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,,,,二〇三年九月八日星期日,二〇三年九月八日星期日,王家文,曹宇图形图像处理北京国防工业出版社,余成波数字图像处理及实现重庆重庆大学出版社,夏德深,傅德胜计算机图像处理及应用南京东南大学出版社,曹聚亮，吕海宝，李冠章。基于自适应局部灰度修正的直方图均衡算法。红外与激光工程。段瑞玲，李庆祥，李玉和。图像边缘检测方法研究综述光学技术高伟龙用于便携设备的背光源驱动及其节电调制技术研究。福州大学，第二届全国大学生创新论坛论文集，年月日二〇三年九月八日星期日硕士学位论文面向节能的图像颜色优化研究摘要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。从技术上讲，显示内容的节能显示主要可以从硬件和软件方面进行。在对显示器节能和图像处理相关方法进行了综述的基础上，本文从软件处理角度出发，围绕图像的节能显示优化设计的问题展开了研究，并提出了种基于节能的图像自适应亮度优化方法。该方法首先用双边滤波对图像进行去噪，然后通过边界检测算子从图像中获取显著边界作为图像主要特征，随后构造特征重要性场，用于指导图像的特征增强，并实现自适应亮度优化。该方法在应用于图像亮度降低时，可以在保持特征分辨能力的同时获得节能显示的效果。继而，本文描述了个实现上述图像处理方法的软件原型，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，并对处理结果进行分析比较。最后，本文将上述方法应用于般图像进行了实例测试，并做了简单的用户研究，结果表明该方法能够在相同节能效率下更好地保持图像中的感知特征。关键词节能，颜色优化，视觉感知，边界检测二〇三年九月八日星期日,二〇三年九月八日星期日目录摘要第章绪论课题背景显示器节能显示相关方法图像颜色与亮度优化本章小结内容安排第章研究中需要的工具综述图像亮度优化图像边界检测边界检测的基本步骤边界检测算法边界检测算法比较第章基于节能的图像颜色优化算法研究方法研究目标方法技术细节基于双边滤波的图像降噪处理特征检测及特征重要性场构造基于特征重要性场的图像优化图像处理原型软件需求分析主界面和交互设计基本处理功能的实现图像自适应亮度优化的实现第章实验结果与分析实验结果性能统计用户研究实验设计二〇三年九月八日星期日实验过程实验结果讨论分析本章小结第章总结与展望本文工作总结未来工作展望参考文献致谢,二〇三年九月八日星期日图目录图显示屏图显示器对于红绿蓝纯色的功率消耗曲线图图像亮度调节实例图不同边缘检测算子的离散形式图像卷积算子图不同边缘检测算子结果对比图图像自适应亮度优化算法的流程图字母表示本章中所用符号图双边滤波效果图示例图像的特征场示意图，及文中各参数的含义图示例图像的特征重要性场图个实际图像的特征场构建过程图图形亮度和对比度调节界面图图像自适应亮度优化操作界面图方法应用到普通图像的结果对比图方法应用到地图图像的结果对比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图不同参数配臵对结果的影响图可视搜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