CN109979401B - 驱动方法、驱动装置、显示设备和计算机可读介质 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种显示设备的驱动方法、驱动装置、显示设备和计算机可读介质。显示设备包括背光模组，所述背光模组包括多个背光分区。所述驱动方法可以包括：根据待显示图像中像素的输入灰度值，确定所述多个背光分区的背光信号值；根据所述多个背光分区的背光信号值确定多个背光分区中每个背光分区的背光跳变值；根据所述背光跳变值调整所述多个背光分区的背光信号值，获得多个背光分区的调整后背光信号值；以及利用多个背光分区的调整后背光信号值，驱动所述背光模组发光。

Description

驱动方法、驱动装置、显示设备和计算机可读介质
技术领域
本公开涉及显示技术领域，更具体地，涉及一种显示设备的驱动方法、一种显示设备的驱动装置、一种显示设备和一种非暂时性计算机可读存储介质。
背景技术
对于诸如液晶显示器之类的显示设备的控制，可以采用局部背光调节(LocalDimming)方法，以便降低显示设备的功率消耗、提高所显示的画面的对比度、以及减少残影等。这种局部背光调节方法是将显示设备的背光源划分成多个背光分区，然后对各个背光分区进行独立控制。
然而，在实现过程中，由于液晶显示面板(LCD，Liquid Crystal Display)的背光变化导致显示的画面出现亮块或闪烁，影响了显示效果。
发明内容
本公开实施例提出了一种显示设备的驱动方法、一种显示设备的驱动装置、一种显示设备和一种非暂时性计算机可读存储介质。
根据本公开的一个方面，提出了一种显示设备的驱动方法，所述显示设备包括背光模组，所述背光模组包括多个背光分区，所述驱动方法包括：
根据待显示图像中像素的输入灰度值，确定所述多个背光分区的背光信号值；
根据所述多个背光分区的背光信号值确定多个背光分区中每个背光分区的背光跳变值；
根据所述背光跳变值调整所述多个背光分区的背光信号值，获得调整后背光信号值；以及
利用调整后背光信号值，驱动所述背光模组发光。
例如，所述根据所述多个背光分区的背光信号值确定多个背光分区中每个背光分区的背光跳变值包括：
根据背光分区的背光信号值、所述背光分区的多个相邻背光分区的背光干扰值以及与所述背光分区对应的子显示区域中每个颜色分量的输入像素值均值，通过拟合获取计算模型；以及
利用所述计算模型计算所述背光分区的背光跳变值。
例如，所述计算模型被表示为：
Figure BDA0002050001430000021
其中，LSTEP为所述背光分区的背光跳变值，Lm为所述背光分区的背光信号值，LROUND为所述背光分区的多个相邻背光分区的背光干扰值，Ravg为所述背光分区的对应子显示区域中红色分量的输入像素值均值，Gavg为所述背光分区的对应子显示区域中绿色分量的输入像素值均值，Bavg为所述背光分区的对应子显示区域中蓝色分量的输入像素值均值，a1～a17为通过利用所述计算模型执行拟合获得的所述计算模型的系数。
例如，所述根据所述背光跳变值调整所述多个背光分区的背光信号值包括，对于所述多个背光分区中的每个背光分区：
获取所述背光分区的至少一个相邻背光分区的背光信号值中的最大值；
将所述最大值和所述背光分区的背光信号值之差与所述背光跳变值进行比较；
如果所述最大值和所述背光分区的背光信号值之差小于等于所述背光跳变值，则使得所述背光分区的调整后背光信号值等于所述最大值与所述背光跳变值之差；以及
如果所述最大值和所述背光分区的背光信号值之差大于所述背光跳变值，则使得所述背光分区的调整后背光信号值等于所述背光分区的背光信号值。
例如，所述显示设备还包括显示面板，所述驱动方法还包括：
利用所述调整后背光信号值对对应子显示区域中像素的输入灰度值进行补偿，得到经补偿的输入灰度值；
将所述经补偿的输入灰度值与所述对应子显示区域中像素的输入灰度值的统计信息进行比较，并根据比较结果确定所述像素的输出灰度值；以及
利用确定的所述像素的输出灰度值，驱动所述显示面板进行显示。
例如，将所述经补偿的输入灰度值与所述对应子显示区域中像素的输入灰度值的统计信息进行比较，并根据比较结果确定所述像素的输出灰度值包括：
获取所述经补偿的输入灰度值中的最大颜色分量值；
将所述最大颜色分量值与所述统计信息进行比较；
如果所述最大颜色分量值大于所述统计信息，则确定所述经补偿的输入灰度值为所述像素的输出灰度值；以及
如果所述最大颜色分量值小于等于所述统计信息，则根据所述最大颜色分量值、所述统计信息、所述经补偿的输入灰度值以及经预定算法处理的输入灰度值确定所述像素的输出灰度值。
例如，如果所述最大颜色分量值小于等于所述统计信息，则根据以下公式来确定像素p的输出灰度值Voutput_p：
Figure BDA0002050001430000031
其中，Vp_max为最大颜色分量值，Sm为统计信息，Vcompen_p为经补偿的输入灰度值，Vhazeremove_p为经预定算法处理的输入灰度值。
例如，所述预定算法包括去雾算法。
例如，所述确定背光模组中多个背光分区的背光信号值包括，对于所述多个背光分区中的每个背光分区：
计算与所述背光分区对应的子显示区域中像素的输入灰度值的均值和累积分布函数值；以及
根据所述均值和累积分布函数值确定所述背光分区的背光信号值。
例如，根据所述均值和累积分布函数值确定所述背光分区的背光信号值包括利用以下公式确定所述背光分区的背光信号值Lm：
Figure BDA0002050001430000041
其中，Lavg为所述背光分区的对应子显示区域的输入灰度值的均值，Ldif＝Lcdf-Lavg，Lcdf为对应子显示区域中像素的输入灰度值的累积分布函数值，
Figure BDA0002050001430000042
根据本公开实施例的另一方面，提供了一种显示设备的驱动装置，所述显示设备包括背光模组，所述背光模组包括多个背光分区，所述驱动装置包括：
第一确定模块，用于根据待显示图像中像素的输入灰度值，确定多个背光分区的背光信号值；
第二确定模块，用于根据所述多个背光分区的背光信号值确定多个背光分区的背光跳变值；
调整模块，根据所述背光跳变值调整所述多个背光分区的背光信号值；以及
第一驱动模块，用于利用多个背光分区的调整后背光信号值，驱动所述背光模组发光。
例如，所述显示设备还包括显示面板，所述驱动装置还包括：
第三确定模块，用于获取所述经补偿的输入灰度值中的最大颜色分量值；
将所述最大颜色分量值与所述统计信息进行比较；如果所述最大颜色分量值大于所述统计信息，则确定所述经补偿的输入灰度值为所述像素的输出灰度值；以及如果所述最大颜色分量值小于等于所述统计信息，则根据所述最大颜色分量值、所述统计信息、所述经补偿的输入灰度值以及经预定算法处理的输入灰度值确定所述像素的输出灰度值；以及
第二驱动模块，利用确定的所述像素的输出灰度值，驱动所述显示面板进行显示。
根据本公开实施例的另一方面，提供了一种驱动装置，包括：
存储器，配置为存储指令；
至少一个处理器：
所述至少一个处理器执行存储在存储器中的指令，以实现根据本公开实施例的驱动方法。
根据本公开实施例的另一方面，提供了一种显示设备，包括：
显示面板，包括多个子显示区域；
背光模组，包括多个背光分区；以及
根据本公开实施例的驱动装置。
根据本公开实施例的另一方面，提供了一种非暂时性计算机可读存储介质，存储有指令，所述指令配置为在被至少一个处理器执行时实现根据本公开实施例的方法。
本公开实施例提供了一种显示设备的驱动方法、一种显示设备的驱动装置、一种显示设备以及一种计算机可读介质。根据本公开实施例的技术方案，利用待显示图像中像素的输入灰度值的统计信息，确定每个背光分区的背光信号值。利用每个背光分区的背光信号值和相邻多个背光分区的背光干扰值来拟合计算模型，利用计算模型得到每个背光分区的背光跳变值，并根据背光跳变值来调整该背光分区的背光信号值，从而能够缓解由于背光信号值的过大变化导致的显示画面出现亮块或闪烁，改善了显示效果。此外，本公开实施例的技术方案根据调整后背光信号值以及子显示区域中像素的输入灰度值的统计信息对像素的输入灰度值进行补偿，因此，能够同时考虑到各个背光分区的背光信号值和像素的输入灰度值来显示图像，提高了显示对比度，进一步改善了显示效果。
附图说明
通过下面结合附图说明本公开实施例，将使本公开实施例的上述及其它目的、特征和优点更加清楚。应注意，贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。图中：
图1A示出了一种LED光源背光模组的背光分区划分示意图；
图1B示出了一种显示设备中显示面板与背光模组的示意图；
图2示出了根据本公开实施例的一种显示设备的驱动方法的流程图；
图3A示出了根据本公开实施例计算背光跳变值使用的计算模板的示意图；
图3B示出了根据本公开实施例计算背光跳变值使用的相邻背光分区的示意图；
图4示出了根据背光跳变值调整背光信号值的一种示例方法的流程图；
图5A示出了根据本公开实施例的显示图像处理方法的示例流程图；
图5B示出了根据本公开实施例确定像素的输出灰度值的示例流程图；
图6A示出了根据本公开一个实施例的驱动装置的结构示意图；
图6B示出了根据本公开另一实施例的驱动装置的结构示意图；以及
图7示出了根据本公开实施例的显示设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部。基于所描述的本公开实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例都属于本公开保护的范围。在以下描述中，一些具体实施例仅用于描述目的，而不应该理解为对本公开有任何限制，而只是本公开实施例的示例。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。应注意，图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。
此外，在本公开实施例的描述中，术语“连接至”或“相连”可以是指两个组件直接连接，也可以是指两个组件之间经由一个或多个其他组件相连。此外，这两个组件可以通过有线或无线方式相连或相耦合。
此外，在本公开实施例的描述中，除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者部件及其等同，而不排除其他元件或者部件。
例如液晶显示设备LCD是一种被动式显示器件。LCD可以包括显示面板和背光模组，显示面板自身不发光，而是由背光模组作为光源提供背光。可以通过结合局部背光调节方法来控制背光模组，从而提升显示面板的显示画质。局部背光调节方法不但可以降低显示面板的功耗，还可以实现背光模组的动态调光，提高显示图像的对比度，提升显示面板的显示画质。
局部背光调节方法实质上是将显示设备的背光模组或背光源划分成可单独驱动的多个背光分区，然后针对各个背光分区独立控制该背光分区中背光光源的发光亮度。每个背光分区可以包括一个或多个发光二极管(Light Emission Diode，LED)作为光源。根据显示画面的待显示图像需要的灰度值来调整与对应背光分区的LED的驱动电流，从而实现背光模组中每个背光分区的亮度的单独调节。
图1A示出了一种LED光源背光模组的背光分区划分示意图。如图1A所示，图中每个小方块表示一个LED单元，由虚线分隔开的多个区域表示多个背光分区SB。在图1A的示例中，每个背光分区可以包括四个LED单元，且可以彼此独立地控制每个背光分区。例如，每个背光分区内的LED是联动的，即施加到位于同一个背光分区内的LED的电流是一致的。
图1B示出了一种显示设备中显示面板与背光模组的示意图。如图1B所示，可以将显示面板110的显示区域划分成分别与多个背光分区SB相对应的多个子显示区域SA。本领域技术人员可以理解，对于子显示区域SAm在位置上与背光分区SBm相对应并且与背光分区SBm的尺寸相同，其中1≤m≤M，M是背光模组中背光分区的个数。子显示区域SA的个数与背光分区SB的个数相同。本申请的发明人认识到，某个子显示区域SA的视觉亮度主要取决于该子显示区域SA的光透过率以及与该子显示区域SA对应的背光分区SB的亮度。同时，某个子显示区域SA的光透过率依赖于诸如液晶分子之类的光阀的、受所施加的电场影响的偏转角度，而偏转角度与提供给该子显示区域的数据信号(即，待显示图像中像素的灰度值)直接相关。因此，可以认为子显示区域SA的视觉亮度由提供给该子显示区域的数据信号和与该子显示区域对应的背光分区的背光信号值来确定。由此，可以根据显示面板待显示图像的像素的灰度值来调整相应背光分区的亮度。对于显示画面中亮度(灰度值)较高的部分，相应背光分区的亮度也高，对于显示画面中亮度较低的部分，相应背光分区的亮度也低，从而达到降低背光功耗、提高显示画面的对比度并增强显示画质的目的。
然而，在显示设备显示图像的过程中，背光分区的背光亮度可能出现大幅变化，称之为“背光跳变”。这些背光跳变会导致出现跳变的背光分区与相邻背光分区的亮度差值过大，使得人眼感知到显示画面出现亮块。此外，这些背光跳变还可能会导致相邻帧之间的背光亮度差值过大，使得人眼感知到显示画面出现闪烁。
此外，背光模组中的背光单元可以包括直下式背光单元或侧入式背光单元。直下式背光单元可以包括并列设置的多个点光源(例如LED光源)以及扩散板，这些点状光源发出的光经过扩散板均匀化之后，再入射到显示面板以作为显示面板的背光。LED光源发出的光具有一定的扩散角度，这导致各背光分区的LED光源发出的光对相邻背光分区造成影响。相互耦合后各背光分区的最终显示亮度与理想值之间存在偏差，使得“亮的不够亮，暗的不够暗”。例如，需要较亮显示的背光分区的LED光源发出的光可能扩散至相邻相对较暗的背光分区，从而使得该需要较亮显示的背光分区的显示亮度达不到显示画面实际需要的显示亮度，而需要较暗显示的背光分区的显示亮度超出了显示画面实际需要的显示亮度，这导致显示画面的对比度降低。
根据本公开实施例，提出了一种显示设备的驱动方法。本领域技术人员可以理解，以下方法中各个步骤的序号仅作为该步骤的表示以便描述，而不应被看作表示该各个步骤的执行顺序。除非明确指出，否则该方法的步骤不需要完全按照所示顺序来执行，或者某些步骤可以同时执行。
图2示出了根据本公开实施例的显示设备的驱动方法20的示意流程图。例如，显示设备可以包括背光模组，背光模组可以包括多个背光分区。如图2所示，根据本公开实施例的显示设备的驱动方法20可以包括以下步骤。
在步骤S210，根据待显示图像中像素的输入灰度值，确定多个背光分区的背光信号值。
在步骤S220，根据所述多个背光分区的背光信号值确定每个背光分区的背光跳变值。
在步骤S230，根据所述背光跳变值调整多个背光分区的背光信号值，获得调整后背光信号值。
在步骤S240，利用调整后背光信号值，驱动背光模组发光。
接下来将参考附图详细描述根据本公开实施例的驱动方法20。
根据本公开实施例，“像素的输入灰度值”可以是指待显示图像的原始像素灰度值。
根据本公开实施例，在步骤S210中，还可以将原始像素灰度值的红色R、绿色G和蓝色B颜色分量值中，具有最大值的最大颜色分量值作为该像素的输入灰度值。这样能够避免在后续处理示例中的像素补偿过程中出现削幅。即，对于像素(i，j)，输入像素值grayi，j＝max{Ri，j，Gi，j，Bi，j}，其中Ri，j、Gi，j、Bi，j分别表示像素(i，j)的R、G和B颜色分量。
此外，根据另一个示例，还可以对待显示图像进行空间域转换。例如，待显示图像可以为分辨率W×H的RGB图像。可以将RGB格式的原始输入图像转换为HSV(色调Hue，饱和度Saruration，亮度Value)色彩空间格式，分离原始图像的色调、饱和度和亮度分量，并在后续处理中使用分量V作为该像素的输入灰度值，从而尽可能保留原始图像的亮度。即，对于像素(i，j)，输入像素值grayi，j＝Vi，j，其中i和j为大于等于1的整数，分别表示像素在待显示图像中的位置。本领域技术人员可以理解，可以采用各种方法来执行RGB-HSV色彩空间转换，使得经HSV变换得到的分量V可以是0～255的灰度值，为了简明本文不再赘述。
对于每个子显示区域SAm，可以直接选择该子显示区域SAm中像素的输入灰度值的最大值作为对应背光分区SBm的背光信号值，其中1≤m≤M，M是背光模组中背光分区的个数，该方法可以称作“最大值法”。此外，也可以将子显示区域SAm中像素的输入灰度值的均值作为对应背光分区SBm的背光信号值，该方法可以称作“平均值法”。
根据本公开实施例在步骤S210中，确定多个背光分区的背光信号值可以包括：对于所述多个背光分区中的每个背光分区，计算该背光分区对应的子显示区域中像素的输入灰度值的均值和累积分布函数(Cumulative Distribution Function，CDF)值，然后根据所述均值和累积分布函数值确定所述背光分区的背光信号值。
例如，对于与背光分区SBm对应的子显示区域SAm，该子显示区域SAm中像素的输入灰度值的均值可以表示为Lavg，CDF值可以表示为Lcdf，则可以根据以下公式(1)来确定背光分区SBm的背光信号值Lm。
Figure BDA0002050001430000111
其中Ldif＝Lcdf-Lavg。
在一个示例中，可以取CDF为0.95，则Lcdf＝L0.95，根据子显示区域SAm的直方图统计结果，有95％的像素的输入灰度值低于输入灰度值X，则Lcdf＝L0.95＝X。本领域技术人员可以理解，CDF的取值理论上是一个接近1但小于1的小数，用于排除个别微小的高亮度像素或区域对Lm的取值造成干扰。
k为比例系数，在一个示例中，
Figure BDA0002050001430000112
本领域技术人员可以理解，也可以根据实际应用来预先设置k的数值，在此不再赘述。
本领域技术人员可以理解，利用平均值法得到的背光信号值与子显示区域的图像信息比较符合，但整体背光亮度过暗，会导致后续像素补偿过程中出现失真。利用最大值法得到的背光信号值偏大，与子显示区域的图像信息亮度不匹配，会使得后续经补偿得到的显示图像的对比度过低。根据本公开实施例的技术方案，同时考虑整个子显示区域图像的整体信息(Lavg)和图像细节信息(Lcdf)。与平均值法和最大值法相比较，能够获得亮度适中的背光信号值，并且在后续像素补偿过程中能够获得对比度较好的显示图像。
根据本公开实施例，在步骤S220中，根据所述多个背光分区的背光信号值确定多个背光分区中每个背光分区的背光跳变值可以包括：根据背光分区的背光信号值、所述背光分区的多个相邻背光分区的背光干扰值以及与背光分区对应的子显示区域中每个颜色分量的输入像素值均值，通过拟合获取计算模型，并利用计算模型计算所述背光分区的背光跳变值。
为了避免显示画面出现亮块或闪烁，可以对在步骤S210得到的每个背光分区的背光信号值进行调整。本领域技术人员可以理解，不同人对光亮度变化以及不同颜色分量的敏感性不同，为此，本公开实施例的技术方案将背光分区的背光信号值、多个相邻背光分区的背光干扰值以及对应子显示区域中每个颜色分量的输入像素值均值作为参数，通过拟合获取计算模型，并利用该计算模型计算每个背光分区的背光跳变值LSTEP，以仿真人眼恰好能够感知的背光跳变。接下来将详细描述根据本公开实施例计算背光跳变值的方法。
在一个示例中，对于当前背光分区SBm，考虑以下参数：
1.当前背光分区SBm的背光信号值(Lm)；
2.当前背光分区SBm的多个相邻背光分区的背光干扰值(LROUND)；
3.子显示区域SAm的输入像素值的红色分量均值(Ravg)；
4.子显示区域SAm的输入像素值的绿色分量均值(Gavg)；
5.子显示区域SAm的输入像素值的蓝色分量均值(Bavg)。
其中，背光干扰值LROUND指示了当前背光分区的多个相邻背光分区的背光信号值对于当前背光分区的干扰。本领域技术人员可以理解，可以将一个背光分区看作一个点光源，该点光源发出的光会产生光扩散等现象，当前背光分区以及相邻多个背光分区发出的背光亮度都对当前背光分区的对应子显示区域中的像素的背光扩散数据(实际背光亮度)产生作用。例如，该像素与背光分区之间的距离越近，则背光分区发出的背光亮度对该像素的背光扩散数据的影响越大。像素和背光分区之间的距离与背光模组到显示面板之间的距离以及背光分区的尺寸相关。例如，在一个示例中，背光干扰值LROUND可以是多个相邻背光分区的背光信号值加权和。例如，在考虑10个相邻背光分区的情况下，可以基于背光分区的光扩散曲线以及背光分区尺寸，设置如图3A所示的计算模板。图3B示出了这10个相邻背光分区的示意图。可以根据以下公式(2)，使用当前背光分区的10个相邻背光分区的背光信号值的加权和来计算干扰值LROUND。
LROUND＝L1×D+L2×B+L3×D+L4×C+L5×A+L6×A+L7×C+L8×D+L9×B+L10×D 公式(2)
其中，L1至L10分别为图3B中背光分区SB1至SB10的背光信号值；模板系数可以设置为A＝0.154，B＝0.127，C＝0.055，D＝0.082。
本示例中A、B、C、D的数值仅为示例。该数值实质上指示了对应相邻背光分区相对于当前背光分区的最中心亮度的量化数据，其中认为最中心点O亮度为1，到中心点O的距离越近，数值越大，即权重越大。本领域技术人员当然可以设置其他数值的计算模板，本公开实施例并不局限于此。
此外，本领域技术人员可以理解，也可以使用其他数目个相邻背光分区，例如8个相邻背光分区，并根据光扩散曲线设置相应的计算模板，本公开实施例并不局限于此。
此外，本公开实施例基于以下生物学认知：
当前背光分区的背光信号值越大，则人眼对当前背光分区的背光变化的敏感度越低；
当前背光分区的相邻背光分区的背光信号值越大，扩散到当前背光分区的光亮度越大，对当前背光分区的干扰就越大，则人眼对当前背光分区的背光变化的敏感度越低；
在R、G和B三个颜色分量中，当输入灰度值中的B分量数值最大时，人眼对于背光分区的亮度变化的敏感度最高，当输入灰度值中的G分量数值最大时，人眼对于背光分区的亮度变化敏感度居中，当输入灰度值中的R分量数值最大时，人眼对于背光分区的亮度变化的敏感度最低；
当三个颜色分量的数值整体偏高时，即显示图像越接近白色图像，则人眼对背光变化的敏感度越高。
综合考虑以上生物学认知，将以上五个参数作为变量，可设置五元三次方程作为计算模型，可以表示为以下公式(3)：
Figure BDA0002050001430000141
其中，LSTEP为背光分区的背光跳变值，Lm为所述背光分区的背光信号值，LROUND为所述背光分区的多个相邻背光分区的背光干扰值，Ravg为所述背光分区的对应子显示区域中红色分量的输入像素值均值，Gavg为所述背光分区的对应子显示区域中绿色分量的输入像素值均值，Bavg为所述背光分区的对应子显示区域中蓝色分量的输入像素值均值，a1～a17为通过利用该计算模型执行拟合获得的计算模型的系数。
接下来将描述获得公式(3)所示计算模型的系数a1～a17的一个示例。
首先，将以下参数作为样本输入计算模型：
当前背光分区SBm的背光信号值Lm，将取值范围0～255均匀划分为16级，在每一级中选择一个代表数值作为输入样本值；
当前背光分区SBm的多个相邻背光分区的干扰值LROUND，将取值范围0～255均匀划分为16级，在每一级中选择一个代表数值作为输入样本值；
子显示区域SAm的输入像素值的红色分量均值Ravg，依次选择灰度值0、16、32、……255作为输入样本值；
子显示区域SAm的输入像素值的绿色分量均值(Gavg)，依次选择灰度值0、16、32、……255作为输入样本值；
子显示区域SAm的输入像素值的蓝色分量均值(Bavg)，依次选择灰度值0、16、32、……255作为输入样本值。
将以上样本值的各种组合方式作为计算模型的输入，以人眼能感觉到闪烁的临界值作为输出。本领域技术人员可以理解，当输入的样本点的数目足够多时，即可以拟合得到计算模型的系数a1～a17。输入的样本点的数目越多，拟合结果越逼近理想值，同时计算量越大。可以根据实际应用在精度和计算量之间折中考虑。
在一个示例中，使用以上样本选择方式，可以通过拟合获得以下计算模型：
Figure BDA0002050001430000151
本领域技术人员可以理解，以上公式(4)中的具体数值仅为示例。在实际应用中当然可以根据上文所述的计算模型，通过选择输入样本值的各种组合方式以及改变拟合次数来获得不同的系数a1～a17。
根据本公开实施例的技术方案，根据每个背光分区的背光信号值、多个相邻背光分区的背光干扰值以及对应子显示区域中每个颜色分量的输入像素值均值，通过拟合获取计算模型，并利用计算模型计算所述背光分区的背光跳变值。该背光跳变值指示了该背光分区的背光信号值恰好不会被人眼察觉的背光跳变幅度。
接下来，在步骤S230，根据背光跳变值调整多个背光分区的背光信号值。图4示出了根据背光跳变值调整背光信号值的一种示例方法400的流程图。如图4所示，根据本公开实施例的示例方法400可以包括以下步骤。
在步骤S401，获取所述背光分区的相邻背光分区的背光信号值中的最大值。
例如，对于当前背光分区SBm，得到当前背光分区SBm的8个或10个相邻背光分区的背光信号值中的最大值LMAX。
在步骤S402，将最大值LMAX和背光信号值Lm之差与背光跳变值LMAX进行比较。
将(LMAX-Lm)与在步骤S220中计算的背光分区SBm的背光跳变值LSTEP进行比较。
在步骤S403，如果最大值LMAX和背光分区的背光信号值Lm之差(LMAX-Lm)大于背光跳变值LSTEP，则使得该背光分区的调整后背光信号值Lm_adj等于最大值LMAX与背光跳变值之差(LMAX-LSTEP)。
在步骤S404，如果最大值LMAX和背光分区的背光信号值Lm之差(LMAX-Lm)小于等于背光跳变值LSTEP，则使得该背光分区的调整后背光信号值Lm_adj等于该背光分区的背光信号值Lm。
通过将当前背光分区的背光信号值与相邻背光分区中的背光信号值的最大值相比较。如果差异大于背光跳变值，则使得该当前背光分区的调整后背光信号值等于最大值与背光跳变值之差。否则，该当前背光分区的背光信号值保持不变，即，当前背光分区的调整后背光信号值等于在步骤S210中确定的背光信号值，由此能够将图像中显示中该背光分区与相邻背光分区之间的背光变化幅度控制在人眼不易察觉的范围之内。
接下来，在步骤S240，利用调整后背光信号值，驱动背光模组发光。
应注意，在步骤S230中得到的各个背光分区的调整后背光信号值实质上仍为例如0～255的灰度值形式。可以调整后背光信号值转换为对应的驱动电流，并分别将对应的驱动电流施加到背光分区SB1、SB2、SB3、……SBM中的LED光源，以驱动LED光源发射相应亮度的光，作为显示面板的背光。
在获得每一个背光分区的调整后背光信号值之后，根据本公开实施例的驱动方法还可以包括根据调整后背光信号值对待显示图像进行图像显示处理，以增强待显示图像的对比度。图5A示出了根据本公开实施例提供的一种显示图像处理方法的示例流程图，图5B示出了根据本公开实施例确定像素的输出灰度值的示例流程图。接下来将参考图5A和图5B来详细描述根据本公开实施例的显示图像处理方法。
如图5A所示，图像显示处理方法500可以包括以下步骤。
在步骤S501，利用调整后背光信号值对对应子显示区域中像素的输入灰度值进行补偿，得到经补偿的输入灰度值。
在步骤S502，将经补偿的输入灰度值与对应子显示区域中像素的输入灰度值的统计信息进行比较，并根据比较结果确定像素的输出灰度值。
在步骤S503，利用确定的像素的输出灰度值，驱动显示面板进行显示。
在步骤S501，可以利用调整后背光信号值Lm_adj和预设背光扩散函数H来对像素的输入灰度值进行补偿，得到经补偿的输入灰度值。步骤S501可以包括获取实际背光值以及进行补偿两部分。
根据本公开实施例，下文中以对应于背光分区SBm的子显示区域SAm中某一个像素p为例进行说明。
如上文所述，LED光源发出的光会产生光扩散等现象，因此，背光模组中位于不同位置的LED光源发出的背光都对该像素p的实际背光值产生影响。例如，该像素p与某个LED光源的距离越近，该LED光源发出的亮度对该像素p的实际背光值的影响越大。因此，综合背光模组中不同位置的各个LED光源发出的背光的亮度在该像素p上的耦合，得到该像素的实际背光值。同时，应尽量减小位于背光分区SBi以外的LED光源发出背光对于像素p的影响。根据本公开实施例，利用预设扩散函数H计算得到像素p的实际背光值。例如，可以利用以下公式(5)得到像素p的实际背光值。
BLUpsf_p＝f(H，L′adj) 公式(5)
其中，H为预设扩散函数，L′k为获取的调整后背光值L1_adj、L2_adj、……LM_adj中，认为对于子显示区域SAm中的像素的亮度有影响的背光分区的调整后背光信号值集合。f表示BLUpsf_p与H和L′adj之间的函数关系。
本领域技术人员可以理解，H实质上表示各个背光分区(或背光源)到该像素p的扩散权重，与像素p到各个背光分区的距离相关。根据本公开实施例，通过预设扩散函数H将获取的多个背光分区的调整后背光信号值扩散到对应子显示区域中的每个像素，从而得到每个像素的实际背光值。根据本公开实施例，函数f可以包括卷积运算。为了提高处理的精度，函数f还可以包括归一化处理、数据插值和拟合等，并由拟合得到的曲线来得到针对每个像素的实际背光值。本领域技术人员可以理解，可以使用各种方法执行背光扩散以得到每个像素的实际背光值，本公开实施例并不局限于以上示例。
接下来，在步骤S501，根据所述像素的实际背光值和待显示图像的输入灰度值，对所述像素的输入灰度值进行补偿。由于在显示面板中每个像素在某个时刻的显示亮度不但与该时刻像素的实际背光值有关，还与该像素的显示数据(即灰度值，决定了透过率)有关，因此需要对像素的显示数据(即，像素的输入灰度值)进行补偿得到输出灰度值，以使得显示面板达到理想的显示亮度。例如，若要达到理想的显示效果，根据公式(5)得到背光分区中各个像素的实际背光值BLUpsf_p，计算得出各像素的透过率，并在得到透过率后，根据公式(6)计算得出各个像素的经补偿的输入灰度值Vcompen_p从而实现对显示画面的显示数据的显示补偿。
例如，可以通过以下公式(6)计算像素p的经补偿的输入灰度值Vcompen_p。
Vcompen_p＝BLUpsf_p×ηp 公式(6)
其中，Vcompen_p表示像素p的输出灰度值，BLUpsf_p表示像素p的实际背光值，ηp表示像素p的透过率。
在一个示例中，可以将透过率ηp表示为：
Figure BDA0002050001430000191
其中，Vinput_p表示像素p的输入灰度值。Vmax表示最高背光值，例如255。γ为预设常数，可以与显示设备的伽马值相关，例如γ＝2.2。ηmax为与最高背光值对应的透过率。术语“最高背光值”可以是指与最大额定电流驱动LED光源对应的灰度值，在给定背光模组的情况下，“最高背光值”通常是一个常数。例如当以8字节表示灰度值的情况下，最高背光值为255。当然，当以10字节表示灰度值的情况下，最高背光值为1023。本领域技术人员可以理解，在给定显示面板和给定背光模组的情况下，Vmax、γ和ηmax均为常数。
接下来，在步骤S502，将经补偿的输入灰度值与子显示区域中像素的输入灰度值的统计信息进行比较，并根据比较结果确定像素的输出灰度值。
如图5B所示，根据本公开实施例确定像素的输出灰度值的示例方法可以包括以下步骤。
在步骤S5021，获取像素p的输入灰度值中的最大颜色分量值Vp_max。
在步骤S5022，将最大颜色分量值Vp_max与子显示区域中像素的输入灰度值的统计信息Sm进行比较。
在步骤S5023，如果最大颜色分量值Vp_max大于统计信息Sm，则确定经补偿的输入灰度值Vcompen_p为该像素p的输出灰度值Voutput_p。
在步骤S5024，如果最大颜色分量值Vp_max小于等于统计信息Sm，则根据最大颜色分量值Vp_max、统计信息Sm、经补偿的输入灰度值Vcompen_p以及经预定算法处理的输入灰度值Vhazeremove_p确定像素的输出灰度值Voutput_p。
例如，子显示区域中像素的输入灰度值的统计信息Sm可以是子显示区域SAm中像素的输入灰度值的累积分布函数值。例如可以取CDF为0.80，则Sm＝L0.8，根据子显示区域SAm的直方图统计结果，有80％的像素的输入灰度值低于输入灰度值X’，则Sm＝L0.8＝X’。当然，本领域技术人员可以理解，可以使用子显示区域中像素的输入灰度值的统计信息，例如均值、其他CDF取值的累积分布函数值等来作为统计信息Sm。
接下来，将最大颜色分量值Vp_max与子显示区域中像素的输入灰度值的统计信息Sm进行比较。如果最大颜色分量值Vp_max大于统计信息Sm，则确定经补偿的输入灰度值Vcompen_p为该像素p的输出灰度值Voutput_p。即，Voutput_p＝Vcompen_p。
否则，如果最大颜色分量值Vp_max小于等于统计信息Sm，则根据最大颜色分量值Vp_max、统计信息Sm、经补偿的输入灰度值Vcompen_p以及经预定算法处理的输入灰度值Vhazeremove_p确定像素p的输出灰度值Voutput_p。例如，可以根据以下公式(8)来确定像素p的输出灰度值Voutput_p。
Figure BDA0002050001430000201
在一个示例中，预定算法可以是去雾算法(Haze Removal)。本领域技术人员可以理解，去雾算法可以依据模型I(x)＝J(x)×t(x)+A×(1-t(x))计算去雾后的高对比度图像，其中，I(X)为待去雾图像，J(x)为要恢复的无雾图像，即处理后图像，A表示全球大气光成分，通常为一常量，t(x)为透射率。当然也可以使用能够提供图像对比度的其他图像处理方法来处理待显示图像的输入灰度值。
根据本公开实施例的技术方案，待显示图像中越暗的像素，例如去雾算法的图像处理算法所占的比重就越大；待显示图像中越暗的像素，则尽量与步骤S501中的补偿结果保持一致。
之后，在步骤S503，利用确定的像素的输出灰度值Voutput_p，驱动显示面板进行显示。
经过图5A和5B所示的图像处理方法处理之后的显示画面结合了背光区域的背光信号值调整，能够实现亮显示区域更亮、暗显示区域更暗，并且亮、暗区域的细节没有损失，同时增强了暗显示区域的细节，提升了整体视觉效果。
此外，本领域技术人员可以理解，也可以不执行参考图5A和5B所述的显示图像处理，而是利用待显示图像中像素的输入灰度值直接驱动显示面板进行图像显示。
需要说明的是，在本公开的各个实施例中，该驱动方法的流程可以包括更多或更少的操作，这些操作可以顺序执行或并行执行。虽然上文描述的图像显示处理方法的流程包括特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚的了解，多个操作的顺序并不受限制。上文描述的趋势方法可以执行一次，也可以按照预定条件执行多次。
图6A示出了根据本公开一个实施例的驱动装置的结构示意图。如图6A所示，根据本公开一个实施例的驱动装置600A可以包括第一确定模块601，用于根据待显示图像中像素的输入灰度值，确定多个背光分区的背光信号值；第二确定模块602，用于根据所述多个背光分区的背光信号值确定多个背光分区中每个背光分区的背光跳变值；调整模块603，根据背光跳变值调整多个背光分区的背光信号值，获得调整后背光信号值；以及第一驱动模块604，用于利用调整后背光信号值，驱动所述背光模组发光。
本领域技术人员可以理解，根据本公开实施例的驱动装置600A中的功能模块可以用于实现根据本公开实施例的示例驱动方法的各种功能，例如以上参考图1至图5B所述的驱动方法。为了简明，此处不再赘述。
图6B示出了根据本公开另一实施例的驱动装置的结构示意图。如图6B所示，根据本公开实施例的驱动装置600B可以包括：至少一个处理器6001；以及存储器6002。存储器6002可以存储指令。至少一个处理器6001执行存储在存储器6002中的指令，以实现根据本公开实施例的驱动方法。
本领域技术人员可以理解，通过处理器6001执行存储在存储器6002中的指令，根据本公开实施例的驱动装置600B可以实现根据本公开实施例的示例驱动方法的各种功能，例如以上参考图1至图5B所述的驱动方法。为了简明，此处不再赘述。
此外，可以将上述多个步骤中得到的各背光分区的背光信号值、调整后背光信号值以及在图像显示处理过程中产生的其他参数等可以存储在存储器6002中，在需要时通过处理器6001进行调用。
图7示出了根据本公开实施例的显示设备的结构示意图。如图7所示，根据本公开实施例的显示设备70可以包括：显示面板710、背光模组720以及驱动装置730。驱动装置730可以是例如图6A所示实施例的驱动装置，也可以是例如图6B所示实施例中的驱动装置。
本领域技术人员可以理解，根据本公开实施例的显示设备70可以是虚拟现实设备、电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
需要注意的是，在本文中被描述为通过纯硬件、纯软件和/或固件来实现的功能，也可以通过专用硬件、通用硬件与软件的结合等方式来实现。例如，被描述为通过专用硬件(例如，现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等)来实现的功能，可以由通用硬件(例如，中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP))与软件的结合的方式来实现，反之亦然。
已经结合实施例对本公开进行了描述。应该理解，本领域技术人员在不脱离本公开实施例的精神和范围的情况下，可以进行各种其它的改变、替换和添加。因此，本公开实施例的范围不局限于上述特定实施例，而应由所附权利要求所限定。

Claims (11)

1.一种显示设备的驱动方法，所述显示设备包括背光模组，所述背光模组包括多个背光分区，所述驱动方法包括：
根据待显示图像中像素的输入灰度值，确定所述多个背光分区的背光信号值；
根据所述多个背光分区的背光信号值确定多个背光分区中每个背光分区的背光跳变值；
根据所述背光跳变值调整所述多个背光分区的背光信号值，获得调整后背光信号值；以及
利用所述调整后背光信号值，驱动所述背光模组发光；
所述根据所述多个背光分区的背光信号值确定多个背光分区中每个背光分区的背光跳变值包括：
根据背光分区的背光信号值、所述背光分区的多个相邻背光分区的背光干扰值以及与所述背光分区对应的子显示区域中每个颜色分量的输入像素值均值，通过拟合获取计算模型；以及
利用所述计算模型计算所述背光分区的背光跳变值；
其中，所述计算模型被表示为：
Figure FDA0002653185550000011
其中，LSTEP为所述背光分区的背光跳变值，Lm为所述背光分区的背光信号值，LROUND为所述背光分区的多个相邻背光分区的背光干扰值，Ravg为所述背光分区的对应子显示区域中红色分量的输入像素值均值，Gavg为所述背光分区的对应子显示区域中绿色分量的输入像素值均值，Bavg为所述背光分区的对应子显示区域中蓝色分量的输入像素值均值，a1～a17为通过利用所述计算模型执行拟合获得的所述计算模型的系数。
2.根据权利要求1所述的驱动方法，其中，所述根据所述背光跳变值调整所述多个背光分区的背光信号值包括，对于所述多个背光分区中的每个背光分区：
获取所述背光分区的至少一个相邻背光分区的背光信号值中的最大值；
将所述最大值和所述背光分区的背光信号值之差与所述背光跳变值进行比较；
如果所述最大值和所述背光分区的背光信号值之差小于等于所述背光跳变值，则使得所述背光分区的调整后背光信号值等于所述最大值与所述背光跳变值之差；以及
如果所述最大值和所述背光分区的背光信号值之差大于所述背光跳变值，则使得所述背光分区的调整后背光信号值等于所述背光分区的背光信号值。
3.根据权利要求1所述的驱动方法，其中，所述显示设备还包括显示面板，所述驱动方法还包括：
利用所述调整后背光信号值对对应子显示区域中像素的输入灰度值进行补偿，得到经补偿的输入灰度值；
将所述经补偿的输入灰度值与所述对应子显示区域中像素的输入灰度值的统计信息进行比较，并根据比较结果确定所述像素的输出灰度值；以及
利用确定的所述像素的输出灰度值，驱动所述显示面板进行显示，
其中，将所述经补偿的输入灰度值与所述对应子显示区域中像素的输入灰度值的统计信息进行比较，并根据比较结果确定所述像素的输出灰度值包括：
获取所述经补偿的输入灰度值中的最大颜色分量值；
将所述最大颜色分量值与所述统计信息进行比较；
如果所述最大颜色分量值大于所述统计信息，则确定所述经补偿的输入灰度值为所述像素的输出灰度值；以及
如果所述最大颜色分量值小于等于所述统计信息，则根据所述最大颜色分量值、所述统计信息、所述经补偿的输入灰度值以及经预定算法处理的输入灰度值确定所述像素的输出灰度值。
4.根据权利要求3所述的驱动方法，其中，如果所述最大颜色分量值小于等于所述统计信息，则根据以下公式来确定像素p的输出灰度值Voutput_p：
Figure FDA0002653185550000031
其中，Vp_max为最大颜色分量值，Sm为统计信息，Vcompen_p为经补偿的输入灰度值，Vhazeremove_p为经预定算法处理的输入灰度值。
5.根据权利要求3或4所述的驱动方法，其中，所述预定算法包括去雾算法。
6.根据权利要求1所述的驱动方法，其中，所述确定背光模组中多个背光分区的背光信号值包括，对于所述多个背光分区中的每个背光分区：
计算与所述背光分区对应的子显示区域中像素的输入灰度值的均值和累积分布函数值；以及
根据所述均值和累积分布函数值确定所述背光分区的背光信号值。
7.根据权利要求6所述的驱动方法，其中，根据所述均值和累积分布函数值确定所述背光分区的背光信号值包括利用以下公式确定所述背光分区的背光信号值Lm：
Figure FDA0002653185550000041
其中，Lavg为所述背光分区的对应子显示区域的输入灰度值的均值，Ldif＝Lcdf-Lavg，Lcdf为对应子显示区域中像素的输入灰度值的累积分布函数值，
Figure FDA0002653185550000042
8.一种显示设备的驱动装置，所述显示设备包括背光模组，所述背光模组包括多个背光分区，所述驱动装置包括：
第一确定模块，用于根据待显示图像中像素的输入灰度值，确定多个背光分区的背光信号值；
第二确定模块，用于根据所述多个背光分区的背光信号值确定多个背光分区中每个背光分区的背光跳变值；
调整模块，用于根据所述背光跳变值调整所述多个背光分区的背光信号值，获得调整后背光信号值；以及
第一驱动模块，用于利用所述调整后背光信号值，驱动所述背光模组发光；
其中，所述第二确定模块还用于：根据背光分区的背光信号值、所述背光分区的多个相邻背光分区的背光干扰值以及与所述背光分区对应的子显示区域中每个颜色分量的输入像素值均值，通过拟合获取计算模型；以及利用所述计算模型计算所述背光分区的背光跳变值；
其中，所述计算模型被表示为：
Figure FDA0002653185550000051
其中，LSTEP为所述背光分区的背光跳变值，Lm为所述背光分区的背光信号值，LROUND为所述背光分区的多个相邻背光分区的背光干扰值，Ravg为所述背光分区的对应子显示区域中红色分量的输入像素值均值，Gavg为所述背光分区的对应子显示区域中绿色分量的输入像素值均值，Bavg为所述背光分区的对应子显示区域中蓝色分量的输入像素值均值，a1～a17为通过利用所述计算模型执行拟合获得的所述计算模型的系数。
9.一种驱动装置，包括：
存储器，配置为存储指令；
至少一个处理器：
所述至少一个处理器执行存储在存储器中的指令，以实现根据权利要求1～7之一所述的方法。
10.一种显示设备，包括：
显示面板，包括多个子显示区域；
背光模组，包括多个背光分区；以及
根据权利要求9所述的驱动装置。
11.一种非暂时性计算机可读存储介质，存储有指令，所述指令配置为在被至少一个处理器执行时实现权利要求1～7之一所述的方法。
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