素对应的R、G及B的幅度；
提取所述每个像素的R、G及B的幅度的最大值，基于所述R、G及B的幅度的最大值计算平均像素亮度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取所述每个像素的R、G及B的幅度的最大值，基于所述R、G及B的幅度的最大值计算平均像素亮度的步骤具体包括：
根据每个像素的R、G及B的幅度的最大值，将所述幅度划分为N个等级，获取每一幅度等级的幅度，其中，N为大于1的整数；
统计每一幅度等级的像素的数量，并统计所有像素的数量；
根据每一幅度等级的幅度、每一幅度等级的像素数量及所有像素的数量计算平均像素亮度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据每一幅度等级的幅度、每一幅度等级的像素数量及所有像素的数量计算平均像素亮度具体利用如下公式来计算平均像素亮度：
平均像素亮度=( X0*N0+ X1*N1＋X2*N2…+ XN-2* NN-2+ XN-1* NN-1)/（N0+N1+…+NN-2+NN-1），
其中， X0，X1，…，XN-2，XN-1为每一幅度等级的幅度，N0，N1，…，NN-2，NN-1对应为每一等级幅度的像素的数量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集当前画面的每个像素，并在RGB空间对每个像素进行增益处理的步骤包括：对每个像素进行gamma增益校正处理及白平衡增益调整处理。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取所述每个像素的R、G及B的幅度的最大值，基于所述R、G及B的幅度的最大值计算平均像素亮度的步骤之后还包括：
根据所述平均像素亮度获取所述显示器的背光亮度；根据显示器的背光亮度进行动态背光显示。
6.一种显示器，包括增益处理模块、检测模块及计算模块，其中，
增益处理模块，用于采集当前画面的每个像素，并在RGB空间对每个像素进行增益处理；
检测模块，用于基于增益处理后的当前画面，检测并获得每个像素对应的R、G及B 的幅度；
计算模块，用于提取所述每个像素的R、G及B的幅度的最大值，基于所述R、G及B的幅度的最大值计算平均像素亮度。
7.根据权利要求6所述的显示器，其特征在于，所述计算模块包括划分单元、统计单元及计算单元，其中，
划分单元，用于根据每个像素的R、G及B的幅度的最大值，将所述幅度划分为N个等级，获取每一幅度等级的幅度，其中，N为大于1的整数；
统计单元，用于统计每一幅度等级的像素的数量，并统计所有像素的数量；
计算单元，用于根据每一幅度等级的幅度、每一幅度等级的像素数量及所有像素的数量计算平均像素亮度。
8.根据权利要求7所述的显示器，其特征在于，所述计算单元具体利用如下公式来计算平均像素亮度：
平均像素亮度=( X0*N0+ X1*N1＋X2*N2…+ XN-2* NN-2+ XN-1* NN-1)/（N0+N1+…+NN-2+NN-1），其中， X0，X1，…，XN-2，XN-1为每一幅度等级的幅度，N0，N1，…，NN-2，NN-1对应为每一等级幅度的像素的数量。
9.根据权利要求6所述的显示器，其特征在于，所述增益处理模块具体用于对每个像素进行gamma增益校正处理及白平衡增益调整处理。
10.根据权利要求6所述的显示器，其特征在于，还包括：
获取模块，用于根据所述平均像素亮度获取所述显示器的背光亮度；
显示模块，用于根据显示器的背光亮度进行动态背光显示。
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