CN103295553A - 直下式背光的亮度补偿方法及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直下式背光亮度的补偿方法及显示装置，为解决现有的背光亮度补偿方法中，亮度补偿后图像失真大等问题而设计。所述直下式背光的亮度补偿方法包括：接收并根据输入图像确定像素(i,j)的原始灰阶；依据所述输入图像确定每一区域的背光亮度；依据像素(i,j)所在区域的背光亮度以及像素(i,j)所在区域外的其他区域对像素(i,j)所在区域的背光亮度的影响，动态确定像素(i,j)的补偿因子f_com(i,j)；根据所述补偿因子f_com(i,j)对像素(i,j)的原始灰阶进行补偿得到像素(i,j)的补偿灰阶；其中，i为像素的行号；j为像素的列号，具有亮度补偿后，图像失真小，数据量小等多重优点。

Description

直下式背光的亮度补偿方法及显示装置

技术领域

本发明涉及显示领域，尤其涉及一种直下式背光的亮度补偿方法及显示装置。

背景技术

直下式背光为光源位于显示屏正后方的背光，为了进一步的提高显示屏（如液晶显示屏）的对比度，采用网格形式将背光分为若干个区域，在具体的操作过程中，根据显示图像的需求单独控制每一区域的背光亮度，再通过不同区域背光亮度对显示的每一像素通过控制像素本身的如透光率等参数实现背光亮度补偿，从而提高图像的对比度，实现显示图像的优化。

然而现有的背光亮度补偿时，一种是：仅考虑像素所在区域的背光亮度，忽略像素所在区域外的其他区域对其所在区域亮度的影响，直接亮度补偿，导致补偿的图像仍有较大的失真；另一种是：在考虑像素所在区域的背光亮度的同时，考虑其他区域的亮度影响，再综合考虑图像对亮度的补偿，但是在考虑相邻区域对本区域亮度的影响时，是通过预先静态设置的表格，事先存储好考虑了不同相邻区域之间亮度影响的补偿系数，通过查表以及计算实现亮度补偿，从而没有综合考虑每一区域不同亮度的不同影响，虽然本方法较第一种方法对显示图像的进行了优化，但是优化的效果还有待进一步的加强。此外，采用所述静态设置的表格图像显示效果优化有限的同时，还进一步的增大了存储量，加大了存储硬件的体积，存储硬件体积的增大，直接导致了集成所述存储硬件的芯片和电路在设计、打件以及印刷等多方面局限因素的增多，也有悖于现有显示装置的集成化、小型化与薄型化发展的趋势。

发明内容

（一）发明目的

针对上述问题，本发明旨在提供一种充分考虑了相邻区域亮度之间的影响，显示图像效果好以及数据存储量小的直下式背光的亮度补偿方法及显示装置。

（二）技术方案

为达上述目的，本发明直下式背光的亮度补偿方法包括：

接收并根据输入图像确定像素(i,j)的原始灰阶；

依据所述输入图像确定每一区域的背光亮度；

依据像素(i,j)所在区域的背光亮度以及指定区域对像素(i,j)所在区域的背光亮度的影响，动态确定像素(i,j)的补偿因子f_com(i,j)；

根据所述补偿因子f_com(i,j)对像素(i,j)的原始灰阶进行补偿得到像素(i,j)的补偿灰阶；

其中，i为像素的行号；j为像素的列号。

优选地，所述每一区域的背光亮度依据如下公式确定；

BL_m′(n)=Local_avg+k×(Local_max-Local_avg)；

BL_m(n)=(1-c)BL_m(n-1)+cBL_m′(n)；

其中，

所述BL_m′(n)为第m区域内第n帧所述输入图像滤波前的初始背光亮度控制值；

所述Local_avg为第第m区域内第n帧所述输入图像各像素对应的原始灰阶的理想背光亮度的平均值；

所述Local_max为第m区域内第n帧所述输入图像各像素对应的原始灰阶的理想背光亮度的最大值；

所述k为预设的背光调整因子；

所述BL_m(n)为第m区域内第n帧所述输入图像滤波后的最终背光亮度控制值；所述背光亮度是由所述BL_m(n)控制背光所对应的亮度；

所述BL_m(n-1)为第m区域内第n-1帧所述输入图像的最终背光亮度控制值；

所述c为滤波因子；

m不小于1且小于M的正整数，M为背光所划分的区域总数。

优选地，所述滤波为无限脉冲响应数字IIR滤波。

优选地，

所述指定区域为除所述像素(i,j)所在区域以外的其他区域；

所述补偿因子f_com(i,j)通过如下公式求解：

$f_{\mathrm{com}}(i,j)={\left(\frac{\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{w}_m(i,j)}{\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{BL}}_m\left(n\right)\×w_m(i,j)}\right)}^{1/\mathrm{\γ}}$

其中，所述w_m(i,j)为第m区域背光亮度对像素(i,j)背光亮度的影响因子；γ为Gama校正因子。

优选地，所述w_m(i,j)通过点光源的高斯模拟并采用如下公式求解：

w_m(i,j)=exp{-[(i/a)²+(j/b)²]}

其中，

所述a为输入图像为全白画面时，各区域背光亮度满足亮度均一性要求下求取的行扩散系数；

所述b为输入图像为全白画面时，各区域背光亮度满足亮度均一性要求下求取的列扩散系数。

优选地，所述指定区域为除所述像素(i,j)所在区域以外的其他区域。

为达上述目的，本发明显示装置包括直下式背光以及位于所述直下式背光出光侧的且包含像素矩阵的显示面板，还包括：

视频转换单元，接收并根据输入图像确定像素(i,j)的原始灰阶；

背光亮度确定单元，用以依据所述输入图像确定每一区域的背光亮度；

补偿因子确定单元，用以依据像素(i,j)所在区域的背光亮度以及指定区域对像素(i,j)所在区域的背光亮度的影响，动态确定像素(i,j)的补偿因子f_com(i,j)；

补偿单元，用以根据所述补偿因子f_com(i,j)对像素(i,j)的原始灰阶进行补偿得到像素(i,j)的补偿灰阶；

其中，i为像素的行号；j为像素的列号；

所述直下式背光与所述背光亮度确定单元相连，并根据所述背光亮度对外输出背光；

所述显示面板与所述补偿单元相连，并根据所述像素(i,j)的补偿灰阶控制像素(i,j)的图像显示。

进一步地，所述每一区域的背光亮度依据如下公式确定；

BL_m′(n)=Local_avg+k×(Local_max-Local_avg)；

BL_m(n)=(1-c)BL_m(n-1)+cBL_m′(n)；

其中，

所述BL_m′(n)为第m区域内第n帧所述输入图像滤波前的初始背光亮度控制值；

所述Local_avg为第m区域内第n帧所述输入图像各像素对应的原始灰阶的理想背光亮度的平均值；

所述Local_max为第m区域内第n帧所述输入图像各像素对应的原始灰阶的理想背光亮度的最大值；

所述k为预设的背光调整因子；

所述BL_m(n)为第m区域内第n帧所述输入图像滤波后的最终背光亮度控制值；所述背光亮度是由所述BL_m(n)控制背光所对应的亮度；

所述BL_m(n-1)为第m区域内第n-1帧所述输入图像的最终背光亮度控制值；

所述c为滤波因子；

m不小于1且小于M的正整数，M为背光所划分的区域总数。

进一步地，还包括无限脉冲响应数字IIR滤波器用以进行所述滤波。

进一步地，

所述指定区域为除所述像素(i,j)所在区域以外的其他区域；

所述补偿因子f_com(i,j)通过如下公式求解：

$f_{\mathrm{com}}(i,j)={\left(\frac{\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{w}_m(i,j)}{\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{BL}}_m\left(n\right)\×w_m(i,j)}\right)}^{1/\mathrm{\γ}}$

其中，所述w_m(i,j)为第m区域背光亮度对像素(i,j)背光亮度的影响因子；γ为Gama校正因子。

进一步地，

所述w_m(i,j)通过点光源的高斯模拟并采用如下公式求解：

w_m(i,j)=exp{-[(i/a)²+(j/b)²]}

其中，

所述a为输入图像为全白画面时，各区域背光亮度满足亮度均一性要求下求取的行扩散系数；

所述b为输入图像为全白画面时，各区域背光亮度满足亮度均一性要求下求取的列扩散系数。

进一步地，所述指定区域为除所述像素(i,j)所在区域以外的其他区域。

（三）本发明直下式背光的亮度补偿方法及显示装置的有益效果

第一：本发明直下式背光的亮度补偿方法及显示装置，在综合考虑了每一像素所在区域的背光亮度值，同时考虑了其所在区域外的其他区域对其所在区域的背光亮度的影响，再进行背光亮度的补偿，从而进一步的提高了图像的显示效果（具体如对比度的提高），减少了图像因为忽略相邻区域对像素所在区域的亮度的影响导致的图像光晕、边界模糊等失真的问题；

第二：本发明直下式背光的亮度补偿方法及显示装置，在考虑像素所在区域的其他区域对像素所在区域的背光亮度的影响时，没有采用传统方法中静态设置的表格来决定补偿因子，而是动态的根据其他区域的亮度，计算出对每一像素所在区域背光亮度的影响，再分别计算出每一像素的补偿因子，从而实现了动态的亮度补偿，补偿更加精确，显示效果更加好，图像的失真更小；

第三，在传统的直下式背光的亮度补偿方法及显示装置，考虑其他区域对像素所在区域的亮度的影响时，采用的实现存储的静态表格的查询，在具体的实施过程中对应了不同的照明级，数据存储量大，从而增大了存储成本的同时，存储器的体积大，影响了显示装置的集成化以及小型化，而本发明所述的直下式背光的亮度补偿方法及显示装置，动态计算补偿系数，无需存储大量的数据，不仅实现了每一亮度的动态补偿，而且数据存储量小，存储成本低，且有利于显示装置的小型化以及集成化。

附图说明

图1为本发明实施例一所述的背光亮度的补偿方法的流程图；

图2为本发明实施例五所述的显示装置的结构示意图；

图3为图2所述的显示装置的背光亮度补偿的流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图以及实施例对本发明所述的直下式背光的亮度补偿方法及显示装置做进一步的说明。

在进行图像显示，不同的灰阶对应不同的透光率，当背光亮度较低且需要一个较高的显示亮度，则可以通过改变灰阶提高透光率，从而达到提高显示亮度，从而达到补偿亮度的效果。

实施例一：

如图1所示，本实施例直下式背光的亮度补偿方法采用上述原理进行亮度的补偿，具体包括：

接收并根据输入图像确定像素(i,j)的原始灰阶；

i为像素的行号；j为像素的列号；具体的如1024*768的显示面板则对应的i取值范围为1至1024，对应的j的取值范围为1至768；且所述像素的行号和列号的计算都相对的，可以从显示面板的左边开始计算列号也可以从显示面板的右边开始计算，所述行号可以从显示面板的顶端也可以从显示面板的底端开始；

依据所述输入图像确定每一区域的背光亮度；所述区域为预先分配的，具体的分配方法为根据显示面板及背光的大小、所需的图像显示效果进行划分，例如划分为16*9个等大小的矩形区域；所述矩形区域排列成16行9列；本实施例所述的直下式背光的亮度补偿方法可以用于1D背光(即将背光分按像素行或像素列分为若干个带状区域)，也可以是如上述所述的2D背光中（即将背光分为若个块状区域，区域排成由至少2行*2列的区域矩阵）中，优选为2D背光；

依据像素(i,j)所在区域的背光亮度以及指定区域（如像素(i,j)所在区域外的其他区域）对像素(i,j)所在区域的背光亮度的影响，动态确定像素(i,j)的补偿因子f_com(i,j)；不同的输入图像对应的每一区域的亮度不同，不同的亮度对像素(i,j)所在区域的亮度影响也不同，故为了进一步的提高显示图像的显示效果，在确定补偿因子时，需要根据像素(i,j)所在区域外的其他区域不同亮度的影响，从而动态确定补偿因子；所述其他区域为除像素(i,j)所在区域外的同一背光或显示面板中的剩余区域；

根据所述补偿因子f_com(i,j)对像素(i,j)的原始灰阶进行补偿得到像素(i,j)的补偿灰阶；最后显示面板根据所述补偿灰阶进行图像的显示。具体的补偿方法可以采用将像素的原始灰阶与补偿因子相乘得到补偿灰阶，最后显示面板补偿灰阶显示图像；通常像素分为R/G/B三个子像素，三个像素分别对立对应各自的原始灰阶，在计算各自的显示灰阶时，通过乘以相等的补偿因子得到各自的显示灰阶。

从上述可知，本实施例所述的直下式背光的亮度补偿方法，相对于传统的背光亮度补偿，首先考虑了被补偿像素所在区域的背光亮度的同时，还考虑其他区域对其的亮度的影响，从而进行亮度补偿后，图像的显示效果更好，其次，采用动态的确定补偿因子，相对于传统的采用静态的表格，查询补偿因子的方法，对应不同的亮度，提供了一种更为精细的补偿方法，从而补偿效果更好；再次采用动态确定补偿因子，数据存储量小，无需面积大、体积大的存储器进行数据的存储，从而具有存储成本更低了，有利于硬件设备的集成化和小型化。

实施例二：

在具体的实现过程中，所述背光亮度的确定方法可以有多种，如采用直方图统计方法等，而在本实施例在上一实施例的基础上，提供了一种计算量小，计算简单的方法，

在本实施例中所述背光亮度值的求取包括以下步骤：

根据当前帧输入图像确定滤波前的初始背光亮度控制值；

将滤波前的初始背光亮度控制值输入滤波器，将滤波器处理得到滤波后的最终背光亮度控制值，具体采用如下公式确定；

BL_m′(n)=Local_avg+k×(Local_max-Local_avg)；

BL_m(n)=(1-c)BL_m(n-1)+cBL_m′(n)；

其中，

所述BL_m′(n)为第m区域内第n帧所述输入图像滤波前的初始背光亮度控制值；

所述Local_avg为第m区域内第n帧所述输入图像各像素对应的原始灰阶的理想背光亮度的平均值；

所述Local_max为第m区域内第n帧所述输入图像各像素对应的原始灰阶的理想背光亮度的最大值；

所述k为预设的背光调整因子；

所述BL_m(n)为第m区域内第n帧所述输入图像滤波后的最终背光亮度控制值；所述背光亮度是由所述BL_m(n)控制背光所对应的亮度；

所述BL_m(n-1)为第m区域内第n-1帧所述输入图像的最终背光亮度控制值；

所述c为滤波因子；其中所述滤波因子为预先设置的，具体的取值如1/128、1/64、1/32、1/16等，具体的取值可根据需要进行选择；

m不小于1且小于M的正整数，M为背光所划分的区域总数。如若将显示区域划分为16*9个则M的最大值为144；

在具体的实施过程中，通常每一像素包括R/G/B三个子像素，每一子像素在不同对应的原始灰阶不同，故原始灰阶所对应的最大亮度值也不相同，在具体的对每一像素的亮度的计算采用R/G/B三个子像素中亮度最大的像素进行，相对于采用三子像素中亮度最低的像素或三子像素的平均亮度，具有无图像失真的效果；

在具体的实施过程中，图像的显示是逐帧实现的，且为了达到动态显示的效果，相邻两帧之间具有极大相关性，故而在进行背光的滤波时，为了实时的数据处理，从而减少数据的RAM或ROM存储，巧妙的运用前一帧图像的背光亮度控制值结合本帧输入图像所需的亮度进行背光控制实现流水控制，从而实现简便，数据存储量再一次减少了。

作为本实施例的进一步的改进，所述滤波为无限脉冲响应数字IIR滤波。在具体的实现过程中还可以采用FIR滤波等滤波的方式，而在此处选用实现简便的闭环式自带反馈的IIR滤波，实现简单，且滤波效果好，有效的防止了视频播放时的闪烁。

实施例三：

本实施例在实施例二的基础上，提出了一种具体的求取补偿因子的方法，具体如下：

所述指定区域为除所述像素(i,j)所在区域以外的其他区域

所述补偿因子f_com(i,j)通过如下公式求解：

$f_{\mathrm{com}}(i,j)={\left(\frac{\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{w}_m(i,j)}{\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{BL}}_m\left(n\right)\×w_m(i,j)}\right)}^{1/\mathrm{\γ}}$

其中，所述w_m(i,j)为第m区域背光亮度对像素(i,j)背光亮度的影响因子；γ为Gama校正因子；当所述显示面板为液晶面板时，所述γ可为显示面板用于调节R/G/B三原色的调节因子；

优选地，所述w_m(i,j)通过点光源的高斯模拟并采用如下公式求解：

w_m(i,j)=exp{-[(i/a)²+(j/b)²]}

其中，

所述a为输入图像为全白画面时，各区域背光亮度满足亮度均一性要求下求取的行扩散系数

所述b为输入图像为全白画面时，各区域背光亮度满足亮度均一性要求下求取的列扩散系数。

当显示面板的区域划分确定好了，则所述行扩散系数以及列扩散系数就确定了，在具体的求解所述行扩散系数以及所述列扩散系数时，可以采用点光源的高斯模拟仿真中的反复迭代等方法求取。

在传统的方法中，在考虑像素所在区域以及其他区域的背光亮度下的补偿因子的求取时，是采用先点亮背光中的一个区域得到其对其他区域的影响的光学特性，通过CCD拍摄的方法最终确定补偿系数，这种方法由于CCD拍摄的角度、CCD设备的本身的参数的设置以及性能的影响，将导致得出补偿因子的结果不够精确，而在本实施例中，采用点光源的高斯模拟，将每一区域看作一个高斯点光源，在高斯建模下求取出区域之间的亮度影响，从而更加符合实际情况，再一次的精确了补偿因子，从而补偿效果更好。

实施例四：

本实施例在实施例一或实施例二的基础上，做出了进一步的改进。当显示面板较大，划分的区域较多，相隔较远的区域之间的亮度影响较小时，可以忽略相隔较远区域之间的影响，针对上述现象，在本实施例中所述依据像素(i,j)所在区域的背光亮度以及像素(i,j)所在区域外的其他区域对像素(i,j)所在区域的背光亮度的影响，动态确定像素(i,j)的补偿因子f_com(i,j)，其中所述其他区域为像素(i,j)所在区域的相邻区域。所述相邻区域为环绕像素(i,j)所在区域的其他区域。这样可以减小运算量。

综合上述，本发明所述背光亮度的补偿方法，在充分考虑了像素所在区域以及其他区域的亮度影响后，进行动态的补偿，图像的失真小，图像显示效果佳，且将每一区域视作点光源进行高斯模拟求取区域间的亮度的影响，具有实现简便的而同时更加符合实际情况，从而进一步的优化了显示效果。

实施例五：

如图2所示，本实施例显示装置，包括直下式背光1以及位于所述直下式背光1出光侧的且包含像素矩阵的显示面板2，本实施例所述的直下式背光可以1D背光(即将背光分按像素行或像素列分为若干个带状区域)，也可以是2D背光中（即将背光分为若个区域，区域排成由至少2行*2列的区域矩阵）中，优选为2D背光；所述背光对应显示面板2区域分为若干显示区域，具体的参见区域11、12以及13等；

视频转换单元3，接收并根据输入图像确定像素(i,j)的原始灰阶；通常选用视频转换器；

背光亮度确定单元4，用以依据所述输入图像确定每一区域的背光亮度；

补偿因子确定单元5，用以依据像素(i,j)所在区域的背光亮度以及像素(i,j)所在区域外的其他区域对像素(i,j)所在区域的背光亮度的影响，动态确定像素(i,j)的补偿因子f_com(i,j)；

补偿单元6，用以根据所述补偿因子f_com(i,j)对像素(i,j)的原始灰阶进行补偿得到像素(i,j)的补偿灰阶；

其中，i为像素的行号；j为像素的列号；在具体的实施过程中随着所述i以及所述j取值的不同，则为不同的像素，则计算出不同像素的补偿因子；

所述直下式背光1与所述背光亮度确定单元4相连，并根据所述背光亮度对外输出背光；所述直下式背光包括背光驱动以及发光单元，所述发光单元可以是LED（二极管）发光矩阵也可以是CCFL（冷阴极管）发光单元；具体的所述背光亮度确定单元与所示直下式背光的背光驱动相连；在具体的实施过程中，所述直下式背光1通常采用PWM驱动，故在所述直下背光1与所述背光亮度确定单元4之间还设有PWM控制电路8，即是通过PWM控制发光单元是否发光。

所述显示面板2与所述补偿单元6相连，并根据所述像素(i,j)的补偿灰阶的控制像素(i,j)的图像显示。所述显示面板2与所述补偿单元6之间还设有所述驱动所述显示面板的显示面板控制电路9。

图3为图2所述的显示装置的背光亮度补偿的流程图。

本实施例所述的显示装置，在进行背光亮度补偿时，将显示区域即背光划分为若干个区域，通过背光亮度确定单元4分别确定每一单元的背光亮度值，再由补偿因子确定单元5，根据每一像素所在区域以及其他区域对其所在区域的亮度的影响，综合求出亮度补偿因子，补偿单元6根据补偿因子确定单元5所确定的补偿因子，决定显示面板的最终的补偿灰阶，显示面板根据最终灰阶显示图像，即实现了背光的亮度补偿。采用本实施例所述的显示装置，由于充分考虑区域之间的亮度影响，且考虑了不同亮度的区域之间的亮度影响，动态的计算补偿因子，从而补偿因子的补偿效果好，进一步的提高了显示图像的显示效果，且采用动态计算，而非事先的静态存储，从而数据存储量小，故存储硬件开销小，存储器的体积小面积小。

实施例六：

本实施例在上一实施例的基础上做出了进了一步的改进，所述背光亮度的确定包括：

根据当前帧输入图像确定滤波前的初始背光亮度控制值；

将滤波前的初始背光亮度控制值输入滤波器，将滤波器处理得到滤波后的最终背光亮度控制值；具体地所述每一区域的背光亮度依据如下公式确定；

BL_m′(n)=Local_avg+k×(Local_max-Local_avg)；

BL_m(n)=(1-c)BL_m(n-1)+cBL_m′(n)；

其中，

所述BL_m′(n)为第m区域内第n帧所述输入图像滤波前的初始背光亮度控制值；

所述Local_avg为第m区域内第n帧所述输入图像各像素对应的原始灰阶的理想背光亮度的平均值；

所述Local_max为第m区域内第n帧所述输入图像各像素对应的原始灰阶的理想背光亮度的最大值；

所述k为预设的背光调整因子；

所述BL_m(n)为第m区域内第n帧所述输入图像滤波后的最终背光亮度控制值；所述背光亮度是由所述BL_m(n)控制背光所对应的亮度；

所述BL_m(n-1)为第m区域内第n-1帧所述输入图像的最终背光亮度控制值；

所述c为滤波因子；

m不小于1且小于M的正整数，M为背光所划分的区域总数。

在本实施例中，所述滤波优先采用无限脉冲响应数字IIR滤波器7用以进行所述滤波，并且为时域滤波处理。

通过滤波处理，可以有效的消除背光的闪烁，从而防止画面因背光闪烁导致的画面闪烁的不良。在进行滤波时采用了性能优越的IIR滤波器7，实现了闭环的有反馈的滤波，从而滤波效果好，且处理的数据仅关联到前后两帧输入图像数据，从而具有数据处理量小，数据处理简便等优点。

实施例七：

在具体的求取相连区域或者包括相邻区域以外的其他区域对像素所在区域的亮度的影响，可以采用如现有技术当中所述的CCD拍摄模型，只需满足根据不同区域背光亮度动态求取不同影响值，再根据不同影响值计算出补偿因子即可，然而本实施例进一步地提出了一种优选的求取补偿因子方法，将每一区域背光虚拟为一个点光源，采用点光源的高斯模拟进行求取，具体的如下：

所述指定区域为除所述像素(i,j)所在区域以外的其他区域

所述补偿因子f_com(i,j)通过如下公式求解：

$f_{\mathrm{com}}(i,j)={\left(\frac{\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{w}_m(i,j)}{\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{BL}}_m\left(n\right)\×w_m(i,j)}\right)}^{1/\mathrm{\γ}}$

其中，所述w_m(i,j)为第m区域背光亮度对像素(i,j)背光亮度的影响因子；γ为Gama校正因子。

所述w_m(i,j)通过点光源的高斯模拟并采用如下公式求解：

w_m(i,j)=exp{-[(i/a)²+(j/b)²]}

其中，

所述a为输入图像为全白画面时，各区域背光亮度满足亮度均一性要求下求取的行扩散系数

所述b为输入图像为全白画面时，各区域背光亮度满足亮度均一性要求下求取的列扩散系数。

如图3所示，背光的区域划分确定了，从而就可以根据如光扩散函数建模得出参数a和b，在本实施例中采用相对于现有技术更为贴近不同区域实际亮度影响的点光源高斯模拟进行区域间的亮度的影响，从而在进行背光亮度补偿时，补偿效果更好，图像的失真更小，再一次的提高了输出图像的显示效果。

进一步地，所述依据像素(i,j)所在区域的背光亮度以及像素(i,j)所在区域外的其他区域对像素(i,j)所在区域的背光亮度的影响，动态确定像素(i,j)的补偿因子f_com(i,j)中的所述其他区域为像素(i,j)所在区域的相邻区域。

在具体的实施过程中，是选择相邻几个区域进行背光亮度区域间影响的计算，还是根据需要选择背光中所有的区域，可以根据显示装置的尺寸、区域的划分大小来决定，还可以根据输入图像的各像素的原始灰阶得出对比度，再根据对比度是否大于一定的阈值等来决定是否仅选择相邻区域以及选择多少个相邻区域。

若仅选择相邻区域作为像素(i,j)所在区域的背光亮度的影响的计算，能有效的减少计算量，尤其是当应用于如65、80等大尺寸显示面板，区域划分很多的显示装置时，效果更加明显。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (12)

1.一种直下式背光的亮度补偿方法，其特征在于，包括：

接收并根据输入图像确定像素(i,j)的原始灰阶；

依据所述输入图像确定每一区域的背光亮度；

依据像素(i,j)所在区域的背光亮度以及指定区域对像素(i,j)所在区域的背光亮度的影响，动态确定像素(i,j)的补偿因子f_com(i,j)；

根据所述补偿因子f_com(i,j)对像素(i,j)的原始灰阶进行补偿得到像素(i,j)的补偿灰阶；

其中，i为像素的行号；j为像素的列号。

2.根据权利要求1所述的直下式背光的亮度补偿方法，其特征在于，所述每一区域的背光亮度依据如下公式确定；

BL_m′(n)=Local_avg+k×(Local_max-Local_avg)；

BL_m(n)=(1-c)BL_m(n-1)+cBL_m′(n)；

其中，

所述BL_m′(n)为第m区域内第n帧所述输入图像滤波前的初始背光亮度控制值；

所述Local_avg为第m区域内第n帧所述输入图像各像素对应的原始灰阶的理想背光亮度的平均值；

所述Local_max为第m区域内第n帧所述输入图像各像素对应的原始灰阶的理想背光亮度的最大值；

所述k为预设的背光调整因子；

所述BL_m(n)为第m区域内第n帧所述输入图像滤波后的最终背光亮度控制值；所述背光亮度是由所述BL_m(n)控制背光所对应的亮度；

所述BL_m(n-1)为第m区域内第n-1帧所述输入图像的最终背光亮度控制值；

所述c为滤波因子；

m不小于1且小于M的正整数，M为背光所划分的区域总数。

3.根据权利要求2所述的直下式背光的亮度补偿方法，其特征在于，所述滤波为无限脉冲响应数字IIR滤波。

4.根据权利要求2或3所述的直下式背光的亮度补偿方法，其特征在于，

所述指定区域为除所述像素(i,j)所在区域以外的其他区域；

所述补偿因子f_com(i,j)通过如下公式求解：

$f_{\mathrm{com}}(i,j)={\left(\frac{\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{w}_m(i,j)}{\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{BL}}_m\left(n\right)\×w_m(i,j)}\right)}^{1/\mathrm{\γ}}$

其中，所述w_m(i,j)为第m区域背光亮度对像素(i,j)背光亮度的影响因子；γ为Gama校正因子。

5.根据权利要求4所述的直下式背光的亮度补偿方法，其特征在于，所述w_m(i,j)通过点光源的高斯模拟并采用如下公式求解：

w_m(i,j)=exp{-[(i/a)²+(j/b)²]}

其中，

所述a为输入图像为全白画面时，各区域背光亮度满足亮度均一性要求下求取的行扩散系数；

所述b为输入图像为全白画面时，各区域背光亮度满足亮度均一性要求下求取的列扩散系数。

6.根据权利要求1、2或3所述的直下式背光的亮度补偿方法，其特征在于，所述指定区域为所述像素(i,j)所在区域的相邻区域。

7.一种显示装置，包括直下式背光以及位于所述直下式背光出光侧的且包含像素矩阵的显示面板，其特征在于，还包括：

视频转换单元，接收并根据输入图像确定像素(i,j)的原始灰阶；

背光亮度确定单元，用以依据所述输入图像确定每一区域的背光亮度；

补偿因子确定单元，用以依据像素(i,j)所在区域的背光亮度以及指定区域对像素(i,j)所在区域的背光亮度的影响，动态确定像素(i,j)的补偿因子f_com(i,j)；

补偿单元，用以根据所述补偿因子f_com(i,j)对像素(i,j)的原始灰阶进行补偿得到像素(i,j)的补偿灰阶；

其中，i为像素的行号；j为像素的列号；

所述直下式背光与所述背光亮度确定单元相连，并根据所述背光亮度对外输出背光；

所述显示面板与所述补偿单元相连，并根据所述像素(i,j)的补偿灰阶控制像素(i,j)的图像显示。

8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述每一区域的背光亮度依据如下公式确定；

BL_m′(n)=Local_avg+k×(Local_max-Local_avg)；

BL_m(n)=(1-c)BL_m(n-1)+cBL_m′(n)；

其中，

所述BL_m′(n)为第m区域内第n帧所述输入图像滤波前的初始背光亮度控制值；

所述Local_avg为第m区域内第n帧所述输入图像各像素对应的原始灰阶的理想背光亮度的平均值；

所述Local_max为第m区域内第n帧所述输入图像各像素对应的原始灰阶的理想背光亮度的最大值；

所述k为预设的背光调整因子；

所述BL_m(n)为第m区域内第n帧所述输入图像滤波后的最终背光亮度控制值；所述背光亮度是由所述BL_m(n)控制背光所对应的亮度；

所述BL_m(n-1)为第m区域内第n-1帧所述输入图像的最终背光亮度控制值；

所述c为滤波因子；

m不小于1且小于M的正整数，M为背光所划分的区域总数。

9.根据权利要求7或8所述的显示装置，其特征在于，还包括无限脉冲响应数字IIR滤波器用以进行所述滤波。

10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，

所述指定区域为除所述像素(i,j)所在区域以外的其他区域；

所述补偿因子f_com(i,j)通过如下公式求解：

$f_{\mathrm{com}}(i,j)={\left(\frac{\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{w}_m(i,j)}{\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{BL}}_m\left(n\right)\×w_m(i,j)}\right)}^{1/\mathrm{\γ}}$

其中，所述w_m(i,j)为第m区域背光亮度对像素(i,j)背光亮度的影响因子；γ为Gama校正因子。

11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，

所述w_m(i,j)通过点光源的高斯模拟并采用如下公式求解：

w_m(i,j)=exp{-[(i/a)²+(j/b)²]}

其中，

所述a为输入图像为全白画面时，各区域背光亮度满足亮度均一性要求下求取的行扩散系数；

所述b为输入图像为全白画面时，各区域背光亮度满足亮度均一性要求下求取的列扩散系数。

12.根据权利要求6、7或8所述的显示装置，其特征在于，

所述指定区域为所述像素(i,j)所在区域的相邻区域。

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