CN102625065A

CN102625065A - 电视电路系统及背光动态控制引起亮度不一致的处理方法

Info

Publication number: CN102625065A
Application number: CN2012101180568A
Authority: CN
Inventors: 陈兴锋; 刘卫东; 乔明胜
Original assignee: Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Current assignee: Hisense Visual Technology Co Ltd
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2032-04-20
Also published as: CN102625065B

Abstract

本发明公开一种背光动态控制引起亮度不一致的处理方法，包括以下步骤：提取LED分区中所有图像分区的背光值；对提取出的背光值以预设计算方式进行均衡化处理；对均衡化处理的背光值，以背光信号发送给背光源；以图像信号进行图像补偿处理后发送到液晶面板。本发明考虑分区间的光线互相影响的程度(即分区光扩散函数)，在不降低图像对比度的同时，实时调整背光值，达到消除或改善分区背光控制引起的画面亮度不一致的问题。

Description

电视电路系统及背光动态控制引起亮度不一致的处理方法

技术领域

本发明涉及背光调制技术领域，尤其涉及一种背光动态控制引起亮度不一致的处理方法及电视电路系统。

背景技术

目前，LED背光源作为一种被关注的背光技术，在显示领域已占有一席之地。各地LED背光控制技术，也日益成为新的研究课题。目前液晶电视LED背光种类很多，LED背光控制算法不尽相同。LED背光控制算法，若根据LCD的背光源分布情况可分为直下式LCD的LED背光动态控制算法和侧光式LCD的LED背光动态控制算法。LED动态控制算法的实施，大大提高了LED的对比度，液晶低灰阶漏光等普通CCFL背光液晶原有问题也有了显著改善。控制算法对于液晶电视节能降耗成效明显，经初步测量算法平均节能在30％以上。

一般的LED分区动态控制技术是通过分区视频的图像信息，如分区内灰度直方图、最大值、平均值等信息，进行一定的分区背光值的空间域、时间域平滑处理，最终输出给分区背光值；然后再根据分区背光值，进行一定的图像补偿，达到维持原始图像的亮度不发生明显的变化。

但是上述技术，由于图像补偿能力有限等问题，不可避免存在分区背光控制引起的画面亮度不一致问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种背光动态控制引起亮度不一致的处理方法以及电视电路系统，解决了分区背光动态控制引起的画面亮度不一致的问题。

为达到上述目的，本发明所述一种电视电路系统，至少包括电视机芯板、分区背光控制单元、液晶面板时序控制单元、液晶面板以及分区背光源，其中；

电视机芯板，接收外部图像信息，经解码、缩放图像处理后发送到分区背光控制单元；

分区背光控制单元，提取分区背光值进行处理后，将图像信号送到液晶面板时序控制单元；将背光信号送到分区背光源；

液晶面板时序控制单元，将图像信号按照时序要求编码后发送到液晶面板；

分区背光源，接收到背光信号向液晶面板发出背光光线。

优选地，所述分区背光控制单元至少包括分区背光值提取模块、分区背光值均衡化模块、背光值发送模块以及图像补偿模块，其中；

分区背光值提取模块，对解码后的图像信息进行背光值提取并将提取后的背光值数据发送到分区背光值均衡化模块；

分区背光值均衡化模块，对背光值数据进行均衡处理并将处理后的数据发送到图像补偿模块和背光值发送模块；

图像补偿模块，依据均衡化后的背光值数据对图像信息进行亮度补偿并发送到液晶面板；

背光值发送模块，将均衡化处理后的背光值发送到分区背光源。

优选地，所述电视机芯板上至少设有LVDS发送器，电视机芯板将外部图像信息进行解码处理后利用该LVDS发送器发送到图像补偿模块。

优选地，所述液晶面板时序控制单元上至少设有LVDS接收器，该接收器接收补偿后的图像信息进行编码处理后发送到液晶面板。

优选地，所述分区背光控制单元还包括背光值处理模块，所述背光值处理模块对均衡化后的背光值进行再次处理后发送到图像补偿模块和背光值发送模块。

为达到上述目的，本发明所述一种背光动态控制引起亮度不一致的处理方法，包括以下步骤：

提取LED分区中所有图像分区的背光值；

对提取出的背光值以预设计算方式进行均衡化处理，其中该处理具体为：

得出以其中一个分区背光值为中心的N*N区域的光扩散值；

根据该N*N区域内的背光值、与背光值相对应的光扩散值，以及预设系统余量得出均衡化后的背光值；

对均衡化处理的背光值，以背光信号发送给背光源；以图像信号进行图像补偿处理后发送到液晶面板。

优选地，所述每个图像分区对应一个背光值。

优选地，所述背光源LED分区在行和列方向上设有多个图像分区。

优选地，所述背光系统所留出的余量根据背光系统的最大亮度及功耗设计需求而定。

优选地，所述预算计算方式为公式：

f^{'} (x) = \frac{k \cdot x^{2}}{Σ_{i = 1}^{n} x (i) \cdot PSF (i)}

其中，x为处理前图像分区的背光值；f′(x)为处理后图像分区的背光值；k为背光系统所留出的余量；PSF(i)为分区的光扩散值；

为以x为中心的N*N区域内背光值计算后的求和值。

本发明的有益效果为：

本发明考虑分区间的光线互相影响的程度(即分区光扩散函数)，在不降低图像对比度的同时，实时调整背光值，达到消除或改善分区背光控制引起的画面亮度不一致的问题。

附图说明

图1是本发明实施例中所显现的图像分区点亮情况示意图；

图2是本发明实施例所述电视电路系统的整体结构示意图；

图3是本发明实施例所述分区背光控制单元的处理示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。

LED分区动态控制技术是通过分区视频的图像信息，如分区内灰度直方图、最大值、平均值等信息，进行一定的分区背光值的空间域、时间域平滑处理，最终输出给分区背光值；然后再根据分区背光值，进行一定的图像补偿，达到维持原始图像的亮度不发生明显的变化。

假设，液晶面板上有多个图像分区点亮，根据分区所测得的背光值测量出各自的背光亮度。分区1的亮度为120nit(尼特)，分区2的亮度也为120nit，分区3的亮度为300nit，分区4的亮度为400nit。因此，从所得到的亮度可以看出，120nit、300nit、400nit的差距比较大，使得分区画面亮度接近不一致。

针对上述画面亮度不一致的问题，本发明实施例所述一种背光动态控制引起亮度不一致的处理方法，包括以下步骤：

提取LED分区中所有图像分区的背光值；

得出以其中一个分区背光值为中心的N*N区域的光扩散值；

上述的预设计算方式的处理可归为成公式：

f^{'} (x) = \frac{k \cdot x^{2}}{Σ_{i = 1}^{n} x (i) \cdot PSF (i)}

为以x为中心的N*N区域内背光值计算后的求和值；

其中，所述每个图像分区对应一个背光值。所述背光源LED分区在行和列方向上设有多个图像分区，每个图像分区至少包括两个白光LED灯。还可以用RGB三色LED灯来合成白光LED灯。

另外，所述背光系统所留出的余量根据用户的设置调节。

假设背光值与背光亮度成正比，L(BL)＝K_L·BL，

(1)当不考虑实际光扩散时，则：

若根据实际图像信息统计出背光值为：BL＝x(0≤x≤1)，则对应亮度为K_L·x。

(2)当考虑实际光扩散PSF(i)时，(假设考虑3*3分区大小的光扩散范围，且中心点光扩散系数设为β)：

①若仅单个分区点亮时，则实际(正视)亮度为K_L·x·β。

若期望(正视)亮度为K_L·x，则背光补偿增益为

因此，可综合一步进行上述处理：

若统计出背光值为BL＝x(0≤x≤1)，不考虑光扩散时对应亮度K_L·x，期望背光(正视)亮度为K_L·x，则在考虑光扩散后，需要背光值进行如下映射：

f (x) = x \cdot Gain = \frac{x}{β} . - - - (1)

② 若考虑多个分区点亮后，则实际(正视)亮度为若期望(正视)亮度为K_L·x，则背光补偿增益为

Gain = \frac{K_{L} \cdot x}{K_{L} \cdot Σ_{i = 1}^{n} x (i) \cdot PSF (i)} = \frac{x}{Σ_{i = 1}^{n} x (i) \cdot PSF (i)} .

因此，可综合一步进行上述处理：

f (x) = x \cdot Gain = \frac{x^{2}}{Σ_{i = 1}^{n} x (i) \cdot PSF (i)} . - - - (2)

③约束性修正，若整个背光系统留出上述分区修正的余量很小，即背光分区的期望亮度与实际光扩散后背光分区亮度的差异受系统限制，可进行如下修正：

f^{'} (x) = k \cdot x \cdot Gain = \frac{k \cdot x^{2}}{Σ_{i = 1}^{n} x (i) \cdot PSF (i)} - - - (3)

其中，若系统没有留出余量，则k＝β；若系统能够满足期望亮度与实际扩散后的亮度一致，则k＝1。即β≤k≤1。

上述为对预设计算方式的详细推导过程。最终，对背光值均衡化处理均以公式(3)进行运算处理。

对上述方法以具体实施例来做详细说明：

如图1所示为液晶面板某时刻的点亮情况。

下面表一为图像分区点亮情况在处理前提取的背光值数据表。

256	256	256	256	256	256	256	256	256	256	256	256
												256	256	256	256	256	256	256	256	256	256	256	256
256	256	256	256	256	256	256	256	256	3839	3783	256
												256	256	3851	256	256	256	256	256	256	256	256	256
256	256	256	256	256	256	256	256	256	256	256	256
												256	256	256	256	256	256	256	256	256	256	256	256
256	256	256	256	256	256	256	256	256	256	256	256

256	256	256	256	256	256	256	256	256	256	256	256
												256	256	256	256	256	256	256	256	3809	3783	256	256
256	256	256	256	256	256	256	256	3800	3778	256	256
												256	3851	256	256	256	256	256	256	256	256	256	256
256	256	256	256	256	256	256	256	256	256	256	256

下表表二为图像分区点亮情况在处理后提取的背光值数据表。

68	68	68	68	68	68	68	68	68	68	68	68
												68	68	68	68	68	68	68	68	37	19	18	35
68	37	24	35	68	68	68	68	25	2377	2308	24
												68	25	3261	24	68	68	68	68	37	19	19	36
68	37	24	36	68	68	68	68	68	68	68	68
												68	68	68	68	68	68	68	68	68	68	68	68
68	68	68	68	68	68	68	68	68	68	68	68
												68	68	68	68	68	68	68	68	68	68	68	68
68	68	68	68	68	68	68	37	19	18	35	68
												68	68	68	68	68	68	68	19	1701	1678	18	68
35	35	35	68	68	68	68	20	1693	1674	18	68
												25	3261	24	68	68	68	68	38	19	19	36	68
37	24	36	68	68	68	68	68	68	68	68	68

上述表一和表二中带有下划线的数值为对应图2中亮点的背光值。以表中第九行和第十行中的多分区亮点为例子，采用3*3区域的背光值作为计算。其中3*3区域的PSF(i)光扩散值表为：

0.054	0.114	0.06
			0.105	0.24	0.115
0.051	0.111	0.057

处理前在分区亮点3*3区域的数值为：

256	256	256	256
				256	3809	3783	256

256	3800	3778	256
				256	256	256	256

以数值3809为例子，以公式(3)得出其分母的求和为：

256*0.054+256*0.114+256*0.06+256*0.105+3809*0.24+3783*0.115+256*0.051+3800*0.111+3778*0.057＝2049

以此可得到四个分区背光值公式中求和的数值为：

2049	2101
		2027	2079

将k＝β＝0.240带入公式(3)中，得到处理后的数值为：

1701	1678
		1693	1674

根据分区内的背光值测量出各自的背光亮度。

处理前，背光值为3261的亮度为120nit，四个图像分区所在点亮的亮度为300nit。

处理后，背光值为3261的亮度为120nit，四个图像分区所在点亮的亮度为150nit。

经比较，120nit和150nit更趋向亮度一致。

为达到上述目的，本发明所述一种电视电路系统，至少包括电视机芯板1、分区背光控制单元2、液晶面板时序控制单元3、液晶面板4以及分区背光源5，其中；

分区背光源，接收到背光信号向液晶面板发出背光光线。

其中，所述分区背光控制单元至少包括分区背光值提取模块6、分区背光值均衡化模块7、背光值发送模块8以及图像补偿模块9，其中；

优选地，所述电视机芯板上至少设有LVDS发送器10，电视机芯板将外部图像信息进行解码处理后利用该LVDS发送器发送到图像补偿模块。

优选地，所述液晶面板时序控制单元上至少设有LVDS接收器11，该接收器接收补偿后的图像信息进行编码处理后发送到液晶面板。

另外，上述所述预设计算方式是在分区背光值均衡化模块内实现的。

其中，所述分区背光控制单元还包括背光值处理模块12，所述背光值处理模块对均衡化后的背光值进行再次处理后发送到图像补偿模块和背光值发送模块。

以上，仅为本发明的较佳实施例，但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

1.一种电视电路系统，其特征在于，至少包括电视机芯板、分区背光控制单元、液晶面板时序控制单元、液晶面板以及分区背光源，其中；

分区背光源，接收到背光信号向液晶面板发出背光光线。

2.根据权利要求1所述的电视电路系统，其特征在于，所述分区背光控制单元至少包括分区背光值提取模块、分区背光值均衡化模块、背光值发送模块以及图像补偿模块，其中；

3.根据权利要求1所述的电视电路系统，其特征在于，所述电视机芯板上至少设有LVDS发送器，电视机芯板将外部图像信息进行解码处理后利用该LVDS发送器发送到图像补偿模块。

4.根据权利要求1所述的电视电路系统，其特征在于，所述液晶面板时序控制单元上至少设有LVDS接收器，该接收器接收补偿后的图像信息进行编码处理后发送到液晶面板。

5.根据权利要求2所述的电视电路系统，其特征在于，所述分区背光控制单元还包括背光值处理模块，所述背光值处理模块对均衡化后的背光值进行再次处理后发送到图像补偿模块和背光值发送模块

6.一种背光动态控制引起亮度不一致的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

提取LED分区中所有图像分区的背光值；

得出以其中一个分区背光值为中心的N*N区域的光扩散值；

7.根据权利要求6所述的背光动态控制引起亮度不一致的处理方法，其特征在于，所述预算计算方式为公式：

f^{'} (x) = \frac{k \cdot x^{2}}{Σ_{i = 1}^{n} x (i) \cdot PSF (i)}

其中，x为处理前分区的背光值；f′(x)为处理后分区的背光值；k为背光系统所留出的余量；PSF(i)为分区的光扩散值；

为以X为中心的N*N区域内背光值计算后的求和值。

8.根据权利要求6所述的背光动态控制引起亮度不一致的处理方法，其特征在于，所述每个图像分区对应一个背光值。

9.根据权利要求8所述的背光动态控制引起亮度不一致的处理方法，其特征在于，所述背光源LED分区在行和列方向上设有多个图像分区。

10.根据权利要求6所述的背光动态控制引起亮度不一致的处理方法，其特征在于，所述背光系统所留出的余量根据背光系统的最大亮度及功耗设计需求而定。