高分区Localdimming方案研讨

高分区Localdimming方案研讨

    • Localdimming方案
    • 数据处理流程
    • 高分区Localdimming
    • 附录
      • 背光 亮度 gamma 对比度的使用
      • 图像亮度调整

Localdimming方案

高分区Localdimming方案研讨_第1张图片
分析:

  1. 电源的发热问题和屏能承受的最大温度决定电源最大功率为300W
  2. 当屏显示为全白场时,如果不降功率,功率超过电源最大功率,因此需要降低背光
  3. SOC、MCU的功能,根据实际方案分配运算负载。使用什么样的MCU,如果有运算负载,需要确定运算时间复杂度,以此确定MCU需要的性能

数据处理流程

高分区Localdimming方案研讨_第2张图片
分析:

  1. 首先SOC中的算法统计图像区域亮度
  2. 亮度补偿。分为不超过做大功率补偿和超过最大功率补偿两种,如果不超过最大功率补偿,直接补偿即可。如果超过最大功率,补偿有如下几种:
A 先补偿,然后通过降背光策略降低功率
B 在原始图像基础上,降低背光,然后在降背光的基础上补偿(比较复杂)
  1. 降低背光功率策略
A 不分场景,采用一种算法降低背光
B 不同场景,不同降低背光算法

高分区Localdimming

高分区Localdimming方案研讨_第3张图片
高分区Localdimming实现难点:

  1. 白场较大时,功率超过最大功率,降功率算法实现
  2. 分区亮度控制实现是否优质,否则,屏的质量不能保证及显示效果差强人意
  3. 特殊场景背光调节使用策略
a 九宫格
b 黑白间隔亮线
c 全黑场鼠标拖动效果
d 其他特殊场景

海思localdimming方案疑问:
1、SOC提供哪些算法
2、图像亮度补偿和Localdimming的关系?是先背光亮度补偿图像亮度还是图像补偿后决定背光亮度?
3、Localdimming算法是否可以作为一个单独模块,容易分离,如果在MCU上做计算,是否容易从SOC中分离?
4、特殊场景背光控制情况如何?
5、Localdimming的整个方案的数据流程图?

附录

背光 亮度 gamma 对比度的使用

  • 亮度打高后损失白位灰阶,不损失黑位灰阶,但黑位的流明会被提高至灰色。
  • 亮度设低后损失黑位灰阶,不损失白位灰阶,但白位的流明会被降低成灰色。
  • 对比度拉高后黑白两端直接被削减成纯黑和纯白,中间灰度渐变变成了黑白强烈对比。
  • 对比度拉低后黑白两端朝灰度靠拢,白位和黑位都变成了浅灰和深灰,画面趋于平淡的中间灰调
  • 伽马值拉高,白位向黑位延展,画面泛白,过高后白位缺乏层次感,但还没有丢失层次。
  • 伽马值拉低,黑位向白位延展,画面变黑,过低后黑位缺乏层次,看上去层次是丢失了。

图像亮度调整

阅读提示:

  • 《C++图像处理》系列以代码清晰,可读性为主,全部使用C++代码。
  • 《Delphi图像处理》系列以效率为侧重点,一般代码为PASCAL,核心代码采用BASM。尽可能保持二者内容一致,可相互对照。
  • 本文代码必须包括《C++图像处理 – 数据类型及公用函数》文章中的BmpData.h头文件。

本文代码是在《C++图像处理 – 亮度/对比度调整》基础上,通过改非亮度为线性亮度而成的。图像亮度调整分为非线性和线性两种方法。

非线性图像亮度是将图像像素的R、G、B分别加上或减去某个值,其优点是代码简单,亮度调整速度快;缺点是图像信息损失较大,调整过的 图像显得平淡,无层次感。

线性图像亮度一般是将图像像素的RGB转换为HSL(HSV)等颜色空间,对L(V)部分进行增减调整后,再转换为RGB颜色空间,优点是调整过图像层次感很强;缺点是代码较复杂,调整速度慢,而且当图像亮度增减量较大时有很大的失真。

针对上面两种方法的优缺点,本人参照Photoshop的对比度、饱和度调整原理(可参见本人的有关文章),对图像亮度调整方法进行了改进,经测试,效果还不错,主要有不失真调整范围宽、有较好的层次感、尽可能减少图像信息损失量等;同时,在代码处理上,采用了灰度表查找法,先按制造了一个256个元素大小的线性亮度/对比度查找表,然后对图像数据逐像素按R、G、B分量值在查找表中取得调整后的数据,因此处理速度同《C++图像处理 – 亮度/对比度调整》中的非线性亮度/对比度是基本相同的。

原理用公式表示为:

如果亮度增减量value范围为 -1  --  +1,当value > 0时:
    rgb = RGB + RGB * (1 / (1 - value) - 1)
当value < 0时:
    rgb = RGB + RGB * value

下面是图像线性亮度调整C/C++代码(使用C++ Builder编译器和GDI+库),包括例子代码:

//---------------------------------------------------------------------------  
  
FORCEINLINE  
INT CheckValue(INT value)  
{  
    return (value & ~0xff) == 0? value : value > 255? 255 : 0;  
}  
//---------------------------------------------------------------------------  
  
// 线性亮度/对比度调整  
VOID LineBrightAndContrast(BitmapData *data, INT bright, INT contrast, BYTE threshold)  
{  
    if (bright == 0 && contrast == 0)  
        return;  
  
    FLOAT bv = bright <= -255? -1.0f : bright / 255.0f;  
    if (bright > 0 && bright < 255)  
        bv = 1.0f / (1.0f - bv) - 1.0f;  
  
    FLOAT cv = contrast <= -255? -1.0f : contrast / 255.0f;  
    if (contrast > 0 && contrast < 255)  
        cv = 1.0f / (1.0f - cv) - 1.0f;  
  
    BYTE values[256];  
    for (INT i = 0; i < 256; i ++)  
    {  
        INT v = contrast > 0? CheckValue(i + (INT)(i * bv + 0.5f)) : i;  
        if (contrast >= 255)  
            v = v >= threshold? 255 : 0;  
        else  
            v = CheckValue(v + (INT)((v - threshold) * cv + 0.5f));  
        values[i] = contrast <= 0? CheckValue(v + (INT)(v * bv + 0.5f)) : v;  
    }  
  
    PARGBQuad p = (PARGBQuad)data->Scan0;  
    INT offset = data->Stride - data->Width * sizeof(ARGBQuad);  
  
    for (UINT y = 0; y < data->Height; y ++, (BYTE*)p += offset)  
    {  
        for (UINT x = 0; x < data->Width; x ++, p ++)  
        {  
            p->Blue      = values[p->Blue];  
            p->Green = values[p->Green];  
            p->Red       = values[p->Red];  
        }  
    }  
}  
//---------------------------------------------------------------------------  
  
void __fastcall TForm1::Button2Click(TObject *Sender)  
{  
    Gdiplus::Bitmap *bmp =  new Gdiplus::Bitmap(L"..\\..\\media\\source1.jpg");  
  
    Gdiplus::Graphics *g = new Gdiplus::Graphics(Canvas->Handle);  
    g->DrawImage(bmp, 0, 0);  
  
    BitmapData data;  
    LockBitmap(bmp, &data);  
    LineBrightAndContrast(&data, 20, 0, 121);  
    UnlockBitmap(bmp, &data);  
  
    g->DrawImage(bmp, data.Width, 0);  
  
    delete g;  
    delete bmp;  
}  
//---------------------------------------------------------------------------  

下面是用RGB非线性亮度调整(中)、HSL线性亮度调整(右)以及本文介绍的改进线性亮度调整方法(左)对同一照片的调整结果贴图:
高分区Localdimming方案研讨_第4张图片

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