CN105551441B - 一种区域背光调整装置及其调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种区域背光调整装置及其调整方法，其中，所述区域背光调整装置包括图像信息模块、手动背光调整模块、控制模块和背光驱动模块，由图像信息模块将区域背光信号和场同步信号输出至控制模块，由手动背光调整模块将手动背光调整信号输出至控制模块；所述控制模块根据所述场同步信号读取所述区域背光信号和手动背光调整信号，并根据所述区域背光信号和手动背光调整信号计算区域亮度控制信号的占空比输出给背光驱动模块；所述背光驱动模块根据所述区域亮度控制信号的占空比调整区域背光亮度，从而实现了将手动背光调整和区域背光调整相结合，根据图像亮度及整屏亮度动态地调节区域背光亮度，提升了屏幕的对比度效果。

Description

一种区域背光调整装置及其调整方法

技术领域

本发明涉及电子信息技术领域，特别涉及一种区域背光调整装置及其调整方法。

背景技术

区域背光调整是根据图像的明暗信息来计算出区域的亮度信息，从而控制某个区域的亮暗程度，手动背光调整是电视菜单中手动调节背光的功能，该调整是实现整个屏的亮度调整，是用户个性化的调整。目前传统LED电视的背光调整无法实现根据图像的明暗来调整区域的背光亮度，即使一些屏具备区域背光调整功能，但不能实现手动背光调节和区域背光调节相结合的调整方法，且在区域背光调整时会产生屏闪的问题。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种区域背光调整装置及其调整方法，能将手动背光调整和区域背光调整相结合，根据图像亮度及整屏亮度动态地调节区域背光亮度，提升了屏幕的对比度效果。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种区域背光调整装置，其包括图像信息模块、手动背光调整模块、控制模块和背光驱动模块，由图像信息模块将区域背光信号和场同步信号输出至控制模块，由手动背光调整模块将手动背光调整信号输出至控制模块；所述控制模块根据所述场同步信号读取所述区域背光信号和手动背光调整信号，并根据所述区域背光信号和手动背光调整信号计算区域亮度控制信号的占空比输出给背光驱动模块；所述背光驱动模块根据所述区域亮度控制信号的占空比调整区域背光亮度。

所述的区域背光调整装置中，所述图像信息模块包括：

区域信号单元，用于将区域背光信号输出至控制模块；

同步单元，用于将场同步信号输出控制模块。

所述的区域背光调整装置中，所述控制模块包括判断单元、读取单元和计算单元，所述判断单元判断所述场同步信号产生上升沿时产生中断，由读取单元读取所述区域背光信号和手动背光调整信号，并由计算单元根据所述区域背光信号和手动背光调整信号计算区域亮度控制信号的占空比输出给背光驱动模块。

所述的区域背光调整装置中，所述手动背光调整模块包括信号接收单元和信号转换单元；由信号接收单元接收用户输入的手动背光调整信号，由信号转换单元将所述手动背光调整信号转换为直流电平信号输出至控制模块的模数转换单元，由所述模数转换单元将所述直流电平信号转换为数字信号并输出至读取单元。

所述的区域背光调整装置中，所述背光驱动模块包括若干个背光驱动芯片，所述背光驱动芯片与控制模块连接，用于根据所述区域亮度控制信号的占空比调整不同通道的背光的亮度。

所述的区域背光调整装置中，所述信号转换单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容和三极管，所述第一电阻的一端连接供电端和第二电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接三极管的集电极和第四电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接输入端、还通过第三电阻连接三极管的基极，所述第四电阻的另一端连接第一电容的一端、第二电容的一端和输出端，所述第一电容的另一端、第二电容的另一端、三级管的发射极均接地。

一种如上所述区域背光调整装置的调整方法，其包括如下步骤：

由图像信息模块将区域背光信号和场同步信号输出控制模块，由手动背光调整模块将手动背光调整信号输出至控制模块；

所述控制模块根据所述场同步信号读取所述区域背光信号和手动背光调整信号，并根据所述区域背光信号和手动背光调整信号计算区域亮度控制信号的占空比输出给背光驱动模块；

所述背光驱动模块根据所述区域亮度控制信号的占空比调整区域背光亮度。

所述的区域背光调整方法中，所述控制模块根据所述场同步信号读取所述区域背光信号和手动背光调整信号，并根据所述区域背光信号和手动背光调整信号计算区域亮度控制信号的占空比输出给背光驱动模块的步骤，包括：由判断单元判断所述场同步信号产生上升沿时产生中断；

由读取单元读取所述区域背光信号和手动背光调整信号；

由计算单元根据所述区域背光信号和手动背光调整信号计算区域亮度控制信号的占空比输出给背光驱动模块。

所述的区域背光调整方法中，所述由手动背光调整模块将手动背光调整信号输出至控制模块的步骤包括：

由信号接收单元接收用户输入的手动背光调整信号；

由信号转换单元将所述手动背光调整信号转换为直流电平信号输出至控制模块的模数转换单元；

由所述模数转换单元将所述直流电平信号转换为数字信号并输出至读取单元。

所述的区域背光调整方法中，所述背光驱动模块根据所述区域亮度控制信号的占空比调整区域背光亮度的步骤包括：由若干个背光驱动芯片根据所述区域亮度控制信号的占空比调整不同通道的背光的亮度。

附图说明

图1 为本发明提供的区域背光调整装置的结构框图；

图2 为本发明提供的区域背光调整装置中信号转换单元的电路原理图；

图3 为本发明提供的区域背光调整方法的流程图；

图4 为本发明提供的区域背光调整方法中控制模块根据所述场同步信号读取所述区域背光信号和手动背光调整信号，并根据所述区域背光信号和手动背光调整信号计算区域亮度控制信号的占空比输出给背光驱动模块的步骤的流程图；

图5为本发明提供的区域背光调整方法中由手动背光调整模块将手动背光调整信号输出至控制模块的步骤的流程图。

具体实施方式

鉴于现有技术中传统LED屏不能实现手动背光调节和区域背光调节相结合的调整方法，且在区域背光调整时会产生屏闪等缺点，本发明的目的在于提供一种区域背光调整装置及其调整方法，能将手动背光调整和区域背光调整相结合，根据图像亮度及整屏亮度动态地调节区域背光亮度，提升了屏幕的对比度效果。

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的区域背光调整装置包括图像信息模块10、手动背光调整模块20、控制模块30和背光驱动模块40，所述图像信息模块10和手动背光调整模块20连接控制模块30，所述控制模块30连接背光驱动模块40。其中，由图像信息模块10将区域背光信号和场同步信号输出至控制模块30，由手动背光调整模块20将手动背光调整信号输出至控制模块30；所述控制模块30根据所述场同步信号读取所述区域背光信号和手动背光调整信号，并根据所述区域背光信号和手动背光调整信号计算区域亮度控制信号的占空比；所述背光驱动模块40根据所述区域亮度控制信号的占空比调整区域背光亮度。

本发明提供的区域背光调整装置通过图像信息模块10将区域背光信号和场同步信号输出至控制模块30，同时在用户进行了手动调整背光时，由手动背光调整模块20将手动背光调整信号输出至控制模块30，由控制模块30根据所述场同步信号读取所述区域背光信号和手动背光调整信号，并根据所述区域背光信号和手动背光调整信号计算区域亮度控制信号的占空比，具体为将区域背光信号传递的数据和手动背光调整信号传递的数据相乘，除以总数据长度得到每个区域的区域亮度控制信号的占空比，由背光驱动模块40根据所述区域亮度控制信号的占空比调整区域背光亮度，从而实现了将手动背光调整和区域背光调整相结合，根据图像亮度及整屏亮度动态地调节区域背光亮度，提升了屏幕的整体画质效果。

具体地，所述图像信息模块10包括同步单元101和区域信号单元102，所述同步单元101和区域信号单元102连接，所述同步单元101和区域信号单元102均连接控制模块30。所述同步单元101用于将场同步信号输出控制模块30，所述区域信号单元102用于将区域背光信号输出至控制模块30，分别由同步单元101和区域信号单元102将场同步信号和区域背光信号输出至控制模块30，控制模块30根据所述场同步信号的变化读取区域背光信号和手动背光调整信号，并在一个场同步信号周期内完成后续的计算和区域背光控制过程，从而可避免由于调整背光带来的屏闪问题。

进一步地，所述控制模块30包括判断单元301、读取单元302、模数转换单元303和计算单元304，所述判断单元301连接同步单元101和读取单元302，所述读取单元302还连接区域信号单元102、模数转换单元303和计算单元304，所述模数转换单元303连接手动背光调整模块20，所述计算单元304连接背光驱动模块40。

其中，所述判断单元301判断所述场同步信号产生上升沿时产生中断，由读取单元302读取所述区域背光信号和手动背光调整信号，并由计算单元304根据所述区域背光信号和手动背光调整信号计算区域亮度控制信号的占空比输出给背光驱动模块40；若场同步信号未产生上升沿时，则由判断单元301继续判断其是否产生上升沿。通过采用场同步信号的上升沿作为区域背光调整过程的起点，并在一个场同步信号周期内完成区域背光调整过程，从而可避免由于调整背光带来的屏闪问题。

请继续参阅图1，所述手动背光调整模块20包括信号接收单元201和信号转换单元202，所述信号接收单元201连接信号转换单元202，所述信号转换单元202连接模数转换单元303，当手动调整背光时，由信号接收单元201接收用户输入的手动背光调整信号，所述手动背光调整信号为脉冲信号，由信号转换单元202将所述手动背光调整信号转换为直流电平信号输出至模数转换单元303，由所述模数转换单元303将所述直流电平信号转换为数字信号并输出至读取单元302，读取单元302读取所述数字信号，并由计算单元304根据所述区域背光信号和所述数字信号计算区域亮度控制信号的占空比，进而实现将手动背光调整和区域背光调整相结合，同时兼顾了整屏的亮度和图像亮度动态地调节区域背光亮度，提高了屏幕的对比度效果和整体画质。

进一步地，所述背光驱动模块40包括若干个背光驱动芯片401，所述背光驱动芯片401均与所述计算单元304连接，由所述背光驱动芯片401根据所述区域亮度控制信号的占空比调整不同通道的背光的亮度，具体地，所述背光驱动芯片401可采用型号为IW7025的LED背光驱动电源，可控制16个通道的背光LED的亮暗程度，当然，也可采用其他具有相同功能的驱动芯片，本发明对此不作限定。

请一并参阅图2，本发明提供的区域背光调整装置中，所述信号转换单元202包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2和三极管Q1，所述第一电阻R1的一端连接ST_A3V3供电端和第二电阻R2的一端，所述第一电阻R1的另一端连接三极管Q1的集电极和第四电阻R4的一端，所述第二电阻R2的另一端连接BL_ADJ_IN输入端、还通过第三电阻R3连接三极管Q1的基极，所述第四电阻R4的另一端连接第一电容C1的一端、第二电容C2的一端和BL_ADJ_OUT输出端，所述第一电容C1的另一端、第二电容C2的另一端、三极管Q1的发射极均接地。由BL_ADJ_IN输入端输入的手动背光调整信号，即脉冲信号，经上述信号转换单元202转换后，由BL_ADJ_OUT输出端输出直流电平信号至模数转换单元303，具体可采用ADC输入端口，减少控制模块30的计算资源，提高利用效率，同时也提高了背光调整的准确性和实效性。

本发明还相应提供一种区域背光调整方法，如图3所示，所述区域背光调整方法包括如下步骤：

S100、由图像信息模块将区域背光信号和场同步信号输出控制模块，由手动背光调整模块将手动背光调整信号输出至控制模块；

S200、所述控制模块根据所述场同步信号读取所述区域背光信号和手动背光调整信号，并根据所述区域背光信号和手动背光调整信号计算区域亮度控制信号的占空比；

S300、所述背光驱动模块根据所述区域亮度控制信号的占空比调整区域背光亮度。

本发明提供的区域背光调整方法通过图像信息模块将区域背光信号和场同步信号输出至控制模块，同时在用户进行了手动调整背光时，由手动背光调整模块将手动背光调整信号输出至控制模块，由控制模块根据所述场同步信号读取所述区域背光信号和手动背光调整信号，并根据所述区域背光信号和手动背光调整信号计算区域亮度控制信号的占空比，具体为将区域背光信号传递的数据和手动背光调整信号传递的数据相乘，除以总数据长度得到每个区域的区域亮度控制信号的占空比，由背光驱动模块根据所述区域亮度控制信号的占空比调整区域背光亮度，从而实现了将手动背光调整和区域背光调整相结合，根据图像亮度及整屏亮度动态地调节区域背光亮度，提升了屏幕的整体画质效果。

具体地，所述步骤由图像信息模块将区域背光信号和场同步信号输出至控制模块包括：由区域信号单元将区域背光信号输出至控制模块，由同步单元将场同步信号输出控制模块，之后由控制模块根据所述场同步信号的变化读取区域背光信号和手动背光调整信号，并在一个场同步信号周期内完成后续的计算和区域背光控制过程，从而可避免由于调整背光带来的屏闪问题。

进一步地，请参阅图4，所述由控制模块根据所述场同步信号读取所述区域背光信号和手动背光调整信号，并根据所述区域背光信号和手动背光调整信号计算区域亮度控制信号的占空比的步骤包括：

S201、由判断单元判断所述场同步信号产生上升沿时产生中断；

S202、由读取单元读取所述区域背光信号和手动背光调整信号；

S203、由计算单元根据所述区域背光信号和手动背光调整信号计算区域亮度控制信号的占空比输出给背光驱动模块。

由判断单元判断所述场同步信号是否产生上升沿，若是，则产生中断，由读取单元读取所述区域背光信号和手动背光调整信号，并由计算单元根据所述区域背光信号和手动背光调整信号计算区域亮度控制信号的占空比输出给背光驱动模块；若否，则由判断单元继续判断场同步信号是否产生上升沿。通过采用场同步信号的上升沿作为区域背光调整过程的起点，并在一个场同步信号周期内完成区域背光调整过程，从而可避免由于调整背光带来的屏闪问题。

更进一步地，请参阅图5，所述由手动背光调整模块将手动背光调整信号输出至控制模块的步骤包括：

S101、由信号接收单元接收用户输入的手动背光调整信号；

S102、由信号转换单元将所述手动背光调整信号转换为直流电平信号输出至控制模块的模数转换单元；

S103、由所述模数转换单元将所述直流电平信号转换为数字信号并输出至读取单元。

通过信号接收单元接收用户输入的手动背光调整信号，所述手动背光调整信号为脉冲信号，之后将所述脉冲信号转换为直流电平信号输出至模数转换单元，由模数转换单元将所述直流电平信号转换为数字信号，由读取单元读取所述数字信号，并由计算单元根据所述区域背光信号和所述数字信号计算区域亮度控制信号的占空比，进而实现将手动背光调整和区域背光调整相结合，同时兼顾了整屏的亮度和图像亮度动态地调节区域背光亮度，提高了屏幕的对比度效果和整体画质。

更进一步地，所述由背光驱动模块根据所述区域亮度控制信号的占空比调整区域背光亮度的步骤包括：由若干个背光驱动芯片根据所述区域亮度控制信号的占空比调整不同通道的背光的亮度，具体地，所述背光驱动芯片可采用型号为IW7025的LED背光驱动电源，可控制16个通道的背光LED的亮暗程度，处理效率高，当然，也可采用其他具有相同功能的驱动芯片，本发明对此不作限定。

为了更好的理解本发明的技术方案，以下结合图1，举具体实施例对本发明的区域背光调整装置的调整过程进行详细说明：

如图1所示，当判断单元判断所述场同步信号产生了上升沿时，则控制模块进入中断程序，由读取单元读取区域信号单元输出的区域背光信号，具体为读取区域背光信号所传递的区域背光数据，所述区域背光数据包括灯区域位置信息和亮度数据，该数据在程序中采用数组的形式存储，为方便说明，用A表示区域背光数据，i代表区域，Qi代表i区域相应的亮度值，则A=(i，Qi)，用16区控制举例说明，即i=1，2，，，16；Qi则相应代表亮度控制信息，即1~255相应的数据，数据大小是根据图像画面信息计算得来，数据越大则越亮。

当手动调整背光时，由信号接收单元接收主控芯片的手动背光调整信号，所述手动背光调整信号为脉冲信号，由信号转换单元将所脉冲信号转换为直流电平信号输出至控制模块的模数转换单元，对应电压范围为0~3.3V，之后由所述模数转换单元将所述直流电平信号转换为数字信号并输出至读取单元，读取单元读取该数字信号传递的数据，转换后相对应的二进制范围数据为1~255，1代表0V，255代表3.3V，将该数据命名为B。

由计算单元根据所述区域背光数据和转换后的手动背光调整数据计算出区域亮度控制信号的占空比，具体为将区域背光信号传递的数据和手动背光调整信号传递的数据相乘，除以总数据长度得到每个区域的区域亮度控制信号的占空比，即A*B/255*255（包含了位置信息和亮度信息），由背光驱动模块根据所述区域亮度控制信号的占空比调整区域背光亮度，用S代表最终调整后的亮度控制数据即控制IW7025驱动能力的占空比。例如要获得i=1区域灯的亮度信息S1，则S1=Q1*B/65025，同样，S2=Q2*B/65025，以此类推。最终得到的S数据是介于0~1的值，0代表关闭了IW7025，1表示最亮，IW7025工作在满负荷工作模式，从而实现了将手动背光调整和区域背光调整相结合，根据图像亮度及整屏亮度动态地调节区域背光亮度。

综上所述，本发明提供的本发明提供的区域背光调整装置及其调整方法中，所述区域背光调整装置包括图像信息模块、手动背光调整模块、控制模块和背光驱动模块，由图像信息模块将区域背光信号和场同步信号输出至控制模块，由手动背光调整模块将手动背光调整信号输出至控制模块；所述控制模块根据所述场同步信号读取所述区域背光信号和手动背光调整信号，并根据所述区域背光信号和手动背光调整信号计算区域亮度控制信号的占空比输出给背光驱动模块；所述背光驱动模块根据所述区域亮度控制信号的占空比调整区域背光亮度，从而实现了将手动背光调整和区域背光调整相结合，根据图像亮度及整屏亮度动态地调节区域背光亮度，提升了屏幕的对比度效果。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种区域背光调整装置，其特征在于，包括图像信息模块、手动背光调整模块、控制模块和背光驱动模块，由图像信息模块将区域背光信号和场同步信号输出至控制模块，由手动背光调整模块将手动背光调整信号输出至控制模块；所述控制模块根据所述场同步信号读取所述区域背光信号和手动背光调整信号，并根据所述区域背光信号和手动背光调整信号计算区域亮度控制信号的占空比输出给背光驱动模块，所述控制模块具体将区域背光信号传递的数据和手动背光调整信号传递的数据相乘，除以总数据长度得到每个区域的区域亮度控制信号的占空比；所述背光驱动模块根据所述区域亮度控制信号的占空比调整区域背光亮度。

2.根据权利要求1所述的区域背光调整装置，其特征在于，所述图像信息模块包括：

区域信号单元，用于将区域背光信号输出至控制模块；

同步单元，用于将场同步信号输出控制模块。

3.根据权利要求1所述的区域背光调整装置，其特征在于，所述控制模块包括判断单元、读取单元和计算单元，所述判断单元判断所述场同步信号产生上升沿时产生中断，由读取单元读取所述区域背光信号和手动背光调整信号，并由计算单元根据所述区域背光信号和手动背光调整信号计算区域亮度控制信号的占空比输出给背光驱动模块。

4.根据权利要求3所述的区域背光调整装置，其特征在于，所述手动背光调整模块包括信号接收单元和信号转换单元；由信号接收单元接收用户输入的手动背光调整信号，由信号转换单元将所述手动背光调整信号转换为直流电平信号输出至控制模块的模数转换单元，由所述模数转换单元将所述直流电平信号转换为数字信号并输出至读取单元。

5.根据权利要求1所述的区域背光调整装置，其特征在于，所述背光驱动模块包括若干个背光驱动芯片，所述背光驱动芯片与控制模块连接，用于根据所述区域亮度控制信号的占空比调整不同通道的背光的亮度。

6.根据权利要求4所述的区域背光调整装置，其特征在于，所述信号转换单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容和三极管，所述第一电阻的一端连接供电端和第二电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接三极管的集电极和第四电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接输入端、还通过第三电阻连接三极管的基极，所述第四电阻的另一端连接第一电容的一端、第二电容的一端和输出端，所述第一电容的另一端、第二电容的另一端、三极管的发射极均接地。

7.一种如权利要求1所述区域背光调整装置的背光调整方法，其特征在于，包括如下步骤：

由图像信息模块将区域背光信号和场同步信号输出控制模块，由手动背光调整模块将手动背光调整信号输出至控制模块；

所述控制模块根据所述场同步信号读取所述区域背光信号和手动背光调整信号，并根据所述区域背光信号和手动背光调整信号计算区域亮度控制信号的占空比输出给背光驱动模块，具体为将区域背光信号传递的数据和手动背光调整信号传递的数据相乘，除以总数据长度得到每个区域的区域亮度控制信号的占空比；

所述背光驱动模块根据所述区域亮度控制信号的占空比调整区域背光亮度。

8.根据权利要求7所述的区域背光调整方法，其特征在于，所述控制模块根据所述场同步信号读取所述区域背光信号和手动背光调整信号，并根据所述区域背光信号和手动背光调整信号计算区域亮度控制信号的占空比输出给背光驱动模块的步骤，包括：

由判断单元判断所述场同步信号产生上升沿时产生中断；

由读取单元读取所述区域背光信号和手动背光调整信号；

由计算单元根据所述区域背光信号和手动背光调整信号计算区域亮度控制信号的占空比输出给背光驱动模块。

9.根据权利要求8所述的区域背光调整方法，其特征在于，所述由手动背光调整模块将手动背光调整信号输出至控制模块的步骤包括：

由信号接收单元接收用户输入的手动背光调整信号；

由信号转换单元将所述手动背光调整信号转换为直流电平信号输出至控制模块的模数转换单元；

由所述模数转换单元将所述直流电平信号转换为数字信号并输出至读取单元。

10.根据权利要求7所述的区域背光调整方法，其特征在于，所述背光驱动模块根据所述区域亮度控制信号的占空比调整区域背光亮度的步骤包括：由若干个背光驱动芯片根据所述区域亮度控制信号的占空比调整不同通道的背光的亮度。