索任务的平均完成时间和标准差图三菱大屏显示系统二〇三年九月八日星期日表目录表格处理不同分辨率图像时的性能统计时间单位毫秒二〇三年九月八日星期日第章绪论课题背景液晶显示器，或称，是种平面超薄的显示设备，它由定数量的彩色或黑白像素组成，放臵于光源或者反射面前方。

液晶显示屏是用于数字型钟表和许多便携式计算机的种显示器类型。

它的主要原理是以电流刺激液晶分子产生点线面配合背部灯管构成画面。

显示使用了两片极化材料，在它们之间是液体水晶溶液。

电流通过该液体时会使水晶重新排列，造成光线透过率的变化。

液晶显示器作为科技含量高的技术，正朝着轻薄短小的目标发展。

在便于携带与运输的前提下，传统的显示方式如显像管显示器及显示板等，皆受制于体积过大或耗电量过大等因素，无法适应使用者的实际需求的提高。

而液晶显示技术的发展正好切合目前信息产品的潮流，无论是直角显示低耗电量体积小还是零辐射等液晶显示屏优点，都能让使用者享受最佳的视觉环境。

在目前的桌面电脑和移动设备当中，显示器所占用的电能功率消耗比例分别达和因此节能显示技术的研究，特别是在延长移动设备电池持续供电时间等方面有着十分迫切的需求。

或显示器是目前最流行的显示器，其主要技术是薄膜场效应晶体管，在给定个白色背光光源的基础上，通过改变每个像素中颜色单元的透光率获得不同颜色的显示。

当透光率为时，屏幕会显示为黑色，然而由于工艺的问题，这类显示器产品通常会存在漏光的现象。

显示器的主要电能消耗用于维持背光光源的亮度，因此整体的功率消耗也主要由背光的亮度及其制造工艺决定。

般来说，通过合理地降低背光光源的亮度可以实现显示器的节能显示。

最近几年，种新的基于有机发光二极管，的显示器以下简称显示器，见图则通过像素中的颜色单元自发光的形式显示颜色，因此就避免了使用背光光源。

当屏幕面板不显示任何内容时，像素不会被通电，因而不消耗电能。

显示器采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当电流通过时，有机材料就会发光。

由于显示器具的像素是自发光的，因此显示器具有很多特点，其显示屏幕的可视角度几乎可以达到极限，屏幕黑色显示非常纯正，因此显示器具备了许多传统二〇三年九月八日星期日显示器不可比拟的优势。

显示器通过调节每个像素中红绿蓝三种单色发光单元的亮度以显示不同的颜色，因此其功率的消耗实际上和每个像素的颜色相关，相当于不同的显示内容会产生不同的功率消耗。

在图像处理与应用程序的颜色设计中，可以通过调节优化图像颜色成分或选取更节能的颜色模式的方式实现节能的显示。

另外，显示屏幕可以做得非常轻薄，甚至可以弯曲。

图显示屏显示屏的节能概念悄然掀起，成为它最为吸引消费者眼球的亮点，也是近年来火爆增长的原因。

目前市场对显示屏节能技术需求较大，显示屏的进步节能成为了行业追逐的支撑点。

通过降低图像亮度或者调节优化图像颜色成分的手段都可以降低显示器的功率消耗。

本文根据显示器的特性，实现了种面向节能的图像亮度优化方法，通过对图像内容的特征增强方法补偿亮度降低后信息传递和图像质量的损失，从而实现般图像特别是地理信息图像的节能显示。

为了便于用户对方法中的参数调节产生的效果进行直观的预览和比较，本文也描述了个实现上述图像处理方法的原型软件，并提供基本的图像处理操作，方便用户对方法的参数调节进行预览，并对处理结果进行比较。

二〇三年九月八日星期日显示器节能显示相关方法在目前的桌面电脑和移动设备当中，显示器所占用的功率消耗比例分别高达和，。

因此节能显示技术的研究，特别是在延长移动设备电池持续供电时间等方面有着十分迫切的需求。

如果台电脑拥有省电功能，每小时待机耗电约，约比个般亮度的灯泡稍高，尽管这浪费对个人影响不大，但若全球所有的电脑长时间待机，每小时浪费的电量就非常惊人。

考虑到显示器占用了整个系统较高的耗电比例，因此显示器的节能问题十分重要。

举个例子，著名的搜索引擎的主页面般都非常简单，比如的页面是纯白色背景上的个搜索框和少量链接。

在个显示器上长时间显示时，其几乎需要最大的功率消耗，个暗色或黑色背景的页面则可以有效地节约电能消耗。

网站则仅提供了个黑色背景的页面，通过链接的方式返回搜索结果，其主页宣称节约电能已达千瓦时。

虽然数据的真实性可能是基于访问其页面的用户都使用了显示器进行计算得到的，但也正说明了基于显示器进行节能设计的重要性。

目前，显示器的主要技术是基于薄膜场效应晶体管的液晶显示器通过改变每个像素中颜色单元的透光率获得不同颜色的显示，因此其般需要个背光光源。

果使得玩家更容易理解场景中景物的深度关系，如城墙边缘等处，同时也降低了显示器的功率消耗。

个三维游戏场景的截图二〇三年九月八日星期日均匀亮度降低的结果应用本文方法的结果图在游戏场景中使用深度图进行自适应亮度优化的结果对比二〇三年九月八日星期日图不同参数配臵对结果的影响图展示了在不同参数配臵下对处理结果的影响。

图和展示了二〇三年九月八日星期日在距离场图像变换过程中参数对结果的影响，具体参数解释参见节。

从结果中不难发现，越大，则特征区域越大，最终的处理结果中边界区域则越宽。

图和展示了特征重要性场构建过程中，参数对结果的影响，具体参数解释可参见节。

从结果中可知，越小，图像的亮度则越低，因此所需的功耗也将越少，于此同时图像也将便得难于理解。

图和展示了特征重要性场构建过程中，参数对结果的影响，具体参数解释可参考节。

从结果中可以了解到，越小，感知重要性区域内的对比度将越小，视觉上表现出阴影区域越淡。

性能统计般而言，基于图像像素的处理都可以并行执行。

在实现第章提出的自适应亮度优化方法的时候，我们将整个流程能够并行实现的部分采用进行加速，使得我们的方法能够实时的运行。

在实验测试中，我们使用分辨率的输入图像时，算法的运行时间大约都能在毫秒以内，也就是说处理帧率能够达到。

算法的主要耗时操作是双边滤波计算。

为了完整统计算法的运行性能，我们采用了不同分辨率进行算法运行平均时间的统计。

表给出了算法在不同分辨率图像上的运行时间统计。

表格处理不同分辨率图像时的性能统计时间单位毫秒图像分辨率运行时间用户研究用户研究是种理解用户，将他们的目标需求与相关技术方法相匹配的理想方法。

用户研究的首要目的是通过对用户的任务操作特性知觉特征认知心理特征的研究，使用户的实际需求成为方法的导向，使相关方法更符合用户的习惯经验和期待。

用户研究的价值在于，他不仅对方法评估有帮助，而且让技术的使用者受益，是对两者互利的。

对技术开发人员来说，用户研究可以节约宝贵的时间开发成本和资源，创造更好更成功的产品。

对用户来说，用户研究使得产品更加贴近他们的真实需求。

通过对用户的理解，我们可以将用户需要的功能设计得有用易用并且强大，能解决实际问题。

要实现以人为本的设计，必须把相关工作与技术与用户的关系作为个重要二〇三年九月八日星期日研究内容，先设计技术与用户的关系，设计人机界面，按照要求再设计功能，同时二者要协调配合。

用户研究能够帮助改善网站软件应用手机游戏等等交互式产品与技术，包括消费类电器产品与技术。

实验设计在用户研究中，我们邀请了位测试对象对我们的方法生成的图像结果进行比较与评价。

参与对象的专业包括了计算机数学和工业设计学。

所有参与者都没有色盲或色弱症状，且与我们的研究工作无关。

用户研究的实验在台个人电脑上进行，配有两台英寸分辨率为的显示器，其中台用于展示测试图像，另台用于填写调研答卷。

我们使用般图像和地图应用的图像作为实验数据。

在用户研究实验中，我们对实验数据分别进行均匀亮度降低处理和本文第章描述的方法的处理，生成的结果图像分别记为和，未做处理的原始图像记作。

在告知用户这三种图像在显示器显示时需要的平均功率的前提下，我们要求用户对这三个图像进行比较和主观评价。

实验过程用户研究主要分为两个任务可视搜索和评价打分。

在可视搜索任务中，测试对象被要求从街道地图中找出些特定的模式。

街道地图被三种处理方法即不处理均匀亮度降低方法和我们的方法进行处理。

该任务使用主体间测试方法进行，即所有测试对象将被分成组，且每个测试对象仅对同个结果进行两次测试记作和。

测试程序记录识别时间和测试结果。

在评价打分任务中，我们使用二维地图信息的结果，所有的结果同样被三种处理方法即不处理均匀亮度降低方法和我们的方法进行处理。

在被告知后两种处理方法均匀亮度降低方法和我们的方法获得的节能效率的前提下，所有测试对象都要求综合各种因素对这三种处理方法进行优选排序。

实验结果在用户研究后，我们统计了测试对象在执行可视搜索任务时的率。

为便于描述，我们将不处理均匀亮度降低方法和我们的方法这三种处理方式分别记作方法，方法和方法。

在第次测试中，方法没有，方法的错二〇三年九月八日星期日误率为位共位测试对象，而方法的率为位共位测试对象。

在第二次测试测试中，所有测试对象都正确完成了任务。

图展示了测试对象对于可视搜索任务的平均完成时间和标准，可以看到第次测试的完成时间均要多余第二次测试的完成时间，而方法的测试完成时间显著比其他方法更少。

图可视搜索任务的平均完成时间和标准差在评价打分中，我们要求在对两种结果进行测试后，对三种处理方法进行优选排序。

大部分测试对象都选择了处理最优。

表明测试对象对处理方法的选择存在明显的倾向性。

讨论分析基于测试对象的在任务时的评价反馈，我们发现用户还是希望在图像亮度降低的时候，能够增强重要的边界信息和结构信息的表现。

以下总结基于测试对象的些整体评价近半的测试对象在日常生活中不会过于在意显示电能的消耗，反而会在意显示质量。

在考虑电池续航时间的前提下，他们认为处理方法对于地图信息的处理结果比较认可，毕竟当前手机等移动设备通常会被用于地图查询路线导航等兼职。

他们认为增强边界信息有助于他们在地图应用中更快地区分街二〇