基于環(huán)境光的圖像顯示方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及圖像處理及顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及基于環(huán)境光的圖像顯示方法及系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[000引LED(Li曲t血ittingDiode,發(fā)光二極管）全彩顯示屏越來越廣泛的應(yīng)用于戶外 場景，如商場、娛樂場所、工廠、學(xué)校等大型場所，由于戶外強(qiáng)光的作用，導(dǎo)致白天顯示屏對(duì) 比度下降，圖像變暗。為了使顯示圖像在環(huán)境光下依然有良好的視覺效果，L邸全彩顯示屏 行業(yè)也越來越關(guān)注環(huán)境光下L邸顯示質(zhì)量提升技術(shù)。
[0003] 最高對(duì)比度是能客觀評(píng)價(jià)LED顯示屏視頻顯示效果的重要指標(biāo)，決定了顯示屏的 清晰程度，對(duì)顯示效果有很大影響。如果存在環(huán)境光線，顯示器的圖像就不可避免會(huì)受到干 擾，因?yàn)檫€沒有不反光的面板材料出現(xiàn)。面板反光是要疊加在顯示器發(fā)出的光線之上的， 因此即便是一臺(tái)100000 ;1的顯示器在太陽底下也很難看清東西。舉例說明，一臺(tái)顯示器 的全白亮度為250cd/m2,全黑亮度為0.Icd/m2,那么在不存在環(huán)境光線的情況下的最大對(duì) 比度為2500 ;1，當(dāng)面板反射光在特定角度下帶來的亮度為0.5cd/nf時(shí)，它的對(duì)比度就變?yōu)?(250+0. 5)八0.1+0.5) = 417:1，一點(diǎn)點(diǎn)環(huán)境光線就會(huì)明顯影響顯示器的對(duì)比度，更要注意 的是環(huán)境光線基本是有色光線，疊加在顯示器上還會(huì)影響色彩表現(xiàn)，因此行業(yè)內(nèi)顯示屏制 造商會(huì)盡可能提高顯示屏最大亮度，降低屏幕反射率，例如用黑面罩等。目前L邸行業(yè)解決 此問題的主要方法有：
[0004] 1)降低LED顯示屏表面反射率。根據(jù)LED顯示屏測量方法得知，對(duì)比度指標(biāo)的表 達(dá)式為C= (Lmax-LD)/LD，其中，Lmax為顯示屏的最大亮度，LD為背景亮度。背景亮度是 由L邸顯示屏的面板和L邸發(fā)光管反射外界光照產(chǎn)生的，即測得的背景亮度LD數(shù)值是由面 板的反射系數(shù)和發(fā)光管的反射系數(shù)決定。面板的反射系數(shù)越大，測得的背景亮度的數(shù)值也 越大，得到的對(duì)比度的數(shù)值會(huì)越小。故目前主要是在L邸面板及L邸發(fā)光管進(jìn)行特殊工藝 處理，降低L邸面板反射率，從而提高L邸顯示屏對(duì)比度。目前市面上使用較多的是L邸發(fā) 光管表面刷墨和L邸發(fā)光管使用黑色PPA材質(zhì)。雖然該種方法可W有效提升顯示圖像的對(duì) 比度、改善圖像質(zhì)量，但是在制作工藝上存在一定的難度，硬件實(shí)施起來比較困難，同時(shí)也 會(huì)大大增加生產(chǎn)商的成本。
[0005] 2)提高顯示屏的最大亮度。當(dāng)外界環(huán)境光的作用導(dǎo)致顯示屏背景亮度變大時(shí)，提 高顯示屏最大亮度，增大最大亮度與背景亮度的差值，可有效提高戶外顯示屏的對(duì)比度效 果；但該種方法也直接帶來了功耗的問題，亮度越大，耗能越多，該也會(huì)降低L邸顯示屏的 壽命。又由于設(shè)備自身?xiàng)l件的限制，顯示屏的亮度范圍是有限的，在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)也是一個(gè) 難點(diǎn)。另外，顯示亮度在某些場合并不是越大越好，如暗環(huán)境下，如果亮度過高，會(huì)形成光污 染，對(duì)觀察者的視力造成傷害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種基于環(huán)境光的圖像顯示方法W及一種基 于環(huán)境光的圖像顯示系統(tǒng)。
[0007] 具體地，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于環(huán)境光的圖像顯示方法，包括步驟；感測目 標(biāo)顯示裝置的環(huán)境光亮度；獲取輸入圖像；通過低通濾波處理分離出所述輸入圖像的亮度 信息的低頻分量和高頻分量；將所述目標(biāo)顯示裝置的所述環(huán)境光亮度、環(huán)境光參考亮度作 為影響因素對(duì)所述低頻分量進(jìn)行變換映射得到變換后的低頻分量；將所述變換后的低頻分 量減去所述環(huán)境光亮度后和所述高頻分量進(jìn)行合并W生成與所述輸入圖像相對(duì)應(yīng)的輸出 圖像；W及將所述輸出圖像提供至所述目標(biāo)顯示裝置進(jìn)行顯示。
[000引此外，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于環(huán)境光的圖像顯示系統(tǒng)，包括；環(huán)境光感測裝 置、圖像處理裝置W及目標(biāo)顯示裝置；其中，環(huán)境光感測裝置用于感測目標(biāo)顯示裝置的環(huán)境 光亮度；圖像處理裝置用于獲取輸入圖像，通過低通濾波處理分離出所述輸入圖像的亮度 信息的低頻分量和高頻分量，將所述目標(biāo)顯示裝置的所述環(huán)境光亮度、環(huán)境光參考亮度作 為影響因素對(duì)所述低頻分量進(jìn)行變換映射得到變換后的低頻分量W及將所述變換后的低 頻分量減去所述環(huán)境光亮度后和所述高頻分量進(jìn)行合并W生成與所述輸入圖像相對(duì)應(yīng)的 輸出圖像；目標(biāo)顯示裝置用于根據(jù)所述輸出圖像進(jìn)行顯示。
[0009] 由上可知，本發(fā)明上述實(shí)施例從圖像處理角度通過對(duì)輸入圖像進(jìn)行處理W提升顯 示圖像質(zhì)量，其可W達(dá)成W下一個(gè)或多個(gè)有益效果；（1)降低硬件成本；(2)根據(jù)目標(biāo)顯示 裝置周圍環(huán)境光的變化，對(duì)圖像的亮度資源進(jìn)行重新分配，W提高環(huán)境光下顯示圖像的感 觀質(zhì)量；（3)提高顯示圖像的局部對(duì)比度，使不同環(huán)境光下的顯示圖像都能正確再現(xiàn)更多 的細(xì)節(jié)。
[0010] 通過W下參考附圖的詳細(xì)說明，本發(fā)明的其它方面和特征變得明顯。但是應(yīng)當(dāng)知 道，該附圖僅僅為解釋的目的設(shè)計(jì)，而不是作為本發(fā)明的范圍的限定，該是因?yàn)槠鋺?yīng)當(dāng)參考 附加的權(quán)利要求。還應(yīng)當(dāng)知道，除非另外指出，不必要依比例繪制附圖，它們僅僅力圖概念 地說明此處描述的結(jié)構(gòu)和流程。
【附圖說明】
[0011] 下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0012] 圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的局部映射算法的處理框圖。
[0013] 圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的圖像亮度信息的低通濾波處理原理示意圖。
[0014] 圖3A至3D分別為相關(guān)于本發(fā)明第一實(shí)施例的輸入圖像的原圖、環(huán)境光影響下的 降質(zhì)圖、不進(jìn)行低通濾波處理而直接進(jìn)行變換映射的顯示效果圖W及進(jìn)行低通濾波處理后 再進(jìn)行變換映射的顯示效果圖。
[0015] 圖4為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的局部映射算法的處理框圖。
[0016] 圖5為本發(fā)明第二實(shí)施例的gamma變換映射的變換映射曲線。
[0017] 圖6A至抓分別為相關(guān)于本發(fā)明第二實(shí)施例的輸入圖像的原圖、環(huán)境光影響下的 降質(zhì)圖、不進(jìn)行低通濾波處理而直接進(jìn)行g(shù)amma變換映射的顯示效果圖W及進(jìn)行低通濾波 處理后再進(jìn)行g(shù)amma變換映射的顯示效果圖。
[0018] 圖7為本發(fā)明第=實(shí)施例提供的一種圖像處理裝置的功能模塊示意圖。
[0019] 圖8為本發(fā)明第四實(shí)施例提供的一種圖像顯示系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明 的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0021] 【第一實(shí)施例】
[0022] 本發(fā)明第一實(shí)施例提出的圖像處理方法采用局部映射算法，也即將輸入圖像的亮 度信息進(jìn)行分離W得到圖像亮度信息低頻分量和圖像亮度信息高頻分量，并使圖像亮度信 息高頻分量保持不變，而僅對(duì)圖像亮度信息低頻分量執(zhí)行保留圖像亮度感知差異的變換映 射算法；其中，圖像亮度信息低頻分量反映光照強(qiáng)度，圖像亮度信息高頻分量則包含圖像細(xì) 節(jié)信息。
[0023] 下面將結(jié)合圖1對(duì)本實(shí)施例的局部映射算法的流程進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0024]首先，將原始輸入圖像和環(huán)境光參考亮度Ldark進(jìn)行疊加得到輸入圖像I(X，y)， 其中（x，y)為圖像中的像素點(diǎn)坐標(biāo)。此處的環(huán)境光參考亮度Ldark在實(shí)際應(yīng)用中為目標(biāo)顯 示裝置在暗環(huán)境下（例如暗室）顯示全黑畫面（對(duì)應(yīng)圖像最小灰度）時(shí)測得的屏幕亮度， 其取值通常較小，甚至可能為0。
[0025] 然后，將輸入圖像I(x，y)的亮度信息分成兩層，也即分成基礎(chǔ)層（對(duì)應(yīng)圖像亮度 信息低頻分量）和細(xì)節(jié)層（對(duì)應(yīng)圖像亮度信息高頻分量）；如圖2所示，圖2左側(cè)為原圖， 圖2中間為圖像基礎(chǔ)層，圖2右側(cè)為圖像細(xì)節(jié)層。至于輸入圖像I(X，y)的亮度信息和色度 信息則可W利用LAB顏色模型進(jìn)行分離，在此不作詳述。此處的基礎(chǔ)層和細(xì)節(jié)層的獲得方 法如下：
[0026]對(duì)輸入圖像I(X,y)進(jìn)行低通濾波處理，得到基礎(chǔ)層B(x,y)，然后用原圖I(X,y)減 去基礎(chǔ)層B(x，y)可得到細(xì)節(jié)層D(x，y);表示如下；
[0027]B(x,y) =F(I(x,y))……（1)
[0028]D(x,y) =I(x,y) -B(x,y)……（2)
[0029] 其中，F(xiàn)(*)為低通濾波函數(shù)，（X，y)為圖像中的像素點(diǎn)坐標(biāo)。
[0030] 優(yōu)選地，本實(shí)施例的低通濾波函數(shù)采用雙邊濾波器；雙邊濾波器不僅能對(duì)圖像進(jìn) 行濾波、還能保留