CN102467880B - 显示设备及其背光控制方法 - Google Patents
显示设备及其背光控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种显示设备包括用于显示图像的显示单元、用于为显示单元提供背光的背光模组、存储器、亮度计算单元、查找单元和背光调整单元。所述存储器用于存储图像亮度值和背光调整系数之间的对应关系。所述亮度计算单元用于计算当前显示图像的亮度值。所述查找单元用于根据亮度计算单元计算的图像的亮度值在存储器中查找当前显示图像对应的背光调整系数。所述背光调整单元根据查找单元的得到背光调整系数调整背光模组的亮度，以使人眼接收的光通量变化都比较小而不会导致瞳孔不断地大幅度缩放，达到缓解眼睛疲劳的目的。本发明还提供一种背光控制方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子设备，尤其涉及一种显示设备及其背光控制方法。
背景技术
通常，液晶电视机的背光模组提供的背光亮度是恒定的，其不会因为显示图像的不同而改变，即不论液晶电视机显示的是明亮的场景还是黑暗的场景，背光模组均提供的相同亮度的背光。这样，当液晶显示器显示明亮的场景时人眼接收的光通量大，而在显示黑暗的场景时人眼接收的光通量小。如果显示的图像不停在明亮的场景和黑暗的场景之间切换时，人眼的瞳孔将会不断地大幅度缩放从而引起眼睛疲劳。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可以缓解眼睛疲劳的显示设备。
另外，还有必要提供一种可以缓解眼睛疲劳的背光控制方法。
一种显示设备，包括用于显示图像的显示单元、用于为显示单元提供背光的背光模组、存储器、亮度计算单元、查找单元和背光调整单元；所述存储器用于存储图像亮度值和背光调整系数之间的对应关系；所述亮度计算单元用于计算当前显示图像的亮度值；所述查找单元用于根据亮度计算单元计算的图像的亮度值在存储器中查找当前显示图像对应的背光调整系数；所述背光调整单元根据查找单元的得到背光调整系数调整背光模组的亮度。
一种背光控制方法，用于根据显示设备显示的图像控制显示设备的背光，所述显示设备包括用于显示图像的显示单元、背光模组和存储器；所述背光模组用于为显示单元提供背光；所述存储器用于存储图像亮度值与背光调整系数之间的对应关系；所述背光控制方法包括如下步骤：
计算当前显示图像的亮度值；
根据计算的图像的亮度值在存储器中查找当前显示图像的亮度值对应的背光调整系数；
使用当前背光调整系数来调整背光模组的亮度。
上述显示设备及其背光控制方法可以根据显示单元显示的图像来控制背光模组的亮度，以使人眼接收的光通量变化都比较小而不会导致瞳孔不断地大幅度缩放，达到缓解眼睛疲劳的目的。
附图说明
图1为一较佳实施方式的显示设备的模块图。
图2为图像的亮度值与背光调整系数之间的关系示意图。
图3为一较佳实施方式的背光控制方法的流程图。
主要元件符号说明
显示设备 100
显示单元 110
背光模组 120
存储器 130
亮度计算单元 150
查找单元 170
背光调整单元 190
计算模块 192
比较模块 194
调整模块 196
背光控制方法步骤 S801-S817
具体实施方式
如图1所示，显示设备100包括用于显示图像的显示单元110、背光模组120、存储器130、亮度计算单元150、查找单元170和背光调整单元190。在本实施方式中，显示设备100为液晶电视机。
背光模组120用于为显示单元110提供背光，以使用户可以清楚地观看到显示单元110显示的图像。背光模组120通常会设置一个基准亮度S。在本实施方式中，背光模组120可以为LED背光源。
存储器130用于存储图像亮度值B和背光调整系数G之间的对应关系。如图2所示，图像亮度值B可以根据用户的需求划分成预定数量个等级。每个图像亮度等级对应一个背光调整系数G。在本实施方式中，图像的亮度值B划分为100个等级。背光调整系数G对应设置为0.00至1.00。
亮度计算单元150用于计算当前显示图像的亮度值B。在本实施方式中，图像的亮度值B为图像中所有像素亮度值的总和。在其他实施方式中，图像的亮度值B也可以为图像中所有像素亮度值的平均值。
查找单元170用于根据亮度计算单元150计算的图像的亮度值B所对应的等级在存储器130中查找当前显示图像对应的背光调整系数G。
背光调整单元190根据查找单元170的得到背光调整系数G调整背光模组120的亮度。在本实施方式中，背光调整系数G随着图像亮度值B的增大而减小，背光模组120的亮度为其基准亮度S和背光调整系数G的乘积。这样，当显示的图像为明亮的场景时，背光模组120的亮度将会通过背光调整系数G下调。当显示的图像为黑暗的场景时，背光模组120的亮度将会通过背光调整系数G上调。从而，无论显示单元110显示的图像是明亮和黑暗的，人眼接收的光通量变化都比较小而不会导致瞳孔不断地大幅度缩放，达到缓解眼睛疲劳的目的。
然而，当显示单元110快速切换亮度差异大的图像时，背光调整单元190调整背光亮度可能会造成画面的闪烁或者画面亮度的振荡感。为了减少画面闪烁和画面亮度的振荡感，背光调整单元190还需对背光模组120使用的背光调整系数G作进一步调整，对应地，背光调整单元190进一步包括计算模块192、比较模块194和调整模块196。
计算模块192用于计算当前显示图像之前的第一预定数量N个图像的背光调整系数G的第一平均值A1。第一预定数量N可以根据用户的需求设定，也可以在显示设备100出厂前有专业的设计师设定。
比较模块194用于比较当前显示图像对应的背光调整系数G和第一平均值A1。如果当前显示图像的背光调整系数G小于第一平均值A1且第一平均值A1与当前显示图像的背光调整系数G之间的差值大于第一预定值P1，则认为显示单元110显示的图像的亮度是由暗变亮的且变化幅度比较大，人眼的瞳孔会缩小，比较模块194输出第一信号。如果当前显示图像的背光调整系数G大于第一平均值A1且当前显示图像的背光调整系数G与第一平均值A1之间的差值大于第一预定值P1，则认为显示单元110显示的图像的亮度是由亮变暗的且变化幅度比较大，人眼的瞳孔会放大，比较模块194输出第二信号。
计算模块192还用于响应第一信号计算当前显示图像之前的第二预定数量L个图像的背光调整系数G的第二平均值A2，和响应第二信号计算当前显示图像之前的第三预定数量M个图像的背光调整系数G的第二平均值A2。第二预定数量L为第一平均值A1和当前显示图像的背光调整系数G之间的差值的函数。第三预定数量M为当前显示图像的背光调整系数G和第一平均值A1之间的差值的函数。由于人眼瞳孔缩小速度比较快而放大的速度比较慢，所以第二预定数量L小于或者等于第一预定数量N，而第三预定数量M则大于或者等于第一预定数量N。
比较模块194还用于比较当前显示图像的背光调整系数G和第二平均值A2之间的差值是否大于第二预定值P2。如果当前显示图像的背光调整系数G和第二平均值A2之间的差值大于第二预定值P2，则认为图像亮度变化过于剧烈，调整模块196直接使用当前背光调整系数G来调整背光模组120的亮度，以免造成画面的闪烁和画面亮度的振荡。同时将当前显示图像之前的第一预定数量N个图像对应的背光调整系数G均调整为当前背光调整系数G。如果当前显示图像的背光调整系数G和第二平均值A2之间的差值小于或者等于第二预定值P2，则认为图像亮度变化不大，调整模块196将使用第二平均值A2替换当前背光调整系数G来调整背光模组120的亮度。
如图3所示，一种背光控制方法用于根据显示设备显示的图像控制显示设备的背光。所述显示设备包括显示单元、背光模组和存储器。显示单元用于显示图像。背光模组用于为显示单元提供背光，以使用户可以清楚地观看到显示单元显示的图像。背光模组通常会设置一个基准亮度S。该存储器用于存储图像亮度值B与背光调整系数G之间的对应关系。如图2所示，图像亮度值B可以根据用户的需求划分成预定数量个等级。每个图像亮度等级对应一个背光调整系数G。在本实施方式中，图像的亮度值B划分为100个等级。背光调整系数G对应设置为0.00至1.00。
步骤S801，计算当前显示图像的亮度值B。在本实施方式中，图像的亮度值B为图像中所有像素亮度值的总和。在其他实施方式中，图像的亮度值B也可以为图像中所有像素亮度值的平均值。
步骤S803，根据计算的图像的亮度值B所对应的等级在存储器中查找当前显示图像的亮度值对应的背光调整系数G。
步骤S805，计算当前显示图像之前的第一预定数量N个图像的背光调整系数G的第一平均值A1。第二预定数量N可以根据用户的需求设定，也可以在显示设备出厂前有专业的设计师设定。
步骤S807，比较当前显示图像对应的背光调整系数G与第一平均值A1。如果当前显示图像的背光调整系数G小于第一平均值A1且第一平均值A1与当前显示图像的背光调整系数G之间的差值大于第一预定值P1，则认为显示单元显示的图像的亮度是由暗变亮的且变化幅度比较大，人眼的瞳孔会缩小，进入步骤S809。如果当前显示图像的背光调整系数G大于第一平均值A1且当前显示图像的背光调整系数G与第一平均值A1之间的差值大于第一预定值P1，则认为显示单元显示的图像的亮度是由亮变暗的且变化幅度比较大，人眼的瞳孔会放大，进入步骤S811。
步骤S809，计算当前显示图像之前的第二预定数量L个图像的背光调整系数G的第二平均值A2。第二预定数量L为第一平均值A1和当前显示图像的背光调整系数G之间差值的函数。
步骤S811，计算当前显示图像之前的第三预定数量M个图像的背光调整系数G的第二平均值A2。第三预定数量M为当前显示图像的背光调整系数G和第一平均值A1之间的差值的函数。由于人眼瞳孔缩小速度比较快而放大的速度比较慢，所以第二预定数量L小于或者等于第一预定数量N，而第三预定数量M则大于或者等于第一预定数量N。
步骤S813，比较当前显示图像对应的背光调整系数G与第二平均值A2的差值是否大于第二预定值P2。如果比较当前显示图像对应的背光调整系数G与第二平均值A2之间的差值大于第二预定值P2，则认为图像亮度变化过于剧烈，进入步骤S815。如果比较当前显示图像对应的背光调整系数G与第二平均值A2之间的差值小于或者等于第二预定值P2，则认为图像亮度变化不大，进入步骤S817。
步骤S815，使用当前背光调整系数G来调整背光模组的亮度，以免造成画面的闪烁和画面亮度的振荡。同时将当前显示图像之前的第一预定数量N个图像对应的背光调整系数G均调整为当前背光调整系数G。
步骤S817，使用第二平均值A2替换当前背光调整系数G来调整背光模组的亮度。
上述显示设备100和背光控制方法可以根据显示单元110显示的图像来控制背光模组120的亮度，以使人眼接收的光通量变化都比较小而不会导致瞳孔不断地大幅度缩放，达到缓解眼睛疲劳的目的。另外，背光调整单元190还可以根据图像亮度的变化控制背光调整系数来降低亮度差异大的图像快速切换而导致的画面闪烁或者画面亮度的振荡感。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (13)
1.一种显示设备，包括用于显示图像的显示单元和用于为显示单元提供背光的背光模组，其特征在于：所述显示设备还包括存储器、亮度计算单元、查找单元和背光调整单元；所述存储器用于存储图像亮度值和背光调整系数之间的对应关系；所述亮度计算单元用于计算当前显示图像的亮度值；所述查找单元用于根据亮度计算单元计算的图像的亮度值在存储器中查找当前显示图像对应的背光调整系数；所述背光调整单元根据查找单元得到的背光调整系数调整背光模组的亮度；所述背光调整单元包括计算模块、比较模块和调整模块；所述计算模块用于计算当前显示图像之前的第一预定数量个图像对应的背光调整系数的第一平均值；所述比较模块用于比较当前显示图像的背光调整系数和第一平均值；如果当前显示图像的背光调整系数小于第一平均值且第一平均值与当前显示图像的背光调整系数之间的差值大于第一预定值，则比较单元发出第一信号；所述计算模块还用于响应第一信号计算当前显示图像之前的第二预定数量个图像的背光调整系数的第二平均值；所述比较单元还用于比较当前显示图像的背光调整系数和第二平均值之间的差值是否大于第二预定值，并在背光调整系数和第二平均值之间的差值大于第二预定值时，调整模块将使用当前背光调整系数来调整背光模组的亮度。
2.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于：如果背光调整系数和第二平均值之间的差值小于或者等于第二预定值，则调整模块使用第二平均值替换当前背光调整系数来调整背光模组的亮度。
3.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于：如果背光调整系数和第二平均值之间的差值大于第二预定值时，则将当前显示图像之前的第一预定数量的图像对应的背光调整系数替换为当前背光调整系数。
4.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于：所述第二预定数量小于或者等于第一预定数量。
5.一种显示设备，包括用于显示图像的显示单元和用于为显示单元提供背光的背光模组，其特征在于：所述显示设备还包括存储器、亮度计算单元、查找单元和背光调整单元；所述存储器用于存储图像亮度值和背光调整系数之间的对应关系；所述亮度计算单元用于计算当前显示图像的亮度值；所述查找单元用于根据亮度计算单元计算的图像的亮度值在存储器中查找当前显示图像对应的背光调整系数；所述背光调整单元根据查找单元得到的背光调整系数调整背光模组的亮度；所述背光调整单元包括计算模块、比较模块和调整模块；所述计算模块用于计算当前显示图像之前的第一预定数量个图像对应的背光调整系数的第一平均值；所述比较模块用于比较当前显示图像的背光调整系数和第一平均值；如果当前显示图像的背光调整系数大于第一平均值且当前显示图像的背光调整系数与第一平均值之间的差值大于第一预定值，则比较单元发出第二信号；所述计算模块还用于响应第二信号计算当前显示图像之前的第三预定数量个图像的背光调整系数的第二平均值；所述比较单元还用于比较当前显示图像的背光调整系数和第二平均值之间的差值是否大于第二预定值，并在背光调整系数和第二平均值之间的差值大于第二预定值时，则调整模块将使用当前背光调整系数来调整背光模组的亮度。
6.如权利要求5所述的显示设备，其特征在于：如果背光调整系数和第二平均值之间的差值小于或者等于第二预定值，则调整模块将使用第二平均值替换当前背光调整系数来调整背光模组的亮度。
7.如权利要求5所述的显示设备，其特征在于：如果背光调整系数和第二平均值之间的差值大于第二预定值时，则将当前显示图像之前的第一预定数量的图像对应的背光调整系数替换为当前背光调整系数。
8.如权利要求5所述的显示设备，其特征在于：第三预定数量大于或者等于第一预定数量。
9.一种背光控制方法，用于根据显示设备显示的图像控制显示设备的背光，所述显示设备包括用于显示图像的显示单元、背光模组和存储器；所述背光模组用于为显示单元提供背光；所述存储器用于存储图像亮度值与背光调整系数之间的对应关系；所述背光控制方法包括如下步骤：
计算当前显示图像的亮度值；
根据计算的图像的亮度值在存储器中查找当前显示图像的亮度值对应的背光调整系数；
计算当前显示图像之前的第一预定数量个图像的背光调整系数的第一平均值；
比较当前显示图像对应的背光调整系数与第一平均值；
如果当前显示图像的背光调整系数小于第一平均值且第一平均值与当前显示图像的背光调整系数之间的差值大于第一预定值，则计算当前显示图像之前的第二预定数量个图像的背光调整系数的第二平均值；
比较当前显示图像对应的背光调整系数与第二平均值的差值是否大于第二预定值；
如果比较当前显示图像对应的背光调整系数与第二平均值之间的差值大于第二预定值，则执行使用当前背光调整系数来调整背光模组的亮度的步骤。
10.如权利要求9所述的背光控制方法，其特征在于：如果比较当前显示图像对应的背光调整系数与第二平均值之间的差值小于或者等于第二预定值，则使用第二平均值替换当前背光调整系数来调整背光模组的亮度。
11.如权利要求9所述的背光控制方法，其特征在于：所述背光控制方法还包括如下步骤：
如果当前显示图像的背光调整系数大于第一平均值且当前显示图像的背光调整系数与第一平均值之间的差值大于第一预定值，则计算当前显示图像之前的第三预定数量个图像的背光调整系数的第二平均值；
比较当前显示图像对应的背光调整系数与第二平均值的差值是否大于第二预定值；
如果比较当前显示图像对应的背光调整系数与第二平均值之间的差值大于第二预定值，则执行使用当前背光调整系数来调整背光模组的亮度的步骤。
12.如权利要求11所述的背光控制方法，其特征在于：如果比较当前显示图像对应的背光调整系数与第二平均值之间的差值小于或者等于第二预定值，则使用第二平均值替换当前背光调整系数来调整背光模组的亮度。
13.如权利要求11所述的背光控制方法，其特征在于：所述第二预定数量小于或者等于第一预定数量，而第三预定数量则大于或者等于第一预定数量。
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