CN104112433A - 一种图像补偿方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像补偿方法及装置。该方法包括：根据屏幕相关系数、图像的亮度值、所述图像的背光亮度值和感知亮度值，构建所述图像的感知模型；根据所述图像的感知模型，计算获得所述图像的亮度补偿函数；根据所述图像的亮度均值和所述背光亮度值，调整所述亮度补偿函数，得到调整后的亮度补偿函数；利用所述调整后的亮度补偿函数得到的补偿亮度值对所述图像的亮度进行补偿。还公开了相应的图像补偿装置。采用本发明提供的一种图像补偿方法及装置的技术方案，可以在保证补偿图像质量的同时达到较好的功耗节省效果。

Description

一种图像补偿方法及装置

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像补偿方法及装置。

背景技术

现如今，随着手持移动设备的普及应用，人们已不仅仅满足其提供的通话、短信等功能，而如上网、游戏、及应用等需求使得智能机的发展更为迅速，然而智能机的待机时间一般很有限，所以手持移动设备的低功耗设计也变成了一个首要问题。

对于手持移动设备的各类液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)屏幕，其中TFT(Thin Film Transistor)屏幕已被广泛应用，这种屏幕在不同设备下的功耗占总系统功耗比例达到了50%-80%，同时在传统的LCD显示屏中，背光大小通常被设置为最大亮度而不考虑图像的具体特点，这就造成了图像中较暗像素在功率上的浪费，现有的解决方案是通过控制背光电流大小适当降低LCD屏幕亮度，同时调整图像亮度等参数以补偿视觉效果。但是，采用现有的图像补偿方案进行图像补偿，图像亮度均值较小时，图像补偿效果不理想，同时，在背光较小时，会存在嵌位效应，如果自适应地调整背光大小，又容易造成不同帧间的亮度闪烁，另外，图像补偿函数为非线性函数，计算时复杂度较高，从而无法在保证图像质量的同时达到较好的功耗节省效果。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种图像补偿方法及装置，用于解决现有技术中存在的图像补偿方案无法在保证补偿图像质量的同时达到较好的功耗节省效果的问题。

第一方面，提供了一种图像补偿方法，包括：

根据屏幕相关系数、图像的亮度值、所述图像的背光亮度值和感知亮度值，构建所述图像的感知模型；

根据所述图像的感知模型，计算获得所述图像的亮度补偿函数；

根据所述图像的亮度均值和所述背光亮度值，调整所述亮度补偿函数，得到调整后的亮度补偿函数；

利用所述调整后的亮度补偿函数得到的补偿亮度值对所述图像的亮度进行补偿。

在第一种可能的实施方式中，所述根据屏幕相关系数、图像的亮度值、所述图像的背光亮度值和感知亮度值，构建所述图像的感知模型，包括：

从屏幕上的图像区域中选取至少一个像素点，并获取所选取的至少一个像素点的图像亮度值；

调整背光亮度值，获取至少三个背光亮度值对应的所述图像的感知亮度值；

根据屏幕相关系数、所述图像亮度值、所述背光亮度值和感知亮度值之间的线性关系，构建所述图像的感知模型。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述根据屏幕相关系数、图像的亮度值、所述图像的背光亮度值和感知亮度值，构建所述图像的感知模型之后，以及所述根据所述图像的感知模型，计算获得所述图像的亮度补偿函数之前，所述方法还包括：

比较所述图像的亮度均值与均值设定阈值；

根据所述比较的结果，调整所述背光亮度值。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述利用所述调整后的亮度补偿函数得到的补偿亮度值对所述图像的亮度进行补偿之后，所述方法还包括：

将图像色度值的设定倍数作为补偿色度值，利用所述补偿色度值对所述图像的色度进行补偿；

其中，所述设定倍数与所述补偿亮度值和所述图像亮度值的比值成正比。

结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，所述调整后的亮度补偿函数由两线段L₁和L₂构成，所述线段L₁和L₂的斜率k₁和k₂分别为：

$k_1=\frac{Y_{\max }^2}{(Y_{\max }-\mathrm{\α})\×\mathrm{bl}+Y_{\max }\×\mathrm{\α}}$

$k_2=\frac{Y_{\max }-f\left(x_{\mathrm{end}}\right)}{Y_{\max }-x_{\mathrm{end}}}$

其中，Y_max为所述图像的亮度最大值，bl为所述背光亮度值，α为所述屏幕相关系数，x_end为所述线段L₁的结束点，所述x_end通过以下公式计算得出：

$x_{\mathrm{end}}=(\frac{Y_{\max }-\mathrm{\α}}{Y_{\max }}\×\mathrm{bl}+\mathrm{\α})-(d_{\mathrm{bl}}+d_u)$

其中，d_bl为背光可失真度，与所述背光亮度值bl成反比，d_u为图像亮度的均值可失真度，与所述图像的均值成正比。

第二方面，提供了一种图像补偿装置，包括：

第一构建单元，用于根据屏幕相关系数、图像的亮度值、所述图像的背光亮度值和感知亮度值，构建所述图像的感知模型；

计算单元，用于根据所述图像的感知模型，计算获得所述图像的亮度补偿函数；

第一调整单元，用于根据所述图像的亮度均值和所述背光亮度值，调整所述亮度补偿函数，得到调整后的亮度补偿函数；

第一补偿单元，用于利用所述调整后的亮度补偿函数得到的补偿亮度值对所述图像的亮度进行补偿。

在第一种可能的实现方式中，所述第一构建单元包括：

选取单元，用于从屏幕上的图像区域中选取至少一个像素点；

获取单元，用于获取所选取的至少一个像素点的图像亮度值；

第二调整单元，用于调整背光亮度值；

所述获取单元还用于获取至少三个背光亮度值对应的所述图像的感知亮度值；

第二构建单元，用于根据屏幕相关系数、所述图像亮度值、所述背光亮度值和感知亮度值之间的线性关系，构建所述图像的感知模型。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述装置还包括：

比较单元，用于比较所述图像的亮度均值与均值设定阈值；

第三调整单元，用于根据所述比较的结果，调整所述背光亮度值。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式或第二方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述装置还包括：

第二补偿单元，用于将图像色度值的设定倍数作为补偿色度值，利用所述补偿色度值对所述图像的色度进行补偿；

其中，所述设定倍数与所述补偿亮度值和所述图像亮度值的比值成正比。

结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，所述调整后的亮度补偿函数由两线段L₁和L₂构成，所述线段L₁和L₂的斜率k₁和k₂分别为：

$k_1=\frac{Y_{\max }^2}{(Y_{\max }-\mathrm{\α})\×\mathrm{bl}+Y_{\max }\×\mathrm{\α}}$

$k_2=\frac{Y_{\max }-f\left(x_{\mathrm{end}}\right)}{Y_{\max }-x_{\mathrm{end}}}$

其中，Y_max为所述图像的亮度最大值，bl为所述背光亮度值，α为所述屏幕相关系数，x_end为所述线段L₁的结束点，所述x_end通过以下公式计算得出：

$x_{\mathrm{end}}=(\frac{Y_{\max }-\mathrm{\α}}{Y_{\max }}\×\mathrm{bl}+\mathrm{\α})-(d_{\mathrm{bl}}+d_u)$

其中，d_bl为背光可失真度，与所述背光亮度值bl成反比，d_u为图像亮度的均值可失真度，与所述图像的均值成正比。

采用本发明提供的一种图像补偿方法及装置的技术方案，直接根据图像的感知模型获得图像的补偿函数，并根据图像的亮度均值和背光亮度值对补偿函数进行了调整，避免了图像的嵌位效应，采用调整后的补偿函数对图像进行补偿，可以在保证补偿图像质量的同时达到较好的功耗节省效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种图像补偿方法的实施例的方法流程图；

图2为对图1所示的本发明提供的一种图像补偿方法的实施例的进一步细化的方法流程图；

图3为构建的感知模型示意图；

图4为不同背光亮度值对应的补偿函数的示意图；

图5为在不同的亮度均值和背光亮度值下的调整后的补偿函数的示意图；

图6为本发明提供的一种图像补偿装置的实施例的结构示意图；

图7为对图6所示的本发明提供的一种图像补偿装置的实施例的进一步细化的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明提供的一种图像补偿方法的实施例的方法流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S101，根据屏幕相关系数、图像的亮度值、所述图像的背光亮度值和感知亮度值，构建所述图像的感知模型。

该感知模型的构建可以通过试验获得，试验在不同的图像的亮度值下，调节图像的背光亮度值，获得的感知亮度值，通过多次试验，从而可以获得感知亮度值与屏幕相关系数、图像的亮度值和图像的背光亮度值之间的关系，从而获得图像的感知模型。

图像的背光亮度值是根据设备的功耗节省目标进行设定的。

步骤S102，根据所述图像的感知模型，计算获得所述图像的亮度补偿函数。

在对图像的亮度进行补偿时，步骤S101中获得的感知亮度值即为用户期望看到的感知亮度，因此，对步骤S101中获得的图像的感知模型进行逆运算，得到的图像的亮度值即为补偿亮度值，因此，可以根据图像的感知模型，计算获得图像的亮度补偿函数。获得的亮度补偿函数为线性函数。

步骤S103，根据所述图像的亮度均值和所述背光亮度值，调整所述亮度补偿函数，得到调整后的亮度补偿函数。

当图像的亮度均值大或背光亮度值大时，线性的亮度补偿函数嵌位效应明显，因此，需要根据图像的亮度均值和背光亮度值，对步骤S102中获得的亮度补偿函数进行调整。

步骤S104，利用所述调整后的亮度补偿函数得到的补偿亮度值对所述图像的亮度进行补偿。

利用步骤S103中调整后的亮度补偿函数得到的补偿亮度值对图像的亮度进行补偿，可采用现有的图像补偿技术，在此不再赘述。

通过直接根据图像的感知模型获得的图像的补偿函数对图像进行补偿，能获得用户所期望的感知亮度，保证图像的质量。

根据本发明实施例提供的一种图像补偿方法，通过直接根据图像的感知模型获得图像的补偿函数，并根据图像的亮度均值和背光亮度值对补偿函数进行了调整，避免了图像的嵌位效应，采用调整后的补偿函数对图像进行补偿，可以在保证补偿图像质量的同时达到较好的功耗节省效果。

图2为对图1所示的本发明提供的一种图像补偿方法的实施例的进一步细化的方法流程图。如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤S201，从屏幕上的图像区域中选取至少一个像素点，并获取所选取的至少一个像素点的图像亮度值。

步骤S202，调整背光亮度值，获取至少三个背光亮度值对应的所述图像的感知亮度值。

步骤S203，根据屏幕相关系数、所述图像亮度值、所述背光亮度值和感知亮度值之间的线性关系，构建所述图像的感知模型。

步骤S201-步骤S203用于构建图像的感知模型。可以通过简单的试验来构建该模型，例如，利用两台手机，一台显示图像亮度值X的图像，另外一台显示图像亮度值Y的图像，然后调整Y的背光亮度值，直到感觉接近X，从而得到一条关于X,Y与背光亮度值的直线，求出截距，得到该感知模型。通过多次试验的数据，可获得如图3所示的感知模型，该感知模型是在图像亮度值分别为15,75,135,195和255时，多次调节设备的背光亮度值，获得描述感知亮度值与背光亮度值之间的图形，其中这里假设图像亮度值最大值为255，最小值为0。图像的背光亮度值是根据设备的功耗节省目标进行设定的。

根据该感知模型，可以得出以下公式(1)：

$v_p=\frac{v_a}{255}\×(\frac{255-\mathrm{\α}}{255}\×\mathrm{bl}+\mathrm{\α})$

其中v_a为图像亮度值，v_p为感知亮度值，bl为背光亮度值，α为屏幕相关系数，调节α可改变补偿大小。

步骤S204，比较所述图像的亮度均值与均值设定阈值。

步骤S205，根据所述比较的结果，调整所述背光亮度值。

当图像的亮度均值大于均值设定阈值时，客观的图像质量对背光变化较敏感，因此需要根据背光亮度值及图像的亮度均值对背光亮度值作二次设置，从而节省更多的功耗，调整公式(2)为：

$\mathrm{bl}=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{bl}}_0-M& \mathrm{\μ}\≤L\\ {\mathrm{bl}}_0+N& \mathrm{\μ}>L\end{array}\right.$

其中，μ为图像的亮度均值，L为均值设定阈值，M、N为背光亮度值调整幅度值，bl为二次设置后的背光亮度值，bl₀为初始背光亮度值。

步骤S206，根据所述图像的感知模型，计算获得所述图像的亮度补偿函数。

在对图像的亮度进行补偿时，步骤S202中获得的感知亮度值即为用户期望看到的感知亮度，因此，对步骤S201-步骤S203中获得的图像的感知模型进行逆运算，得到的图像的亮度值即为补偿亮度值，因此，可以根据图像的感知模型，计算获得图像的亮度补偿函数。获得的亮度补偿函数为线性函数。

具体地，根据上述公式(1)进行逆运算，令v_p=x_ij，v_a=f(x_ij)，则得到亮度补偿函数的公式(3)如下：

如果f(x_ij)≤255；

其中x_ij为补偿函数中的图像亮度值，f(x_ij)为补偿亮度值。图4为不同背光亮度值对应的补偿函数的示意图。

步骤S207，根据所述图像的亮度均值和所述背光亮度值，调整所述亮度补偿函数，得到调整后的亮度补偿函数。

由图4可以看出，由于亮度值最大为255，所以对超出补偿范围的亮度直接取饱和，这就引入了嵌位效应，所以需要对当前补偿函数作调整。

为了避免嵌位效应，根据显示背光级别、图像均值等参数，可以得到如下结论：

(1)图像均值大，说明像素值较大的点多，在达到一定补偿像素值时，应及时延缓直线斜率，以避免嵌位效应；

(2)背光亮度高，可感知的嵌位效应越不明显，在达到一定补偿像素值后延缓直线斜率，从而减小图像失真度

根据上述两点，定义公式(4)和(5)分别如下：

d_μ=μ/x_dist×(255-x_dist)/p_μ

d_bl＝(255-bl)/p_bl

其中d_μ为均值可失真度，d_bl为背光可失真度，p_μ、p_bl为调整系数，x_dist为bl背光下最大感知亮度，由上面的公式(3)和(4)得到：

x_dist＝(255-k)/255×bl+k

由上述公式，可得到第一直线结束点x_end为：

x_end＝x_dist-x_gobk

其中，

x_gobk＝d_bl+d_μ

由上述公式(3)-(5)，得到调整后的亮度补偿函数，如下面的公式(6)所示：

图5为在不同的亮度均值和背光亮度值下的调整后的补偿函数的示意图。对比图4和图5可以看出，采用调整后的补偿函数进行图像亮度补偿，在达到一定的亮度补偿值时，补偿函数的直线趋缓，可以有效地避免图像补偿的嵌位效应。

可以看出，调整后的亮度补偿函数由两线段L₁和L₂构成，其中，线段L₁和L₂的斜率k₁和k₂分别为：

$k_1=\frac{{255}^2}{(255-\mathrm{\α})\×\mathrm{bl}+255\×\mathrm{\α}}$

$k_2=\frac{255-f\left(x_{\mathrm{end}}\right)}{255-x_{\mathrm{end}}}$

其中，bl为背光亮度值，α为屏幕相关系数，x_end为线段L₁的结束点，x_end通过以下公式计算得出：

$x_{\mathrm{end}}=(\frac{255-\mathrm{\α}}{255}\×\mathrm{bl}+\mathrm{\α})-(d_{\mathrm{bl}}+d_u)$

其中，d_bl为背光可失真度，与背光亮度值bl成反比，d_u为图像亮度的均值可失真度，与图像的均值成正比。

步骤S208，利用所述调整后的亮度补偿函数得到的补偿亮度值对所述图像的亮度进行补偿。

利用步骤S207中调整后的亮度补偿函数得到的补偿亮度值对图像的亮度进行补偿，可采用现有的图像补偿技术，在此不再赘述。

通过直接根据图像的感知模型获得的图像的补偿函数对图像进行补偿，能获得用户所期望的感知亮度，保证图像的质量。

步骤S209，将图像色度值的设定倍数作为补偿色度值，利用所述补偿色度值对所述图像的色度进行补偿；

其中，所述设定倍数与所述补偿亮度值和所述图像亮度值的比值成正比。

根据上述补偿函数，可以根据图像补偿前的图像亮度值x_ij，得到补偿像素值f(x_ij)，则亮度增加幅度为：

其中，k>0。

则可以得到色度的补偿公式如下：

y(u_ij)=(u_ij-128)×a_ij+128

其中，u_ij为补偿前的图像色度值。

值得说明的是，上述各步骤可以基于图像的全部区域，但上述各步骤也可以基于图像的部分区域，例如，图像亮度均值计算仅根据图像部分区域信息等，根据以上步骤得到的补偿函数，对图像部分区域亮度进行补偿，然后根据部分区域的图像亮度值及其补偿亮度值，计算部分区域亮度补偿倍数，对图像部分区域的色度进行补偿。

根据本发明实施例提供的一种图像补偿方法，通过直接根据图像的感知模型获得图像的补偿函数，并根据图像的亮度均值和背光亮度值对补偿函数进行了调整，避免了图像的嵌位效应，采用调整后的补偿函数对图像进行补偿，可以在保证补偿图像质量的同时达到较好的功耗节省效果。

图6为本发明提供的一种图像补偿装置的实施例的结构示意图。如图6所示，该图像补偿装置1000包括：

第一构建单元101，用于根据屏幕相关系数、图像的亮度值、所述图像的背光亮度值和感知亮度值，构建所述图像的感知模型。

该感知模型的构建可以通过试验获得，试验在不同的图像的亮度值下，调节图像的背光亮度值，获得的感知亮度值，通过多次试验，从而可以获得感知亮度值与屏幕相关系数、图像的亮度值和图像的背光亮度值之间的关系，从而获得图像的感知模型。

图像的背光亮度值是根据设备的功耗节省目标进行设定的。

计算单元102，用于根据所述图像的感知模型，计算获得所述图像的亮度补偿函数。

在对图像的亮度进行补偿时，第一构建单元101中获得的感知亮度值即为用户期望看到的感知亮度，因此，对第一构建单元101中获得的图像的感知模型进行逆运算，得到的图像的亮度值即为补偿亮度值，因此，可以根据图像的感知模型，计算获得图像的亮度补偿函数。获得的亮度补偿函数为线性函数。

第一调整单元103，用于根据所述图像的亮度均值和所述背光亮度值，调整所述亮度补偿函数，得到调整后的亮度补偿函数。

当图像的亮度均值大或背光亮度值大时，线性的亮度补偿函数嵌位效应明显，因此，需要根据图像的亮度均值和背光亮度值，对计算单元102中获得的亮度补偿函数进行调整。

第一补偿单元104，用于利用所述调整后的亮度补偿函数得到的补偿亮度值对所述图像的亮度进行补偿。

第一调整单元103中调整后的亮度补偿函数得到的补偿亮度值对图像的亮度进行补偿，可采用现有的图像补偿技术，在此不再赘述。

通过直接根据图像的感知模型获得的图像的补偿函数对图像进行补偿，能获得用户所期望的感知亮度，保证图像的质量。

根据本发明实施例提供的一种图像补偿装置，通过直接根据图像的感知模型获得图像的补偿函数，并根据图像的亮度均值和背光亮度值对补偿函数进行了调整，避免了图像的嵌位效应，采用调整后的补偿函数对图像进行补偿，可以在保证补偿图像质量的同时达到较好的功耗节省效果。

图7为对图6所示的本发明提供的一种图像补偿装置的实施例的进一步细化的结构示意图。如图7所示，该图像补偿装置包括：

第一构建单元201，用于根据屏幕相关系数、图像的亮度值、所述图像的背光亮度值和感知亮度值，构建所述图像的感知模型。

作为一种实施方式，第一构建单元201可包括：选取单元2011、获取单元2012、第二调整单元2013和第二构建单元2014。其中：

选取单元2011，从屏幕上的图像区域中选取至少一个像素点。

获取单元2012，用于获取所选取的至少一个像素点的图像亮度值。

第二调整单元2013，用于调整背光亮度值。

获取单元2012还用于获取至少三个背光亮度值对应的所述图像的感知亮度值。

第二构建单元2014，用于根据屏幕相关系数、所述图像亮度值、所述背光亮度值和感知亮度值之间的线性关系，构建所述图像的感知模型。

选取单元2011、获取单元2012、第二调整单元2013和第二构建单元2014用于构建图像的感知模型。可以通过简单的试验来构建该模型，例如，利用两台手机，一台显示图像亮度值X的图像，另外一台显示图像亮度值Y的图像，然后调整Y的背光亮度值，直到感觉接近X，从而得到一条关于X,Y与背光亮度值的直线，求出截距，得到该感知模型。通过多次试验的数据，可获得如图3所示的感知模型，该感知模型是在图像亮度值分别为15,75,135,195和255时，多次调节设备的背光亮度值，获得描述感知亮度值与背光亮度值之间的图形，其中这里假设图像亮度值最大值为255，最小值为0。图像的背光亮度值是根据设备的功耗节省目标进行设定的。

根据该感知模型，可以得出以下公式(1)：

$v_p=\frac{v_a}{255}\×(\frac{255-\mathrm{\α}}{255}\×\mathrm{bl}+\mathrm{\α})$

其中v_a为图像亮度值，v_p为感知亮度值，bl为背光亮度值，α为屏幕相关系数，调节α可改变补偿大小。

比较单元202，用于比较所述图像的亮度均值与均值设定阈值。

第三调整单元203，用于根据所述比较的结果，调整所述背光亮度值。

当图像的亮度均值大于均值设定阈值时，客观的图像质量对背光变化较敏感，因此需要根据背光亮度值及图像的亮度均值对背光亮度值作二次设置，从而节省更多的功耗，调整公式(2)为：

$\mathrm{bl}=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{bl}}_0-M& \mathrm{\μ}\≤L\\ {\mathrm{bl}}_0+N& \mathrm{\μ}>L\end{array}\right.$

其中，L为均值设定阈值，M、N为背光亮度值调整幅度值，bl为二次设置后的背光亮度值，bl₀为初始背光亮度值。

计算单元204，用于根据所述图像的感知模型，计算获得所述图像的亮度补偿函数。

在对图像的亮度进行补偿时，获取单元2012获得的感知亮度值即为用户期望看到的感知亮度，因此，对第一构建单元201获得的图像的感知模型进行逆运算，得到的图像的亮度值即为补偿亮度值，因此，可以根据图像的感知模型，计算获得图像的亮度补偿函数。获得的亮度补偿函数为线性函数。

具体地，根据上述公式(1)进行逆运算，令v_p=x_ij，v_a=f(x_ij)，则得到亮度补偿函数的公式(3)如下：

如果f(x_ij)≤255；

其中x_ij为补偿函数中的图像亮度值，f(x_ij)为补偿亮度值。图4为不同背光亮度值对应的补偿函数的示意图。

第一调整单元205，用于根据所述图像的亮度均值和所述背光亮度值，调整所述亮度补偿函数，得到调整后的亮度补偿函数。

由图4可以看出，由于亮度值最大为255，所以对超出补偿范围的亮度直接取饱和，这就引入了嵌位效应，所以需要对当前补偿函数作调整。

为了避免嵌位效应，根据显示背光级别、图像均值等参数，可以得到如下结论：

(1)图像均值大，说明像素值较大的点多，在达到一定补偿像素值时，应及时延缓直线斜率，以避免嵌位效应；

(2)背光亮度高，可感知的嵌位效应越不明显，在达到一定补偿像素值后延缓直线斜率，从而减小图像失真度

根据上述两点，定义公式(4)和(5)分别如下：

d_μ=μ/x_dist×(255-x_dist)/p_μ

d_bl＝(255-bl)/p_bl

其中d_u为均值可失真度，d_bl为背光可失真度，p_u、p_bl为调整系数，x_dist为bl背光下最大感知亮度，由上面的公式(3)和(4)得到：

x_dist＝(255-k)/255×bl+k

由上述公式，可得到第一直线结束点x_end为：

x_end＝x_dist-x_gobk

其中，

x_gobk＝d_bl+d_μ

由上述公式(3)-(5)，得到调整后的亮度补偿函数，如下面的公式(6)所示：

图5为在不同的亮度均值和背光亮度值下的调整后的补偿函数的示意图。对比图4和图5可以看出，采用调整后的补偿函数进行图像亮度补偿，在达到一定的亮度补偿值时，补偿函数的直线趋缓，可以有效地避免图像补偿的嵌位效应。

可以看出，调整后的亮度补偿函数由两线段L₁和L₂构成，其中，线段L₁和L₂的斜率k₁和k₂分别为：

$k_1=\frac{{255}^2}{(255-\mathrm{\α})\×\mathrm{bl}+255\×\mathrm{\α}}$

$k_2=\frac{255-f\left(x_{\mathrm{end}}\right)}{255-x_{\mathrm{end}}}$

其中，bl为背光亮度值，α为屏幕相关系数，x_end为线段L₁的结束点，x_end通过以下公式计算得出：

$x_{\mathrm{end}}=(\frac{255-\mathrm{\α}}{255}\×\mathrm{bl}+\mathrm{\α})-(d_{\mathrm{bl}}+d_u)$

其中，d_bl为背光可失真度，与背光亮度值bl成反比，d_u为图像亮度的均值可失真度，与图像的均值成正比。

第一补偿单元206，用于利用所述调整后的亮度补偿函数得到的补偿亮度值对所述图像的亮度进行补偿。

利用第一调整单元205调整后的亮度补偿函数得到的补偿亮度值对图像的亮度进行补偿，可采用现有的图像补偿技术，在此不再赘述。

通过直接根据图像的感知模型获得的图像的补偿函数对图像进行补偿，能获得用户所期望的感知亮度，保证图像的质量。

第二补偿单元207，用于将图像色度值的设定倍数作为补偿色度值，利用所述补偿色度值对所述图像的色度进行补偿；

其中，所述设定倍数与所述补偿亮度值和所述图像亮度值的比值成正比。

根据上述补偿函数，可以根据图像补偿前的图像亮度值x_ij，得到补偿像素值f(x_ij)，则亮度增加幅度为：

其中，k>0。

则可以得到色度的补偿公式如下：

y(u_ij)=(u_ij-128)×a_ij+128

其中，u_ij为补偿前的图像色度值。

值得说明的是，上述各功能单元的执行可以基于图像的全部区域，但上述各功能单元的执行也可以基于图像的部分区域，例如，图像亮度均值计算仅根据图像部分区域信息等，根据得到的补偿函数，对图像部分区域亮度进行补偿，然后根据部分区域的图像亮度值及其补偿亮度值，计算部分区域亮度补偿倍数，对图像部分区域的色度进行补偿。

根据本发明实施例提供的一种图像补偿装置，通过直接根据图像的感知模型获得图像的补偿函数，并根据图像的亮度均值和背光亮度值对补偿函数进行了调整，避免了图像的嵌位效应，采用调整后的补偿函数对图像进行补偿，可以在保证补偿图像质量的同时达到较好的功耗节省效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程描述，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个设备中，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部，模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）等。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种图像补偿方法，其特征在于，包括：

根据屏幕相关系数、图像的亮度值、所述图像的背光亮度值和感知亮度值，构建所述图像的感知模型；

根据所述图像的感知模型，计算获得所述图像的亮度补偿函数；

根据所述图像的亮度均值和所述背光亮度值，调整所述亮度补偿函数，得到调整后的亮度补偿函数；

利用所述调整后的亮度补偿函数得到的补偿亮度值对所述图像的亮度进行补偿。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据屏幕相关系数、图像的亮度值、所述图像的背光亮度值和感知亮度值，构建所述图像的感知模型，包括：

从屏幕上的图像区域中选取至少一个像素点，并获取所选取的至少一个像素点的图像亮度值；

调整背光亮度值，获取至少三个背光亮度值对应的所述图像的感知亮度值；

根据屏幕相关系数、所述图像亮度值、所述背光亮度值和感知亮度值之间的线性关系，构建所述图像的感知模型。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据屏幕相关系数、图像的亮度值、所述图像的背光亮度值和感知亮度值，构建所述图像的感知模型之后，以及所述根据所述图像的感知模型，计算获得所述图像的亮度补偿函数之前，还包括：

比较所述图像的亮度均值与均值设定阈值；

根据所述比较的结果，调整所述背光亮度值。

4.如权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述利用所述调整后的亮度补偿函数得到的补偿亮度值对所述图像的亮度进行补偿之后，还包括：

将图像色度值的设定倍数作为补偿色度值，利用所述补偿色度值对所述图像的色度进行补偿；

其中，所述设定倍数与所述补偿亮度值和所述图像亮度值的比值成正比。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整后的亮度补偿函数由两线段L₁和L₂构成，所述线段L₁和L₂的斜率k₁和k₂分别为：

$k_1=\frac{Y_{\max }^2}{(Y_{\max }-\mathrm{\α})\×\mathrm{bl}+Y_{\max }\×\mathrm{\α}}$

$k_2=\frac{Y_{\max }-f\left(x_{\mathrm{end}}\right)}{Y_{\max }-x_{\mathrm{end}}}$

其中，Y_max为所述图像的亮度最大值，bl为所述背光亮度值，α为所述屏幕相关系数，x_end为所述线段L₁的结束点，所述x_end通过以下公式计算得出：

$x_{\mathrm{end}}=(\frac{Y_{\max }-\mathrm{\α}}{Y_{\max }}\×\mathrm{bl}+\mathrm{\α})-(d_{\mathrm{bl}}+d_u)$

其中，d_bl为背光可失真度，与所述背光亮度值bl成反比，d_u为图像亮度的均值可失真度，与所述图像的均值成正比。

6.一种图像补偿装置，其特征在于，包括：

第一构建单元，用于根据屏幕相关系数、图像的亮度值、所述图像的背光亮度值和感知亮度值，构建所述图像的感知模型；

计算单元，用于根据所述图像的感知模型，计算获得所述图像的亮度补偿函数；

第一调整单元，用于根据所述图像的亮度均值和所述背光亮度值，调整所述亮度补偿函数，得到调整后的亮度补偿函数；

第一补偿单元，用于利用所述调整后的亮度补偿函数得到的补偿亮度值对所述图像的亮度进行补偿。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一构建单元包括：

选取单元，用于从屏幕上的图像区域中选取至少一个像素点；

获取单元，用于获取所选取的至少一个像素点的图像亮度值；

第二调整单元，用于调整背光亮度值；

所述获取单元还用于获取至少三个背光亮度值对应的所述图像的感知亮度值；

第二构建单元，用于根据屏幕相关系数、所述图像亮度值、所述背光亮度值和感知亮度值之间的线性关系，构建所述图像的感知模型。

8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，还包括：

比较单元，用于比较所述图像的亮度均值与均值设定阈值；

第三调整单元，用于根据所述比较的结果，调整所述背光亮度值。

9.如权利要求6-8任意一项所述的装置，其特征在于，还包括：

第二补偿单元，用于将图像色度值的设定倍数作为补偿色度值，利用所述补偿色度值对所述图像的色度进行补偿；

其中，所述设定倍数与所述补偿亮度值和所述图像亮度值的比值成正比。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述调整后的亮度补偿函数由两线段L₁和L₂构成，所述线段L₁和L₂的斜率k₁和k₂分别为：

$k_1=\frac{Y_{\max }^2}{(Y_{\max }-\mathrm{\α})\×\mathrm{bl}+Y_{\max }\×\mathrm{\α}}$

$k_2=\frac{Y_{\max }-f\left(x_{\mathrm{end}}\right)}{Y_{\max }-x_{\mathrm{end}}}$

其中，Y_max为所述图像的亮度最大值，bl为所述背光亮度值，α为所述屏幕相关系数，x_end为所述线段L₁的结束点，所述x_end通过以下公式计算得出：

$x_{\mathrm{end}}=(\frac{Y_{\max }-\mathrm{\α}}{Y_{\max }}\×\mathrm{bl}+\mathrm{\α})-(d_{\mathrm{bl}}+d_u)$

其中，d_bl为背光可失真度，与所述背光亮度值bl成反比，d_u为图像亮度的均值可失真度，与所述图像的均值成正比。