本發(fā)明屬于圖像數(shù)據(jù)處理的領域，具體涉及一種led背光源調光的方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、隨著顯示技術的快速發(fā)展，液晶顯示器（lcd）在電視、手機、平板電腦和筆記本電腦等電子設備中得到了廣泛應用。背光源作為lcd的重要組成部分，其調光技術直接影響著顯示效果和能耗水平。傳統(tǒng)的背光調光方法主要基于全局背光控制，即對整個屏幕的背光亮度進行統(tǒng)一調整。然而，全局調光無法針對圖像內容的局部亮暗差異進行精細控制，導致顯示的黑色不夠深邃、白色不夠明亮，整體對比度受到限制。即使在顯示暗場景時，全局背光仍保持較高的亮度，造成不必要的能耗，降低了設備的能源效率。在高動態(tài)范圍的圖像中，無法充分表現(xiàn)亮部和暗部的細節(jié)，影響了用戶的視覺體驗。

2、區(qū)域背光調光技術，可將屏幕劃分為多個背光區(qū)域，根據(jù)各區(qū)域的圖像內容獨立調整背光亮度，從而提高對比度和降低能耗。不過，由于背光區(qū)域的亮度變化與實際圖像內容邊緣不完全匹配，導致亮區(qū)的光線泄露到暗區(qū)，產生光暈，影響圖像的清晰度和細節(jié)表現(xiàn)。傳統(tǒng)的調光方法通常只考慮亮度信息，忽略了色調和色飽和度，例如在公開號為cn103778898b的專利文獻中所述的一種液晶顯示led背光源動態(tài)調光裝置，雖然該動態(tài)調光裝置可以有效解決畫面閃爍問題，但仍可能導致色彩失真，尤其在顯示低亮度或夜間場景時，色彩準確性不足。而在快速運動的畫面中，背光亮度無法及時響應圖像內容的變化，導致運動模糊和拖影，影響動態(tài)畫面的清晰度。一些先進的圖像分割和運動檢測算法，如基于深度學習的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡，雖然提高了調光精度，但計算量大，對硬件性能要求高，不適合資源受限的嵌入式設備。背光驅動硬件的響應速度和控制精度存在限制，復雜的調光算法可能無法充分發(fā)揮其優(yōu)勢。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提出一種led背光源調光的方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術中所存在的一個或多個技術問題，至少提供一種有益的選擇或創(chuàng)造條件。

2、本發(fā)明提出了一種改進的led背光源調光方法。該方法通過提取圖像的亮度突出通道，結合亮度、色調和色飽和度的信息，利用基于小波分析的圖像分割方法，將圖像劃分為若干背光區(qū)域。隨后，快速準確地識別背光運動區(qū)域。對運動背光區(qū)域進行精細的亮度調節(jié)，同時進行光暈效應最小化處理，減少亮度泄露。整個過程計算復雜度低，適合在嵌入式設備上實時運行，顯著提升了圖像質量和用戶體驗。

3、為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種led背光源調光的方法，所述方法包括以下步驟：

4、獲取用于led屏幕顯示的圖像幀序列，從圖像幀序列中提取亮度突出通道，根據(jù)亮度突出通道對各圖像幀劃分背光區(qū)域；

5、對背光區(qū)域計算背動掩碼，得出背光運動區(qū)域；

6、對背光運動區(qū)域進行調節(jié)。

7、進一步地，對背光運動區(qū)域進行調節(jié)后輸出的圖像，進行光暈效應最小化處理。

8、進一步地，根據(jù)亮度突出通道對各圖像幀劃分背光區(qū)域的方法為：使用基于小波分析和小波變換的圖像分割方法，進行圖像分割，得到若干的背光區(qū)域。

9、進一步地，其中，用于led屏幕顯示的圖像幀序列為圖像矩陣的時間序列，所述圖像矩陣由各行列的像素值構成，從像素值中分離出亮度、色調與色飽和度，結合亮度分別于色調與色飽和度的對比，得到亮度突出通道。

10、進一步地，對背光區(qū)域計算背動掩碼，得出背光運動區(qū)域的方法具體為：

11、對于背光區(qū)域，計算運動幀路徑與運動背光路徑之間的差的絕對值，作為該背光區(qū)域的背動掩碼，通過背動掩碼判斷該背光區(qū)域是否背光運動區(qū)域。

12、可優(yōu)選地，通過判斷背動掩碼是否不少于1：是，則該背光區(qū)域被認為是背光運動區(qū)域；否，則該背光區(qū)域被認為是靜止區(qū)域，這里利用的是余弦相似度在正負區(qū)間的值域絕對值都為1，一旦大于1表示進行了線性概率方向的跨界，這樣可以將顯著變化的區(qū)域識別為運動區(qū)域。如果背光區(qū)域的亮度變化與整體變化有明顯差異，說明該區(qū)域有獨立運動，需要特殊處理。

13、所述運動幀路徑為根據(jù)當前幀和前一幀的亮度突出通道矩陣而能用于表示幀間整體的運動程度，所述運動背光路徑為根據(jù)背光區(qū)域內的亮度突出通道數(shù)據(jù)與全局對角線上對應位置的亮度數(shù)據(jù)而能用于表示背光區(qū)域相對于全局的運動程度。

14、其中，對于計算運動幀路徑，提供了一種可優(yōu)選的方法：提取當前幀和前一幀的亮度突出通道矩陣，對當前幀和前一幀的亮度突出通道矩陣進行特征提取，得到各自的特征向量；計算當前幀的特征向量與前一幀的特征向量之間的余弦相似度，作為運動幀路徑。

15、其中，對于計算運動背光路徑，提供了一種可優(yōu)選的方法：對當前幀劃中的各背光區(qū)域，計算背光區(qū)域的幾何中心位置；在當前幀中，獲取對角線上的亮度突出通道數(shù)據(jù)，形成全局對角線數(shù)組；過背光區(qū)域的幾何中心點，作與全局對角線平行直線，提取背光區(qū)域內位于該平行直線上的亮度突出通道數(shù)據(jù)，形成區(qū)域亮度數(shù)組；將平行直線平移或投影到全局對角線上，獲取對應位置的亮度突出通道數(shù)據(jù)，形成對齊后的亮度數(shù)組；計算區(qū)域亮度數(shù)組與對齊后的亮度數(shù)組之間的余弦相似度，作為該背光區(qū)域的運動背光路徑。

16、進一步地，對背光運動區(qū)域進行調節(jié)的方法為：

17、將背光運動區(qū)域中各像素點的亮度值，通過除以該背光區(qū)域的背動掩碼，而進行其亮度值的調整。

18、進一步地，對背光運動區(qū)域進行調節(jié)的方法或者為：

19、若當前屏幕顯示的圖像幀中一個背光區(qū)域被判斷為背光運動區(qū)域，令所述背光運動區(qū)域中各個像素點對應的亮度突出通道的數(shù)值分別去除以當前屏幕顯示的圖像幀相對于上一圖像幀的運動幀路徑，以所得的商分別作為所述背光運動區(qū)域中各個像素點對應的背動子掩碼；

20、將背光運動區(qū)域中各像素點的亮度值，分別通過除以各個像素點對應的背動子掩碼，得到經(jīng)過背動子掩碼調節(jié)的亮度用于在led屏幕的輸出，從而進行用于led屏幕輸出的圖像幀上的亮度值的調整。

21、本發(fā)明還提供了一種led背光源調光的系統(tǒng)，所述一種led背光源調光的系統(tǒng)包括：處理器、存儲器及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)所述led背光源調光的方法中的步驟，所述一種led背光源調光的系統(tǒng)可以運行于桌上型計算機、筆記本電腦、手機、掌上電腦及云端數(shù)據(jù)中心等計算設備中，可運行的系統(tǒng)可包括，但不僅限于，處理器、存儲器、服務器集群，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序運行在以下系統(tǒng)的單元中：

22、數(shù)據(jù)提取單元，用于獲取用于led屏幕顯示的圖像幀序列，從圖像幀序列中提取亮度突出通道，根據(jù)亮度突出通道對各圖像幀劃分背光區(qū)域；

23、區(qū)域檢測單元，用于對背光區(qū)域計算背動掩碼，得出背光運動區(qū)域；

24、背光調節(jié)單元，用于對背光運動區(qū)域進行調節(jié)。

25、本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供了一種led背光源調光的方法及系統(tǒng)，獲取用于led屏幕顯示的圖像幀序列，從圖像幀序列中提取亮度突出通道，根據(jù)亮度突出通道對各圖像幀劃分背光區(qū)域；對背光區(qū)域計算背動掩碼，得出背光運動區(qū)域，對背光運動區(qū)域進行調節(jié)。在亮度調節(jié)的同時，考慮色調和色飽和度，提高色彩還原度，特別是在低亮度場景下，增強圖像細節(jié)。通過精確的圖像分割和背光區(qū)域匹配，減少亮度泄露，提升視覺舒適度。采用高效的運動檢測算法，實時調整背光亮度，減少拖影和運動模糊。利用簡潔高效的算法，適應嵌入式硬件的性能限制，實現(xiàn)實時處理。在背光區(qū)域之間實現(xiàn)平滑過渡，避免亮度不連續(xù)導致的視覺不適?；诖耍m合在嵌入式設備上實時運行，顯著提升了圖像質量和用戶體驗。