CN111599320A - 一种显示装置的背光调节方法及背光调节装置、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示装置的背光调节方法及背光调节装置、显示装置，显示装置包括显示面板和背光模组，显示面板分为多个显示分区，背光模组包括多个背光分区，显示分区和背光分区一一对应，所述方法包括：根据每一显示分区内的像素信息，计算与每一显示分区对应的背光分区的初始背光值；根据预设背光阈值以及与目标背光分区相邻的背光分区的初始背光值，对目标背光分区的初始背光值进行修正，得到目标背光分区的第一背光值，其中，目标背光分区为每一背光分区。根据本发明实施例的背光调节方法，可以在不影响整体显示亮度和对比度的情况下，很好地减弱局部调光设备存在的光晕问题以及补偿溢出导致的局部细节损失问题，提升了画面效果。

Description

一种显示装置的背光调节方法及背光调节装置、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种显示装置的背光调节方法及背光调节装置、显示装置。
背景技术
所谓Local Dimming，即显示器的背光区域调节技术。传统显示器使用的背光源是整个面光源，调节亮度的时候整个画面会同时变亮或变暗，而Local Dimming利用数百个LED组成的背光代替传统背光灯。通过设计相应的算法，背光LED可根据图像的明暗进行调节，从而提升图像的对比度，并且还能减少能耗。
随着工艺的不断进步，LED器件的尺寸也越来越小，由其构成的屏幕背光源的动态分区数也会更多，而之前local Dimming设备，受到本身分区数目过少的限制，其对于光晕现象不会进行额外处理，或者只能通过提升暗区域背光，降低对比度的方案来减弱光晕现象，使得显示画面存在光晕现象，以及出现像素补偿溢出的问题，导致某些细节信息丢失，降低了画面显示效果。而对于这种由小尺寸LED构成动态背光的高分区的Local Dimming显示设备，应该充分发挥其技术优势，进一步提升显示效果。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种显示装置的背光调节方法及背光调节装置、显示装置，能够解决现有技术中显示画面存在光晕现象、像素补偿溢出而导致细节信息丢失，最终导致画面显示效果下降的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
本发明一方面实施例提供了一种显示装置的背光调节方法，所述显示装置包括显示面板和背光模组，所述显示面板分为多个显示分区，所述背光模组包括多个背光分区，所述显示分区和所述背光分区一一对应，所述方法包括：
根据每一所述显示分区内的像素信息，计算与每一所述显示分区对应的背光分区的初始背光值；
根据预设背光阈值以及与目标背光分区相邻的背光分区的初始背光值，对所述目标背光分区的初始背光值进行修正，得到目标背光分区的第一背光值，其中，所述目标背光分区为每一背光分区。
可选的，所述预设背光阈值包括第一预设背光阈值和第二预设背光阈值，所述根据预设背光阈值以及与目标背光分区相邻的背光分区的初始背光值，对所述目标背光分区的初始背光值进行修正，得到目标背光分区的第一背光值的步骤，包括：
根据与目标背光分区相邻的所有背光分区中初始背光值大于第二预设背光阈值的数量，确定所述目标背光分区的类型，所述目标背光分区的类型包括孤立光晕背光分区和非孤立光晕背光分区；
根据所述目标背光分区的类型，对所述目标背光分区的初始背光值进行修正，得到目标背光分区的第一背光值。
可选的，所述根据所述目标背光分区的类型，对所述目标背光分区的初始背光值进行修正，得到目标背光分区的第一背光值的步骤中，采用如下公式进行修正：
Figure BDA0002550153090000021
其中，Lcoor为目标背光分区的第一背光值，Lavg为目标背光分区的初始背光值，Lmin为与目标背光分区相邻的所有背光分区中最小的初始背光值，th1为第一预设背光阈值，num为与目标背光分区相邻的所有背光分区中初始背光值大于th2的背光分区个数，th2为第二预设背光阈值，k为根据所述目标背光分区的类型确定的数值，k∈(0,1)。
可选的，还包括：
对所述第一背光值进行闪烁抑制处理，得到所述目标背光分区的第二背光值；
根据所述第二背光值，对所述目标背光分区进行背光驱动。
可选的，所述对所述第一背光值进行闪烁抑制处理，得到所述目标背光分区的第二背光值的步骤中，采用如下公式进行闪烁抑制处理：
Lout＝m*Lforlight+(1-m)Lnewlight
其中，Lout为显示当前帧图像时的目标背光分区的第二背光值，Lforlight为显示上一帧图像时的目标背光分区的第二背光值，Lnewlight为显示当前帧图像时的目标背光分区的第一背光值，m为系数，m∈(0，1)。
可选的，还包括：
确定每一显示分区内的所有像素中的最大像素值；
根据每一显示分区的最大像素值以及预设伽马曲线，确定每一显示分区中的像素不发生补偿溢出所需的最小背光阈值；
根据各背光分区的第一背光值和最小背光阈值，计算各目标背光分区的背光补偿值，得到与所有背光分区对应的背光补偿矩阵；
根据所述背光补偿矩阵和各背光分区的第二背光值，对与每一背光分区对应的显示分区的像素进行补偿。
可选的，所述根据各背光分区的第一背光值和最小背光阈值，计算各目标背光分区的背光补偿值，得到与所有背光分区对应的背光补偿矩阵，包括：
计算目标背光分区的第一背光值与对应的最小背光阈值的差值，得到所述目标背光分区的背光补偿值；
利用目标背光分区的背光补偿值，对目标背光分区外围的背光分区的背光补偿值进行赋值，得到所有背光分区对应的背光补偿值构成的背光补偿矩阵。
可选的，所述根据所述背光补偿矩阵和各背光分区的第二背光值，对与每一背光分区对应的显示分区的像素进行补偿的步骤，包括：
将所述背光补偿矩阵与显示当前帧画面时的每一背光分区的第二背光值进行叠加，得到与所有背光分区对应的最终背光数值矩阵；
根据所述最终背光数值矩阵，确定每一显示分区的像素补偿值；
根据每一显示分区的像素补偿值，对每一显示分区的像素进行补偿。
可选的，所述根据所述最终背光数值矩阵，确定每一显示分区的像素补偿值的步骤，包括：
将所述背光分区的光源的点扩散函数与所述最终背光数值矩阵进行卷积计算，得到每一显示分区中每一像素对应的背光亮度信息；
根据所述背光亮度信息，对每一显示分区的像素进行补偿。
本发明另一方面实施例提供了一种显示装置的背光调节装置，所述显示装置包括显示面板和背光模组，所述显示面板分为多个显示分区，所述背光模组包括多个背光分区，所述显示分区和所述背光分区一一对应，所述背光调节装置包括：
初始背光值计算模块，用于根据每一所述显示分区内的像素信息，计算与每一所述显示分区对应的背光分区的初始背光值；
修正模块，用于根据预设背光阈值以及与目标背光分区相邻的背光分区的初始背光值，对所述目标背光分区的初始背光值进行修正，得到目标背光分区的第一背光值，其中，所述目标背光分区为每一背光分区。
本发明再一方面实施例提供了一种显示装置，包括：如上所述的背光调节装置。
本发明上述技术方案的有益效果如下：
根据本发明实施例的背光调节方法，可以在不影响整体显示亮度和对比度的情况下，很好地减弱局部调光设备存在的光晕问题以及补偿溢出导致的局部细节损失问题，提升了画面效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种显示装置的背光调节方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的目标背光分区位于大面积高亮区域的边缘位置处的示意图；
图3为本发明实施例提供的目标背光分区位于易发生光晕现象的孤立区域的示意图；
图4为本发明实施例提供的对目标背光分区外围的背光分区进行赋值的示意图；
图5为本发明实施例提供的背光调节方法的FPGA实现流程示意图；
图6为本发明实施例提供的一种显示装置的背光调节装置的结构示意图之一；
图7为本发明实施例提供的一种显示装置的背光调节装置的结构示意图之二。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前，基本的区域背光调节算法主要包括三个部分：背光亮度的计算、实际背光模拟和液晶像素补偿。经过研究发现，现有的算法主要是集中在降低背光源的能耗上，个别方法注重提升最终显示图像的对比度，但是对于更小尺寸的LED背光源的显示设备，其分区数较高，整个画面的背光区域划分更加精细，显示的亮度与对比度都十分出色，但在因为液晶漏光导致的画面明暗交界处存在明显的光晕，也就是halo现象；同时，因为local Dimming本身就是同一区域内不同像素对应同一背光值，这就使得基于背光亮度进行的像素补偿无法避免地出现补偿溢出问题，导致某些细节信息丢失，影响了观看效果。
由此，请参考图1，为本发明实施例提供的一种显示装置的背光调节方法的流程示意图。如图1所示，本发明实施例提供的显示装置的背光调节方法中，所述显示装置包括显示面板和背光模组，其中，所述背光模组包括多个背光分区，而所述显示面板也划分为多个显示分区，所述显示分区和所述背光分区一一对应设置，所述方法可以包括以下步骤：
步骤11：根据每一所述显示分区内的像素信息，计算与每一所述显示分区对应的背光分区的初始背光值。
本步骤中，由于一个显示分区对应于一个背光分区，因此，获取每一显示分区内的像素信息，即可计算出与其对应的背光分区的初始背光值。本发明实施例中，采用平均值法，也就是将显示分区内的所有像素的平均值作为对应的背光分区的初始背光值。
步骤12：根据预设背光阈值以及与目标背光分区相邻的背光分区的初始背光值，对所述目标背光分区的初始背光值进行修正，得到目标背光分区的第一背光值，其中，所述目标背光分区为每一背光分区。
光晕现象主要表现为高亮图像周围本应是暗的区域却出现一圈明显的光晕，基于LED背光源高分区的特性，最有效的方法是减弱外围光晕高亮区域或者孤立的点线状高亮光晕区域的背光亮度，同时不干扰到无光晕现象的区域。然而，实际测试中发现，并非所有的光晕区域都适合进行抑制，比如对于大面积纯色高亮区域的边缘进行光晕抑制降低背光亮度后，会存在明显的边缘发暗现象，反而会影响视觉效果。因此，本发明实施例中，设定预设背光阈值，然后根据预设背光阈值以及与目标背光分区相邻的背光分区的初始背光值来对目标背光分区的初始背光值进行修正，以得到目标背光分区的第一背光值，从而对判断为易发生光晕现象的孤立的背光分区进行大幅度抑制，而对于不是孤立的背光分区则不做处理，仍然保持原始背光数据，从而在最大程度上削减光晕现象的同时保留最佳的显示效果。
本发明实施例中，所述预设背光阈值包括第一预设背光阈值和第二预设背光阈值，所述根据预设背光阈值以及与目标背光分区相邻的背光分区的初始背光值，对所述目标背光分区的初始背光值进行修正，得到目标背光分区的第一背光值的步骤，包括：
根据与目标背光分区相邻的所有背光分区中初始背光值大于第二预设背光阈值的数量，确定所述目标背光分区的类型，所述目标背光分区的类型包括孤立光晕背光分区和非孤立光晕背光分区；
根据所述目标背光分区的类型，对所述目标背光分区的初始背光值进行修正，得到目标背光分区的第一背光值。
具体来说，进行光晕抑制时，首先，设定两个判断阈值，即第一预设背光阈值和第二预设背光阈值，然后，针对目标背光分区，先获取与目标背光分区相邻的背光分区的背光数值，也即与目标背光分区相邻的背光分区的初始背光值，通常，由于背光分区为阵列分布，因此，与目标背光分区相邻的背光分区有八个，记录这八个背光分区中初始背光值大于第二预设背光阈值的个数，根据该数值，可以确定目标背光分区的类型，即属于孤立光晕背光分区还是非孤立光晕背光分区，所述孤立光晕背光分区，即易发生光晕现象的孤立的背光分区；而所述非孤立光晕背光分区，即易发生光晕现象，但是属于大面积高亮区域的边缘的背光分区，而并非是孤立的。从而，根据目标背光分区的类型，对目标背光分区的初始背光值进行不同的修正处理方式，得到目标背光分区的第一背光值，从而避免对所有背光分区都进行大幅度抑制而导致的显示效果下降的问题。
本发明实施例中，所述根据所述目标背光分区的类型，对所述目标背光分区的初始背光值进行修正，得到目标背光分区的第一背光值的步骤中，采用如下公式进行修正：
Figure BDA0002550153090000071
其中，Lcoor为目标背光分区的第一背光值，Lavg为目标背光分区的初始背光值，Lmin为与目标背光分区相邻的所有背光分区中最小的初始背光值，th1为第一预设背光阈值，k为根据所述目标背光分区的类型确定的数值，k∈(0,1)。
也就是说，在确定了目标背光分区的类型后，即可确定出上述公式中的k所取得数值，该数值属于0～1的范围内，由此，将不同的k值代入公式中即可计算得到目标背光分区的第一背光值。
请参考图2和图3，图2为本发明实施例提供的目标背光分区位于大面积高亮区域的边缘位置处的示意图，图3为本发明实施例提供的当目标背光分区位于易发生光晕现象的孤立区域的示意图。如图2、图3所示，分析两种情况中与目标背光分区相邻的八个背光分区中初始背光值大于第二预设背光阈值的个数，可以发现图2中与目标背光分区a相邻的八个背光分区中初始背光值大于第二预设背光阈值的个数永远大于3，而图3中与目标背光分区a相邻的八个背光分区中初始背光值大于第二预设背光阈值的个数永远小于3，因此，可以以3为分界值区分目标背光分区的类型，即与目标背光分区相邻的八个背光分区中初始背光值大于第二预设背光阈值的个数大于3的情况下，属于非孤立光晕背光分区，而与目标背光分区相邻的八个背光分区中初始背光值大于第二预设背光阈值的个数小于3的情况下，属于孤立光晕背光分区，从而根据目标背光分区的类型确定上述公式中k的取值。
本发明实施例中，k即背光压缩系数，数值越小，则压缩后的背光越暗，而数值越大，则压缩后的背光越亮。在一种可选的实施方式中，根据实验测试结果，k的取值按照以下方式进行选取：
Figure BDA0002550153090000081
其中，num为与目标背光分区相邻的八个背光分区中初始背光值大于第二预设背光阈值的个数。
也就是说，当num小于3时，判断目标背光分区为易发生光晕现象的孤立的背光分区，则k取一个较小的数值(0.3)进行大幅度压缩，降低其光晕现象；当num大于等于3时，判断目标背光分区为易发生光晕现象的背光分区，但是属于大面积高亮区域的边缘，不适合进行大幅度压缩处理，则k取一个较大的数值(0.8)，略微降低光晕现象的同时避免边缘过暗的问题；采用上述选值方式进行取值时，可以取得较好的修正效果。
上述第一预设背光阈值th1即背光压缩算法触发阈值，将第一预设背光阈值th1和与目标背光分区相邻的背光分区的初始背光值的大小关系作为上述公式(可以认为是分段函数)的分段条件，从而在Lmin≥th1或Lmin≥Lavg的条件下，将目标背光分区的初始背光值作为目标背光分区的第一背光值，也即此时目标背光分区不易发生光晕现象，则不对目标背光分区的初始背光值进行压缩抑制处理，保持原始背光数据，以保留最佳的显示效果；而在Lmin<th1且Lmin<Lavg的条件下，对目标背光分区的初始背光值采用上述公式进行修正，也即此时目标背光分区为易发生光晕现象的背光分区，并进一步根据目标背光分区的类型确定k的取值，对目标背光分区进行抑制，从而最大程度上削减光晕现象；由于目标背光分区为每一背光分区，也即背光模组的每一背光分区都将采用上述公式进行修正，可以得到所有背光分区的第一背光值，从而在实现在最大程度上削减光晕现象的同时，保留了最佳的显示效果。
在一种可选的实施方式中，第一预设背光阈值th1的取值范围在0～255之间，经实验测试，在取值为128时可以获得较好的修正显示效果。第二预设背光阈值th2的取值范围在128～255之间，经实验测试，在取值为200时可以获得较好的修正显示效果。
本发明实施例中，所述背光调节方法还包括：
对所述第一背光值进行闪烁抑制处理，得到所述目标背光分区的第二背光值；
根据所述第二背光值，对所述目标背光分区进行背光驱动。
在显示装置工作过程中，显示的画面多为动态图像和视频，因此，各背光分区的背光数值也将跟随画面内容的改变而实时变化，这就导致可能同一背光分区可能在显示上一帧图像时属于光晕现象发生的背光分区，而在显示下一帧图像时已不属于光晕现象发生的背光分区，因此这两帧之间的变化经算法处理后得到的数值将相差较大，从而背光数值发生了大幅度的跳变，最终产生闪烁现象，这也是光晕抑制带来的负面效果。因此，需要对第一背光值进行闪烁抑制处理，得到第二背光值，然后根据第二背光值来对目标背光分区进行背光驱动。
本发明实施例中，所述对所述第一背光值进行闪烁抑制处理，得到所述目标背光分区的第二背光值的步骤中，采用如下公式进行闪烁抑制处理：
Lout＝m*Lforlight+(1-m)Lnewlight
其中，Lout为显示当前帧图像时的目标背光分区的第二背光值，Lforlight为显示上一帧图像时的目标背光分区的第二背光值，Lnewlight为显示当前帧图像时的目标背光分区的第一背光值，m为系数，m∈(0，1)。
也就是说，将显示当前帧图像时的目标背光分区的第二背光值利用显示上一帧图像时的目标背光分区的第二背光值和显示当前帧图像时的目标背光分区的第一背光值进行加权求和，以均衡上下两帧的背光数值，以免发生大幅度变化。其中，m为0～1之间的系数，若m取值较大，会导致产生背光延迟感，儿若m取值过小，则达不到抑制闪烁的效果，经实际测试，m取值0.65时可以获得较好的闪烁抑制效果。由于目标背光分区为每一背光分区，因此将对每一背光分区的第一背光值进行闪烁抑制处理，得到所有背光分区的第二背光值，最终根据所有背光分区的第二背光值，驱动背光模组对应发光。
本发明实施例中，所述背光调节方法还包括：
确定每一显示分区内的所有像素中的最大像素值；
根据每一显示分区的最大像素值以及预设伽马曲线，确定每一显示分区中的像素不发生补偿溢出所需的最小背光阈值；
根据各背光分区的第一背光值和最小背光阈值，计算各目标背光分区的背光补偿值，得到与所有背光分区对应的背光补偿矩阵；
根据所述背光补偿矩阵和各背光分区的第二背光值，对与每一背光分区对应的显示分区的像素进行补偿。
现有技术中并没有专门针对补偿溢出区域进行特殊处理，为了使最终显示的图像满足gamma曲线，每一显示分区中各像素的原始的图像像素信息需要根据对应的背光分区的背光数值进行计算，以求取在对应背光数值下的像素值。由于同一显示分区的像素对应单一的背光分区的背光数值，部分像素计算处理后会出现溢出截断现象，导致显示的图像细节有所损失，这种现象在local Dimming设备中普遍存在，而在经过本发明实施例前述的光晕抑制处理后，这种现象在局部区域会更加明显。由此，为了保证显示装置的显示效果，需要对补偿溢出的像素进行抑制，以尽可能地保留更多的图像细节信息。
具体来说，首先，统计出每一显示分区内的所有像素中的最大像素值，然后根据每一显示分区的最大像素值以及预设伽马曲线，反推出该显示分区内所有像素进行补偿恰好不发生溢出时的背光数值，即最小背光阈值，具体可以采用如下公式进行推算：
Figure BDA0002550153090000101
式中，Vmax为显示分区内的所有像素中的最大像素值，而Lmax为对应的背光分区所能达到的最大背光数值，通常为255，Lth即显示分区内所有像素进行补偿时均不发生溢出的最小背光阈值，而公式中的2.2，即为预设伽马曲线对应的伽马值，根据不同的预设伽马曲线，该值也对应变化，例如还可以为2.0等。在实际应用上述公式进行推算时，由于一个显示分区内的像素数量众多，可以允许Vmax适当取小一些，而Lmax可以适当取大一些，没有必要考虑每一个像素点都不发生补偿溢出的情况，当然，可以知道，每一个像素点均不发生补偿溢出的情况显示效果更佳，但是相对应的，数据处理量也对应增加。
本发明实施例中，所述根据各背光分区的第一背光值和最小背光阈值，计算各目标背光分区的背光补偿值，得到与所有背光分区对应的背光补偿矩阵，包括：
计算目标背光分区的第一背光值与对应的最小背光阈值的差值，得到所述目标背光分区的背光补偿值；
利用目标背光分区的背光补偿值，对目标背光分区外围的背光分区的背光补偿值进行赋值，得到所有背光分区对应的背光补偿值构成的背光补偿矩阵。
具体来说，可以构建一个初始值全为零的初始背光补偿矩阵，然后将目标背光分区的第一背光值与该目标背光分区对应的最小背光阈值进行比较，若目标背光分区的第一背光值小于最小背光阈值，意味着该目标背光分区对应的显示分区的像素补偿时会发生溢出，因此，需要计算目标背光分区的第一背光值与该目标背光分区对应的最小背光阈值的差值，该差值即为对应的背光补偿数值，将差值记录到初始背光补偿矩阵的对应位置，替换原始值(即将零替换)。
请参考图4，为本发明实施例提供的对目标背光分区外围的背光分区进行赋值的示意图。其中，为了保证相邻背光分区的背光亮度不发生大的改变，需要利用目标背光分区的背光补偿值对于目标背光分区相邻的背光分区的背光补偿值进行赋值。如图4所示，赋值时，假设目标背光分区的背光补偿值为△L，则以目标背光分区为中心，向外围的背光分区逐渐减小背光补偿值以赋值给外围的背光分区，从而获得背光亮度的光滑过渡结果，例如，目标背光分区外围第一圈背光分区同样赋值为△L，而外围第二圈背光分区则赋值为△L/2，由于目标背光分区为每一背光分区，目标背光分区发生变化时，可能会对一个背光分区先后进行多次赋值，因此，背光补偿矩阵中每一个背光补偿值变化时，只保留较大值。对所有背光分区进行上述计算差值和赋值的步骤处理，即可得到所有背光分区的背光补偿值构成的背光补偿矩阵。
本发明实施例中，所述根据所述背光补偿矩阵和各背光分区的第二背光值，对与每一背光分区对应的显示分区的像素进行补偿的步骤，包括：
将所述背光补偿矩阵与显示当前帧画面时的每一背光分区的第二背光值进行叠加，得到与所有背光分区对应的最终背光数值矩阵；
根据所述最终背光数值矩阵，确定每一显示分区的像素补偿值；
根据每一显示分区的像素补偿值，对每一显示分区的像素进行补偿。
具体来说，在得到所有背光分区的背光补偿值构成的背光补偿矩阵后，将该背光补偿矩阵与现实当前帧画面时的每一背光分区的第二背光值进行叠加，也即将每一背光分区的第二背光值与背光补偿矩阵中对应的背光补偿值进行叠加，得到与所有背光分区对应的最终背光数值矩阵；然后，根据所述最终背光数值矩阵，即可确定出与每一背光分区对应的显示分区的像素补偿值，最终对每一显示分区的像素进行补偿。
本发明实施例中，所述根据所述最终背光数值矩阵，确定每一显示分区的像素补偿值的步骤，包括：
将所述背光分区的光源的点扩散函数与所述最终背光数值矩阵进行卷积计算，得到每一显示分区中每一像素对应的背光亮度信息；
根据所述背光亮度信息，对每一显示分区的像素进行补偿。
本步骤采用非线性补偿方法，首先，将背光分区中所使用的背光光源实测得到的点扩散函数(PSF函数)与最终背光数值矩阵进行卷积计算处理，得到和原始输入图像分辨率一致的平滑的背光亮度信息，也即得到每一显示分区中的每一个图像像素点所对应的背光亮度信息，根据该背光亮度信息即可对原图像的像素进行相应的补偿，从而能够搭配输出的背光亮度得到更好的显示效果。像素补偿可以采用如下公式进行计算：
Figure BDA0002550153090000131
其中，BLfull为背光分区全亮时的亮度，一般对应255，BLi,j’为卷积计算后得到的背光亮度值，Yi,j、Yi,j’分别为补偿前的像素值和补偿后的像素值。
请参考图5，为本发明实施例提供的背光调节方法的FPGA实现流程示意图。如图5所示，图像数据由HDMI接口输入之后，首先需要从RGB颜色空间转换到HSV(Hue,Saturation,Value)颜色空间，其中的明度V是RGB三通道的最大值，后续算法处理也主要根据明度数值V进行计算处理。图像数据转换成HSV数据后，主要分为两部分，一部分为背光控制部分，另一部分为图像显示部分。对于背光控制部分，图像数据转换成HSV数据后，需要进行初始背光值计算以及halo抑制处理，初始背光值主要根据各背光分区对应的显示分区内的像素信息进行均值计算得到，halo抑制处理即采用上述修正公式对初始背光值进行修正，以抑制halo(现象)；halo抑制处理后得到的当前帧的背光数据，需要进一步进行帧间背光控制，也即上述的闪烁抑制处理，避免背光数值大幅度跳变而产生闪烁现象，闪烁抑制处理中需要用到由RAM存储器提供的前一帧的背光数据，闪烁抑制处理的详细步骤同上，此处不再赘述；帧间背光控制后得到的背光数据将会通过SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)传输给背光驱动板，从而控制背光源(LED)发光。而对于图像显示部分，闪烁抑制处理(帧间背光控制)后得到的背光数据将进一步进行防溢出处理，以避免在当前的背光数值下对应的显示分区内的像素发生补偿溢出而导致图像细节缺失，防溢出处理得到的背光数据将与背光分区所使用的背光光源的点扩散函数(PSF函数)进行卷积计算，根据卷积计算结果对显示分区内的像素进行补偿，便可得到补偿后的各显示分区的像素数据，再将补偿后的各显示分区的像素数据再次转换回RGB颜色空间得到RGB数据，便可驱动液晶屏幕显示图像。
光晕问题主要是由于液晶的漏光特性导致的，在侧视的情况下最为明显，正视情况比侧视有轻微减弱但也验证影响观看体验。在高背光分区的local dimming设备上光晕面积相比低分区设备有所减小等仍然十分明显。采用本发明实施例的背光调节方法进行调节后，在正视角30°以内基本解决了光晕问题，在大于30°的侧视情况下虽然无法完全消除，但也极大削减了光晕现象。同时对于local dimming算法普遍存在的补偿溢出问题，本发明实施例也将其有效抑制，进一步提升了显示效果。
经过整个背光调节方法处理之后的结果图像搭配修正后的背光值，能够实现Local Dimming特有的高对比效果，同时相比于传统Local Dimming算法极大抑制了光晕现象和补偿溢出造成的细节损失问题，发挥出高背光分区数目的优势，极大提升了观看效果。
总之，根据本发明实施例的背光调节方法，可以在不影响整体显示亮度和对比度的情况下，很好地减弱局部调光设备存在的光晕问题以及补偿溢出导致的局部细节损失问题，提升了画面效果。
请参考图6，为本发明实施例提供的一种显示装置的背光调节装置的结构示意图之一。如图6所示，本发明另一方面实施例还提供了一种显示装置的背光调节装置，为与上述方法实施例对应的装置，所述显示装置包括显示面板和背光模组，所述显示面板分为多个显示分区，所述背光模组包括多个背光分区，所述显示分区和所述背光分区一一对应，所述背光调节装置60可以包括：
初始背光值计算模块61，用于根据每一所述显示分区内的像素信息，计算与每一所述显示分区对应的背光分区的初始背光值；
修正模块62，用于根据预设背光阈值以及与目标背光分区相邻的背光分区的初始背光值，对所述目标背光分区的初始背光值进行修正，得到目标背光分区的第一背光值，其中，所述目标背光分区为每一背光分区。
根据本发明实施例的背光调节装置，可以在不影响整体显示亮度和对比度的情况下，很好地减弱局部调光设备存在的光晕问题以及补偿溢出导致的局部细节损失问题，提升了画面效果。
可选的，所述预设背光阈值包括第一预设背光阈值和第二预设背光阈值，所述修正模块，包括：
类型确定单元，用于根据与目标背光分区相邻的所有背光分区中初始背光值大于第二预设背光阈值的数量，确定所述目标背光分区的类型，所述目标背光分区的类型包括孤立光晕背光分区和非孤立光晕背光分区；
修正单元，用于根据所述目标背光分区的类型，对所述目标背光分区的初始背光值进行修正，得到目标背光分区的第一背光值。
可选的，所述修正单元，采用如下公式进行修正：
Figure BDA0002550153090000151
其中，Lcoor为目标背光分区的第一背光值，Lavg为目标背光分区的初始背光值，Lmin为与目标背光分区相邻的所有背光分区中最小的初始背光值，th1为第一预设背光阈值，k为根据所述目标背光分区的类型确定的数值，k∈(0,1)。
可选的，还包括：
闪烁抑制模块，用于对所述第一背光值进行闪烁抑制处理，得到所述目标背光分区的第二背光值；
背光驱动模块，用于根据所述第二背光值，对所述目标背光分区进行背光驱动。
可选的，所述闪烁抑制模块，采用如下公式进行闪烁抑制处理：
;out＝m*Lforlight+(1-m)Lnewlight
其中，Lout为显示当前帧图像时的目标背光分区的第二背光值，Lforlight为显示上一帧图像时的目标背光分区的第二背光值，Lnewlight为显示当前帧图像时的目标背光分区的第一背光值，m为系数，m∈(0，1)。
可选的，还包括：
第一确定模块，用于确定每一显示分区内的所有像素中的最大像素值；
第二确定模块，用于根据每一显示分区的最大像素值以及预设伽马曲线，确定每一显示分区中的像素不发生补偿溢出所需的最小背光阈值；
计算模块，用于根据各背光分区的第一背光值和最小背光阈值，计算各目标背光分区的背光补偿值，得到与所有背光分区对应的背光补偿矩阵；
补偿模块，用于根据所述背光补偿矩阵和各背光分区的第二背光值，对与每一背光分区对应的显示分区的像素进行补偿。
可选的，所述计算模块，包括：
差值计算单元，用于计算目标背光分区的第一背光值与对应的最小背光阈值的差值，得到所述目标背光分区的背光补偿值；
赋值单元，用于利用目标背光分区的背光补偿值，对目标背光分区外围的背光分区的背光补偿值进行赋值，得到所有背光分区对应的背光补偿值构成的背光补偿矩阵。
可选的，所述补偿模块，包括：
叠加单元，用于将所述背光补偿矩阵与显示当前帧画面时的每一背光分区的第二背光值进行叠加，得到与所有背光分区对应的最终背光数值矩阵；
像素补偿值确定单元，用于根据所述最终背光数值矩阵，确定每一显示分区的像素补偿值；
像素补偿单元，用于根据每一显示分区的像素补偿值，对每一显示分区的像素进行补偿。
可选的，像素补偿值确定单元，包括：
卷积计算子单元，用于将所述背光分区的光源的点扩散函数与所述最终背光数值矩阵进行卷积计算，得到每一显示分区中每一像素对应的背光亮度信息；
像素补偿子单元，用于根据所述背光亮度信息，对每一显示分区的像素进行补偿。
请参考图7，为本发明实施例提供的一种显示装置的背光调节装置的结构示意图之二。如图7所示，所述背光调节装置主要包括初始背光计算模块、halo抑制模块，闪烁抑制模块、补偿溢出抑制模块和像素补偿模块。其中，初始背光计算模块主要用于计算各背光分区的初始背光值；halo抑制模块用于根据预设背光阈值以及与目标背光分区相邻的背光分区的初始背光值，对所述目标背光分区的初始背光值进行修正，以对背光分区的halo现象进行抑制；闪烁抑制模块主要采用时域IIR滤波器，对上述halo抑制模块得到目标背光分区的第一背光值进行闪烁抑制处理，避免发生背光数值发生大幅度的跳变而导致画面闪烁的问题；补偿溢出抑制模块主要用于根据闪烁抑制模块处理得到的背光分区的第二背光值进行像素补偿溢出的抑制，避免显示分区的像素发生补偿溢出现象；像素补偿模块主要用于根据补偿溢出抑制模块处理得到的不发生溢出的背光数值矩阵对显示分区的像素进行补偿。
本发明实施例中的背光调节装置，在保留图像对比度的同时极大抑制了halo现象，同时降低了传统Local Dimming方法容易导致的细节损失。
本发明再一方面实施例还提供了一种显示装置，所述显示装置包括如上实施例中所述的背光调节装置，由于上述实施例中的背光调节装置具有可以在不影响整体显示亮度和对比度的情况下，很好地减弱局部调光设备存在的光晕问题以及补偿溢出导致的局部细节损失问题，提升画面效果的有益效果，本发明实施例中的显示装置也对应具有上述有益效果，为避免重复，在此不再赘述。
以上，所述是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种显示装置的背光调节方法，其特征在于，所述显示装置包括显示面板和背光模组，所述显示面板分为多个显示分区，所述背光模组包括多个背光分区，所述显示分区和所述背光分区一一对应，所述方法包括：
根据每一所述显示分区内的像素信息，计算与每一所述显示分区对应的背光分区的初始背光值；
根据预设背光阈值以及与目标背光分区相邻的背光分区的初始背光值，对所述目标背光分区的初始背光值进行修正，得到目标背光分区的第一背光值，其中，所述目标背光分区为每一背光分区。
2.根据权利要求1所述的背光调节方法，其特征在于，所述预设背光阈值包括第一预设背光阈值和第二预设背光阈值，所述根据预设背光阈值以及与目标背光分区相邻的背光分区的初始背光值，对所述目标背光分区的初始背光值进行修正，得到目标背光分区的第一背光值的步骤，包括：
根据与目标背光分区相邻的所有背光分区中初始背光值大于第二预设背光阈值的数量，确定所述目标背光分区的类型，所述目标背光分区的类型包括孤立光晕背光分区和非孤立光晕背光分区；
根据所述目标背光分区的类型，对所述目标背光分区的初始背光值进行修正，得到目标背光分区的第一背光值。
3.根据权利要求2所述的背光调节方法，其特征在于，所述根据所述目标背光分区的类型，对所述目标背光分区的初始背光值进行修正，得到目标背光分区的第一背光值的步骤中，采用如下公式进行修正：
Figure FDA0002550153080000011
其中，Lcoor为目标背光分区的第一背光值，Lavg为目标背光分区的初始背光值，Lmin为与目标背光分区相邻的所有背光分区中最小的初始背光值，th1为第一预设背光阈值，k为根据所述目标背光分区的类型确定的数值，k∈(0，1)。
4.根据权利要求1所述的背光调节方法，其特征在于，还包括：
对所述第一背光值进行闪烁抑制处理，得到所述目标背光分区的第二背光值；
根据所述第二背光值，对所述目标背光分区进行背光驱动。
5.根据权利要求4所述的背光调节方法，其特征在于，所述对所述第一背光值进行闪烁抑制处理，得到所述目标背光分区的第二背光值的步骤中，采用如下公式进行闪烁抑制处理：
Lout＝m*Lforlight+(1-m)Lnewlight
其中，Lout为显示当前帧图像时的目标背光分区的第二背光值，Lforlight为显示上一帧图像时的目标背光分区的第二背光值，Lnewlight为显示当前帧图像时的目标背光分区的第一背光值，m为系数，m∈(0，1)。
6.根据权利要求5所述的背光调节方法，其特征在于，还包括：
确定每一显示分区内的所有像素中的最大像素值；
根据每一显示分区的最大像素值以及预设伽马曲线，确定每一显示分区中的像素不发生补偿溢出所需的最小背光阈值；
根据各背光分区的第一背光值和最小背光阈值，计算各目标背光分区的背光补偿值，得到与所有背光分区对应的背光补偿矩阵；
根据所述背光补偿矩阵和各背光分区的第二背光值，对与每一背光分区对应的显示分区的像素进行补偿。
7.根据权利要求6所述的背光调节方法，其特征在于，所述根据各背光分区的第一背光值和最小背光阈值，计算各目标背光分区的背光补偿值，得到与所有背光分区对应的背光补偿矩阵，包括：
计算目标背光分区的第一背光值与对应的最小背光阈值的差值，得到所述目标背光分区的背光补偿值；
利用目标背光分区的背光补偿值，对目标背光分区外围的背光分区的背光补偿值进行赋值，得到所有背光分区对应的背光补偿值构成的背光补偿矩阵。
8.根据权利要求6所述的背光调节方法，其特征在于，所述根据所述背光补偿矩阵和各背光分区的第二背光值，对与每一背光分区对应的显示分区的像素进行补偿的步骤，包括：
将所述背光补偿矩阵与显示当前帧画面时的每一背光分区的第二背光值进行叠加，得到与所有背光分区对应的最终背光数值矩阵；
根据所述最终背光数值矩阵，确定每一显示分区的像素补偿值；
根据每一显示分区的像素补偿值，对每一显示分区的像素进行补偿。
9.根据权利要求8所述的背光调节方法，其特征在于，所述根据所述最终背光数值矩阵，确定每一显示分区的像素补偿值的步骤，包括：
将所述背光分区的光源的点扩散函数与所述最终背光数值矩阵进行卷积计算，得到每一显示分区中每一像素对应的背光亮度信息；
根据所述背光亮度信息，对每一显示分区的像素进行补偿。
10.一种显示装置的背光调节装置，其特征在于，所述显示装置包括显示面板和背光模组，所述显示面板分为多个显示分区，所述背光模组包括多个背光分区，所述显示分区和所述背光分区一一对应，所述背光调节装置包括：
初始背光值计算模块，用于根据每一所述显示分区内的像素信息，计算与每一所述显示分区对应的背光分区的初始背光值；
修正模块，用于根据预设背光阈值以及与目标背光分区相邻的背光分区的初始背光值，对所述目标背光分区的初始背光值进行修正，得到目标背光分区的第一背光值，其中，所述目标背光分区为每一背光分区。
11.一种显示装置，其特征在于，包括：如权利要求10中所述的背光调节装置。
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