CN102750912A - Led背光动态控制装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED背光动态控制装置及其控制方法，其包括LED背光光源、TV控制芯片、逻辑控制处理单元和LED背光光源驱动单元，所述LED背光光源被分为两组以上中心对称的LED背光光源组，所述逻辑控制处理单元和LED背光光源驱动单元均与TV控制芯片连接，且所述逻辑控制处理单元和LED背光光源驱动单元均分别与各组LED背光光源组连接。采用此种方案实现了对各组LED背光光源组的独立逻辑控制，背光效果将会与图像实时同步变化，实现画面的动态变化和减低整机的功耗，使图像的动态亮度和对比度显示效果好，且其控制方法比现有技术简单易行。
Description
技术领域 本发明涉及一种灯的控制装置及其控制方法，尤其涉及LED背光动态控制装置及其控制方法。
背景技术 现有技术对LED背光的动态控制方法主要是采用区域调光的方法，其通过对单个LED点光源的控制达到提升画面动态的对比度，增强画质和降低功耗的作用。其对画质的提升虽然是显著的，但是其需要搭配现场可编程门阵芯片才能实现，而且由于LED为点光源，为讲求光均性，每颗LED的发光亮度特性在挑选上也要求一致性高，如有一颗LED不同就会影响光均性，同时对光均性的处理技术也就要求的特别高，内建区域调光的芯片价格也昂贵，驱动板子和背光源的设计也比较复杂。这些都造成了区域调光装置的设备成本很高，区域调光技术的门槛也很高。
发明内容 为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种结构简单、成本低的LED背光动态控制装置及其控制方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案为：LED背光动态控制装置包括以下装置：
LED背光光源：所述LED背光光源被分为两组以上中心对称的LED背光光源组；
TV控制芯片：用于实时处理图像信息，输出图像信息；
逻辑控制处理单元：逻辑控制处理单元从TV控制芯片得到的图像信息中提取出图像亮度数据，计算出图像整体亮度分布和图像平均亮度值，将图像平均亮度值与全白图像亮度值（全白图像亮度值也称作为：图像最大亮度值）做比较运算，得出需要点亮或关闭各组LED背光光源组的指令；
LED背光光源驱动单元：按照逻辑控制处理单元输出的指令给各组LED背光光源组提供电源和调节LED背光光源的亮度；
所述逻辑控制处理单元和LED背光光源驱动单元均与TV控制芯片连接，且所述逻辑控制处理单元和LED背光光源驱动单元还均分别与各组LED背光光源组连接。
当然所述LED背光动态控制装置可以还包括亮度修正单元，所述亮度修正单元与LED背光光源驱动单元、逻辑控制处理单元、各组LED背光光源组均相连。
所述LED背光光源可以被分为三组中心对称的LED背光光源组，第一组为米字型LED背光光源组，另两组为矩形LED背光光源组。
所述LED背光光源也可以按照其行或列被分为四组中心对称的LED背光光源组。
所述LED背光动态控制装置的LED背光动态控制方法包括以下步骤：
步骤一：TV控制芯片对输入的图像作图像信息处理，输出图像信息；
步骤二：逻辑控制处理单元从TV控制芯片得到的图像信息中提取出图像亮度数据，计算出图像整体亮度分布和图像平均亮度值，将图像平均亮度值与全白图像亮度值做比较运算，得出需要点亮或关闭各组LED背光光源组的指令；
步骤三：LED背光光源驱动单元按照逻辑控制处理单元输出的指令给各组LED背光光源组提供电源和调节LED背光光源的亮度。
所述包括亮度修正单元的LED背光动态控制装置的LED背光动态控制方法包括以下步骤：
步骤一：TV控制芯片对输入的图像作图像信息处理，输出图像信息；
步骤二：逻辑控制处理单元从TV控制芯片得到的图像信息中提取出图像亮度数据，计算出图像整体亮度分布和图像平均亮度值，将图像平均亮度值与全白图像亮度值做比较运算，得出需要点亮或关闭各组LED背光光源组的指令；
步骤三：LED背光光源驱动单元按照逻辑控制处理单元输出的指令给各组LED背光光源组提供电源和调节LED背光光源的亮度；
步骤四：逻辑控制处理单元对图像整体亮度分布进行对比，产生亮度补偿比例数据，并将亮度补偿比例数据传给亮度修正单元，亮度修正单元产生不同的亮度值，并转化为脉宽调制信号输出，调整LED背光光源的亮度。
当然，还可以采用另一种LED背光动态控制装置，其包括以下装置：
LED背光光源：所述LED背光光源被分为两组以上中心对称的LED背光光源组；
TV控制芯片：所述TV控制芯片包含亮度运算模块，图像输入TV控制芯片中后，经亮度运算模块运算亮度后，得到图像亮度数据，输出图像亮度数据；
逻辑控制处理单元：逻辑控制处理单元从TV控制芯片得到图像亮度数据，计算出图像整体亮度分布和图像平均亮度值，将图像平均亮度值与全白图像亮度值做比较运算，得出需要点亮或关闭各组LED背光光源组的指令；
LED背光光源驱动单元：按照逻辑控制处理单元输出的指令给各组LED背光光源组提供电源和调节LED背光光源的亮度；
所述逻辑控制处理单元和LED背光光源驱动单元均与TV控制芯片连接，且所述逻辑控制处理单元和LED背光光源驱动单元还均分别与各组LED背光光源组连接。
此种LED背光动态控制装置可以还包括亮度修正单元，所述亮度修正单元与LED背光光源驱动单元、逻辑控制处理单元、各组LED背光光源组均相连。
所述LED背光光源被分为三组中心对称的LED背光光源组，第一组为米字型LED背光光源组，另两组为矩形LED背光光源组。
所述LED背光光源按照其行或列被分为四组中心对称的LED背光光源组。
所述的另一种LED背光动态控制装置的LED背光动态控制方法包括以下步骤：
步骤一：图像输入TV控制芯片中后，经亮度运算模块运算亮度后，得到图像亮度数据，输出图像亮度数据；
步骤二：逻辑控制处理单元从TV控制芯片得到图像亮度数据，计算出图像整体亮度分布和图像平均亮度值，将图像平均亮度值与全白图像亮度值做比较运算，得出需要点亮或关闭各组LED背光光源组的指令；
步骤三：LED背光光源驱动单元按照逻辑控制处理单元输出的指令给各组LED背光光源组提供电源和调节LED背光光源的亮度。
其包括亮度修正单元时的LED背光动态控制方法包括以下步骤：
步骤一：图像输入TV控制芯片中后，经亮度运算模块运算亮度后，得到图像亮度数据，输出图像亮度数据；
步骤二：逻辑控制处理单元从TV控制芯片得到图像亮度数据，计算出图像整体亮度分布和图像平均亮度值，将图像平均亮度值与全白图像亮度值做比较运算，得出需要点亮或关闭各组LED背光光源组的指令；
步骤三：LED背光光源驱动单元按照逻辑控制处理单元输出的指令给各组LED背光光源组提供电源和调节LED背光光源的亮度；
步骤四：逻辑控制处理单元对图像整体亮度分布进行对比，产生亮度补偿比例数据，并将亮度补偿比例数据传给亮度修正单元，亮度修正单元产生不同的亮度值，并转化为脉宽调制信号输出，调整LED背光光源的亮度。
采用以上的技术方案，本发明将所述LED背光光源被分为两组以上中心对称的LED背光光源组，逻辑控制处理单元从TV控制芯片得到的图像信息中提取出图像亮度数据或直接从TV控制芯片中得到图像亮度数据，计算出图像整体亮度分布和图像平均亮度值，将图像平均亮度值与全白图像亮度值做比较运算，得出需要点亮或关闭各组LED背光光源组的指令，LED背光光源驱动单元按照逻辑控制处理单元输出的指令给各组LED背光光源组提供电源和调节LED背光光源的亮度。实现了对各组LED背光光源组的独立逻辑控制，背光效果将会与图像实时同步变化，实现画面的动态变化和减低整机的功耗，使图像的动态亮度和对比度显示效果好，且其控制方法比现有技术简单易行。
附图说明 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明的LED背光光源被分为两组中心对称的LED背光光源组的侧视示意图；
图2为图1中第一组LED背光光源组的主视示意图；
图3为图1中第二组LED背光光源组的主视示意图；
图4为本发明的LED背光光源被分为三组中心对称的LED背光光源组的一种示意图；
图5为本发明的LED背光光源被分为四组中心对称的LED背光光源组的一种结构示意图；
图6为本发明实施例1的整体结构布置示意图；
图7为本发明实施例2的整体结构布置示意图；
图8为本发明不含修正单元时的控制方法的流程图；
图9为本发明实施例3的整体结构布置示意图；
图10为本发明实施例4的整体结构布置示意图。
具体实施方式 如图4、6或8所示，本发明的LED背光动态控制装置包括以下装置：
LED背光光源1：所述LED背光光源1被分为三组中心对称的LED背光光源组，第一组为米字型LED背光光源组11，第二组为较大的矩形LED背光光源组12，第三组为较小的矩形LED背光光源组13；
TV控制芯片2：用于实时处理图像信息，输出图像信息；
逻辑控制处理单元3：逻辑控制处理单元3从TV控制芯片2得到的图像信息中提取出图像亮度数据，计算出图像整体亮度分布和图像平均亮度值，将图像平均亮度值与全白图像亮度值（全白图像亮度值也称作为：图像最大亮度值）做比较运算，得出需要点亮或关闭各组LED背光光源组的指令；
LED背光光源驱动单元4：按照逻辑控制处理单元3输出的指令给各组LED背光光源组提供电源和调节LED背光光源1的亮度；
所述逻辑控制处理单元3和LED背光光源驱动单元4均与TV控制芯片2连接，且所述逻辑控制处理单元3和LED背光光源驱动单元4还均分别与各组LED背光光源组连接。
所述LED背光动态控制装置的逻辑控制处理单元3的LED图像平均亮度值与全白图像亮度值做比较运算和得出需要点亮或关闭各组LED背光光源组的指令（当然用户也可以根据实际需要设置成其它的指令）是如下：
图像平均亮度值大于90%的全白图像亮度值时：第一组LED背光光源组11、第二组LED背光光源组12和第三组LED背光光源组13全部被点亮；
图像平均亮度值大于75%的全白图像亮度值，且图像平均亮度值小于等于90%的全白图像亮度值时：点亮第一组LED背光光源组11，点亮第二组LED背光光源组12和关闭第三组LED背光光源组13；
图像平均亮度值大于50%的全白图像亮度值，且图像平均亮度值小于等于75%的全白图像亮度值时：点亮第一组LED背光光源组11，关闭第二组LED背光光源组12和点亮第三组LED背光光源组13；
图像平均亮度值大于25%的全白图像亮度值，且图像平均亮度值小于等于50%的全白图像亮度值时：点亮第一组LED背光光源组11，关闭第二组LED背光光源组12和关闭第三组LED背光光源组13；
图像平均亮度值小于等于25%的全白图像亮度值时：关闭第一组LED背光光源组11，关闭第二组LED背光光源组12和点亮第三组LED背光光源组13。
例如在所述LED背光动态控制装置中输入一图像，所述背光动态控制装置的控制方法如下：
步骤一：TV控制芯片2对输入的该图像作图像信息处理，输出图像信息；
步骤二：逻辑控制处理单元3从TV控制芯片2得到该图像的图像信息中提取出图像亮度数据，计算出图像整体亮度分布和图像平均亮度值，将图像平均亮度值与全白图像亮度值做比较运算，（假设计算出该图像的平均亮度值为45%全白图像亮度值的图像），得出需要点亮或关闭各组LED背光光源组的指令就是：点亮第一组LED背光光源组11，关闭第二组LED背光光源组12和关闭第三组LED背光光源组13；
步骤三：LED背光光源驱动单元4按照逻辑控制处理单元3输出的点亮第一组LED背光光源组11，关闭第二组LED背光光源组12和关闭第三组LED背光光源组13的指令，给第一组LED背光光源组11提供电源，同时关闭第二组LED背光光源组12和第三组LED背光光源组13。
又例如在所述LED背光动态控制装置中输入另一图像，所述LED背光动态控制装置的控制方法如下：
步骤一：TV控制芯片2对输入的该图像作图像信息处理，输出图像信息；
步骤二：逻辑控制处理单元3从TV控制芯片2得到该图像的图像信息中提取出图像亮度数据，计算出图像整体亮度分布和图像平均亮度值，将图像平均亮度值与全白图像亮度值做比较运算，（假设计算出该图像的平均亮度值为65%全白图像亮度值的图像），得出需要点亮或关闭各组LED背光光源组的指令就是：点亮第一组LED背光光源组11，关闭第二组LED背光光源组12和点亮第三组LED背光光源组13；
步骤三：LED背光光源驱动单元4按照逻辑控制处理单元3输出的点亮第一组LED背光光源组11，关闭第二组LED背光光源组12和点亮第三组LED背光光源组13的指令，给第一组LED背光光源组11和第三组LED背光光源组13提供电源，同时使第二组LED背光光源组12处于关闭状态。
如图4、7或8所示，本发明实施例2的LED背光动态控制装置包括以下装置：
LED背光光源1：所述LED背光光源被分为三组中心对称的LED背光光源组，第一组为米字型LED背光光源组11，第二组为较大的矩形LED背光光源组12，第三组为较小的矩形LED背光光源组13；
TV控制芯片2：用于实时处理图像信息，输出图像信息；
逻辑控制处理单元3：逻辑控制处理单元3从TV控制芯片2得到的图像信息中提取出图像亮度数据，计算出图像整体亮度分布和图像平均亮度值，将图像平均亮度值与全白图像亮度值（全白图像亮度值也称作为：图像最大亮度值）做比较运算，得出需要点亮或关闭各组LED背光光源组的指令；
LED背光光源驱动单元4：按照逻辑控制处理单元输出的指令给各组LED背光光源组提供电源和控制LED背光光源1的点亮和关闭；
亮度修正单元5：亮度修正单元5的作用是输出脉宽调制信号，调整LED背光光源1的亮度；
所述逻辑控制处理单元3和LED背光光源驱动单元4均与TV控制芯片2连接，且所述逻辑控制处理单元3和LED背光光源驱动单元4还均分别与各组LED背光光源组连接，所述亮度修正单元5与LED背光光源驱动单元4、逻辑控制处理单元3、各组LED背光光源组均相连。
所述LED背光动态控制装置的控制方法如下：
步骤一：TV控制芯片2对输入的该图像作图像处理，输出图像信息；
步骤二：逻辑控制处理单元3从TV控制芯片2得到的图像信息中提取出图像亮度数据，计算出图像整体亮度分布和图像平均亮度值，将图像平均亮度值与全白图像亮度值做比较运算，得出需要点亮或关闭各组LED背光光源组的指令；
步骤三：LED背光光源驱动单元4按照逻辑控制处理单元3输出的指令给各组LED背光光源组提供电源和调节LED背光光源1的亮度；
步骤四：逻辑控制处理单元3对图像整体亮度分布进行对比，产生亮度补偿比例数据，并将亮度补偿比例数据传给亮度修正单元5，亮度修正单元5产生不同的亮度值，并转化为脉宽调制信号输出，调整LED背光光源1的亮度。
如图1、2或3所示，LED背光光源1为双侧背光时，LED背光光源1分为两组中心对称的均布LED背光光源组14、15。
如图5所示，LED背光光源1分为四组中心对称的LED背光光源组16、17、18、19。
如图9所示，其与图6实施例中的不同点仅在于：所述TV控制芯片2包含亮度运算模块6，图像输入TV控制芯片2中后，经亮度运算模块6运算亮度后，得到图像亮度数据，输出图像亮度数据；所述逻辑控制处理单元3从TV控制芯片2直接得到图像亮度数据，计算出图像整体亮度分布和图像平均亮度值，将图像平均亮度值与全白图像亮度值做比较运算，得出需要点亮或关闭各组LED背光光源组的指令。
如图10所示，其与图7实施例中的不同点仅在于：所述TV控制芯片2包含亮度运算模块6，图像输入TV控制芯片2中后，经亮度运算模块6运算亮度后，得到图像亮度数据，输出图像亮度数据；所述逻辑控制处理单元3从TV控制芯片2直接得到图像亮度数据，计算出图像整体亮度分布和图像平均亮度值，将图像平均亮度值与全白图像亮度值做比较运算，得出需要点亮或关闭各组LED背光光源组的指令。
如图8所示：本发明图6的实施例的控制方法的流程如下：
开始→TV控制芯片对输入的图像作图像信息处理，输出图像信息→逻辑控制处理单元从TV控制芯片得到的图像信息中提取出图像亮度数据计算出出图像整体亮度分布和图像平均亮度值，将图像平均亮度值与全白图像亮度值做比较运算，得出需要点亮或关闭各组LED背光光源组的指令→LED背光光源驱动单元按照逻辑控制处理单元输出的指令给各组LED背光光源组提供电源和调节LED背光光源的亮度→结束。
Claims (12)
1.LED背光动态控制装置，其特征在于：其包括以下装置：
LED背光光源：所述LED背光光源被分为两组以上中心对称的LED背光光源组；
TV控制芯片：用于实时处理图像信息，输出图像信息；
逻辑控制处理单元：逻辑控制处理单元从TV控制芯片得到的图像信息中提取出图像亮度数据，计算出图像整体亮度分布和图像平均亮度值，将图像平均亮度值与全白图像亮度值做比较运算，得出需要点亮或关闭各组LED背光光源组的指令；
LED背光光源驱动单元：按照逻辑控制处理单元输出的指令给各组LED背光光源组提供电源和调节LED背光光源的亮度；
所述逻辑控制处理单元和LED背光光源驱动单元均与TV控制芯片连接，且所述逻辑控制处理单元和LED背光光源驱动单元均分别与各组LED背光光源组连接。
2.根据权利要求1所述的LED背光动态控制装置，其特征在于：其还包括亮度修正单元，所述亮度修正单元与LED背光光源驱动单元、逻辑控制处理单元、各组LED背光光源组均相连。
3.根据权利要求1或2所述的LED背光动态控制装置，其特征在于：所述LED背光光源被分为三组中心对称的LED背光光源组，第一组为米字型LED背光光源组，另两组为矩形LED背光光源组。
4.根据权利要求1或2所述的LED背光动态控制装置，其特征在于：所述LED背光光源按照其行或列被分为四组中心对称的LED背光光源组。
5.根据权利要求1所述的LED背光动态控制装置的LED背光动态控制方法，其特征在于：
其包括以下步骤：
步骤一：TV控制芯片对输入的图像作图像信息处理，输出图像信息；
步骤二：逻辑控制处理单元从TV控制芯片得到的图像信息中提取出图像亮度数据，计算出图像整体亮度分布和图像平均亮度值，将图像平均亮度值与全白图像亮度值做比较运算，得出需要点亮或关闭各组LED背光光源组的指令；
步骤三：LED背光光源驱动单元按照逻辑控制处理单元输出的指令给各组LED背光光源组提供电源和调节LED背光光源的亮度。
6.根据权利要求2所述的LED背光动态控制装置的LED背光动态控制方法，其特征在于：
其包括以下步骤：
步骤一：TV控制芯片对输入的图像作图像信息处理，输出图像信息；
步骤二：逻辑控制处理单元从TV控制芯片得到的图像信息中提取出图像亮度数据，计算出图像整体亮度分布和图像平均亮度值，将图像平均亮度值与全白图像亮度值做比较运算，得出需要点亮或关闭各组LED背光光源组的指令；
步骤三：LED背光光源驱动单元按照逻辑控制处理单元输出的指令给各组LED背光光源组提供电源和调节LED背光光源的亮度；
步骤四：逻辑控制处理单元对图像整体亮度分布进行对比，产生亮度补偿比例数据，并将亮度补偿比例数据传给亮度修正单元，亮度修正单元产生不同的亮度值，并转化为脉宽调制信号输出，调整LED背光光源的亮度。
7.LED背光动态控制装置，其特征在于：其包括以下装置：
LED背光光源：所述LED背光光源被分为两组以上中心对称的LED背光光源组；
TV控制芯片：所述TV控制芯片包含亮度运算模块，图像输入TV控制芯片中后，经亮度运算模块运算亮度后，得到图像亮度数据，输出图像亮度数据；
逻辑控制处理单元：逻辑控制处理单元从TV控制芯片得到图像亮度数据，计算出图像整体亮度分布和图像平均亮度值，将图像平均亮度值与全白图像亮度值做比较运算，得出需要点亮或关闭各组LED背光光源组的指令；
LED背光光源驱动单元：按照逻辑控制处理单元输出的指令给各组LED背光光源组提供电源和调节LED背光光源的亮度；
所述逻辑控制处理单元和LED背光光源驱动单元均与TV控制芯片连接，且所述逻辑控制处理单元和LED背光光源驱动单元还均分别与各组LED背光光源组连接。
8.根据权利要求7所述的LED背光动态控制装置，其特征在于：其还包括亮度修正单元，所述亮度修正单元与LED背光光源驱动单元、逻辑控制处理单元、各组LED背光光源组均相连。
9.根据权利要求7或8所述的LED背光动态控制装置，其特征在于：所述LED背光光源被分为三组中心对称的LED背光光源组，第一组为米字型LED背光光源组，另两组为矩形LED背光光源组。
10.根据权利要求7或8所述的LED背光动态控制装置，其特征在于：所述LED背光光源按照其行或列被分为四组中心对称的LED背光光源组。
11.根据权利要求7所述的LED背光动态控制装置的LED背光动态控制方法，其特征在于：其包括以下步骤：
步骤一：图像输入TV控制芯片中后，经亮度运算模块运算亮度后，得到图像亮度数据，输出图像亮度数据；
步骤二：逻辑控制处理单元从TV控制芯片得到图像亮度数据，计算出图像整体亮度分布和图像平均亮度值，将图像平均亮度值与全白图像亮度值做比较运算，得出需要点亮或关闭各组LED背光光源组的指令；
步骤三：LED背光光源驱动单元按照逻辑控制处理单元输出的指令给各组LED背光光源组提供电源和调节LED背光光源的亮度。
12.根据权利要求8所述的LED背光动态控制装置的LED背光动态控制方法，其特征在于：其包括以下步骤：
步骤一：图像输入TV控制芯片中后，经亮度运算模块运算亮度后，得到图像亮度数据，输出图像亮度数据；
步骤二：逻辑控制处理单元从TV控制芯片得到图像亮度数据，计算出图像整体亮度分布和图像平均亮度值，将图像平均亮度值与全白图像亮度值做比较运算，得出需要点亮或关闭各组LED背光光源组的指令；
步骤三：LED背光光源驱动单元按照逻辑控制处理单元输出的指令给各组LED背光光源组提供电源和调节LED背光光源的亮度；
步骤四：逻辑控制处理单元对图像整体亮度分布进行对比，产生亮度补偿比例数据，并将亮度补偿比例数据传给亮度修正单元，亮度修正单元产生不同的亮度值，并转化为脉宽调制信号输出，调整LED背光光源的亮度。
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