CN104050944A - 液晶显示控制方法、系统及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液晶显示控制方法、系统及显示装置，其中所述液晶显示控制方法包括：对输入的视频信号进行解码运算，得到对应于显示面板各个像素的数据；对所述显示面板进行区域划分，其中背光源上对应于每个所划分的区域的中心设置有一个或多个光源，根据所述显示面板相应各区域的各个像素的数据来计算各区域的控制信号；根据各个区域内的光分布对各个区域再进行子区域划分，针对所划分的单个区域内的不同子区域调整所述单个区域内的不同子区域的控制信号；根据调整后的控制信号对所述显示面板和所述背光源进行控制。

Description

液晶显示控制方法、系统及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种液晶显示控制方法、系统及显示装置。
背景技术
随着液晶显示技术的发展，诸如液晶电视等液晶显示装置逐渐在广大消费者中普及，而且尺寸也越来越大，给人们带来视觉上的最新享受。
液晶显示为被动显示器件，背光源在整个液晶电视的功耗中所占的比例最高。为了降低功耗，对于直下式背光源，现有技术中将显示面板均匀划分成多个区域，利用控制装置获取液晶显示装置主芯片上的显示信号，通过对显示信号进行分析对各个区域内的背光源进行相应控制，从而实现液晶显示装置的功耗降低。
但是，由于所划分的单个区域尺寸要远远大于液晶显示面板的一个像素，而且单个区域中光的分布并不均匀，此外，在对显示面板进行区域划分后，单个区域的亮度不仅受其正下方的背光源的影响，而且还受周围相邻的8个区域下方背光源的影响，如图1所示。因此，采用现有的背光源区域控制方法对各个区域按照一定的值进行控制，会导致相邻区域间的亮度层次过大，影响用户的观看。
因此需要一种能够降低液晶显示装置功耗且使液晶显示装置中相邻各区域亮度层次过渡平滑的解决方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是液晶显示装置功耗高且相邻区域亮度层次突兀感过强的问题。
为此目的，本发明提出了一种液晶显示控制方法，包括：对输入的视频信号进行解码运算，得到对应于显示面板各个像素的数据；对所述显示面板进行区域划分，其中背光源上对应于每个所划分的区域的中心设置有一个或多个光源，根据所述显示面板相应各区域的各个像素的数据来计算各区域的控制信号；根据各个区域内的光分布对各个区域再进行子区域划分，针对所划分的单个区域内的不同子区域调整所述单个区域内的不同子区域的控制信号；根据调整后的控制信号对所述显示面板和所述背光源进行控制。
优选地，所述计算各区域的控制信号包括；根据所述显示面板相应各区域的各个像素的数据，计算各区域的像素最大值，并根据所计算出的各区域的像素最大值得到调整后的像素值和背光值。
优选地，所述根据所计算出的各区域的像素最大值得到调整后的像素值和背光值包括：根据所述各区域的像素最大值计算所述各区域的像素调整系数，并由所述像素调整系数计算得到调整后的像素值，以及根据所述各区域的像素最大值计算所述各区域的背光调整系数，并由所述背光调整系数计算得到调整后的背光值。
优选地，所述进行子区域划分包括：将各个区域划分为第一子区域和第二子区域，所述第一子区域位于各个区域的中央，所述第二子区域是围绕所述第一子区域的8个子区域。
优选地，调整所述单个区域内的不同子区域的控制信号包括：根据各个子区域的各个像素的数据，计算出各子区域的像素最大值，并根据所计算出的各子区域的像素最大值得到调整后的像素值和背光值。
优选地，所述根据所计算出的各子区域的像素最大值得到调整后的像素值和背光值包括：根据所述各子区域的像素最大值计算所述各子区域的像素调整系数，并由所述像素调整系数计算得到调整后的像素值，以及根据所述各子区域的像素最大值计算所述各子区域的背光调整系数，并由所述背光调整系数计算得到调整后的背光值。
优选地，所述对所述显示面板进行区域划分包括：将所述显示面板划分成多个正方形区域，所述背光源上对应于每个所划分的正方形区域的中心设置有n×n个光源，其中n为大于或等于1的整数。
优选地，所述根据调整后的控制信号对所述显示面板进行控制包括：根据调整后的像素值控制所述显示面板，并且根据调整后的背光值控制所述背光源。
本发明还提出了一种液晶显示控制系统，包括：解码器，对输入的视频信号进行解码运算，得到对应于显示面板各个像素的数据；区域信号处理装置，对所述显示面板进行区域划分，其中背光源上对应于每个所划分的区域的中心设置有一个或多个光源，并且根据所述显示面板相应各区域的各个像素的数据来计算各区域的控制信号；子区域信号处理装置，根据各个区域内的光分布对各个区域再进行子区域划分，针对所划分的单个区域内的不同子区域调整所述单个区域内的不同子区域的控制信号；以及控制装置，根据调整后的控制信号对所述显示面板和所述背光源进行控制。
优选地，所述区域信号处理装置包括；区域划分模块，对所述显示面板进行区域划分，其中背光源上对应于每个所划分的区域的中心设置有一个或多个光源；区域像素最大值计算模块，根据所述显示面板相应各区域的各个像素的数据，计算各区域的像素最大值；区域像素调整模块，根据所述各区域的像素最大值计算各区域的像素调整系数，并由所述像素调整系数计算调整后的像素值；以及区域背光调整模块，根据所述各区域的像素最大值计算各区域的背光调整系数，并由所述背光调整系数计算调整后的背光值。
优选地，所述子区域信号处理装置包括：子区域划分模块，根据各个区域内的光分布对各个区域再进行子区域划分；子区域像素最大值计算模块，根据各个子区域的各个像素的数据，计算各子区域的像素最大值；子区域像素调整模块，根据所述各子区域的像素最大值计算各子区域的像素调整系数，并由所述像素调整系数计算调整后的像素值；以及子区域背光调整模块，根据所述各子区域的像素最大值计算各子区域的背光调整系数，并由所述背光调整系数计算调整后的背光值。
优选地，所述控制装置包括：像素值控制模块，根据调整后的像素值控制所述显示面板，以及背光值控制模块，根据调整后的背光值控制所述背光源。
本发明进一步提出了一种液晶显示装置，包括上述液晶显示控制系统。
优选地，所述液晶显示装置采用直下式背光源。
通过采用本发明所公开的液晶显示控制方法、系统及显示装置，对背光源的每一个控制区域再进一步划分，并对控制区域中的不同像素按照不同的调整系数进行调节，不仅降低了功耗，还减小了相邻区域之间亮度层次的突兀感，使得显示更加自然。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了各个区域内背光源的相互影响的示意图；
图2示出了根据本发明实施例的液晶显示控制方法的流程图；
图3示出了根据本发明实施例的显示装置的区域划分示意图；
图4示出了单颗LED发光的亮度随角度变化的曲线；
图5示出了背光源出光的示意图；
图6示出了位于显示装置边缘的区域的模型示意图；
图7示出了单个区域的子区域划分示意图；
图8示出了根据本发明实施例的液晶显示控制系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。
图2示出了根据本发明实施例的液晶显示控制方法的流程图。
如图2所示，该控制方法包括：
步骤S1：对输入的视频信号进行解码运算，得到对应于显示面板各个像素的数据。该数据可以是6位、8位或10位。
步骤S2：对显示面板进行区域划分。与现有技术中简单的将显示面板均匀划分成多个区域不同，根据本发明实施例的液晶显示控制方法则是使背光源上对应于每个所划分的区域的中心设置有一个或多个光源。对于直下式液晶显示装置而言，通常采用LED光源均匀分布在显示面板下方，如图3所示，在根据本发明实施例的液晶显示控制方法中，将显示面板100划分成多个正方形区域10，图3中仅示意性地示出了9个正方形区域10，实际上根据显示面板的具体尺寸将显示面板划分成更多或更少的区域都是可能的，通过正方形区域10的划分使背光源上对应于每个所划分的正方形区域10的中心设置有n×n个LED光源11，其中n为大于或等于1的整数。通常选择8×8个LED光源对应于所划分的正方形区域的中心，但是本发明并不限于此，为了获得更精细的控制，也可以选择以4×4个或2×2个甚至是1个LED光源为中心划分正方形区域。当然，本领域技术人员可以理解，所划分的区域不一定是正方形，在本文中只是以正方形为例说明本发明的原理，而并非作出任何限制，所划分的区域也可以是矩形或是其他多边形，如三角形、菱形、五边形、六边形等。
步骤S3：根据所述显示面板相应各区域的各个像素的数据来计算各区域的控制信号。该步骤具体包括：根据显示面板相应各区域的各个像素的数据，计算各区域的像素最大值，并根据所计算出的各区域的像素最大值得到调整后的像素值和背光值。更具体地，在根据显示面板相应各区域的各个像素的数据计算各区域的像素最大值后，根据各区域的像素最大值计算各区域的像素调整系数，并由该像素调整系数计算调整后的像素值；并且根据各区域的像素最大值计算各区域的背光调整系数，由该背光调整系数计算调整后的背光值。
步骤S4：根据各个区域内的光分布对各个区域再进行子区域划分，针对所划分的单个区域内的不同子区域调整所述单个区域内的不同子区域的控制信号。该步骤具体包括：根据各个子区域的各个像素的数据，计算各子区域的像素最大值，并根据所计算出的各子区域的像素最大值得到调整后的像素值和背光值。更具体地，在根据各个子区域的各个像素的数据计算各子区域的像素最大值后，根据所述各子区域的像素最大值计算各子区域的像素调整系数，并由所述像素调整系数计算调整后的像素值；并且根据所述各子区域的像素最大值计算各子区域的背光调整系数，并由所述背光调整系数计算调整后的背光值。
步骤S5：根据调整后的控制信号对所述显示面板进行控制。具体地，按照相关协议将调整后的像素值传输给液晶驱动电路以控制显示面板，并且按照背光驱动电路的通讯协议，如SPI，IIC等，将调整后的各区域背光值传输给背光驱动电路以控制背光源。
下面将结合具体实例对根据本发明实施例的液晶显示控制方法进行详细描述。图4示出了单颗LED发光的亮度随角度变化的曲线，如图4所示，对于单颗LED而言，随着发光角度的变化，光的亮度呈现递减的趋势，在30度发光角度处，光的亮度为中心亮度的90％，45度发光角度处，光的亮度为中心亮度的85％，60度发光角处，光的亮度为中心亮度的50％。图5示出了背光源出光的示意图。如图5所示，背光源LED按照点阵排布，设定相邻LED的距离和混光高度按照1∶1的比例，即混光高度为H且两个相邻LED之间的距离为H。由此，在混光面上出光角为30度、45度、60度处，距离该LED中心的距离分别为0.58H、H、1.73H，根据图4中出光角与亮度的曲线可知，相对应光的亮度分别为中心亮度的90％、85％、50％。
当整个液晶显示装置的显示面板被划分为多个正方形区域后，可以采用各种已知的方法来得到该多个区域的控制信号。在所划分的多个区域中取其中一个区域作为研究对象，例如取图3中的正方形区域10a为研究对象，则与其亮度相关的区域还有其相邻的8个区域。对于位于显示装置边缘的区域，虽然其位于显示装置边缘的侧边上没有围绕其他正方形区域，但是由于背光源侧面使用反射材料，可以按照镜面反射来考虑，其数学模型与图3相同。如图6所示，取位于显示装置边角的正方形区域为例，与其相邻的只有3个区域，但是由于背光源侧面的反射材料，可镜像出5个区域，如图6中虚线所示的区域。因而，对于整个显示装置内的区域均可以采用相同的数学模型来进行计算。
为了减小相邻区域亮度层次的突兀感，需要对各个区域再进一步划分。如图7所示，该区域包含的像素数为n×n，选择将LED背光从最大亮度到衰减为90％的区域划分为第一子区域，该第一子区域的四个侧边距离该区域中心0.58H，将最大亮度从90％衰减到85％的区域划分为第二子区域，即围绕该第一子区域的八个子区域，从而得到了位于中心的第一子区域O和围绕第一子区域O的第二子区域A、B、C、D、E、F、G、H。但是本发明的子区域划分原则并不限于此，也可以对亮度值进行更细的划分，如每隔1％划分一个子区域，从而可得到对画面的更细腻控制。
在本实施例中，假设LED背光的设定最大亮度为L，则在该最大亮度下，测定第一子区域O的亮度为2L，第二子区域A至H的亮度为1.85L。
假设像素数据为8位，根据解码运算得到的各个像素的数据，计算得到9个区域的像素最大值分别为M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9，则每个区域的背光调整系数分别为M1/256、M2/256、M3/256、M4/256、M5/256、M7/256、M8/256、M9/256，用各个子区域的设定亮度最大值乘以相应子区域的背光调整系数，即可得到对应当前画面调整的背光。
对应区域像素值也要进行相应调整以得到保证显示画面不失真。对所研究区域，根据各个子区域对所研究区域的亮度贡献度，可以得到第一子区域O的像素调整系数为256/(M1/2+(M2+M3+M4+M5+M6+M7+M8+M9)/16)，第二子区域A至F的像素调整系数为256/(M1*0.85/1.85+(M2+M3+M4+M5+M6+M7+M8+M9)/16)。用对应子区域的输入像素值乘以相应的像素调整系数，即得到调整后的像素值。
调整后的背光值与调整后的像素值相匹配后，即可得到与输入画面相符合的图像。由于背光亮度的降低，所以整体功耗会减小。而且由于对单个区域的像素控制进行了进一步划分，所以相邻区域间的过渡会更平滑，用户观看时不会有突兀感。
图8示出了根据本发明实施例的液晶显示控制系统的示意图。如图8所示，根据本发明实施例的液晶显示控制系统包括解码器11、区域信号处理装置12、子区域信号处理装置13和控制装置14。
具体而言，解码器11对输入的视频信号进行解码运算，得到对应于显示面板各个像素的数据；区域信号处理装置12对显示面板进行区域划分，其中背光源上对应于每个所划分的区域的中心设置有一个或多个光源，根据显示面板相应各区域的各个像素的数据来计算各区域的控制信号；子区域信号处理装置13根据各个区域内的光分布对各个区域再进行子区域划分，针对所划分的单个区域内的不同子区域调整该单个区域内的不同子区域的控制信号；控制装置14根据调整后的控制信号对所述显示面板进行控制。
更进一步，区域信号处理装置12包括：区域划分模块，对显示面板进行区域划分，其中背光源上对应于每个所划分的区域的中心设置有一个或多个光源；区域像素最大值计算模块，根据显示面板相应各区域的各个像素的数据，计算各区域的像素最大值；区域像素调整模块，根据各区域的像素最大值计算各区域的像素调整系数，并由该像素调整系数计算调整后的像素值；以及区域背光调整模块，根据各区域的像素最大值计算各区域的背光调整系数，并由该背光调整系数计算调整后的背光值。
子区域信号处理装置13包括：子区域划分模块，根据各个区域内的光分布对各个区域再进行子区域划分；子区域像素最大值计算模块，根据各个子区域的各个像素的数据，计算各子区域的像素最大值；子区域像素调整模块，根据各子区域的像素最大值计算各子区域的像素调整系数，并由该像素调整系数计算调整后的像素值；以及子区域背光调整模块，根据各子区域的像素最大值计算各子区域的背光调整系数，并由该背光调整系数计算调整后的背光值。其中，该子区域划分模块用于将各个区域划分为第一子区域和第二子区域，第一子区域位于各个区域的中央，第二子区域是围绕第一子区域的8个子区域。
控制装置14包括：像素值控制模块，根据调整后的像素值控制显示面板，以及背光值控制模块，根据调整后的背光值控制背光源。
根据本发明实施例的液晶显示控制系统可以应用于各种大尺寸的直下式背光源显示装置中。通过采用根据本发明实施例的液晶显示控制方法、系统和显示装置，对显示面板的每一个控制区域再进一步划分，并对控制区域中的不同像素按照不同的调整系数进行调节，不仅降低了功耗，还减小了相邻区域之间亮度层次的突兀感，使得显示更加自然。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (14)

1.一种液晶显示控制方法，包括：
对输入的视频信号进行解码运算，得到对应于显示面板各个像素的数据；
对所述显示面板进行区域划分，其中背光源上对应于每个所划分的区域的中心设置有一个或多个光源，
根据所述显示面板相应各区域的各个像素的数据来计算各区域的控制信号；
根据各个区域内的光分布对各个区域再进行子区域划分，针对所划分的单个区域内的不同子区域调整所述单个区域内的不同子区域的控制信号；
根据调整后的控制信号对所述显示面板和所述背光源进行控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算各区域的控制信号包括：
根据所述显示面板相应各区域的各个像素的数据，计算各区域的像素最大值，并根据所计算出的各区域的像素最大值得到调整后的像素值和背光值。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述根据所计算出的各区域的像素最大值得到调整后的像素值和背光值包括：
根据所述各区域的像素最大值计算所述各区域的像素调整系数，并由所述像素调整系数计算得到调整后的像素值，以及
根据所述各区域的像素最大值计算所述各区域的背光调整系数，并由所述背光调整系数计算得到调整后的背光值。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述进行子区域划分包括：
将各个区域划分为第一子区域和第二子区域，所述第一子区域位于各个区域的中央，所述第二子区域是围绕所述第一子区域的8个子区域。
5.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述单个区域内的不同子区域的控制信号包括：
根据各个子区域的各个像素的数据，计算出各子区域的像素最大值，并根据所计算出的各子区域的像素最大值得到调整后的像素值和背光值。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述根据所计算出的各子区域的像素最大值得到调整后的像素值和背光值包括：
根据所述各子区域的像素最大值计算所述各子区域的像素调整系数，并由所述像素调整系数计算得到调整后的像素值，以及
根据所述各子区域的像素最大值计算所述各子区域的背光调整系数，并由所述背光调整系数计算得到调整后的背光值。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述对所述显示面板进行区域划分包括：将所述显示面板划分成多个正方形区域，所述背光源上对应于每个所划分的正方形区域的中心设置有n×n个光源，其中n为大于或等于1的整数。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述根据调整后的控制信号对所述显示面板进行控制包括：
根据调整后的像素值控制所述显示面板，并且根据调整后的背光值控制所述背光源。
9.一种液晶显示控制系统，包括：
解码器，对输入的视频信号进行解码运算，得到对应于显示面板各个像素的数据；
区域信号处理装置，对所述显示面板进行区域划分，其中背光源上对应于每个所划分的区域的中心设置有一个或多个光源，并且根据所述显示面板相应各区域的各个像素的数据来计算各区域的控制信号；
子区域信号处理装置，根据各个区域内的光分布对各个区域再进行子区域划分，针对所划分的单个区域内的不同子区域调整所述单个区域内的不同子区域的控制信号；以及
控制装置，根据调整后的控制信号对所述显示面板和所述背光源进行控制。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述区域信号处理装置包括：
区域划分模块，对所述显示面板进行区域划分，其中背光源上对应于每个所划分的区域的中心设置有一个或多个光源；
区域像素最大值计算模块，根据所述显示面板相应各区域的各个像素的数据，计算各区域的像素最大值；
区域像素调整模块，根据所述各区域的像素最大值计算各区域的像素调整系数，并由所述像素调整系数计算调整后的像素值；以及
区域背光调整模块，根据所述各区域的像素最大值计算各区域的背光调整系数，并由所述背光调整系数计算调整后的背光值。
11.根据权利要求9所述的系统，其中所述子区域信号处理装置包括：
子区域划分模块，根据各个区域内的光分布对各个区域再进行子区域划分；
子区域像素最大值计算模块，根据各个子区域的各个像素的数据，计算各子区域的像素最大值；
子区域像素调整模块，根据所述各子区域的像素最大值计算各子区域的像素调整系数，并由所述像素调整系数计算调整后的像素值；以及
子区域背光调整模块，根据所述各子区域的像素最大值计算各子区域的背光调整系数，并由所述背光调整系数计算调整后的背光值。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的系统，其中所述控制装置包括：
像素值控制模块，根据调整后的像素值控制所述显示面板，以及
背光值控制模块，根据调整后的背光值控制所述背光源。
13.一种液晶显示装置，包括权利要求9至12中任一项所述的液晶显示控制系统。
14.根据权利要求13所述的液晶显示装置，其中所述液晶显示装置采用直下式背光源。
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