CN112927654B - 一种背光控制方法、装置及终端设备 - Google Patents

一种背光控制方法、装置及终端设备 Download PDF

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Abstract

本发明适用于图像处理技术领域，提供了一种背光控制方法、装置及终端设备，方法包括：对目标图像进行分区，获取每一分区的亮度数据；基于每一分区的亮度数据获取对应的背光亮度系数矩阵；对至少一分区的亮度系数矩阵进行平滑处理；基于平滑处理的亮度系数矩阵对相应的分区进行灰阶补偿，得到补偿后的目标图像。本发明通过对目标图像进行分区并获取对应的背光亮度系数矩阵，对至少一个分区的亮度系数矩阵进行平滑处理，并根据平滑处理结果对相应分区进行亮度补偿，实现了对目标图像的背光分区控制，增强了目标图像的对比度且节约了能源。

Description

一种背光控制方法、装置及终端设备
技术领域
本发明属于图像处理技术领域，尤其涉及一种背光控制方法、装置及终端设备。
背景技术
随着科技的发展，电视机已经普及到家家户户，其丰富了人们的业余生，因此在人们的日常生活中具有极重要的地位。
日前，液晶电视机逐渐成为市场上最受欢迎的产品。对于液晶电视机来说，由于液晶屏自身不能主动发光，因此液晶电视设置有背光源来进行照明。
现有的液晶电视机通常使用统一控制显示屏的背光的方法，在显示屏中的显示内容出现部分或整体明暗变化时，无法及时调控背光，影响到了用户的视力，以及用户的观影效果。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种背光控制方法、装置及终端设备，以解决现有技术亮度调节效率不高的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种背光控制方法，包括：
对目标图像进行分区，获取每一分区的亮度数据；
基于每一分区的亮度数据获取对应的背光亮度系数矩阵；
对至少一分区的亮度系数矩阵进行平滑处理；
基于平滑处理的亮度系数矩阵对相应的分区进行灰阶补偿，得到补偿后的目标图像。
本发明实施例的第二方面提供了一种背光控制装置，包括：
分区模块，用于对目标图像进行分区，获取每一分区的亮度数据；
获取模块，用于基于每一分区的亮度数据获取对应的背光亮度系数矩阵；
处理模块，用于对至少一分区的亮度系数矩阵进行平滑处理；
亮度补偿模块，用于基于平滑处理的亮度系数矩阵对相应的分区进行灰阶补偿，得到补偿后的目标图像。
本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。
本发明实施例通过对目标图像进行分区并获取对应的背光亮度系数矩阵，对至少一个分区的亮度系数矩阵进行平滑处理，并根据平滑处理结果对相应分区进行亮度补偿，实现了对目标图像的背光分区控制，增强了目标图像的对比度且节约了能源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的背光控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例一提供的基于背光控制方法的对目标图像进行分区的示意图；
图3是本发明实施例一提供的基于背光控制方法的终端设备的功能模块图；
图4是本发明实施例二提供的背光控制方法的流程示意图；
图5是本发明实施例三提供的背光控制方法的流程示意图；
图6是本发明实施例三提供的基于背光控制方法的空间平滑处理的示意图；
图7是本发明实施例四提供的背光控制方法的流程示意图；
图8是本发明实施例四提供的像素包括模拟LED灯和真实LED灯的示意图；
图9是本发明实施例五提供的背光亮度补偿算法的示意图；
图10是本发明实施例五提供的基于背光控制方法的通过镜像方法补偿任一目标像素的示意图；
图11是本发明实施例六提供的背光控制装置的结构示意图；
图12是本发明实施例七提供的终端设备的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例一
如图1所示，本实施例提供一种背光控制方法，该方法可以应用于如PC、平板电脑、智能电视机等终端设备。本实施例所提供的背光控制方法，包括：
S101、对目标图像进行分区，获取每一分区的亮度数据。
在具体应用中，根据预设背光分区规则对目标图像进行分区，获取每个分区的亮度数据。其中。亮度数据包括但不限于每个分区中所有像素的RGB值。
预设背光分区规则可以是以预设长度和预设宽度对目标图像进行分区，获取M*N个分区；其中，M为目标图像在水平方向上的分区数，N为目标图像在垂直方向上的分区数。
例如，假设目标图像的尺寸为W*H，则每一分区的图像大小为(W/M)*(H/N)，即每个分区(即图像分区)的尺寸就为(W/M)*(H/N)，可以包括(W/M)*(H/N)个像素，每个分区对应一个可控制的背光分区(可以包括至少一个LED)，因此背光LED的间距也为(W/M)*(H/N)个像素。其中，W、H、M、N均为大于0的自然数，且W＞M，H＞N。
需要说明的是，预设长度和预设宽度可以根据实际情况进行具体设定，例如，设定预设长度等于预设宽度，则目标图像的长宽为：M*预设长度，目标图像的宽为：N*预设长度；或者，设定预设长度大于或小于预设宽度，则目标图像的长为：M*预设长度，目标图像的宽为：N*预设宽度。
如图2所示，提供了一种基于背光控制方法的对目标图像进行分区的示意图。
图2中，将目标图像分成了M*N个分区，每个分区后面设置有单独可控制的背光灯，背光灯可以为LED，例如为红色、蓝色、绿色LED。
如图3所示，提供了一种基于背光控制方法的终端设备的功能模块示意图。
图中，机芯板主要用于实现(应用上述背光控制方法的)终端设备的网络功能或整体图像、视频显示功能等，为终端设备的核心主板。
背光控制模块(local dimming)用于根据视频的每一帧的内容产生分区背光的亮度控制信号以及进行相应亮度补偿后的亮度补偿信号，即执行背光控制方法的相应步骤。
背光驱动板用于根据背光控制模块(local dimming)的亮度补偿信号驱动PM背光灯板上的各个LED灯。
PM背光灯板用于实现LCD背光照明功能。
LCD面板用于显示图像或视频。其中，VBO即为顶点缓冲对象(Vertex BufferObject)。
S102、基于每一分区的亮度数据获取对应的背光亮度系数矩阵。
在具体应用中，基于每一分区的亮度数据获取每个分区中的最大亮度像素的亮度值和每个分区的平均亮度值，再根据第一预设公式对每个分区中的最大亮度像素的亮度值和每个分区的平均亮度值进行计算，获取每个分区的背光亮度系数矩阵；
其中，第一预设公式为：
BL_coeff(m，n)＝a*Max_value(m，n)+(1-a)AV_value(m，n)；
式中，Max_value(m，n)表示下标为m，n的分区中所有像素的RGB分量中值最大的像素的亮度值；AV_value(m，n)表示下标为m，n的分区平均亮度值；m∈[1，M]，n∈[1，N]；a为0到1之间的常数。
S103、对至少一分区的亮度系数矩阵进行平滑处理。
在具体应用中，对至少一分区的亮度系数矩阵进行平滑处理可以包括多种情况；例如，获取预先指定的某一分区的背光亮度系数矩阵，对上述分区亮度系数矩阵进行平滑处理；
或者，获取任意一个分区的背光亮度系数矩阵，对上述分区亮度系数矩阵进行平滑处理；
还可以，获取两个或两个以上的(预先指定或者随机选取)分区的背光亮度系数矩阵，对上述分区亮度系数矩阵进行平滑处理。
需要说明的是，可根据实际情况，对目标图像进行多次的空间平滑处理，提高去光晕的能力。
S104、基于平滑处理的亮度系数矩阵对相应的分区进行灰阶补偿，得到补偿后的目标图像。
在具体应用中，根据对分区的背光亮度系数矩阵进行平滑处理，可获得基于平滑处理的亮度系数矩阵，通过获取基于平滑处理的亮度系数矩阵中每个分区的每个像素对应的背光亮度值，对相应的每个分区中的像素进行灰阶补偿，获得补偿后的目标图像。
本实施例通过对目标图像进行分区并获取对应的背光亮度系数矩阵，对至少一个分区的亮度系数矩阵进行平滑处理，并根据平滑处理结果对相应分区进行亮度补偿，实现了对目标图像的背光分区控制，增强了目标图像的对比度且节约了能源。
实施例二
如图4所示，本实施例是对实施例一中的方法步骤的进一步说明。在本实施例中，步骤S102，包括：
S1021、基于每一分区的亮度数据获取对应的像素的最大亮度值及该分区的平均亮度值。
在具体应用中，可基于任一分区的亮度数据，获取任意一个分区所有像素中亮度(即RGB分量)最大的像素的亮度值，作为该分区的最大亮度值；
公式如下：Max_value(m，n)＝max(max(R，G，B)m，n)；
式中，max(R，G，B)m，n表示下标为m，n的分区中所有像素的RGB分量中的最大值，m∈[1，M]，n∈[1，N]。
可基于任一分区的亮度数据，计算任一分区的所有像素的RGB分量中的最大值的总和与上述分区中的像素总数的商，作为上述分区的平均亮度值。
公式如下：AV_value(m，n)＝∑max(R，G，B)m，n/Pixel_amount；
式中，Pixel_amount为任一分区中的像素总数。即下标为m，n的分区中的像素总数)。
S1022、基于所述分区的像素的最大亮度值及该分区的平均亮度值得到对应的背光亮度系数矩阵。
在具体应用中，根据第二预设公式对每个分区像素的最大亮度值和每个分区的平均亮度值进行计算，获取与每个分区对应的背光亮度系数矩阵；
其中，第二预设公式为：BL_coeff(m，n)＝a*Max_value(m，n)+(1-a)AV_value(m，n)；
其中，a为0到1之间的常数(需要说明的是，本步骤中的a的值与实施例一中步骤S102所述的a的值可以相同也可以不同)。
本实施例通过对目标图像进行分区，实现了对目标图像的分区控制，并通过计算获取每个分区的最大亮度值和平均亮度值，进而获取每个分区的背光亮度系数，提高了背光控制的效率和准确率。
实施例三
如图5所示，本实施例是对实施例一中的方法步骤的进一步说明。在本实施例中，步骤S103，包括：
S1031、对所述至少一分区的亮度系数矩阵进行空间平滑处理，得到当前帧的亮度系数矩阵。
在具体应用中，至少一个分区可以是随机选取的任意一个或一个以上的分区，或者可以是用户指定的一个或一个以上的分区。
通过对分区的亮度系数矩阵进行空间平滑处理可以去除分区中的光晕，并得到图像当前帧的亮度系数矩阵。
S1032、对所述当前帧的亮度系数矩阵进行时间平滑处理，得到实际亮度系数矩阵。
在具体应用中，对当前帧的亮度系数矩阵进行时间平滑处理可防止由于背光变化过快造成图像出现闪烁的问题。
可根据第三预设公式对空间平滑后的背光亮度系数矩阵进行时间平滑处理。
其中，第三预设公式为：BL_coeff(m，n)＝BL_coeff_last(m，n)*a+BL_coeff_curr(m，n)*(1-a)；
式中，BL_coeff(m，n)为时间平滑后的实际背光亮度系数，BL_coeff_last(m，n)为上一帧实际输出的背光亮度值，BL_coeff_curr(m，n)为当前帧的背光亮度系数，a为平滑因子。
需要说明的是本实施例中的a的值与实施例一中步骤S102所述的a的值可以相同也可以不同。
在一个实施例中，步骤S104，具体为：
S1041、基于所述实际亮度系数矩阵对相应的分区进行灰阶补偿，得到补偿后的目标图像。
在具体应用中，基于实际的亮度系数矩阵对相应的分区进行灰阶补偿，包括：
根据一个分区的亮度系数矩阵对所有的分区进行灰阶补偿；或者，
根据一个以上的分区的亮度系数矩阵对对应的分区进行灰阶补偿。
在一个实施例中，步骤S1031，包括：
S10311、确定待处理分区。
S10312、根据各个待处理分区中的像素点的调整亮度，确定各个待处理分区各自对应的调整背光亮度系数矩阵。
在具体应用中，通过空间平滑处理方法求得任一待处理分区中任一像素点的调整亮度，并遍历上述分区所有的像素点，以获得上述分区中所有像素点的调整亮度，从而确定所有待处理分区各自对应的调整背光亮度系数矩阵。
S10313、基于所述各个待处理分区的亮度系数矩阵得到当前帧的亮度系数矩阵。
在具体应用中，根据所有待处理分区的亮度系数矩阵可以确定图像当前帧的亮度系数矩阵。
在一个实施例中，步骤S10312，包括：
针对每个待处理分区，计算所述待处理分区中每一像素点的调整亮度；
根据所述待处理分区中每一像素点的调整亮度，确定所述待处理分区的调整亮度系数矩阵。
在具体应用中，根据待处理分区中每一像素点的调整亮度可确定对应待处理分区的调整亮度系数矩阵。
在一个实施例中，所述计算所述待处理分区中每一像素点的调整亮度，包括：
针对所述待处理分区中的任一像素点，以所述像素点作为中心像素点，调整所述中心像素点的第一周边区域的每一像素点的亮度，得到所述第一周边区域的每一像素点的调整亮度；
调整所述中心像素点的第二周边区域的每一像素点的亮度，得到所述第二周边区域的每一像素点的调整亮度；
调整所述中心像素点的第三周边区域的每一像素点的亮度，得到所述第三周边区域的每一像素点的调整亮度；
取所述中心像素点当前的亮度值、所述第一周边区域的每一像素点的调整亮度、所述第二周边区域的每一像素点的调整亮度、所述第三周边区域的每一像素点的调整亮度中的最大亮度值作为所述中心像素点的调整亮度。
在具体应用中，获取待处理分区中的任一像素点作为中心像素点，获取为以中心像素点为中心的正方形结构的第一周边区域的每一像素点的亮度，得到第一周边区域的每一像素点的调整亮度并进行调整，获取以第一周边区域为中心的正方形结构的第二周边区域的每一像素点的亮度，得到第二周边区域的每一像素点的调整亮度并进行调整，获取以第二周边区域为中心的正方形结构的第三周边区域的每一像素点的亮度，得到所述第三周边区域的每一像素点的调整亮度并进行调整。
以中心像素点当前的亮度值、第一周边区域的所有像素点的调整亮度、第二周边区域的所有像素点的调整亮度、第三周边区域的所有像素点的调整亮度中的最大亮度值作为中心像素点的调整亮度。
其中，第一周边区域包括K*K-1个像素点，K为大于2的奇数。第二周边区域包括：S*S-K*K个像素点，S-K≥2，且S为奇数。第三周边区域包括Q*Q-S*S个像素点，Q-S≥2，且Q为奇数。
在一个实施例中，所述根据所述待处理分区中每一像素点的调整亮度，确定所述待处理分区的调整亮度系数矩阵，具体为：
根据每一所述像素点的调整亮度确定对应处理分区的调整亮度系数矩阵。
在具体应用中，获得任一处理分区中所有像素点的调整亮度即可确定该处理分区的调整亮度系数矩阵。
在一个实施例中，所述第一周边区域为以所述中心像素点为中心的正方形结构，且所述第一周边区域包括K*K-1个像素点，所述以所述像素点作为中心像素点，调整所述中心像素点的第一周边区域的每一像素点的亮度，得到所述第一周边区域的每一像素点的调整亮度，具体为：
将所述K*K-1个像素点中的每一像素点当前的亮度值分别与第一预设值作差，得到的差值作为各自像素点的调整亮度，所述K为大于2的奇数。
在具体应用中，K为大于2的奇数。第一预设值可根据实际情况进行具体设定，例如，设定第一预设值为10，则K*K-1个像素点中任一点的调整亮度为该像素点当前的亮度值减去10之后的差值。
需要说明的是，第一周边区域并不是常规的正方形结构，第一周边区域是以中心像素点为中心的去中心式矩形框所包含的区域，即以中心像素点为中心，以K为边长的正方形结构中去掉该中心像素点之后的其他区域，见图6中包含圆点部分的结构。
在一个实施例中，若所述K*K-1个像素点中至少存在一像素点位于像素区域的边界时，所述将所述K*K-1个像素点中的每一像素点当前的亮度值分别与第一预设值作差，得到的差值作为各自像素点的调整亮度，包括：
将所述第一周边区域的位于像素区域外部的每一像素点的调整亮度取值为0；
及将所述第一周边区域的位于像素区域内部的每一像素点当前的亮度值分别与所述第一预设值作差，得到的差值作为对应像素点的调整亮度。
在具体应用中，若K*K-1个像素点中至少某一像素点位于像素区域的边界时，该像素点的调整亮度易受到第一周边区域外部的像素的调整亮度的影响，因此，可将第一周边区域的位于像素区域外部的每一像素点的调整亮度取值为0，并第一周边区域的位于像素区域内部的每一像素点当前的亮度值分别与第一预设值作差，得到的差值作为对应上述像素点的调整亮度，避免受到第一周边区域外部的像素的亮度的影响。
在一个实施例中，所述第二周边区域是以所述第一周边区域为中心的正方形结构，且所述第二周边区域包括：S*S-K*K个像素点，所述调整所述中心像素点的第二周边区域的每一像素点的亮度，得到所述第二周边区域的每一像素点的调整亮度，具体为：
将所述S*S-K*K个像素点中的每一像素点当前的亮度值分别与第二预设值作差，得到的差值作为各自像素点的调整亮度，其中，所述S-K≥2，且S为奇数。
在具体应用中，第二预设值可根据实际情况进行具体设定。例如，设定第二预设值为15，则S*S-K*K个像素点中的任一像素点的调整亮度为该像素当前的亮度值减去15之后的差值。
需要说明的是，第二周边区域不是常规的正方形结构，其是以第一周边区域为中心的去中心式矩形框所包含的区域，即将以第一周边区域为中心正方形结构中去除第一周边区域和第一周边区域的中心像素点之后所对应的区域，见图6中包含方框对应的区域。
在一个实施例中，若所述S*S-K*K个像素点中存在至少一像素点位于像素区域的边界时，将所述S*S-K*K个像素点中的每一像素点当前的亮度值分别与第二预设值作差，得到的差值作为各自像素点的调整亮度，包括：
将所述第二周边区域的位于像素区域外部的每一像素点的调整亮度取值为0；
及将所述第二周边区域的位于像素区域内部的每一像素点当前的亮度值分别与所述第二预设值作差，得到的差值作为对应像素点的调整亮度。
在具体应用中，若S*S-K*K个像素点中任一像素点位于像素区域的边界时，该像素的调整亮度易受到第二周边区域外部的像素点的调整亮度的影响，故将第二周边区域的位于像素区域外部的每一像素点的调整亮度取值为0，并将第二周边区域的位于像素区域内部的每一像素点当前的亮度值分别与第二预设值作差，得到的差值作为对应上述像素点的调整亮度。
在一个实施例中，所述第三周边区域是以所述第二周边区域为中心的正方形结构，所述第三周边区域包括Q*Q-S*S个像素点，所述调整所述中心像素点的第三周边区域的每一像素点的亮度，得到所述第三周边区域的每一像素点的调整亮度，具体为：
将所述Q*Q-S*S个像素点中的每一像素点当前的亮度值分别与第三预设值作差，得到的差值作为各自像素点的调整亮度，所述Q-S≥2，且Q为奇数。
在具体应用中，第一预设值、第二预设值和第三预设值均可根据实际情况进行具体设定。其中，设定第一预设值>第二预设值>第三预设值。
需要说明的是，第三周边区域不是常规的正方形结构，其是以第二周边区域为中心的去中心式矩形框所包含的区域，即以第二周边区域为中心的正方形结构中去除第二周边区域、第一周边区域和第一周边区域的中心像素点之后所对应的区域，见图6中以灰色方格显示的区域(也即最外一圈区域)。
K、S、Q的值可根据实际情况进行具体设定，例如，若设定对上述分区的亮度系数矩阵进行尺寸为7*7的滤波核做空间平滑处理，则可确定第一周边区域的所有像素、第二周边区域的所有像素以及第三周边区域的所有像素和中心像素点的数量之和为49。其中，K＝3，S＝5，Q＝7。即第一周边区域的所有像素的数量即为8，第二周边区域的所有像素的数量即为16，第三周边区域的所有像素的数量即为24。
如图6所示，提供了一种对任一分区的亮度系数矩阵进行尺寸为7*7的滤波核做空间平滑处理的示意图：
获取任一待处理分区内的任一像素作为中心像素点，(如获取图6的中心像素作为中心像素点)，标记中心像素点的亮度值为X01。
设定第一预设值为Y1，第二预设值为Y2，第三预设值为Y3；
获取中心像素点的第一周边区域的K*K-1个像素(即8个像素)，如图6中带圆圈的点，作为第一周边区域的K*K-1个像素。
分别获取第一周边区域的K*K-1个像素与Y1的差值，作为第一周边区域的K*K-1个像素的调整亮度，并标记为：X02，X03…X09；
获取中心像素点的第二周边区域的S*S-K*K个像素(即16个像素)，如图6中带矩形框的点；
分别获取第二周边区域的S*S-K*K个像素与Y2的差值，作为第二周边区域的S*S-K*K个像素的调整亮度，并标记为X10，X11…X25；
获取第三周边区域的Q*Q-S*S个像素点(即24个像素)，如图6中最外围的点。
分别第三周边区域的Q*Q-S*S个像素点与Y3的差值，作为第三周边区域的Q*Q-S*S个像素点的调整亮度，标记为X26，X27…X49；
获取X01至X49中的最大值，作为中心像素点的调整亮度。
返回上述获取任一待处理分区内的任一像素作为中心像素点及之后的步骤，直至获取待处理分区中每一个像素点的调整亮度，确定待处理分区的调整亮度系数矩阵，完成对待处理分区的空间平滑处理。
本实施例通过对一个空间平滑处理和时间平滑处理，获得一个分区的基于平滑处理的亮度系数矩阵，并通过一个分区的基于平滑处理的亮度系数矩阵更新所有分区的亮度系数矩阵，简化了对图像分区进行平滑处理的操作，提高了对图像进行背光控制的效率。
实施例四
如图7所示，本实施例是对实施例一中的方法步骤的进一步说明。在本实施例中，步骤S1041，包括：
S10411、基于所述实际亮度系数矩阵点亮对应的背光。
在具体应用中，根据图像的实际亮度系数可计算获得图像中每个像素点对应的背光亮度，并点亮。
S10412、针对像素区域的每一像素点，以所述像素点对应的预设区域的每一LED对所述像素点的亮度贡献值对所述像素点对应的灰阶数据进行补偿，得到补偿后的灰阶数据。
在具体应用中，计算获得以任一像素点为中心的正方形结构的预设区域的每一LED灯对该像素点的亮度贡献值，并根据亮度贡献值对像素点对应的灰阶数据进行补充，获得补偿后的灰阶数据。
例如，若设定预设区域包括9*9个LED。即可计算获得以任一像素为中心的正方形结构的预设区域内的81个LED灯对该像素的亮度贡献值，并根据预设区域内的81个LED灯对该像素的亮度贡献值对该像素点对应的灰阶数据进行补偿，获得补偿后的灰阶数据。
S10413、基于每一像素点的补偿后的灰阶数据进行显示，得到补偿后的目标图像。
在具体应用中，根据像素点补充后的灰阶数据显示目标图像，获得补充后的目标图像。
在一个实施例中，所述预设区域为以所述像素点为中心的正方形结构，所述预设区域包括N*N个LED，所述以所述像素点对应的预设区域的每一LED对所述像素点的亮度贡献值对所述像素点对应的灰阶数据进行补偿，得到补偿后的灰阶数据，包括：
基于所述预设区域的每一LED对所述像素点的亮度贡献值计算所述像素点当前的亮度；
基于所述像素点的原始亮度及所述当前的亮度进行灰阶补偿，输出补偿后的灰阶数据，所述N为大于2的奇数。
在具体应用中，首先计算预设区域内所有LED灯对该像素点的亮度贡献值，然后根据预设区域内所有LED灯对该像素点的亮度贡献值计算像素点的当前亮度，最后通过该像素点的原始亮度和当前亮度对该像素的灰阶数据进行补充，获得补偿后的灰阶数据。
其中，N为大于2的奇数，可根据实际情况进行具体设定，例如，可设定N为9，则预设区域包括9*9个LED。
在一个实施例中，当所述像素点位于像素区域的边界，则采用镜像法模拟形成所述像素点对应的预设区域，所述预设区域包括模拟LED及真实LED，每一所述模拟LED对应一真实LED，且所述模拟LED与所述真实LED以所述像素点为中心呈镜像对称，且所述模拟LED与对应的真实LED的亮度相等。
在具体应用中，预设区域包括但不限于模拟LED及真实LED。任一像素包括以该像素为中心并呈镜像对称的模拟LED灯和真实LED灯，且模拟LED与对应的真实LED的亮度相等。
如图8所示，提供了一种像素包括模拟LED灯和真实LED灯的示意图。
在一个实施例中，所述基于所述像素点的原始亮度及所述当前的亮度进行灰阶补偿，输出补偿后的灰阶数据，包括：
计算所述像素点当前的亮度与原始亮度之间的比值；
基于所述比值对所述像素点的原始灰阶数据进行补偿，得到补偿后的灰阶数据。
如图9所示，若设定N为9，则N*N＝81，则可通过计算获得81个预设区域LED灯对任一像素的亮度的贡献值，并根据亮度贡献值对像素点对应的灰阶数据进行补偿，获得补偿后的灰阶数据。
在一个实施例中，假设任一预设区域LED灯对任一像素的亮度贡献值为Li，j，预设数目的预设区域LED灯的背光亮度系数为BL_coeff(i，j)，则该像素在上述背光系数下的亮度值为：
Figure BDA0002306726610000161
该像素在未进行背光控制时的原始亮度值为：
Figure BDA0002306726610000162
设定该像素输入的原始图像(或视频)灰阶数据为Rin，Gin，Bin，则经过补偿后的该像素的输入数据Rout，Gout，Bout为：Rout＝Rin*Lum_ori/Lum_dim；
Gout＝Gin*Lum_ori/Lum_dim；
Bout＝Bin*Lum_ori/Lum_dim。
如图10所示，提供了一种通过镜像方法对任一目标像素进行补偿的示意图。
若目标像素A点位于边沿，其预设区域LED灯的数量小于预设数目N*N，则通过如图10所示的镜像方法对预设区域LED灯进行补偿。
其中，实心点的方格为真实的预设区域LED灯，空心点的方格为通过计算确定的扩展补齐预设区域LED灯。
例如，实心点的方格O1的亮度为L1，以预设区域的中心线(列中心线及行中心线，见图10的)为对称中心，如果空心点的方格J1与该实心点的方格O1呈镜像对称，则该空心点的方格J1的亮度等于实心点的方格O1的亮度。
本实施例通过根据基于平滑的背光亮度系数矩阵，计算任一分区中任一像素对应的背光亮度值，并根据任一分区中任一像素对应的背光亮度值对目标图像对应的任一分区中像素进行亮度补偿，简化了背光处理的复杂度，减小了计算量，提高了背光控制的效率。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
实施例六
如图11所示，本实施例提供一种背光控制装置100，用于执行实施例一中的方法步骤。本实施例提供的一种背光控制装置100，包括：
分区模块101，用于对目标图像进行分区，获取每一分区的亮度数据；
获取模块102，用于基于每一分区的亮度数据获取对应的背光亮度系数矩阵；
处理模块103，用于对至少一分区的亮度系数矩阵进行平滑处理。
亮度补偿模块104，用于基于平滑处理的亮度系数矩阵对相应的分区进行灰阶补偿，得到补偿后的目标图像。
本实施例通过对目标图像进行分区并获取对应的背光亮度系数矩阵，对至少一个分区的亮度系数矩阵进行平滑处理，并根据平滑处理结果对相应分区进行亮度补偿，实现了对目标图像的背光分区控制，增强了目标图像的对比度且节约了能源。
实施例七
图12是本实施例提供的终端设备的示意图。如图12所示，该实施例的终端设备12包括：处理器120、存储器121以及存储在所述存储器121中并可在所述处理器120上运行的计算机程序122，例如背光控制程序。所述处理器120执行所述计算机程序122时实现上述各个背光控制方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S104。或者，所述处理器120执行所述计算机程序122时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图11所示模块101至104的功能。
示例性的，所述计算机程序122可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器121中，并由所述处理器120执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序122在所述终端设备12中的执行过程。例如，所述计算机程序122可以被分割成分区模块、获取模块、处理模块和亮度补偿模块各模块具体功能如实施例六所述，在此不再赘述。
所述终端设备12可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器120、存储器121。本领域技术人员可以理解，图12仅仅是终端设备12的示例，并不构成对终端设备12的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器120可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器121可以是所述终端设备12的内部存储单元，例如终端设备12的硬盘或内存。所述存储器121也可以是所述终端设备12的外部存储设备，例如所述终端设备12上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字卡(Secure Digital，SD)，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器121还可以既包括所述终端设备12的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器121用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器121还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块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。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、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，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，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。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，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例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例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。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述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精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种背光控制方法，其特征在于，包括：
对目标图像进行分区，获取每一分区的亮度数据；
确定待处理分区；
根据各个待处理分区中的像素点的调整亮度，确定各个待处理分区各自对应的调整背光亮度系数矩阵；
基于所述各个待处理分区的亮度系数矩阵得到当前帧的亮度系数矩阵；
对所述当前帧的亮度系数矩阵进行时间平滑处理，得到实际亮度系数矩阵；
基于所述实际亮度系数矩阵对相应的分区进行灰阶补偿，得到补偿后的目标图像；
所述根据各个待处理分区中的像素点的调整亮度，确定各个待处理分区各自对应的调整亮度系数矩阵，包括：
针对每个待处理分区，计算所述待处理分区中每一像素点的调整亮度；
根据所述待处理分区中每一像素点的调整亮度，确定所述待处理分区的调整亮度系数矩阵；
所述计算所述待处理分区中每一像素点的调整亮度，包括：
针对所述待处理分区中的任一像素点，以所述像素点作为中心像素点，调整所述中心像素点的第一周边区域的每一像素点的亮度，得到所述第一周边区域的每一像素点的调整亮度；
调整所述中心像素点的第二周边区域的每一像素点的亮度，得到所述第二周边区域的每一像素点的调整亮度；
调整所述中心像素点的第三周边区域的每一像素点的亮度，得到所述第三周边区域的每一像素点的调整亮度；
取所述中心像素点当前的亮度值、所述第一周边区域的每一像素点的调整亮度、所述第二周边区域的每一像素点的调整亮度、所述第三周边区域的每一像素点的调整亮度中的最大亮度值作为所述中心像素点的调整亮度；
所述根据所述待处理分区中每一像素点的调整亮度，确定所述待处理分区的调整亮度系数矩阵，具体为：
根据每一所述像素点的调整亮度确定对应处理分区的调整亮度系数矩阵。
2.如权利要求1所述的背光控制方法，其特征在于，所述第一周边区域为以所述中心像素点为中心的正方形结构，且所述第一周边区域包括K*K-1个像素点，所述以所述像素点作为中心像素点，调整所述中心像素点的第一周边区域的每一像素点的亮度，得到所述第一周边区域的每一像素点的调整亮度，具体为：
将所述K*K-1个像素点中的每一像素点当前的亮度值分别与第一预设值作差，得到的差值作为各自像素点的调整亮度，所述K为大于2的奇数。
3.如权利要求2所述的背光控制方法，其特征在于，若所述K*K-1个像素点中至少存在一像素点位于像素区域的边界时，所述将所述K*K-1个像素点中的每一像素点当前的亮度值分别与第一预设值作差，得到的差值作为各自像素点的调整亮度，包括：
将所述第一周边区域的位于像素区域外部的每一像素点的调整亮度取值为0；
及将所述第一周边区域的位于像素区域内部的每一像素点当前的亮度值分别与所述第一预设值作差，得到的差值作为对应像素点的调整亮度。
4.如权利要求2所述的背光控制方法，其特征在于，所述第二周边区域是以所述第一周边区域为中心的正方形结构，且所述第二周边区域包括：S*S-K*K个像素点，所述调整所述中心像素点的第二周边区域的每一像素点的亮度，得到所述第二周边区域的每一像素点的调整亮度，具体为：
将所述S*S-K*K个像素点中的每一像素点当前的亮度值分别与第二预设值作差，得到的差值作为各自像素点的调整亮度，其中，S-K≥2，且S为奇数。
5.如权利要求4所述的背光控制方法，其特征在于，若所述S*S-K*K个像素点中存在至少一像素点位于像素区域的边界时，将所述S*S-K*K个像素点中的每一像素点当前的亮度值分别与第二预设值作差，得到的差值作为各自像素点的调整亮度，包括：
将所述第二周边区域的位于像素区域外部的每一像素点的调整亮度取值为0；
及将所述第二周边区域的位于像素区域内部的每一像素点当前的亮度值分别与所述第二预设值作差，得到的差值作为对应像素点的调整亮度。
6.如权利要求4所述的背光控制方法，其特征在于，所述第三周边区域是以所述第二周边区域为中心的正方形结构，所述第三周边区域包括Q*Q-S*S个像素点，所述调整所述中心像素点的第三周边区域的每一像素点的亮度，得到所述第三周边区域的每一像素点的调整亮度，具体为：
将所述Q*Q-S*S个像素点中的每一像素点当前的亮度值分别与第三预设值作差，得到的差值作为各自像素点的调整亮度，Q-S≥2，且Q为奇数。
7.如权利要求1所述的背光控制方法，其特征在于，所述基于所述实际亮度系数矩阵对相应的分区进行灰阶补偿，得到补偿后的目标图像，包括：
基于所述实际亮度系数矩阵点亮对应的背光；
针对像素区域的每一像素点，以所述像素点对应的预设区域的每一LED对所述像素点的亮度贡献值对所述像素点对应的灰阶数据进行补偿，得到补偿后的灰阶数据；
基于每一像素点的补偿后的灰阶数据进行显示，得到补偿后的目标图像。
8.如权利要求7所述的背光控制方法，其特征在于，所述预设区域为以所述像素点为中心的正方形结构，所述预设区域包括N*N个LED，所述以所述像素点对应的预设区域的每一LED对所述像素点的亮度贡献值对所述像素点对应的灰阶数据进行补偿，得到补偿后的灰阶数据，包括：
基于所述预设区域的每一LED对所述像素点的亮度贡献值计算所述像素点当前的亮度；
基于所述像素点的原始亮度及所述当前的亮度进行灰阶补偿，输出补偿后的灰阶数据，所述N为大于2的奇数。
9.如权利要求8所述的背光控制方法，其特征在于，当所述像素点位于像素区域的边界，则采用镜像法模拟形成所述像素点对应的预设区域，所述预设区域包括模拟LED及真实LED，每一所述模拟LED对应一真实LED，且所述模拟LED与所述真实LED以所述像素点为中心呈镜像对称，且所述模拟LED与对应的真实LED的亮度相等。
10.如权利要求8所述的背光控制方法，其特征在于，所述基于所述像素点的原始亮度及所述当前的亮度进行灰阶补偿，输出补偿后的灰阶数据，包括：
计算所述像素点当前的亮度与原始亮度之间的比值；
基于所述比值对所述像素点的原始灰阶数据进行补偿，得到补偿后的灰阶数据。
11.一种背光控制装置，其特征在于，所述装置用于执行上述权利要求1至10任一项所述的方法。
12.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至10任一项所述方法的步骤。
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