CN113838417B - 画面的亮度提升方法、电子设备、可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种画面的亮度提升方法、电子设备、可读存储介质，可以减少暗场景画面的细节损失，该画面的亮度提升方法，包括：调整各个灰阶下的显示屏输出亮度，获得各个灰阶下的基础gamma系数，各基础gamma系数与调整后的显示屏亮度相匹配；计算当前画面的平均亮度；将当前画面的平均亮度作为偏移量叠加至各个基础gamma系数，得到各个目标gamma系数，从而得到目标gamma曲线；采用目标gamma曲线，提升播放于所述显示屏的所述当前画面的亮度。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种画面的亮度提升方法、电子设备、可读存储介质。
背景技术
显示装置如OLED电视通过有机发光二极管发光，当播放一个暗场景画面时，画面中的每一个像素会根据当前的RGB数据信号发出不同亮度的光。
传统的做法是通过调整gamma系数来改善暗场细节。所述调整gamma系数的方式，通常为根据panel亮度预制一条符合该亮度的gamma系数曲线，且该gamma系数保持标准2.2系数始终不变。由于gamma系数是根据显示屏亮度预制的，所以与显示屏亮度是适配的。但是当播放不在该亮度范围内的场景画面时，因为gamma系数不适配该亮度范围，因此如果画面过亮，暗场会泛白对比度变差，过暗又会导致暗场细节丢失。
基于此，目前还提出通过一动态的对比度曲线来改善暗场细节的方案，这个动态对比度曲线分成3条曲线，分别对应亮场景、中亮场景和暗场，根据播放内容场景的不同将三条曲线进行混合，然后输出一条符合当前场景的动态对比度曲线，以动态改变当前画面亮度，但精度还是不够，仍然会损失一些细节。
发明内容
基于此，本发明提供一种画面的亮度提升方法、电子设备、可读存储介质，可以减少暗场景画面的细节损失。
第一方面，提供一种画面的亮度提升方法，包括：
调整各个灰阶下的显示屏输出亮度，获得各个灰阶下的基础gamma系数，各基础gamma系数与调整后的显示屏亮度相匹配；
计算当前画面的平均亮度；
将当前画面的平均亮度作为偏移量叠加至各个基础gamma系数，得到各个目标gamma系数，从而得到目标gamma曲线；
采用目标gamma曲线，提升播放于所述显示屏的所述当前画面的亮度。
其中一个实施例中，所述显示屏为有机电致发光显示屏。
其中一个实施例中，所述调整各个灰阶下的显示屏输出亮度，获得各个灰阶下的基础gamma系数，各基础gamma系数与调整后的显示屏亮度相匹配，包括：
确定显示屏最暗状态时的输入测试信号值和显示屏最亮状态时的输入测试信号值，将最暗状态时的输入测试信号值至最亮状态的输入测试信号值分为m等份，划分出不同的m个输入测试信号值；
将各个输入测试信号值作为驱动信号加载至显示屏，采用gamma2.2调试方式得到不同的输入测试信号值对应的m个输出亮度；
调整所述m个不同的输出亮度，直到显示屏亮度跟实际输入测试信号的亮度相匹配，从而得到m个相应的基础gamma系数；
采用插值法计算其余的基础gamma系数，得到由完整的基础gamma系数构成的基础gamma曲线。
其中一个实施例中，调整前或后的输出亮度与输入测试信号值均符合以下gamma方程：
L＝Lmax*(Di/Dmax)^a
其中，L为调整前或后的输出亮度，a为gamma系数，Lmax为显示屏能显示的最大亮度，Dmax为显示屏最亮状态时的输入信号值，Di为输入信号值。
其中一个实施例中，所述将当前画面的平均亮度作为偏移量叠加至各个基础gamma系数，得到各个目标gamma系数，包括：将基础gamma系数减去标准gamma系数的差值与平均亮度的乘积除以100后的值作为偏移量，再加上基础gamma系数，作为所述目标gamma系数。
其中一个实施例中，所述计算画面的亮度的步骤包括：
获取各个亮度等级对应画面区域的亮度直方图，并各个亮度直方图求和；
对各个亮度直方图之和求平均，将得到的亮度平均值作为画面的平均亮度。
其中一个实施例中，获取至少64个亮度等级的亮度直方图。
其中一个实施例中，按照如下计算公式计算当前画面的亮度直方图之和：
Sum＝u2aHist[0]*MIN(2048,(0<<3))+u2aHist[1]*MIN(2048,(1<<3))+u2aHist[2]*MIN(2048,(2<<3))…+u2aHist[n]*MIN(2048,(n<<3))
其中，Sum为亮度直方图之和，n为画面的亮度等级，u2aHist[0]、u2aHist[1]......u2aHist[n]表示相应亮度等级对应画面区域的亮度直方图。MIN(2048,(0<<3))、MIN(2048,(1<<3))......MIN(2048,(n<<3))分别表示取(0<<3)与2048、(1<<3)与2048.....(n<<3)与2048中的较小值；
按照如下计算公式得到当前画面的平均亮度：
average＝sum/(2(n+1)-1)，其中，average为画面的平均亮度。
第二方面，提出一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上任一实施例中所述方法的步骤。
第三方面，提出一个或多个存储有计算机可读指令的非易失性可读存储介质，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如上任一实施例中所述方法的步骤。
上述画面的亮度提升方法、电子设备和可读存储介质，由于基础gamma系数与显示屏亮度是匹配的，然后又结合画面的平均亮度得到目标gamma系数，因此目标gamma系数与显示屏亮度以及画面的亮度都是匹配的，因此，采用目标gamma曲线播放的画面与显示屏亮度以及画面的亮度都是匹配的。若利用本发明实施例中的画面的亮度提升方法去播放暗场景画面，就可以提高暗场景画面的亮度，降低暗场细节损失，并提高暗场景画面的亮度对比度。
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为本发明一实施例的画面的亮度提升方法的流程示意图；
图2为本发明一个实施例中的亮度提升效果对比图；
图3为本发明一具体实施例的画面的亮度提升方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域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。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。
如背景技术所述，发明人研究发现，目前提出的通过一动态的对比度曲线来改善暗场细节的方案，这个动态对比度曲线分成3条曲线，分别对应亮场景、中亮场景和暗场，根据播放内容场景的不同将三条曲线进行混合，然后输出一条符合当前场景的动态对比度曲线，以动态改变当前画面亮度，但精度还是不够，仍然会损失一些细节。
本发明实施例提出一种画面的亮度提升方法，可以降低暗场景画面的细节损失。
请参阅图1，为本发明一实施例的画面的亮度提升方法流程示意图，该实施例中的画面的亮度提升方法包括：
步骤102：调整各个灰阶下的显示屏输出亮度，获得各个灰阶下的基础gamma系数，各基础gamma系数与调整后的显示屏亮度相匹配。
该显示屏指用于显示画面的显示屏，可以有机电致发光显示屏(也称OLED显示屏)。
为了矫正显示屏输出亮度和输入信号的关系，达到人眼对亮度感知的均匀性，需要调整gamma曲线，从而改善gamma曲线。步骤102中，各个灰阶下的基础gamma系数构成的曲线为调整后的gamma曲线。
步骤102具体包括：
确定显示屏最暗状态时的输入测试信号值和显示屏最亮状态时的输入测试信号值，将最暗状态时的输入测试信号值至最亮状态的输入测试信号值分为m等份，划分出不同的输入测试信号值。不同的输入测试信号值反应显示屏的不同灰阶。将这些不同的输入测试信号值作为驱动信号加载至显示屏，采用标准gamma调试方式，例如gamma2.2调试方式得到不同的输入测试信号值对应的输出亮度。
调整所述m个不同的输出亮度，直到显示屏亮度跟实际输入测试信号的亮度相匹配，从而得到m个相应的基础gamma系数，采用插值法计算其余的基础gamma系数，得到由完整的基础gamma系数构成的基础gamma曲线。
可以通过调整驱动信号例如驱动电压来调节亮度，直到显示屏的亮度跟实际输入测试信号的亮度相匹配，然后记录调整后的驱动电压对应的各个基础gamma系数。
插值法可以是三次样条插值法。其他实施例，也可以是本领域其他惯用的插值法。
在采用gamma2.2调试方式得到不同的输入测试信号值对应的输出亮度的步骤中，输出亮度与输入测试信号值满足以下gamma方程：
L＝Lmax*(Di/Dmax)^a
其中，L为显示屏的输出亮度，a为gamma系数，gamma2.2调试方式中，a为2.2。Lmax为显示屏能显示的最大亮度，Dmax为显示屏最亮状态时的输入信号值，即显示屏全白时的最大亮度值，Di为输入信号值。输入信号可以是电信号，例如电压信号，可以用不同的IRE来表示不同的输入信号。从而代表不同的灰阶。
例如，测试信号对应在100IRE下100％白(即全白)时的最大亮度为300nit，gamma系数为2.2，那么为60％白时的亮度等于300*(60％/100％)^2.2＝97.51nit。
步骤102中，各个输入测试信号、各个对应显示屏调整后的输出亮度以也满足上述gamma方程，因此，可以得到各个基础gamma系数，从而得到改善后的gamma曲线。
因此，各个输入测试信号、各个对应显示屏调整前或后的输出亮度均符合上述gamma方程。
步骤104：计算当前画面的平均亮度。
获取各个亮度等级对应画面区域的亮度直方图，并各个亮度直方图求和；
对各个亮度直方图之和求平均，将得到的亮度平均值作为画面的平均亮度。具体地，画面的亮度等级分为0至n级，亮度分级数越多，得到的平均亮度也就越精准。
具体地，当前画面的平均亮度计算公式如下：
average＝sum/(2(n+1)-1)；
其中，average为画面的平均亮度，sum为画面的亮度直方图之和。
具体地，当前画面的亮度直方图之和sum的计算公式如下：
Sum＝u2aHist[0]*MIN(2048,(0<<3))+u2aHist[1]*MIN(2048,(1<<3))+u2aHist[2]*MIN(2048,(2<<3))…+u2aHist[n]*MIN(2048,(n<<3))
其中，u2aHist[0]、u2aHist[1]......u2aHist[n]表示相应亮度等级对应画面区域的亮度直方图。MIN(2048,(0<<3))、MIN(2048,(1<<3))......MIN(2048,(n<<3))分别表示取(0<<3)与2048、(1<<3)与2048.....(n<<3)与2048中的较小值。
步骤106：将当前画面的平均亮度作为偏移量叠加至各个基础gamma系数，得到各个目标gamma系数，从而得到目标gamma曲线。
在其中一个实施例中，将基础gamma系数GammaBase减去原始gamma系数GammaOrigen的差值与当前画面的平均亮度average的乘积除以100后的值，再加上基础gamma系数，作为所述目标gamma系数GammaDecoded。表达式如下：
GammaDecoded＝((GammaBase-GammaOrigen)*average)/100+GammaBase。原始gamma系数为标准2.2系数。
步骤108：采用目标gamma曲线，提升播放于所述显示屏的当前画面的亮度。
具体地，将当前画面对应的输入信号加载到显示屏，采用目标gamma曲线提升当前画面的亮度。
综上，本发明实施例中的画面的亮度提升方法，基础gamma系数与显示屏亮度是匹配的，然后又结合画面的平均亮度得到目标gamma系数，因此目标gamma与显示屏亮度以及画面的亮度都是匹配的，因此，采用目标gamma曲线播放的画面与显示屏亮度以及画面的亮度都是匹配的。若利用本发明实施例中的画面的亮度提升方法去播放暗场景画面，就可以提高暗场景画面的亮度，降低暗场细节损失，并提高暗场景画面的亮度对比度。并且，不同画面的平均亮度不同，所以目标gamma系数随着画面的不同是动态改变的，因此可以实现动态提升画面亮度的效果。
如图2所示，为本发明一个实施例中的亮度提升效果对比图，图2中左边的狗画面为利用传统方法提升亮度后的画面，右边的狗画面为利用本发明方法提升亮度后的画面，图2中下方的坐标图示出了当前画面原始信号的亮度曲线，利用传统方法提升亮度后的亮度曲线以及利用本发明方法提升亮度后的亮度曲线，横坐标为未经目标gamma曲线矫正的输入信号的亮度，例如为0～255，输出为经目标gamma曲线矫正后的画面亮度，例如为0～2048。从图2中可以看出，左边的狗画面低亮度部分暗场细节有丢失，对比度也不高。而本发明实施例方法处理后的画面，低亮度部分的暗场景画面的亮度得到了提升，几乎不存在暗场细节损失，对比度也得到了提升。
本发明还提出一具体实施例中的画面的亮度提升方法，请参阅图3，该画面的亮度提升方法包括如下步骤：
步骤302，确定有机显示屏最暗状态时的输入信号值和最亮状态时的输入信号值，将最暗状态时的输入信号值至最亮状态的输入信号值分为10等份，划分出10个不同的输入信号值。
步骤304：将这10个不同的输入信号值作为驱动信号加载至有机显示屏，采用gamma2.2调试方式得到这10个的输入信号值对应的输出亮度。
步骤306：调整这10个不同的输出亮度，直到这10个不同的亮度跟实际输入信号的亮度相匹配。
步骤308：根据这10个调整后的亮度，按照gamma方程得到10个相应的基础gamma系数，采用插值法计算其余的输入信号值对应的基础gamma系数，得到由完整的基础gamma系数构成的基础gamma曲线。
步骤310，按照如下公式获取当前暗场景画面的的平均亮度。
average＝sum/65535；
其中，average为当前暗场景画面的平均亮度，sum为当前暗场景画面的各个亮度直方图之和。
当前画面的亮度直方图之和sum的计算公式如下：
Sum＝u2aHist[0]*MIN(2048,(0<<3))+u2aHist[1]*MIN(2048,(1<<3))+u2aHist[2]*MIN(2048,(2<<3))…+u2aHist[n]*MIN(2048,(n<<3))
其中，n的取值范围为0-63，u2aHist[0]、u2aHist[1]......u2aHist[n]表示相应亮度分级区域的亮度直方图。MIN(2048,(0<<3))、MIN(2048,(1<<3))......MIN(2048,(n<<3))分别表示取0<<3与2048、1<<3与2048.....n<<3与2048中的较小值。
步骤312，按照下述表达式得到目标gamma系数GammaDecoded，从而得到目标gamma曲线。
GammaDecoded＝((GammaBase-GammaOrigen)*average)/100+GammaBase。GammaBase为基础gamma系数，GammaOrigen为标准2.2系数。
步骤314，采用目标gamma曲线，提升播放于所述显示屏的当前画面的亮度。
应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
本发明实施例提出一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上任一实施例中所述方法的步骤。
本发明实施例还提供了提出一个或多个存储有计算机可读指令的非易失性可读存储介质，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如上任一实施例中所述方法的步骤。
一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如上任一实施例中所述的方法。
本发明所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)，它用作外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种画面的亮度提升方法，其特征在于，包括：
调整各个灰阶下的显示屏输出亮度，获得各个灰阶下的基础gamma系数，各基础gamma系数与调整后的显示屏亮度相匹配；
计算当前画面的平均亮度；
将当前画面的平均亮度作为偏移量叠加至各个基础gamma系数，得到各个目标gamma系数，从而得到目标gamma曲线；其中，所述目标gamma系数的计算方式为：将基础gamma系数减去标准gamma系数的差值与平均亮度的乘积除以100后的值作为偏移量，再加上基础gamma系数，作为所述目标gamma系数；
采用目标gamma曲线，提升播放于所述显示屏的所述当前画面的亮度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述显示屏为有机电致发光显示屏。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述调整各个灰阶下的显示屏输出亮度，获得各个灰阶下的基础gamma系数，各基础gamma系数与调整后的显示屏亮度相匹配，包括：
确定显示屏最暗状态时的输入测试信号值和显示屏最亮状态时的输入测试信号值，将最暗状态时的输入测试信号值至最亮状态的输入测试信号值分为m等份，划分出不同的m个输入测试信号值；
将各个输入测试信号值作为驱动信号加载至显示屏，采用gamma2.2调试方式得到不同的输入测试信号值对应的m个输出亮度；
调整所述m个不同的输出亮度，直到显示屏亮度跟实际输入测试信号的亮度相匹配，从而得到m个相应的基础gamma系数；
采用插值法计算其余的基础gamma系数，得到由完整的基础gamma系数构成的基础gamma曲线。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，调整前或后的输出亮度与输入测试信号值均符合以下gamma方程：
L＝Lmax*(Di/Dmax)^a
其中，L为调整前或后的输出亮度，a为gamma系数，Lmax为显示屏能显示的最大亮度，Dmax为显示屏最亮状态时的输入信号值，Di为输入信号值。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述计算画面的平均亮度的步骤包括：
获取各个亮度等级对应画面区域的亮度直方图，并将各个亮度直方图求和；
对各个亮度直方图之和求平均，将得到的亮度平均值作为画面的平均亮度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
获取至少64个亮度等级的亮度直方图。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，按照如下计算公式计算当前画面的亮度直方图之和：
Sum＝u2aHist[0]*MIN(2048,(0＜＜3))+u2aHist[1]*MIN(2048,(1＜＜3))+u2aHist[2]*MIN(2048,(2＜＜3))…+u2aHist[n]*MIN(2048,(n＜＜3))
其中，Sum为亮度直方图之和，n为画面的亮度等级，u2aHist[0]、u2aHist[1]......u2aHist[n]表示相应亮度等级对应画面区域的亮度直方图；MIN(2048,(0＜＜3))、MIN(2048,(1＜＜3))......MIN(2048,(n＜＜3))分别表示取(0＜＜3)与2048、(1＜＜3)与2048.....(n＜＜3)与2048中的较小值；
按照如下计算公式得到当前画面的平均亮度：
average＝sum/(2(n+1)-1)，其中，average为画面的平均亮度。
8.一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
9.一个或多个存储有计算机可读指令的非易失性可读存储介质，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
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