CN102737610B - 一种光源亮度调整方法、装置及显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种光源亮度调整方法、装置及显示设备，涉及图像处理领域，为提高当前显示图像的对比度而发明。所述方法包括：接收当前显示图像，并获取所述当前显示图像的亮度信息和饱和度信息，根据所述亮度信息和饱和度信息获取与所述当前显示图像相匹配的三基色光源亮度调整值，进而根据所述三基色光源亮度调整值调整三基色光源的亮度。本发明实施例主要用于各种显示设备中。

Description

一种光源亮度调整方法、装置及显示设备

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种光源亮度调整方法、装置及显示设备。

背景技术

目前，LED(Light Emitting Diode，发光二极管)、LASER(激光)等新型光源正在逐步替代UHP(Ultra High Power，超高功率)、CCFL(Cold CathodeFluorescent Lamp，冷阴极荧光灯)等传统光源。上述新型光源具有色彩丰富、色温可调、可动态控制等优点，例如，采用LASER作为三基色光源可以使显示图像的色域达到人眼所识别颜色的90％以上。

在使用上述新型光源的过程中，发明人发现现有技术不能根据当前显示图像的信息自动调整新型光源的亮度，从而无法保证显示图像具有较高的对比度。

发明内容

本发明实施例提供一种光源亮度调整方法、装置及显示设备，提高了当前显示图像的对比度。

本发明实施例采用如下技术方案：

一种光源亮度调整方法，包括：

接收当前显示图像；

获取所述当前显示图像的亮度信息和饱和度信息；

根据所述亮度信息和饱和度信息获取与所述当前显示图像相匹配的三基色光源亮度调整值；

根据所述三基色光源亮度调整值调整三基色光源的亮度。

一种光源亮度调整装置，包括：

接收单元，用于接收当前显示图像；

第一获取单元，用于获取所述当前显示图像的亮度信息和饱和度信息；

第二获取单元，用于根据所述亮度信息和饱和度信息获取与所述当前显示图像相匹配的三基色光源亮度调整值；

调整单元，用于根据所述三基色光源亮度调整值调整三基色光源的亮度。

一种显示设备，包括：光源亮度调整装置。

本发明实施例提供的光源亮度调整方法、装置及显示设备，接收当前显示图像，并获取所述当前显示图像的亮度信息和饱和度信息，根据所述亮度信息和饱和度信息获取与所述当前显示图像相匹配的三基色光源亮度调整值，进而根据所述三基色光源亮度调整值调整三基色光源的亮度。由于显示设备能够根据当前显示图像的信息获取与该显示图像相匹配的三基色光源的亮度调整值，并根据所述亮度调整值调整当前显示图像的亮度，从而调整该显示图像的对比度，因此，利用本发明实施例的技术方案，提高了当前显示图像的对比度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，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为本发明实施例一光源亮度调整方法的流程图；

图2为本发明实施例二光源亮度调整装置的示意图；

图3为本发明实施例光源亮度调整系统的示意图。

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

如图1所示，本发明实施例一提供了一种光源亮度调整方法，包括如下步骤：

步骤11、接收当前显示图像。

在本实施例中，显示设备中的主控制器由视频输入装置接收当前显示图像。

步骤12、获取所述当前显示图像的亮度信息和饱和度信息。

其中，所述主控制器首先将当前显示图像由RGB(Red、Green、Blue，红、绿、蓝)色彩空间转换为HSI(Hue、Saturation、Intensity，色彩度、饱和度、亮度)色彩空间，然后获取具有所述HSI色彩空间的当前显示图像的亮度信息和饱和度信息。

所述HSI色彩空间适合色彩特性的检测与分析，因为该色彩空间的建立基于两个事实：1、I(Intensity，亮度)分量与图像的彩色信息无关；2、H(Hue，色彩度)分量和S(Saturation，饱和度)分量与用户感受颜色的方式是紧密相联的。因此，所述主控制器很容易获取具有所述HSI色彩空间的当前显示图像的亮度信息和饱和度信息。

其中，RGB色彩空间转HIS色彩空间可利用下述转换公式：

$I=\frac{R+G+B}{3}$

$H=\frac{1}{360}[90-\arctan \left(\frac{F}{\sqrt{3}}\right)+\{0,G>B;180,G<B\left\}\right]$

$S=1-\left[\frac{\min (R,G,B)}{I}\right]$

其中， $F=\frac{2R-G-B}{G-B}$

R、G、B分别表示RGB色彩空间中红色、绿色和蓝色三个分量的值，F是由红色、绿色和蓝色三个分量的值获取的中间变量，I表示亮度，S表示饱和度，H表示色彩度。

步骤13、根据所述亮度信息和饱和度信息获取与所述当前显示图像相匹配的三基色光源亮度调整值。

所述主控制器获取三基色光源亮度调整值的过程可以为：首先，分析获取的所述亮度信息和饱和度信息，进而获取亮度系数以及分别获取红、绿、蓝三种颜色光源的饱和度系数；然后，由所述当前显示图像获取亮度系数比重以及分别获取红、绿、蓝三种颜色光源的饱和度系数比重，所述亮度系数比重和所述红、绿、蓝三种颜色光源的饱和度系数比重满足归一化的要求；进一步的，根据所述亮度系数、所述亮度系数比重、所述红、绿、蓝三种颜色光源的饱和度系数以及所述红、绿、蓝三种颜色光源的饱和度系数比重分别获取红、绿、蓝三种颜色光源的亮度调整系数；最后，由所述亮度调整系数分别获取三基色光源的亮度调整值。

其中，所述主控制器根据当前显示图像的亮度信息获取亮度系数的方式可以为：

1、最大值法

首先，所述主控制器获取每帧图像信息中各像素点的亮度值，然后利用亮度提取算法根据所述各像素点的亮度值，获取最大图像灰度对应的最大亮度值，并将所述最大亮度值确定为亮度系数。

现举一例描述所述主控制器利用亮度提取算法获取亮度系数的过程：所述主控制器获取当前帧图像信息中各像素点的亮度值，比较所述各像素点的亮度值，获取其中的最大值为I₂₅₅，所述I₂₅₅表示图像灰度为255时某一像素点的亮度值，而当前帧图像最大灰度为L_max，则将灰度为L_max对应的亮度值I_max作为最大亮度值，即所述亮度系数，其中

2、加权统计方法

所述主控制器获取每帧图像信息中各像素点的亮度值，将所述各像素点的亮度值按照权重相加得到亮度系数。

例如，由每帧图像信息中各像素点的灰度、亮度以及像素数通过下面的公式获取I_M，并将I_M确定为所述亮度系数，

I_M＝N₀×I₀/N_All+N₁×I₁/N_All+N₂×I₂/N_All+…+N₂₅₅×I₂₅₅/N_All

其中，N_X为灰度值为X时的像素数，N_All为像素总数，I_X为灰度值为X时的亮度值，X可以为0-255中的任一整数，M为最大灰度值，I_M最大灰度值对应的亮度值。

其中，所述主控制器根据当前显示图像的饱和度信息获取所述三基色光源的饱和度系数的方式可以为：

1、最大值法

所述主控制器获取并分析每帧图像信息中各像素点的饱和度，由所述各像素点的饱和度信息分别获取三基色所对应的最大饱和度，将所述三基色所对应的最大饱和度分别确定为三基色的饱和度系数。

2、加权平均方法

所述主控制器获取并分析每帧图像信息中各像素点的饱和度，并对各像素信息进行统计，利用加权平均的方法获取三基色的饱和度系数。

具体的，当所述主控制器获取所述亮度系数、所述红、绿、蓝三种颜色光源的饱和度系数之后，计算红、绿、蓝三种颜色光源的亮度系数的方式可以为：

η_r＝α*η₁+β*η_rs

η_g＝α*η₁+β*η_gs

η_b＝α*η₁+β*η_bs

α+β＝1

其中，η₁表示所述亮度系数，η_rs、η_gs、η_bs分别表示红色光源的饱和度系数、绿色光源的饱和度系数和蓝色光源的饱和度系数，α表示所述亮度系数比重，β表示所述饱和度系数比重，η_r表示红色光源的亮度调整系数，η_g表示绿色光源的亮度调整系数，η_b表示蓝色光源的亮度调整系数。

所述主控制器利用所述红色光源的亮度调整系数η_r、绿色光源的亮度调整系数η_g以及蓝色光源的亮度调整系数η_b可以通过查表的方式分别获取红色光源的亮度调整值、绿色光源的亮度调整值和蓝色光源的亮度调整值。

步骤14、根据所述三基色光源亮度调整值调整三基色光源的亮度。

其中，所述主控制器利用所述红、绿、蓝三种颜色光源的亮度调整值对当前的光源亮度值进行修正，获取相应的红、绿、蓝三种颜色光源的控制信号，并将所述控制信号发送到光源驱动模块中；所述光源驱动模块利用所述控制信号通过调整红、绿、蓝三种颜色光源的占空比的方式分别调整红、绿、蓝三种颜色光源的亮度，其中所述控制信号可以为PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号。

由于显示设备能够根据当前显示图像的信息获取与该显示图像相匹配的三基色光源的亮度调整值，并根据所述亮度调整值调整当前显示图像的亮度，从而提高了当前显示图像的对比度。进一步的，由于所述显示设备分别调整三基色光源的亮度，降低了当前显示图像对亮度的需求，从而降低了光源的功耗；相应地，所述显示设备也调整了该显示图像的色域，避免LASER等大色域光源给用户带来的不适应性。

如图2所示，本发明实施例二提供了一种光源亮度调整装置，包括：接收单元21，用于接收当前显示图像；第一获取单元22，用于获取所述当前显示图像的亮度信息和饱和度信息；第二获取单元23，用于根据所述亮度信息和饱和度信息获取与所述当前显示图像相匹配的三基色光源亮度调整值；调整单元24，用于根据所述三基色光源亮度调整值调整三基色光源的亮度。

其中，所述第一获取单元22包括：转换模块，用于将所述当前显示图像由RGB色彩空间转换为HSI色彩空间；信息获取模块，用于获取具有所述HSI色彩空间的当前显示图像的亮度信息和饱和度信息。

所述第二获取单元23包括：处理模块，用于分析所述亮度信息和饱和度信息，获取亮度系数以及红、绿、蓝三种颜色光源的饱和度系数；第一获取模块，用于由所述当前显示图像获取亮度系数比重以及红、绿、蓝三种颜色光源的饱和度系数比重；第二获取模块，用于根据所述亮度系数、所述亮度系数比重、所述红、绿、蓝三种颜色光源的饱和度系数以及所述红、绿、蓝三种颜色光源的饱和度系数比重分别获取红、绿、蓝三种颜色光源的亮度调整系数；第三获取模块，用于由所述亮度调整系数分别获取红、绿、蓝三种颜色光源的亮度调整值。

在本实施例中，所述调整单元24包括：信号获取模块，用于由所述红、绿、蓝三种颜色光源的亮度调整值分别获取红、绿、蓝三种颜色光源的控制信号；调整模块，用于利用所述控制信号分别调整红、绿、蓝三种颜色光源的亮度。

所述光源亮度调整装置的工作原理可以参照前述方法实施例中的描述。

由于光源亮度调整装置能够根据当前显示图像的信息获取与该显示图像相匹配的三基色光源的亮度调整值，并根据所述亮度调整值调整当前显示图像的亮度，从而提高了当前显示图像的对比度。进一步的，由于所述显示设备分别调整三基色光源的亮度，降低了当前显示图像对亮度的需求，从而降低了光源的功耗；相应地，所述显示设备也调整了该显示图像的色域，避免LASER等大色域光源给用户带来的不适应性。

一种显示设备，包括：图2所示的光源亮度调整装置。其中，所述显示设备可以为电视机、投影仪等。

另外，图3显示了具体应用中光源亮度调整系统的示意图，该系统包括主控制系统31、光源系统32、光调制系统33和输出系统34。

其中，所述主控制系统31包括视频输入模块311，用于接收当前显示图像；前端处理模块312，用于将当前显示图像转换为具有HSI色彩空间的显示图像；显示处理模块313，用于获取所述当前显示图像的亮度信息和饱和度信息，并根据所述亮度信息和饱和度信息获取与所述当前显示图像相匹配的三基色光源亮度调整值。所述光源系统32包括：光源驱动模块321和光源器件322，所述光源驱动模块321具体包括驱动控制IC(Integrated circuit，集成电路)和驱动电路，利用接收到的由所述三基色光源亮度调整值获取的三路控制信号驱动所述光源器件322，以完成对三基色光源的亮度的调整。所述光调制系统包括33：光调制器驱动模块331和光调制器332，所述光调制器驱动模块331接收来自所述显示处理模块313的图像控制信号，并根据所述图像控制信号控制所述光调制器332改变光源的状态，经改变的光源进入输出系统34。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种光源亮度调整方法，其特征在于，包括：

接收当前显示图像；

获取所述当前显示图像的亮度信息和饱和度信息；

根据所述亮度信息和饱和度信息获取与所述当前显示图像相匹配的三基色光源亮度调整值；

根据所述三基色光源亮度调整值调整三基色光源的亮度；

其中，所述根据所述亮度信息和饱和度信息获取与所述当前显示图像相匹配的三基色光源亮度调整值包括：

分析所述亮度信息和饱和度信息，获取亮度系数以及分别获取红、绿、蓝三种颜色光源的饱和度系数；由所述当前显示图像获取亮度系数比重以及分别获取红、绿、蓝三种颜色光源的饱和度系数比重；根据所述亮度系数、所述亮度系数比重、所述红、绿、蓝三种颜色光源的饱和度系数以及所述红、绿、蓝三种颜色光源的饱和度系数比重分别获取红、绿、蓝三种颜色光源的亮度调整系数；由所述亮度调整系数分别获取红、绿、蓝三种颜色光源的亮度调整值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述亮度系数、所述亮度系数比重、所述红、绿、蓝三种颜色光源的饱和度系数以及所述红、绿、蓝三种颜色光源的饱和度系数比重分别获取红、绿、蓝三种颜色光源的亮度调整系数的方式为：

η_r＝α*η_l+β*η_rs

η_g＝α*η_l+β*η_gs

η_b＝α*η_l+β*η_bs

α+β＝1

其中，η₁表示所述亮度系数，η_rs、η_gs、η_bs分别表示红色光源的饱和度系数、绿色光源的饱和度系数和蓝色光源的饱和度系数，α表示所述亮度系数比重，β表示所述饱和度系数比重，η_r表示红色光源的亮度调整系数，η_g表示绿色光源的亮度调整系数，η_b表示蓝色光源的亮度调整系数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述当前显示图像的亮度信息和饱和度信息包括：

将所述当前显示图像由红绿蓝RGB色彩空间转换为亮度、饱和度、色彩度HSI色彩空间；

获取具有所述HSI色彩空间的当前显示图像的亮度信息和饱和度信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述三基色光源亮度调整值调整三基色光源的亮度包括：

由所述红、绿、蓝三种颜色光源亮度调整值分别获取红、绿、蓝三种颜色光源的控制信号；

利用所述红、绿、蓝三种颜色光源的控制信号分别调整红、绿、蓝三种颜色光源的亮度。

5.一种光源亮度调整装置，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收当前显示图像；

第一获取单元，用于获取所述当前显示图像的亮度信息和饱和度信息；

第二获取单元，用于根据所述亮度信息和饱和度信息获取与所述当前显示图像相匹配的三基色光源亮度调整值；

调整单元，用于根据所述三基色光源亮度调整值调整三基色光源的亮度；

其中，所述第二获取单元包括：处理模块，用于分析所述亮度信息和饱和度信息，获取亮度系数以及红、绿、蓝三种颜色光源的饱和度系数；第一获取模块，用于由所述当前显示图像获取亮度系数比重以及红、绿、蓝三种颜色光源的饱和度系数比重；第二获取模块，用于根据所述亮度系数、所述亮度系数比重、所述红、绿、蓝三种颜色光源的饱和度系数以及所述红、绿、蓝三种颜色光源的饱和度系数比重分别获取红、绿、蓝三种颜色光源的亮度调整系数；第三获取模块，用于由所述亮度调整系数分别获取红、绿、蓝三种颜色光源的亮度调整值。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一获取单元包括：

转换模块，用于将所述当前显示图像由RGB色彩空间转换为HSI色彩空间；

信息获取模块，用于获取具有所述HSI色彩空间的当前显示图像的亮度信息和饱和度信息。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述调整单元包括：

信号获取模块，用于由所述红、绿、蓝三种颜色光源的亮度调整值分别获取红、绿、蓝三种颜色光源的控制信号；

调整模块，用于利用所述控制信号分别调整红、绿、蓝三种颜色光源的亮度。

8.一种显示设备，其特征在于，包括：权利要求5-7任一所述光源亮度调整装置。