CN101777311A - 一种动态背光亮度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用液晶并控制从独立光源发光用于显示字符的发光控制方法，具体指一种LED显示面板的动态背光亮度控制方法。该控制方法包括(1)间隔固定的阀值检测液晶显示屏中全屏像素点的亮度，并根据检测结果加权计算全屏的平均亮度值；(2)记录上述步骤中计算的平均亮度值，并累计固定数量的平均亮度值的取值样本后计算每组样本的平均样本值；(3)比较前后两次计算的平均样本值之间的差值，根据该差值的变化控制全屏亮度随之成比例改变。通过对全屏背光亮度的检测，控制全屏背光亮度变化以达到提升画面的亮度，并且避免漏光缺陷的目的，同时这种对亮度的控制还提升了整体的主观效果，以及动态对比度。

Description

一种动态背光亮度控制方法

技术领域

本发明涉及一种采用液晶并控制从独立光源发光用于显示字符的发光控制方法，具体涉及一种LED显示面板的动态背光亮度控制方法。

背景技术

在现在应用广泛的液晶显示器中的液晶面板不发光，而是依靠液晶面板后的背光提供光源，从而完成显示功能。目前在液晶面板中使用较多的背光源是发光二极管LED，LED作为液晶显示器的背光源，其色彩还原性号，亮度均匀性好，寿命长，抗震性能好，已经应用在液晶面板的背光装置中。但是现有设计中，为了提高显示质量，克服其本身固有的缺陷，人们想到根据背光参数的变化对背光进行有效的控制，例如

公开号为CN101159121名称为“背光源控制系统及方法”的中国发明专利公开了一种背光源控制系统，包括背光源；二维光学测量单元，用于采集背光源的亮度参数，生成背光源的亮度分布数据；信号处理单元，用于从二维光学测量单元获取亮度分布数据，对亮度分布数据进行处理，生成控制背光源亮度的控制信号，并向背光源发送。本发明还公开了一种背光源控制方法，包括采集背光源的亮度参数；根据亮度参数生成背光源的亮度分布数据；根据亮度分布数据生成控制背光源亮度的控制信号；根据控制信号输出控制背光源亮度的驱动电流。通过本发明提供的系统和方法，实现了背光源均一性的提高，从而提高显示质量，并解决了背光源中发光二极管自身存在的差异性。

公开号为CN101441856，名称为“背光模块及控制背光模块的亮度的方法”的中国发明专利公开了一种背光模块及控制背光模块的亮度的方法。所述背光模块包括多个发光源、一光感测器及一控制电路。所述多个发光源的每一发光源可独立操作。所述光感测器用来检测所述多个发光源的亮度以产生一亮度信号。所述控制电路用来根据所述亮度信号驱动所述多个发光源。当所述背光模块用于一扫描式背光的液晶显示器时，所述控制电路根据一显示信号关闭所述多个发光源的部分发光源。当所述多个发光源全部开启时，所述控制电路读取所述亮度信号，以根据所述亮度信号调整所述背光模块的亮度。

公开号为CN101630484，名称为“背光控制器、使用其的显示装置及背光模块的控制方法”的中国发明专利公开了一种背光控制器、使用其的显示装置及控制背光模块的方法。背光控制器包括时域加权模块及调光控制模块。时域加权模块计算提供至目前画面的第一背光亮度与目标背光亮度的权重和，以作为一调整背光亮度。其中，目标背光亮度为依据目前画面的影像内容所获得的。调光控制模块依据目标背光亮度，将调整背光亮度增加或减少一步阶值，并产生提供至下一画面的第二背光亮度。藉此，背光模块的背光亮度可快速且平稳地调整至目标背光亮度，以避免背光源的闪烁，且背光模块的背光亮度可随影像内容可适性地调整以降低功率消耗。

公开号为CN1658110，名称为“背光源亮度的控制方法和控制装置”的中国发明专利公开了一种背光源亮度的控制方法，适用于笔记本电脑。本发明首先检索图像控制模组所输出的背光影像调节省电信号，另外又透过光检测模组检测外界环境的亮度，以得到周遭照明度值，再依据周遭照明度值求得对应外界环境亮度的周边亮度感测协定信号。然后依据背光影像调节省电信号和周边亮度感测协定信号来控制背光源亮度，使得笔记本电脑提升省电的功效。

以上述专利技术代表的现有技术提供了利用背光亮度对背光进行控制的多种方法及装置，但是由于它们基于的目的各不相同，虽然它们均对液晶显示面板的显示质量有了一定的改进，但是它们公开的控制方法并不充分，对提高液晶显示器的显示效果有限。

因此，本发明就是基于上述现有技术的缺陷，主要实现根据检测图像亮度的结果对液晶显示屏的背光亮度进行动态调节的功能，目的是在检测到图像亮度高时提高液晶屏背光的亮度，整体提升画面的亮度；检测到图像亮度低时降低液晶背光的亮度，避免液晶显示屏边缘漏光的现象太明显。对整机的主观效果，动态对比度的提升非常有益。这样相对于现有技术的背光调整调整方法或者装置改进幅度大，效果明显。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种背光源控制方法，通过对全屏背光亮度的检测，控制全屏背光亮度变化以达到提升画面的亮度，并且避免漏光缺陷的目的，同时这种对亮度的控制还提升了整体的主观效果，以及动态对比度。

为了实现上述的发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种动态背光亮度控制方法，该控制方法包括

(1)间隔固定的阀值检测液晶显示屏中全屏像素点的亮度，并根据检测结果加权计算全屏的平均亮度值；

(2)记录上述步骤中计算的平均亮度值，并累计固定数量的平均亮度值的取值样本后计算每组样本的平均样本值，这里每组样本优选10个，计算之后存储在暂存器中以方便调用；

(3)比较前后两次计算的平均样本值之间的差值，根据该差值的变化控制全屏亮度随之成比例改变。

所述的平均亮度值为根据所述全屏每一像素点RGB三原色的亮度平均值再经过加权平均得到的，在整个全屏的像素点与当前帧图像采用的分辨率下的像素点数相同，当然如果像素点利用的色彩呈现方法不是RGB方式也是完全可以的，这可以具体情况再具体确定。

而如果上述像素采用RGB方式表示，所述的单一像素点RGB三原色的数据范围为0-2ⁿ-1，其中n为系统内数据表示的位数。也就是说整个显示系统中数据表示位数越多，那么用于表示像素点色彩的范围就越大，色彩就越丰富。

而整个液晶显示器的像素点的确定是通过对全屏在固定阀值时间内的行扫描以及场扫描确定的，所述的固定阀值优选为0.2s。

而全屏亮度通过控制PWN信号的占空比以在特定的时间内达到对背光的渐变控制的，这种控制可以防止由于亮度的突然变化而对观察者的视觉造成不利的冲击。至于PWN信号占空比的变化对背光亮度的控制，由于是公知的，在这里也不赘述了。

另一种较为节省系统资源并加快计算速度的方式是将所述全屏被划分为至少两个不同的亮度区域，每个亮度区域根据本区域内的像素值为基础计算本区域内所述的平均亮度值以及平均样本值，并分别再根据不同区域内计算的平均样本值计算全屏平均样本值，并根据全屏平均样本值分别控制本区域内亮度的改变。

利用上述的方法划分显示屏的区域可以将全屏划分为形状相同的规则区域或者所述亮度区域为对所述全屏划分的形状不同的规则区域。同时更优选的所述的不同亮度区域内的像素点的数量应该是相同的，不同区域内的亮度检测通过同一检测单元进行同步检测。

所述的检测单元通过访问帧存储器内的内容获得当前显示图像的参数内容。

通过采用上述的技术方案，本发明提供了一种背光源控制方法，通过对全屏背光亮度的检测，控制全屏背光亮度变化以达到提升画面的亮度，并且避免漏光缺陷的目的，同时这种对亮度的控制还提升了整体的主观效果，以及动态对比度。

附图说明

图1中显示的是利用本发明的方法进行背光控制的流程图；

图2中显示的是利用图1中实施例的流程图对背光进行动态控制之后的效果示意图。

具体实施方式

本发明在于提供一种背光源控制方法，通过对全屏背光亮度的检测，控制全屏背光亮度变化以达到提升画面的亮度，并且避免漏光缺陷的目的，同时这种对亮度的控制还提升了整体的主观效果，以及动态对比度。

如图1中所示的是利用本发明的方法进行背光控制的流程图，同时也是本发明的具体实施例的流程图。其中具体公开了一种动态背光亮度控制方法，该控制方法包括：

首先通过访问LED液晶显示器的主控芯片中的帧存储器，对当前帧静态图像内容进行检测，得到当前帧图像内容中的对应参数数据。在本发明的控制方法中，对应帧图像的参数数据就是指当前帧图像中的亮度值。对于当前帧中单独像素的亮度，主要根据色彩显示方式以及在帧存储器中数据存储方式的不同获得。在本实施例中，当前帧图像色彩显示方式为RGB格式，而用于显示当前帧图像的系统是8位的显示系统，则单一像素点的颜色和亮度是由3个8位数据记录的每个数据的范围是0-255(即2⁸)。要计算这样显示的单一像素的亮度就需要对用于显示该像素点的RGB参数的3个数据取平均值PixcelLuA＝(RLu+Glu+Blu)/3(其中RLu，Glu，Blu为单一像素点RGB三色相的数据。当然，对于当前帧图像的其它显示方式计算其亮度的方法有多种，但是均是可以通过现有方式进行计算的，因此就不在这里赘述了。

通过对当前帧图像中单一像素点的亮度计算，可以再通过计算获得整个当前帧图像的平均亮度值。主要通过统计每一当前帧像素的亮度，则当前帧图像平均亮度值＝(PixcelLuA1+PixcelLuA2+PixcelLuA3...+PixcelLuAn)/n。其中n代表显示屏的分辨率，该分辨率主要通过对全屏在固定阀值时间(在本实施例中确定为0.2秒)内的场扫描以及行扫描确定。上述对整个液晶显示屏亮度的计算可以是统一利用整个屏幕内的像素点完成当前帧亮度值的计算，也可以是将全屏划分为为至少两个不同的亮度区域，每个亮度区域根据本区域内的像素值为基础计算所述的平均亮度值，并分别针对不同区域保存样本。

然后在本实施例的控制方法中，间隔0.2秒计算一次全屏的平均亮度，每取到十次作为一个取样样本，加权平均得到一次平均值并记录当前数据。利用下一个取样样本计算平均值并判断当前的平均亮度是否已经变化了，如果此次的结果比较上一次的结果有了变化，则转到本发明的最后一步对背光亮度进行控制。上述的计算过程也可以根据全屏是否划分为不同区域而采用不同的计算方式，在这里不赘述了。当然，对上述全屏亮度区域的划分可以形状相同的规则区域或者所述亮度区域为对所述全屏划分的形状不同的规则区域，另外，不同亮度区域内的像素点的数量优选是相同的，不同区域内的亮度检测通过同一检测单元进行同步检测，在根据不同区域内计算的平均样本值计算全屏样本值。

最后，控制液晶屏背光的PWM信号的占空比以此达到对液晶屏背光，在背光调节的过程采取渐变的方式，确保整个调节过程在2-4秒中完成，在这个过程中PWN占空比的变化应该采用逐步改变的方式，达到渐变控制的目的，防止突然变化而对人眼造成的视觉不适应。当然，这种对液晶屏背光的PWN信号的占空比控制应该根据上述样本平均值的变化进行控制，在本发明的控制方法中应该随着上述样本平均值的增加而成正比线性增加，反之应该随着上述样本平均值的减小而成正比的线性减小。如果是对全屏划分了不同区域，也可以控制对应区域的PWN信号占空比对应变化来控制不同区域内背光的变化。

图2中则显示了采用上述图1中的控制方法而得到的对背光控制的效果示意图。其中上面视图为时间t以及全屏亮度Lu1的关系示意图；而下面的视图则表示为时间t以及对应控制的背光亮度Lu2的关系示意图。由图中可以看出，背光控制的结果随着全屏亮度的变化而成正比关系线性变化，不过控制结果稍微滞后全屏亮度的变化结果，这是由本发明控制方法中存在的检测时间以及调节时间所导致的正常现象。

这样，通过采用上述的技术方案，本发明提供了一种背光源控制方法，通过对全屏背光亮度的检测，控制全屏背光亮度变化以达到提升画面的亮度，并且避免漏光缺陷的目的，同时这种对亮度的控制还提升了整体的主观效果，以及动态对比度。

另外，本发明的保护范围并不局限于上述具体实施方式中所公开的具体实施例，而是只要满足本发明权利要求中技术特征的组合就落入了本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动态背光亮度控制方法，其特征在于，该控制方法包括

(1)间隔固定的阀值检测液晶显示屏中全屏像素点的亮度，并根据检测结果加权计算全屏的平均亮度值；

(2)记录上述步骤中计算的平均亮度值，并累计固定数量的平均亮度值的取值样本后计算每组样本的平均样本值；

(3)比较前后两次计算的平均样本值之间的差值，根据该差值的变化控制全屏亮度随之成比例改变。

2.根据权利要求1所述的一种动态背光亮度控制方法，其特征在于，所述的平均亮度值为根据所述全屏每一像素点RGB三原色的亮度平均值再经过加权平均得到的，在整个全屏的像素点与当前帧图像采用的分辨率下的像素点数相同。

3.根据权利要求2所述的一种动态背光亮度控制方法，其特征在于，所述的像素点通过对全屏在固定阀值时间内的行扫描以及场扫描确定。

4.根据权利要求2所述的一种动态背光亮度控制方法，其特征在于，所述的单一像素点RGB三原色的数据范围为0-2ⁿ-1，其中n为系统内数据表示的位数。

5.根据权利要求1或3所述的一种动态背光亮度控制方法，其特征在于，所述的固定阀值为0.2s。

6.根据权利要求1所述的一种动态背光亮度控制方法，其特征在于，全屏亮度通过控制PWN信号的占空比以在特定的时间内达到对背光的渐变控制。

7.根据权利要求1所述的一种动态背光亮度控制方法，其特征在于，所述全屏被划分为至少两个不同的亮度区域，每个亮度区域根据本区域内的像素值为基础计算本区域内所述的平均亮度值以及平均样本值，并分别再根据不同区域内计算的平均样本值计算全屏平均样本值，并根据全屏平均样本值分别控制本区域内亮度的改变。

8.根据权利要求7所述的一种动态背光亮度控制方法，其特征在于，所述的亮度区域为对所述全屏划分为形状相同的规则区域或者所述亮度区域为对所述全屏划分的形状不同的规则区域。

9.根据权利要求8所述的一种动态背光亮度控制方法，其特征在于，所述的不同亮度区域内的像素点的数量应该是相同的，不同区域内的亮度检测通过同一检测单元进行同步检测。

10.根据权利要求9所述的一种动态背光亮度控制方法，其特征在于，所述的检测单元通过访问帧存储器内的内容获得当前显示图像的参数内容。

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