CN100586197C - 一种色温动态调整方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种采用LED背光的显示装置的色温动态调整方法，通过识别每帧图像的色调信息，相应地采取不同的色温，实现对不同画面采用不同色温的背光，使画面更逼真、悦目。所述色温动态调整方法包括以下步骤：首先是确定一帧画面上单个像素的色调取向；其次是统计该帧画面的偏红像素与偏蓝像素的数量；接下来是比较该帧画面的偏红像素与偏蓝像素的数量，确定该帧的色调取向；最后根据所确定的色调取向调整背光的色温，即控制红色和蓝色LED的亮度值。本发明提供的色温动态调整的方法可以使画面的色彩更加逼真，提高视觉享受，此外，在画面呈现低色温时相对降低了蓝色光的发光，从而可以提高背光的发光效率，降低能耗。
Description
技术领域
本发明涉及显示装置图像的改善，特别是涉及调整LED背光显示装置色温的方法。
背景技术
在彩色电视的显示特性中，色温是一项重要指标。当对视频图像进行色彩再现时，必须定义一个标准白色，然后以标准白色作为生成其它颜色的基准点。色温就是用来描述标准白色的一个方法。
实际上，白色的色温并不是一个确定的数值，而是一个范围，通常从2800K到10000K的色温范围都可以称作白色色温。色温越高，我们会觉得越偏青蓝的冷色调，而色温越低，我们会觉得越偏红黄的暖色调。也就是蓝色成份高时，色温比较高；红色成份高时，色温比较低。
比如，我国和欧洲彩色电视所采用是6500K标准白色，接近正常的白天光线，其色彩还原比较平和，中性偏暖。日本彩色电视所采用的则是色温相对高的9300K标准白色，白色偏蓝，色彩表现偏冷，如索尼、松下的显示器，色调较冷艳、亮丽，富有穿透力。而电影的色温要更低一些，大约是5500K。
当在电视上再现画面色彩时，如果能与原始图像的色温保持基本一致，就能更逼真地、更悦目地表现画面的光彩与色调。
然而，通常彩色电视的色温设定是在电视系统提供的几种预设值中由用户根据喜好来选择其一。当设定到较高的色温状态，例如9300K时，画面上蓝天、大海、森林、草原等冷色调自然景物的彩色表现效果较好，而人的肤色可能会发青，鲜花等暖色调景物也不够艳丽；反之，将彩电设定到较低的色温状态，例如6500K(CIE和中国标准推荐的基准白)或6770K(NTSC电视系统基准白)，此时画面上暖色调景物的效果改善了，但是森林、草原等冷色调的自然景物却显得色调偏黄，春意如同秋色，蓝天、大海给人以灰蒙蒙、不明澈的感觉。总之，不论将色温设定为多少，总有一些景物的色彩不能令人满意。
有鉴于此，有必要提供一种能实时调整背光色温的方法，实现改善画面的色彩的显示效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是根据每一帧图像的色调信息，动态调整色温的方法。
本发明解决技术问题的方法是提供一种色温动态调整方法，实现对同一背光控制区域中的色温进行动态的调整，包括以下步骤：首先是确定一帧画面上的单个像素的红蓝色温取向；其次是统计该帧画面的偏红像素与偏蓝像素的数量；接下来是比较该帧画面的偏红像素与偏蓝像素的数量，并以此确定该帧的色温取向；最后根据确定色温取向调整LED背光的红色和蓝色的亮度控制值，并控制背光输出。
相比现有的提供用户选择色温的方式，本发明提供的色温动态调整的方法可以通过识别每帧图像的色调信息，相应地采取不同的色温，实现对不同画面采用不同色温的背光，可以使画面的色彩更加逼真，提高视觉享受，特别是对于多区域LED背光源控制的图像显示装置，采用本发明提供的色温动态调整方法，将对图像的色彩改善起到更为上佳的作用，在不同的LED背光源控制的区域应用不同的色温控制，可以使同一画面中的蓝天、大海、绿野的高色温和鲜花、沙滩的低色温同时都得到良好的表现，给人逼真的视觉享受。另一方面因为在画面呈现低色温时相对的降低了蓝色光的发光，而蓝色LED的发光效率是相对低的，在适合的画面采用全部或局部的低色温，可以提高背光的发光效率，降低能耗。
附图说明
图1是本发明单区域LED背光显示装置色温动态调整方法流程。
图2是本发明多区域LED背光显示装置色温动态调整方法流程。
具体实施方式
本发明提供色温动态调整的方法是通过识别每帧图像的色调信息，相应地采取不同的色温，对于LED背光的显示装置来说，采用红、绿、蓝三色组合的LED背光源，可以通过调节背光源三基色的各自发光强度来调整色温。
方法是对每一帧图像中的每个像素分别确定其色调取向，是偏红还是偏蓝，然后比较偏红像素与偏蓝像素的数目，从而判断该帧图像是偏向于哪个色调。当该帧图像色调偏红色时，背光采取6500K或以下的低色温；当该帧图像色调偏蓝色时，背光采取9300K或以上的高色温。如果该帧图像没有明显的色调倾向，就采取默认的色温或7500K左右的色温。
在确定该帧色温后，就对背光中红色和蓝色的亮度控制值进行调整。当采取低色温时，提高红色LED的发光强度或降低蓝色LED的发光强度；当采取高色温时，提高蓝色LED的发光强度或降低红色LED的发光强度。最后将确定的亮度控制值输出给LED背光驱动电路控制LED背光源发光。
请参阅图1所示的色温动态调整方法详细的流程，首先对每一帧画面中的每一个像素进行红蓝色调的识别，然后再分类统计，具体做法是，先判断第一个像素的红色灰度级值是否远大于蓝色灰度级值，如果是肯定的回答，就记该像素为偏红，并将偏红色调像素的统计值N加1，如果是否定的回答，判断该像素中的蓝色灰度级值是否远大于红色灰度级值，如果是肯定的回答，就记该像素为偏蓝，同时将偏蓝色调像素的统计值M加1，如果是否定的回答，则采用同样的方法进入对该帧下一个像素的分析，直至该帧内所有像素均识别完备，至此，该帧内的偏红像素的数目N与偏蓝像素的数目M均已统计完成。
接下比较偏红像素的数目N与偏蓝像素的数目M的大小，如果N远大于M，则取低色温背光控制值，如果M远大于N，则取高色温的背光控制值，如果N非远大于M，且M非远大于N，则取默认的背光控制值，并存储该背光控制值，至此，确定了该帧的色温，最后，将该帧的背光控制值输入给LED背光驱动电路控制背光，此方法一方面改善画面的色彩显示，另一方面因为低色温时相对的降低了蓝色光的发光，而蓝色LED的发光效率是相对低的，在适合的画面采用全部或局部的低色温，可以提高背光的发光效率，降低能耗。
一般而言，在单个像素中的如何确定红色灰度级远大于蓝色灰度级是很困难的一件事，一是业界没有明确统一标准，二是每一个消费者的视觉感受各不相同，根据实际实验结果，在本发明提供的方法中，采用如下方法判断像素中的一色的灰度级值是否远大于另一色的灰度级值，方法一是两色灰度级数值比是否大于1.5∶1，方法二是两色灰度级之差的绝对值是否大于30，如果两种颜色的灰度级之间的数值关系满足上述两个条件之一，则判定一色灰度级远大于另一色灰度级值。
对于判断偏红像素的数目N是否远大于偏蓝色像素的数目M，或者偏蓝色像素的数目M是否远大于偏红像素的数目N的依据是像素较多一色的数量与像素较少一色的数量之比值是否大于1.2∶1，如果N比M值或M比N值大于等于1.2∶1，则认N远大于M或M远大于N，如果N比M值或M比N值介于1～1.2之间，则认为N非远大于M，且M非远大于N。
对于多区域LED背光源控制的图像显示装置，采用本发明提供的色温动态调整方法，将对图像的色彩改善起到更为上佳的作用，在不同的LED背光源控制的区域应用不同的色温控制，可以使同一画面中的蓝天、大海、绿野的高色温和鲜花、沙滩的低色温同时都得到良好的表现，给人逼真的视觉享受。
参阅图2所示的多区域LED背光源控制的图像显示装置应用色温动态调整背光的方法。我们这里把每个背光控制的图像区域称为一个图像块。在一帧开始后，首先对每个块内的像素分别进行偏红色和偏蓝色统计，然后判断该图像块是偏向于哪种色调，确定并存储该块的背光控制值，详细的方法如前所述，在此不再赘述；接下来采用的相同的方式，确定下一个图像块的背光控制值，依次类推，当所有背光控制区域的色温确定后，也就确定了所有区域的背光亮度控制值，然后同时输出给LED背光驱动电路。LED背光驱动电路根据存储的各个图像快的背光控制值分别控制各个图像块的背光。
对于多区域LED背光的显示装置，可以按顺序的一个一个的确定每一个区域的色温，也可以采用并行方式，同时确定数个区域的色温，并分别存储，在确定了所有区域的背光亮度控制值，再同时输出给LED背光驱动电路。
在本发明中为了降低数据处理的难度，提高数据处理效率，基于图像画面的色彩变化通常是渐变的情况，在判定同一画面的色调偏向的过程中，可以对该帧中的偏红像素的数目N与偏蓝像素的数目M的统计采取每隔N个像素采样一次的方式进行，N取一个较小自然数。
通过识别每帧图像的色调信息，对不同的图像画面相应地采取不同的色温。比如，当显示日出、日落时刻的画面时，可以降低色温，使太阳本身的颜色呈现为人们印象的橙红色或金黄色。而在表现蓝天、大海、原野、冰天雪地等画面时，则提高色温，比如9300K以上，使清新的感觉得到充分体现。本采用动态调整色温的方法除了可以使画面的色彩更加逼真，提高视觉享受，还能提高LED背光的发光效率。
Claims (6)
1.一种色温动态调整方法，实现对背光控制区域中的色温进行动态的调整，包括以下步骤：
确定一帧画面上同一背光控制区域内单个像素的红蓝色调取向；
统计该帧画面的同一背光控制区域内偏红像素与偏蓝像素的数量；
比较该帧画面的同一背光控制区域内偏红像素与偏蓝像素的数量，确定该帧同一背光控制区域内的色调取向；
调整该背光控制区域内红色和蓝色的亮度控制值，控制背光的色温。
2.如权利要求1所述的一种色温动态调整方法，其特征在于，在确定一帧画面上的单个像素的红蓝色调取向时的判断方法包括两色的灰度级数值比值或差的绝对值是否大于一个设定的数值。
3.如权利要求1所述的一种色温动态调整方法，其特征在于，确定一帧的色调取向时所采取的方法是通过比较所统计的该帧画面的偏红像素与偏蓝像素的数量之比值确定。
4.如权利要求3所述的一种色温动态调整方法，其特征在于，对于同一帧中的色调偏红或偏蓝的2种像素来说，如果某种色调的像素数量与另一种色调的像素数量之比值大于或等于1.2∶1，则该帧的色温由前者的色调确定。
5.如权利要求1所述的一种色温动态调整方法，其特征在于，统计该帧画面的偏红像素与偏蓝像素的数量可采用抽样的方式，每隔N个像素采样一次。
6.一种实现对多个背光控制区域中的图像色温进行动态的调整方法，其特征在于，首先是采用权利要求1所述的色温动态调整方法分别确定各背光控制区域中的色温，在所有区域的背光亮度控制值全部确定后，再同时输出给LED背光驱动电路。
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