CN109493831B - 一种图像信号的处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种图像信号的处理方法及装置，所述方法包括：根据当前的环境光照度调整显示设备的显示亮度；根据所述显示设备的反射率确定所述显示设备的反射亮度；根据所述反射亮度和调整后的显示设备的显示亮度，调整待输出图像信号的亮度。应用该方法，可以实现根据环境光照度与显示设备自身的反射率调整待显示图像的亮度，以改善显示设备的画质，提升用户体验。

Description

一种图像信号的处理方法及装置
技术领域
本申请涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种图像信号的处理方法及装置。
背景技术
随着显示技术的迅速发展，显示屏的应用越来越广泛，例如电视、手机、电脑、平板等设备上均具有显示屏，通过显示屏，用户可观看到多彩多样的图像画面。
目前，电视、电脑等显示设备的开发人员越来越关注图像画质的自动调整，例如通过局部控光、环境感光等技术对图像画质进行自动调整，然而，通过该些技术调整出的图像画质仍存在对比度不佳、图像模糊等问题，影响用户体验。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种图像信号的处理方法及装置，应用该方法，可以实现根据环境光照度与显示设备自身的反射率调整待显示图像的亮度，以改善显示设备的画质，提升用户体验。
具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：
根据本申请实施例的第一方面，提供一种图像信号的处理方法，所述方法包括：
根据当前的环境光照度调整显示设备的显示亮度；
根据所述显示设备的反射率确定所述显示设备的反射亮度；
根据所述反射亮度和调整后的显示设备的显示亮度，调整待输出图像信号的亮度。
可选的，所述根据当前的环境光照度调整显示设备的显示亮度，包括：
根据预设的光感曲线模型确定当前的环境光照度对应的目标显示亮度，所述光感曲线模型用于表示环境光照度与显示亮度的对应关系；
将显示设备的显示亮度调整为所述目标显示亮度。
所述根据所述反射亮度和调整后的显示设备的显示亮度，调整待输出图像信号的亮度，包括：
将所述反射亮度和调整后的显示设备的显示亮度的和值确定为当前可观看的最大亮度；
根据待输出图像信号的原始亮度、所述当前可观看的最大亮度，以及预设的伽玛值计算出期望观看亮度；
将所述期望观看亮度和所述反射亮度的差值确定为所述显示设备的期望显示亮度；
根据所述显示设备的期望显示亮度与预设的光电转换曲线计算出所述待输出图像信号的期望亮度；
将所述待输出图像信号的亮度调整为所述期望亮度。
可选的，所述方法还包括：
记录所述待输出图像信号的原始亮度与所述待输出图像信号的期望亮度之间的对应关系；
若所述期望显示亮度小于0，所述方法还包括：
在预先记录的所述对应关系中选取第一对应关系和第二对应关系，其中，所述第一对应关系中的原始亮度小于所述待输出图像信号的原始亮度，所述第二对应关系中的原始亮度大于所述待输出图像信号的原始亮度；
根据所述第一对应关系和所第二对应关系，利用线性插值算法确定所述待输出图像信号的期望亮度。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种图像信号的处理装置，所述装置包括：
第一调整模块，用于根据当前的环境光照度调整显示设备的显示亮度；
反射亮度确定模块，用于根据所述显示设备的反射率确定所述显示设备的反射亮度；
第二调整模块，用于根据所述反射亮度和调整后的显示设备的显示亮度，调整待输出图像信号的亮度。
可选的，第一调整模块包括：
目标亮度确定子模块，用于根据预设的光感曲线模型确定当前的环境光照度对应的目标显示亮度，所述光感曲线模型用于表示环境光照度与显示亮度的对应关系；
显示亮度调整子模块，用于将显示设备的显示亮度调整为所述目标显示亮度。
所述第二调整模块包括：
第一确定子模块，用于将所述反射亮度和调整后的显示设备的显示亮度的和值确定为当前可观看的最大亮度；
第一校正子模块，用于根据待输出图像信号的原始亮度、所述当前可观看的最大亮度，以及预设的伽玛值计算出期望观看亮度；
第二确定子模块，用于将所述期望观看亮度和所述反射亮度的差值确定为所述显示设备的期望显示亮度；
第二校正子模块，用于根据所述显示设备的期望显示亮度与预设的光电转换曲线计算出所述待输出图像信号的期望亮度；
信号亮度调整子模块，用于将所述待输出图像信号的亮度调整为所述期望亮度。
可选的，所述装置还包括：
记录模块，用于记录所述待输出图像信号的原始亮度与所述待输出图像信号的期望亮度之间的对应关系；
若所述期望显示亮度小于0，所述装置还包括：
选取模块，用于在预先记录的所述对应关系中选取第一对应关系和第二对应关系，其中，所述第一对应关系中的原始亮度小于所述待输出图像信号的原始亮度，所述第二对应关系中的原始亮度大于所述待输出图像信号的原始亮度；
线性插值处理模块，用于根据所述第一对应关系和所第二对应关系，利用线性插值算法确定所述待输出图像信号的期望亮度。
根据本申请实施例的第三方面，提供一种显示设备，所述设备包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为利用所述可执行指令执行本申请实施例提供的任一图像信号的处理方法的步骤。
根据本申请实施例的第四方面，提供一种显示设备，所述设备包括本申请实施例提供的任一图像信号的处理装置。
由上述实施例可见，通过根据当前的环境光照度调整显示设备的显示亮度；根据显示设备的反射率确定显示设备的反射亮度；根据反射亮度和调整后的显示设备的显示亮度，调整待输出图像信号的亮度，可以实现根据环境光照度与显示设备自身的反射率调整待显示图像的亮度，以改善显示设备的画质，提升用户体验。
附图说明
图1为本申请一示例性实施例提供的一种图像信号的处理方法的实施例流程图；
图2为光感曲线模型的一种示例；
图3为本申请图像信号的处理装置所在显示设备的一种硬件结构图；
图4为本申请一示例性实施例提供的一种图像信号的处理装置的实施例框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
请参见图1，为本申请一示例性实施例提供的一种图像信号的处理方法的实施例流程图，该方法可应用于显示设备，例如智能电视上，包括以下步骤：
步骤101：根据当前的环境光照度调整显示设备的显示亮度。
在相同的环境光照度下，显示设备自身的显示亮度过高或过低都会影响用户的视觉舒适度，在不同的环境光照度下，显示设备采用相同的显示亮度也无法满足用户的观看体验，基于此，可以预先采用技术手段模拟日光***产生不同照度的环境光，并结合不同的显示亮度，对受试者进行主观评估，得到不同环境光照度下，可以较好的满足用户观看体验的显示亮度，在此基础上建立光感曲线模型，该光感曲线模型则用于表示环境光照度与显示亮度的对应关系。
在一实施例中，由于显示设备的调背光控制在形式上已发展到基于PWM(PulseWidth Modulation，脉冲宽度调制)的数字调光方式，在该调光方式下，通过在工作电流恒定条件下调节PWM占空比的方式调节背光板上LED灯的点亮时间控制LED灯亮度，以调节显示设备的显示亮度。从而，可以用PWM占空比来表示显示亮度，那么，上述光感曲线模型则可以用于表示环境光照度与PWM占空比的对应关系，例如，图2所示，为光感曲线模型的一种示例。
基于上述描述，在本申请中，则可以根据上述所描述的光感曲线模型确定当前的环境光照度对应的显示亮度，为了描述方便，将该显示亮度称为目标显示亮度，后续，将显示设备的显示亮度调整为该目标显示亮度即可。另外，若光感曲线模型用于表示环境光照度与PWM占空比的对应关系，则可以根据该光感曲线模型确定当前的环境光照度对应的目标PWM占空比，本领域技术人员可以理解的是，依据该目标PWM占空比，即可将显示设备的显示亮度调整至目标显示亮度。
此外，需要说明的是，上述所描述的依据目标PWM占空比调整显示设备的显示亮度仅作为一种可选的实现方式，在实际应用中，还可以依据电流调整显示设备的显示亮度，在此种方式下，上述光感曲线模型则可以用于表述环境光照度与电流的对应关系，本申请对此并不作限制。
步骤102：根据显示设备的反射率确定显示设备的反射亮度。
在本申请中，可以通过如下公式(一)计算出显示设备的反射亮度Lf：
Figure BDA0001896327840000061
在上述公式(一)中，Lg表示环境光照度，K表示显示设备的反射率。
步骤103：根据反射亮度和调整后的显示设备的显示亮度，调整待输出图像信号的亮度。
在本申请中，首先，将步骤102确定出的反射亮度，和步骤101调整后的显示亮度之间的和值确定为用户的当前可观看的最大亮度Ld。
下一步，根据待输出图像信号的原始亮度Li、当前可观看的最大亮度Ld，以及预设的伽玛值，记为γ，通过如下公式(二)计算出用户的期望观看亮度：
Figure BDA0001896327840000062
在上述公式(二)中，Li_max表示待输出图像信号的最大可允许亮度。
下一步，将用户的期望观看亮度
Figure BDA0001896327840000063
和上述反射亮度Lf的差值，确定为显示设备的期望显示亮度
Figure BDA0001896327840000064
最后，根据显示设备的期望显示亮度
Figure BDA0001896327840000071
与预设的光电转换曲线计算待输出图像信号的期望亮度Li_q，该光电转换曲线可以通过如下公式(三)表示：
Figure BDA0001896327840000072
在上述公式(三)中，Lq_max表示显示设备的最大可允许亮度。
最后，将待输出图像信号的亮度调整为期望亮度即可。
此外，在本申请中，当环境光亮度较高、输入原始信号亮度较低时，有可能出现上述计算出的显示设备的期望显示亮度
Figure BDA0001896327840000073
小于0的情形，在该情形下，则无法继续按照上述描述计算待输出图像信号的期望亮度，为了解决该问题，本申请提出如下方案：
在按照上述描述描述计算出待输出图像信号的期望亮度之后，记录待输出图像信号的原始亮度和其对应的期望亮度之间的对应关系，后续，当计算出的期望显示亮度小于0时，则可以从预先记录的该对应关系中选取两对对应关系，为了描述方便，将其中一对对应关系称为第一对应关系，将另一对对应关系称为第二对应关系。其中，第一对应关系中的原始亮度小于待输出图像的原始亮度，第二对应关系中的原始亮度大于待输出图像信号的原始亮度，之后，利用线性插值算法确定待输出图像信号的期望亮度。
举例来说，假设第一对应关系中的原始亮度为L1，期望亮度为L2；第二对应关系中的原始亮度为L3，期望亮度为L4，则可以列出下述公式(四)：
Figure BDA0001896327840000074
通过数学概念可知，通过求解上述公式(四)，即可求解出待输出图像信号的信号的期望亮度Li_q。
由上述实施例可见，通过根据当前的环境光照度调整显示设备的显示亮度；根据显示设备的反射率确定显示设备的反射亮度；根据反射亮度和调整后的显示设备的显示亮度，调整待输出图像信号的亮度，可以实现根据环境光照度与显示设备自身的反射率调整待显示图像的亮度，以改善显示设备的画质，提升用户体验。
与前述图像信号的处理方法的实施例相对应，本申请还提供了图像信号的处理装置的实施例。
本申请图像信号的处理装置的实施例可以应用在显示设备上。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在触控设备的处理器将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言，如图3所示，为本申请图像信号的装置所在显示设备的一种硬件结构图，除了图3所示的处理器31、内存32、网络接口33、非易失性存储器34、内部总线35之外，实施例中装置所在的显示设备通常根据该设备的实际功能，还可以包括其他硬件，对此不再赘述。
请参考图4，为本申请一示例性实施例提供的一种图像信号的处理装置的实施例框图，如图4所示，该装置可以包括：第一调整模块41、反射亮度确定模块42，以及第二调整模块43。
其中，第一调整模块41，用于根据当前的环境光照度调整显示设备的显示亮度；
反射亮度确定模块42，用于根据所述显示设备的反射率确定所述显示设备的反射亮度；
第二调整模块43，用于根据所述反射亮度和调整后的显示设备的显示亮度，调整待输出图像信号的亮度。
在一实施例中，第一调整模块41可以包括(图4中未示出)：
目标亮度确定子模块，用于根据预设的光感曲线模型确定当前的环境光照度对应的目标显示亮度，所述光感曲线模型用于表示环境光照度与显示亮度的对应关系；
显示亮度调整子模块，用于将显示设备的显示亮度调整为所述目标显示亮度。
在一实施例中，所述第二调整模块43可以包括(图4中未示出)：
第一确定子模块，用于将所述反射亮度和调整后的显示设备的显示亮度的和值确定为当前可观看最大亮度；
第一校正子模块，用于根据待输出图像信号的原始亮度、所述当前可观看的最大亮度，以及预设的伽玛值计算出期望观看亮度；
第二确定子模块，用于将所述期望观看亮度和所述反射亮度的差值确定为所述显示设备的期望显示亮度；
第二校正子模块，用于根据所述显示设备的期望显示亮度与预设的光电转换曲线计算出所述待输出图像信号的期望亮度；
信号亮度调整子模块，用于将所述待输出图像信号的亮度调整为所述期望亮度。
在一实施例中，所述装置还可以包括(图4中未示出)：
记录模块，用于记录所述待输出图像信号的原始亮度与所述待输出图像信号的期望亮度之间的对应关系；
若所述期望显示亮度小于0，所述装置还包括：
选取模块，用于在预先记录的所述对应关系中选取第一对应关系和第二对应关系，其中，所述第一对应关系中的原始亮度小于所述待输出图像信号的原始亮度，所述第二对应关系中的原始亮度大于所述待输出图像信号的原始亮度；
线性插值处理模块，用于根据所述第一对应关系和所第二对应关系，利用线性插值算法确定所述待输出图像信号的期望亮度。
上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种图像信号的处理方法，其特征在于，所述方法包括：
根据当前的环境光照度调整显示设备的显示亮度；
根据所述显示设备的反射率确定所述显示设备的反射亮度；
将所述反射亮度和调整后的显示设备的显示亮度的和值确定为当前可观看的最大亮度；
根据待输出图像信号的原始亮度、所述当前可观看的最大亮度，以及预设的伽玛值计算出期望观看亮度；
将所述期望观看亮度和所述反射亮度的差值确定为所述显示设备的期望显示亮度；
根据所述显示设备的期望显示亮度与预设的光电转换曲线计算出所述待输出图像信号的期望亮度；
将所述待输出图像信号的亮度调整为所述期望亮度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前的环境光照度调整显示设备的显示亮度，包括：
根据预设的光感曲线模型确定当前的环境光照度对应的目标显示亮度，所述光感曲线模型用于表示环境光照度与显示亮度的对应关系；
将所述显示设备的显示亮度调整为所述目标显示亮度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
记录所述待输出图像信号的原始亮度与所述待输出图像信号的期望亮度之间的对应关系；
若所述期望显示亮度小于0，所述方法还包括：
在预先记录的所述对应关系中选取第一对应关系和第二对应关系，其中，所述第一对应关系中的原始亮度小于所述待输出图像信号的原始亮度，所述第二对应关系中的原始亮度大于所述待输出图像信号的原始亮度；
根据所述第一对应关系和所第二对应关系，利用线性插值算法确定所述待输出图像信号的期望亮度。
4.一种图像信号的处理装置，其特征在于，所述装置包括：
第一调整模块，用于根据当前的环境光照度调整显示设备的显示亮度；
反射亮度确定模块，用于根据所述显示设备的反射率确定所述显示设备的反射亮度；
第二调整模块，包括：
第一确定子模块，用于将所述反射亮度和调整后的显示设备的显示亮度的和值确定为当前可观看的最大亮度；
第一校正子模块，用于根据待输出图像信号的原始亮度、所述当前可观看的最大亮度，以及预设的伽玛值计算出期望观看亮度；
第二确定子模块，用于将所述期望观看亮度和所述反射亮度的差值确定为所述显示设备的期望显示亮度；
第二校正子模块，用于根据所述显示设备的期望显示亮度与预设的光电转换曲线计算出所述待输出图像信号的期望亮度；
信号亮度调整子模块，用于将所述待输出图像信号的亮度调整为所述期望亮度。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，第一调整模块包括：
目标亮度确定子模块，用于根据预设的光感曲线模型确定当前的环境光照度对应的目标显示亮度，所述光感曲线模型用于表示环境光照度与显示亮度的对应关系；
显示亮度调整子模块，用于将所述显示设备的显示亮度调整为所述目标显示亮度。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
记录模块，用于记录所述待输出图像信号的原始亮度与所述待输出图像信号的期望亮度之间的对应关系；
若所述期望显示亮度小于0，所述装置还包括：
选取模块，用于在预先记录的所述对应关系中选取第一对应关系和第二对应关系，其中，所述第一对应关系中的原始亮度小于所述待输出图像信号的原始亮度，所述第二对应关系中的原始亮度大于所述待输出图像信号的原始亮度；
线性插值处理模块，用于根据所述第一对应关系和所第二对应关系，利用线性插值算法确定所述待输出图像信号的期望亮度。
7.一种显示设备，其特征在于，所述设备包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为利用所述可执行指令执行权利要求1-3的任一项方法的步骤。
8.一种显示设备，其特征在于，所述设备包括权利要求4-6任一项的图像信号的处理装置。
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