CN116564236A - 一种单色熄屏显示方法和计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单色熄屏显示方法和计算机可读存储介质。该方法包括：初始化阶段调整背光R灯，G灯，B灯的硬件功率以实现白平衡能量配比，此时得到背光R灯的亮灯时间TR，背光G灯的亮灯时间TG，以及背光B灯的亮灯时间TB；在熄屏显示单色内容时，将液晶像素的灰阶值全部设为灰阶范围的最大理论值Gmax；根据计算各基色的背光亮灯时间占空比TPWM；再以频率F，以及三基色各自的背光亮灯时间占空比TPWM调整三基色的背光亮灯时间。本发明的方法能在显示内容颜色单一的熄屏状态下，大幅降低背光的功耗和提高光源的利用率使得诸如投影系统，户外显示系统等高功耗设备的风冷散热系统处于静默状态。

Description

一种单色熄屏显示方法和计算机可读存储介质
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种单色熄屏显示方法和计算机可读存储介质。
背景技术
现有技术中，单色显示装置的像素排布通常和彩色显示装置的像素排布相同。单色显示装置进行单色显示时，需要将接收的彩色图像数据转换为单色显示装置中各子像素的灰阶值，单色显示装置进一步根据该灰阶值驱动各子像素进行显示。然而，在单色显示装置进行单色显示的过程中，易出现彩色图像数据损失，无法完全还原彩色图像数据，导致单色显示效果较差的问题。
现有技术存在如下缺点：1、实现手段针对的是单色灰度图像的显示，而不是具有色彩度单色的显示。2、实现具有色彩度的单色显示就会跟正常显示彩色图像的方式一样，功耗增加。3、液晶显示屏都带有彩色滤光片，实现单色显示时光源利用率低，功耗没有减少。
发明内容
为了克服现有技术中存在的上述缺点之一，本发明提供了一种单色熄屏显示方法。
本发明还基于上述单色熄屏显示方法提供了一种计算机可读介质。
本发明提供了一种单色熄屏显示方法，该方法在熄屏显示单色内容时，在液晶全透的情况下调制基色背光灯的时间占空比TPWM以实现单色亮度可调输出。
进一步的，所述在熄屏显示单色内容时，在液晶全透的情况下调制基色背光灯的时间占空比TPWM以实现单色亮度可调输出，具体为：
初始化阶段，调整背光R灯，G灯，B灯的硬件功率以实现白平衡能量配比，此时得到背光R灯的亮灯时间TR，背光G灯的亮灯时间TG，以及背光B灯的亮灯时间TB；
在熄屏显示单色内容时，将液晶像素的灰阶值全部设为灰阶范围的最大理论值Gmax；
根据公式(7)计算各基色的背光亮灯时间占空比TPWM；
再以频率F，以及三基色各自的背光亮灯时间占空比TPWM调整三基色的背光亮灯时间以实现三基色的强弱混色输出亮度可调的任意单色光；
其中，Gd为任意基色场的像素灰阶值。
进一步的，所述频率F不小于亮灯时间倒数的24倍。
进一步的，该方法还包括：当每个独立的熄屏显示区域工作时，调整背光光照强度和原始影像灰阶两者的关系使整块或多块显示区域的白平衡一致。
进一步的，所述当每个独立的熄屏显示区域工作时，调整背光光照强度和原始影像灰阶两者的关系使整块或多块显示区域的白平衡一致，具体包括：
将一背光区域划分成M行*N列的多个子背光区域块；并搜索每个子背光区域块的像素灰阶值最大值Gy1，所述像素灰阶值最大值Gy1为各子背光区域块中的所有像素点的灰阶值中的最大值；
若所述像素灰阶值最大值Gy1不小于灰阶范围的最大理论值Gmax，则不对该子背光区域块的光照强度Ip进行调整；
若所述像素灰阶值最大值Gy1小于灰阶范围的最大理论值Gmax，则对该子背光区域块的光照强度Ip进行调整以得到调整后的光照强度Ip’，再根据该像素的区域亮度Bs和调整后的光照强度Ip’，计算该子背光区域块的每一个像素的灰阶值Gy，重复以上方式完成其他子背光区域块的光照强度Ip和子背光区域块的像素灰阶值Gy的计算。
进一步的，在对该子背光区域块的光照强度Ip进行调整时，还能够参照亮部像素的平均值作为调整后的光照强度Ip’。
进一步的，对该子背光区域块的光照强度Ip进行调整以得到调整后的光照强度Ip’，再根据该像素的区域亮度Bs和调整后的光照强度Ip’，计算该子背光区域块的每一个像素的灰阶值Gy，重复以上方式完成其他子背光区域块的光照强度Ip和子背光区域块的像素灰阶值Gy的计算，具体为：
将Ip进行归一化，即Ip∈[0,1]，将所述像素灰阶值最大值Gy1带入公式(1)中，得到该像素的区域亮度Bs；再带入公式(2)中，得到该子背光区域块调整后的光照强度Ip’，其中Ip’＜Ip；随后，再将Ip’和Bs带入公式(1)中，计算该子背光区域块的每一个像素的灰阶值Gy，重复以上方式完成其他子背光区域块的光照强度Ip和子背光区域块的像素灰阶值Gy的计算；
Bs＝Ip*Gy 公式(1)
进一步的，所述每个子背光区域块对应一灯组模块以提供亮度。
进一步的，每一灯组模块包括至少一盏灯。
本发明还提供了一种计算机可读介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的单色熄屏显示方法。
与现有技术相比，采用上述方案本发明的有益效果为：
在显示内容颜色单一的熄屏状态下，大幅降低背光的功耗和提高光源的利用率使得诸如投影系统，户外显示系统等高功耗设备的风冷散热系统处于静默状态。配合背光分区技术能实现多区域的单色，彩色图像的熄屏显示。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种单色熄屏显示方法中的在熄屏显示单色内容时，在液晶全透的情况下调制基色背光灯的时间占空比TPWM以实现单色亮度可调输出的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种单色熄屏显示方法中的当每个独立的熄屏显示区域工作时，调整背光光照强度和原始影像灰阶两者的关系使整块或多块显示区域的白平衡一致的流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点等，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
由于本方法通过三基色背光源在时间上的混色实现彩色，灰度单色和有色彩度单色的显示。故与现有技术(空间混色)在硬件层面上有很大不同，如显示屏为单色屏硬件架构没有子像素，没有彩色滤光片等。
如图1所示，本发明提供了一种单色熄屏显示方法，该方法在熄屏显示单色内容时，在液晶全透的情况下调制基色背光灯的时间占空比TPWM以实现单色亮度可调输出，该方法包括如下步骤：
无论是显示彩色还是单色，初始化阶段均需要调整背光R灯，G灯，B灯的硬件功率以实现白平衡能量配比，此时得到背光R灯的亮灯时间TR，背光G灯的亮灯时间TG，以及背光B灯的亮灯时间TB。当进行正常的彩色图像显示时，根据输入图像的灰阶值，改变液晶的透光率，实现三基色在时间顺序上的强弱混色。
当切换为熄屏显示单色模式时，为了尽可能在熄屏显示单色内容时降低功耗，故在熄屏显示单色内容时，将液晶像素的灰阶值全部设为灰阶范围的最大理论值Gmax，这样背光所产生的光照通过液晶面板时损耗最小。
再通过PWM分别调制TR，TG和TB实现三基色的强弱混色，从而输出亮度可调的单色光。这里需要建立一映射广西，如公式(7)，描述单色画面的R场，G场和B场的像素灰阶值分别对应三基色背光的亮度强度。
其中，Gd为任意基色场的像素灰阶值，TPWM调制对应各基色的背光亮灯时间的占空比。
再以频率F，以及三基色各自的背光亮灯时间占空比TPWM调整三基色的背光亮灯时间，形成亮度能量配比的变换，从而输出亮度可调的任意单色光；其中频率F不小于亮灯时间倒数的24倍。
采用本实施例的基于时间混色的熄屏显示方法，具有如下效果：
(1)支持具有色彩度不一的单色显示方式，同时亮度可调。
(2)去除色彩滤光片，提高能效比，实现低功耗。
(3)配合背光分区技术能实现多区域的单色，彩色图像的熄屏显示。
综上，在显示内容颜色单一的熄屏状态下，大幅降低背光的功耗和提高光源的利用率使得诸如投影系统，户外显示系统等高功耗设备的风冷散热系统处于静默状态。配合背光分区技术能实现多区域的单色，彩色图像的熄屏显示。
本发明的实施例还提供一种计算机可读介质，其存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现实施例1中的单色熄屏显示方法。
实施例2
本实施例提供的一种熄屏显示中刷新率的调节方法，除了包括实施例1的各步骤外，还包括：当每个独立的熄屏显示区域工作时，调整背光光照强度和原始影像灰阶两者的关系使整块或多块显示区域的白平衡一致。
其中，当每个独立的熄屏显示区域工作时，调整背光光照强度和原始影像灰阶两者的关系使整块或多块显示区域的白平衡一致，如图2所示，具体包括：
将一背光区域划分成M行*N列的多个子背光区域块，且每个子背光区域块对应一灯组模块以提供亮度；一灯组模块至少包含一盏灯。
行业公知的灯组模块所提供的照射区域光照强度是均匀一致的，强度为Ip。子背光区域照射的液晶显示区域为子显示块，多个子显示块组合为显示一幅完整图像的显示区域。或者让某几个子显示块显示特定内容即为多区域熄屏显示。
传统降低功耗主要方式为根据子显示块的灰阶值调整子背光区域块的光照强度大小，但会造成每个子背光区域块亮度不均匀，白平衡失衡，显示效果变差。如果进行子背光区域块亮度平滑，那么在亮度差较大的相邻子背光区域块，功耗和亮度不能兼顾。本实施例在确保显示区域亮度Bs不变的条件下，建立光照强度Ip与显示区域像素灰阶值Gy的三者关系Bs＝f2(Ip,Gy)，同时调整Ip与Gy的值达到降低功耗又克服传统方式弊端之目的。
映射函数f2可以用以下方式表达：
Bs＝Ip*Gy 公式(1)
将Ip进行归一化，即Ip∈[0,1]，Gy为灰阶范围值，Bs为该像素实际获得的亮度；为了降低功耗，就需要降低Ip而Gy需要相应提高，以使Bs不变。对某一完成白平衡调节的显示装置，那么一个优选策略是需要搜索某一子显示块中的所有像素灰阶值最大值Gy1，如果该灰阶值Gy1不小于灰阶范围的最大理论值Gmax，那么不对该子背光区域块的光照强度Ip进行调整，子显示块的Gy也不变，即不对该区域进行处理；反之，该子显示块能够调低Ip以降低功耗，具体为：
将Gy1带入到公式(1)中，得到该像素的区域亮度Bs；然后，再将Bs带入到公式(2)中，得到该子背光区域块调整后的光照强度Ip’，其中Ip’＜Ip；
同时其他的子背光区域快的所有像素也根据上述方法进行调整以满足初始Bs不变的要求。再将Ip’和Bs带入公式(1)中，计算该子背光区域块的每一个像素的灰阶值Gy。重复上述方式完成其他子背光区域块的光照强度Ip和子显示块像素Gy的计算。
通过上述步骤能够使得每个独立的熄屏显示区域工作时，在不降低显示亮度及画面效果情况下，保证色彩的的统一的同时还能够降低功耗。
在另外一个实施例中，在对该子背光区域块的光照强度Ip进行调整时，还能够参照亮部像素的平均值作为调整后的光照强度Ip’，这样对于高亮度像素较少的子显示块，可以进一步降低背光功耗，而又不降低显示效果(人眼察觉不明显)。
基于上述的方法，本发明还提供了一种计算机可读介质，其存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现实施例2中的熄屏显示中刷新率的调节方法。
本发明的单色熄屏显示方法具有以下应用层的特征：
(1)具有独立的熄屏显示区域，这些熄屏显示区域的内容和显示参数独立可调。
(2)显示参数包括刷新率，亮度，单色，彩色，动态背光等。
(3)这些独立的显示区域可以相互拼接显示，以满足不同尺寸的显示内容，该组合的显示参数可调。
(4)在进行单色内容显示时，基色光混成亮度可调的单色光，并将液晶设成全透状态，整体降低了功耗。
(5)在进行彩色显示时，能根据显示内容的像素灰阶亮暗程度调节背光强度和液晶像素灰阶值两者关系，使得整体亮度不变同时降低功耗。
(6)具有上述特征组合的应用功能也属于本发明单色熄屏显示方法的特征。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种单色熄屏显示方法，其特征在于，该方法包括：
在熄屏显示单色内容时，在液晶全透的情况下调制基色背光灯的时间占空比TPWM以实现单色亮度可调输出。
2.根据权利要求1所述的单色熄屏显示方法，其特征在于，所述在熄屏显示单色内容时，在液晶全透的情况下调制基色背光灯的时间占空比TPWM以实现单色亮度可调输出，具体为：
初始化阶段，调整背光R灯，G灯，B灯的硬件功率以实现白平衡能量配比，此时得到背光R灯的亮灯时间TR，背光G灯的亮灯时间TG，以及背光B灯的亮灯时间TB；
在熄屏显示单色内容时，将液晶像素的灰阶值全部设为灰阶范围的最大理论值Gmax；
根据公式(7)计算各基色的背光亮灯时间占空比TPWM；
再以频率F，以及三基色各自的背光亮灯时间占空比TPWM调整三基色的背光亮灯时间以实现三基色的强弱混色输出亮度可调的任意单色光；
其中，Gd为任意基色场的像素灰阶值。
3.根据权利要求2所述的单色熄屏显示方法，其特征在于，所述频率F不小于亮灯时间倒数的24倍。
4.根据权利要求1-3任一项所述的单色熄屏显示方法，其特征在于，该方法还包括：当每个独立的熄屏显示区域工作时，调整背光光照强度和原始影像灰阶两者的关系使整块或多块显示区域的白平衡一致。
5.根据权利要求4所述的单色熄屏显示方法，其特征在于，所述当每个独立的熄屏显示区域工作时，调整背光光照强度和原始影像灰阶两者的关系使整块或多块显示区域的白平衡一致，具体包括：
将一背光区域划分成M行*N列的多个子背光区域块；并搜索每个子背光区域块的像素灰阶值最大值Gy1，所述像素灰阶值最大值Gy1为各子背光区域块中的所有像素点的灰阶值中的最大值；
若所述像素灰阶值最大值Gy1不小于灰阶范围的最大理论值Gmax，则不对该子背光区域块的光照强度Ip进行调整；
若所述像素灰阶值最大值Gy1小于灰阶范围的最大理论值Gmax，则对该子背光区域块的光照强度Ip进行调整以得到调整后的光照强度Ip’，再根据该像素的区域亮度Bs和调整后的光照强度Ip’，计算该子背光区域块的每一个像素的灰阶值Gy，重复以上方式完成其他子背光区域块的光照强度Ip和子背光区域块的像素灰阶值Gy的计算。
6.根据权利要求5所述的单色熄屏显示方法，其特征在于，在对该子背光区域块的光照强度Ip进行调整时，还能够参照亮部像素的平均值作为调整后的光照强度Ip’。
7.根据权利要求5所述的单色熄屏显示方法，其特征在于，对该子背光区域块的光照强度Ip进行调整以得到调整后的光照强度Ip’，再根据该像素的区域亮度Bs和调整后的光照强度Ip’，计算该子背光区域块的每一个像素的灰阶值Gy，重复以上方式完成其他子背光区域块的光照强度Ip和子背光区域块的像素灰阶值Gy的计算，具体为：
将Ip进行归一化，即Ip∈[0,1]，将所述像素灰阶值最大值Gy1带入公式(1)中，得到该像素的区域亮度Bs；再带入公式(2)中，得到该子背光区域块调整后的光照强度Ip’，其中Ip’＜Ip；随后，再将Ip’和Bs带入公式(1)中，计算该子背光区域块的每一个像素的灰阶值Gy，重复以上方式完成其他子背光区域块的光照强度Ip和子背光区域块的像素灰阶值Gy的计算；
Bs＝Ip*Gy 公式(1)
8.根据权利要求5所述的单色熄屏显示方法，其特征在于，所述每个子背光区域块对应一灯组模块以提供亮度。
9.根据权利要求8所述的单色熄屏显示方法，其特征在于，每一灯组模块包括至少一盏灯。
10.一种计算机可读介质，其存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-9任一项所述的单色熄屏显示方法。
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