一种液晶显示动态图像感知效果补偿方法及系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种液晶显示动态图像感知效果补偿方法及系统，方法包括输入一个图像序列并对其相邻帧进行运动估计，获得相邻帧图像的运动方向和运动速度；根据图像运动速度建立基于人眼实际追踪速度优化的动态调制传递函数；对优化的动态调制传递函数做约束上界的取倒数处理建立图像运动补偿函数，根据图像运动补偿函数，针对不同位数的二进制液晶显示系统建立相应的自适应图像运动补偿函数，通过自适应图像运动补偿函数对原始图像序列逐帧进行处理，获得运动补偿图像序列。本发明专利技术普遍适用于市场上主流液晶显示系统，可显著提升动态图像显示质量。

【技术实现步骤摘要】
一种液晶显示动态图像感知效果补偿方法及系统
本专利技术涉及一种图像处理
，尤其是涉及一种液晶显示动态图像感知效果补偿方法及系统。
技术介绍
运动模糊是影响液晶显示系统图像质量的一个关键因素，其形成原因可分为两类：显示系统自身特性和人眼视觉特性。其中，显示系统自身特性导致的运动模糊主要是由保持型显示特性和慢响应体现。在观看运动图像时，人眼眼球的平滑追踪运动和视觉积分效应也是人眼感知图像运动模糊的根本原因。已有研究表明，人眼平滑追踪速度达到上限速度75(°)/s时，人眼平滑追踪速度比(人眼追踪速度与目标运动速度的比值)约为0.9，低于上限速度时，人眼平滑追踪表面为线性特征，对应平滑追踪速度比接近1。传统的运动模糊模型是基于视觉完美的平滑追踪，即人眼追踪速度与观察对象运动速度一致的假设。在验证动态调制传递函数(DynamicModulationTransferFunction，DMTF)运动模糊模型的主观实验表明，在DMTF零点处，即运动速度和空间频率相乘结果是整数时，观测者难以选择模拟的运动速度，从而导致相应的匹配平分很低，也就是说采用追踪速度比为1建立的模型与人眼实际感知效果不相符。目前，市场上二进制液晶显示器像素显示位数主要有六位、八位和十位等，其中，二进制八位显示器占据目前主要市场，二进制十位显示器是新兴的理想显示器件。随着市场的不断向前发展以及人们生活水平的提高，人们对图像显示质量也不断地提出新的要求。液晶显示技术作为当今主流的平板显示技术，灵活运动动态背光调制和可变帧率等技术实现图像显示质量的不断优化。为解决运动图像中保持型显示的空间频率响应具有零点而导致预补偿方法的有效性仅限于较低空间频域的问题，TakenobuUsui等人(Motionblurreductionwithtriangularwaveformemissionandoptimizedenhancefilter)提出采用三角波形发射的预补偿方法，以降低了图像运动模糊。然而，该方法要求改变传统显示器件发光机制(保持型显示)为三角波形发射方式，这对传统显示技术提出了新的要求。同时，聂荣娟等人(基于MTFC的图像复原结果对比分析)阐明遥感图像处理常采用调制传递函数补偿，利用获取的成像系统的MTF进行图像复原，提高遥感影像MTF数值，使得光学成像系统总体MTF达到较为理想水平从而提高图像质量。然而，采用MTFC技术复原图像，复原后图像质量取决于精准的去噪处理和图像MTF值的准确获取。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有动态图像显示技术存在运动模糊的缺陷，提供一种普遍适用于市场上主流液晶显示系统(无需改变传统液晶显示器件的发光机制)，可显著提升动态图像显示质量的液晶显示动态图像感知效果补偿方法及系统。为实现上述目的，本专利技术提出如下技术方案：一种液晶显示动态图像感知效果补偿方法，包括S100，输入一个图像序列，并对所述图像序列相邻帧进行运动估计，获得相邻帧图像的运动方向和运动速度，基于本帧和下一帧的运动估计，通过图像运动补偿技术进行本帧图像的优化；S200，根据所述图像运动速度建立基于人眼实际追踪速度优化的动态调制传递函数，所述优化的动态调制传递函数不存在零点，解决了传统存在零点的动态调制传递函数在补偿处理时高频空间效果差的问题；S300，对步骤S200中优化的动态调制传递函数做约束上界的取倒数处理建立图像运动补偿函数，进一步根据所述图像运动补偿函数，针对不同位数的二进制液晶显示系统建立相应的自适应图像运动补偿函数，并通过所述自适应图像运动补偿函数对原始图像序列逐帧进行预处理，获得运动补偿图像序列。优选地，在步骤S300中，通过对所述优化的动态调制传递函数做约束上界的取倒数处理，建立如下图像运动补偿函数DMTFC(i)：其中，i为空间频率，B为参数，DMTF(i)为优化的动态调制传递函数。优选地，所述参数B的值通过如下方式获得：当优化的动态调制传递函数取最小值时，所述图像运动补偿函数取得最大增益，则有：求解后获得参数B的值。优选地，运动补偿图像通过如下步骤获得：对所述图像运动补偿函数设置可调节参数I，形成如下所示自适应图像运动补偿函数DMTFC'(i)：DMTFC'(i)＝(DMTFC(i)-1)*I+1；根据图像运动速度和原始图像类型选择合适的I值；原始图像按照运动方向逐像素经快速傅里叶变换后得到频域特征，并与自适应图像运动补偿函数DMTFC'(i)相乘后得到预处理后的频谱特征，所述预处理后的频谱特征经逆快速傅里叶变换后获得运动补偿图像。优选地，选取可调节参数I的值时，设置辅助参数：预处理后图像的像素灰度值溢出的百分比P，判断像素灰度值溢出的百分比P是否在预设范围内，若是，则表明该I取值合理并且该原始图像经运动补偿后无明显失真，对于二进制八位液晶显示系统，所述可调节参数I的值的范围为0.1～0.3；对于二进制十位液晶显示系统，所述可调节参数I的值为1。优选地，所述P的范围为8％以下。本专利技术还揭示了一种液晶显示动态图像感知效果补偿系统，包括运动估计模块，用于对输入的一个图像序列的相邻帧进行运动估计，获得相邻帧图像的运动方向和运动速度，基于本帧和下一帧的运动估计，通过图像运动补偿处理模块进行本帧图像的优化；运动补偿处理模块，用于根据所述图像运动速度建立基于人眼实际追踪速度优化的动态调制传递函数，对动态调制传递函数做约束上界的取倒数处理构建图像运动补偿函数，根据所述图像运动补偿函数，针对不同位数的二进制液晶显示系统构建相应的自适应图像运动补偿函数并对原始图像序列逐帧进行预处理，获得运动补偿图像序列。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术通过建立基于人眼实际追踪速度(人眼追踪速度比小于1)优化的动态调制传递函数，可解决运动图像中保持型显示的传统动态调制传递函数存在零点而导致在补偿处理时高频空间效果差的问题。(2)本专利技术通过采用对优化的动态调制传递函数做约束上界的取倒数处理构建图像运动补偿函数，通过增加可调节参数I以提升图像运动补偿函数自适应性，并且在对图像运动补偿函数进行自适应性优化时，设置运动补偿处理后图像像素灰度值溢出百分比P作为辅助参数，提高了可调节参数I取值的合理性。(3)本专利技术能够显著抑制动态图像经显示系统及人眼感知后产生的运动模糊(通过模拟人眼感知动态图像效果，验证了运动补偿图像的人眼感知动态图像效果显著优于原始图像的)，具有处理速度快、视觉效果好的优点，并且无需改变传统液晶显示器件的发光机制，便可显著提升图像显示质量。(4)本专利技术针对二进制八位液晶显示系统的补偿方法对动态图像感知效果有显著提升，同时针对二进制十位液晶显示系统的补偿方法，可以达到接近原静止图像的感知效果。附图说明图1是本专利技术的方法流程图示意图；图2是二进制八位显示系统中获取运动补偿图像的流程图示意图；图3是二进制十位显示系统中获取运动补偿图像的流程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液晶显示动态图像感知效果补偿方法，其特征在于，包括/nS100，输入一个图像序列，并对所述图像序列相邻帧进行运动估计，获得相邻帧图像的运动方向和运动速度，基于本帧和下一帧的运动估计，通过图像运动补偿技术进行本帧图像的优化；/nS200，根据所述图像运动速度建立基于人眼实际追踪速度优化的动态调制传递函数，所述优化的动态调制传递函数不存在零点；/nS300，对步骤S200中优化的动态调制传递函数做约束上界的取倒数处理建立图像运动补偿函数，进一步根据所述图像运动补偿函数，针对不同位数的二进制液晶显示系统建立相应的自适应图像运动补偿函数，并通过所述自适应图像运动补偿函数对原始图像序列逐帧进行预处理，获得运动补偿图像序列。/n

【技术特征摘要】
1.一种液晶显示动态图像感知效果补偿方法，其特征在于，包括
S100，输入一个图像序列，并对所述图像序列相邻帧进行运动估计，获得相邻帧图像的运动方向和运动速度，基于本帧和下一帧的运动估计，通过图像运动补偿技术进行本帧图像的优化；
S200，根据所述图像运动速度建立基于人眼实际追踪速度优化的动态调制传递函数，所述优化的动态调制传递函数不存在零点；
S300，对步骤S200中优化的动态调制传递函数做约束上界的取倒数处理建立图像运动补偿函数，进一步根据所述图像运动补偿函数，针对不同位数的二进制液晶显示系统建立相应的自适应图像运动补偿函数，并通过所述自适应图像运动补偿函数对原始图像序列逐帧进行预处理，获得运动补偿图像序列。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S300中，通过对所述优化的动态调制传递函数做约束上界的取倒数处理建立如下所示图像运动补偿函数DMTFC(i)：



其中，i为空间频率，B为参数，DMTF(i)为优化的动态调制传递函数。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述参数B的值通过如下方式获得：
当优化的动态调制传递函数取最小值时，所述图像运动补偿函数DMTFC(i)取得最大增益，则有



求解后获得参数B的值。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，运动补偿图像通过如下步骤获得：
对所述图像运动补偿函数设置可调节参数I，形成如下所示自适应图像运动补偿函数DMTFC'(i)：...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏振平，宋玉，胡伏原，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32