Recherche et conception d'un système d'affichage à rétroéclairage zoné pour véhicules basé sur un algorithme adaptatif de suppression de halo

LU Jiale ,  

SUI Jixiang ,  

HUANG Haibo ,  

HU Rui ,  

CAO Yuping ,  

HU Ao ,  

摘要

Le système d'affichage LCD à rétroéclairage par zones Mini-LED, grâce à ses capacités de gradation locale exceptionnelles et son très haut contraste, est devenu l'une des principales directions de développement des écrans HDR embarqués. Cependant, dans des scénarios de conduite complexes tels que le passage rapide dans des tunnels ou les variations d'éclairage nocturne, les algorithmes d'extraction du rétroéclairage existants, notamment la correction des erreurs des coefficients de pondération fixes, présentent des problèmes de diffusion de halo et de distorsion non linéaire de la luminosité. Cette étude a réalisé des expériences de perception visuelle humaine sous différentes conditions d'éclairage ambiant et de luminance. Une analyse de variance à deux facteurs a montré la dominance de l'éclairage ambiant dans la régulation de la perception du halo, et en se basant sur la fonction <inline-formula><alternatives><math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M1"><mi mathvariant="normal">S</mi><mi mathvariant="normal">i</mi><mi mathvariant="normal">g</mi><mi mathvariant="normal">m</mi><mi mathvariant="normal">o</mi><mi mathvariant="normal">i</mi><mi mathvariant="normal">d</mi></math><graphic specific-use="big" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/D01097EE-5733-41fc-B312-6D4163384B56-M001.jpg"><?fx-imagestate width="10.75266743" height="3.13266683"?></graphic><graphic specific-use="small" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/D01097EE-5733-41fc-B312-6D4163384B56-M001c.jpg"><?fx-imagestate width="10.75266743" height="3.13266683"?></graphic></alternatives></inline-formula> et la fonction d'atténuation exponentielle, un modèle indice de halo - luminance ambiante - différence de luminosité a été construit, obtenant la relation entre l'indice de halo (<inline-formula><alternatives><math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M2"><mi mathvariant="normal">H</mi><mi mathvariant="normal">a</mi><mi mathvariant="normal">l</mi><mi mathvariant="normal">o</mi></math><graphic specific-use="big" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/D01097EE-5733-41fc-B312-6D4163384B56-M002.jpg"><?fx-imagestate width="6.34999990" height="2.37066650"?></graphic><graphic specific-use="small" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/D01097EE-5733-41fc-B312-6D4163384B56-M002c.jpg"><?fx-imagestate width="6.34999990" height="2.37066650"?></graphic></alternatives></inline-formula>, H) et la luminance ambiante <inline-formula><alternatives><math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M3"><mi>E</mi></math><graphic specific-use="big" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/D01097EE-5733-41fc-B312-6D4163384B56-M003.jpg"><?fx-imagestate width="2.37066650" height="2.37066650"?></graphic><graphic specific-use="small" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/D01097EE-5733-41fc-B312-6D4163384B56-M003c.jpg"><?fx-imagestate width="2.37066650" height="2.37066650"?></graphic></alternatives></inline-formula>, une étude segmentée et une simplification de ses caractéristiques ont été réalisées, aboutissant finalement à la relation entre la valeur corrigée (C) et la luminance ambiante (E). Sur cette base, un algorithme adaptatif de suppression de halo pour un système d'affichage à rétroéclairage zoné a été conçu, et un modèle d'apprentissage profond basé sur U-Net a été construit pour une comparaison par simulation avec l'algorithme proposé. Enfin, l'algorithme a été implémenté et testé sur un système FPGA embarqué. Les résultats expérimentaux montrent que bien que l'effet de contrôle du halo de l'algorithme adaptatif soit légèrement inférieur à celui de l'apprentissage profond, il est largement supérieur en vitesse de reconnaissance, avec un gain de performance par unité de temps (PSNR/temps d'inférence) atteignant 280 dB/s. Cette caractéristique "haute luminosité stable, grande vitesse" garantit une meilleure expérience visuelle pour les utilisateurs dans des scénarios tels que la navigation automobile et l'image de recul.

关键词

algorithme adaptatif de suppression de halo; affichage embarqué; Mini-LED; effet halo; FPGA

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