基于S3C2440的LED背光源节电系统设计方案

定时器输出时钟频率= PCLK/(prescaler value+1)/(divider value)

TCFG0 寄存器设置：TCFG0=99;//prescaler value=99

TCFG1 寄存器设置：TCFG1=0x03;//divider value=1/16

这样，当PCLK=400M 时，定时器输出频率为6.25M.

定时器初值的设置包括：

TCNTB0 寄存器设置：TCNTB0=62500;// 装入初值1s 中断一次

TCMPB0 寄存器设置：TCMPB0=rTCNTB0》1;//50%

接着就可以启动定时器，第一次必须手动装载：TCON=1《1;

装载后， 改为自动装载， 并启动定时器：TCON=0x09.

2.3 基于S3C2440 的图像算法设计

S3C2440 芯片内部集成了LCD 控制器，用来向LCD 传输图像数据，并提供必要的控制信号，比如VFRAME、VLINE、VCLK、VM 等，可以支持STNLCD和TFTLCD.mini2440 采用3.5in(分辨率为240×320像素)的TFT 液晶显示屏，配置为常用的16BPP(5:6:5)模式。要显示图像，只要向LCD_BUFFER 写入像素数据(R(5)：G(6)：B(5))，LCD 控制器就会自动通过DMA读取数据送往TFTLCD显示。

图像算法是基于图像直方图进行数据变换的，所以，首先应编写子程序并先计算形成显示图像的灰度直方图，算法如下所示(其中bmp 为原始的灰度图像，bmp_2 为灰度值数组)：

for( y = 0;y 320;y++ )

{for(x = 0; x 240; x++)

{bmp_2 [bmp[p]] ++;

p = p + 1;

}

}

假设取5%的失真度，那么需要变换的像素点数量为240×320×5%=3,840 点，然后根据上述算法原理采用逐点计算的方法使fgl 从灰度0 开始分别计算出对应的(fgh- fgl )，最后比较求出min(fgh - fgl)。

下一步对直方图进行线性搬移，使灰度整体向暗区域移动fgl,这样图像灰度区域由[0,255]区间内的原分布，被压缩在[0,fgh- fgl]区间。接下来应对图像进行灰度拉伸，以弥补背光导致的亮度损失。若采取线性拉伸方法， 显然拉伸的最大倍数为255/ (fgh- fgl)。算法如下所示(其中bmp 为原始的灰度图像，bmp_new 为更新图像，min= min(fgh - fgl))：

for(y = 0;y 320;y++)

{for(x = 0;x 240;x++ )

{if (bmp[p]>= fgl )

bmp_new[p] = (bmp[p] - fgl )*255/min;

else

bmp_new[p] =0;

p++;

}

}

此时像素灰度不会饱和，则背光亮度可由1 降低为(fgh- fgl)/255,由LED 驱动电路通过PWM 实现相应亮度的控制。

3 实验结果

如图4 所示为测试图像，图4(a)为原始图像，图4(b)、(c)、(d)为采用直方图裁剪与拉伸算法的试验结果图。

测试图4 (b) 的失真度为5% ,节能比例为35% ;测试图4(c)的失真度为10% ,节能比例为55% ;测试图4(d)的失真度为20% ,节能比例为67%.由实验结果可知，在一定的失真度下，显然直方图裁剪的灰度范围越小，背光亮度可降低的幅度越大。原始测试图像与经过直方图裁剪和拉伸的图像相比，在失真度5%的约束下，由于图像进行了直方图搬移，整体亮度有所变化，总的来说图像质量没有明显损失。

4 结论

本文提出了基于视觉特性的液晶显示器背光源节电调光方法，建立了直方图裁剪和拉伸的处理框架，并在此基础上利用ARM 平台加以验证，证明本文的方法在失真度为5%的情况下可实现约35%的背光节电效果，且图像质量没有明显损失。