CN107680556A - 一种显示器节能方法、装置及显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示器节能方法、装置及显示器。该方法包括：接收转换至节能模式的指令；对输入图像进行色域调整得到输出图像以供显示，输出图像的选定基色的色坐标中的对应分量小于输入图像的选定基色的色坐标中的对应分量，输出图像的选定基色的亮度小于或等于输入图像的选定基色的亮度；其中，显示器的选定基色子像素的发光效率最低。本发明公开了一种显示器节能方法、装置及显示器，通过上述方式，本发明能够减少最耗能的选定基色子像素的耗电量，从而实现节能。

Description

一种显示器节能方法、装置及显示器
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种显示器节能方法、装置及显示器。
背景技术
饱和度、亮度等是显示器的重要指标，可提高影像观赏性，但是显示器的功耗比较大，亮度太高也不利于人们的健康。为了适应不同场景的需求，有必要开发显示器的节能模型以降低能耗。
现有技术中的节能方式是在判断前后帧图像信号同一后，关闭背光源或降低背光源亮度；该技术没有针对显示器的特性降低能耗，而是在检测到画面静止后，降低背光源的亮度，使得整幅图像的亮度都会降低，影响视觉效果且节能效率低下。
发明内容
本发明主要解决的问题是提供了一种显示器节能方法、装置及显示器，能够解决现有技术中显示器的节能模式的节能效率低下的问题。
解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种显示器节能方法，该方法包括：接收转换至节能模式的指令；响应指令，对输入图像进行色域调整得到输出图像，输出图像用于供显示器进行显示，输出图像的选定基色的色坐标中的对应分量小于输入图像的选定基色的色坐标中的对应分量，输出图像的选定基色的亮度小于或等于输入图像的选定基色的亮度；其中，显示器的选定基色子像素的发光效率比其他基色子像素的发光效率低。
解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种显示器节能装置，包括互相连接的存储器和处理器，存储器用于存储计算机程序，计算机程序在被处理器执行时，用以实现上述的方法。
解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种显示器，包括上述的显示器节能装置。
通过上述方案，本发明的有益效果是：在节能模式下，对输入图像进行色域调整得到输出图像以供显示，通过色域调整，减小发光效率低的选定基色的色坐标中的对应分量，使得选定基色饱和度变小，选定基色子像素灰阶值变小，色域调整考虑到了显示器自身的特性，即使在色域调整前后选定基色的亮度相同的情况下，最耗能的选定基色子像素的耗电量减少，损失的部分亮度由耗能更少的其他基色子像素补充，从而使得整体耗电量减少，选定基色的亮度变小的情况下耗电量能够进一步降低，从而能够提高节能效率并减少对视觉效果的影响。
附图说明
图1是本发明提供的显示器节能方法一实施例流程示意图；
图2是本发明提供的显示器节能方法另一实施例流程示意图；
图3是本发明提供的色域调整前后CIE xyY颜色空间色度图；
图4是本发明提供的显示器节能方法又一实施例流程示意图；
图5是本发明提供的显示器节能装置一实施例的结构示意图。
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、完整的描述，所描述的实施例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做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。
参考图1，图1是本发明提供的显示器节能方法一实施例流程示意图，该显示器节能方法包括：
步骤11：接收转换至节能模式的指令。
指令可以是来自于输入装置的，输入装置可以为按键、触摸屏等，用户可以使用输入装置进行选择/点击操作以输入指令，控制显示器进入节能模式。指令也可以是来自于显示器内部的控制器(可以与本实施例的执行主体集成在一起，也可以是分立的不同器件)或者连接显示器的控制器(例如计算机的显卡或者CPU、手机、平板电脑等的处理器等)，例如预先设定显示画面保持不变/处于暂离状态预设时间之后显示器进入节能模式，则在达到预设时间之后由控制器发送指令。
步骤12：响应指令，对输入图像进行色域调整得到输出图像。
输入图像可以是待显示的图像，输出图像用于供显示器进行显示，输出图像的选定基色的色坐标中的对应分量小于输入图像的选定基色的色坐标中的对应分量，输出图像的选定基色的亮度小于或等于输入图像的选定基色的亮度。
其中，显示器的选定基色子像素的发光效率比其他基色子像素的发光效率低。本实施例适用于自发光的显示器，例如：LED显示器、OLED显示器、等离子显示器等。
例如，对于RGB AMOLED显示器，蓝色子像素的发光效率最低；为了发出与红色、绿色同等亮度的光，需要更大的电流，可以选择蓝色作为选定基色。
CIE XYZ使用相应于红、绿和蓝三种颜色作为三种基色，而所有其他颜色都从这三种颜色中导出。通过相加混色或者相减混色，任何色调都可以使用不同量的基色产生，CIEXYZ是其他颜色系统的基础，X、Y和Z分别是红原色刺激值、绿原色刺激值和蓝原色刺激值，Y还代表颜色的亮度或者光亮度，三刺激值XYZ可用光学设备直接测得。
CIE xyY是从CIE XYZ直接导出的一个颜色空间，它使用亮度Y参数和颜色坐标x和y来描述颜色。CIE xyY颜色空间的Y等于CIE XYZ颜色空间中的Y，色坐标为(x,y)，其中x＝X/(X+Y+Z)，y＝Y/(X+Y+Z)，z＝Z/(X+Y+Z)，x表示红色分量，y表示绿色分量，根据色坐标(x,y)可确定蓝色分量z，z＝1-x-y。
亮度通过光学设备测量，显示器中各基色的亮度也会可能发生变换。例如，一台电视调得暗，它的红色(R＝255，G＝0，B＝0)对应的亮度假设是50nits；在另一台电视上，亮度调节得较高，红色对应的亮度可能变成100nits。
可选的，输入图像与输出图像的其他基色和白色的色坐标可以保持不变，选定基色的色坐标中的对应分量变小。由于要保持其他基色和白色的色点不变，输出图像中其他基色的亮度会降低，可进一步提高节能效率。输入图像与输出图像中选定基色的亮度比值可以设置为一个小于或等于1的预设值。
例如，选定基色为蓝色，输入图像的色坐标如下表所示，输出图像中除了蓝色的色坐标变换之外，其他颜色保持不变，输入图像和输出图像中蓝色的亮度Y都为16nits。
颜色 x y Y
红色 0.64 0.35 66
绿色 0.28 0.67 118
蓝色 0.13 0.07 16
白色 0.33 0.33 200
色域调整矩阵A的计算公式如下：
色域调整矩阵中参数a11、a13、a22、a23、a33的计算公式如下：
其中，γ是显示器的gamma值，XR、YR、ZR、XG、YG、ZG、XB、ZB、YB分别是转换前红、绿、蓝在最高灰阶的三刺激值，Y′R、Y′G、Y′B分别是转换后红、绿、蓝在最高灰阶的亮度值，X'B和Z'B分别是转换后蓝色在最高灰阶的颜色值。Y′B为已知参数，参数Y′R与Y′G的计算公式如下：
其中，xR、yR、zR、xG、yG、zG、xW、yW、zW分别是转换前红、绿、白的色坐标值。
输出图像的选定基色的亮度与输入图像的选定基色的亮度为比值关系，即YB'＝R*YB，其中R为比例系数，0＜R≤1。例如，输入图像中蓝色的亮度为16nits，输出图像中蓝色的亮度不得超过16nits。
例如，输入的图像中，某像素值的R、G、B为[0,0,255]，原色坐标为[0.13,0.07]，原亮度为16nits；转换后，色坐标为[0.136,0.077]，色域转换矩阵中a11＝0.9440，a22＝0.9461，a13＝0.1359，a23＝0.1121，a33＝0.9500；乘以色域转换矩阵后，得到的输出图像的R、G、B为[35,29,242]，亮度为16nits。在亮度未变的情况下，蓝色分量减小，耗电量降低。
转换前后红、绿、蓝和白色的三刺激值(X、Y、Z)，如下表所示：
从表中可以看出，进行色域调整后，表示亮度的Y刺激值中蓝色亮度不变，但是色坐标在减小，蓝色分量减小，用红色子像素、绿色子像素部分地替代了蓝色子像素，红色和绿色子像素的发光效率又高于蓝色子像素，所以电流减小，耗电量减小，并且红色、蓝色和白色的亮度都在减小，电流减小，从而降低耗电量。
色域调整前后CIE xyY颜色空间色度图如图2所示，图中的实线表示的三角形为调整前的色域，虚线表示的三角形为调整后的色域，内缩点对应的颜色为蓝色，由于红色和绿色对应的色坐标未变，因此红色和绿色之间的实线和虚线重叠，可以看到色域图中，三角形的面积在减小，色域减小。
区别于现有技术，本实施方式公开的显示器节能方法通过接收转换至节能模式的指令；响应上述指令，对输入图像进行色域调整得到输出图像，输出图像用于供显示器进行显示，输出图像的选定基色的色坐标中的对应分量小于输入图像的选定基色的色坐标中的对应分量，输出图像的选定基色的亮度小于或等于输入图像的选定基色的亮度；其中，显示器的选定基色子像素的发光效率比其他基色子像素的发光效率低。通过上述方式，能够减少最耗能的选定基色子像素的耗电量，从而实现节能。
参考图3，图3是本发明提供的显示器节能方法另一实施例流程示意图，该显示器节能方法包括：
步骤31：接收转换至节能模式的指令。
节能模式分为多个节能等级，每个节能等级分别对应不同的选定基色的色坐标及色域调整矩阵。预先存储有节能等级及其对应的色坐标和/或色域调整矩阵。指令包括了指定节能等级。
其中，节能等级越高，对应的选定基色的色坐标中的对应分量越小。
例如，节能等级分为三级，蓝色为选定基色，第一节能等级对应的蓝色的色坐标为(0.136,0.077)，对应的蓝色分量z为0.787；第二节能等级对应的蓝色的色坐标为(0.14,0.08)，对应的蓝色分量z为0.78；第三节能等级对应的蓝色的色坐标为(0.153,0.1)，对应的蓝色分量为0.747。
步骤32：读取与节能等级对应的选定基色的色坐标，根据对应的选定基色的色坐标计算对应的色域调整矩阵。
色域调整矩阵的计算方法如本发明提供的显示器节能方法一实施例中相同，在此不再赘述。
步骤33：将输入图像的每个像素乘以色域调整矩阵以得到输出图像。
假设输入图像大小为M*N的彩色图像，则对M*N个像素都乘以上述的色域调整矩阵A，输出图像的每个像素值的计算公式如下：
其中，R、G和B为输入的彩色图像的颜色值，R'、G'和B'为输出的彩色图像的颜色值。
通过将节能模式分为多个节能等级，每个节能等级对应不同的选定基色的色坐标，进行相应的色域调整，使得耗电量减少。
参考图4，图4是本发明提供的显示器节能方法又一实施例流程示意图，该实施例与本发明提供的显示器节能方法另一实施例类似，不同之处在于预先存储色域调整矩阵，详细步骤在此不再赘述。
在此实施例中可以预存节能等级、色坐标和色域调整矩阵。例如，节能等级为三级，建立节能等级、色坐标与色域调整矩阵之间的对应关系：
第一节能等级 色坐标(x1,y1) 色域调整矩阵A1
第二节能等级 色坐标(x2,y2) 色域调整矩阵A2
第三节能等级 色坐标(x3,y3) 色域调整矩阵A3
当获取到的节能的等级为第二节能等级或色坐标(x2,y2)后，就可以得到与之对应的的色域调整矩阵A3。
通过预先存储色域调整矩阵，减少计算色域调整矩阵的操作，节省时间。
参阅图5，图5是本发明提供的显示器节能装置50一实施例的结构示意图，包括互相连接的存储器51和处理器52，存储器51用于存储计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器52执行时，用于实现上述显示器节能方法中不相冲突的实施例。
可以理解的，本实施例提供的显示器节能装置所执行的步骤和工作原理与上述实施例中的显示器节能方法类似，这里不再赘述。
在本发明所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的方法以及设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，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，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元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单元来实现本实施方式方案的目的。
另外，在本发明各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上所述仅为本发明的实施例，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等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种显示器节能方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收转换至节能模式的指令；
响应所述指令，对输入图像进行色域调整得到输出图像，所述输出图像用于供所述显示器进行显示，所述输出图像的选定基色的色坐标中的对应分量小于所述输入图像的所述选定基色的色坐标中的对应分量，所述输出图像的所述选定基色的亮度小于或等于所述输入图像的所述选定基色的所述亮度；
其中，所述显示器的所述选定基色子像素的发光效率比其他基色子像素的发光效率低。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述输入图像与所述输出图像的其他基色和白色的色坐标保持不变。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述对输入图像进行色域调整得到输出图像包括：
将输入图像的每个像素乘以色域调整矩阵以得到所述输出图像，所述色域调整矩阵对应于所述选定基色的色坐标。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
节能模式分为多个节能等级，每个节能等级分别对应不同的所述色域调整矩阵及所述选定基色的色坐标。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述节能等级越高，对应的所述选定基色的色坐标中的对应分量越小。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述指令中包括所述节能等级，所述将输入图像的每个像素乘以色域调整矩阵以得到所述输出图像之前进一步包括：
根据所述节能等级确认对应的所述色域调整矩阵。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
所述根据所述节能等级确认对应的所述色域调整矩阵包括：
读取与所述节能等级对应的所述色域调整矩阵；或
读取与所述节能等级对应的所述选定基色的色坐标，根据对应的所述选定基色的色坐标计算对应的所述色域调整矩阵。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述输出图像的像素值的计算公式如下：
<mrow> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mtable> <mtr> <mtd> <msup> <mi>R</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> </mtd> <mtd> <msup> <mi>G</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> </mtd> <mtd> <msup> <mi>B</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> </mtd> </mtr> </mtable> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mtable> <mtr> <mtd> <mi>R</mi> </mtd> <mtd> <mi>G</mi> </mtd> <mtd> <mi>B</mi> </mtd> </mtr> </mtable> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mi>a</mi> <mn>11</mn> </msub> </mtd> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <msub> <mi>a</mi> <mn>22</mn> </msub> </mtd> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>a</mi> <mn>13</mn> </msub> </mtd> <mtd> <msub> <mi>a</mi> <mn>23</mn> </msub> </mtd> <mtd> <msub> <mi>a</mi> <mn>33</mn> </msub> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
其中，R、G和B为输入的彩色图像的颜色值，R'、G'和B'为输出的彩色图像的颜色值，色域调整矩阵中参数a11、a13、a22、a23、a33的计算公式如下：
<mrow> <msubsup> <mi>a</mi> <mn>11</mn> <mi>&amp;gamma;</mi> </msubsup> <mo>=</mo> <msubsup> <mi>Y</mi> <mi>R</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mo>/</mo> <msub> <mi>Y</mi> <mi>R</mi> </msub> </mrow>
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其中，γ是所述显示器的gamma值，XR、YR、ZR、XG、YG、ZG、XB、ZB、YB分别是转换前红、绿、蓝在最高灰阶的三刺激值，Y′R、Y′G、Y′B分别是转换后红、绿、蓝在最高灰阶的亮度值，X′B和Z′B分别是转换后蓝色在最高灰阶的颜色值。Y′B为已知参数，参数Y′R与Y′G的计算公式如下：
<mrow> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>Y</mi> <mi>R</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mo>/</mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>R</mi> </msub> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>Y</mi> <mi>G</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mo>/</mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>G</mi> </msub> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>Y</mi> <mi>B</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mo>/</mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>B</mi> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>&amp;times;</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mi>x</mi> <mi>R</mi> </msub> </mtd> <mtd> <msub> <mi>z</mi> <mi>R</mi> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>x</mi> <mi>G</mi> </msub> </mtd> <mtd> <msub> <mi>z</mi> <mi>G</mi> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msubsup> <mi>x</mi> <mi>B</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> </mtd> <mtd> <msubsup> <mi>z</mi> <mi>B</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>Y</mi> <mi>R</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mo>/</mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>W</mi> </msub> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>Y</mi> <mi>G</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mo>/</mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>W</mi> </msub> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>Y</mi> <mi>B</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mo>/</mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>W</mi> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>&amp;times;</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mi>x</mi> <mi>W</mi> </msub> </mtd> <mtd> <msub> <mi>z</mi> <mi>W</mi> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>x</mi> <mi>W</mi> </msub> </mtd> <mtd> <msub> <mi>z</mi> <mi>W</mi> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>x</mi> <mi>W</mi> </msub> </mtd> <mtd> <msub> <mi>z</mi> <mi>W</mi> </msub> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
其中，xR、yR、zR、xG、yG、zG、xW、yW、zW分别是转换前红、绿、白的色坐标值。
9.一种显示器节能装置，其特征在于，包括互相连接的存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器执行时，用以实现如权利要求1-8任一项所述的方法。
10.一种显示器，包括权利要求9中的显示器节能装置。
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