基于多区域内容感知的AMOLED显示器功耗优化关键技术研究

As a high energy consumption component of embedded devices, the power consumption of AMOLED display is determined by the pixel value of all pixels in the display content, and human visual system gives priority to the important regions of the display content through the visual attention mechanism,while pays less attention to the unimportant region. Based on the above features, we propose a power optimization method for AMOLED display based on multi-region content perception. The core of the method is to extract the important region of the display content by the multi-region content perception algorithm, and then the display content is divided into multiple regions according to saliency map of important region of the image. At last, the dynamic pixel adjustment is carried out based on the visual attention degree, which minimizes the display power without reducing the overall visual effect of the display content. Finally, we build a multi-channel dependent AMOLED pixel level power model, and implement the multi-region sensing algorithm and pixel dynamic adjustment method based on intelligent mobile terminal, analyze and evaluate the power optimization effect of the proposed method. The expected research results of this project can effectively reduce the power consumption of the AMOLED display, improve its’ energy utilization efficiency and prolong the equipment life.

AMOLED显示器作为嵌入式设备的高功耗组件，其功耗由显示内容中所有像素点的像素值决定，同时人类视觉系统通过视觉关注机制对显示内容的重要区域优先解读，对非重要区域关注较低。基于上述特性，本项目提出基于多区域内容感知的AMOLED显示器功耗优化方法，方法的核心是通过多区域内容感知算法对显示内容的重要区域进行提取，根据图像重要区域的特征图对显示内容进行多区域划分，最后基于视觉关注度对各区域进行动态像素调节，在不降低显示内容整体视觉效果的同时最小化显示功耗。最后，构建多通道依赖的AMOLED像素级功耗模型，并基于智能移动终端实现本项目提出的多区域感知算法及像素动态调节方法，对提出的方法的功耗优化效果进行建模分析与评价，预期研究成果可有效降低AMOLED显示器的功耗，提高组件能量利用效率，延长设备使用寿命。

AMOLED显示技术以其可视角度广、高色域、电压低、屏幕薄、响应快、可弯曲甚至可折叠、重量轻、成本低等特点，目前发展迅猛，广泛的应用于各种移动智能终端。随着AMOLED显示技术在智能移动终端、智能平板、高清数字电视、智能穿戴设备、虚拟现实设备等新型智能移动设备的广泛应用，降低终端的显示功耗对降低整个设备的能量消耗起到关键作用，对占据ICT产业超过50%以上份额的嵌入式设备功耗具有重要的现实意义，同时可以延长设备的使用寿命，降低电力消耗。.本项目主要研究内容包括：AMOLED显示器的功耗模型、基于视觉关注的AMOLED显示内容多区域感知算法、AMOLED显示内容的多区域像素动态调节方法。.针对AMOLED显示器构建了显示功耗模型，并基于开源Android平台的系统功耗模型进行改进，实现了应用程序的功耗监测与管理。基于视觉关注机制设计基于视觉显著性的获取图像的显著性图算法，根据显著图确定图像中各像素点的视觉关注度，将图像分割成不同的特征区域。最后根据不同区域的最小可觉差，设计并实现图像多区域像素动态调整算法，以图像结构相似系数来约束图像调节的幅度，实现在不降低显示内容整体视觉效果的同时最小化显示功耗。最后通过多组实验验证本文提出的方法在保持较高的图像视觉质量的前提下，可以较好地降低图像显示功耗，同时，该方法也可以用于视频及其他多媒体应用场景。.随着ICT产业进入以智能移动终端、智能穿戴、虚拟现实、智能机器人及万物互联的物联网技术为代表的新产业时代,使得嵌入式计算逐步成为主。通常显示屏的能耗通常占嵌入式系统设备总能耗的27%~50%，由于嵌入式设备种类繁多、应用范围广、数量巨大，从而其总体耗能十分惊人。因此对于电池容量受限的智能移动终端、智能可穿戴以及虚拟现实等设备，降低显示屏功耗，提高设备续航时间，延长使用寿命具有重要意义。