CN102347014A

CN102347014A - 一种调节显示面板背光亮度的方法及装置

Info

Publication number: CN102347014A
Application number: CN2011103273948A
Authority: CN
Inventors: 于翔
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: Changshu intellectual property operation center Co.,Ltd.
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2031-10-25
Also published as: CN102347014B; WO2013060150A1

Abstract

本发明公开了一种调节显示面板背光亮度的方法及装置，包括：计算图像的平均输入亮度值，根据所述平均输入亮度值查询对应的斜率值，根据所述斜率值计算图像上每个像素点的输出像素亮度值，按照所述输出像素亮度值调节对应像素点的亮度；计算所述图像的平均输出亮度值，根据所述平均输入亮度值和平均输出亮度值计算脉宽调制信号的输出占空比，以所述输出占空比作为所述脉宽调制信号的占空比；在显示面板上显示所述图像，采用所述脉宽调制信号输出电流点亮显示面板的背光；其中，所述斜率值大于1。本发明通过对图像数据的分析自适应调节背光的亮度，减少背光的功耗，从而延长终端的续航时间。

Description

一种调节显示面板背光亮度的方法及装置

技术领域

本发明涉及图像显示技术领域，尤其涉及一种调节显示面板背光亮度的方法及装置。

背景技术

目前，大部分终端都使用锂电池，锂电池的容量与体积基本上成正比。为了提高终端的便携性，现在终端体积越做越小，这样锂电池的容量同时也受到了限制。电池容量的局限性显然已经成为终端功能发展的瓶颈。

随着消费数码终端的发展，终端的业务、多媒体功能越来越丰富，同时终端与用户交互的LCD(液晶显示屏)尺寸也越来越大。LCD的背光是一个功耗较大的电子器件，例如，终端使用视频播放功能时，背光功耗可占到终端总功耗的60％以上。用户在使用终端的业务、多媒体功能时，终端的LCD基本上处于工作状态，从而消耗大量的电能。

随着社会的发展，人们需要大量使用终端的业务、多媒体功能，使得终端的续航时间大大缩短，以致影响了终端的功能使用及用户体验。

传统的终端一般使用感光传感器来控制背光亮度，只针对终端的使用环境的亮度来调节背光亮度，LCD的对比度较差，影响了终端的显示效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种调节显示面板背光亮度的方法及装置，能够减少背光的功耗，延长终端的续航时间。

为解决上述技术问题，本发明的一种调节显示面板背光亮度的方法，包括：

计算图像的平均输入亮度值，根据所述平均输入亮度值查询对应的斜率值，根据所述斜率值计算图像上每个像素点的输出像素亮度值，按照所述输出像素亮度值调节对应像素点的亮度；

计算所述图像的平均输出亮度值，根据所述平均输入亮度值和平均输出亮度值计算脉宽调制信号的输出占空比，以所述输出占空比作为所述脉宽调制信号的占空比；

在显示面板上显示所述图像，采用所述脉宽调制信号输出电流点亮显示面板的背光；

其中，所述斜率值大于1。

进一步地，所述计算图像的平均输入亮度值，包括：

对所述图像进行特征分析，得到图像上每个像素点的输入像素亮度值，采用

计算图像的平均输入亮度值，其中，AIPV为平均输入亮度值，IPV_i为像素点的输入像素亮度值，n为图像上像素点的总数量。

进一步地，根据所述斜率值计算图像上每个像素点的输出像素亮度值，包括：

采用OPV＝IPV×Slope计算每个像素点的输出像素亮度值，其中，OPV为像素点的输出像素亮度值，IPV为像素点的输入像素亮度值，Slope为斜率值。

进一步地，计算所述图像的平均输出亮度值，包括：

采用

计算所述图像的平均输出亮度值，其中，AOPV为平均输出亮度值，OPV_i为像素点的输出像素亮度值，n为图像上像素点的总数量。

进一步地，根据所述平均输入亮度值和平均输出亮度值计算脉宽调制信号的输出占空比，包括

采用

计算脉宽调制信号的输出占空比，其中，ODR为输出占空比，IDR为输入占空比，AIPV为平均输入亮度值，AOPV为输出亮度值，所述输入占空比为根据背光的默认亮度值计算得到的脉宽调制信号的占空比。

进一步地，根据所述平均输入亮度值查询对应的斜率值，包括：

根据所述平均输入亮度值从预先配置的亮度调整斜率表中查询对应的斜率值，所述亮度调制斜率表记录所述平均输入亮度值与斜率值的对应关系。

进一步地，按照所述输出像素亮度值调节对应像素点的亮度，包括：

在像素点的输入像素亮度值为像素点上三基色的亮度之和时，取像素点的输出像素亮度值与输入像素亮度值之差，将差值三等分，将三基色的亮度分别增加等分值；在像素点的输入像素亮度值为三基色的亮度平均值时，取像素点的输出像素亮度值与输入像素亮度值之差，将三基色的亮度分别增加得到的差值。

进一步地，一种调节显示面板背光亮度的装置，包括：自适应亮度控制器、驱动芯片和显示模组，所述自适应亮度控制器包括图像分析子模块、色阶调节子模块和背光调节子模块，其中：

所述图像分析子模块，用于计算图像的平均输入亮度值，根据所述平均输入亮度值查询对应的斜率值，根据所述斜率值计算图像上每个像素点的输出像素亮度值，其中，所述斜率值大于1；

所述色阶调节子模块，用于按照所述图像分析子模块计算得到的输出像素亮度值调节对应像素点的亮度，将图像发送给所述显示模组，并计算所述图像的平均输出亮度值；

所述背光调节子模块，用于根据所述图像分析子模块计算得到的平均输入亮度值和所述色阶调节子模块计算得到的平均输出亮度值计算脉宽调制信号的输出占空比，以所述输出占空比作为所述脉宽调制信号的占空比，将所述脉宽调制信号发送给所述驱动芯片；

所述驱动芯片，用于采用所述脉宽调制信号输出电流点亮所述显示模组的背光；

所述显示模组，用于显示所述图像。

进一步地，所述图像分析子模块，具体用于对所述图像进行特征分析，得到图像上每个像素点的输入像素亮度值，采用

进一步地，所述图像分析子模块，具体用于采用OPV＝IPV×Slope计算每个像素点的输出像素亮度值，其中，OPV为像素点的输出像素亮度值，IPV为像素点的输入像素亮度值，Slope为斜率值。

进一步地，所述色阶调节子模块，具体用于采用

进一步地，所述背光调节子模块，具体用于采用

综上所述，本发明通过对图像数据的分析自适应调节背光的亮度，减少背光的功耗，从而延长终端的续航时间，同时可以有效地解决图像偏暗的区域的漏光问题，增加了图像的对比度，从而提高终端的显示效果。

附图说明

图1为本实施方式的调节显示面板背光亮度的方法的流程图；

图2为本实施方式中的图像上像素的亮度调整的曲线图；

图3为本实施方式的调节显示面板背光亮度的装置的架构图。

具体实施方式

本实施方式中，当终端启动后，数字基带(DBB)通过I2C接口初始化配置自适应亮度控制器(ABC)模块寄存器，如在寄存器中配置Bypass(旁通)模式或Follow(跟随)模式；DBB根据终端应用场景，配置ABC工作模式，如静态图像模式或动态图像模式；终端启动应用场景后，DBB的背光控制器(BLC)输出PWM信号给ABC，DBB的LCDC(LCD控制器)输出图像给ABC；ABC接收到图像后，对图像进行特征(如灰度、色阶等)分析，根据特征分析结果，调整图像的亮度并输出给LCD。同样，ABC接收到PWM信号后，调整PWM信号的占空比并输出给LCM(液晶显示模组)。

本实施方式通过对图像进行特征分析，增加图像的灰度值，同时降低背光的亮度，达到甚至超过与调整前的显示效果，由此，减少了背光的功耗，从而延长终端的续航时间，可以有效地解决图像偏暗的区域的漏光问题，增加了图像的对比度，提高终端的显示效果。

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。

如图1所示，本实施方式的调节显示面板背光亮度的方法，包括：

步骤101：终端启动后，数字基带(Digital Baseband，DBB)中的中央微处理器通过I2C接口初始化配置自适应亮度控制器(Adaptive BrightnessControl，ABC)内部寄存器的寄存器状态值；

中央微处理器可以配置ABC内部寄存器的寄存器状态值为表示Bypass(旁通)模式或Follow(跟随)模式等。

Bypass模式是指，ABC停止其图像分析子模块、色阶调节子模块和背光调节子模块的工作，ABC接收到PWM信号和图像后不作处理，直接输出。

Follow模式是指，ABC启动其图像分析子模块、色阶调节子模块和背光调节子模块，处理接收到的PWM信号及图像后输出。

步骤102：终端启动应用场景后，DBB的中央微处理器根据终端的应用场景，配置ABC的工作模式；

如，配置ABC的工作模式为静态图像模式或动态图像模式等。

在终端使用图片显示、浏览等静态图像的应用时，设置为静态图像模式；在终端使用摄像、视频等动态图像的应用时，设置成动态图像模式。

步骤103：DBB的背光控制器(BLC)根据中央微处理器设置的默认亮度值(0～255)计算PWM(脉宽调制)信号的占空比，该占空比称为输入占空比(IDR)，并将PWM信号输出给ABC，DBB的LCD控制器(LCDC)输出图像给ABC；

步骤104：ABC判断内部寄存器的寄存器状态值是否表示Follow模式，如果表示Follow模式，则执行步骤105；如果表示Bypass模式，则执行步骤106；

步骤105：ABC接收到图像后，图像分析子模块对图像进行特征分析，得到图像上每个像素点的IPV(输入像素亮度值)，根据IPV计算出现图像的AIPV(平均输入亮度值)；

AIPV = Σ_{i = 1}^{n} \frac{{IPV}_{i}}{n}

n为图像上像素点的总数量。

在图像显示中，一幅图像上的每个像素点的亮度都是由该像素点上红绿蓝三基色的亮度决定的，输入像素亮度值IPV可以是像素点上三基色的亮度之和，也可以是三基色的亮度平均值。本实施方式中IPV为三基色的亮度平均值，其亮度平均值范围为0～255。

步骤106：图像分析子模块根据平均输入亮度值AIPV查找预先配置的亮度调整斜率表，得到AIPV对应的Slope(斜率)值，根据斜率值和每个像素点的IPV，计算每个像素的输出像素亮度值(OPV)；

OPV(输出像素亮度值)＝IPV(输入像素亮度值)×Slope(斜率)

亮度调整斜率表记录平均输入亮度值AIPV与斜率值的对应关系，平均输入亮度值AIPV对应的斜率值均大于1，具体数值可以根据显示面板的特性进行设置，斜率值大于1可以使像素点的输出像素亮度值大于输入像素亮度值，从而提高像素点实际的显示亮度，其中OPV值范围为0～255，即当IPV与Slope乘积大于255时，只取最大值255。

假设根据平均输入亮度值AIPV从亮度调整斜率表中查找到的斜率Slope＝1.2，图像中各像素的输入像素亮度值与输出像素亮度值的对应关系如图2所示。

步骤107：色阶调节子模块根据各个像素点的OPV值，调节图像各像素点的亮度值，向LCD模组输出图像，并计算图像的平均输出亮度值(AOPV)；

AOPV = Σ_{i = 1}^{n} \frac{{OPV}_{i}}{n}

色阶调节子模块根据各个像素点的OPV值，调节图像各像素点的亮度值时，在输入像素亮度值IPV是像素点上三基色的亮度之和时，取输出像素亮度值OPV与输入像素亮度值IPV之差，将差值三等分，将三基色的亮度分别增加一个等分值；在输入像素亮度值IPV是三基色的亮度平均值时，取输出像素亮度值OPV与输入像素亮度值IPV之差，将三基色的亮度分别增加得到的差值。

步骤108：背光调节子模块根据AIPV及AOPV值计算PWM信号的输出占空比(ODR)，调节PWM信号的占空比，并将PWM信号输出给LED驱动芯片，执行步骤110；

步骤109：ABC接收到PWM信号及图像后，不作处理直接输出原始信号；

步骤110：LED驱动芯片接收PWM信号输出特定值的电流并点亮背光，LCD显示模组接收图像并显示；

步骤111；判断使用过程中是否切换应用场景，若切换应用场景，则执行步骤102。

如图3所示，本实施方式还提供了一种调节显示面板背光亮度的装置，包括：

数字基带，是终端中的一块重要组成电路，负责数据处理、功能控制及多媒体应用等，包含中央微处理器、背光控制器及LCD控制器。

中央微处理器，用于通过I2C接口初始化配置自适应亮度控制器(ABC)内部寄存器的寄存器状态值，根据终端的应用场景，配置ABC的工作模式。

背光控制器，用于根据中央微处理器设置的默认亮度值(0～255)计算PWM(脉宽调制)信号的占空比，该占空比称为输入占空比(IDR)，并将PWM信号输出给背光调节子模块。

LCD控制器，用于将GRAM(显示内存)的图像转换成并行接口、SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)及RGB接口的图像，并传输给图像分析子模块。

自适应亮度控制器，包括图像分析子模块、色阶调节子模块及背光调节子模块。

图像分析子模块，用于对图像进行特征分析，得到图像上每个像素点的IPV(输入像素亮度值)，根据IPV计算出现图像的AIPV(平均输入亮度值)，根据平均输入亮度值AIPV查找预先配置的亮度调整斜率表，得到AIPV对应的Slope(斜率)值，根据斜率值和每个像素点的IPV，计算每个像素的输出像素亮度值(OPV)。

色阶调节子模块，用于根据各个像素点的OPV值，调节图像各像素点的亮度值，向LCD模组输出图像，并计算图像的平均输出亮度值(AOPV)。

背光调节子模块，用于根据AIPV及AOPV值计算PWM信号的输出占空比(ODR)，调节PWM信号的占空比，并将PWM信号输出给LED驱动芯片。

LED驱动芯片，用于接收PWM信号输出特定值的电流并点亮背光。

液晶显示模组，一般包括LCD和BLG(背光板)，用于将接收的图像显示到屏幕上，将接收到的电流转换成光能。

以上所述仅为本发明的优先实施例，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。