基于OLED屏幕的移动终端导航应用的能耗优化方法与流程

本发明属于图像处理的多媒体技术领域，具体涉及一种基于OLED屏幕的移动终端导航应用的能耗优化方法。

背景技术：

互联网应用技术的发展与普及带动移动终端设备的发展。终端设备已经不在是传统意义上的打电话发短信的工具，而是人与信息化世界的距离问题。人们通过移动设备接入互联网进行信息获取，与人交流，享受着信息化时代的气息。然而，移动设备的耗电量问题逐渐的引起广泛的关注。移动设备的应用过程中，移动终端的屏幕的耗电量占据整体的耗电量的很大份额，屏幕的耗电量优化显得十分的有意义。根据实验的数据发现，屏幕显示不同颜色结构的图像所需的耗电量是不同的。

解决耗电问题的主要方向是在不影响人的视觉效果或者提高视觉对比度的情况下，对图像的颜色组合进行重构，通过选取耗电量比较小的颜色序列来对原始图像颜色进行替换，从而达到降低颜色功耗的目的。采用Lab颜色空间所特有的性质，即对应颜色之间的欧式距离相等的情况下给人的视觉距离是相等的，来计量重构后的图像颜色性质和原始图像颜色性质所带来的视觉效果。

通过调查可知，市面上主流的移动终端屏幕是LCD和OLED。传统的LCD屏幕：LCD是通过背光源来提供光源，然后通过偏光片来实现图像内容的显示。通过降低LCD背光源的亮度来实现低功耗是最直接的方法，不同色调对颜色的影响并不是非常的明显。所以针对LCD类的屏幕而言，耗能的优化方向应该是保证视觉效果，降低亮度。新技术OLED屏幕：OLED屏幕依据清晰度和耗能小的优势备受移动终端厂商所青睐。与传统的LCD类屏幕不同的是，OLED屏幕是每个像素点独立发光而不需要背光源。OLED的每个像素点都有Red ,Green ,Blue三种颜色分量的发光点可以独立发光，根据不同的比例组合出不同的颜色表现形式。因此，对于OLED屏幕的耗电优化方向是结合图像亮度和图像色调结构（优化的主要对象）。试验可得，屏幕显示不同的颜色时所需的耗电量是不同。如：相同级别的Blue分量的耗电量大于Green分量。

针对现在市场上的移动终端设备主流屏幕应用分析，从一个新角度来对移动终端的耗电量进行优化，跳出了传统的通过扩大电池容量方式。是实实在在可行的，适应于移动终端大屏化的应用发展趋势。

在手机进行导航应用中，手机屏幕的耗电量消耗有很大一部分是来自OLED屏幕的工作。所以对屏幕的耗电性能的优化是非常的有必要的，不仅如此，还可以通过色调的控制来生成不同色调的导航地图能够很好的满足不同人的需求。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供了一种基于OLED屏幕的移动终端导航应用的能耗优化方法。

本发明包括如下步骤：

第一部分：图像耗电量的估算

1-1、OLED屏幕耗电量计算公式：

像素点功耗：

屏幕总功耗：

其中：C为屏幕显示黑色图像时，手机所需的耗电量，，，分别表示的是Red，Green，Blue像素点发光所需的功耗。

1-2、通过实验的方式获取不同颜色值的图像在手机显示时的耗电量变化；多次测量求平均值，将测得的数据做函数拟合并绘制图像耗电量函数拟合曲线。

1-3、根据耗电量函数拟合曲线图与屏幕显示的OLED耗电量计算公式对OLED移动终端屏幕显示图像所需的耗电量进行估算。

第二部分：优化导航地图

2-1、获取初始颜色表。

由设计人员提供或者通过截取一些图像来获得最终的颜色表。

2-2、颜色功耗计算。

根据图像耗电量估算来对输入的初始颜色表进行颜色分类的耗电量排序；利用输入的初始颜色表的颜色各分类分别初始化预设大小图像，然后对图像的整体耗电量进行估算，最终获得颜色分类的耗电量排序。

2-3、和谐度调整。

根据经典颜色和谐度理论,在数据库中通过机器学习的方式学习出对颜色表进行和谐度评价方法，用来保证颜色表变换后的图像颜色效果满足人眼的视觉效果。

2-4、色调调整。

通过输入一些喜好的图像，采用K-means聚类的方式提取图像的主色调用来为颜色重构提供色调选择参考。

2-5、颜色重构。

结合颜色的功耗参数、色调调整参数和和谐度调整参数按设定比例做结合调整。

本发明的有益效果：本发明将OLED屏幕的耗电性质、不同色调的颜色重构以及颜色和谐度衡量方法结合起来，应用于基于OLED屏幕的移动终端典型的耗电应用-手机导航应用。不但有强烈的理论支撑，而且能够同时满足能耗的降低和色调多样化的需求。

优化应用表现在两个方面：1、在导航地图的设计过程中采用重构后的颜色表对原始颜色表进行颜色替换；2、作为一个耗电量优化功能部分在导航软件的使用过程中，采用图像处理技术对图像的颜色进行实时的重构。

附图说明

图1为函数拟合图；

图2为导航地图颜色生成框架；

图3为不同色调导航地图及其耗电量。

具体实施方式

本发明是根据OLED屏幕的发光特性，针对移动终端的导航过程中屏幕的能耗进行优化的方法。本发明通过实验的方法绘制耗电性能曲线，根据耗电性能曲线对导航地图的颜色结构进行低功耗颜色的替换，然后用新的颜色列表对导航地图进行处理，使得新的导航地图的耗电性能得到优化。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

第一部分：图像的耗电量的估算平台的搭建。

根据OLED屏幕显示原理总结出OLED屏幕耗电量计算公式：

像素点功耗：

屏幕总功耗：

注：C为常数。，，分别表示的是Red，Green，Blue像素点发光所需的功耗；

通过实验的方式获取不同颜色值的图像在三星GT-n7100手机显示时的耗电量变化。多次测量求平均值，然后，将测得的数据做函数拟合并绘制图像耗电量函数拟合曲线。函数拟合曲线图1所示：

函数拟合拟合优度：Red:0.9976；Green:0.9979；Blue:0.9985。

常数C=0.5859W。注:常数C为屏幕显示黑色图像时，手机所需的耗电量。（函数拟合曲线起点位置）。

根据耗电量函数拟合曲线图与屏幕显示的耗电量计算公式对OLED移动终端屏幕显示图像所需的耗电量进行估算。

第二部分：导航地图的优化框架。

初始颜色表的获取。

由于对于市面上现有的导航应用图像的颜色构成不同，可由设计人员提供或者通过截取一些图像来获得最终的颜色表。

颜色功耗计算。

根据图像耗电量估算方法来对输入的初始颜色表进行颜色分类的耗电量排序。利用输入的初始颜色表的颜色各分类分别初始化预设大小图像，然后对图像的整体耗电量进行评估计算，最终获得颜色分类的耗电量排序。

和谐度调整。

根据一些研究人员提出经典颜色和谐度理论,在一些比较流行的数据库中通过机器学习的方式学习出的对颜色表进行和谐度评价方法，用来保证颜色表变换后的图像颜色效果满足人眼的视觉效果。

色调调整。

通过输入一些喜好的图像，采用K-means聚类的方式提取图像的主色调用来为颜色重构引擎提供色调选择参考。

颜色重构引擎。

结合颜色的功耗参数、色调调整参数和和谐度调整参数按一定比例做结合调整。

本发明将OLED屏幕的耗电性质、不同色调的颜色重构以及颜色和谐度衡量方法结合起来，应用于基于OLED屏幕的移动终端典型的耗电应用-手机导航应用。优化应用表现在两个方面：1、在导航地图的设计过程中采用重构后的颜色表对原始颜色表进行颜色替换；2、作为一个耗电量优化功能部分在导航软件的使用过程中，采用图像处理技术对图像的颜色进行实时的重构。应用效果如图3所示。通过改变导航地图的颜色表来实现色调功耗的变化。