本發(fā)明涉及LED顯示屏，尤其涉及一種基于圖像處理的LED顯示屏節(jié)能方法。

背景技術(shù)：

LED顯示屏區(qū)別于別的顯示載體，它可以按照實(shí)際場地的大小任意組裝和拼接，可以實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模的顯示應(yīng)用，加之可以配合種類繁多的視頻處理設(shè)備，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)美輪美奐的顯示場景和效果。因此，此類產(chǎn)品可以廣泛應(yīng)用于各種室內(nèi)室外廣告宣傳中，并以其獨(dú)特的顯示效果，在同類廣告屏行業(yè)中獨(dú)占鰲頭，具有非常廣闊的市場前景。LED顯示屏具有發(fā)光效率高、對環(huán)境無污染、節(jié)約能耗、易于組裝與實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，成為未來提升城市形象、豐富居民文化生活的重要途徑。

通常LED顯示屏是由若干個單元箱體組合而成，箱體之間準(zhǔn)確精密拼接，使全屏看似一個整體，無箱體拼縫。單元箱體又是由若干單元模組構(gòu)成，單元模組之間準(zhǔn)確精密拼接，使單元箱看似一個整體，無模組拼縫。單元模組又是由若干等間距的像素點(diǎn)排列構(gòu)成，所以LED顯示屏顯示主體最基本的組成單元是像素，每個像素通常由1-3顆LED燈組成，單色顯示屏每個像素通常是1顆紅燈，雙色顯示屏每個像素通常是1顆紅燈和1顆綠燈，全彩顯示屏每個像素通常是1顆紅燈、1顆綠燈和1顆藍(lán)燈。

以每平米2000個全彩LED顯示屏為例，共有2000×3＝6000個LED，有的顯示屏每個像素會有4個LED，則每平米共有8000個LED。每個LED的工作電流為20mA，工作電壓為5V，其每平米功耗為：

0.02A×5V×6000＝600W

假設(shè)某大樓的LED顯示屏為100m²，則該屏幕的功率為600W×100m²＝60000W＝60kW，如果按照每天使用15個小時，電費(fèi)0.6元一度來計算，每天電費(fèi)支出為540元，一年365天電費(fèi)支出為19.71萬元。

可見，LED顯示屏的功耗十分巨大，大規(guī)模推廣應(yīng)用必須考慮如何把功率降低的問題。如果能在不需要LED顯示屏太亮的情況下，如晚上19：00以后，若能設(shè)法降低顯示屏的亮度，以減小每個LED燈管的工作電流，從而降低功耗，節(jié)約電能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的LED顯示屏功耗過大的問題，本發(fā)明提供一種基于圖像處理的LED顯示屏節(jié)能方法。

技術(shù)方案：一種基于圖像處理的LED顯示屏節(jié)能方法，包括以下步驟：

(1)提供原始圖像，建立與原始圖像大小相同的原始模板圖像，原始模板圖像為黑色像素和白色像素相間排列的點(diǎn)陣圖形；

(2)將原始圖像中的每個像素的顏色與原始模板圖像中對應(yīng)位置像素的顏色進(jìn)行混色疊加，合成一次新圖像，通過LED顯示屏顯示一次新圖像；

(3)建立新模板圖像，新模板圖像的黑色像素位置為原始模板圖像白色像素的位置，新模板圖像的白色像素位置為原始模板圖像黑色像素的位置，將原始圖像中的每個像素的顏色與新模板圖像中對應(yīng)位置像素的顏色進(jìn)行混色疊加，合成二次新圖像；

(4)設(shè)定時間間隔t，當(dāng)LED顯示屏顯示一次新圖像t時間后，顯示二次新圖像，當(dāng)LED顯示屏顯示二次新圖像t時間后，重新顯示一次新圖像，如此循環(huán)直到提供下一幀原始圖像。

進(jìn)一步的，所述步驟(2)中將原始圖像中的每個像素的顏色與原始模板圖像中對應(yīng)位置像素的顏色進(jìn)行混色疊加的具體方法為：原始圖像的像素點(diǎn)與原始模板圖像中的黑色像素進(jìn)行疊加，像素亮度減弱；原始圖像的像素點(diǎn)與原始模板圖像中的白色像素進(jìn)行疊加，像素亮度不變。

進(jìn)一步的，所述步驟(3)中將原始圖像中的每個像素的顏色與新模板圖像中對應(yīng)位置像素的顏色進(jìn)行混色疊加的具體方法為：原始圖像的像素點(diǎn)與新模板圖像中的黑色像素進(jìn)行疊加，像素亮度減弱；原始圖像的像素點(diǎn)與新模板圖像中的白色像素進(jìn)行疊加，像素亮度不變。

進(jìn)一步的，所述步驟(4)還包括：設(shè)定一個小于1的轉(zhuǎn)換系數(shù)，分別將一次新圖像和二次新圖像的每個像素的紅色、綠色、藍(lán)色的像素值分別乘以該轉(zhuǎn)換系數(shù)，得到轉(zhuǎn)換后的紅色、綠色、藍(lán)色的像素值作為新的像素值再進(jìn)行顯示。

有益效果：相比較現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明在夜晚不需要LED顯示屏太亮的情況下，通過原始圖像與模板圖像混合疊加，使得LED顯示屏一半的燈管處于低電流狀態(tài)，間隔時間t后，與新的模板圖像混合疊加，使得另一半的燈管處于低電流狀態(tài)，這樣既可以減小電能的消耗，又可以延長LED燈管的使用壽命。其次，通過把圖像的RGB像素值乘以一個小于1的轉(zhuǎn)換系數(shù)后，降低了圖像的灰度值，減小了每個LED燈管的工作電流，從而進(jìn)一步降低功耗，更加節(jié)約電能。

附圖說明

圖1為原始圖像。

圖2為原始圖像和原始模板圖像疊加后的新圖像。

圖3為原始模板圖像。

圖4為新模板圖像。

圖5為降低灰度值后的新圖像。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

(1)提供每幀原始圖像，如圖1所示為本實(shí)施例的原始圖像，圖中一個小方塊代表LED顯示屏上的一個像素。建立與原始圖像大小相同的原始模板圖像，如圖3所示，原始模板圖像為由黑色像素和白色像素相間排列的點(diǎn)陣圖形。

(2)將原始圖像中的每個像素的顏色與原始模板圖像中對應(yīng)位置像素的顏色進(jìn)行混色疊加，合成一次新圖像。原始圖像中的像素點(diǎn)與原始模板圖像中的黑色像素進(jìn)行疊加后，像素亮度減弱，LED燈管接近熄滅；原始圖像中的像素點(diǎn)與原始模板圖像中的白色像素進(jìn)行疊加后，像素亮度不變，LED燈管保持原始圖像的亮度。因此，一次新圖像與原始圖像相比，相鄰兩個亮像素間距擴(kuò)大一倍。圖2為圖1和圖3混色疊加后合成的一次新圖像，在原始圖像的最佳觀看距離的兩倍之外，觀看此圖像，并不影響原始圖像所傳遞的信息，而圖中黑色像素處的LED燈管電流減弱，還可以減小原來的接近一半的功耗。

(3)建立新模板圖像，新模板圖像也為由黑色像素和白色像素相間排列的點(diǎn)陣圖形，如圖4所示，新模板圖像與原始模板圖像相比，原始模板圖像的黑色像素變成白色像素，原始模板圖像的白色像素變成黑色像素。將原始圖像中的每個像素的顏色與新模板圖像中對應(yīng)位置像素的顏色進(jìn)行混色疊加，與一次新圖像的合成方法相同，合成二次新圖像。原始圖像中的像素點(diǎn)與新模板圖像中的黑色像素進(jìn)行疊加后，像素亮度減弱，LED燈管接近熄滅；原始圖像中的像素點(diǎn)與新模板圖像中的白色像素進(jìn)行疊加后，像素亮度不變，LED燈管保持原始圖像的亮度。同理，合成的二次新圖像也不影響原始圖像所傳遞的信息。

(4)設(shè)定一個小于1的轉(zhuǎn)換系數(shù)K，分別將一次新圖像和二次新圖像的每個像素點(diǎn)的紅色、綠色、藍(lán)色三個像素值分別乘以同一個轉(zhuǎn)換系數(shù)K，將轉(zhuǎn)換后的紅色、綠色、藍(lán)色像素值作為新的像素值在LED顯示屏上顯示。轉(zhuǎn)換后的新圖像的紅色、綠色、藍(lán)色三個像素值都減小了，從而降低了原始圖像的灰度值。如圖5所示，灰度值降低后，每個LED燈管的工作電流減小了，從而降低了功耗，達(dá)到進(jìn)一步節(jié)能的目的。

R’＝R×K；

G’＝G×K；

B’＝B×K；

其中，R為轉(zhuǎn)換前的紅色的像素值；G為轉(zhuǎn)換前的綠色的像素值；B為轉(zhuǎn)換前的藍(lán)色的像素值；R’為轉(zhuǎn)換后的紅色的像素值；G’為轉(zhuǎn)換后的綠色的像素值；B’為轉(zhuǎn)換后的藍(lán)色的像素值。

設(shè)定時間間隔t，當(dāng)LED顯示屏顯示一次新圖像t時間后，顯示二次新圖像，當(dāng)LED顯示屏顯示二次新圖像t時間后，重新顯示一次新圖像，如此循環(huán)直到提供下一幀原始圖像。因此，LED顯示屏上同一個位置的像素點(diǎn)能間隔t時間熄滅一次，即在2t時間內(nèi)只使用了t時間，從而可以延長LED燈管的使用壽命，節(jié)約了成本。

本發(fā)明提供了一種基于圖像處理的LED顯示屏節(jié)能方法，具體實(shí)現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上所述僅提供了一般情況下的實(shí)施方式。本實(shí)施例中未明確的組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。