CN102930831B - 液晶显示屏图像显示方法、装置及液晶电视 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液晶显示屏图像显示方法、装置及液晶电视，主要为了提供一种背光值基于图像场景的变化快速切换，不会出现画面闪烁的液晶显示屏图像显示方法。本发明液晶显示屏的图像显示方法，将液晶显示屏在横向或者纵向上分为至少两个显示区域，根据各个显示区域中图像像素的最大亮度和图像是否发生场景变化分别确定各个显示区域的调整背光值，基于调整背光值计算各个显示区域图像的图像补偿系数，并根据该图像补偿系数对当前帧图像进行图像补偿，在液晶显示屏上各个图像显示区域分别输出补偿后的图像以及所述的调整背光值，进行图像显示。本发明适用于侧导光液晶屏幕，减少LED的使用，降低屏幕功耗，提高屏幕对比度，消除暗场时漏光。

Description

液晶显示屏图像显示方法、装置及液晶电视

技术领域

本发明涉及液晶显示屏的图像显示领域，尤其是涉及一种液晶显示屏图像显示方法、装置及应用该方法和装置的液晶电视。

背景技术

在液晶显示屏中，通过调节背光源的亮度，节省背光源消耗的能量，同时提高画面的对比度，改善屏幕漏光。当前背光调节的方法主要有两类，一类为全局调光(Global Dimming)，通过同时调节的是整个背光源的亮度，达到降低背光源功耗的目的；另一类为局部调光(Local Dimming)，通过分别调节液晶显示屏的各个显示区域分别对应的背光源的亮度，达到降低功耗的目的。全局调光由于背光源同时调，依靠的是整体画面的亮暗，节能效果不如局部调光。局部调光通过将屏幕划分显示区域，然后分别调整每个显示区域的背光源的亮度，从而实现节能与提高对比度(暗的更暗，亮的不变或更亮)。

根据区域划分的方式不同，局部调光可以分为2维局部调光与1维局部调光。2维局部调光是将屏幕划分为M*N个块(M，N均大于1)，通过调节每个块下方的LED灯的亮暗来实现背光调节，属于“直下式”背光。一维局部调光是将屏幕横向或纵向分为M个区域，通过调节屏幕侧面或下面的LED灯的亮暗来实现背光调节，一般采用“侧导光”的方式，即光源在屏幕的一侧，显示屏可以做的更薄。

采用局部调光进行显示面板背光亮度的调节时，如果输入的视频图像不稳定，或者有噪声干扰，以及特殊的场景(如飘雪花，漫天星斗等)，会造成由此图像分析得到的背光值前后帧之间变化较大，造成闪烁。同样，当一个场景内的某一背光段的背光值在不断快速变换时(如快速飘动翻转的旗帜等)，也会引起背光值的快速变化，造成背光闪烁，影响用户体验。而如果只是简单的使用滤波器进行高强度的滤波器，则会造成场景变化时，背光值不能切换到新的场景值，同样会影响用户体验。

在专利201010280006中，采用了一种2维局部调光的方法与装置，通过调节区域下方的LED灯来实现背光调节。采用2维局部调光的方式，需要使用大量LED等，成本较高。

在专利201010235456中，通过调节屏幕的背光来节省功耗，提高图像的对比度。但是由于没有对图像进行补偿，亮度会有所降低，不适用于侧导光式的屏幕。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种基于图像的场景变化确定图像各个显示区域的调整背光值，并对图像进行图像补偿后再输出到液晶显示屏上进行图显示，在降低液晶显示屏功耗的同时，提高液晶显示屏画面对比度，改善暗场时的漏光问题的液晶显示屏图像显示方法、装置及液晶电视。

为达到上述目的，本发明液晶显示屏的图像显示方法，将液晶显示屏在横向或者纵向上分为至少两个显示区域，建立液晶显示屏的光照模型，

获取当前帧图像各个显示区域中像素的最大亮度值，并储存该最值分别为当前帧图像各个显示区域的预定背光值；

基于所述预定背光值和当前帧图像较上一帧图像是否发生场景变化确定当前帧图像的各个显示区域的调整背光值；

基于所述光照模型和所述的调整背光值计算当前帧图像的图像补偿系数，并根据该图像补偿系数对当前帧图像进行图像补偿；

在液晶显示屏上输出补偿后的图像以及所述的调整背光值，进行图像显示。

进一步地，当前帧图像的各个显示区域的调整背光值确定的方法包括步骤：

S1获取液晶显示屏上各个显示区域中当前帧图像的亮度分量数据；

S2分别统计各个显示区域中当前帧图像像素的最大亮度值，并以该最大亮度值作为相应显示区域的预定背光值；

S3判断当前帧图像较上一帧图像是否发生了场景变化，

若当前帧图像较上一帧图像发生场景变化，则分别输出各个显示区域的预定背光值为当前帧图像的各个显示区域的调整背光值，并储存该调整背光值；

若当前帧图像较上一帧图像未发生场景变化，则分别判断当前帧图像的各个显示区域的预定背光值和上一帧图像的相应的显示区域的调整背光值之间的差值是否大于第一阈值；

若该显示区域的预定背光值和上一帧图像的调整背光值之间的差值小于或者等于第一阈值，则输出当前帧图像的预定背光值为该显示区域的调整背光值，并储存该调整背光值；

若该显示区域的当前帧图像的预定背光值和上一帧图像的调整背光值的差值大于第一阈值，则将该差值乘以缩减系数得到乘积与前一帧图像的调整背光值相加得到背光值，输出该背光值为该显示区域的调整背光值，并储存该调整背光值。

特别地，步骤S2之前还应包括对图像进行低通滤波的步骤。

进一步地，判断所述当前帧图像是否发生场景变化的方法包括步骤：

在当前帧图像的横向上和纵向上分别间隔选取若干像素点，形成一个M*N的特征像素点矩阵；

将所述矩阵中的当前帧图像的特征像素点的亮度值与上一帧图像相应位置的像素点的亮度值进行比较，

若前后两帧图像中相应位置的像素点的亮度值的差值大于第二阈值，则该特征像素点为有效点；并统计有效点的个数，

若有效点的个数大于第三阈值，则当前帧图像较上一帧图像发生了场景变化；

若有效点的个数小于或者等于第三阈值，则当前帧图像较上一帧图像未发生场景变化。

于一具体实施例中，所述图像补偿方法包括：

计算所述光照模型中各个像素点在进行背光调整前背光亮度和进行背光调整后背光亮度的比值，该比值即为各个像素点的图像补偿系数K；

当前帧图像各个像素点的像素值乘以图像补偿系数K得到补偿后的图像；

通过下式确定所述的光照模型中各个像素点的背光亮度，

L(x,y)＝ΣL*(aix+bi)*(kjy+mj)，

其中，L(x,y)为液晶显示屏上(x,y)位置处的像素点的亮度值，L为各个像素点所在显示区域对应的背光源的背光值,x,y为在横向与纵向距离,ai,kj分别为横向与纵向斜率,bi,mj,为常数，根据x,y的不同，ai,bi,kj,mj选择相应的值，并且ai,bi,的取值个数和液晶显示屏上横向划分的显示区域的数量相等，kj,mj的取值个数和液晶显示屏上纵向划分的显示区域的数量相等。

为达到上述目的，本发明液晶显示屏的图像显示装置，包括液晶显示屏和照亮所述液晶显示屏的背光源，所述的液晶显示屏在横向或纵向上分为至少两个显示区域，建立液晶显示屏的光照模型，所述装置还包括背光调节单元和图像补偿单元，其中，

所述背光调节单元，用于获取当前帧图像各个显示区域中像素的最大亮度值并存储该最值分别为当前帧图像的各个显示区域的预定背光值；

基于所述预定背光值和当前帧图像较上一帧图像是否发生场景变化确定当前帧图像各个显示区域的调整背光值，输出该调整背光值给所述液晶显示屏和所述图像显示单元；

所述图像补偿单元，用于基于所述的光照模型和所述背光调整单元输出的所述的调整背光值计算当前帧图像的图像补偿系数，并根据该图像补偿系数对当前帧图像进行图像补偿；

在液晶显示屏上输出补偿后的图像，进行图像显示。

进一步地，所述背光调整单元，至少包括图像分离模块、预定背光获取模块，场景变换模块，以及调整背光获取模块，其中，

所述图像分离模块，用于获取液晶显示屏上各个显示区域中当前帧图像的亮度分量数据，并将该亮度数据输出给所述预定背光获取模块和所述场景变换模块；

所述预定背光获取模块，用于分别统计各个显示区域中当前帧图像像素的最大亮度值，并以该最大亮度值作为相应显示区域的预定背光值；

所述场景变换模块，用于判断当前帧图像较上一帧图像是否发生了场景变化，并输出相应结果参数给所述调整背光获取模块；

所述调整背光获取模块，用于接收所述场景变换模块输出的所述结果参数，

若所述场景变换模块输出该显示区域的当前帧图像较上一帧图像发生场景变化的结果参数，则所述调整背光获取模块输出预定背光值为该图像显示区域的调整背光值，并储存该调整背光值；

若所述场景变换模块输出该显示区域的当前帧图像较上一帧图像未发生场景变化的结果参数，则所述调整背光获取模块判断当前帧图像的预定背光值和上一帧图像的调整背光值的差值是否大于第一阈值；

若当前帧图像的预定背光值和前一帧图像的调整背光值的差值小于或等于第一阈值，则所述调整背光获取模块输出当前帧图像的预定背光值为该显示区域的调整背光值，并储存该调整背光值；

若当前帧图像的预定背光值和前一帧图像的调整背光值的差值大于第一阈值，则所述调整背光获取模块计算当前帧图像的预定背光值和上一帧图像的调整背光值的差值，该差值乘以缩减系数得到乘积，该乘积与前一帧图像的调整背光值相加得到背光值，则所述调整背光获取模块输出该背光值为该显示区域的调整背光值，并储存该调整背光值。

特别地，所述背光调整单元还包括与所述图像分离模块连接的低频滤波模块，用于对所述图像分离模块输出的图像进行低频滤波之后再输入到所述预定背光获取模块和场景变换模块。

进一步地，所述背光调整单元还包括图像压缩模块，用于在包括亮度分量的当前帧图像输入所述场景变换模块前，用于在当前帧图像的横向上和纵向上分别间隔选取若干像素点，形成一个M*N的特征像素点矩阵，并将选取的特征像素点输入所述场景变换模块；

所述场景变换模块，用于将所述特征像素点的亮度值与上一帧图像相应位置的像素点的亮度值进行比较，

若前后两帧图像中相应位置的像素点的亮度值的差值大于第二阈值的，则该特征像素点为有效点；并统计有效点的个数，

若有效点的个数大于第三阈值，则所述场景变换模块输出发生场景变化的结果参数给所述调整背光获取模块。

若有效点的个数小于或者等于第三阈值，则所述场景变换模块输出未发生场景变化的结果参数给所述调整背光获取模块。

为达到上述目的，本发明液晶电视，包括液晶显示装置，所述液晶显示装置为上述的液晶显示装置。

本发明液晶显示屏的图像显示方法，

1、将液晶显示屏划分为至少两个显示区域，分别对背光源的进行局部调整，降低了液晶显示屏的功耗，提高了液晶显示屏的对比度，同时基于场景变化来判断输出背光值变化的合理性，防止在非场景变化时，由于图像背光值变化太大，造成的背光闪烁现象的发生。

2、对背光调整后的图像根据调整背光值进行图像补偿，保证了人眼看到的图像亮度和调整之前的图像亮度基本不变保证了人眼视觉的舒适，提高了画面的对比度，改善了暗场时的漏光问题。

3、取各个图像显示区域的最大背光值作为调整背光值的参考值，尽可能的保证了补偿图像的补偿系数的精确性，避免了图像补偿过程中的截扰现象的产生。

本发明液晶显示屏的图像显示装置，既能保证背光调暗后，对源图像进行合理的补偿以调高图像的亮度，又能减少硬件资源的消耗，有效地降低硬件复杂度，减少面积降低成本。

附图说明

图1是本发明液晶显示屏的图像显示方法的实施例1的显示区域划分示意图；

图2是本发明液晶显示屏的图像显示方法的实施例2的显示区域划分示意图；

图3是本发明液晶显示屏的图像显示方法的步骤流程图；

图4是本发明液晶显示屏的图像显示装置的结构示意图；

图5是本发明液晶显示屏的图像显示方法预定背光值处理的流程结构示意图；

图6是本发明液晶显示屏的图像显示方法光照模型在x方向上的分段函数；

图7是本发明液晶显示屏的图像显示方法光照模型在y方向上的分段函数；

图8是本发明液晶显示屏的图像显示方法的图像补偿的流程图。

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。

本发明液晶显示屏的图像显示方法，将液晶显示屏在横向或者纵向上分为至少两个显示区域，建立液晶显示屏的光照模型，

获取当前帧图像各个显示区域中像素的最大亮度值，并储存该最值分别为当前帧图像各个显示区域的预定背光值；

基于所述预定背光值和当前帧图像较上一帧图像是否发生场景变化确定当前帧图像的各个显示区域的调整背光值；

基于所述光照模型和所述的调整背光值计算当前帧图像的图像补偿系数，并根据该图像补偿系数对当前帧图像进行图像补偿；

在液晶显示屏上输出补偿后的图像以及所述的调整背光值，进行图像显示。

相对应地，本发明液晶显示屏的图像显示装置，包括液晶显示屏和照亮所述液晶显示屏的背光源，所述的液晶显示屏在横向或纵向上分为至少两个显示区域，建立液晶显示屏的光照模型，所述装置还包括背光调节单元和图像补偿单元，其中，

所述背光调节单元，用于获取当前帧图像各个显示区域中像素的最大亮度值并存储该最值分别为当前帧图像的各个显示区域的预定背光值；

基于所述预定背光值和当前帧图像较上一帧图像是否发生场景变化确定当前帧图像各个显示区域的调整背光值，输出该调整背光值给所述液晶显示屏和所述图像显示单元；

所述图像补偿单元，用于基于所述的光照模型和所述背光调整单元输出的所述的调整背光值计算当前帧图像的图像补偿系数，并根据该图像补偿系数对当前帧图像进行图像补偿；

在液晶显示屏上输出补偿后的图像，进行图像显示。

实施例1：

本实施例以分辨率为1920*1080的液晶显示屏为例进行说明。

如图1所示，本实施例液晶显示屏的图像显示方法，将液晶显示屏在纵向上划分为A、B、C、D、E、F，6个显示区域，基于图像显示区域的划分方式，本实施例中将背光源设置在了液晶显示屏的左右两侧，同时左右两侧的背光源也被分为分别对应6个显示区域的a、b、c、d、e、f，6组背光源。

如图3所示，本实施例液晶显示屏的图像显示方法，以液晶显示屏上连续输入的2帧图像为例进行说明，本实施例中液晶显示屏输入的是RGB格式的图像，将第一帧图像数据分为两路，一路用于确定该图像的调整背光值，一路基于该第一帧图像的调整背光值对该第一帧图像进行图像补偿，将6个显示区域的调整背光值根据液晶显示屏的背光扫描时序输出到液晶显示屏，同时将补偿后的第一帧图像根据图像的扫描时序输出到液晶显示屏，进行第一帧图像显示。其中，

第一帧图像的各个显示区域的调整背光源的确定步骤：

S1将RGB格式的图像转换成YUV格式的图像,并获取仅包括Y分量的图像数据，由于仅使用亮度分量作为参考，并且YUV格式的图像可以单独的分离处亮度分量Y；

S2使用低通滤波器对仅包含Y分量的图像进行低通滤波，去掉高频成分，抑制高频噪声，得到图像的低频成分；使用低频成分来进行背光值的判断，能够使得到的背光值更准确；

S3分别统计第一帧图像对应在液晶显示屏上的6个显示区域中像素的最大亮度值，并以该最大亮度值作为相应显示区域的预定背光值，存储该最值为预定背光值；

同时，判断第一帧图像较上一帧图像是否发生场景变化，对于本实施例而言，第一帧图像较上一帧图像是否发生场景变化的方法为，分别在每个显示区域中的横向上每隔16个像素点选取一个特征像素点，在纵向上每隔16个像素点选取一个特征像素点，组成一个120*72的特征像素点的矩阵；

将所述第一帧图像的特征像素点的亮度值与上一帧图像相应位置的像素点的亮度值进行比较，其中前后两帧图像中相应位置的像素点的亮度值的差值大于第二阈值的，则该特征像素点为有效点，统计有效点的个数，并判断有效点的个数是否大于第三阈值。本实施例中图像各个显示区域的有效点的个数大于第三阈值，则本实施例中的第一帧图像较上一帧图像发生了场景变化，该第一帧图像是新的场景的第一帧图像；

S4确定第一帧图像的6个显示区域的预定背光值分别为6个显示区域的调整背光源，由于该第一帧图像是新场景的第一帧图像，故直接取各个显示区域的预定背光值为调整背光值。

本实施例中，第二阈值和第三阈值都是根据具体液晶显示屏的不同通过实验的方法得到，第二阈值通过实验方法统计当图像场景发生变化后，像素点的背光亮度之差的一个平均的差值，作为第二阈值，本实施例中的第二阈值为64灰阶(此值根据不同的液晶显示屏取不同的值)，第三阈值是个百分比的数6，在本实施例中为50％。

如图6至7所示，本发明建立的光照模型是在x和y方向上分别通过分段线性函数来逼近符合高斯分布的光照扩散函数，其中所述的光照模型中各个像素点的背光亮度通过下式确定，

L(x,y)＝ΣL·(aix+bi)·(kjy+mj)，

其中，L(x,y)为液晶显示屏上(x,y)位置处的像素点的亮度值，L为各个像素点所在显示区域对应的背光源的背光值,x,y为在横向与纵向距离,ai,kj分别为横向与纵向斜率,bi,mj,为常数，根据x,y的不同，ai,bi,kj,mj选择相应的值，并且ai,bi,的取值个数和液晶显示屏上横向划分的显示区域的数量相等，kj,mj的取值个数和液晶显示屏上纵向划分的显示区域的数量相等。

本实施例中，由于灯条设置在液晶显示屏的x方向上，图像补偿系数的推导过程如下：

根据x,y的不同，ai,bi,kj,mj选择相应的值。在x方向上，ai,bi有3种取值，即L(x,y)在x方向为分段线性函数，区间分为3段。在y方向，kj,mj，有6种取值(6为显示区域个数)，L(x,y)在y方向上也为分段线性函数，区间分为6段.在y方向上采用分段线性函数来避近符合高斯分布的光照扩散函数,既大大降低了硬件的复杂度,又保证了计算的精度。所以本实施例中当前帧图像的某一像素(x,y)处,背光强度为:

Lsum(x,y)＝ΣL*[(aix-bi)+(ai*(xl-x)-bi)]*[kj*|y-ycj|-mj]＝ΣL*f(x)*[kj*|y-ycj|-mj]

f(x)＝(aix-bi)+[ai*(xl-x)-bi]

其中,xl为像素行长在本实施例中为1920，ycj为各个显示区域的中心坐标,其他参数与式1相同.求和是对j即各个显示区域进行的。

调节背光后,人眼看到的亮度值应该相等,即图像的亮度*背光的亮度应该保持不变,

Lsum(x,y)*Image(x,y)＝Lsum(x,y)’*Image(x,y)’

＝>Image(x,y)’＝[Lsum(x,y)/Lsum(x,y)’]*Image(x,y)

＝k(x,y)*Image(x,y)

K(x,y)＝Lsum(x,y)/Lsum(x,y)’

＝ΣL*f(x)*[kj|y-ycj|-mj]/ΣL’*f(x)*[kj*|y-ycj|-mj]

＝ΣL*[kj*|y-ycj|-mj]/ΣL’*[kj*|y-ycj|-mj]

所以，图像补偿的计算公式为

Image_new(x,y)＝k(x,y)*Image_old(x,y)

k(x,y)＝ΣL*[kj*|y-ycj|-mj]/ΣL’*[kj*|y-ycj|-mj]

有上述推倒过程得到，本实施例中，图像补偿系数通过像素点在y方向上的位置确定，由于将液晶显示屏分为了6个显示区间，每个显示区间对应一个y方向上的线性函数，每个线性函数一一对应一对常数，其中显示区域A对应常数(k1,m1)，显示区域B对应常数(k2,m2)，显示区域C对应常数(k3,m3)，显示区域D对应常数(k4,m4)，显示区域E对应常数(k5,m5)，显示区域F对应常数(k6,m6)。

如图8所示，第一帧图像的补偿通过如下具体步骤实现：

S11根据像素的位置y，计算到各个显示区域背光源中心ycj的距离abs(y-ycj)，例如对于第192行的第一个像素，得到该行到各个显示区域中心的距离分别为|192-90|、|192-270|、|192-450|、|192-630|、|192-810|、|192-990|；

S12根据所述的距离确定上式中的常数(kj,mj)，计算各个显示区域的背光源在该像素位置处的背光值；

S13计算未进行背光调节时该像素位置的背光值L’；

S14根据上述背光确定公式及步骤S11中计算得到的所述常数，计算进行背光调节后该像素位置的背光值L，并对背光值L进行线性处理；

S15用S13中计算的背光值L’除以S14中计算背光值L，得到该像素位置图像补偿系数k，并对k作了线性处理；

图像补偿系数k乘以第一帧图像的像素值，得到补偿后的第一帧图像。

同理将第二帧图像数据分为两路，一路用于确定该图像的调整背光值，一路基于该第一帧图像的调整背光值对该第二帧图像进行图像补偿，将6个显示区域的调整背光值根据液晶显示屏的背光扫描时序输出到液晶显示屏，同时将补偿后的第一帧图像根据图像的扫描时序输出到液晶显示屏，进行第二帧图像显示。

第二帧图像的各个显示区域的背光源的确定步骤：

步骤S1和步骤S2和上述第一帧图像的处理步骤相同；

S3分别统计第二帧图像对应在液晶显示屏上的6个显示区域中像素的最大亮度值，并以该最大亮度值作为相应显示区域的预定背光值，存储该预定背光值；

同时，判断第二帧图像较第一帧图像是否发生场景变化，同理分别在每个显示区域中的横向上每隔16个像素点选取一个特征像素点，在纵向上每隔16个像素点选取一个特征像素点，组成一个120*72的特征像素点的矩阵；

将所述特征像素点的亮度值与第一帧图像相应位置的像素点的亮度值进行比较，本实施例中第二帧图像的有效点的个数小于第三阈值，则本实施例中的第二帧图像较第一帧图像未发生场景变化；

S4分别判断第二图像的各个显示区域的预定背光值和第一帧图像相应的显示区域的调整背光值之间的差值是否大于第一阈值；

本实施例中，第二帧图像的显示区域A的预定背光值和第一帧图像的显示区域A的调整背光值之间的差值大于第一阈值；

第二帧图像的显示区域B的预定背光值和第一帧图像的显示区域B的调整背光值之间的差值大于第一阈值；

第二帧图像的显示区域C的预定背光值和第一帧图像的显示区域C的调整背光值之间的差值小于第一阈值；

第二帧图像的显示区域D的预定背光值和第一帧图像的显示区域D的调整背光值之间的差值小于第一阈值；

第二帧图像的显示区域E的预定背光值和第一帧图像的显示区域E的调整背光值之间的差值小于第一阈值；

第二帧图像的显示区域F的预定背光值和第一帧图像的显示区域F的调整背光值之间的差值等于第一阈值；

S5第二帧图像的显示区域A的预定背光值和第一帧图像该显示区域的调整背光值的差值乘以缩减系数得到乘积与第一帧图像的调整背光值相加得到背光值，则输出该背光值为该显示区域的调整背光值；

第二帧图像的显示区域B的预定背光值和第一帧图像该显示区域的调整背光值的差值乘以缩减系数得到乘积与第一帧图像的调整背光值相加得到背光值，则输出该背光值为该显示区域的调整背光值；

第二帧图像的显示区域C、D、E、F的预定背光值分别为对应的显示区域的调整背光源。

本实施例中，第一阈值针对不同的液晶显示屏通过实验方法得到，一般以人眼感觉不到的差值变化为第一阈值，由于本实施例应用的是8Bit的液晶显示屏，故这个第一阈值设定为3灰阶。同时缩减系数也是根据液晶显示屏的亮度通过实验的方法唯一确定的。

本实施例中第二帧图像的补偿图像的方法步骤和第一帧图像的补偿步骤相同。

相对应地，如图4所示，对应上述实施例本实施例液晶显示屏的的图像显示装置，包括背光值调节单元和图像补偿单元PICOFFSET，其中，

所述背光调整单元，包括图像分离模块RGB2YUV、低频滤波模块HFILTBR、预定背光获取模块BLCOMP、图像压缩模块DOWNSCALE、场景变换模块SceneSwitch，以及调整背光获取模块BLPSTPROC，其中，

所述图像分离模块，将RGB格式的图像转换为YUV格式的图像获取液晶显示屏上各个显示区域中当前帧图像的亮度分量数据，并将该亮度数据输出给所述低频滤波模块做进一步的图像处理；

所述低频滤波模块对输入的图像做行滤波，去掉高频成分，抑制高频噪声,得到图像的低频成分，再将图像书数据输入所述预定背光获取模块和图像压缩模块，使用低频成分来进行背光值的判断，能够使得得到的背光值更准确；

所述图像压缩模块，用于在包括亮度分量的当前帧图像输入所述场景变换模块前，用于别在每个显示区域中的横向上每隔16个像素点选取一个特征像素点，在纵向上每隔16个像素点选取一个特征像素点，组成一个120*72的特征像素点的矩阵，对图像进行压缩可以方便后续处理过程，同时节约内部存储空间件以及电路的设置；

所述场景变换模块，用于分别判断各个图像显示区域的当前帧图像较上一帧图像是否发生了场景变化，并输出相应结果参数给所述调整背光获取模块；将所述图像压缩模块输出的特征像素点的亮度值与上一帧图像相应位置的像素点的亮度值进行比较，其中前后两帧图像中相应位置的像素点的亮度值的差值大于第二阈值的，则该特征像素点为有效点，统计有效点的个数，并判断有效点的个数是否大于第三阈值。本实施例中，若当前帧图像较上一帧图像发生场景变化的结果参数1，当前帧图像较上一帧图像未发生场景变化的结果参数0；在进行第一帧图像是否发生场景变化步骤时，所述场景变换模块输出参数1给所述调整背光值获取模块，在进行第二帧图像是否发生场景变化步骤时，所述场景变换模块输出参数0给所述调整背光值获取模块.

所述预定背光获取模块，用于分别统计各个显示区域中当前帧图像像素的最大亮度值，并以该最大亮度值作为相应显示区域的预定背光值，具体做法是，输入像素与之前保存的像素值比较，如果输入像素大于之前的保存值，则用输入像素值替代保存值，否则丢掉输入像素值，本实施例中的原始保存值为0。

所述调整背光获取模块，用于接收所述场景变换模块输出的所述结果参数，确定各个图像显示区域的调整背光值；

确定第一帧图像的背光值的过程中，调整背光获取模块接收所述场景变换模块输出的结果参数1，根据参数结果得第一帧图像较上一帧图像发生场景变化，则所述调整背光获取模块，获取所述预定背光值模块存储的预定背光值，分别控制背光源a、b、c、d、e、f输出相应的预定背光值。

确定第二帧图像的背光值的过程中，调整背光获取模块接收所述场景变换模块输出的结果参数0，根据参数结果得第一帧图像较上一帧图像未发生场景变化，则分别判断第二帧图像的显示区域A的预定背光值和第一帧图像的显示区域A的调整背光值之间的差值大于第一阈值；

第二帧图像的显示区域B的预定背光值和第一帧图像的显示区域B的调整背光值之间的差值大于第一阈值；

第二帧图像的显示区域C的预定背光值和第一帧图像的显示区域C的调整背光值之间的差值小于第一阈值；

第二帧图像的显示区域D的预定背光值和第一帧图像的显示区域D的调整背光值之间的差值小于第一阈值；

第二帧图像的显示区域E的预定背光值和第一帧图像的显示区域E的调整背光值之间的差值小于第一阈值；

第二帧图像的显示区域F的预定背光值和第一帧图像的显示区域F的调整背光值之间的差值等于第一阈值；

如图5所示，所述调整背光获取模块，以第二帧图像的显示区域A的的预定背光值和第一帧图像该显示区域的调整背光值的差值乘以缩减系数得到乘积与第一帧图像的调整背光值相加得到背光值，输出该背光值为该显示区域的调整背光值，控制背光源a输出相应的调整背光值。

同样，以第二帧图像的显示区域B的的预定背光值和第一帧图像该显示区域的调整背光值的差值乘以缩减系数得到乘积与第一帧图像的调整背光值相加得到背光值，输出该背光值为该显示区域的调整背光值，控制背光源b输出相应的预定背光值。

所述调整背光获取模块，获取所述预定背光值模块存储的预定背光值，分别控制背光源c、d、e、f输出相应的预定背光值。

一种液晶电视，至少包括液晶显示装置，所述液晶显示装置为上述实施例所述的液晶显示装置。

实施例2：

本实施例以分辨率为1920*1080的液晶显示屏为例进行说明。

如图2所示，本实施例液晶显示屏的图像显示方法，将液晶显示屏在横向上划分为G、H、I、J、K、L、M、N，8个显示区域，基于图像显示区域的划分方式，本实施例中将背光源设置在了液晶显示屏的左右两侧，同时上下两侧的背光源也被分为分别对应8个显示区域的g、h、i、j、k、l，8组背光源。

本实施例液晶显示屏的图像显示方法，以液晶显示屏上连续输入的2帧图像为例进行说明，本实施例中液晶显示屏输入的是RGB格式的图像，将第一帧图像数据分为两路，一路用于确定该图像的调整背光值，一路基于该第一帧图像的调整背光值对该第一帧图像进行图像补偿，将8个显示区域的调整背光值根据液晶显示屏的背光扫描时序输出到液晶显示屏，同时将补偿后的第一帧图像根据图像的扫描时序输出到液晶显示屏，进行第一帧图像显示。其中，

第一帧图像的各个显示区域的调整背光源的确定步骤：

S1将RGB格式的图像转换成YUV格式的图像,并获取仅包括Y分量的图像数据，由于仅使用亮度分量作为参考，并且YUV格式的图像可以单独的分离处亮度分量Y；

S2使用低通滤波器对仅包含Y分量的图像进行低通滤波，去掉高频成分，抑制高频噪声，得到图像的低频成分；使用低频成分来进行背光值的判断，能够使得到的背光值更准确；

S3分别统计第一帧图像对应在液晶显示屏上的8个显示区域中像素的最大亮度值，并以该最大亮度值作为相应显示区域的预定背光值，存储该最值为预定背光值；

同时，判断第一帧图像较上一帧图像是否发生场景变化，对于本实施例而言，第一帧图像较上一帧图像是否发生场景变化的方法为，分别在每个显示区域中的横向上每隔20个像素点选取一个特征像素点，在纵向上每隔20个像素点选取一个特征像素点，组成一个96*54的特征像素点的矩阵；

将所述第一帧图像的特征像素点的亮度值与上一帧图像相应位置的像素点的亮度值进行比较，其中前后两帧图像中相应位置的像素点的亮度值的差值大于第二阈值的，则该特征像素点为有效点，统计有效点的个数，并判断有效点的个数是否大于第三阈值。本实施例中图像各个显示区域的有效点的个数大于第三阈值，则本实施例中的第一帧图像较上一帧图像发生了场景变化，该第一帧图像是新的场景的第一帧图像；

S4确定第一帧图像的8个显示区域的预定背光值分别为8个显示区域的调整背光源，由于该第一帧图像是新场景的第一帧图像，故直接取各个显示区域的预定背光值为调整背光值。

本实施例中，第二阈值和第三阈值都是根据具体液晶显示屏的不同通过实验的方法得到，第二阈值通过实验方法统计当图像场景发生变化后，像素点的背光亮度之差的一个平均的差值，作为第二阈值，本实施例中的第二阈值为72灰阶(此值根据不同的液晶显示屏取不同的值)，第三阈值为在本实施例中为60％。

本实施例中，图像补偿系数的推导过程与实施例1相同，由于显示区域是在横向上划分的，灯条设置在液晶显示屏的y方向上，不同之处仅在于本实施例通过像素点在x方向上的距离确定图像补偿系数，即k(x,y)＝ΣL*[ai*|x-xai|-bi]/ΣL’*[ai*|x-xai|-bi]。

本实施例中，图像补偿系数通过像素点在x方向上的位置确定，由于将液晶显示屏分为了8个显示区间，每个显示区间对应一个x方向上的线性函数，每个线性函数一一对应一对常数，其中显示区域G对应常数(a1,b2)，显示区域H对应常数(a2,b2)，显示区域I对应常数(a3,b3)，显示区域J对应常数(a4,b4)，显示区域K对应常数(a5,b5)，显示区域L对应常数(a6,b6)，显示区域M对应常数(a7,b7)，显示区域N对应常数(a8,b8)。

第一帧图像的补偿通过如下具体步骤实现：

S11根据像素的位置x，计算到各个显示区域背光源中心x ci的距离abs(x-xcj)；

S12根据所述的距离确定上式中的常数(ai,bi)，计算各个显示区域的背光源在该像素位置处的背光值；

S13计算未进行背光调节时该像素位置的背光值L’；

S14根据上述背光确定公式及步骤S11中计算得到的所述常数，计算进行背光调节后该像素位置的背光值L，并对背光值L进行线性处理；

S15用S13中计算的背光值L’除以S14中计算背光值L，得到该像素位置图像补偿系数k，并对k作了线性处理；

图像补偿系数k乘以第一帧图像的像素值，得到补偿后的第一帧图像。

同理将第二帧图像数据分为两路，一路用于确定该图像的调整背光值，一路基于该第一帧图像的调整背光值对该第二帧图像进行图像补偿，将8个显示区域的调整背光值根据液晶显示屏的背光扫描时序输出到液晶显示屏，同时将补偿后的第一帧图像根据图像的扫描时序输出到液晶显示屏，进行第二帧图像显示。

第二帧图像的各个显示区域的背光源的确定步骤：

步骤S1、S2和第一帧图像的处理步骤基本相同；

S3分别统计第二帧图像对应在液晶显示屏上的8个显示区域中像素的最大亮度值，并以该最大亮度值作为相应显示区域的预定背光值，存储该预定背光值；

同时，判断第二帧图像较第一帧图像是否发生场景变化，对于本实施例而言，第一帧图像较第一帧图像是否发生场景变化的方法为，分别在每个显示区域中的横向上每隔20个像素点选取一个特征像素点，在纵向上每隔20个像素点选取一个特征像素点，组成一个96*54的矩阵；

将所述特征像素点的亮度值与第一帧图像相应位置的像素点的亮度值进行比较，其中前后两帧图像中相应位置的像素点的亮度值的差值大于第二阈值的，则该特征像素点为有效点，分别统计各个显示区域中有效点的个数，本实施例中图像各个显示区域的有效点的个数大于第三阈值，则本实施例中的第二帧图像较第一帧图像发生场景变化；

S4确定第二帧图像的显示区域G、H、I、J、K、L、M、N的预定背光值分别为对应的显示区域的调整背光源。

第二帧图像的补偿通过如下具体步骤实现和上述第一帧图像的实现基本相同，仅仅在于改变了在确定参考系数过程中的调整背光值。

相对应地，对应上述实施例方法本实施例液晶显示屏的的图像显示装置，实施例1的装置基本相同，仅仅在于输出的数据不同而已。

一种液晶电视，至少包括液晶显示装置，所述液晶显示装置为上述实施例所述的液晶显示装置。

上述各实施例中的液晶显示屏，不仅限于分辨率为1920*1080的液晶显示屏，可以应用到任何形式的液晶显示屏上。

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 (10)

1.一种液晶显示屏的图像显示方法，将液晶显示屏在横向或者纵向上分为至少两个显示区域，建立液晶显示屏的光照模型，其特征在于：

获取当前帧图像各个显示区域中像素的最大亮度值，并储存该最大亮度值分别为当前帧图像各个显示区域的预定背光值；

基于所述预定背光值和当前帧图像较上一帧图像是否发生场景变化确定当前帧图像的各个显示区域的调整背光值；

若当前帧图像较上一帧图像发生场景变化，则分别输出各个显示区域的预定背光值为当前帧图像的各个显示区域的调整背光值，并储存该调整背光值；

若当前帧图像较上一帧图像未发生场景变化，则分别判断当前帧图像的各个显示区域的预定背光值和上一帧图像的相应的显示区域的调整背光值之间的差值是否大于第一阈值；

若当前帧图像的显示区域的预定背光值和上一帧图像相对应的显示区域的调整背光值之间的差值小于或者等于第一阈值，则输出当前帧图像的预定背光值为该显示区域的调整背光值，并储存该调整背光值；

若当前帧图像的显示区域的预定背光值和上一帧图像相对应的显示区域的调整背光值的差值大于第一阈值，则将该差值乘以缩减系数得到乘积与前一帧图像的调整背光值相加得到背光值，即为该显示区域的调整背光值，输出该调整背光值并储存该调整背光值；

基于所述光照模型和所述的调整背光值计算当前帧图像的图像补偿系数，并根据该图像补偿系数对当前帧图像进行图像补偿；

在液晶显示屏上输出补偿后的图像以及所述的调整背光值，进行图像显示。

2.根据权利要求1所述的液晶显示屏的图像显示方法，其特征在于：当前帧图像的各个显示区域的调整背光值确定的方法包括步骤：

S1获取液晶显示屏上各个显示区域中当前帧图像的亮度分量数据；

S2分别统计各个显示区域中当前帧图像像素的最大亮度值，并以该最大亮度值作为相应显示区域的预定背光值；

S3判断当前帧图像较上一帧图像是否发生了场景变化。

3.根据权利要求2所述的液晶显示屏的图像显示方法，其特征在于：步骤S2之前还应包括对图像进行低通滤波的步骤。

4.根据权利要求2所述的液晶显示屏的图像显示方法，其特征在于：判断所述当前帧图像较上一帧图像是否发生场景变化包括步骤：

在当前帧图像的横向上和纵向上分别间隔选取若干像素点，形成一个M*N的特征像素点矩阵；

将所述矩阵中的当前帧图像的特征像素点的亮度值与上一帧图像相应位置的像素点的亮度值进行比较，

若前后两帧图像中相应位置的像素点的亮度值的差值大于第二阈值，则该特征像素点为有效点；并统计有效点的个数，

若有效点的个数大于第三阈值，则当前帧图像较上一帧图像发生了场景变化；

若有效点的个数小于或者等于第三阈值，则当前帧图像较上一帧图像未发生场景变化。

5.根据权利要求1所述的液晶显示屏的图像显示方法，其特征在于：对当前帧图像补偿包括：

计算所述光照模型中各个像素点在进行背光调整前背光亮度和进行背光调整后背光亮度的比值，该比值即为各个像素点的图像补偿系数K；

当前帧图像各个像素点的像素值乘以图像补偿系数K得到补偿后的图像；

通过下式确定所述的光照模型中各个像素点的背光亮度，

L(x,y)＝ΣL*(aix+bi)*(kjy+mj)，

其中，L(x,y)为液晶显示屏上(x,y)位置处的像素点的亮度值，L为各个像素点所在显示区域对应的背光源组的背光值,x,y为横向与纵向距离,ai,kj分别为横向与纵向斜率,bi,mj,为常数，根据x,y的不同，ai,bi,kj,mj选择相应的值，并且ai,bi,的取值个数和液晶显示屏上横向划分的显示区域的数量相等，kj,mj的取值个数和液晶显示屏上纵向划分的显示区域的数量相等。

6.一种液晶显示屏的图像显示装置，包括液晶显示屏和照亮所述液晶显示屏的背光源，所述的液晶显示屏在横向或纵向上分为至少两个显示区域，建立液晶显示屏的光照模型，其特征在于：所述装置还包括背光调节单元和图像补偿单元，其中，

所述背光调节单元，用于获取当前帧图像各个显示区域中像素的最大亮度值并存储该最大亮度值分别为当前帧图像的各个显示区域的预定背光值；

基于所述预定背光值和当前帧图像较上一帧图像是否发生场景变化确定当前帧图像各个显示区域的调整背光值，输出该调整背光值给所述液晶显示屏和所述图像显示单元；

所述图像补偿单元，用于基于所述的光照模型和所述背光调节单元输出的所述的调整背光值计算当前帧图像的图像补偿系数，并根据该图像补偿系数对当前帧图像进行图像补偿；

在液晶显示屏上输出补偿后的图像，进行图像显示；

进一步地，所述背光调节单元，至少包括调整背光获取模块，其中，

若该显示区域的当前帧图像较上一帧图像发生场景变化的结果参数，则所述调整背光获取模块输出预定背光值为该图像显示区域的调整背光值，并储存该调整背光值；

若该显示区域的当前帧图像较上一帧图像未发生场景变化的结果参数，则所述调整背光获取模块判断当前帧图像的预定背光值和上一帧图像的调整背光值的差值是否大于第一阈值；

若当前帧图像的预定背光值和前一帧图像的调整背光值的差值小于或等于第一阈值，则所述调整背光获取模块输出当前帧图像的预定背光值为该显示区域的调整背光值，并储存该调整背光值；

若当前帧图像的预定背光值和前一帧图像的调整背光值的差值大于第一阈值，则所述调整背光获取模块计算当前帧图像的预定背光值和上一帧图像的调整背光值的差值，该差值乘以缩减系数得到乘积，该乘积与前一帧图像的调整背光值相加得到背光值，则所述调整背光获取模块输出该背光值为该显示区域的调整背光值，并储存该调整背光值。

7.根据权利要求6所述的液晶显示屏的图像显示装置，其特征在于：所述背光调节单元还包括图像分离模块、预定背光获取模块，场景变换模块，其中所述图像分离模块，用于获取液晶显示屏上各个显示区域中当前帧图像的亮度分量数据，并将该亮度分量数据输出给所述预定背光获取模块和所述场景变换模块；

所述预定背光获取模块，用于分别统计各个显示区域中当前帧图像像素的最大亮度值，并以该最大亮度值作为相应显示区域的预定背光值；

所述场景变换模块，用于判断当前帧图像较上一帧图像是否发生了场景变化，并输出相应结果参数给所述调整背光获取模块。

8.根据权利要求7所述的液晶显示屏的图像显示装置，其特征在于：所述背光调节单元还包括与所述图像分离模块连接的低频滤波模块，用于对所述图像分离模块输出的图像进行低频滤波之后再输入到所述预定背光获取模块和场景变换模块。

9.根据权利要求7所述的液晶显示屏的图像显示装置，其特征在于：所述背光调节单元还包括图像压缩模块，用于在包括亮度分量的当前帧图像输入所述场景变换模块前，用于在当前帧图像的横向上和纵向上分别间隔选取若干像素点，形成一个M*N的特征像素点矩阵，并将选取的特征像素点输入所述场景变换模块；

所述场景变换模块，用于将所述特征像素点的亮度值与上一帧图像相应位置的像素点的亮度值进行比较，

若前后两帧图像中相应位置的像素点的亮度值的差值大于第二阈值的，则该特征像素点为有效点；并统计有效点的个数，

若有效点的个数大于第三阈值，则所述场景变换模块输出发生场景变化的结果参数给所述调整背光获取模块；

若有效点的个数小于或者等于第三阈值，则所述场景变换模块输出未发生场景变化的结果参数给所述调整背光获取模块。

10.一种液晶电视，包括液晶显示装置，其特征在于：所述液晶显示装置为权利要求6至9任一所述的液晶显示屏的图像显示装置。