CN101645231B - 一种显示器的背光亮度调整方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种显示器的背光调整方法，所述的方法包括：计算图像内容亮度，并根据图像内容亮度，确定图像内容的脉宽调制；测量周围环境亮度，并根据环境亮度，确定环境亮度的脉宽调制；基于确定的图像内容脉宽调制和环境亮度脉宽调制，计算脉宽调制输出值，通过对该输出值的控制实现背光亮度的调整；其中，计算图像内容亮度包括，将记忆上次平均亮度值和当前读出的平均亮度值进行加权，及将加权的值作为图像内容的亮度值；计算脉宽调制输出值包括，将图像内容确定的脉宽调制和环境亮度确定的脉宽调制相加，并除以2。本发明还公开了一种显示器的背光调整装置。采用本发明可实现显示器背光亮度的快速调整。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示器的背光亮度调整方法和装置，尤其是一种用于液晶电视机的背光亮度的调整方法和装置。
背景技术
现在市场上的电视机大多具有背光亮度调整功能，特别是针对外部环境光自动调整背光亮度，例如在环境光比较亮的场合，显示器自动调高背光亮度，达到最佳的视觉效果，反之在环境光较暗的场合显示器自动调低背光亮度，从而减少电力消耗。
现有技术中显示器根据环境光调整背光亮度的方法：首先对环境光亮度进行测量，再根据测量的环境光亮度选择电视机背光的亮度信息，再根据对测量的环境光对接收到的图像信号执行图像处理，并且基于图像处理的结果和接收到的图像信号计算接收到的图像信号的图像处理增益。然后根据所选择的亮度信息和该图像处理增益控制背光亮度。这样的背光处理方法至少存在以下缺点：由于计算比较复杂，导致相应时间比较长。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种算法简单、相应速度快的显示器背光调整方法及装置。
一方面提供了一种显示器的背光调整方法，所述的方法包括：
计算图像内容亮度，并根据图像内容亮度，确定图像内容的脉宽调制；
测量周围环境亮度，并根据环境亮度，确定环境亮度的脉宽调制；
基于确定的图像内容脉宽调制和环境亮度脉宽调制，计算脉宽调制输出值，通过对该输出值的控制实现背光亮度的调整。
优选地，所述计算图像内容亮度包括：将记忆上次平均亮度值和当前读出的亮度值进行加权；将加权的值作为图像内容的亮度值。
优选地，将加权的加权因子值设为900。
优选地，测量周围环境亮度包括，通过光传感器将光信号转换成数字信号，并保存在寄存器中。
优选地，计算脉宽调制输出值包括，将图像内容确定的脉宽调制和环境亮度确定的脉宽调制相加，并除以2。
同时，本发明还提供一种显示器的背光调整装置，所述的装置包括：
图像处理模块，计算图像内容亮度，并根据图像内容亮度，确定图像内容的脉宽调制；
环境光处理模块，测量周围环境亮度，并根据环境亮度，确定环境亮度的脉宽调制；
背光调整模块，基于确定的图像内容脉宽调制和环境亮度脉宽调制，计算脉宽调制输出值，通过对该输出值的控制实现背光亮度的调整。
优选地，所述的图像处理模块包括：图像亮度检测单元，统计图像的平均亮度值；图像亮度计算单元，将记忆上次平均亮度值和当前读出的亮度值进行加权，将加权的值作为图像内容的亮度值；图像脉宽调制转换单元，将图像背光亮度值转换成相对应的脉宽调制值。
优选地，所述加权的加权因子值为900。
优选地，所述的环境光处理模块包括：环境光测量单元，通过光传感器将光信号转换成数字信号，并保存在寄存器中；环境光脉宽调制转换单元，将环境光数字信号转换成相对应的脉宽调制值。
优先地，计算脉宽调制输出值采用的算法为，将图像内容确定的脉宽调制和环境亮度确定的脉宽调制相加，并除以2。
本发明由于只需采集图像内容的亮度和周围环境的亮度，并经后台处理后，就可实现背光亮度的快速调整，克服了现有技术背光调整相应速度慢的缺点。
附图说明
图1是本发明背光调整方法实施例的流程示意图；
图2是本发明背光调整装置实施例的流程示意图。
1、图像处理模块，11、图像亮度计算单元，12、图像脉宽调制转换单元，2、环境光处理单元，21、环境光检测单元，22、环境光脉宽调制转换单元，3、背光调整模块。
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，下面结合实施例及实施例附图对本发明作进一步详细的说明。
本发明实时检测图像的平均亮度和外界环境光的变化，根据检测值对显示器背光进行控制。在进行具体步骤之前，需要对各个参数进行定义。
定义两种背光调整方式的阈值，定义可以调节的背光亮度的最小值和最大值，定义上次平均亮度值和当前读出的平均亮度值，定义上次平均亮度值和当前读出的平均亮度值加权的加权因子，以及记忆上次使用的脉宽调制值。
假设平均亮度值的范围是0-255，一般会将两种背光调整方式的阈值设为180。阈值以下输出随输入线性变化，阈值以上输出为恒定值，即使图像再亮，也将背光调整限制在一个恒定值，避免太强的背光伤害人眼。180是通过检测各种节目源，统计出来的值，当然也可以根据实际需要将阈值设定为其它数值。
可以调节的背光亮度的最小值和最大值要依赖于屏的规格要求，最大值为屏所允许的最大输入电压或者最大输入脉宽调制值，最小值一般为屏所允许的最大输入电压或者最大输入脉宽调制值的60％。最小值如果再小，容易引起电源工作异常。
当前实际使用的平均亮度值，并不是当前从芯片中读出的平均亮度值，而是根据上次平均亮度值和当前读出的平均亮度值通过加权因子计算出来的。加权因子的实际含义是控制上次平均亮度值和当前读出的平均亮度值的比例关系，在实际计算中将加权因子设定为900，这个值越大，上次平均亮度值占的比重就越大。
定义以上的参数是为了在将平均亮度值转化为最终脉宽调制值过程中计算用的。
背光调整方法的具体步骤如下：
步骤S1，根据图像亮度的变化来设置脉宽调制
(1)计算图像平均亮度值。
由于图像的内容是变化很快的，为防止图像突变，避免背光变化太快对眼睛的刺激。发明人采取的措施具体为将记忆上次平均亮度值，和当前读出的平均亮度值进行加权，作为这次图像平均亮度的值。通过软件中设置变量来控制加权值，具体算法如下：
s_wAPL代表当前计算得到的平均亮度值，ucCurAPL为当前从芯片得到的平均亮度值，s_wPreAPL代表上次计算得到的平均亮度值。wAPLFilter为加权因子，加权因子如前所述设置为900。
s_wAPL＝(Word)(((1000-wAPLFilter)*(Dword)ucCurAPL+(Dword)s_wPreAPL*wAPLFilter)/1000)
此外，图像的平均亮度值是通过检测单元完成的，该检测单元是根据输入信号的TIMING进行设置，一般是不会更改的。图像的亮度通过读一个寄存器得到的。需要说明的是，在这里的检测单元只是检测图像的平均亮度值。
(2)根据图像内容亮度得到的脉宽调制值。
该步骤首先需要通过计算确定当前的图像脉宽调制值，具体为，不管这次得到的值和上次得到的值相差多少，都是加1或是减1的变化，算法如下：
ucOldPWM为上次使用的脉宽调制值，ucPWM为当前使用的脉宽调制值。
if(ucOldPWM＞ucPWM)
ucPWM＝ucOldPWM-1；
else if(ucOldPWM＜ucPWM)
ucPWM＝ucOldPWM+1。
采用此种计算方法的目的，同样为了为防止图像突变，避免背光变化太快对眼睛的刺激。
然后根据前面所述得到的图像内容亮度计算相对应的图像的脉宽调制值。由于本发明采用的是两种背光调整方式：线性和非线性。所以需要设置一个变量作为两种调整方式的阈值，该变量设定为180，或者说，阈值为180。如果当前的图像平均亮度值大于该阙值，则ucPWM值往上加，一直可以加到允许的最大脉宽调制输出值。如果当前平均亮度值小于该阙值，则采用线性转换公式，换句话说，当图像内容比较亮的时候，将ucPWM调大。当图像内容比较暗的时候，将ucPWM调小。
步骤S2，根据外界环境光的变化来设置脉宽调制值
光传感器件能自动将外界的光转换成数字量保存在寄存器里，软件每隔一定的时间去读取光通量，并与当前的光通量比较，如果发生变化，软件自动调整与当前的光通量相对应的脉宽调制值。当外界光照比较强的时候，将脉宽调制值调大。当外界光照比较弱的时候，将脉宽调制值调小。
步骤S3，调整最终的背光亮度。
最终背光亮度的调整是通过调整脉宽调制输出值来实现的，脉宽调制输出值是将图像内容得到的脉宽调制值和外界光得到的脉宽调制值相加，再除以2。因此，通过对该输出值的控制，就能够实现背光亮度的调整。
按照步骤1-3的方法就实现了立体变频，背光变化的曲线符合人眼的视觉特性，有效的解决了视觉疲劳的问题。
基于本发明的显示器的背光调整方法的原理，在此提出一种显示器背光调整的装置，该装置包括一图像处理模块、一环境光处理模块、一背光调整模块。
所述的图像处理模块主要的作用在于根据图像内容确定最终的图像内容脉宽调制值。
具体地说，图像处理模块包括图像亮度检测单元，该单元主要用来统计该系统内图像的平均亮度值，这个检测单元是根据输入信号的TIMING进行设置，一般是不会更改的。图像的亮度通过读一个寄存器得到的，在这里的检测单元只是检测平均亮度值。
所述的图像处理模块还包括图像亮度计算单元，当前的图像亮度值并不是从当前处理芯片直接读出的亮度值，而是根据上次平均亮度值和当前读出的图像平均亮度值进行加权得出的亮度值。算法如下：
其中，s_wAPL代表当前计算得到的平均亮度值，ucCurAPL为当前从芯片得到的平均亮度值，s_wPreAPL代表上次计算得到的平均亮度值。wAPLFilter为加权因子，加权因子如前所述设置为900。
s_wAPL＝(Word)(((1000-wAPLFilter)*(Dword)ucCurAPL+(Dword)s_wPreAPL*wAPLFilter)/1000)
所述的图像处理模块进一步包括图像脉宽调制转换单元，该单元将计算出的图像亮度值转换成最终的图像内容的脉宽调制值。首先通过该单元计算当前的图像脉宽调制值，
if(ucOldPWM＞ucPWM)
ucPWM＝ucOldPWM-1；
else if(ucOldPWM＜ucPWM)
ucPWM＝ucOldPWM+1。
其中，ucOldPWM为上次使用的脉宽调制值，ucPWM为当前使用的脉宽调制值。
然后根据图像亮度计算单元得到的图像平均亮度值计算相应的图像内容脉宽调制值。该单元采用的算法是将图像平均亮度值和一个阈值进行比较，优先地将此阈值设置为180。如果当前的图像平均亮度值大于该阙值，则ucPWM值往上加，一直可以加到允许的最大脉宽调制输出值。如果当前平均亮度值小于该阙值，则采用线性转换公式，也就是说，当图像内容比较亮的时候，将ucPWM调大。当图像内容比较暗的时候，将ucPWM调小。
该装置的环境光处理模块包括环境光检测单元和环境光脉宽调制转换单元，该处理模块首先通过环境检测单元的光传感器将光信号转换成数字信号，然后通过软件每隔一定的时间去读取光通量，并与当前的光通量比较，如果发生变化，最后通过环境光脉宽调制转换单元自动调整与当前的光通量相对应的脉宽调制值。当外界光照比较强的时候，将脉宽调制值调大。当外界光照比较弱的时候，将脉宽调制值调小。
该装置的背光调整模块，将图像内容得到的脉宽调制值和外界光得到的脉宽调制值相加，再除以2，该值为最终的脉宽调制值，实际上背光亮度的调整就是通过该值的调整实现的。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，应当指出的是本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种显示器的背光调整方法，所述的方法包括：
计算图像内容亮度，并根据图像内容亮度，确定图像内容的脉宽调制；
测量周围环境亮度，并根据环境亮度，确定环境亮度的脉宽调制；
基于确定的图像内容脉宽调制和环境亮度脉宽调制，计算脉宽调制输出值，通过对该输出值的控制实现背光亮度的调整；
其中，计算图像内容亮度包括，将记忆上次平均亮度值和当前读出的平均亮度值进行加权，及将加权的值作为图像内容的亮度值；
计算脉宽调制输出值包括，将图像内容确定的脉宽调制和环境亮度确定的脉宽调制相加，并除以2。
2.如权利要求1所述的方法，将加权的加权因子值设为900。
3.如权利要求1所述的方法，其中测量周围环境亮度包括，通过光传感器将光信号转换成数字信号，并保存在寄存器中。
4.一种显示器的背光调整装置，其特征在于，所述的装置包括：
图像处理模块，计算图像内容亮度，并根据图像内容亮度，确定图像内容的脉宽调制，该图像处理模块包括图像亮度检测单元、图像亮度计算单元及图像脉宽调制转换单元；
环境光处理模块，测量周围环境亮度，并根据环境亮度，确定环境亮度的脉宽调制；
背光调整模块，基于确定的图像内容脉宽调制和环境亮度脉宽调制，计算脉宽调制输出值，通过对该输出值的控制实现背光亮度的调整，其中计算脉宽调制输出值采用的算法为，将图像内容确定的脉宽调制和环境亮度确定的脉宽调制相加，并除以2。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于所述的图像亮度检测单元，用于统计图像的平均亮度值；所述的图像亮度计算单元，将记忆上次平均亮度值和当前读出的平均亮度值进行加权，将加权的值作为图像内容的亮度值；所述的图像脉宽调制转换单元，将图像内容亮度值转换成相对应的脉宽调制值。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于所述加权的加权因子值为900。
7.如权利要求4所述的装置，其特征在于所述的环境光处理模块包括：
环境光测量单元，通过光传感器将光信号转换成数字信号，并保存在寄存器中；
环境光脉宽调制转换单元，将环境光数字信号转换成相对应的脉宽调制值。
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