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CABC Simulation: Linear RGB + Piecewise TMF

This repo reproduces a Content‑Adaptive Backlight Control (CABC) pipeline inspired by US10199011 and adds practical engineering fixes to avoid color shifts (especially red darkening) and startup brightening.

Files

  • create_test_video.m — 生成测试视频 my_test_video.mp4 ;
  • advanced_temporal_filter.m — 时间滤波器,包含 4 个 case 的变换;
  • method后缀说明 :
    • no_lut: 不使用 lut 插值,每个点计算生成;
    • 65_lut: 使用 65 个点作为节点,其余点通过插值生成;
    • simple_case: 使用简单的 2 种 case(变化快和变化慢);
    • 4cases:按照专利提到的四种情况 (变暗很多,变暗一些,变亮很多,变亮一些)
  • main_proc: 专利实现,但效果不好

Quick Start

% 1) (Optional) Generate the synthetic demo video
create_test_video

% 2) One‑click CABC with comparison video + backlight plot
method3_4cases_65lut.m

% Outputs (in the working directory):
%   my_test_video_cabc_compare.mp4
%   my_test_video_cabc_backlight.png

Algorithm Overview

  • 该架构的“混合空间处理”流程 7 如下:
    1. (Step 1) 帧缓冲空间 (FB Space):在非线性的FB空间中采样图像,生成直方图,并找到关键点 $k_{FB}(i)$ 和 $m_{FB}(i)$。此步骤处理海量像素数据,但计算简单。
    2. (Step 2) 去伽马 (De-gamma):仅将 $k_{FB}(i)$ 和 $m_{FB}(i)$ 这几个标量值(而不是整帧图像)通过 DE-GAMMA 模块转换到线性空间,得到 $k(i)$ 和 $m(i)$
    3. (Step 3) 线性空间 (Linear Space):在线性空间中进行所有“昂贵”的数学计算:
      • 计算目标TMF斜率 $s(i)$ 和 $s_2$ 7。
      • 将 $s(i)$ 送入 `TEMPORAL FILTER,得到平滑后的斜率 $st(i)$。
      • 计算背光值 $\beta = 1 / st(i)$。
      • 计算最终TMF的查找表(LUT)7。
    4. (Step 4) 加伽马 (En-gamma):将计算出的TMF查找表(例如仅65个点 7)通过 EN-GAMMA 模块转换回FB空间。
    5. (Step 5) 帧缓冲空间 (FB Space):`TMF UNIT 模块使用这个(例如65点的)FB空间LUT,对整帧图像进行(低成本的)分段线性插值补偿。

Parameters

Parameter Meaning Typical
P_mod_target Fraction of pixels allowed in distortion segment 0.005–0.02 (use 0.01 for UI/solid colors)
s2 Distortion‑segment slope 0.3–0.5
p_max_guard Guard percentile for mass clipping 0.98–0.995
p_m_top Robust top percentile for m 0.999–0.9995
B_min Backlight floor 0.15–0.25
B_max_rate Backlight ceiling ≤ 1.0
ma_window / alpha_iir Temporal smoothing 4–8 / 0.4–0.7
bar_height_frac Backlight bar height in comparison video 0.03–0.07
APPLY_BL_IN_VIEW Multiply processed panel by backlight in the comparison video true (recommended)
CAP_VIS_TO_ID Visualization cap ($s_t \cdot B_{\mathrm{vis}} \le 1$) true (recommended)
ENFORCE_NO_BRIGHTENING Algorithm cap ($s \le 1/B_{\min}$) true (recommended for ramps/UI)

=======

CABC

About

context adaptive backlight control

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