一种低功耗MiniLED背光控制方法、系统、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及miniled背光控制，具体涉及一种低功耗miniled背光控制方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、miniled背光技术因其高峰值亮度、高对比度及局部调光（local dimming）能力，在lcd显示领域得到了广泛应用。在典型的miniled背光lcd显示系统中，为了降低背光功耗并提升显示对比度，背光决策模块会根据输入图像的亮度分布对背光led阵列进行动态压制，降低暗区背光功率；同时，为了弥补背光压制造成的亮度下降，系统通常在图像数据端对lcd液晶面板的开度进行数字补偿，利用液晶开度的提升来维持目标出射光强，从而实现高动态范围显示。

2、现有的背光压制与液晶补偿算法主要基于线性物理光强域进行简单的能量叠加与乘积计算，忽视了人眼对光强响应的非线性主观感知特性，导致液晶补偿量与人眼主观视觉需求难以精准匹配，极易造成lcd显示图像在背光过度压制后出现暗部细节发闷丢失以及高光不够通透的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种低功耗miniled背光控制方法、系统、电子设备及存储介质，能够改善lcd显示图像在背光过度压制后出现暗部细节发闷丢失以及高光不够通透的问题。

2、为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种低功耗miniled背光控制方法，包括：

4、s1、将输入的rgb图像进行显著性网格化划分和稀疏采样，并通过查找表映射至感知均匀色彩空间，输出感知亮度数据和初始色度坐标数据；

5、s2、用于根据所述感知亮度数据确定目标背光矩阵，引入压制因子计算生成压制背光矩阵，并对所述压制背光矩阵进行点扩散函数卷积计算，输出lcd表面实际光强数据；

6、s3、根据所述感知亮度数据和lcd表面实际光强数据计算感知亮度补偿量，并将所述感知亮度补偿量叠加至感知亮度数据以输出目标感知亮度数据；同时根据lcd表面实际光强数据结合液晶面板非线性色偏函数修正初始色度坐标数据，输出修正色度坐标数据；

7、s4、根据所述目标感知亮度数据和修正色度坐标数据预估lcd驱动信号，若检测到超过预设比例的像素点对应的预估lcd驱动信号进入液晶物理响应饱和区，则向上微调所述压制背光矩阵并更新lcd表面实际光强数据，使预估lcd驱动信号退回至线性响应安全区间；

8、s5、根据最终的所述目标感知亮度数据和修正色度坐标数据逆映射回xyz空间，并通过三维查找表生成最终lcd驱动信号。

9、在一些实施例中，在s1中，将输入的rgb图像进行显著性网格化划分和稀疏采样包括：

10、将输入的rgb图像分割为多个图像网格，并计算各所述图像网格的显著性指标；

11、将所述显著性指标与预设阈值对比，对小于等于所述预设阈值的图像网格提取部分像素点进行稀疏采样，对大于所述预设阈值的图像网格采集全部像素点，并在空间映射后对稀疏采样的像素点执行插值补全。

12、在一些实施例中，在s1中，通过查找表映射至感知均匀色彩空间包括：

13、调用一维对数查找表对采样后的像素数据进行非线性感知量化处理，获取感知量化数据；

14、将所述感知量化数据乘以预设的三维转换矩阵，完成向感知均匀色彩空间的映射。

15、在一些实施例中，在s2中，引入压制因子计算生成压制背光矩阵包括：

16、根据输入的rgb图像各区域的局部对比度与视觉掩蔽阈值计算压制因子；

17、根据所述感知亮度数据确定对应miniled各分区的初始背光亮度，构成目标背光矩阵；

18、将所述目标背光矩阵中的各元素分别乘以对应的压制因子，得到压制背光矩阵；

19、对所述压制背光矩阵进行点扩散函数卷积计算包括：

20、获取miniled背光模组中单颗led发光在lcd表面形成的空间光学衰减分布矩阵，作为点扩散函数；

21、将所述压制背光矩阵与点扩散函数进行二维空间卷积运算，以计算生成lcd表面实际光强数据。

22、在一些实施例中，在s3中，根据所述感知亮度数据和lcd表面实际光强数据计算感知亮度补偿量包括：

23、将所述lcd表面实际光强数据输入预设的lcd液晶面板透射率与电光响应模型，归一化计算得到lcd表面的实际显示光强；

24、利用空间中的感知量子化函数对所述实际显示光强进行非线性压缩，得到实际感知亮度；

25、将所述感知亮度数据减去所述实际感知亮度获取目标差值，并对所述目标差值进行加权滤波增益调整，得到感知亮度补偿量；

26、根据lcd表面实际光强数据结合液晶面板非线性色偏函数修正初始色度坐标数据包括：

27、实时获取所述lcd表面实际光强数据以及背光模组的温度反馈数据；

28、将所述lcd表面实际光强数据与所述温度反馈数据同时输入预先拟合的多元多项式非线性色偏模型，计算出蓝光芯片波长漂移与荧光粉激发效率变化引起的色度偏差量；

29、根据所述色度偏差量对初始色度坐标数据进行偏移量叠加补偿，生成修正色度坐标数据。

30、在一些实施例中，在s4中，超过预设比例的像素点对应的预估lcd驱动信号进入液晶物理响应饱和区包括：

31、根据所述感知亮度补偿量计算生成各像素点对应的预估lcd驱动信号；

32、将各所述预估lcd驱动信号与预设的液晶分子透射率饱和阈值进行幅值比较，统计超过饱和阈值的像素点数量；

33、计算所述像素点数量占图像当前区域像素总数的比例，当所述比例大于预设比例阈值时，判定预估lcd驱动信号进入液晶物理响应饱和区并触发背光微调请求；

34、向上微调所述压制背光矩阵并更新lcd表面实际光强数据包括：

35、响应于所述背光微调请求，获取超过所述饱和阈值的像素点的亮度欠补偿量；

36、基于所述亮度欠补偿量计算背光增量，将所述背光增量叠加至对应的所述压制背光矩阵，生成更新后的目标背光矩阵；

37、将所述更新后的目标背光矩阵重新与所述点扩散函数进行二次二维空间卷积运算，以实时更新lcd表面实际光强数据。

38、在一些实施例中，在s5中，通过三维查找表生成最终lcd驱动信号包括：

39、将经由所述色偏补偿值修正后的初始色度坐标数据，与经由所述感知亮度补偿量叠加后的目标感知亮度进行融合，构建三维色彩空间输入坐标；

40、将所述三维色彩空间输入坐标输入预先固化的硬件级三维查找表，并行查找与输入坐标对应的液晶透射率校正系数与伽马校正数据；

41、将所述校正系数与所述伽马校正数据进行合成运算，直接生成并输出符合当前lcd面板物理响应特性的最终lcd驱动信号。

42、第二方面，本发明还提供了一种低功耗miniled背光控制系统，包括：

43、空间转换模块，用于将输入的rgb图像进行显著性网格化划分和稀疏采样，并通过查找表映射至感知均匀色彩空间，输出感知亮度数据和初始色度坐标数据；

44、背光决策模块，用于根据所述感知亮度数据确定目标背光矩阵，引入压制因子计算生成压制背光矩阵，并对所述压制背光矩阵进行点扩散函数卷积计算，输出lcd表面实际光强数据；

45、亮色解耦补偿模块，用于根据所述感知亮度数据和lcd表面实际光强数据计算感知亮度补偿量，并将所述感知亮度补偿量叠加至感知亮度数据以输出目标感知亮度数据；同时根据lcd表面实际光强数据结合液晶面板非线性色偏函数修正初始色度坐标数据，输出修正色度坐标数据；

46、自适应回退模块，用于根据所述目标感知亮度数据和修正色度坐标数据预估lcd驱动信号，若检测到超过预设比例的像素点对应的预估lcd驱动信号进入液晶物理响应饱和区，则向上微调所述压制背光矩阵并更新lcd表面实际光强数据，使预估lcd驱动信号退回至线性响应安全区间；

47、逆向映射模块，用于根据最终的所述目标感知亮度数据和修正色度坐标数据逆映射回xyz空间，并通过三维查找表生成最终lcd驱动信号。

48、第三方面，本发明还提供了一种电子设备，包括：处理器和存储器；

49、所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序；

50、所述处理器执行所述计算机可读程序时实现如上所述的一种低功耗miniled背光控制方法中的步骤。

51、第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上所述的一种低功耗miniled背光控制方法中的步骤。

52、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

53、本发明中，通过引入感知色彩空间与感知量子化函数对lcd表面实际显示光强进行非线性压缩与亮色解耦，并结合低通滤波与动态增益生成感知亮度补偿量，实现了在人眼视觉感知维度上对显示亮度的精准对齐与高保真动态补偿，解决了传统算法因miniled背光过度压制导致lcd画面暗部细节丢失、发闷以及高光不够通透的问题。

54、2、本发明中，通过构建涵盖驱动信号饱和区检测、饱和像素比例阈值判定、亮度欠补偿量提取以及基于psf二次卷积的背光微调闭环控制机制，实现了液晶驱动信号与背光矩阵的联动自适应回退调整，解决了传统单向开环补偿算法中因液晶分子偏转进入物理响应饱和区而引发的画面亮部细节截断与边缘过冲光晕问题，确保液晶分子始终工作在线性响应安全区间内。

55、3、本发明中，通过融合lcd表面实际光强与背光模组温度反馈数据的多元多项式非线性色偏模型，并配合硬件级三维查找表进行并行寻址插值与校正数据合成，实现了对光源波长漂移与荧光粉热猝灭的色度精准修正以及复杂色彩空间转换的硬件级实时处理，解决了miniled驱动电流变化与温漂导致的显示色偏问题，同时克服了高刷新率显示终端下算法计算复杂度高、难以实时落地的瓶颈。