CN103400554A - 一种led分区背光光扩散函数模板的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED分区背光光扩散函数模板的测试方法，该方法采用分区动态调光的液晶显示器、色度亮度计、计算机和二维运动云台，首先设定各LED分区背光特定的亮度；接着用色度亮度计测试分区背光对应的液晶显示面板上各分区的实际亮度；然后将测试的实际亮度数据对应代入计算机MATLAB自动化求解程序，得到光扩散函数模板参数的方程组；最终求解出光扩散函数模板参数。本发明的优点在于：该测试方法应用范围广泛，LED背光光源位于背光模块下方的直下式或位于背光模块侧边的侧出式以及各种分区背光源位置形式的变形均可；测试硬件系统结构简单，搭建方便，可操作性强；采用MATLAB程序自动化求解，计算速度快，精度高。

Description

一种LED分区背光光扩散函数模板的测试方法

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及LED背光区域动态调光技术。

背景技术

液晶本身不发光，需要背光源提供光线照亮显示区域。背光模组主要包括背光光源、反射膜、导光板、扩散膜(板)、增亮膜等。发光二极管（Light EmittingDiode，LED）正取代冷阴极荧光管（Cool Cathode Florescent Lamp，CCFL）成为液晶显示主流背光光源。LED光源发出的光线通过扩散膜（板）后成为亮度均匀的面光源。光扩散函数描述了从LED发出的光线经过多次扩散膜（板）扩散后入射到液晶屏的光线传递性能。

动态调光技术是根据显示图像的内容动态改变LED背光光源的亮度，同时对液晶像素进行补偿，以维持原先的亮度。通过光扩散函数可以准确获知入射到液晶屏各像素的光线亮度，以便对液晶像素进行精确补偿。然而，光扩散函数由单个LED功率、LED之间的间距、LED和扩散膜（板）之间的距离、扩散膜（板）数量、扩散膜（板）特性及扩散膜之间的距离等多个因素综合决定，通常是在对LED、扩散膜（板）等各部件的发光模式进行测定后，通过卷积的计算方法获得。这种方法不仅运算量大，计算复杂度高，精度低，从而影响显示图像质量；而且由于动态调光是应用于液晶显示器的，如果需要获得准确的光扩散函数模板，就需要对显示器的背光源进行拆解，然后实际测试各部分的发光模式，不具备可操作性。

发明内容

为了确定LED分区背光光扩散函数模板中各参数，本发明提供一种操作简单、精度高的LED分区背光光扩散函数模板的测试方法。

本发明的主要目的是获得LED分区背光光扩散函数模板。实际中LED光线通过扩散膜（板）的传播过程可以用（2n+1）×（2n+1）模板来表示,其中，n为大于等于1的整数，函数模板中的参数表明了光线在不同方向的扩散性能；以最简单的n等于1的3×3函数模板为例，就有a,b,c和d四个参数需要确定。见表1。其中a在扩散模板的中心位置，表示为光扩散中心扩散后的剩余光能量系数；b,c和d分布在扩散模板的四周，分别代表光扩散中心对四周的扩散能力系数。为保证光传播中能量守恒，a,b,c和d满足恒等式a+2b+2c+4d=1。本发明采用的技术方案为：首先设定各LED分区背光特定的亮度，接着测试分区背光对应的液晶显示面板上各分区的实际亮度，然后将测试的实际亮度数据对应代入计算机MATLAB自动化求解程序，得到光扩散函数模板参数的方程组，最终求解出光扩散函数模板参数。测试的液晶显示器必须具有可单独控制亮度的分区LED背光，LED背光光源位于背光模组下方的直下式或位于背光模组侧边的侧出式均可。

表1

本发明所述光扩散函数的测试系统主要包括液晶显示器1、色度亮度计2、计算机3和二维运动云台4，液晶显示器1包括可分区独立控制亮度的背光模块101和液晶显示面板102和背光驱动控制电路板103。

LED分区背光光扩散函数模板测试的具体操作步骤如下：

1、将液晶显示器1放到二维运动云台4上，使色度亮度计2对准液晶显示面板102中心；

2、背光亮度按常用8位256阶划分，即最低亮度为0，最高亮度为255。背光驱动控制电路板102产生所有分区背光LED都是最高亮度255的驱动信号，送入背光源。待液晶显示面板102显示稳定，移动二维运动云台4，带动色度亮度计2逐个测试各分区中心点的亮度，记为L₂₅₅(i,j)，见公式（1）。其中，i=1～L,j=1～K，i表示分区背光的行数，j表示分区背光的列数，L×K表示LED分区背光数量，将L₂₅₅(i,j)平均值作为之后测试亮度的归一化标准，记为L_average，见公式（2）：

$L_{255}=\left[\begin{array}{c}{L}_{255-11}{L}_{255-12}................L_{255-1K}\\ L_{255-21}{l}_{255-22}................l_{255-2K}\\ ................................\\ L_{255-m1}{L}_{255-m2}................L_{255-\mathrm{mK}}\\ L_{255-L1}{L}_{255-L2}..............L_{255-\mathrm{LK}}\end{array}\right]---\left(1\right)$

$L_{\mathrm{average}}(i,j)=\frac{\mathrm{\Σ}{L}_{255}(i,j)}{i\×j}---\left(2\right)$

3、通过背光驱动控制电路板103设定背光源初始亮度矩阵L_blcok-set，见公式（3）。初始亮度矩阵中的元素记为L_blcok-set(i,j)。L_blcok-set(i,j)表示第(i,j)个分区的背光设定值，其中，i=1～L,j=1～K，i表示分区背光的行数，j表示分区背光的列数，L×K表示LED分区背光数；

$L_{\mathrm{block}-\mathrm{set}}=\left[\begin{array}{c}{L}_{11}{L}_{12}................L_{1K}\\ L_{21}{L}_{22}................L_{2K}\\ ................................\\ L_{m1}{L}_{m2}................L_{\mathrm{mK}}\\ L_{L1}{L}_{L2}..............L_{\mathrm{LK}}\end{array}\right]---\left(3\right)$

4、为获知步骤3中背光初始亮度矩阵L_blcok-set下对应的液晶显示面板102的亮度，需测试液晶显示面板102对应各分区亮度值。移动二维运动云台4，带动色度亮度计2逐个测试液晶显示面板102对应各分区中心点的亮度，记为L_blcok-mea(i,j)，见公式（4）。其中i=1～L,j=1～K，i表示分区背光的行数，j表示分区背光的列数，L×K表示LED分区背光数量；

$L_{\mathrm{block}-\mathrm{mea}}=\left[\begin{array}{c}{L\′}_{11}{L\′}_{12}............{L\′}_{1K}\\ {L\′}_{21}{L\′}_{21}............{L\′}_{2K}\\ ................................\\ {L\′}_{n1}{L\′}_{n1}............{L\′}_{\mathrm{nK}}\\ {L\′}_{L1}{L\′}_{L1}............{L\′}_{\mathrm{LK}}\end{array}\right]---\left(4\right)$

5、将测试数据L_blcok-mea(i,j)按照步骤2所得归一化标准L_average归一化到0-255阶。按公式（5）进行归一化计算，得到归一化亮度矩阵L_block-mea‘，见公式（6）。归一化亮度矩阵L_block-mea‘中的元素L_block-mea‘(i,j)表示归一化后显示器对应各分区的中心亮度值，其中，i=1～L,j=1～K，i表示分区背光的行数，j表示分区背光的列数，L×K表示LED分区背光数量；

${L_{\mathrm{block}-\mathrm{mea}}}^{\′}(i,j)\frac{L_{\mathrm{block}-\mathrm{mea}}(i,j)\×255}{L_{\mathrm{average}}}---\left(5\right)$

$L_{\mathrm{block}-\mathrm{mea}}\′=\left[\begin{array}{c}{L\′}_{g-11}{L\′}_{g-12}............{L\′}_{g-1K}\\ {L\′}_{g-21}{L\′}_{g-21}............{L\′}_{g-2K}\\ ................................\\ {L\′}_{g-n1}{L\′}_{g-n1}............{L\′}_{g-\mathrm{nK}}\\ {L\′}_{g-L1}{L\′}_{g-L1}............{L\′}_{g-\mathrm{LK}}\end{array}\right]---\left(6\right)$

6、建立光扩散函数模板计算方程组，具体步骤如下：

6.1将背光初始亮度矩阵L_blcok-set按原边界值进行边界扩散，得到边界扩散亮度矩阵L_ext，L_ext是一个（L+2）×（K+2）的矩阵，其中L为步骤2中的L，K为步骤2中的K，边界扩散亮度矩阵L_ext见公式（7）；

$L_{\mathrm{ext}}=\left[\begin{array}{c}{L}_{11}{L}_{11}{L}_{12}.................L_{1K-1}{L}_{1K}{L}_{1K}\\ L_{11}{L}_{11}{L}_{12}.................L_{1K-1}{L}_{1K}{L}_{1K}\\ L_{21}{L}_{21}{L}_{22}................L_{2K-1}{L}_{2K}{L}_{2K}\\ ....................................\\ L_{m1}{L}_{m1}{L}_{m2}...............L_{\mathrm{mK}-1}{L}_{\mathrm{mK}}{L}_{\mathrm{mK}}\\ L_{L1}{L}_{L1}{L}_{L2}..............L_{\mathrm{LK}-1}{L}_{\mathrm{LK}}{L}_{\mathrm{LK}}\\ L_{L1}{L}_{L1}{L}_{L2}..............L_{\mathrm{LK}-1}{L}_{\mathrm{LK}}{L}_{\mathrm{LK}}\end{array}\right]---\left(7\right)$

6.2对边界扩散亮度矩阵L_ext中不包含扩散边界的元素进行混光，即对L_ext（2,2）到L_ext（L+1,K+1）的元素进行混光,接着对剩余边界元素以原边界扩充，得到扩充亮度矩阵，扩充亮度矩阵记为L_H，见公式（8）。L_H中的元素记为L_H(i,j)，其中i=1～（L+2）,j=1～（K+2），L为步骤2中的L，K为步骤2中的K，L_H（i,j)的计算方法见公式（9）。公式（9）中，a，b，c和d为3×3扩散膜函数模板参数；

$L_H=\left[\begin{array}{cccccccc}{L}_{\mathrm{ext}-10}& L_{\mathrm{ext}-11}& L_{\mathrm{ext}-12}& L_{\mathrm{ext}-13}& ..........& L_{\mathrm{ext}-1(K-1)}& L_{\mathrm{ext}-1K}& L_{\mathrm{ext}-1(K+1)}\\ L_{\mathrm{ext}-20}& L_{H-11}& L_{H-12}& L_{H-13}& .........& L_{H-1(K-1)}& L_{H-1K}& L_{\mathrm{ext}-2(K+1)}\\ L_{\mathrm{ext}-30}& L_{H-21}& L_{H-22}& L_{H-23}& .........& L_{H-2(K-1)}& L_{H-2K}& L_{\mathrm{ext}-3(K+1)}\\ L_{\mathrm{ext}-40}& L_{H-31}& L_{H-32}& L_{H-33}& .........& L_{H-3(K-1)}& L_{H-3K}& L_{\mathrm{ext}-4(K+1)}\\ .........& & & & & & & \\ L_{\mathrm{ext}-L0}& L_{H-(L-1)1}& L_{H-(L-1)2}& L_{H-(L-1)3}& ..........& L_{H-(L-1)(K-1)}& L_{H-(L-1)K}& L_{\mathrm{ext}-L(K+1)}\\ L_{\mathrm{ext}-(L+1)0}& L_{H-L1}& L_{H-L2}& L_{H-L3}& .........& L_{H-L(K-1)}& L_{H-\mathrm{LK}}& L_{\mathrm{ext}-(L+1)(K+1)}\\ L_{\mathrm{ext}-(L+2)0}& L_{\mathrm{ext}-(L+2)1}& L_{\mathrm{ext}-(L+2)2}& L_{\mathrm{ext}(L+2)3}& .........& L_{\mathrm{ext}-(L+2)(K-1)}& L_{\mathrm{ext}-(L+2)K}& L_{\mathrm{ext}-(L+2)(K+1)}\end{array}\right]---\left(8\right)$

L_H(i,j)＝a×L_ext(i,j)+b×{L_ext(i-1,j)+L_ext(i+1),j)}+c×{L_ext(i,j-1)+L_ext(i.j+1)}+d×{L_ext(i-1,j-1)+L_ext(i-1,j+1)+L_ext(i+1,j-1)+L_ext(i+1,j+1)}   （9）

6.3抽取扩充亮度矩阵L_H中不包括边界扩散的元素组成新的矩阵，即抽取L_ext（2,2）到L_ext（L+1,K+1）的元素组成新的矩阵，所述新的矩阵记为L_H‘，则L_H‘是一个L×K的矩阵，见公式（10），公式（10）中L为步骤2中的L，K为步骤2中的K。新的矩阵中元素L_H‘(i,j)为含参数a，b，c和d的算式，可用含参数a，b，c和d的函数g（a,b,c,d）简单表示；

${L_H}^{\′}=\left[\begin{array}{cccccc}{L}_{H-11}& L_{H-12}& L_{H-13}& .........& L_{H-1(K-1)}& L_{H-1K}\\ L_{H-21}& L_{H-22}& L_{H-23}& .........& L_{H-2(K-1)}& L_{H-2K}\\ L_{H-31}& L_{H-32}& L_{H-33}& .........& L_{H-3(K-1)}& L_{H-3K}\\ .........& & & & & \\ L_{H-(L-1)1}& L_{H-(L-1)2}& L_{H-(L-1)3}& .........& L_{H-(L-1)(K-1)}& L_{H-(L-1)K}\\ L_{H-L1}& L_{H-L2}& L_{H-L3}& .........& L_{H-L(K-1)}& L_{H-\mathrm{LK}}\end{array}\right]---\left(10\right)$

6.4将新的矩阵L_H‘线性扩大4倍，得到第一扩大矩阵，第一扩大矩阵记为L_H‘‘，L_H‘‘是一个2L×2K的矩阵,见公式（11）；公式（11）中L为步骤2中的L，K为步骤2中的K；

6.5再重复6.1～6.4的步骤4次，经过5次混光扩大得到混光扩大矩阵L_final，L_final是一个（L×2⁵）×（K×2⁵）的矩阵，其中L为步骤2中的L，K为步骤2中的K。混光扩大矩阵中的元素L_H‘(i,j)为含参数a，b，c和d的算式，可用含参数a，b，c和d的函数h（a,b,c,d）简单表示；

6.6将混光扩大矩阵L_final中的元素进行L×K分区，其中L为步骤2中的L，K为步骤2中的K。则每分区中含有混光扩大矩阵L_final中32×32个元素算式。取每个分区中心四个元素算式的平均值算式，作为液晶显示面板102对应该分区中心的亮度算式，该分区中心的亮度算式仍为含参数a，b，c和d的算式，可用含参数a，b，c和d的函数f（a,b,c,d）简单表示；

7、将步骤5所得背光源的归一化亮度矩阵L_blcok-mea‘中4个以上的元素数值与液晶显示面板102对应各分区中心的亮度算式f（a,b,c,d）相等，即可构成该分区方程L_block-mea‘(i,j)=f（a，b，c，d），与其他分区方程联立组成方程组，再结合恒等式a+2b+2c+4d=1，联立解方程，即可求解得到测试液晶显示器1中背光模块101所用扩散膜系下光扩散函数模板参数：a，b，c和d的具体数值。

选取方程和计算求解的过程，可通过MATLAB程序自动化完成。另外，可在测试系统L×K的分区背光下，通过测试和计算其它背光设置情况，验证求解出的LED分区背光光扩散函数模板的正确性。

本发明的有益技术效果体现在以下方面：

1.分区动态调光的液晶显示器系统，背光模组中有扩散膜系，均可采用该方法获取光扩散函数模板。直下式、侧出式以及各种分区背光源位置形式的变形均可，因而该测试方法应用范围广泛；

2.该方法只需简单地测试和计算，测试硬件系统结构简单，搭建方便，可操作性强；

3.采用MATLAB程序自动化求解，计算速度快，精度高。

附图说明

图1是本发明测试系统框图。

图2是光扩散函数模板计算程序流程图。

图3是实施实例1的初始背光设置图。

图4是实施实例1的5次光扩散效果图。

图5是实施实例2的初始背光设置图。

图6是实施实例2的5次光扩散效果图。

图1中序号：液晶显示器1、色度亮度计2、计算机3、二维运动云台4、背光模块101、液晶显示面板102、背光驱动控制电路板103。

具体实施方式

本发明需要先对分区动态调光液晶显示系统进行实际测试，获得几组数据后代入光扩散函数模板计算程序求解得到光扩散函数模板参数。参阅图1，测试系统包括液晶显示器1、色度亮度计2、计算机3、二维运动云台4，液晶显示器1包括背光模块101、液晶显示面板102和背光驱动控制电路板103，背光模块101具有分区控制功能。光扩散函数模板计算程序存储在计算机3中，流程图请参阅图2。

背光源LED光线通过扩散膜（板）的传播过程可以用（2n+1）×（2n+1）模板来表示,其中，n为大于等于1的整数；本发明中实例均以最简单的3×3模板为例，确定a，b，c和d四个参数。3×3光扩散函数模板见表1。模板中参数表明了光线在不同方向的扩散性能。其中a表示光扩散中心扩散后的剩余光能量系数，b,c和d分别代表光扩散中心对四周的扩散能力系数。为保证光传播中能量守恒，a，b，c和d满足恒等式a+2b+2c+4d=1。

表1

实际测试时，首先将液晶显示器1放在测量支架上，通过背光驱动控制电路板103控制背光源各个分区的亮度调到最高，移动二维运动云台4使色度亮度计2对准液晶显示器1的中心，记录各分区测量值，然后通过背光驱动控制电路板103改变LED背光源各个分区的亮度，移动二维运动云台4分别通过色度亮度计2测量各个液晶显示面板102对应各分区的中心亮度，将测量值送入计算机3中的光扩散函数模板MATLAB计算程序，即可得到光扩散函数模板参数。

具体操作步骤请参阅实施实例。

实施实例1

被测的液晶显示器应用了LED分区动态调光算法，其对角线尺寸为32英寸，屏幕分辨率为1080×1920像素，分区背光为4×8，共4行8列分区。每个分区中包含270×240个像素，即分区为竖向长方形。

LED分区背光光扩散函数模板测试的具体操作步骤如下：

1、将液晶显示器1放到二维运动云台4上，使色度亮度计2对准液晶显示面板102中心；

2、背光亮度按常用8位256阶划分，即最低亮度为0，最高亮度为255。背光驱动控制电路板102产生所有分区背光LED都是最高亮度255的驱动信号，送入背光源。待液晶显示面板102显示稳定，移动二维运动云台4，带动色度亮度计2逐个测试各分区中心点的亮度，记为L₂₅₅(i,j)，见公式（1）。其中，i=1～4,j=1～8，i表示分区背光的行数，j表示分区背光的列数，4×8表示LED分区背光数量，将L₂₅₅(i,j)平均值作为之后测试亮度的归一化标准，记为L_average，见公式（2）：

$L_{255}=\left[\begin{array}{cccccccc}448.82& 431.54& 426.37& 434.32& 445.82& 427.12& 424.67& 417.41\\ 415.36& 427.23& 453.74& 415.71& 431.25& 435.39& 426.63& 426.40\\ 437.24& 419.77& 442.55& 424.70& 419.56& 430.82& 427.52& 410.64\\ 407.40& 418.11& 429.67& 404.13& 412.91& 417.28& 417.46& 403.89\end{array}\right]---\left(1\right)$

$L_{\mathrm{average}}(i,j)=\frac{\mathrm{\Σ}{L}_{255}(i,j)}{i\×j}=425.36---\left(2\right)$

3、通过背光驱动控制电路板103设定背光源初始亮度矩阵L_blcok-set，见公式（3），具体背光显示的亮度见图3所示。初始亮度矩阵中的元素记为L_blcok-set(i,j)，L_blcok-set(i,j)表示第(i,j)个分区的背光设定值。其中，i=1～4,j=1～8，i表示分区背光的行数，j表示分区背光的列数，4×8表示LED分区背光数。如L_blcok-set(2,3)代表第2行第3列分区背光设定亮度值，即102；

$L_{\mathrm{block}-\mathrm{set}}=\left[\begin{array}{cccccccc}255& 102& 255& 51& 255& 102& 255& 51\\ 51& 200& 102& 26& 51& 255& 51& 255\\ 255& 26& 255& 102& 255& 26& 102& 102\\ 102& 255& 51& 255& 102& 255& 51& 255\end{array}\right]---\left(3\right)$

4、为获知步骤3中背光初始亮度矩阵L_blcok-set下对应的液晶显示面板102的亮度，需测试液晶显示面板102对应各分区亮度值。移动二维运动云台4，带动色度亮度计2逐个测试液晶显示面板102对应各分区中心点的亮度，记为L_blcok-mea(i,j)，见公式（4）。其中i=1～4,j=1～8，i表示分区背光的行数，j表示分区背光的列数，4×8表示LED分区背光数量。如L_blcok-mea(2,3)代表背光值在亮度矩阵L_blcok-set时，第2行第3列分区背光对应显示器上该分区中心点的亮度，即198.52。测得亮度矩阵见公式（4）；

$L_{\mathrm{block}-\mathrm{mea}}=\left[\begin{array}{cccccccc}345.70& 226.11& 330.53& 177.31& 333.98& 229.49& 331.05& 156.46\\ 160.16& 275.64& 198.52& 120.34& 166.59& 333.34& 176.04& 343.33\\ 322.29& 164.03& 323.10& 221.86& 310.57& 147.85& 186.92& 206.28\\ 213.60& 322.39& 187.67& 323.54& 226.96& 334.20& 179.77& 338.46\end{array}\right]---\left(4\right)$

5、将测试数据L_blcok-mea(i,j)按照步骤2所得归一化标准L_average归一化到0-255阶；按公式（5）进行归一化计算，得到归一化亮度矩阵L_block-mea‘，见公式（6）。归一化亮度矩阵L_block-mea‘中的元素L_block-mea‘(i,j)表示归一化后显示器对应各分区的中心亮度值。其中，i=1～4,j=1～8，i表示分区背光的行数，j表示分区背光的列数，4×8表示LED分区背光数量。如L_block-mea‘(2,3)代表背光值在亮度矩阵L_blcok-set时，第2行第3列分区背光对应显示器上该分区中心点归一化后的亮度，即119.01；

${L_{\mathrm{block}-\mathrm{mea}}}^{\′}(i,j)\frac{L_{\mathrm{block}-\mathrm{mea}}(i,j)\×255}{L_{\mathrm{average}}}---\left(5\right)$

${L_{\mathrm{block}-\mathrm{mea}}}^{\′}=\left[\begin{array}{cccccccc}207.24& 135.55& 198.15& 106.30& 200.22& 137.58& 198.46& 93.80\\ 96.01& 165.24& 119.01& 72.14& 99.87& 199.83& 105.53& 205.82\\ 193.21& 98.33& 193.70& 133.00& 186.19& 88.64& 112.06& 123.66\\ 128.05& 193.27& 112.51& 193.96& 136.06& 200.35& 107.77& 202.91\end{array}\right]---\left(6\right)$

以L_block-mea’(1,1)为例，归一化计算方法为：345.70×255/425.36=207.24。

6、建立光扩散函数模板计算方程组，具体步骤如下：

6.1将背光初始亮度矩阵L_blcok-set按原边界值进行边界扩散，得到边界扩散亮度矩阵L_ext，L_ext是一个6×10的矩阵。边界扩散亮度矩阵L_ext见公式（7）；

$L_{\mathrm{ext}}=\left[\begin{array}{cccccccccc}255& 255& 102& 255& 51& 255& 102& 255& 51& 51\\ 255& 255& 102& 255& 51& 255& 102& 255& 51& 51\\ 51& 51& 200& 102& 26& 51& 255& 51& 255& 255\\ 255& 255& 26& 255& 102& 255& 26& 102& 102& 102\\ 102& 102& 255& 51& 255& 102& 255& 51& 255& 255\\ 102& 102& 255& 51& 255& 102& 255& 51& 255& 255\end{array}\right]---\left(7\right)$

6.2对边界扩散亮度矩阵L_ext中不包含扩散边界的元素进行混光，即对L_ext（2,2）到L_ext（5,9）的元素进行混光,接着对剩余边界元素以原边界扩充，得到扩充亮度矩阵，扩充亮度矩阵记为L_H，L_H中的元素记为L_H(i,j)，其中i=1～6,j=1～10。L_H（i,j)的计算方法见公式（8），公式（8）中，a，b，c和d为3×3扩散膜函数模板参数。以扩充亮度矩阵L_H中第2行、第2列元素L_H（2,2）为例，计算方法见公式（9）；

L_H(i,j)＝a×L_ext(i,j)+b×{L_ext(i-1,j)+L_ext(i+1),j)}+c×{L_ext(i,j-1)+L_ext(i.j+1)}+d×{L_ext(i-1,j-1)+L_ext(i-1,j+1)+L_ext(i+1,j-1)+L_ext(i+1,j+1)}   （8）

L_H(2,2)＝a×200+b×(51+102)+c×(102+26)+d×(255+255+255+255)

（9）

6.3抽取扩充亮度矩阵L_H中不包括边界扩散的元素组成新的矩阵，即抽取L_ext（2,2）到L_ext（5,9）的元素组成新的矩阵，所述新的矩阵记为L_H‘，则L_H‘是一个4×8的矩阵。新的矩阵中元素L_H‘(i,j)为含参数a，b，c和d的算式，可用含参数a，b，c和d的函数g（a,b,c,d）简单表示；

6.4将新的矩阵L_H‘线性扩大4倍，得到第一扩大矩阵，第一扩大矩阵记为L_H‘‘，L_H‘‘是一个8×16的矩阵；

6.5再重复6.1～6.4的步骤4次，经过5次混光扩大得到混光扩大矩阵L_final，具体液晶显示面板102显示的亮度见图4所示。L_final是一个128×256的矩阵。混光扩大矩阵中的元素L_H‘(i,j)为含参数a，b，c和d的算式，可用含参数a，b，c和d的函数h（a,b,c,d）简单表示；

6.6将混光扩大矩阵L_final中的元素进行4×8分区则每分区中含有混光扩大矩阵L_final中32×32个元素算式。取每个分区中心四个元素算式的平均值算式，作为液晶显示面板102对应该分区中心的亮度算式，该分区中心的亮度算式仍为含参数a，b，c和d的算式，可用含参数a，b，c和d的函数f（a,b,c,d）简单表示；

7、将步骤5所得背光源的归一化亮度矩阵L_blcok-mea‘中4个以上的元素数值与液晶显示面板102对应各分区中心的亮度算式f（a,b,c,d）相等，即可构成该分区方程L_block-mea‘(i,j)=f（a，b，c，d），与其他分区方程联立组成方程组，再结合恒等式a+2b+2c+4d=1，联立解方程，即可求解得到a=0.38，b=0.11，c=0.08，d=0.06。即得测试液晶显示器背光所用扩散膜系下光扩散函数模板。

选取方程和计算求解的过程，可通过MATLAB程序自动化完成；另外，可在测试系统4×8的分区背光下，通过测试和计算其它背光设置情况，验证求解出的LED分区背光光扩散函数模板的正确性。

实施实例2

被测的液晶显示器应用了LED分区动态调光算法，其对角线尺寸为18.5英寸，屏幕分辨率为768×1024像素，分区背光为6×8，共6行8列分区。每个分区中包含128×128个像素，即分区为正方形。

LED分区背光光扩散函数模板测试的具体操作步骤如下：

1、将液晶显示器1放到二维运动云台4上，使色度亮度计2对准液晶显示面板102中心；

2、背光亮度按常用8位256阶划分，即最低亮度为0，最高亮度为255。背光驱动控制电路板102产生所有分区背光LED都是最高亮度255的驱动信号，送入背光源。待液晶显示面板102显示稳定，移动二维运动云台4，带动色度亮度计2逐个测试各分区中心点的亮度，记为L_255-2(i,j)，见公式（1）。其中，i=1～6,j=1～8，i表示分区背光的行数，j表示分区背光的列数，6×8表示LED分区背光数量，将L_255-2(i,j)平均值作为之后测试亮度的归一化标准，记为L_AVERAGE，见公式（2）：

$L_{255-2}=\left[\begin{array}{cccccccc}420.40& 434.23& 433.22& 421.65& 449.33& 440.24& 423.36& 419.89\\ 409.88& 420.44& 433.45& 426.91& 444.11& 435.01& 420.55& 422.10\\ 418.72& 430.27& 428.99& 435.52& 419.84& 431.01& 424.58& 409.88\\ 425.99& 421.66& 431.56& 423.47& 419.55& 437.56& 430.22& 426.36\\ 437.11& 426.55& 431.04& 428.69& 436.66& 431.33& 423.43& 422.34\\ 421.44& 426.85& 430.50& 419.74& 426.85& 437.55& 420.48& 427.71\end{array}\right]---\left(1\right)$

$L_{\mathrm{AVERAGE}}(i,j)=\frac{\mathrm{\Σ}{L}_{255}(i,j)}{i\×j}427.46---\left(2\right)$

3、通过背光驱动控制电路板103设定背光源初始亮度矩阵L_BLOCK-SET，见公式（3），具体背光显示的亮度见图5所示。初始亮度矩阵中的元素记为L_BLOCK-SET(i,j)，L_BLOCK-SET(i,j)表示第(i,j)个分区的背光设定值。其中，i=1～6,j=1～8，i表示分区背光的行数，j表示分区背光的列数，6×8表示LED分区背光数。如L_BLOCK-SET(2,4)代表第2行第4列分区背光设定亮度值，即51；

$L_{\mathrm{BLOCK}-\mathrm{SET}}=\left[\begin{array}{cccccccc}0& 0& 0& 230& 128& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 51& 77& 0& 0& 0\\ 0& 255& 128& 102& 255& 230& 51& 0\\ 0& 153& 239& 128& 51& 179& 255& 0\\ 0& 0& 0& 102& 153& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 128& 77& 0& 0& 0\end{array}\right]---\left(3\right)$

4、为获知步骤3中背光初始亮度矩阵L_BLOCK-SET下对应的液晶显示面板102的亮度，需测试液晶显示面板102对应各分区亮度值。移动二维运动云台4，带动色度亮度计2逐个测试液晶显示面板102对应各分区中心点的亮度，记为L_BLOCK-MEA(i,j)，见公式（4）。其中i=1～6,j=1～8，i表示分区背光的行数，j表示分区背光的列数，4×8表示LED分区背光数量。如L_BLOCK-MEA(2,4)代表背光值在亮度矩阵L_BLOCK-SET时，第2行第4列分区背光对应显示器上该分区中心点的亮度，即104.67。测得亮度矩阵见公式（4）。实际中，开灯分区的相邻分区也会有亮度，但为尽量减少环境光影响，计算时只取开灯分区，此处，相邻分区仍以0表示；

${L_{\mathrm{BLOCK}-\mathrm{MEA}}}^{\′}=\left[\begin{array}{cccccccc}0& 0& 0& 288.89& 117.59& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 104.67& 151.39& 0& 0& 0\\ 0& 299.99& 188.67& 184.16& 303.09& 284.96& 87.91& 0\\ 0& 258.89& 286.25& 184.98& 116.40& 284.77& 333.64& 0\\ 0& 0& 0& 166.49& 234.11& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 182.09& 117.07& 0& 0& 0\end{array}\right]---\left(4\right)$

5、将测试数据L_BLOCK-MEA(i,j)按照步骤2所得归一化标准L_AVERAGE归一化到0-255阶；按公式（5）进行归一化计算，得到归一化亮度矩阵L_BLOCK-MEA‘，见公式（6）。归一化亮度矩阵L_BLOCK-MEA‘中的元素L_BLOCK-MEA‘(i,j)表示归一化后显示器对应各分区的中心亮度值。其中，i=1～6,j=1～8，i表示分区背光的行数，j表示分区背光的列数，6×8表示LED分区背光数量。如L_BLOCK-MEA‘(2,4)代表背光值在亮度矩阵_LBLOCK-SET时，第2行第4列分区背光对应显示器上该分区中心点归一化后的亮度，即62.44；

${L_{\mathrm{BLOCK}-\mathrm{MEA}}}^{\′}(i,j)=\frac{L_{\mathrm{BLOCK}-\mathrm{MEA}}(i,j)\×255}{L_{\mathrm{AVERAGE}}}---\left(5\right)$

${L_{\mathrm{BLOCK}-\mathrm{MEA}}}^{\′}=\left[\begin{array}{cccccccc}0& 0& 0& 172.34& 70.15& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 62.44& 90.31& 0& 0& 0\\ 0& 178.96& 112.55& 110.13& 180.81& 169.99& 52.44& 0\\ 0& 154.44& 170.66& 110.35& 69.44& 169.88& 199.03& 0\\ 0& 0& 0& 99.32& 139.66& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 108.63& 69.84& 0& 0& 0\end{array}\right]---\left(6\right)$

以L_BLOCK-MEA‘(1,4)为例，归一化计算方法为：288.89×255/427.46=172.34。

6、建立光扩散函数模板计算方程组，具体步骤如下：

6.1将背光初始亮度矩阵L_BLOCK-SET按原边界值进行边界扩散，得到边界扩散亮度矩阵L_EXT，L_EXT是一个8×10的矩阵。边界扩散亮度矩阵L_EXT见公式（7）；

$L_{K-2}=\left[\begin{array}{cccccccccc}0& 0& 0& 0& 230& 128& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 230& 128& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 51& 77& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 255& 128& 102& 255& 230& 51& 0& 0\\ 0& 0& 153& 239& 128& 51& 179& 255& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 102& 153& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 128& 77& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 128& 77& 0& 0& 0& 0\end{array}\right]---\left(7\right)$

6.2对边界扩散亮度矩阵L_EXT中不包含扩散边界的元素进行混光，即对L_EXT（2,2）到L_EXT（7,9）的元素进行混光,接着对剩余边界元素以原边界扩充，得到扩充亮度矩阵，扩充亮度矩阵记为L_H，L_H中的元素记为L_H(i,j)，其中i=1～8,j=1～10，L_H（i，j）的计算方法见公式（8）。公式（8）中，a，b，c和d为3×3扩散膜模板参数。以扩充亮度矩阵L_H中第5行、第3列元素L_H（5,3）为例，计算方法见公式（9）；

L_H(i,j)＝a×L_ext(i,j)+b×{L_ext(i-1,j)+L_ext(i+1),j)}+c×{L_ext(i,j-1)+L_ext(i.j+1)}+d×{L_ext(i-1,j-1)+L_ext(i-1,j+1)+L_ext(i+1,j-1)+L_ext(i+1,j+1)}           (8)

L_H(5,3)＝a×0+b×(0+102)+c×(239+0)+d×(153+128+0+128)   （9）

6.3抽取扩充亮度矩阵L_H中不包括边界扩散的元素组成新的矩阵，即抽取L_EXT（2,2）到L_EXT（7,9）的元素组成新的矩阵，所述新的矩阵记为L_H‘，则L_H‘是一个6×8的矩阵。新的矩阵中元素L_H‘(i,j)为含参数a，b，c和d的算式，可用含参数a，b，c和d的函数g（a,b,c,d）简单表示；

6.4将新的矩阵L_H‘线性扩大4倍，得到第一扩大矩阵，第一扩大矩阵记为L_H‘‘，L_H‘‘是一个12×16的矩阵；

6.5再重复6.1～6.4的步骤4次，经过5次混光扩大得到混光扩大矩阵L_FINAL，具体液晶显示面板102显示的亮度见图6所示。L_FINAL是一个192×256的矩阵。混光扩大矩阵中的元素L_H‘(i,j)为含参数a，b，c和d的算式，可用含参数a，b，c和d的函数h（a,b,c,d）简单表示；

6.6将混光扩大矩阵L_FINAL中的元素进行6×8分区则每分区中含有混光扩大矩阵L_FINAL中32×32个元素算式。取每个分区中心四个元素算式的平均值算式，作为液晶显示面板102对应该分区中心的亮度算式，该分区中心的亮度算式仍为含参数a，b，c和d的算式，可用含参数a，b，c和d的函数f（a,b,c,d）简单表示；

7、将步骤5所得背光源的归一化亮度矩阵L_BLOCK-MEA‘中4个以上的元素数值与液晶显示面板102对应各分区中心的亮度算式f（a,b,c,d）相等，即可构成该分区方程L_BLOCK-MEA‘(i,j)=f（a，b，c，d），与其他分区方程联立组成方程组，再结合恒等式a+2b+2c+4d=1，联立解方程,即可求解得到a=0.4；b=c=0.12，d=0.09。即得测试液晶显示器背光所用扩散膜系下光扩散函数模板。当分区为正方形时，光扩散距离上下左右相等，因此模板参数b=c，可知计算值与理论相符。

选取方程和计算求解的过程，可通过MATLAB程序自动化完成，程序流程图请参阅附图2。另外，可在本测试系统6×8的分区背光下，通过测试和计算其它背光设置情况，验证该光扩散模板的正确性。

以上所述仅为本发明测试用液晶显示系统的背光模组所用扩散膜系扩散函数模板的求解示例，但本发明的保护范围并不仅限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明原理的范围内，做出若干变型或改进，例如改变分区背光或扩散膜板大小等一系列与本发明相关的内容，也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种LED分区背光光扩散函数模板的测试方法，采用分区动态调光的液晶显示器（1）、色度亮度计（2）、计算机（3）和二维运动云台（4）；所述分区动态调光的液晶显示器（1）内包括背光模块（101）、液晶显示面板（102）和背光驱动控制电路板（103）；所述背光模块（101）主要包括LED背光光源、反射膜、导光板、扩散膜或扩散板和增亮膜；将LED背光光源分成特定数量的分区，形成可单独控制的的LED分区背光，以实现分区动态调光；LED光源发出的光线通过扩散膜或扩散板后成为亮度均匀的面光源；光扩散函数描述了LED发出的光线经过多次扩散膜或扩散板扩散后入射到液晶屏的光线传递性能；实际中LED光线通过扩散膜或扩散板的传播过程可以用（2n+1）×（2n+1）函数模板来表示；其中，n为大于等于1的整数；函数模板中的参数表明了光线在不同方向的扩散性能；以最简单的n等于1的3×3函数模板为例，就有a，b，c和d四个参数需要确定；其中a在扩散模板的中心位置，表示为光扩散中心扩散后的剩余光能量系数；b,c和d分布在扩散模板的四周，分别代表光扩散中心对四周的扩散能力系数；为保证光传播中能量守恒，a,b,c和d满足恒等式a+2b+2c+4d=1；

其特征在于：为获得LED分区背光光扩散函数模板，首先首先设定各LED分区背光特定的亮度，接着用色度亮度计（2）测试分区背光对应的液晶显示面板（102）上各分区的实际亮度，然后将测试的实际亮度数据对应代入计算机MATLAB自动化求解程序，得到光扩散函数模板参数的方程组，最终求解出光扩散函数模板参数；测试的液晶显示器必须具有可单独控制亮度的LED分区背光，LED背光光源位于背光模块（101）下方的直下式或位于背光模块（101）侧边的侧出式均可；

LED分区背光光扩散函数模板测试的具体操作步骤如下：

（1）将液晶显示器（1）放到二维运动云台（4）上，使色度亮度计（2）对准液晶显示面板（102）的中心；

（2）背光亮度按常用8位256阶划分，即最低亮度为0，最高亮度为255；背光驱动控制电路板（103）产生所有LED分区背光都是最高亮度255的驱动信号，送入背光源；待液晶显示面板（102）显示稳定，移动二维运动云台（4），带动色度亮度计（2）逐个测试各分区中心点的亮度，记为L₂₅₅(i,j)，见公式（1）；其中，i=1～L,j=1～K，i表示分区背光的行数，j表示分区背光的列数，L×K表示LED分区背光数量，将L₂₅₅(i,j)平均值作为之后测试亮度的归一化标准，记为L_average，见公式（2）：

$L_{255}=\left[\begin{array}{c}{L}_{255-11}{L}_{255-12}................L_{255-1K}\\ L_{255-21}{l}_{255-22}................l_{255-2K}\\ ................................\\ L_{255-m1}{L}_{255-m2}................L_{255-\mathrm{mK}}\\ L_{255-L1}{L}_{255-L2}..............L_{255-\mathrm{LK}}\end{array}\right]---\left(1\right)$

$L_{\mathrm{average}}(i,j)=\frac{\mathrm{\Σ}{L}_{255}(i,j)}{i\×j}---\left(2\right)$

（3）通过背光驱动控制电路板（103）设定背光源初始亮度矩阵L_blcok-set，见公式（3）；初始亮度矩阵中的元素记为L_blcok-set(i,j)；L_blcok-set(i,j)表示第(i,j)个分区的背光设定值，其中，i=1～L,j=1～K，i表示分区背光的行数，j表示分区背光的列数，L×K表示LED分区背光数；

$L_{\mathrm{block}-\mathrm{set}}=\left[\begin{array}{c}{L}_{11}{L}_{12}................L_{1K}\\ L_{21}{L}_{22}................L_{2K}\\ ................................\\ L_{m1}{L}_{m2}................L_{\mathrm{mK}}\\ L_{L1}{L}_{L2}..............L_{\mathrm{LK}}\end{array}\right]---\left(3\right)$

（4）为获知步骤（3）中背光初始亮度矩阵L_blcok-set下对应的液晶显示面板（102）的亮度，需测试液晶显示面板（102）对应各分区亮度值；移动二维运动云台（4），带动色度亮度计（2）逐个测试液晶显示面板（102）对应各分区中心点的亮度，记为L_blcok-mea(i,j)，见公式（4）；其中i=1～L,j=1～K，i表示分区背光的行数，j表示分区背光的列数，L×K表示LED分区背光数量；

$L_{\mathrm{block}-\mathrm{mea}}=\left[\begin{array}{c}{L\′}_{11}{L\′}_{12}............{L\′}_{1K}\\ {L\′}_{21}{L\′}_{21}............{L\′}_{2K}\\ ................................\\ {L\′}_{n1}{L\′}_{n1}............{L\′}_{\mathrm{nK}}\\ {L\′}_{L1}{L\′}_{L1}............{L\′}_{\mathrm{LK}}\end{array}\right]---\left(4\right)$

（5）将测试数据L_blcok-mea(i,j)按照步骤（2）所得归一化标准L_average归一化到0-255阶；按公式（5）进行归一化计算，得到归一化亮度矩阵L_block-mea‘，见公式（6）；归一化亮度矩阵L_block-mea‘中的元素L_block-mea‘(i,j)表示归一化后显示器对应各分区的中心亮度值，其中，i=1～L,j=1～K，i表示分区背光的行数，j表示分区背光的列数，L×K表示LED分区背光数量；

$L_{\mathrm{block}-\mathrm{mea}}\′(i,j)\frac{L_{\mathrm{block}-\mathrm{mea}}(i,j)\×255}{L_{\mathrm{average}}}---\left(5\right)$

$L_{\mathrm{block}-\mathrm{mea}}\′=\left[\begin{array}{c}{L\′}_{g-11}{L\′}_{g-12}................{L\′}_{g-1K}\\ {L\′}_{g-21}{L\′}_{g-21}................{L\′}_{g-2K}\\ ................................\\ {L\′}_{g-n1}{L\′}_{g-n1}................{L\′}_{g-\mathrm{nK}}\\ {L\′}_{g-L1}{L\′}_{g-L1}.................{L\′}_{g-\mathrm{LK}}\end{array}\right]---\left(6\right)$

（6）建立光扩散函数模板计算方程组，具体步骤如下：

6.1将背光初始亮度矩阵L_blcok-set按原边界值进行边界扩散，得到边界扩散亮度矩阵L_ext，L_ext是一个（L+2）×（K+2）的矩阵，其中L为步骤（2）中的L，K为步骤（2）中的K，边界扩散亮度矩阵L_ext见公式（7）；

$L_{\mathrm{ext}}=\left[\begin{array}{c}{L}_{11}{L}_{11}{L}_{12}.................L_{1K-1}{L}_{1K}{L}_{1K}\\ L_{11}{L}_{11}{L}_{12}.................L_{1K-1}{L}_{1K}{L}_{1K}\\ L_{21}{L}_{21}{L}_{22}................L_{2K-1}{L}_{2K}{L}_{2K}\\ ....................................\\ L_{m1}{L}_{m1}{L}_{m2}...............L_{\mathrm{mK}-1}{L}_{\mathrm{mK}}{L}_{\mathrm{mK}}\\ L_{L1}{L}_{L1}{L}_{L2}..............L_{\mathrm{LK}-1}{L}_{\mathrm{LK}}{L}_{\mathrm{LK}}\\ L_{L1}{L}_{L1}{L}_{L2}..............L_{\mathrm{LK}-1}{L}_{\mathrm{LK}}{L}_{\mathrm{LK}}\end{array}\right]---\left(7\right)$

6.2对边界扩散亮度矩阵L_ext中不包含扩散边界的元素进行混光，即对L_ext（2,2）到L_ext（L+1,K+1）的元素进行混光,接着对剩余边界元素以原边界扩充，得到扩充亮度矩阵，扩充亮度矩阵记为L_H，见公式（8）；L_H中的元素记为L_H(i,j)，其中i=1～（L+2）,j=1～（K+2），L为步骤（2）中的L，K为步骤（2）中的K，L_H（i,j)的计算方法见公式（9）；公式（9）中，a，b，c和d为3×3扩散膜函数模板参数；

$L_H=\left[\begin{array}{cccccccc}{L}_{\mathrm{ext}-10}& L_{\mathrm{ext}-11}& L_{\mathrm{ext}-12}& L_{\mathrm{ext}-13}& ..........& L_{\mathrm{ext}-1(K-1)}& L_{\mathrm{ext}-1K}& L_{\mathrm{ext}-1(K+1)}\\ L_{\mathrm{ext}-20}& L_{H-11}& L_{H-12}& L_{H-13}& .........& L_{H-1(K-1)}& L_{H-1K}& L_{\mathrm{ext}-2(K+1)}\\ L_{\mathrm{ext}-30}& L_{H-21}& L_{H-22}& L_{H-23}& .........& L_{H-2(K-1)}& L_{H-2K}& L_{\mathrm{ext}-3(K+1)}\\ L_{\mathrm{ext}-40}& L_{H-31}& L_{H-32}& L_{H-33}& .........& L_{H-3(K-1)}& L_{H-3K}& L_{\mathrm{ext}-4(K+1)}\\ .........& & & & & & & \\ L_{\mathrm{ext}-L0}& L_{H-(L-1)1}& L_{H-(L-1)2}& L_{H-(L-1)3}& ..........& L_{H-(L-1)(K-1)}& L_{H-(L-1)}& L_{\mathrm{ext}-L(K+1)}\\ L_{\mathrm{ext}-(L+1)0}& L_{H-L1}& L_{H-L2}& L_{H-L3}& ..........& L_{H-L(K-1)}& L_{H-\mathrm{LK}}& L_{\mathrm{ext}-(L+1)(K+1)}\\ L_{\mathrm{ext}-(L+2)0}& L_{\mathrm{ext}-(L+2)1}& L_{\mathrm{ext}-(L+2)2}& L_{\mathrm{ext}(L+2)3}& .........& L_{\mathrm{ext}-(L+2)(K-1)}& L_{\mathrm{ext}-(L+2)K}& L_{\mathrm{ext}-(L+2)(K+1)}\end{array}\right]---\left(8\right)$

L_H(i,j)＝a×L_ext(i,j)+b×{L_ext(i-1,j)+L_ext(i+1),j)}+c×{L_ext(i,j-1)+L_ext(i.j+1)}+d×{L_ext(i-1,j-1)+L_ext(i-1,j+1)+L_ext(i+1,j-1)+L_ext(i+1,j+1)}   （9）

6.3抽取扩充亮度矩阵L_H中不包括边界扩散的元素组成新的矩阵，即抽取L_ext（2,2）到L_ext（L+1,K+1）的元素组成新的矩阵，所述新的矩阵记为L_H‘，则L_H‘是一个L×K的矩阵，见公式（10），公式（10）中L为步骤（2）中的L，K为步骤（2）中的K；新的矩阵中元素L_H‘(i,j)为含参数a，b，c和d的算式，可用含参数a，b，c和d的函数g（a,b,c,d）简单表示；

${L_H}^{\′}=\left[\begin{array}{cccccc}{L}_{H-11}& L_{H-12}& L_{H-13}& .........& L_{H-1(K-1)}& L_{H-1K}\\ L_{H-21}& L_{H-22}& L_{H-23}& .........& L_{H-2(K-1)}& L_{H-2K}\\ L_{H-31}& L_{H-32}& L_{H-33}& .........& L_{H-3(K-1)}& L_{H-3K}\\ .........& & & & & \\ L_{H-(L-1)1}& L_{H-(L-1)2}& L_{H-(L-1)3}& .........& L_{H-(L-1)(K-1)}& L_{H-(L-1)K}\\ L_{H-L1}& L_{H-L2}& L_{H-L3}& .........& L_{H-L(K-1)}& L_{H-\mathrm{LK}}\end{array}\right]---\left(10\right)$

6.4将新的矩阵L_H‘线性扩大4倍，得到第一扩大矩阵，第一扩大矩阵记为L_H‘‘，L_H‘‘是一个2L×2K的矩阵,见公式（11）；公式（11）中L为步骤（2）中的L，K为步骤（2）中的K；

6.5再重复6.1～6.4的步骤4次，经过5次混光扩大得到混光扩大矩阵L_final，L_final是一个（L×2⁵）×（K×2⁵）的矩阵，其中L为步骤（2）中的L，K为步骤（2）中的K；混光扩大矩阵中的元素L_H‘(i,j)为含参数a，b，c和d的算式，可用含参数a，b，c和d的函数h（a,b,c,d）简单表示；

6.6将混光扩大矩阵L_final中的元素进行L×K分区，其中L为步骤（2）中的L，K为步骤（2）中的K；则每分区中含有混光扩大矩阵L_final中32×32个元素算式；取每个分区中心四个元素算式的平均值算式，作为液晶显示面板（102）对应该分区中心的亮度算式，该分区中心的亮度算式仍为含参数a，b，c和d的算式，可用含参数a，b，c和d的函数f（a,b,c,d）简单表示；

（7）将步骤5所得背光源的归一化亮度矩阵L_blcok-mea‘中4个以上的元素数值与液晶显示面板（102）对应各分区中心的亮度算式f（a,b,c,d）相等，即可构成该分区方程L_block-mea‘(i,j)=f（a，b，c，d），与其他分区方程联立组成方程组，再结合恒等式a+2b+2c+4d=1，联立解方程，即可求解得到测试液晶显示器（1）中背光模块（101）所用扩散膜系下光扩散函数模板参数：a，b，c和d的具体数值；

选取方程和计算求解的过程，可通过MATLAB程序自动化完成；另外，可在测试系统L×K的分区背光下，通过测试和计算其它背光设置情况，验证求解出的LED分区背光光扩散函数模板的正确性。

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