CN101383139B - 显示屏亮度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种显示屏亮度控制方法，包括：获取当前环境光亮度；计算当前图像亮度；根据当前环境光亮度和当前图像亮度计算显示屏亮度修正值；根据显示屏亮度修正值控制显示屏的亮度。本发明充分考虑了图像本身亮度对用户视觉感观的影响，并将其作为一个加权因素来控制显示屏的亮度。本发明将环境光亮度和图像亮度做加权，以二者加权值控制平板电视机显示屏的背光，有效解决了环境光和电视图像本身都比较亮或者都比较暗时，图像刺眼或者不清楚的问题。

Description

显示屏亮度控制方法 

技术领域

本发明涉及一种显示屏亮度控制方法，更具体的涉及一种用于电视机等显示设备的显示屏亮度控制方法。 

背景技术

随着生活水平的日益提高和视频显示技术的不断发展，各种各样的视频设备层出不穷，其功能也越来越多，同时用户对视频设备的要求也越来越高。以电视机为例，最初的用户收看电视仅仅要求电视清晰，然而随着电视技术的不断发展，尤其是平板电视的普及，人们对电视机的显示效果越来越重视。然而，现实生活中，用户在观看电视节目时，电视周围的环境光线亮度经常是变化的，在这种变化的环境中，电视的显示效果也随之变化。例如：中午时光线强，夜晚时光线昏暗，当周围光线较亮时，电视机显示屏会显得比较暗淡，使观看电视节目的用户视觉吃力；而当周围的光线较暗时，如果电视机还是保持在周围光线较亮时的亮度就会增大耗电量，同时过亮的光线也会对用户的视力造成影响。 

现有的解决方法是，要么用户自行手动反复调节以达到适当的亮度，要么切换电视机预置的各种亮度模式来调节；其中，若采用手动反复调节的方式来改变显示屏亮度，其调节过程是相当繁琐的；若采用切换电视机预置的各种亮度模式的方法来调节，也未必适应用户当前的环境，因而也未必能达到用户满意的效果。例如，使用者在正午时将显示设备调整到合适的显示亮度，而到了夜晚，便会觉得显示设备的显示亮度很亮，非常刺眼，这时使用者必须手动的将其调暗，而到了第二天正午，又会感觉其显示不清楚，即很暗，这时又需要将其调亮，如此反复，可想而知是相当繁琐的。同时，在使用者调整过程中， 又需要不断的进行试验性的增加或是减少亮度，其调整过程对用户来说也是非常麻烦的。 

尤其在液晶电视中，由于其图像亮度取决于背光灯管的亮度(一般是500埃德拉)，但实际观看中有时并不需要如此高的亮度；尽管电视中预先设置了不同的图像状态来满足不同的观看需求，但其只是通过控制液晶分子的透光率来将出射亮度降低，背光的亮度不变，再现效果也较差。 

为了解决上述问题，许多生产厂商在其显示设备内部设置了一些亮度模式，只要使用者根据具体的外界环境选择相应的亮度模式即可。但是，这样又存在一个问题，使用者所处的环境有时并不能与生产厂商在其设备中内置的亮度模式匹配，也就是说这种方法所内置的亮度模式终归是有限的，并不一定能满足使用者的实际需求。另外，即使使用者所处的环境可以与其内置的亮度模式匹配，但是使用者还是需要亲自调出调整方式列表，然后逐一的寻找以选择合适的模式，这样来说也是比较麻烦的，同时也是浪费时间的。 

现有的电视机还有另外一种亮度控制方法，即通过环境光的亮度来控制电视机的亮度，但是这种方法未考虑电视图像本身亮度对用户视觉感观的影响，背光控制方法较为单一，无法展现完美画质。以液晶电视机为例，采用光感变频控制背光，当环境光变亮时，显示屏背光也变亮，如果此时图像本身的亮度也很大，那么用户会感觉图像很刺眼；当环境光变暗时，显示屏背光也变暗，如果此时图像本身亮度很低，那么用户会感觉图像更暗，甚至看不清楚画面内容，无法达到较好的舒适度。 

因此，本领域亟待出现一种能够根据环境光强弱自动调整显示亮度同时又不影响用户收看的显示屏亮度控制方法。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明综合考虑外界环境光和图像本身亮度两方面因素，背光控制的依据更全面，不仅能完美再现画质，更能有效提高收看节目时的舒适度，还可延长灯管的使用寿命，同时延长电视机的使用寿命。 

具体的，本发明提供了一种显示屏亮度控制方法，包括： 

获取当前环境光亮度； 

计算当前图像亮度； 

根据当前环境光亮度计算出第一亮度修正值； 

根据当前图像亮度计算出第二亮度修正值； 

根据第一亮度修正值和第二亮度修正值计算显示屏亮度修正值； 

根据显示屏亮度修正值控制显示屏的亮度。 

所述获取当前环境光亮度包括至少两次采样环境光亮度，根据至少两次的环境光亮度计算当前环境光亮度。 

所述采样环境光亮度通过感光电路进行。 

所述计算当前环境光亮度包括：将两次采样得到的环境光亮度进行比较，若相等，则采样的环境光亮度即为当前环境光亮度，若不相等，则继续采样环境光亮度。 

所述计算当前图像亮度包括计算当前图像的加权平均亮度。 

所述第一亮度修正值通过查询一个亮度调整映射关系表而获得。 

所述第一亮度修正值通过一个与当前环境光亮度成正比的函数计算获得；所述第二亮度修正值通过一个与当前图像亮度成反比的函数计算获得。 

若第一亮度调节值为E，第二亮度调节值为A，显示屏的亮度调节下限值为L、上限值为H，则显示屏亮度调节值：R＝(E+A)*(H-L)/255+L。 

所述根据显示屏亮度修正值控制显示屏的亮度包括按照一定步长和频率控制显示屏达到目标亮度值。 

本发明充分考虑了图像本身亮度对用户视觉感观的影响，并将其作为一个加权因素来控制显示屏的亮度。本发明将环境光亮度和图像亮度做加权，以二者加权值控制平板电视机显示屏的背光，有效解决了环境光和电视图像本身都比较亮或者都比较暗时，图像刺眼或者不清楚的问题。 

附图说明

图1所示为一个电视机的示意图。 

图2所示为一个电视机的原理框图。 

图3所示为本发明的显示屏亮度控制方法的实施例的示意图。 

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面以电视机为例，结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 

图1所示为一个电视机的示意图。如图所示，电视机100包括显示屏190。图2所示为电视机100的原理框图。如图所示，电视机100包括环境光采样装置110、主处理器120、显示驱动装置130以及显示屏190。其中，环境光采样装置110用于采样当前环境光强度并获得当前环境光强度值，接着环境光采样装置110将获得的当前环境光强度值发送给主处理器120，主处理120根据当前环境光强度值，计算出显示屏190的亮度修正值，从而将该亮度修正值发送给显示驱动装置130，显示驱动装置130根据这一亮度修正值对显示屏190的亮度进行控制。由于这里的亮度修正值只是根据当前的环境光强度计算出来的，因此，当环境光比较亮时，显示屏190的亮度比较大；而当环境光比较暗时，显示屏190的亮度就比较小。虽然这种方法可以在环境光变化时自动调整显示屏亮度，但是这种调整有时候也会出现问题。例如，当环境光变亮时，显示屏亮度也变大，如果此时图像本身的亮度也很大，那么用户会感觉图像很刺眼；当环境光变暗时，显示屏亮度也变小，如果此时图像本身亮度很低，那么用户会感觉图像更暗，甚至看不清楚画面内容，无法达到较好的舒适度。 

图3所示为本发明的显示屏亮度控制方法的实施例的示意图。如图所示，本实施例的显示屏亮度控制方法包括步骤： 

步骤210：采样当前环境光亮度； 

步骤220：计算当前图像亮度； 

步骤230：根据当前环境光亮度计算出第一亮度修正值； 

步骤240：根据当前图像亮度计算出第二亮度修正值； 

步骤250：根据第一亮度修正值和第二亮度修正值计算显示屏亮度修正值； 

步骤260：根据显示屏亮度修正值控制显示屏的亮度。 

具体的，在采样当前环境光亮度时，为了获得当前环境光的真实亮度，环境光采样装置110可以进行多次采样，例如，通过采样，如果连续多个次数的采样值相等或在一个很小的范围之内，即环境光强度稳定于某个值，则此时的环境光强度值就为稳定的环境光强度值。具体的可以通过以下过程实现：环境光采样装置110通过感光电路得到当前采样点的环境光的强度值(或者说亮度值，皆表示同一含义，下文类同)，然后再从所述感光电路得到下一采样点的环境光的强度值，然后比较这两次的采样环境光强度值是否相等。若相等，则进行相等次数的计数，并以此方式重复采样比较，直到采样亮度值连续相等的次数达到预设的次数，则此时的环境光强度值便是稳定的环境光强度值；若相邻的两次环境光采样值不相等，则重新计数并重复上述采样比较过程。其中，所述的感光电路可以是感光芯片，例如型号为ISL29001的感光芯片等，当然也可以是由分立元件组成的感光电路等，本实施例不限于此。 

计算当前图像亮度的步骤有很多方法可以实现，可以通过计算当前图像的平均亮度，也可以计算当前图像的加权平均亮度，这一过程一般由主处理器120完成，这里不再详细说明。 

获得当前环境光亮度和当前图像亮度之后，主处理器120根据获得的当前环境光亮度和当前图像亮度来计算显示屏的亮度修正值。这里的计算方法有很多种，例如主处理器120可以接收来自环境光采样装置110的环境光亮度，与计算出来的图像亮度进行加权处理，根据一个以当前环境光亮度和当前图像亮度为变量的函数，计算出显示屏的亮度修正值。 

优选的，本实施例的亮度修正值计算方法如下： 

首先，主处理器120计算出当前环境光亮度对应的第一亮度修正值；这一过程可以通过查询一个亮度调整映射关系表而获得，也可以通过一个函数计算 获得。这里的亮度调整映射关系可以是通过对若干确定状态点平滑模拟得到的亮度调整曲线，通过环境光亮度与亮度修正值的一一对应关系得到亮度修正值；或者，所述亮度调整曲线为通过若干确定状态点得到的分段式亮度调整曲线，通过确定当前环境光亮度位于所述亮度调整曲线的某个区间内，从而对应得到亮度修正值。并且，所述亮度调整曲线均可以跟随所述确定状态点的变化而变化。当然，这里也可以是与一个对应表格进行对应得到一个亮度修正值等，一般情况下，环境光亮度越大，第一亮度修正值也越大。 

其次，主处理器120计算出当前的图像亮度对应的第二亮度修正值。第二亮度修正值的计算与第一亮度修正值的计算相类似，只不过在一般情况下，图像亮度越大，第二亮度修正值越小。 

最后，主处理器120根据第一亮度修正值和第二亮度修正值进行加权处理，计算出显示屏的亮度修正值。在此过程中，主处理器120需要在加权处理时将第一和第二亮度修正值转换到显示屏允许的亮度调节范围之内。假定感光电路检测到的环境光亮度对应的第一亮度调节值为E(为了计算方便，这里一般使用十六进制，下同)，当前图像亮度对应的第二亮度调节值为A，实际的显示屏亮度调节值为R，显示屏的亮度调节下限值为L、上限值为H。则： 

R＝(E+A)*(H-L)/255+L 

其中，由于当前环境光亮度值与E值成正比，而当前图像亮度值与A值成反比。这样，当环境光变亮，同时图像本身亮度也变亮时，E增加，同时A减小。由于加入了A减小的因素，从而使得R根据E和A二者的加权值，在显示屏允许的背光调节范围内变化，而不是单独依赖于E的增加而增加。这样，就避免了背光单独依赖于环境光的变亮而变亮，也就避免了使图像变得刺眼。 

相反的，当环境光变暗，同时图像本身亮度也变暗时，E减小，同时A增加。由于加入了A增加的因素，从而使R不单独依赖于E的减小而减小。这样，就避免了背光单独依赖于环境光的变暗而变暗，也就避免了看不清画面内容的问题。 

在获得显示屏的亮度修正值之后，显示驱动电路130根据该亮度修正值计算出显示屏190的目标亮度值，对显示屏190的亮度进行调整，将显示屏190的亮度调整至目标亮度值。为了使显示屏190的亮度变化不至于太快，这里可以通过对显示屏亮度以一定步长和频率调整达到目标亮度值。其中，所述步长和频率可以为预先设定值，也可以是通过固定步数和频率计算得到步长，即步长＝|(目标亮度值-当前显示亮度值)|/固定步数。具体的，显示驱动电路130将目标亮度值与显示屏的当前的显示亮度值进行比较，若目标亮度值大于当前亮度值，则以预设的步长和频率增加显示设备的显示亮度，直到达到目标亮度值。若目标亮度值小于当前亮度值，则以预设的步长和频率减少显示设备的显示亮度值，直到达到所述的目标亮度值。 

其中，显示驱动电路130以某一步长和频率对显示设备的亮度进行调整可以是通过输出与所述步长对应的具有特定占空比的PWM波形给显示屏的亮度调整引脚，来实现显示屏亮度的调节。当然，也可以采用与所述步长对应的其他任何适当的控制信号来对显示屏的亮度进行调节，本发明不受此局限。 

由上面的说明可以看出，本发明充分考虑了图像本身亮度对用户视觉感观的影响，并将其作为一个加权因素来控制显示屏的亮度。本发明将环境光亮度和图像亮度做加权，以二者加权值控制平板电视机显示屏的背光，有效解决了环境光和电视图像本身都比较亮或者都比较暗时，图像刺眼或者不清楚的问题。而这两个问题正是目前其他背光控制方法所无法较好解决的。 

另外本发明的显示屏亮度控制方法不仅能使显示装置完美再现画质，更能有效提高收看节目时的舒适度，还可延长背光灯管等的使用寿命，同时延长显示设备的使用寿命。 

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。 

Claims (9)

1.一种显示屏亮度控制方法，包括：

获取当前环境光亮度；

计算当前图像亮度；

根据当前环境光亮度计算出第一亮度修正值；

根据当前图像亮度计算出第二亮度修正值；

根据第一亮度修正值和第二亮度修正值计算显示屏亮度修正值；

根据显示屏亮度修正值控制显示屏的亮度。

2.根据权利要求1所述的亮度控制方法，其特征在于：

所述获取当前环境光亮度包括至少两次采样环境光亮度，根据至少两次的环境光亮度计算当前环境光亮度。

3.根据权利要求2所述的亮度控制方法，其特征在于：所述采样环境光亮度通过感光电路进行。

4.根据权利要求2所述的亮度控制方法，其特征在于：所述计算当前环境光亮度包括：将两次采样得到的环境光亮度进行比较，若相等，则采样的环境光亮度即为当前环境光亮度，若不相等，则继续采样环境光亮度。

5.根据权利要求1所述的亮度控制方法，其特征在于：所述计算当前图像亮度包括计算当前图像的加权平均亮度。

6.根据权利要求1所述的亮度控制方法，其特征在于：所述第一亮度修正值通过查询一个亮度调整映射关系表而获得。

7.根据权利要求1所述的亮度控制方法，其特征在于：所述第一亮度修正值通过一个与当前环境光亮度成正比的函数计算获得；所述第二亮度修正值通过一个与当前图像亮度成反比的函数计算获得。

8.根据权利要求7所述的亮度控制方法，其特征在于：若第一亮度调节值为E，第二亮度调节值为A，显示屏的亮度调节下限值为L、上限值为H，则显示屏亮度调节值：

R＝(E+A)*(H-L)/255+L。

9.根据权利要求1所述的亮度控制方法，其特征在于：所述根据显示屏亮度修正值控制显示屏的亮度包括按照一定步长和频率控制显示屏达到目标亮度值。

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