CN103260048A - 提高液晶电视能效指数的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高液晶电视能效指数的方法，包括以下步骤：检测液晶屏幕上当前图像信号的平均亮度；在平均亮度保持不变且液晶电视的功率波动值小于30%的条件下，判断图像信号是否为测试信号，其中该功率波动值由液晶电视的开机动态功率和开机静态功能定义：如果判断为是，则按照液晶电视当前选定的信源通道状态，调节背光强度以降低开机动态功率；如果判断为否，则不启动背光调节。本发明的方法在原有液晶电视的基础上通过软件算法即可实现，不增加硬件和制造成本，具有推广应用价值。在符合国家节能减排的新要求的前提下，同时提高产品的市场竞争力并为企业增加经济效益。

Description

提高液晶电视能效指数的方法

技术领域

本发明涉及液晶电视技术领域，具体而言涉及一种液晶电视能效指数的方法。

背景技术

根据国家发改委28号公告，平板电视能效强制标准GB24850-2010《平板电视能效限定值及能效等级》于2010年12月1日实施，所有平板电视均需达到最低能效等级3级（准入级）。市场准入门槛以下的平板电视都将被强制退市。

能效限定值将被强制规定作为平板电视出厂检验项目之一，包括了平板电视能效限定值（即达到三级能效或以上）和待机能耗限定值这两项，不符合这两项要求的产品均不允许出厂，根据最新的国家《节能产品惠民工程高效节能平板电视推广实施细则》的要求，享受政府财政补贴推广的高效节能平板电视：液晶电视能效为1级、2级。不同能效等级的液晶电视享受到的补贴不同，等级高的政府补贴多。

在平板电视能效标准当中，能效指数是指定产品能效测定值与基准值之比。产品能效测定值是在规定测试程序下，平板电视屏幕的实际发光强度与平板电视能耗（即开机状态与信号处理能耗之差）的比值，单位为坎德拉/瓦（cd/W）。液晶电视能源效率基准值，统一为1.10cd/W。

随着国家对彩电节能要求的不断提高，即将推出新的《平板电视能效限定值及能效等级》能效强制标准GB24850-2013。

新标准中规定液晶电视能效等级分为3级，其中1级能效最高。各级平板电视能效指数应按照GB/T8170相关条款的规定进行修约，保留两位有效数字，修约值应不小于表1的规定。

表1：LCD电视能效等级

由以上相关政策和规定可知：必须满足国家能效规定的LCD电视才允许销售；达到国家能效规定的节能标准要求的LCD电视才能享受到政府财政补贴。因此，继续提高液晶电视的能效指数的工作刻不容缓。

发明内容

本发明旨在提供一种提高液晶电视能效指数的方法，在保证液晶屏幕亮度不变的条件下，通过减少输入电功率来提高液晶电视的能效指数。

为达成上述目的，本发明提出一种提高液晶电视能效指数的方法，包括以下步骤：

检测液晶屏幕上当前图像信号的亮度；

在亮度接近预制值时，通过检测亮度的变化量，判断图像信号是否为静态测试信号，其中该功率波动值由液晶电视的开机动态功率和开机静态功能定义。

如果判断为是，则不启动背光调节，保持屏幕亮度最大；

如果判断为否，则按照液晶电视当前选定的信源通道状态，调节背光强度以降低开机动态功率从而提高液晶电视能效指数，并要满足液晶电视的功率波动值小于30%的条件下。其中该功率波动值由液晶电视的开机动态功率和开机静态功能定义。

进一步，前述的测试信号为17%APL白窗口信号，其具有在黑色背景上的9个白色窗口信号。

进一步，前述方法中，采用如下步骤检测平均亮度：

用液晶电视信号处理芯片内部专用寄存器读取当前图象信号的亮度值。即用液晶电视信号处理芯片内部专用寄存器读取17%APL白窗口信号的亮度值，并将亮度数值作为检测“预制值”存放于检测程序代码中。

进一步，前述的功率波动值按照如下公式计算：

$\mathrm{\ΔP}=\frac{|P_j-P_d|}{P_j}\×100\%$

其中，△P为功率波动值，P_j为开机动态功率，P_d为开机静态功率。

进一步，前述方法中，采用如下方法判断图像信号是否为静态测试信号：在一段时间内连续多次读取用液晶电视信号处理芯片内部专用寄存器检测图象信号的亮度值，如果这些数值保持不变，则判别为是，否则判别为否。

进一步，前述方法中，如果液晶电视当前选定的信源通道状态为模拟射频接口状态，则只在“TV”模式下启动背光强度调节以降低开机动态功率。

由以上本发明的技术方案可知，本发明的有益效果在于通过液晶电视内部的图像处理芯片内部的相关寄存器进行识别，在平均亮度（静态测试信号）没有降低且功率波动值小于30%的条件下，通过调节背光强度以降低开机动态功率从而提高液晶电视能效指数。本发明的技术方案不需要增加其他额外的硬件和制造成本，仅在原有液晶电视的基础上通过软件算法即可实现，具有推广应用价值。

附图说明

图1为17%APL白窗口信号的示意图。

图2为本发明一个示范性实施例的流程示意图。

图3为图2所示实施例的软件控制原理图。

图4A和4B为分别采用图2实施例的方法和不采用图2实施例的方法所做的能效指数测试数据。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

总体而言，本发明提出的提高液晶电视能效指数的方法，在保持液晶电视的屏幕平均亮度不变且液晶电视的功率波动值小于30%的条件下，通过调节液晶屏幕的背光强度来调节开机动态功率，从而实现提高液晶电视能效指数的目的。其中，功率波动值由液晶电视的开机动态功率和开机静态功率所定义。

液晶电视的能效指数按公式（1）计算，

EEILCD=Eff/(Eff_LCD,ref)-------------------（1）

式中，

EEILCD为液晶电视的能效指数，其量纲为1；

E ff为液晶电视的能源效率，其单位为坎德拉/瓦（cd/W）；

Eff_LCD,ref为液晶电视能源效率基准值，等于1.1cd/W。

上述公式（1）中，液晶电视的能源效率可按下面的公式（2）计算，

Eff=(L*S)/(P_k-P_s）-------------------（2）

式中，

E ff为液晶电视的能源效率，其单位为坎德拉/瓦（cd/W）；

L为屏幕平均亮度，其单位为坎德拉/平方米（cd/m²）；

S为屏幕的有效发光面积，其单位为平方米（m²）；

P_k为液晶电视的开机功率，其单位为瓦（W）；

P_s为信号处理功率，其单位为瓦（W）；

当使用不同信号接口（如使用模拟射频接口、数字射频接口以及其他接口）输入测试信号时，P_s有不同的取值。

上述公式（2）中，开机功率P_k按照下面的表2来确。

表2开机功率确定

上述表2中的功率波动值△P由液晶电视的开机动态功率和开机静态功率定义，可按下述公式（3）计算：

$\mathrm{\ΔP}=\frac{|P_j-P_d|}{P_j}\×100\%---\left(2\right)$

式中，

△P为功率波动值，其单位为百分比（%）；

P_j为开机静态功率，其单位为瓦（W）；

P_d为开机动态功率，其单位为瓦（W）；

基于此，根据本发明的一个示范性实施例，在保持液晶电视的屏幕平均亮度不变的条件下，通过减少输入开机功率的方法来提高液晶电视能效指数。而在功率波动值小于30%的前提条件下，开机功率P_k取决于液晶电视的开机动态功率P_d，因此可通过降低开机动态功率P_d来提高液晶电视的能效指数。本实施例提供的提高液晶电视能效指数的方法，通过软件算法来对液晶屏幕的平均亮度进行检测和判断，因而不增加制造成本。

参考图1-3所示，根据本发明的一个示范性实施例，本发明的提供液晶电视能效指数的方法包括以下步骤：检测液晶屏幕上当前图像信号的平均亮度；在亮度接近预制值时，通过检测亮度的变化量，判断当前图像信号是否为静态测试信号，其中该功率波动值由液晶电视的开机动态功率和开机静态功能定义：如果判断为是，则不启动背光调节，保持屏幕亮度最大；如果判断为否，则按照液晶电视当前选定的信源通道状态，调节背光强度以降低开机动态功率从而提高液晶电视能效指数。

参考图1所示，使用17%APL白窗口信号作为静态测试信号，17%APL白窗口信号具有在黑色背景上的9个白色窗口信号。液晶屏幕的平均亮度L即指上述9个白色窗口信号的9点（即L0～L8）的平均亮度。

图1中，各标记的含义如下：

W——屏幕有效发光面宽度，其单位为米（m）；

H——屏幕有效发光面高度，其单位为平方米（m²）；

a——白窗宽度，其单位为米（m）；

b——白窗高度，其单位为米（m）；

L0～L8——亮度测试点。

本实施例中，采用如下步骤检测平均亮度L：

用亮度计测量17%APL白窗口信号所规定的各亮度测试点（L0～L8）上的亮度值，分别记为：L0～L8；

以如下的平均值计算公式（4）计算平均亮度，并将平均亮度的数值存储于液晶电视的图像处理芯片内。

$L=\frac{1}{9}{\mathrm{\Σ}}_{i=0}^8\mathrm{Li}---\left(4\right)$

液晶电视内包括有图像处理芯片（例如星辰公司的TSUMV59XU），该芯片中具有读取液晶电视的当前图像信号亮度L的标志寄存器，为8位，可采用十进制数0～255来表示，如图2的横坐标所示。

如图3所示，其中各标记的含义如下：

A点：表示测试信号（如图1示）的亮度L；

B点：表示从A点下降到背光最低点的缓冲点，给判定测试信号的平均亮度范围留有裕量，同时确保用户在观看电视时不会感觉到背光有明显变化。B点离A点越近开机动态功率就越小；

C点：表示在背光最低点上升到背光最亮点D点的缓冲点，给判定全白图象信号的平均亮度范围留有余量，同时确保用户在观看电视是不会感觉到背光有明显变化变化。C点离D点越近开机动态功率就越小；

D点：在画面平均亮度220左右，确保在测试白场画面的时候背光能达到最大值，以保证测试的亮度没有降低；

a点：背光控制最大输出值（但不一定是100%背光输出），即接收测试信号时的背光输出值；

b点：背光控制最小输出值，即接收非测试信号时的背光输出值；

Δ值：a点和b点的差值。

在实际应用，液晶电视软件编程时，需要设定以上B、C、a三点和Δ值。可以先在软件中工厂模式下增加相对应寄存器，开放供设计人员进行调整。确定这些寄存器参数后，再导入到软件中。

因为液晶屏幕在实际接收到的电视信号中有很多图象画面与图1的测试信号很接近，往往会造成误判，使得显示的图像画面忽明忽暗。因此，本实施例中在保证平均亮度L不变且功率波动值小于30%的条件下，还设置了第二个判别条件，即：判断当前图像信号是否为静态测试信号（即静态图像）。只有当前图像信号为静态测试信号时才启动背光调节控制。

本实施例中，采用下述方法来判别当前图像是否为静态测试信号：在一段时间内连续多次读取存储于一图象处理芯片内部的平均亮度数值，如果这些数值保持不变，则判别为是，则按照液晶电视当前选定的信源通道状态，调节背光强度以降低开机动态功率从而提高液晶电视能效指数；如果判断为否，则不启动背光调节。

根据平板电视能效强制标准GB24850《平板电视能效限定值及能效等级》中测量方法的规定，当使用不同信号接口（如使用模拟射频接口、数字射频接口以及其他接口）输入测试信号时，前述的信号处理功率P_s有不同的取值。因此，背光调节是否启控还得根据液晶电视机当前的信源通道状态。若按模拟射频接口状态进行测量时，则只在“TV”模式下启动背光调节，在其它信源通道下不启动背光调节。

参考图4A和4B所示，以熊猫牌LE32F31液晶电视为例，其L=295.25，S=0.272m²，P_k=39.72W，P_s=4W，在未采用本实施例的提高能效指数的方法的情况下，如图4A所示，测试获得的能效指数EEILCD=2.47，而如图4B所示，采用本实施例的提高能效指数的方法的情况下，测得的能效指数EEILCD=3.0。

经过对比以上两组数据可见，在使用本发明的方法后，熊猫牌LE32F31液晶电视的能效指数由2.45提升至3.03，产品能效等级由2级提升到1级，能效改善效果明显。

综上所示，本发明提供的提高液晶电视能效指数的方法，在保持液晶电视的屏幕平均亮度不变且液晶电视的功率波动值小于30%的条件下，通过调节液晶屏幕的背光强度来调节开机动态功率，从而实现提高液晶电视能效指数的目的。本发明的方法在原有液晶电视的基础上通过软件算法即可实现，不增加硬件和制造成本，具有推广应用价值。在符合国家节能减排的新要求的前提下，同时提高产品的市场竞争力并为企业增加经济效益。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (6)

1.一种提高液晶电视能效指数的方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测液晶屏幕上当前图像信号的亮度；

在亮度接近预制值时，通过检测亮度的变化量，判断图像信号是否为测试信号？

如果判断为是，则不启动背光调节，保持屏幕亮度最大；

如果判断为否，则按照液晶电视当前选定的信源通道状态，调节背光强度以降低开机动态功率，并要满足液晶电视的功率波动值小于30%的条件下。其中该功率波动值由液晶电视的开机动态功率和开机静态功能定义。

2.根据权利要求1所述的提高液晶电视能效指数的方法，其特征在于，前述的功率波动值按照如下公式 $\mathrm{\ΔP}=\frac{|P_j-P_d|}{P_j}\×100\%$

其中，△P为功率波动值，P_j为开机动态功率，P_d为开机静态功率。

3.根据权利要求1所述的提高液晶电视能效指数的方法，其特征在于，前述测试信号为17%APL白窗口信号，其具有在黑色背景上的9个白色窗口信号。

4.根据权利要求3所述的提高液晶电视能效指数的方法，其特征在于，采用如下方法检测平均亮度：

用液晶电视信号处理芯片内部专用寄存器读取17%APL白窗口信号的亮度值，并将亮度数值作为检测“预制值”存放于检测程序代码中。

5.根据权利要求4所述的提高液晶电视能效指数的方法，其特征在于，前述方法中，采用如下方法判断图像信号是否为静态测试信号：

在一段时间内连续多次读取用液晶电视信号处理芯片内部专用寄存器检测图象信号的亮度值，如果这些数值保持不变，则判别为是，否则判别为否。

6.根据权利要求4所述的提高液晶电视能效指数的方法，其特征在于，如果液晶电视当前选定的信源通道状态为模拟射频接口状态，则只在“TV”模式下启动背光强度调节以降低开机动态功率。

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