【摘要】：當今,智能移動終端設備與平板屏幕等顯示器件技術正在高速發展,智能移動終端設備的續航能力越來越受到人們的關注。移動電源等續航設備已然成為了智能移動終端設備的重要配件。在這些智能設備中,其屏幕顯示系統消耗了大部分的能量。因此,降低平板屏幕等顯示圖像時的功耗是很有必要的。本文旨在研究目前主流的TFT-LCD和OLED圖像顯示時降低功耗的方案和實現。本文首先分析了TFT-LCD的顯示原理和功耗模型。TFT-LCD的功耗模型表明,其功耗的降低主要依靠于背光源強度的下降。但背光源強度的降低會導致圖像變暗,因此需要對圖像進行增強處理補償亮度的降低。本文提出了一種降低TFT-LCD顯示功耗的算法,該算法首先采用局部對比度增強方法進行圖像處理,其對比度因子和亮度因子是根據圖像內容動態選擇的。然后根據亮度因子來確定背光調節的比例系數,從而保證圖像質量的同時能有效地降低背光、節省功耗。通過實驗分析,本文提出的TFT-LCD低功耗算法在保證圖像顯示質量的同時能大約降低50.58%的功耗。作為下一代能取代TFT-LCD的顯示器件,OLED技術日益成熟,隨著大屏幕顯示需求日益增多,OLED的功耗也是智能移動設備續航的一大問題。因此,OLED圖像顯示低功耗方案的研究是很有必要的。由于TFT-LCD與OLED顯示原理具有本質上的區別,TFT-LCD的低功耗方法并不能用于OLED之中。因此,本文也提出了適用于OLED顯示圖像降低功耗的方法。通過分析OLED的顯示原理和功耗模型得出,圖像像素值的降低是節省OLED顯示功耗的有效方式。但是像素值的過度降低必然會導致圖像顯示質量明顯變差。因此,OLED顯示低功耗的實現必須以保證圖像的顯示質量。本文提出的OLED顯示低功耗方法的核心是基于圖像顯著性和韋伯-費希納定律的亮度調整策略。該算法定義圖像的顯著性均值為顯著閾值,對于顯著像素點,其亮度調整滿足韋伯定律。對于非顯著性點,設計了一種顯著值與像素亮度值的線性映射關系來得到新的像素亮度值。通過實驗分析,本文提出的OLED顯示低功耗算法能在保證圖像顯示質量的同時能大約降低10.16%的功耗。總的來說,本文針對TFT-LCD與OLED所提出降低功耗的方法均能一定程度上降低它們顯示圖像時功耗,同時還保證了圖像的顯示效果和質量。
[Abstract]:Nowadays, the technology of intelligent mobile terminal device and flat screen display device is developing rapidly, and people pay more and more attention to the life-span ability of intelligent mobile terminal device. Mobile power supply and other life-cycle devices have become an important part of intelligent mobile terminal devices. In these smart devices, the screen display system consumes most of the energy. Therefore, it is necessary to reduce the power consumption of display images such as flat screen. The purpose of this paper is to study the current mainstream TFT-LCD and OLED image display to reduce the power consumption scheme and implementation. In this paper, the display principle and power model of TFT-LCD are analyzed firstly. The power consumption model of TFT-LCD shows that the decrease of power consumption is mainly due to the decrease of backlight intensity. However, the reduction of backlight intensity will cause the image to become dark, so it is necessary to enhance the image and compensate for the decrease of brightness. In this paper, an algorithm to reduce the power consumption of TFT-LCD display is proposed. Firstly, the local contrast enhancement method is used for image processing. The contrast factor and luminance factor are selected dynamically according to the content of the image. Then the proportional coefficient of backlight adjustment is determined according to the luminance factor, so that the image quality can be guaranteed and the backlight can be effectively reduced and the power consumption can be saved. Through experimental analysis, the proposed low-power TFT-LCD algorithm can reduce the power consumption by about 50.58% while ensuring the quality of image display. As the next generation of display devices that can replace TFT-LCD, OLED technology is becoming more and more mature. With the increasing demand for large-screen display, the power consumption of OLED is also a major problem in the life of intelligent mobile devices. Therefore, it is necessary to study the low power scheme of OLED image display. Because of the essential difference between TFT-LCD and OLED, the low-power method of TFT-LCD can not be used in OLED. Therefore, this paper also proposes a method to reduce the power consumption of OLED display image. By analyzing the display principle and power consumption model of OLED, it is found that the reduction of image pixel value is an effective way to save the power consumption of OLED display. However, the excessive reduction of pixel value will inevitably lead to a significant deterioration in the quality of image display. Therefore, the realization of low power consumption of OLED display must guarantee the display quality of the image. The core of this paper is the brightness adjustment strategy based on image saliency and Weber-Fischer's law. The algorithm defines the significant mean value of the image as a significant threshold, and the brightness adjustment of the salient pixel satisfies Weber's law. For non-salient points, a linear mapping relationship between salient value and pixel luminance value is designed to obtain a new pixel luminance value. Through experimental analysis, the proposed low-power OLED display algorithm can reduce the power consumption by about 10.16% while ensuring the quality of the image display. In general, the power consumption reduction methods proposed in this paper for both TFT-LCD and OLED can reduce the power consumption when they display the image to a certain extent, and also guarantee the display effect and quality of the image.
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN873

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本文編號：2445650