CN104299574B - 用于oled显示驱动装置的自动限流方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于OLED显示驱动装置的自动限流方法，包括步骤：A.开始并输入一原始帧图像；B.统计帧图像的平均亮度；C.根据平均亮度查找一平均亮度‑帧峰值亮度比表，获得对应的一帧峰值亮度比；D.从帧图像中取一个像素并计算像素内差；E.设置一个或多个补偿节点，获取其对应的补偿值并且插值计算像素内差对应的一像素峰值亮度比；F.根据像素峰值亮度比与输入像素获得映射后的输出像素；G.判断输出像素是否为最终像素？若是，则执行下一步骤H；若否，则返回上述步骤D；H.结束并输出帧图像。本发明能够根据显示内容自动调整显示亮度，降低显示驱动装置的功耗，具有调节方式简单、图像质量保持较好等优点。

Description

用于OLED显示驱动装置的自动限流方法

技术领域

本发明涉及图像处理以及显示驱动技术领域，具体来说，本发明涉及一种用于OLED显示驱动装置的自动限流方法(ACL)。

背景技术

有机发光二极管显示器(OLED)相对于液晶显示器(LCD)具有自发光、超轻薄、响应速度快、宽视角、高对比度及柔性显示等优点，故被称为下一代显示技术。当前，智能移动终端发展方向不断趋向于大尺寸显示。如何延长待机时间，降低显示功耗已成为低功耗研究领域广泛关注的问题。一些发展比较成熟，适用于LCD的低功耗显示技术如内容自适应亮度控制(CABC)、环境自适应亮度控制(LABC)已不适用于OLED。因此，可用于OLED的低功耗显示技术的研究显得十分必要。

作为电流驱动器件，OLED显示亮度与驱动电流成正比，增大电流固然可以提高亮度，但同时带来耗能和降低器件寿命的问题；而且OLED发光有效率比LCD高，过高亮度反而会降低观看舒适度，所以内容图像在被送入OLED显示器前，普遍会经过降低亮度处理。

降低亮度通常指降低图像的平均亮度。通常采用两种方式：线性像素映射或者gamma像素映射。线性像素映射方式主要指对图像的所有像素施加一个统一的压缩比例，通常在0到1之间，如图1所示。采用这种方式虽然能够有效降低图像的平均亮度，但同时也会导致图像对比度下降。为了改善图像质量，gamma像素映射方式采用非线性映射保证图像对比度，如图2所示。但是，采用这种方式容易影响显示器的gamma校正，同时调节复杂，而且效果有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于OLED显示驱动装置的自动限流方法，能够根据显示内容自动调整显示亮度，降低显示驱动装置的功耗。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于OLED显示驱动装置的自动限流方法，包括步骤：

A.开始并输入一原始帧图像；

B.统计所述帧图像的平均亮度；

C.根据所述平均亮度查找一平均亮度-帧峰值亮度比表，获得对应的一帧峰值亮度比；

D.从所述帧图像中取一个像素并计算像素内差；

E.设置一个或多个补偿节点，获取其对应的补偿值并且插值计算所述像素内差对应的一像素峰值亮度比；

F.根据所述像素峰值亮度比与输入像素获得映射后的输出像素；

G.判断所述输出像素是否为最终像素？若是，则执行下一步骤H；若否，则返回上述步骤D；

H.结束并输出所述帧图像。

可选地，一个像素的亮度与其RGB值存在如下换算关系：

Y＝0.257×R+0.564×G+0.098×B+16

所述平均亮度的计算公式为：

$AL=\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{N}{\Σ}}{Y}_{ij}}{M\×N}$

其中，AL为所述平均亮度，M、N为大于1的自然数，M×N为图像分辨率尺寸。

可选地，所述像素内差的计算公式为：

S＝Max(R,G,B)-Min(R,G,B)

其中，S为所述像素内差，Max(R,G,B)和Min(R,G,B)分别对应R、G、B三元素的最大值和最小值。

可选地，在上述步骤E中，设置一预设值，在所述像素峰值亮度比与所述预设值之间建立如下的一个下降的线性关系，依据此线性关系计算得到所述像素峰值亮度比：

$PPBR=\left\{\begin{array}{cc}TPBR& TPBR>FPBR\\ FPBR& TPBR<=FPBR\end{array}\right.$

其中，TPBR为所述预设值，PPBR为所述像素峰值亮度比。

可选地，所述输出像素的计算公式为：

Np＝Op*PPBR

其中，Np为映射后的所述输出像素，Op为所述输入像素。

可选地，所述输出像素和所述输入像素均在[0,255]范围内。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

相较于原有的降低显示驱动装置功耗的方法，本发明能够根据显示内容自动调整显示亮度，从而降低显示驱动装置的功耗，具有调节方式简单、图像质量保持较好等优点。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为现有技术中的一种线性像素映射方式压缩图像的输出亮度的曲线示意图；

图2为现有技术中的一种gamma像素映射方式压缩图像的输出亮度的曲线示意图；

图3为本发明一个实施例的用于OLED显示驱动装置的自动限流方法的流程图；

图4为本发明一个实施例的用于OLED显示驱动装置的自动限流方法中的一帧图像的平均亮度与帧峰值亮度比的对应曲线图；

图5为本发明一个实施例的用于OLED显示驱动装置的自动限流方法中的一帧图像的像素内差与像素峰值亮度比的对应曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

本发明提出的自动限流技术(ACL)是一种通过分析图像内容，自动调整显示亮度，达到节能目标的技术。

OLED显示器无需使用背光技术，降低显示功耗主要依靠降低显示图像的亮度。当前显示系统广泛采用调节gamma的方式实现像素映射，但是，该种方法调节复杂、效果有限。为了有效节能的同时保持较好的显示效果，本发明中提出一种ACL技术对像素进行调节。

ACL是一种通过改变图像像素值从而限制OLED显示面板电流消耗的技术。ACL的宗旨是把亮度范围划分成若干个区间，按照高亮图降低亮度多、低亮图降低亮度少的方式，首先针对不同的输入图像，按图像亮度选取不同的帧峰值亮度比。然后循环计算每个像素的像素内差，利用内差系数和帧峰值亮度比，查找计算各个像素的像素峰值亮度比。最终对输入的像素进行映射操作后完成输出。相对于原有的方法，本发明则具有调节简单，图像质量保持较好等优点。

下面对本发明的方法进行详细解释：

图3为本发明一个实施例的用于OLED显示驱动装置的自动限流方法的流程图。需要注意的是，这个以及后续其他的附图均仅作为示例，不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。如图3所示，用于OLED显示驱动装置的该自动限流方法主要包括：

执行步骤S301，开始并输入一原始帧图像。

执行步骤S302，统计帧图像的平均亮度AL。

在本步骤中，数字图像以像素为单位，一个像素的亮度Y与其RGB值存在如下换算关系：

Y＝0.257×R+0.564×G+0.098×B+16

若以帧为单位，统计一帧的平均亮度AL的计算公式为：

$AL=\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\&Sigma;}}\underset{j=1}{\overset{N}{\&Sigma;}}{Y}_{ij}}{M\&times;N}$

其中，AL为平均亮度，M、N为大于1的自然数，M×N为图像分辨率尺寸。

执行步骤S303，根据平均亮度AL查找一平均亮度-帧峰值亮度比表，获得对应的一帧峰值亮度比FPBR。

由步骤S302中计算得到的平均亮度AL需要经过查找平均亮度-帧峰值亮度比表，来查找对应的帧峰值亮度比FPBR，例如下表所示(仅作为示例)。

平均亮度	帧峰值亮度比
		0％	0.97
20％	0.91
		30％	0.88
40％	0.83
		50％	0.78
60％	0.72
		70％	0.70
80％	0.68
		90％	0.63
100％	0.60

其中，本实施例的自动限流方法将图像亮度从暗至亮划分为10个区间。如果将这10个区间置于坐标系中，用横轴表示平均亮度AL，纵轴表示帧峰值亮度比FPBR，则平均亮度AL与帧峰值亮度比FPBR的对应关系如图4所示。

执行步骤S304，从帧图像中取出一个像素并计算像素内差S。

在本步骤中，像素内差S的计算公式为：

S＝Max(R,G,B)-Min(R,G,B)

其中，S为像素内差，Max(R,G,B)和Min(R,G,B)分别对应R、G、B三元素的最大值和最小值。

本实施例的自动限流方法能在有效降低图像亮度的同时，保持图像良好的对比度。对比度泛指一副图像内最亮处与最暗处的亮度比。对于某一个像素而言，计算如下：

$C=\frac{Max(R,G,B)}{Min(R,G,B)}$

对比度C显然是一个大于等于1的常数，假设C趋近于1，存在推论如下，反之亦然：

像素内差S接近于0，说明该像素所含色彩信息较少，且处于由黑到白的灰度带上。当像素内差S接近于0时，让像素峰值亮度比PPBR值接近于1，说明自动限流方法尽量保持了原始像素信息。对于一副图像来说，白色和黑色部分保持不变，即保证了图像的对比度不变，改变的只是含有颜色信息的部分。

如果以像素内差S为横轴，以像素峰值亮度比PPBR为纵轴，建立坐标系，则像素内差S与像素峰值亮度比PPBR的对应关系如图5所示。同时满足如下条件预置一预设值TPBR，就可以在帧峰值亮度比FPBR与预设值TPBR之间建立如下的一个下降的线性关系，依据该线性关系可以计算得到像素峰值亮度比PPBR：

$PPBR=\left\{\begin{array}{cc}TPBR& TPBR>FPBR\\ FPBR& TPBR<=FPBR\end{array}\right.$

其中，TPBR为预设值，PPBR为像素峰值亮度比。

该预设值TPBR默认可设置为1.0，此时图像处理前后的对比度保持不变。若TPBR＝FPBR，则本实施例的自动限流方法转变为线性像素映射。图5中显然可见，当像素内差S接近于0时，像素峰值亮度比PPBR值接近于预设值TPBR，此时为了保护对比度，对原始像素处理不多；当像素内差S接近于1时，像素峰值亮度比PPBR值接近于帧峰值亮度比FPBR，此时像素包含色彩信息较多，应当降低亮度，节省功耗。

执行步骤S305，设置一个或多个补偿节点A、B，获取其对应的补偿值offsetI、offset II并且插值计算像素内差S对应的一像素峰值亮度比PPBR。

如图5所示，其中还预置了两个补偿节点A和B，目的是满足调节的灵活多变。若确定补偿节点A点的像素内差为SA，补偿节点B点的像素内差为SB，对A、B两点进行补偿的前提是补偿后A点的像素峰值亮度比PPBR不能高于预设值TPBR，B点的像素峰值亮度比PPBR不得低于帧峰值亮度比FPBR，同时A点能且仅能向上补偿，B点能且仅能向下补偿。假设A点的补偿值为offset I，B点的补偿值为offset II，则依据三角关系很容易算出补偿后每个像素的像素峰值亮度比PPBR值。

执行步骤S306，根据像素峰值亮度比PPBR与输入像素Op获得映射后的输出像素Np。

在本步骤中，只要将步骤S305中计算得出的像素峰值亮度比PPBR与输入像素Op进行乘操作即可得到映射后新的输出像素，即：

Np＝Op*PPBR

Np为映射后的输出像素，Op为输入像素，均在[0,255]范围内，PPBR为像素峰值亮度比。

执行步骤S307，判断输出像素Np是否为最终像素？若是，则执行下一步骤S308；若否，则返回上述步骤S304。

执行步骤S308，结束并输出帧图像。

综上所述，相较于原有的降低显示驱动装置功耗的方法，本发明能够根据显示内容自动调整显示亮度，从而降低显示驱动装置的功耗，具有调节方式简单、图像质量保持较好等优点。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于OLED显示驱动装置的自动限流方法，包括步骤：

A.开始并输入一原始帧图像；

B.统计所述帧图像的平均亮度；

C.根据所述平均亮度查找一平均亮度-帧峰值亮度比表，获得对应的一帧峰值亮度比；

D.从所述帧图像中取一个像素并计算像素内差，所述像素内差的计算公式为：

S＝Max(R,G,B)-Min(R,G,B)

其中，S为所述像素内差，Max(R,G,B)和Min(R,G,B)分别对应R、G、B三元素的最大值和最小值；

E.设置补偿节点A、补偿节点B，获取其对应的补偿值offset I、offset II并且插值计算所述像素内差对应的一像素峰值亮度比，其中差值计算所述像素内差对应的一像素峰值亮度比按以下方式：若确定所述补偿节点A点的像素内差为SA，所述补偿节点B点的像素内差为SB，对所述补偿节点A、B两点进行补偿的前提是补偿后补偿节点A点的所述像素峰值亮度比不能高于预设值TPBR，补偿节点B点的所述像素峰值亮度比不得低于帧峰值亮度比，同时补偿节点A点能且仅能向上补偿，补偿节点B点能且仅能向下补偿，依据三角关系确定补偿后每个像素的所述像素峰值亮度比值；

F.根据所述像素峰值亮度比与输入像素获得映射后的输出像素，

Np＝Op*PPBR

其中，Np为映射后的所述输出像素，Op为所述输入像素,PPBR为像素峰值亮度比；

G.判断所述输出像素是否为最终像素，若是，则执行下一步骤H；若否，则返回上述步骤D；

H.结束并输出所述帧图像。

2.根据权利要求1所述的自动限流方法，其特征在于，一个像素的亮度Y与其RGB值存在如下换算关系：

Y＝0.257×R+0.564×G+0.098×B+16

所述平均亮度的计算公式为：

$AL=\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\&Sigma;}}\underset{j=1}{\overset{N}{\&Sigma;}}{Y}_{ij}}{M\&times;N}$

其中，AL为所述平均亮度，M、N为大于1的自然数，M×N为图像分辨率尺寸。

3.根据权利要求1所述的自动限流方法，其特征在于，在上述步骤E中，所述输出像素和所述输入像素均在[0,255]范围内。