CN101620819A - 显示图像背光亮度的动态调整方法、装置及移动显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种显示图像背光亮度的动态调整方法、装置及移动显示设备，其中，所述方法包括：依据当前环境亮度和显示图像的原始亮度动态范围确定当前环境下适宜人眼感知的亮度动态范围，依据所述原始亮度动态范围及当前环境下适宜人眼感知的亮度动态范围将所述显示图像各像素点的原始亮度值调整为适宜人眼感知的调整亮度值；根据所述显示图像的调整亮度值的直方图将所述显示图像各像素点的调整亮度值修正为修正亮度值。本发明能够使得低动态范围的移动显示设备可以显示高动态范围视觉效果好的图像，并节省电能，延长电池使用周期。

Description

显示图像背光亮度的动态调整方法、装置及移动显示设备

技术领域

本发明涉及一种图像显示的技术领域，特别是涉及一种显示图像背光亮度的动态调整方法、一种显示图像背光亮度的动态调整装置及一种移动显示设备。

背景技术

随着技术的进步，越来越多的移动显示设备(如手机、PDA设备等)能够支持多媒体功能，例如阅读电子书、进行3D游戏、查看图片或观看手机电视。因而移动显示设备的图像质量也成为吸引消费者的一大卖点。

真实环境所展现的亮度值具有非常宽广的动态范围，对于人眼视觉系统来说，只能感知真实环境的亮度范围中，约五个数量级的亮度，而移动显示设备由于硬件条件的限制，图像对比度往往较低，无法适应外界光亮变化的调节。比如在明亮阳光的户外，手机屏幕显示的画面过于黑暗，往往无法清晰地看见显示屏上的暗处细节；又或在较暗环境下，液晶材料无法百分百阻挡背光光源，此时暗画面处表现会有暗态漏光现象，造成图像对比度下降。

传统的做法是提供用户可以手动调整背光亮度，例如某些手机将背光亮度分为几个等级，这种控制方式比较麻烦，而且在明亮环境下，单一的依靠提高背光亮度，也无法获得较好品质的显示效果；在较暗环境下，会浪费移动显示设备的电量。

因此，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够创造性地提供一种背光亮度调整的方法，能够使得低动态范围的移动显示设备可以显示高动态范围视觉效果好的图像，能够节省电能，延长电池使用周期。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种显示图像背光亮度的动态调整方法，能够使得低动态范围的移动显示设备可以显示高动态范围视觉效果好的图像，并节省电能，延长电池使用周期。

本发明还提供了一种背光亮度动态调整的装置及一种移动显示设备，用以保证上述方法在实际中的实现及应用。

为了解决上述问题，本发明公开了一种显示图像背光亮度的动态调整方法，包括：

依据当前环境亮度和显示图像的原始亮度动态范围确定当前环境下适宜人眼感知的亮度动态范围，依据所述原始亮度动态范围及当前环境下适宜人眼感知的亮度动态范围将所述显示图像各像素点的原始亮度值调整为适宜人眼感知的调整亮度值；

根据所述显示图像的调整亮度值的直方图将所述显示图像各像素点的调整亮度值修正为修正亮度值。

优选的，所述根据所述显示图像的调整亮度值的直方图将所述显示图像各像素点的调整亮度值修正为修正亮度值的步骤进一步包括：

针对所述显示图像调整亮度值的当前2^n-1个亮度区间，确定将其分割为2ⁿ个亮度区间的第一中点；

针对所述直方图的当前2^n-1个亮度区间，确定依据像素点数量将其均匀分割为2ⁿ个亮度区间的第二中点；

依据所述第一中点和第二中点计算亮度调整点；

依据当前2^n-1个亮度区间的端点和亮度调整点重新分割所述显示图像调整亮度值的2ⁿ个亮度区间；

令n＝n+1，重复上述步骤直到n等于显示图像的位数，其中，n的初始值为1；

当n等于显示图像的位数时，落在一亮度区间内的显示图像像素点的调整亮度值对应的修正亮度值，为该亮度区间的一端点亮度值。

优选的，所述依据第一中点和第二中点计算亮度调整点为：

le_N/2＝l_N/2+β(e_N/2-l_N/2)

其中，le_N/2为亮度调整点，l_N/2为第一中点；e_N/2为第二中点；β为映射调整参数，取值为0～1；N为第n次分割获得的亮度区间个数。

优选的，所述的方法，还包括：

依据所述显示图像各像素点的修正亮度值，计算各像素点的输出颜色分量。

优选的，所述颜色分量包括R分量、G分量、B分量；所述输出颜色分量计算步骤还包括：

计算所述显示图像各像素点原始亮度值的输入R分量、输入G分量和输入B分量；

依据所述原始亮度值查找映射的适宜人眼感知的调整亮度值，然后依据所述适宜人眼感知的调整亮度值获得对应的修正亮度值；

依据所述修正亮度值及输入R分量、输入G分量和输入B分量，分别计算输出R分量、输出G分量和输出B分量。

优选的，所述适宜人眼感知的调整亮度值的调整为：

$D\left(I\right)=(D_{\max }-D_{\min })*\frac{\log (I+\mathrm{\τ})-\log (I_{\min }+\mathrm{\τ})}{\log (I_{\max }+\mathrm{\τ})-\log (I_{\min }+\mathrm{\τ})}+D_{\min },$

其中，I为原始亮度值，D(I)为对应的适宜人眼感知的调整亮度值，I_max、I_min分别为原始亮度的最大值和最小值，D_max、D_min分别为适宜人眼感知亮度的最大值和最小值，τ是映射曲线的调整参数，取值为0～∞。

本发明实施例还公开了一种显示图像背光亮度的动态调整装置，包括：

自适应亮度调整模块，用于依据当前环境亮度和显示图像的原始亮度动态范围确定当前环境下适宜人眼感知的亮度动态范围，依据所述原始亮度动态范围及当前环境下适宜人眼感知的亮度动态范围将所述显示图像各像素点的原始亮度值调整为适宜人眼感知的调整亮度值；

直方图调整模块，用于根据所述显示图像的调整亮度值的直方图将所述显示图像各像素点的调整亮度值修正为修正亮度值。

优选的，所述直方图调整模块进一步包括：

第一中点计算子模块，用于针对所述显示图像调整亮度值的当前2^n-1个亮度区间，确定将其分割为2ⁿ个亮度区间的第一中点；

第二中点计算子模块，用于针对所述直方图的当前2^n-1个亮度区间，确定依据像素点数量将其均匀分割为2ⁿ个亮度区间的第二中点；

亮度调整点计算子模块，用于依据所述第一中点和第二中点计算亮度调整点；

亮度区间分割子模块，用于依据当前2^n-1个亮度区间的端点和亮度调整点重新分割所述显示图像调整亮度值的2ⁿ个亮度区间；

循环控制子模块，用于令n＝n+1，重复上述步骤直到n等于显示图像的位数；其中，n的初始值为1；

当n等于显示图像的位数时，落在一亮度区间内的显示图像像素点的调整亮度值对应的修正亮度值，为该亮度区间的一端点亮度值。

优选的，所述的装置，还包括：

颜色校正模块，用于依据所述显示图像各像素点的修正亮度值，计算各像素点的输出颜色分量。

优选的，所述颜色分量包括R分量、G分量、B分量；所述颜色校正模块进一步包括：

原始颜色分量计算子模块，用于计算所述显示图像各像素点原始亮度值的输入R分量、输入G分量和输入B分量；

修正亮度查找子模块，用于依据所述原始亮度值查找映射的适宜人眼感知的调整亮度值，然后依据所述适宜人眼感知的调整亮度值获得对应的修正亮度值；

输出颜色分量计算子模块，用于依据所述修正亮度值及输入R分量、输入G分量和输入B分量，分别计算输出R分量、输出G分量和输出B分量。

本发明实施例还公开了一种移动显示设备，所述移动显示设备中设置有显示图像背光亮度的动态调整装置，该装置包括：

自适应亮度调整模块，用于依据当前环境亮度和显示图像的原始亮度动态范围确定当前环境下适宜人眼感知的亮度动态范围，依据所述原始亮度动态范围及当前环境下适宜人眼感知的亮度动态范围将所述显示图像各像素点的原始亮度值调整为适宜人眼感知的调整亮度值；

直方图调整模块，用于根据所述显示图像的调整亮度值的直方图将所述显示图像各像素点的调整亮度值修正为修正亮度值。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明依据当前环境亮度，将显示图像的原始亮度动态范围映射到当前环境下适宜人眼感知的亮度动态范围，能够确保在亮度等级的低端，暗处细节被显示得更丰富；针对映射后其它亮度等级被压缩、对比度降低的情况，采用线性映射和直方图调整技术提高手机显示图像的对比度和细节丰富程度。具体而言，首先依据当前环境亮度和显示图像的原始亮度动态范围生成显示图像各像素点原始亮度值到适宜人眼感知的调整亮度值的映射曲线，能够合理地显示户外明亮环境下的暗处细节以及黑暗环境下的明亮细节；然后通过优化所述当前环境下适宜人眼感知的调整亮度值来调整所述映射曲线，从而提供控制图像对比度和细节丰富程度的因子，便于调节到人眼更接受的效果。因而，本发明可以自适应环境亮度变化，使得低动态范围的移动显示设备可以显示高品质、视觉效果好的图像；

再者，在黑暗环境下，本发明在保证图像品质的前提下，能够自适应地调低显示图像的原始亮度动态范围，有助于节省电能，延长移动显示设备的电池使用周期。

附图说明

图1是三种不同的亮度动态范围的示意图；

图2是本发明一种显示图像背光亮度的动态调整方法实施例的流程图；

图3是一种全局映射曲线的示意图；

图4是本发明一种显示图像背光亮度的动态调整装置实施例的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明可以适用于各种显示设备，特别适用于移动显示设备，如手机、PDA、数字照相机等，本发明可以自适应地调整这些移动显示设备的背光亮度，显示高动态范围(HDR：High Dynamic Range)、视觉效果好的图像，并有效节省电能。

HDR的全称是High Dynamic Range，即高动态范围，比如高动态范围图像(HDRI)或者高动态范围渲染(HDRR)。动态范围是指信号最高和最低值的相对比值。简单来说，HDR可以做如下概括：

1.亮的地方可以非常亮；

2.暗的地方可以非常暗；

3.亮暗部的细节都很明显。

参考图1所示的三种不同的亮度动态范围的示意图。对于人眼视觉系统来说，能够同时感知约五个数量级范围的环境亮度。所以人眼看到的画面除了包括显示设备的显示画面外，还包括外界的环境。在户外明亮环境下，人眼感知亮度动态范围右移，显示设备显示的亮度动态范围被压缩到人眼感知的暗端，造成对人眼视觉系统来说无法复原的情况，屏幕上的许多细节变得黑暗无法区分；在黑暗环境下，人眼感知亮度动态范围左移，显示设备显示的亮度动态范围被压缩到人眼感知的亮端，会造成手机电量的浪费。

针对上述问题，本专利发明人创造性地提出了本发明实施例的核心构思之一，即依据当前环境亮度信息，将显示图像的原始亮度动态范围映射到当前环境下适宜人眼感知的亮度动态范围，然后进一步通过直方图来进行亮度修正，以提高显示图像的对比度和细节丰富程度，从而将低画质的显示图像输出为高画质显示图像。

参照图2，示出了本发明一种背光亮度动态调整方法实施例的流程图，具体可以包括：

步骤201、依据当前环境亮度和显示图像的原始亮度动态范围，确定当前环境下适宜人眼感知的亮度动态范围；

在具体实现中，可在显示设备上设置一感光元件，如光敏电阻，由所述感光元件采集当前环境亮度。

步骤202、依据所述原始亮度动态范围及当前环境下适宜人眼感知的亮度动态范围，将所述显示图像各像素点的原始亮度值调整为适宜人眼感知的调整亮度值；

在本发明实施例中，可以采用全局映射算法将所述显示图像各像素点的原始亮度值调整为适宜人眼感知的调整亮度值。全局映射算法通过像素间点到点的对应函数(曲线)对HDR图像中的每个像素点进行映射。这种映射是一对一的，即原HDR图像中取值相同的像素映射为同一结果。其优点在于计算速度快，能够保持良好的整体明暗效果。

在实际应用中，所述调整亮度值可以通过以下公式计算获得：

$D\left(I\right)=(D_{\max }-D_{\min })*\frac{\log (I+\mathrm{\τ})-\log (I_{\min }+\mathrm{\τ})}{\log (I_{\max }+\mathrm{\τ})-\log (I_{\min }+\mathrm{\τ})}+D_{\min },$

其中，I为原始亮度值，D(I)为对应的调整亮度值，I_max、I_min分别为原始亮度的最大值和最小值，D_max、D_min分别为适宜人眼感知亮度的最大值和最小值，τ是映射调整参数，取值为0～∞。

例如，在户外明亮环境下，感光元件收集到当前环境亮度大于参考亮度，需要将显示图像中暗处区域像素点的亮度值调亮；此时，假定显示图像的原始亮度的动态范围为[0，255]，依据当前环境亮度计算确定当前人眼感知亮度动态范围为[120，255]，即I_max＝255，I_min＝0，D_max＝255，D_min＝120。这时，可以通过上述计算公式，计算出每个像素点的原始亮度值I对应的适宜人眼感知的调整亮度值D(I)的映射，如将原始亮度值为0-50的像素点映射到适宜人眼感知的调整亮度值120；将原始亮度值为60的像素点映射到适宜人眼感知的调整亮度值125。

在黑暗环境下，感光元件收集到当前环境亮度小于参考亮度，需要将显示图像中亮处区域像素点的亮度值调暗；此时，假定依据当前环境亮度计算确定当前环境下适宜人眼感知亮度动态范围为[0，200]，即I_max＝255，I_min＝0，D_max＝200，D_min＝0。这时，可以通过上述计算公式，计算出每个像素点的原始亮度值I对应的适宜人眼感知的调整亮度值D(I)的映射，如将原始亮度值为200-255的像素点映射到适宜人眼感知的调整亮度值200；将原始亮度值为100的像素点映射到适宜人眼感知的调整亮度值150。通过这种依据环境亮度调低显示图像的原始亮度值的方式，有助于节省电能，延长移动显示设备的电池使用周期。

参考图3所示的全局映射曲线的示意图，每个τ值都对应一条映射曲线。可以看到，当τ→∞，D(I)＝I；当τ→0，在灰度等级的低端，映射曲线的梯度更陡，暗处细节会被显示的更丰富；但后果是其它灰度等级映射后范围被压缩，造成图像对比度的降低，因此在本发明中提出了对所述调整亮度值进一步修正的方案。

步骤203、根据所述显示图像的调整亮度值的直方图将所述显示图像各像素点的调整亮度值修正为修正亮度值。

在具体实现中，所述修正亮度值的修正可以通过以下子步骤实现：

子步骤A1、针对所述显示图像调整亮度值的当前2^n-1个亮度区间，确定将其分割为2ⁿ个亮度区间的第一中点；

子步骤A2、针对所述直方图的当前2^n-1个亮度区间，确定依据像素点数量将其均匀分割为2ⁿ个亮度区间的第二中点；

子步骤A3、依据所述第一中点和第二中点计算亮度调整点；

子步骤A4、依据当前2^n-1个亮度区间的端点和亮度调整点重新分割所述显示图像调整亮度值的2ⁿ个亮度区间；

然后令n＝n+1，重复上述子步骤A1-A4，直到n等于显示图像的位数；其中，n的初始值为1；

当n等于显示图像的位数时，落在一亮度区间内的显示图像像素点的调整亮度值对应的修正亮度值，为该亮度区间的一端点亮度值。

具体而言，所述亮度调整点的计算公式可以为：

le_N/2＝l_N/2+β(e_N/2-l_N/2)

其中，l_N/2为第一中点；e_N/2为第二中点；β为映射曲线调整参数，取值为0～1；N＝2ⁿ。

例如，假设显示图像是8位图像，则所述修正亮度值的修正步骤可以通过8次迭代来计算。第1次迭代的过程为：

S11、提取将当前显示图像的调整亮度值D(I)分割为相等长度的2个亮度区间的第一中点l_N/2；

例如，对于D(I)为0-255亮度分布而言，第一中点l_N/2可以为127。

S12、基于所述调整亮度值D(I)构造的直方图，确定将其分割为像素点分布概率均等的2个亮度区间的第二中点e_N/2；如155；

S13、计算亮度调整点le_N/2，le_N/2＝l_N/2+β(e_N/2-l_N/2)。假设当次根据第一中点127和第二中点155计算的结果为130；

即第1次迭代后，形成的亮度区间为[0，130]，[130，255]。

第2次迭代的过程为：

S21、确定将当前调整亮度值D(I)的两个亮度区间分别分割为4个相等长度的亮度区间的2个第一中点l_N/2，例如，亮度区间[0，130]的第一中点64，[130，255]的第一中点192；

S22、针对调整亮度值的直方图当前的2个亮度区间，提取将其分割成4个像素点分布概率均等的亮度区间的2个第二中点e_N/2；例如，亮度区间[0，130]的第二中点78，[130，255]的第二中点206；

S23、计算对应的亮度调整点le_N/2，假设根据第1个第一中点64和第二中点78计算的结果为72，根据第1个第一中点192和第二中点206计算的结果为200；

即第2次迭代后，形成的亮度区间为[0，72]，[72，130]，[130，200]，[200，255]。

按照以上方式迭代8次后，会将之前像素点在0-255的亮度调整值的分布，调整为新的修正亮度值的分布，如原来在[0，1]亮度区间的像素点，则可能被修正到[1，2]这个亮度区间，对于像素点的亮度取值，可以取亮度区间的起点值，也可以取终点值，对此采用现有技术中的任一方案均可行，本发明对此无需加以限制。

本发明实施例的优点在于，在线性映射和直方图均衡技术之间寻求了一个合理的折中，采用自适应线性-直方图均衡技术获得视觉效果更好，细节丰富，对比度适中的动态范围图像。

为进一步保证彩色图像的显示效果，在本发明的一种优选实施例中，所述显示图像背光亮度的动态调整方法还可以包括以下步骤：

依据所述显示图像各像素点的修正亮度值，计算各像素点的输出颜色分量。

公知的是，颜色分量可以包括R分量、G分量、B分量；在这种情况下，所述输出颜色分量计算步骤具体可以包括以下子步骤：

子步骤B1、计算所述显示图像各像素点原始亮度值的输入R分量、输入G分量和输入B分量；

子步骤B2、依据所述原始亮度值查找映射的适宜人眼感知的调整亮度值，然后依据所述适宜人眼感知的调整亮度值获得对应的修正亮度值；

子步骤B3、依据所述修正亮度值及输入R分量、输入G分量和输入B分量，分别计算输出R分量、输出G分量和输出B分量。

在这种情况下，输出颜色分量的具体计算方式可以为：

$R_{\mathrm{out}}={\left(\frac{R_{\mathrm{in}}}{L_{\mathrm{in}}}\right)}^{\mathrm{\γ}}{L}_{\mathrm{out}},$

$G_{\mathrm{out}}={\left(\frac{G_{\mathrm{in}}}{L_{\mathrm{in}}}\right)}^{\mathrm{\γ}}{L}_{\mathrm{out}},$

$B_{\mathrm{out}}={\left(\frac{B_{\mathrm{in}}}{L_{\mathrm{in}}}\right)}^{\mathrm{\γ}}{L}_{\mathrm{out}},$

其中，R_in、G_in、B_in分别是显示图像的每一像素点的输入R分量、B分量、G分量，R_out、G_out、B_out分别是显示图像的每一像素点的输出R分量、B分量、G分量，L_in为显示图像各像素点原始亮度值，L_out为修正亮度值，γ通常取值0.5～1；

在 ${\left(\frac{R_{\mathrm{in}}}{L_{\mathrm{in}}}\right)}^{\mathrm{\γ}}>1,$ 且L_out＝255即像素出现越界的情况下，可以采用钳位法，将R_out的值约束在[0，255]之间。

当然，上述采用全局映射生成和调整亮度映射曲线的方式仅仅用作示例，本领域技术人员根据需要采用任一方式都是可行的，例如，采用局部映射的方式，本发明对此无需加以限制。

需要说明的是，对于前述的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

参考图4，示出了本发明的一种显示图像背光亮度的动态调整装置实施例的结构框图，具体可以包括以下模块：

自适应亮度调整模块401，用于依据当前环境亮度和显示图像的原始亮度动态范围确定当前环境下适宜人眼感知的亮度动态范围，依据所述原始亮度动态范围及当前环境下适宜人眼感知的亮度动态范围将所述显示图像各像素点的原始亮度值调整为适宜人眼感知的调整亮度值；

直方图调整模块402，用于根据所述显示图像的调整亮度值的直方图将所述显示图像各像素点的调整亮度值修正为修正亮度值。

在本发明的一种优选实施例中，所述适宜人眼感知的调整亮度值可以通过以下公式计算获得：

$D\left(I\right)=(D_{\max }-D_{\min })*\frac{\log (I+\mathrm{\τ})-\log (I_{\min }+\mathrm{\τ})}{\log (I_{\max }+\mathrm{\τ})-\log (I_{\min }+\mathrm{\τ})}+D_{\min },$

其中，I为原始亮度值，D(I)为对应的适宜人眼感知的调整亮度值，I_max、I_min分别为原始亮度的最大值和最小值，D_max、D_min分别为适宜人眼感知亮度的最大值和最小值，τ是映射调整参数，取值为0～∞。

在本发明实施例中，所述直方图调整模块402可以进一步包括以下子模块：

第一中点计算子模块，用于针对所述显示图像调整亮度值的当前2^n-1个亮度区间，确定将其分割为2ⁿ个亮度区间的第一中点；

第二中点计算子模块，用于针对所述直方图的当前2^n-1个亮度区间，确定依据像素点数量将其均匀分割为2ⁿ个亮度区间的第二中点；

亮度调整点计算子模块，用于依据所述第一中点和第二中点计算亮度调整点；

亮度区间分割子模块，用于依据当前2^n-1个亮度区间的端点和亮度调整点重新分割所述显示图像调整亮度值的2ⁿ个亮度区间；

循环控制子模块，用于令n＝n+1，重复上述步骤直到n等于显示图像的位数；其中，n的初始值为1；

当n等于显示图像的位数时，落在一亮度区间内的显示图像像素点的调整亮度值对应的修正亮度值，为该亮度区间的一端点亮度值。

具体而言，所述亮度调整点通过以下公式计算获得：

le_N/2＝l_N/2+β(e_N/2-l_N/2)

其中，l_N/2为第一中点；e_N/2为第二中点；β为映射曲线调整参数，取值为0～1；N为第n次分割获得的亮度区间个数。

作为一优选实施例，图4所示的装置还可以包括颜色校正模块403，用于依据所述显示图像各像素点的修正亮度值，计算各像素点的输出颜色分量。

在实际中，所述颜色分量可以包括R分量、G分量、B分量；所述颜色校正模块403可以进一步包括以下子模块：

原始颜色分量计算子模块，用于计算所述显示图像各像素点原始亮度值的输入R分量、输入G分量和输入B分量；

修正亮度查找子模块，用于依据所述原始亮度值查找映射的适宜人眼感知的调整亮度值，然后依据所述适宜人眼感知的调整亮度值获得对应的修正亮度值；

输出颜色分量计算子模块，用于依据所述修正亮度值及输入R分量、输入G分量和输入B分量，分别计算输出R分量、输出G分量和输出B分量。

所述输出颜色分量具体可以通过以下公式计算获得：

$R_{\mathrm{out}}={\left(\frac{R_{\mathrm{in}}}{L_{\mathrm{in}}}\right)}^{\mathrm{\γ}}{L}_{\mathrm{out}},$

$G_{\mathrm{out}}={\left(\frac{G_{\mathrm{in}}}{L_{\mathrm{in}}}\right)}^{\mathrm{\γ}}{L}_{\mathrm{out}},$

$B_{\mathrm{out}}={\left(\frac{B_{\mathrm{in}}}{L_{\mathrm{in}}}\right)}^{\mathrm{\γ}}{L}_{\mathrm{out}},$

其中，R_in、G_in、B_in分别是显示图像的每一像素点的输入R分量、B分量、G分量，R_out、G_out、B_out分别是显示图像的每一像素点的输出R分量、B分量、G分量，L_in为显示图像各像素点原始亮度值，L_out为修正亮度值，γ通常取值0.5～1。

在实际中，当输入低画质的显示图像时，经过所述自适应亮度调整模块401、直方图调整模块402和颜色校正模块403的调整，即可输出高画质的显示图像。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

在具体实现中，本发明的背光亮度动态调整装置可以应用于移动显示设备中在具体实现中，所述移动显示设备上可设置外界光敏电阻等传感器以实时采集环境亮度，在此不再赘述。

以上对本发明所提供的一种显示图像背光亮度的动态调整方法、一种动态调整装置及一种移动显示设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1、一种显示图像背光亮度的动态调整方法，其特征在于，包括：

依据当前环境亮度和显示图像的原始亮度动态范围确定当前环境下适宜人眼感知的亮度动态范围，依据所述原始亮度动态范围及当前环境下适宜人眼感知的亮度动态范围将所述显示图像各像素点的原始亮度值调整为适宜人眼感知的调整亮度值；

根据所述显示图像的调整亮度值的直方图将所述显示图像各像素点的调整亮度值修正为修正亮度值。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述显示图像的调整亮度值的直方图将所述显示图像各像素点的调整亮度值修正为修正亮度值的步骤进一步包括：

针对所述显示图像调整亮度值的当前2^n-1个亮度区间，确定将其分割为2ⁿ个亮度区间的第一中点；

针对所述直方图的当前2^n-1个亮度区间，确定依据像素点数量将其均匀分割为2ⁿ个亮度区间的第二中点；

依据所述第一中点和第二中点计算亮度调整点；

依据当前2^n-1个亮度区间的端点和亮度调整点重新分割所述显示图像调整亮度值的2ⁿ个亮度区间；

令n＝n+1，重复上述步骤直到n等于显示图像的位数，其中，n的初始值为1；

当n等于显示图像的位数时，落在一亮度区间内的显示图像像素点的调整亮度值对应的修正亮度值，为该亮度区间的一端点亮度值。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述依据第一中点和第二中点计算亮度调整点为：

le_N/2＝l_N/2+β(e_N/2-l_N/2)

其中，le_N/2为亮度调整点，l_N/2为第一中点；e_N/2为第二中点；β为映射调整参数，取值为0～1；N为第n次分割获得的亮度区间个数。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

依据所述显示图像各像素点的修正亮度值，计算各像素点的输出颜色分量。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述颜色分量包括R分量、G分量、B分量；所述输出颜色分量计算步骤还包括：

计算所述显示图像各像素点原始亮度值的输入R分量、输入G分量和输入B分量；

依据所述原始亮度值查找映射的适宜人眼感知的调整亮度值，然后依据所述适宜人眼感知的调整亮度值获得对应的修正亮度值；

依据所述修正亮度值及输入R分量、输入G分量和输入B分量，分别计算输出R分量、输出G分量和输出B分量。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述适宜人眼感知的调整亮度值的调整为：

$D\left(I\right)=(D_{\max }-D_{\min })*\frac{\log (I+\mathrm{\τ})-\log (I_{\min }+\mathrm{\τ})}{\log (I_{\max }+\mathrm{\τ})-\log (I_{\min }+\mathrm{\τ})}+D_{\min },$

其中，I为原始亮度值，D(I)为对应的适宜人眼感知的调整亮度值，I_max、I_min分别为原始亮度的最大值和最小值，D_max、D_min分别为适宜人眼感知亮度的最大值和最小值，τ是映射曲线的调整参数，取值为0～∞。

7、一种显示图像背光亮度的动态调整装置，其特征在于，包括：

自适应亮度调整模块，用于依据当前环境亮度和显示图像的原始亮度动态范围确定当前环境下适宜人眼感知的亮度动态范围，依据所述原始亮度动态范围及当前环境下适宜人眼感知的亮度动态范围将所述显示图像各像素点的原始亮度值调整为适宜人眼感知的调整亮度值；

直方图调整模块，用于根据所述显示图像的调整亮度值的直方图将所述显示图像各像素点的调整亮度值修正为修正亮度值。

8、如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述直方图调整模块进一步包括：

第一中点计算子模块，用于针对所述显示图像调整亮度值的当前2^n-1个亮度区间，确定将其分割为2ⁿ个亮度区间的第一中点；

第二中点计算子模块，用于针对所述直方图的当前2^n-1个亮度区间，确定依据像素点数量将其均匀分割为2ⁿ个亮度区间的第二中点；

亮度调整点计算子模块，用于依据所述第一中点和第二中点计算亮度调整点；

亮度区间分割子模块，用于依据当前2^n-1个亮度区间的端点和亮度调整点重新分割所述显示图像调整亮度值的2ⁿ个亮度区间；

循环控制子模块，用于令n＝n+1，重复上述步骤直到n等于显示图像的位数；其中，n的初始值为1；

当n等于显示图像的位数时，落在一亮度区间内的显示图像像素点的调整亮度值对应的修正亮度值，为该亮度区间的一端点亮度值。

9、如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

颜色校正模块，用于依据所述显示图像各像素点的修正亮度值，计算各像素点的输出颜色分量。

10、如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述颜色分量包括R分量、G分量、B分量；所述颜色校正模块进一步包括：

原始颜色分量计算子模块，用于计算所述显示图像各像素点原始亮度值的输入R分量、输入G分量和输入B分量；

修正亮度查找子模块，用于依据所述原始亮度值查找映射的适宜人眼感知的调整亮度值，然后依据所述适宜人眼感知的调整亮度值获得对应的修正亮度值；

输出颜色分量计算子模块，用于依据所述修正亮度值及输入R分量、输入G分量和输入B分量，分别计算输出R分量、输出G分量和输出B分量。

11、一种移动显示设备，其特征在于，所述移动显示设备中设置有显示图像背光亮度的动态调整装置，该装置包括：

自适应亮度调整模块，用于依据当前环境亮度和显示图像的原始亮度动态范围确定当前环境下适宜人眼感知的亮度动态范围，依据所述原始亮度动态范围及当前环境下适宜人眼感知的亮度动态范围将所述显示图像各像素点的原始亮度值调整为适宜人眼感知的调整亮度值；

直方图调整模块，用于根据所述显示图像的调整亮度值的直方图将所述显示图像各像素点的调整亮度值修正为修正亮度值。

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