本發(fā)明涉及圖像處理，尤其涉及一種全反射屏幕顯示的圖像處理方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、全反射屏幕顯示技術(shù)近年來在智能設(shè)備中廣泛應(yīng)用，其利用光線的全反射特性，提升屏幕的亮度、對比度和能效。全反射屏幕通過減少外界光線的折射和吸收，能夠在較亮的環(huán)境中保持清晰的圖像顯示效果，并有效降低功耗。這一技術(shù)在移動設(shè)備、平板電腦和高亮度顯示器中具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，隨著顯示需求的多樣化和復(fù)雜化，特別是在動態(tài)場景、低亮度環(huán)境下，現(xiàn)有全反射屏幕顯示技術(shù)仍面臨許多挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有技術(shù)難以在保證圖像質(zhì)量的同時，平衡光線反射、動態(tài)場景識別、前置光源控制與能耗優(yōu)化，導(dǎo)致顯示效果不穩(wěn)定、能耗偏高。

2、當(dāng)前的全反射屏幕顯示系統(tǒng)存在以下技術(shù)難題：在動態(tài)場景下，快速移動的物體容易出現(xiàn)圖像邊緣模糊的問題；在復(fù)雜的光線條件下，屏幕的光線反射調(diào)整不足，導(dǎo)致圖像細(xì)節(jié)不清晰；前置光源控制機制在高亮度或低亮度場景下無法自適應(yīng)調(diào)整，導(dǎo)致能耗過高或顯示不清晰。因此，急需一種全反射屏幕顯示的圖像處理方法及系統(tǒng)，來解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于上述目的，本發(fā)明提供了一種全反射屏幕顯示的圖像處理方法及系統(tǒng)。

2、一種全反射屏幕顯示的圖像處理方法，包括以下步驟：

3、s1：通過圖像輸入模塊接收外部輸入的壓縮圖像數(shù)據(jù)，并采用解碼算法對輸入的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，將壓縮圖像信號轉(zhuǎn)化為能識別的標(biāo)準(zhǔn)格式；

4、s2：對s1解碼后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分割處理，基于像素密度的分塊算法將圖像劃分為多個分塊區(qū)域，其中每個分塊區(qū)域根據(jù)其像素密度和圖像特征獨立標(biāo)識；

5、s3：對s2分塊后的每個圖像區(qū)域進(jìn)行光線反射調(diào)整，基于反射光線的入射角和全反射角，采用光線反射調(diào)整算法優(yōu)化各分塊區(qū)域的光線反射效果；

6、s4：采用場景識別算法對s3處理后的圖像進(jìn)行內(nèi)容分析，判斷當(dāng)前圖像是否為動態(tài)場景，若為動態(tài)場景，則根據(jù)場景的運動特征進(jìn)行光線優(yōu)化調(diào)整，包括對快速移動物體邊緣的光線反射進(jìn)行修正；

7、s5：基于s4場景識別結(jié)果，利用能效優(yōu)化算法動態(tài)調(diào)整全反射屏幕的前置光源亮度和色彩對比度，具體在高亮度場景下自動降低前置光源強度，在光線不足時增強前置光源亮度；

8、s6：將經(jīng)過s1至s5處理后的圖像數(shù)據(jù)輸出至全反射屏幕。

9、可選的，所述s1具體包括：

10、s11：通過圖像輸入模塊接收外部輸入的壓縮圖像數(shù)據(jù)，所述壓縮圖像數(shù)據(jù)通過高速串行接口傳輸，具體接口協(xié)議包括hdmi、dp或usb-c，并通過緩存單元對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行暫存；

11、s12：在圖像輸入模塊中，對接收的壓縮圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行格式識別，具體格式包括h.264、h.265或jpeg2000的標(biāo)準(zhǔn)格式；

12、s13：根據(jù)s12中識別出的壓縮編碼格式，調(diào)用相應(yīng)的解碼算法進(jìn)行解碼，解碼過程包括數(shù)據(jù)幀的解壓縮及還原，所述解碼算法與壓縮格式一一對應(yīng)，用于恢復(fù)圖像數(shù)據(jù)至未壓縮狀態(tài)；

13、s14：將解碼后的圖像信號轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)化的圖像信號格式，所述標(biāo)準(zhǔn)格式為rgb或yuv。

14、可選的，所述s2具體包括：

15、s21：對s1解碼后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括對圖像進(jìn)行像素密度的初步計算，通過計算每個像素點的亮度與像素面積之間的比值，獲得像素密度的分布情況；

16、s22：設(shè)定像素密度的閾值范圍，并通過預(yù)設(shè)的密度劃分標(biāo)準(zhǔn)，將圖像劃分為高像素密度區(qū)域和低像素密度區(qū)域；

17、s23：利用預(yù)設(shè)的分塊算法，根據(jù)s22設(shè)定的像素密度閾值，將圖像數(shù)據(jù)劃分為多個分塊區(qū)域，所述分塊算法通過判斷像素密度的變化趨勢，生成多個具有不同像素密度的分塊區(qū)域，確保圖像細(xì)節(jié)得到充分保留；

18、s24：對每個分塊區(qū)域進(jìn)行獨立標(biāo)識，所述獨立標(biāo)識基于圖像特征的提取，包括區(qū)域的顏色分布、邊緣信息及紋理特征；通過對每個分塊區(qū)域的顏色、紋理特征進(jìn)行唯一編號，確保不同分塊區(qū)域能夠在后續(xù)處理步驟中被獨立識別與處理。

19、可選的，所述s23中具體包括：

20、s231：先對每個像素點的像素密度變化進(jìn)行計算，具體利用梯度計算公式：

21、，其中，表示圖像在位置處的像素密度值；表示像素密度的梯度值；為像素密度在水平方向上的變化率；為像素密度在垂直方向上的變化率；通過梯度計算公式，計算出每個像素點在水平方向和垂直方向上的像素密度變化趨勢；

22、s232：根據(jù)s231中計算出的像素密度梯度值，將圖像數(shù)據(jù)劃分為不同密度區(qū)域；具體通過設(shè)定梯度閾值，判斷每個像素點是否屬于高密度變化區(qū)域或低密度變化區(qū)域；判斷標(biāo)準(zhǔn)為：當(dāng)時，則像素屬于高密度變化區(qū)域；當(dāng)時，則像素屬于低密度變化區(qū)域；

23、s233：在s232中劃分的區(qū)域基礎(chǔ)上，采用flood?fill算法對相鄰像素進(jìn)行連通性判斷，同時合并相鄰的高密度變化區(qū)域和低密度變化區(qū)域。

24、可選的，所述s3具體包括：

25、s31：對于每個分塊區(qū)域，首先計算其入射光線的入射角和全反射角；

26、s32：根據(jù)s31中計算出的入射角和全反射角，判斷當(dāng)前光線是否滿足全反射條件；

27、s33：對于滿足全反射條件的光線，利用全反射優(yōu)化算法調(diào)整反射光線的方向；對于不滿足全反射條件的光線，采用折射優(yōu)化算法調(diào)整透射光線和反射光線的比例，通過計算反射系數(shù)和折射系數(shù)來調(diào)整；

28、s34：基于s33中計算的反射光線方向及反射系數(shù)，調(diào)整每個分塊區(qū)域的光線反射效果，確保全反射區(qū)域的光線反射方向與目標(biāo)觀察角度一致。

29、可選的，所述s4具體包括：

30、s41：利用場景識別算法對經(jīng)過s3處理后的圖像進(jìn)行初步分析，所述場景識別算法通過比較連續(xù)圖像幀之間的像素亮度變化，提取圖像中每個像素的運動信息；并通過對整個圖像的運動信息進(jìn)行統(tǒng)計分析，判斷圖像中的運動程度；若80%的像素的運動值超過預(yù)設(shè)閾值時，則判定圖像為動態(tài)場景；若80%的像素的運動值未超過閾值，則判定為靜態(tài)場景；

31、s42：當(dāng)圖像被識別為動態(tài)場景時，提取動態(tài)物體的邊緣區(qū)域，通過對物體的亮度變化進(jìn)行邊緣檢測，識別出物體的邊界；邊緣區(qū)域的檢測基于亮度變化的梯度，當(dāng)梯度變化較大時，標(biāo)記區(qū)域為物體的邊緣；

32、s43：對于動態(tài)場景中快速移動物體的邊緣區(qū)域，優(yōu)化其光線反射；具體在物體邊緣區(qū)域減少反射光線的擴散，通過調(diào)整光線反射的方向，確保物體的邊緣在快速運動時保持清晰。

33、可選的，所述s5具體包括：

34、s51：基于s4的場景識別結(jié)果，對當(dāng)前圖像場景的整體亮度進(jìn)行分析，通過檢測圖像中每個分塊區(qū)域的亮度值，并用亮度值計算出整個場景的平均亮度，來判斷當(dāng)前場景的光照條件；若場景亮度高于預(yù)設(shè)閾值時，則判定為高亮度場景；若場景亮度低于預(yù)設(shè)閾值時，則判定為低亮度或光線不足的場景；

35、s52：當(dāng)判定當(dāng)前圖像為高亮度場景時，利用能效優(yōu)化算法動態(tài)調(diào)整全反射屏幕的前置光源亮度，通過減少前置光源的強度來降低整體能耗；

36、s53：當(dāng)判定當(dāng)前圖像為低亮度或光線不足時，通過能效優(yōu)化算法自動增加前置光源亮度，以確保屏幕的圖像顯示足夠清晰；

37、s54：在調(diào)整前置光源亮度的同時，能效優(yōu)化算法還對屏幕的色彩對比度進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，對于高亮度場景，適當(dāng)降低色彩對比度，防止畫面過曝或顏色失真；對于低亮度場景，提升色彩對比度，以增強畫面的深度和層次感。

38、可選的，所述s52具體包括：

39、s521：當(dāng)判定當(dāng)前圖像為高亮度場景時，首先計算當(dāng)前場景的平均亮度值，所述平均亮度值是通過對圖像中各個分塊區(qū)域的亮度值進(jìn)行加權(quán)平均計算得到的；

40、s522：根據(jù)計算出的平均亮度值，設(shè)置前置光源亮度的調(diào)整目標(biāo)，目標(biāo)前置光源亮度的設(shè)定基于以下原則：若超過預(yù)設(shè)的高亮度閾值，則自動觸發(fā)前置光源亮度的降低操作，具體調(diào)整目標(biāo)的計算為：，其中，為前置光源的最大亮度值；為預(yù)設(shè)的高亮度場景閾值：為場景的最大亮度值；

41、s523：利用能效優(yōu)化算法，根據(jù)設(shè)定的前置光源亮度目標(biāo)，動態(tài)調(diào)整全反射屏幕的前置光源亮度，具體通過調(diào)節(jié)前置光源驅(qū)動電路的輸出功率，逐步將當(dāng)前前置光源亮度調(diào)整到目標(biāo)值，具體調(diào)整公式為：

42、，其中，表示當(dāng)前時間時的前置光源亮度；為調(diào)節(jié)速率系數(shù)，控制前置光源亮度的調(diào)整速度。

43、可選的，所述s6具體包括：

44、s561：根據(jù)全反射屏幕的顯示需求，采用標(biāo)準(zhǔn)的圖像格式轉(zhuǎn)換模塊將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為全反射屏幕兼容的輸出格式，具體格式包括rgb格式或yuv格式；

45、s562：經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)通過高帶寬傳輸接口輸出至全反射屏幕，具體傳輸接口包括hdmi、displayport或lvds。

46、一種全反射屏幕顯示的圖像處理系統(tǒng)，用于實現(xiàn)上述的一種全反射屏幕顯示的圖像處理方法，包括以下模塊：

47、圖像輸入模塊：用于接收外部輸入的壓縮圖像數(shù)據(jù)，并對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，解碼后的圖像數(shù)據(jù)被傳輸至圖像處理模塊；

48、圖像處理模塊：用于對圖像輸入模塊傳輸?shù)慕獯a圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；所述圖像處理模塊包括圖像分塊處理單元、光線反射調(diào)整單元和動態(tài)場景識別單元；

49、所述圖像分塊處理單元用于對解碼后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分割，并基于像素密度和圖像特征進(jìn)行分塊；

50、所述光線反射調(diào)整單元用于根據(jù)反射光線的入射角和全反射角，并對各分塊區(qū)域的光線反射效果進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整；

51、所述動態(tài)場景識別單元用于對圖像內(nèi)容進(jìn)行識別并判斷是否為動態(tài)場景；

52、前置光源控制模塊：用于根據(jù)圖像處理模塊輸出的處理結(jié)果，動態(tài)調(diào)整全反射屏幕的前置光源亮度和色彩對比度；

53、圖像輸出模塊：用于將圖像處理模塊經(jīng)過優(yōu)化的圖像數(shù)據(jù)通過標(biāo)準(zhǔn)接口輸出至全反射屏幕，確保圖像信號的實時傳輸和顯示。

54、本發(fā)明的有益效果：

55、本發(fā)明，通過采用光線反射優(yōu)化算法和動態(tài)場景識別技術(shù)，解決了現(xiàn)有全反射屏幕在復(fù)雜光線環(huán)境下圖像顯示不清晰的問題，通過對入射光線和全反射角的精準(zhǔn)計算與調(diào)整，能夠有效優(yōu)化光線反射路徑，減少反射失真，確保圖像在高亮度環(huán)境中保持細(xì)節(jié)清晰、對比度適中，同時，在處理快速運動物體時，通過動態(tài)識別圖像中的運動特征，調(diào)整光線反射方向，避免了現(xiàn)有技術(shù)中常見的圖像邊緣模糊問題，提升了動態(tài)場景下的顯示質(zhì)量。

56、本發(fā)明，通過能效優(yōu)化算法，動態(tài)調(diào)整屏幕的前置光源亮度和色彩對比度，在高亮度場景中有效降低前置光源強度，從而減少不必要的能耗；在低亮度場景中增強前置光源亮度，確保圖像在光線不足的環(huán)境中依然清晰可見，該優(yōu)化策略不僅大幅度提高了屏幕顯示的能效利用率，還保證了不同光照條件下的圖像顯示質(zhì)量，特別適用于在移動設(shè)備等能耗敏感的應(yīng)用中。