液晶显示图像的背光补偿方法及装置、存储介质、终端
阅读：243发布：2020-05-08
专利汇可以提供液晶显示图像的背光补偿方法及装置、存储介质、终端专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 液晶 显示图像的 背光 补偿方法及装置、存储介质、终端，所述背光补偿方法包括：计算图像在HSV 颜色 空间的明度分量直方图；根据所述明度分量直方图的 像素 分布比例确定所述图像的 亮度 与 对比度 类型；根据确定的图像亮度与对比度类型估计所述图像的背光值；基于所述背光值对低频部分图像和高频部分图像进行背光补偿，其中，所述低频部分图像和高频部分图像是对所述图像进行分频处理得到的。通过本 发明 实施例 提供的技术方案，可以节省液晶显示图像的背光功耗，又能尽量保存液晶显示图像的局部细节。，下面是液晶显示图像的背光补偿方法及装置、存储介质、终端专利的具体信息内容。
1.一种液晶显示图像的背光补偿方法，其特征在于，包括：
计算图像在HSV颜色空间的明度分量直方图；
根据所述明度分量直方图的像素分布比例确定所述图像的亮度与对比度类型；
根据确定的亮度与对比度类型估计所述图像的背光值；
基于所述背光值对低频部分图像和高频部分图像进行背光补偿，其中，所述低频部分图像和高频部分图像是对所述图像进行分频处理得到的。
2.根据权利要求1所述的背光补偿方法，其特征在于，所述根据所述明度分量直方图的像素分布比例确定所述图像的所述图像的亮度与对比度类型与对比度类型包括：
按照所述明度分量直方图的像素分布比例对所述直方图进行划分，以得到多个分段；
将各个分段中的像素点的最大灰度值与最小灰度值的差值确定为各自分段的灰阶范围；
根据各个分段的灰阶范围确定所述图像的亮度与对比度类型。
3.根据权利要求2所述的背光补偿方法，其特征在于，所述按照所述明度分量直方图的像素分布比例对所述直方图进行分段包括：
将所述明度分量直方图中像素分布比例处于第一比例区间的部分确定为第一分段，所述第一比例区间自预设第一阈值起至预设第二阈值结束；
将所述像素分布比例处于第二比例区间的部分确定为第二分段，所述第二比例区间自所述预设第二阈值起至预设第三阈值结束；
将所述像素分布比例高于所述预设第三阈值的部分确定为第三分段。
4.根据权利要求3所述的背光补偿方法，其特征在于，所述将各个分段中的像素点的最大灰度值与最小灰度值的差值确定为各自分段的灰阶范围包括：将所述第一分段中像素点的最大灰度值与最小灰度值的差值确定为第一分段的灰阶范围diff1；
将所述第二分段中像素点的最大灰度值与最小灰度值的差值确定为第二分段的灰阶范围diff2；
将所述第三分段中像素点的最大灰度值与最小灰度值的差值确定为第三分段的灰阶范围diff3。
5.根据权利要求4所述的背光补偿方法，其特征在于，所述根据各个分段的灰阶范围确定所述图像的亮度与对比度类型包括：
将diff1、diff2和diff3中的最大值确定为所述明度分量直方图的最大灰阶范围maxdiff；
当maxdiff等于diff3且maxdiff≤预设灰阶范围时，将所述图像的亮度与对比度类型确定为第一类型；
当maxdiff等于diff3且maxdiff>预设灰阶范围时，将所述图像的亮度与与对比度类型确定为第二类型；
当maxdiff不等于diff3且maxdiff≤预设灰阶范围时，将所述图像的亮度与对比度类型确定为第三类型。
6.根据权利要求5所述的背光补偿方法，其特征在于，所述根据确定的图像类别估计所述图像的背光值包括：
对于所述第一类型的图像，将其背光值确定为0.8；
对于所述第二类型的图像，将其背光值确定为0.5+mean(V)，mean(V)表示所述HSV颜色空间的明度分量的所有可能取值的平均值；
对于所述第三类型的图像，利用所述明度分量直方图的灰度特性估计所述图像的背光值。
7.根据权利要求6所述的背光补偿方法，其特征在于，所述利用所述明度分量直方图的灰度特性估计所述第三类型的图像的背光值包括：
按照明度从小到大的顺序排布所述图像的明度分量直方图中的像素点，以得到前第一预设比例的像素点的灰度值；
利用所述前第一预设比例的像素点的灰度分布特性估计所述第三类型的图像的背光值。
8.根据权利要求7所述的背光补偿方法，其特征在于，基于所述背光值对所述低频部分图像进行背光补偿包括：
如果所述图像为所述第三类型的图像，那么对所述图像中的低频部分图像进行背光补偿时，根据所述第三类型的图像的背光值确定补偿因子，并利用所述补偿因子线性背光补偿所述直方图中的前第一预设比例的像素点，采用低于所述补偿因子的斜率线性映射所述直方图中的后第二预设比例的像素点为最高明度，所述最高明度的取值等于所述明度分量的最大可能取值，所述第一预设比例大于所述第二预设比例，且所述第一预设比例与所述第二预设比例之和为1。
9.根据权利要求5所述的背光补偿方法，其特征在于，所述基于所述背光值对低频部分图像进行背光补偿包括：
如果所述图像为所述第一类型的图像，那么对所述图像中的低频部分图像采用抛物线的对比度拉伸方法进行拉伸；
如果所述图像为所述第二类型的图像，那么对所述图像中的低频部分图像采用倒S曲线的对比度拉伸方法进行拉伸。
10.根据权利要求1所述的背光补偿方法，其特征在于，基于所述背光值对高频部分图像进行背光补偿包括：
基于所述背光值确定补偿因子，并基于所述补偿因子对所述高频部分图像进行线性背光补偿。
11.根据权利要求1所述的背光补偿方法，其特征在于，所述低频部分图像和高频部分图像是对所述图像进行分频处理得到的指的是：对所述图像的明度分量低通滤波得到所述低频部分图像和高频部分图像。
12.根据权利要求1所述的背光补偿方法，其特征在于，在计算图像在HSV颜色空间的明度分量直方图之前，还包括：
将所述图像从RGB颜色空间转换至HSV颜色空间。
13.一种液晶显示图像的背光补偿装置，其特征在于，包括：
计算模块，适于计算图像在HSV颜色空间的明度分量直方图；
确定模块，适于根据所述明度分量直方图的像素分布比例确定所述图像的亮度与对比度类型；
估计模块，适于根据确定的亮度与对比度类型估计所述图像的背光值；
补偿模块，适于基于所述背光值对低频部分图像和高频部分图像进行背光补偿，其中，所述低频部分图像和高频部分图像是对所述图像进行分频处理得到的。
14.一种存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令运行时执行权利要求1至12中任一项所述方法的步骤。
15.一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，其特征在于，所述处理器运行所述计算机指令时执行权利要求1至12中任一项所述方法的步骤。
液晶显示图像的背光补偿方法及装置、存储介质、终端
技术领域
[0001] 本发明涉及液晶显示技术领域，具体地涉及一种液晶显示图像的背光补偿方法及装置、存储介质、终端。
背景技术
[0002] 液晶显示设备(例如，液晶显示屏(Liquid Crystal Display，简称LCD))存在对比度低、功耗高的缺点，目前主要采用背光调光技术改善液晶显示对比度，并降低功耗。
[0003] 现有技术中，调整液晶显示设备背光时，为了使显示出来的图像亮度不发生变化，通常对原始图像的低亮度部分进行背光补偿以提升亮度，对高亮度部分进行同比例系数背光补偿不同比例系数背光补偿，以尽量避免出现亮度过饱和现象。
[0004] 然而，对各种类型的图像均采用统一的方法处理，将无法兼顾各个图像的特殊特性。例如，对于部分图像，其节能效果较好，但可能丢失局部细节；或者，反之，为保存细节，就可能因提高背光亮度而降低节能效果。又例如，当估计出的背光值不够准确时，可能导致补偿后的图像效果不佳，或者，为避免出现过饱和现象可能导致图像的对比度下降。
[0005] 因而，亟需设计一种能够适用于各种类型图像的背光补偿方案。
发明内容
[0006] 本发明解决的技术问题是如何即可节省液晶显示图像的背光功耗，又能尽量保存液晶显示图像的局部细节。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种液晶显示图像的背光补偿方法，包括：计算图像在HSV颜色空间的明度分量直方图；根据所述明度分量直方图的像素分布比例确定所述图像的亮度与对比度类型；根据确定的亮度与对比度类型估计所述图像的背光值；基于所述背光值对低频部分图像和高频部分图像进行背光补偿，其中，所述低频部分图像和高频部分图像是对所述图像进行分频处理得到的。
[0008] 可选的，所述根据所述明度分量直方图的像素分布比例确定所述图像的亮度与对比度类型包括：按照所述明度分量直方图的像素分布比例对所述直方图进行划分，以得到多个分段；将各个分段中的像素点的最大灰度值与最小灰度值的差值确定为各自分段的灰阶范围；根据各个分段的灰阶范围确定所述图像的亮度与对比度类型。
[0009] 可选的，所述按照所述明度分量直方图的像素分布比例对所述直方图进行分段包括：将所述明度分量直方图中像素分布比例处于第一比例区间的部分确定为第一分段，所述第一比例区间自预设第一阈值起至预设第二阈值结束；将所述像素分布比例处于第二比例区间的部分确定为第二分段，所述第二比例区间自所述预设第二阈值起至预设第三阈值结束；将所述像素分布比例高于所述预设第三阈值的部分确定为第三分段。
[0010] 可选的，所述将各个分段中的最大灰度值与最小灰度值的差值确定为各个分段的灰阶范围包括：将所述第一分段中最大灰度值与最小灰度值的差值确定为第一分段的灰阶范围diff1；将所述第二分段中像素点的最大灰度值与最小灰度值的差值确定为第二分段的灰阶范围diff2；将所述第三分段中像素点的最大灰度值与最小灰度值的差值确定为第三分段的灰阶范围diff3。
[0011] 可选的，所述根据各个分段的灰阶范围确定所述图像的亮度与对比度类型包括：将diff1、diff2和diff3中的最大值确定为所述明度分量直方图的最大灰阶范围maxdiff；
当maxdiff等于diff3且maxdiff≤预设灰阶范围时，将所述图像的亮度与对比度类型确定为第一类型；当maxdiff等于diff3且maxdiff>预设灰阶范围时，将所述图像的亮度与对比度类型确定为第二类型；当maxdiff不等于diff3且maxdiff≤预设灰阶范围时，将所述图像的亮度与对比度类型确定为第三类型。
当maxdiff等于diff3且maxdiff≤预设灰阶范围时，将所述图像的亮度与对比度类型确定为第一类型；当maxdiff等于diff3且maxdiff>预设灰阶范围时，将所述图像的亮度与对比度类型确定为第二类型；当maxdiff不等于diff3且maxdiff≤预设灰阶范围时，将所述图像的亮度与对比度类型确定为第三类型。
[0012] 可选的，所述根据确定的图像类别估计所述图像的背光值包括：对于所述第一类型的图像，将其背光值确定为0.8；对于所述第二类型的图像，将其背光值确定为0.5+mean(V)，mean(V)表示所述HSV颜色空间的明度分量的所有可能取值的平均值；对于所述第三类型的图像，利用所述明度分量直方图的灰度特性估计所述图像的背光值。
[0013] 可选的，所述利用所述明度分量直方图的灰度特性估计所述第三类型的图像的背光值包括：按照明度从小到大的顺序排布所述图像的明度分量直方图中的像素点，以得到前第一预设比例的像素点的灰度值；利用所述前第一预设比例的像素点的灰度分布特性估计所述第三类型的图像的背光值。
[0014] 可选的，基于所述背光值对所述低频部分图像进行背光补偿包括：如果所述图像为所述第三类型的图像，那么对所述图像中的低频部分图像进行背光补偿时，根据所述第三类型的图像的背光值确定补偿因子，并利用所述补偿因子线性背光补偿所述直方图中的前第一预设比例的像素点，采用低于所述补偿因子的斜率线性映射所述直方图中的后第二预设比例的像素点为最高明度，所述最高明度的取值等于所述明度分量的最大可能取值，所述第一预设比例大于所述第二预设比例，且所述第一预设比例与所述第二预设比例之和为1。
[0015] 可选的，所述基于所述背光值对低频部分图像进行背光补偿包括：如果所述图像为所述第一类型的图像，那么对所述图像中的低频部分图像采用抛物线的对比度拉伸方法进行拉伸；如果所述图像为所述第二类型的图像，那么对所述图像中的低频部分图像采用倒S曲线的对比度拉伸方法进行拉伸。
[0016] 可选的，基于所述背光值对高频部分图像进行背光补偿包括：基于所述背光值确定补偿因子，并基于所述补偿因子对所述高频部分图像进行线性背光补偿。
[0017] 可选的，所述低频部分图像和高频部分图像是对所述图像进行分频处理得到的指的是：对所述图像的明度分量低通滤波得到所述低频部分图像和高频部分图像。
[0018] 可选的，在计算图像在HSV颜色空间的明度分量直方图之前，所述背光补偿方法还包括：将所述图像从RGB颜色空间转换至HSV颜色空间。
[0019] 为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种液晶显示图像的背光补偿装置，包括：计算模块，适于计算图像在HSV颜色空间的明度分量直方图；确定模块，适于根据所述明度分量直方图的像素分布比例确定所述图像的亮度与对比度类型；估计模块，适于根据确定的亮度与对比度类型估计所述图像的背光值；补偿模块，适于基于所述背光值对低频部分图像和高频部分图像进行背光补偿，其中，所述低频部分图像和高频部分图像是对所述图像进行分频处理得到的。
[0020] 为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述方法的步骤。
[0021] 为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述处理器运行所述计算机指令时执行上述方法的步骤。
[0022] 与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
[0023] 本发明实施例提供一种液晶显示图像的背光补偿方法，包括：计算图像在HSV颜色空间的明度分量直方图；根据所述明度分量直方图的像素分布比例确定所述图像的亮度与对比度类型；根据确定的亮度与对比度类型估计所述图像的背光值；基于所述背光值对低频部分图像和高频部分图像进行背光补偿；其中，所述低频部分图像和高频部分图像是对所述图像进行分频处理得到的。通过本发明实施例提供的技术方案，首先根据明度分量的直方图确定图像的整体亮暗状态及对比度，并根据不同亮暗状态及对比度得到不同的背光值，之后基于所述背光值分别对低频部分图像和高频图像部分进行背光补偿，以节省液晶显示图像的背光功耗，又能尽量保存液晶显示图像的局部细节。
[0024] 进一步，按照所述明度分量直方图的像素分布比例对所述直方图进行划分，以得到多个分段；将各个分段中的像素点的最大灰度值与最小灰度值的差值确定为各个分段的灰阶范围；根据各个分段的灰阶范围确定所述图像的亮度与对比度类型。本发明实施例提供的技术方案，通过对所述像素分布比例进行分段，并利用各个分段的灰阶范围得到图像的亮度与对比度类型，可以更加精确地估计出图像的整体灰度分布特性，有利于得到更精确的背光值。进一步，可以根据图像的不同亮暗情况与对比度类型分别处理，有效避免高亮度区域和低亮度区域的对比度下降，进一步提高处理后的图像质量。
[0025] 进一步，如果所述图像为所述第一类型的图像，那么对所述图像中的低频部分图像采用抛物线的对比度拉伸方法进行拉伸；如果所述图像为所述第二类型的图像，那么对所述图像中的低频部分图像采用倒S曲线的对比度拉伸方法进行拉伸。通过本发明实施例提供的技术方案，采用对比度拉伸方法对图像进行处理，可以有效防止亮度图像灰度值较大的区域因补偿带来的局部细节丢失，有利于提高处理后的图像质量。附图说明
[0026] 图1是现有技术的一种背光补偿图像前后对比的曲线示意图；
[0027] 图2是现有技术的又一种背光补偿图像前后对比的曲线示意图；
[0028] 图3是现有技术的另一种背光补偿图像前后对比的曲线示意图；
[0029] 图4是现有技术的一种图像的背光补偿方法的流程框图；
[0030] 图5是本发明实施例提供一种液晶显示图像的背光补偿方法的流程示意图；
[0031] 图6是本发明实施例得到的一种图像的明度分量直方图的示意图；
[0032] 图7是图5所示步骤S502的一种具体实施方式的流程示意图；
[0033] 图8是本发明实施例中的第二类型的明度分量直方图的示意图；
[0034] 图9是本发明实施例中的第二类型的明度分量直方图的示意图；
[0035] 图10是本发明实施例采用的一种抛物线进行对比度拉伸的曲线示意图；
[0036] 图11是本发明实施例采用的一种倒S曲线进行对比度拉伸的曲线示意图；
[0037] 图12是本发明实施例的一种基于分段的背光补偿的曲线示意图；
[0038] 图13是本发明实施例得到的又一种图像的明度分量直方图分布的示意图；
[0039] 图14是本发明实施例的一种液晶显示图像的背光补偿装置的结构示意图。
具体实施方式
[0040] 如背景技术所言，现有技术难以在节省液晶显示图像功耗的同时，又能保存液晶显示图像的局部细节。
[0041] 具体而言，液晶显示系统满足如下公式： 其中，Ifull为背光亮度未调整时人眼所能觉察到的亮度，BLfull为未调整的背光亮度，CVfull为未调整背光亮度时显示图像的象素值。
[0042] 如果降低待显示图像的背光值，需满足如下公式：其中，Ireduce为背光亮度调整时人眼所能觉察到的亮度，
BLreduce为调整后的背光亮度，CVreduce为调整背光亮度后显示图像的象素值。
BLreduce为调整后的背光亮度，CVreduce为调整背光亮度后显示图像的象素值。
[0043] 为了使背光亮度调整前后人眼感受到的亮度值一样，即Ifull＝Ireduce，则[0044]
[0045] 其中， 为补偿因子。
[0046] 因此，在背光降低为原来k倍时，相应图像内容的红(Red，简称R)、绿(Green，简称G)、蓝(Blue，简称B)颜色空间的各分量值同乘补偿因子k，人眼所能觉察到的显示在液晶屏幕上的图像没有任何变化。
[0047] 如图1所示，在LCD设备背光调整时，为了使显示出来的图像亮度不发生变化，可以对原始图像的低亮度部分进行线性补偿(即图中实线显示部分)，以提升亮度。然而，如果对高亮度部分进行同比例系数补偿，将出现过饱和现象。例如，高亮度区域的亮度值大于等于240时，如果补偿因子为1.2，那么乘以补偿因子1.2得到的值为288，显然所述高亮度区域超过最大值255，会出现过饱和现象。在这种情况下，不适于对整幅图像按同一比例系数进行图像亮度补偿。
[0048] 图2是现有技术的一种图像背光补偿方法的曲线示意图。如图2所示，为避免过饱和现象出现，对于图像高亮度区域(例如，输入图像亮度值超过100)采用曲线平滑进行背光补偿。图3是现有技术的又一种图像背光补偿方法的曲线示意图。如图3所示，为避免过饱和现象出现，对于图像高亮度区域(例如，输入图像亮度值超过100)采用斜率更小的线段进行映射，以完成亮度图像背光补偿。图2和图3给出的背光补偿方法对于图像的低亮度区域能够得到较好的效果，但会降低图像的高亮度区域的对比度。
[0049] 为了尽可能减小背光补偿后图像局部对比度的下降，已有方案提出将图像亮度补偿和图像直方图均衡进行融合，该处理方法对于灰度分布较均匀的图像能够产生较好的效果。但对于灰度分布不均匀的图像，处理后图像整体色彩不够自然，甚至严重失真。
[0050] 图4是现有技术的一种图像背光补偿方法的流程框图。如图4所示，在得到图像后，可以对图像的亮度进行低通滤波，并将得到的低频段图像进行低频非线性补偿，高频段图像进行高频线性补偿，以得到补偿后的输出图像，该方法能够对保持图像的局部细节起到一定作用。
[0051] 现有技术中，为了避免全局背光估计和背光补偿的弊端，有方案提出首先采用主观方式对图像进行分类，然后计算得到图像的亮度分类阈值和对比度分类阈值，之后根据图像的类别计算背光调整因子和背光补偿S曲线。然而主观分类误差大，且随着分类数目的增多，背光调整处理的复杂度也会随之增高，且该方案提出的背光调整因子与背光补偿S曲线不相关，无法保证背光调整前后图像显示效果不变，有可能出现图像失真现象。此外，采用S曲线对图像背光补偿，高亮度区域和低亮度区域的对比度会有所下降，处理后的图像质量不一定好。
[0052] 综上所述，现有技术方案主要是对图像的直方图分布特性进行全局分析，然后估计出合适的背光亮度，最后对原始亮度图像进行背光补偿，主要补偿方法为线性补偿和非线性补偿。上述背光补偿方法对于图像的低亮度区域能够得到较好的效果，但是均会降低高亮度区域的对比度。尽管现有技术为了防止亮度图像灰度值较大的区域因补偿带来的局部细节丢失而加入细节增强算法，但是由于现有技术中对各种类型的图像均采用统一的方法无法兼顾不同图像的特殊特性，一方面可能因估计出来的背光亮度不够准确，最终导致补偿后的图像效果不佳，另一方面，对于高亮度图像或者图像的高亮度区域，采用线性或者非线性处理，造成图像的对比度下降。例如，对于整体较亮的图像，接近亮度饱和的区域所占比例较多，不管怎样补偿，该高亮度区域都会丢失一些细节信息。如果丢失的细节信息对图像不重要，或者图像本身细节信息很少，那么采用该方法能够达到预期效果。但如果图像的细节信息比较多，或者丢失的细节信息刚好在人眼比较敏感的区域，那么即使加入细节增强算法，采用该方法仍然达不到预期效果。
[0053] 为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种液晶显示图像的背光补偿方法，包括：计算图像在HSV颜色空间的明度分量直方图；根据所述明度分量直方图的像素分布比例确定所述图像的亮度与对比度类型；根据确定的亮度与对比度类型估计所述图像的背光值；基于所述背光值对低频部分图像和高频部分图像进行背光补偿，其中，所述低频部分图像和高频部分图像是对所述图像进行分频处理得到的。通过本发明实施例提供的技术方案，首先根据明度分量的直方图确定图像的亮度及对比度，并根据不同亮暗情况及对比度得到不同的背光值，之后基于所述背光值分别对低频部分图像和高频图像部分进行背光补偿，以节省液晶显示图像的背光功耗，又能尽量保存液晶显示图像的局部细节。
[0054] 为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0055] 图5是本发明实施例提供一种液晶显示图像的背光补偿方法的流程示意图。所述背光补偿方法可以包括以下步骤：
[0056] 步骤S501，计算图像在HSV颜色空间的明度分量直方图；
[0057] 步骤S502，根据所述明度分量直方图的像素分布比例确定所述图像的亮度与对比度类型；
[0058] 步骤S503，根据确定的亮度与对比度类型估计所述图像的背光值；
[0059] 步骤S504，基于所述背光值对低频部分图像和高频部分图像进行背光补偿，其中，所述低频部分图像和高频部分图像是对所述图像进行分频处理得到的。
[0060] 具体而言，图像是由像素构成的，反映像素分布的直方图可以反映出图像的对比度，明暗程度等特征。在具体实施中，可以计算得到所述图像的HSV颜色空间的明度分量直方图。
[0061] 在步骤S501中，可以将GRB颜色空间的图像转换为色调、饱和度、值(Hue，Saturation，Value，简称HSV)颜色空间的图像。所述HSV颜色空间也称为六角锥体模型(Hexcone Model)，该模型中颜色的参数分别为色调(H)，饱和度(S)，明度(V，亦即亮度)。得到所述HSV颜色空间的图像后，可以对其中的明度分量计算器明度分量直方图。例如，图6是本发明实施例得到的一种图像的明度分量直方图的示意图。如图6所示，所述明度分量直方图可以反映图像像素分布的统计图，其横坐标代表图像像素的灰度值(例如，0至255)，纵坐标代表每种灰度值在图像中的像素总数。具体实施时，纵坐标也可以表示各颜色像素占所有像素个数的百分比。
[0062] 在步骤S502中，可以根据所述明度分量直方图的像素分布比例确定所述图像的亮度与对比度类型。
[0063] 图7是图5所示步骤S502的一种具体实施方式的流程示意图。如图7所示，可以按照如下步骤确定所述图像的亮度与对比度类型：
[0064] 步骤S5021，按照所述明度分量直方图的像素分布比例对所述直方图进行划分，以得到多个分段；
[0065] 步骤S5022，将各个分段中的像素点的最大灰度值与最小灰度值的差值确定为各个分段的灰阶范围；
[0066] 步骤S5023，根据各个分段的灰阶范围确定所述图像的亮度与对比度类型。
[0067] 具体而言，在步骤S5021中，可以对所述图像的明度分量的直方图进行分段分析，例如，分成三段。更具体而言，可以将所述明度分量直方图中像素分布比例处于第一比例区间的部分确定为第一分段，所述第一比例区间自预设第一阈值起至预设第二阈值结束；可以将所述像素分布比例处于第二比例区间的部分确定为第二分段，所述第二比例区间自所述预设第二阈值起至预设第三阈值结束；可以将所述像素分布比例高于所述预设第三阈值的部分确定为第三分段。
[0068] 例如，所述预设第一阈值为40％，所述预设第二阈值为60％，所述预设第三阈值为80％。此时，所述第一分段为所述明度分量直方图中像素在总像素个数的40％到60％之间的区域。所述第二分段为所述明度分量直方图中像素在总像素个数的60％到80％之间的区域。所述第三分段为所述明度分量直方图中像素在总像素个数的80％到100％之间的区域。
[0069] 在步骤S5022中，可以将各个分段中的像素点的最大灰度值与最小灰度值的差值确定为各个分段的灰阶范围。在具体实施中，可以得到每一分段的像素点的最小灰度值与最大灰度值。作为一个非限制性的例子，可以将每一分段中的像素点的最大灰度值与最小灰度值的差值确定为各个分段的灰阶范围。
[0070] 例如，可以将所述第一分段中像素点的最大灰度值与最小灰度值的差值确定为第一分段的灰阶范围，为diff1；可以将所述第二分段中像素点的最大灰度值与最小灰度值的差值确定为第二分段的灰阶范围，为diff2；可以将所述第三分段中像素点的最大灰度值与最小灰度值的差值确定为第三分段的灰阶范围，为diff3。
[0071] 在步骤S5023中，可以根据各个分段的灰阶范围的大小关系确定所述图像的亮度与对比度类型。具体实施时，在得到各个分段的灰阶范围之后，可以将各个分段的灰阶范围中的最大值确定为所述明度分量直方图的最大灰阶范围maxdiff。
[0072] 作为一个非限制性的例子，当所述明度分量直方图分为三个分段，且每一分段的灰阶范围分别为diff1、diff2和diff3时，所述明度分量直方图的最大灰阶范围则为diff1、diff2、diff3中的最大值maxdiff。
[0073] 当maxdiff＝diff3且maxdiff≤预设灰阶范围时，可以将所述图像的亮度与对比度类型确定为第一类型，此时，图像整体偏亮且对比度较小；当maxdiff＝diff3且maxdiff>预设灰阶范围时，可以将所述图像的亮度与对比度类型确定为第二类型，此时，图像整体偏亮且对比度较大；当maxdiff≠diff3且maxdiff≤预设灰阶范围时，可以将所述图像的亮度与对比度类型确定为第三类型，此时，图像整体偏暗。其中，所述预设灰阶范围可以为80。
[0074] 具体实施中，图6可以作为本发明实施例中的第一类型的明度分量直方图的示意图，从所述明度分量直方图中可以得知该图像整体偏亮且对比度较小。图8是本发明实施例中的第二类型的明度分量直方图的示意图，从所述明度分量直方图中可以得知该图像整体偏亮且对比度较大。图9是本发明实施例中的第三类型的明度分量直方图的示意图，从所述明度分量直方图中可以得知该图像整体偏暗。
[0075] 在步骤S503中，可以根据确定的图像亮度估计所述图像的背光值。当所述图像的亮度与对比度类型为第一类型时，可以设置所述图像的背光值为0.8。当所述图像的亮度与对比度类型为第二类型时，可以设置所述图像的背光值为0.5+mean(V)，mean(V)表示所述HSV颜色空间的明度分量的所有可能取值的平均值。通常而言，V的可能取值为[0，255]。
[0076] 当所述图像的亮度与对比度类型为第三类型时，所述图像的背光值可以利用所述明度分量直方图的灰度特性进行估计，例如，可以采用现有技术对所述图像的背光值进行估计，这里不再赘述。优选地，可以按照明度从小到大的顺序排布所述图像的明度分量直方图中的像素点，以得到前第一预设比例的像素点的灰度值，之后，利用所述前第一预设比例的像素点的灰度值估计所述第三类型的图像的背光值。
[0077] 例如，可以设置所述第一预设比例为95％。具体而言，可以按照明度从小到大的顺序排布所述图像的明度分量直方图中的像素点，并根据所述明度分量中前95％的像素范围内的像素点得到所述第三图像的背光值。具体而言，在对像素点按照明度从小到大排序后，可以确定所述明度分量中前95％的像素范围内的像素点，之后计算该像素范围内的最大灰度值max和平均灰度值avg的差值dif，并利用公式corr＝1/2·(dif+dif2/256)计算所述差值的二次函数确定相关值，再利用公式BL＝avg+corr，从而得到估计出的背光值。其中，BL表示背光值，corr表示相关值。
[0078] 在步骤S504中，在得到所述图像的背光值之后，可以对所述图像进行背光补偿。具体实施中，可以将所述图像的明度分量进行低通滤波处理，以得到低频部分图像和高频部分图像。之后，对所述低频部分图像和所述高频部分图像分别进行背光补偿。
[0079] 具体而言，当所述图像为所述第一类型的图像时，可以对所述图像中的低频部分图像采用抛物线的对比度拉伸方法进行拉伸，并基于确定的背光值确定补偿因子，之后基于所述补偿因子对所述高频部分图像进行线性背光补偿。
[0080] 当所述图像为所述第二类型的图像时，可以对所述图像中的低频部分图像采用倒S曲线的对比度拉伸方法进行拉伸，并基于确定的背光值确定补偿因子，之后基于所述补偿因子对所述高频部分图像进行线性背光补偿。
[0081] 当所述图像为所述第三类型的图像且对所述图像中的低频部分图像进行背光补偿时，可以根据所述第三类型的图像的背光值确定补偿因子，并利用所述补偿因子线性背光补偿所述直方图中的前第一预设比例(例如，95％)的像素点，之后采用低于所述补偿因子的斜率线性映射所述直方图中的后第二预设比例(例如，5％)的像素点为最高明度。
[0082] 其中，所述最高明度的取值等于所述明度分量的最大可能取值，例如，最大取值可以为255，所述第一预设比例大于所述第二预设比例，且所述第一预设比例与所述第二预设比例之和为1。
[0083] 作为一个非限制性的例子，假设预设灰阶范围为80，预设第一阈值为40％，预设第二阈值为60％，预设第三阈值为80％，第一预设比例为95％，第二预设比例为5％。第一分段的灰阶范围diff1。且图像划分为第一分段、第二分段和第三分段，diff1表示第一分段的灰阶范围，diff2表示第二分段的灰阶范围，diff3表示第三分段的灰阶范围。maxdiff表示所述明度分量直方图的最大灰阶范围，等于diff1、diff2和diff3中的最大值。在确定图像的背光值之后，可以对所述图像进行分频，得到低频部分图像和高频部分图像，并分别利用背光值分别对低频部分图像和高频部分图像进行背光补偿。
[0084] 具体而言，如果maxdiff≠diff3，则表明所述图像的高亮度区域占比相对较多但对比度较小，为避免大量高亮度区域过饱和，因而可以对所述图像进行非线性拉伸，以调整图像的局部对比度。此时，即使背光亮度降低，图像的视觉效果也较好。
[0085] 参考图6，当maxdiff≤80时，该图像的背光值BL＝0.8。对该图像的低频部分图像进行对比度拉伸时，可以采用抛物线曲线拉伸。图10是本发明实施例采用的一种抛物线进行对比度拉伸的曲线示意图。例如，抛物线方程可以为y＝0.2x2+0.8x，当采用该抛物线对图像中高亮度区域进行对比度拉伸时，即使背光亮度降低20％，但视觉上反而感觉更清晰。当对高频部分进行背光补偿时，可以基于所述背光值确定补偿因子，并基于所述补偿因子对所述高频部分图像进行线性背光补偿。
[0086] 当maxdiff≠diff3且maxdiff>80时，图像的明度分量直方图可以参考图8，表明所述图像的高亮度区域占比较多但对比度较大。该图像的背光值BL可以为：BL＝0.5+mean(V)，V表示所述图像的明度分量的所有可能取值，mean(V)表示对V取均值。对该图像的低频部分图像进行对比度拉伸时，可以采用倒“S”曲线拉伸，以对所述图像的高亮度区域(例如，V远大于mean(V))和低亮度区域(例如，V远小于mean(V))区域的对比度进行拉伸，且对中亮度区域(例如，(V约等于mean(V))的对比度进行压缩。图11给出了本发明实施例采用的一种倒S曲线进行对比度拉伸的曲线示意图。采用图11所示的倒S曲线进行对比度拉伸时，由于所述图像的中亮度区域所占比例较少，因而对图像整体影响不大。当对高频部分进行背光补偿时，可以基于所述背光值确定补偿因子，并基于所述补偿因子对所述高频部分图像进行线性背光补偿。
[0087] 继续参考图9，如果maxdiff＝diff3，则表明所述图像整体亮度偏暗。当maxdiff>80时，可以根据现有技术中直方图特性估计背光值，并根据背光值进行背光补偿。进一步，可以按照明度从小到大的顺序排布所述图像的明度分量直方图中的像素点，并根据所述明度分量中前95％的像素范围内的像素点得到所述图像的背光值。之后，根据所述背光值进行背光补偿。进行背光补偿时，可以通过查表(例如，表1)确定与背光值相对应的补偿因子。
表1显示不同的背光值对应不同的补偿因子。
表1显示不同的背光值对应不同的补偿因子。
[0088] 表1
[0089]背光值 0 0.01 0.02 0.03 .... 0.97 0.98 0.99 1
补偿因子 4.90 4.19 4.17 4.15 .... 1.01 1.01 1.00 1.00
补偿因子 4.90 4.19 4.17 4.15 .... 1.01 1.01 1.00 1.00
[0090] 图12是本发明实施例的一种分段背光补偿的曲线示意图。参考图12，对所述图像的低频部分图像进行背光补偿时，可以在确定所述图像的明度分量直方图中前pix1(例如，pix1＝95％)的像素范围内的线性补偿之后，对剩余的部分(例如，5％)的图像区域，可以直接线性补偿到最高明度，为255。当对高频部分进行背光补偿时，可以基于所述背光值确定补偿因子，并基于所述补偿因子对所述高频部分图像进行线性背光补偿。图13是本发明实施例得到的一种图像的明度分量直方图分布的示意图。参考图13，当maxdiff＝diff3，且maxdiff≤80时，该图像的灰度普遍集中在中高亮度区域，可以不对该类图像进行处理。
[0091] 由上，通过本发明实施例提供的技术方案，可以具有以下优点：进行背光估计时，相比传统的基于直方图特性进行全局估计背光值的方法，本发明实施例对直方图进行分段得到不同图像亮度与对比度类型，并按照各个类型估计背光值，以兼顾图像的特殊性，得到更精确的背光值。进行背光补偿时，相比传统的背光补偿方法，本发明实施例对于整体偏亮的图像仅做非线性对比度拉伸，不会因背光降低而影响图像的视觉效果，对于整体较暗的图像进行背光估计和背光补偿，使得背光补偿后图像的对比度下降很小，有利于保全图像的局部细节。从而可以节省液晶显示图像的背光功耗，又能尽量保存液晶显示图像的局部细节。
[0092] 图14是本发明实施例的一种液晶显示图像的背光补偿装置的结构示意图。所述液晶显示图像的背光补偿装置4(以下简称背光补偿装置4)可以应用于液晶显示设备，本领域技术人员理解，本发明实施例可以用于实施上述图5、图7所示的方法技术方案。
[0093] 具体而言，所述背光补偿装置4可以包括：计算模块41、确定模块42、估计模块43和补偿模块44。
[0094] 具体实施中，所述计算模块41适于计算图像在HSV颜色空间的明度分量直方图；所述确定模块42适于根据所述明度分量直方图的像素分布比例确定所述图像的亮度与对比度类型；所述估计模块43适于根据确定的图像亮度与对比度类型估计所述图像的背光值；所述补偿模块44适于基于所述背光值对低频部分图像和高频部分图像进行背光补偿，其中，所述低频部分图像和高频部分图像是对所述图像进行分频处理得到的。
[0095] 具体实施中，所述确定模块42可以包括划分子模块421、第一确定子模块422和第二确定子模块423。具体而言，所述划分子模块421适于按照所述明度分量直方图的像素分布比例对所述直方图进行划分，以得到多个分段；所述第一确定子模块422适于将各个分段中的像素点的最大灰度值与最小灰度值的差值确定为各自分段的灰阶范围；所述第二确定子模块423适于根据各个分段的灰阶范围确定所述图像的亮度与对比度类型。
[0096] 具体实施中，所述划分子模块421适于将所述明度分量直方图中像素分布比例处于第一比例区间的部分确定为第一分段，所述第一比例区间自预设第一阈值起至预设第二阈值结束；将所述像素分布比例处于第二比例区间的部分确定为第二分段，所述第二比例区间自所述预设第二阈值起至预设第三阈值结束；将所述像素分布比例高于所述预设第三阈值的部分确定为第三分段。
[0097] 具体实施中，所述第一确定子模块422适于将所述第一分段中像素点的最大灰度值与最小灰度值的差值确定为第一分段的灰阶范围diff1，将所述第二分段中像素点的最大灰度值与最小灰度值的差值确定为第二分段的灰阶范围diff2，将所述第三分段中像素点的最大灰度值与最小灰度值的差值确定为第三分段的灰阶范围diff3。
[0098] 具体实施中，所述确定模块42还适于将diff1、diff2和diff3中的最大值确定为所述明度分量直方图的最大灰阶范围maxdiff；当maxdiff等于diff3且maxdiff≤预设灰阶范围时，将所述图像的亮度与对比度类型确定为第一类型；当maxdiff等于diff3且maxdiff>预设灰阶范围时，将所述图像的亮度与对比度类型确定为第二类型；当maxdiff不等于diff3且maxdiff≤预设灰阶范围时，将所述图像的亮度与对比度类型确定为第三类型。
[0099] 在具体实施中，所述估计模块43可以包括：第三确定子模块431，适于对于所述第一类型的图像，将其背光值确定为0.8；第四确定子模块432，适于对于所述第二类型的图像，将其背光值确定为0.5+mean(V)，mean(V)表示所述HSV颜色空间的明度分量的所有可能取值的平均值；估计子模块433，适于对于所述第三类型的图像，利用所述明度分量直方图的灰度特性估计所述图像的背光值。
[0100] 在具体实施中，估计子模块433还适于按照明度从小到大的顺序排布所述图像的明度分量直方图中的像素点，以得到前第一预设比例的像素点的灰度值；利用所述前第一预设比例的像素点的灰度分布特性估计所述第三类型的图像的背光值。
[0101] 在具体实施中，所述补偿模块44可以包括：第一补偿子模块441，如果所述图像为所述第三类型的图像，那么所述第一补偿子模块441适于对所述图像中的低频部分图像进行背光补偿时，根据所述第三类型的图像的背光值确定补偿因子，并利用所述补偿因子线性背光补偿所述直方图中的前第一预设比例的像素点，采用低于所述补偿因子的斜率线性映射所述直方图中的后第二预设比例的像素点为最高明度，所述最高明度的取值等于所述明度分量的最大可能取值255，所述第一预设比例大于所述第二预设比例，且所述第一预设比例与所述第二预设比例之和为1。
[0102] 在具体实施中，所述补偿模块44还可以包括：第一拉伸子模块442，如果所述图像为所述第一类型的图像，那么所述第一拉伸子模块442适于对所述图像中的低频部分图像采用抛物线的对比度拉伸方法进行拉伸；第二拉伸子模块443，如果所述图像为所述第二类型的图像，那么所述第一拉伸子模块443适于对所述图像中的低频部分图像采用倒S曲线的对比度拉伸方法进行拉伸。
[0103] 在具体实施中，所述补偿模块44还可以包括：第二补偿子模块444，适于基于所述背光值确定补偿因子，并基于所述补偿因子对所述高频部分图像进行线性背光补偿。
[0104] 在具体实施中，所述低频部分图像和高频部分图像是对所述图像进行分频处理得到的可以指的是：对所述图像的明度分量低通滤波得到所述低频部分图像和高频部分图像。
[0105] 在具体实施中，所述背光补偿装置4还可以包括：转换模块45，适于在计算图像在HSV颜色空间的明度分量直方图之前，将所述图像从RGB颜色空间转换至HSV颜色空间。
[0106] 关于所述背光补偿装置4的工作原理、工作方式的更多内容，可以参照上述图5、图7中的相关描述，这里不再赘述。
[0107] 进一步地，本发明实施例还公开一种存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述图5、图7所示实施例中所述的方法技术方案。优选地，所述存储介质可以包括计算机可读存储介质。所述存储介质可以包括ROM、RAM、磁盘或光盘等。
[0108] 进一步地，本发明实施例还公开一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够在所述处理器上运行的计算机指令，所述处理器运行所述计算机指令时执行上述图5、图7所示实施例中所述的方法技术方案。
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