CN111785224A - 一种亮度驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例示出一种亮度驱动方法，所述方法用于超高清电视画质处理芯片或者Tcon芯片中，也可用于FPGA或者多核的处理器中，完成对双面板亮度的控制，在发光源恒定的条件下，对于不同帧显示图像，可根据每帧显示图像中亮度的平均值和最大值，生成该帧显示图像专属的亮度驱动信号，所述亮度驱动信号，通过控制第一面板的透光率实现精细的背景光控制。这种控制方法，使光束有很好的收敛，到达精细精准的背景光控制。

Description

一种亮度驱动方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种亮度驱动方法。
背景技术
显示(Liquid Crystal Display，LCD)面板本身不具有发光特性，所以必须在显示面板后面加上一个发光源，由发光源为LCD面板提供背景光，使得LCD面板能够显示画面。图1为一个显示装置的结构示意图，其中，显示装置包括：发光源1和LCD面板2，发光源1为LCD面板2提供背景光，使得LCD面板2能够显示画面。
当面板上调节亮度时，一般需要从RGB坐标系转换到YCbCr坐标系、YUV坐标系、HSV坐标系或者HIS坐标系中，将亮度和色度分别增强处理，以达到整体对比度的调节。通常，一个显示画面的不同区域适用不同亮度的背景光，例如，图2为一个显示画面，其中，第一显示图像区域为低亮度的画面适用于低亮度的背景光，第二显示图像区域为高亮度的画面适用于高亮度的背景光，用对比度提升算法处理彩色信号时，往往不会考虑帧与帧之间的亮度差异，显然，单一的发光源无法满足上述需求。
进一步的，多帧画面之间，往往不会考虑帧与帧之间的亮度差异，直接将彩色信号转化为亮度的调整，如此，当第一帧画面与第二帧画面的亮度存在明显差异时，无法将高亮部分突出，导致中高亮部分失真。
发明内容
基于上述技术问题，本发明的发明目的在于提供一种亮度驱动方法。
本申请实施例第一方面示出一种亮度驱动方法，应用于双面板显示装置的第一面板，包括：
确定显示显示图像的亮度集合，其中，所述亮度集合包括所述显示显示图像各像素点的亮度；
根据所述亮度集合确定所述显示显示图像中亮度的平均值Lavg1和最大值Lmax1；
根据显示显示图像中亮度的平均值和最大值计算亮度补偿因子；
根据所述亮度补偿因子计算出每帧显示图像对应的亮度驱动信号。
可选择的，所述根据亮度补偿因子计算出每帧显示图像对应的亮度驱动信号的步骤包括：
依据亮度补偿因子对每帧显示图像对应的亮度进行补偿，得到每帧显示图像对应的亮度驱动信号；
判断所述亮度驱动信号是否大于或等于显示装置亮度的最大值；
如果大于或等于，所述亮度驱动信号为显示装置亮度的最大值；
如果小于，所述亮度驱动信号根据所述亮度补偿因子计算得出。
可选择的，所述根据显示显示图像中亮度的平均值和最大值计算亮度补偿因子的步骤具体为：
显示图像中亮度的平均值和最大值代入亮度补偿因子模型，得到亮度补偿因子。
可选择的，所述亮度补偿因子模型的构建过程为：
选取n组建模图像，每组建模图像的Lmax2相等，所述Lmax2为建模图像中亮度的最大值；
对于任意一组建模图像，分别计算每个建模图像的Lavg2，生成Lavg2集合，所述Lavg2为建模图像中亮度的平均值；
根据Lmax2和Lavg2集合，计算y集合，所述y为亮度补偿因子；
根据Lmax2，Lavg2集合，以及，y集合，建立y＝f(Lavg2,Lmax2)关系曲线；
n条所述关系曲线构建为亮度补偿因子模型。
可选择的，所述分别计算每个建模图像中亮度平均值的步骤包括：
统计建模图像各像素点的亮度，生成第一亮度集合；
遍历第一亮度集合，删除小于预置亮度的亮度，生成第二亮度集合；
计算所述第二亮度集合的平均亮度即为建模图像中亮度的平均值。
可选择的，所述将Lmax1和Lavg1代入亮度补偿因子模型，计算亮度补偿因子的步骤包括：
对于亮度补偿因子模型，如果存在Lmax1＝Lmax2的关系曲线，则根据Lavg1与亮度补偿因子之间的对应关系，得到亮度补偿因子；
对于亮度补偿因子模型，如果不存在Lmax1＝Lmax2的关系曲线，则通过如下步骤计算亮度补偿因子：
计算(Lmax1，Lavg1)的标定点index0，index1，index2，index3，以及，标定点对应的权重系数weight0，weight1，weight2，weight3；
遍历亮度补偿因子模型，确定index0，index1，index2，index3对应的亮度补偿因子date0，date1，date2，date3；
根据
Figure BDA0002019026190000031
求得亮度补偿因子。
本申请实施例示出一种亮度驱动方法，应用于双面板显示装置的第一面板，包括：
确定显示显示图像的亮度集合，其中，所述亮度集合包括所述显示显示图像各像素点的亮度；
将所述像素点亮度集合划分为预置数量个区域，生成区域亮度集合，其中，每个区域包括至少一个像素点亮度；
分别确定根据所述区域亮度集合中每个区域亮度的最大值和平均值；
根据每个区域亮度的最大值和平均值计算区域亮度补偿因子；
根据所述区域亮度补偿因子和区域亮度，计算出每个区域对应的亮度驱动信号。
可选择的，所述根据区域亮度补偿因子和区域亮度，计算出每个区域对应的亮度驱动信号的步骤包括：
依据区域亮度补偿因子对每个区域对应的区域亮度进行补偿，得到每个区域对应的亮度驱动信号；
判断所述亮度驱动信号是否大于或等于显示装置亮度的最大值；
如果大于或等于，所述亮度驱动信号为显示装置亮度的最大值；
如果小于，所述亮度驱动信号根据所述区域亮度补偿因子和区域亮度计算得出。
可选择的，所述区域亮度的计算方法为：
计算区域内Py-sum，以及，Py-avg，确定区域内Py-max，Py-mid，其中，Py-sum为像素点亮度和，Py-max为像素点亮度最大值，Py-avg为像素点亮度平均值，Py-min为像素点亮度中间值；
根据index亮度＝(a×Py-max+b×Py-avg+c×Py-mid+512)>>10，计算index亮度，所述index亮度为区域亮度；
其中，a+b+c＝1024；
a、b、c均为正整数。
可选择的，所述区域亮度的计算方法为：
计算区域内Py-sum，以及，Py-avg，确定区域Py-max，Py-min，其中，Py-sum为像素点亮度和，Py-max为像素点亮度最大值，Py-avg为像素点亮度平均值，Py-mid为像素点亮度最小值；
根据Py-mid＝(Py-sum–Py-max–Py-min+1)>>1，计算Py-mid，所述Py-mid为像素亮度的中间值；
根据index亮度＝(a×Py-max+b×Py-avg+c×Py-mid+512)>>10，计算index亮度，所述index亮度为区域亮度；
其中，a+b+c＝1024；
a、b、c均为正整数。
由以上技术方案可以看出，本申请实施例示出一种亮度驱动方法，所述方法用于超高清电视画质处理芯片或者Tcon芯片中，也可用于FPGA(Field Programmable GateArray，现场可编程门阵列)或者多核的处理器中，完成对双面板亮度的控制，在发光源恒定的条件下，对于不同帧显示图像，可根据每帧显示图像中亮度的平均值Lavg1和最大值Lmax1，生成该帧显示图像专属的亮度驱动信号，所述亮度驱动信号，通过控制第一面板的透光率实现精细的背景光控制。这种控制方法，使光束有很好的收敛，到达精细精准的背景光控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为显示装置的结构示意图；
图2为一帧显示画面的图像亮度区域划分图；
图3为本发明实施例提供的双面板显示装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的双面板显示装置的第一面板呈现不同区域的示意图；
图5为本发明实施例提供的双面板显示装置的分解结构示意图；
图6为本发明另一实施例提供的双面板显示装置的分解结构示意图；
图7为本发明实施例的双面板显示装置的原理框图；
图8为双面板显示装置的控制系统原理框图；
图9为多分区背光控制中多路背光驱动原理框图；
图10为本发明实施例中的背光值的增益调整曲线示意图；
图11为双面板显示装置的控制系统细化原理框图；
图12为根据一优选实施例示出的9*9的邻域的示意图；
图13为根据一优选实施例示出的亮度值调整曲线；
图14为根据一优选实施例示出的一种亮度驱动方法的流程图；
图15为根据一优选实施例示出的Lmax2＝25关系曲线的示意图；
图16为根据一优选实施例示出的亮度补偿因子模型的示意图；
图17为根据一优选实施例示出的表项的示意图；
图18为根据又一优选实施例示出的一种亮度驱动方法的流程图；
图19为根据一优选实施例示出显示图像的区域的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是接触连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本申请实施例中：VBO(Vertex Buffer Objects，顶点缓冲对象)，顶点缓冲对象VBO是在显卡存储空间中开辟出的一块内存缓存区，用于存储顶点的各类属性信息，如顶点坐标，顶点法向量，顶点颜色数据等。
RAM(Random Access Memory，主存)，也叫主存，是与CPU直接交换数据的内部存储器。它可以随时读写，而且速度很快，通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储介质。
SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)。
在单个LCD面板无法实现高对比度的亮度调节的情况下，使用双面板结构，上面板负责彩色信号的处理，下面板负责高对比度的增强。双面板显示装置的结构如图3所示，其包括：发光源1，第一面板3，以及，第二面板4。其中，第一面板3位于发光源1和第二面板4之间。可选的，第二面板4用于RGB细节处理和图像补偿，第二面板3用于通过不同分区的像素点的透过率进行对比度增强。第一面板3每个透光区域的透光率可进行调节，因此，发光源1发出的光透过第二面板3的不同区域后呈现不同亮度，获得一幅显示画面不同区域背景光强度不一致的效果。
示例性的，当一帧图像中，左半部分区域为暗场景，而右半部分区域为亮场景时，为体现高对比度，应将第二面板中，左半部分的图像对应的区域亮度降低，右半部分的图像对应的区域亮度提高。如图4为第一面板呈现不同透光区域的示意图，其中，第一面板3第一透光区域和第二透光区域对应图像中的暗场景部分和亮场景部分。第一透光区域的光透过率为20％，第二透光区域的光透过率为80％，发光源1发出的光透过第一面板3为LCD面板2提供背景光，这时，LCD面板与第一透光区域相对应的区域背景光暗，LCD面板与第二透光区域相对应的区域背景光亮。
可选的，双面板显示装置包括依次层叠的背光模组100、第一面板200、第二面板300和粘合层400。图5和6是根据本发明实施例的双面板显示装置的结构示意图；图7是本发明实施例的双面板显示装置的原理框图。
参照图5、6和7可知，背光模组100用于提供光源光线，第一面板200为控光面板，用于控制来自背光模组100的光线进入第二层面板300的光通量，第二面板为彩色面板，用于显示图像，粘合层400用于将第一面板200和第二面板300进行粘合固定为一体，形成一体面板。
沿着双面板显示装置中光线的出光方向，第一面板200依次包括邻近背光模组100的第一偏光片201、第一光阀层202和第一偏光片203，第一偏光片201和第二偏光片203的透光轴相互垂直，来自背光模组100的光线经过第一偏光片201后变为第一偏振光，第一偏振光进入到第一光阀层202，根据显示图像内容，通过电压控制的转动，使第一偏振光随之发生旋转，发生角度旋转后的第一偏振光进入到第二偏振片变为第二偏振光。因第一偏光片201和第二偏光片203的透光轴相互垂直，由此实现对光线的通过量的控制。需要说明的是，第一面板200中不包括滤光片，若来自背光模组100中的光线为白光，第一面板200为单色面板。
沿着双面板显示装置中光线的出光方向，第二面板300依次包括邻近第一面板200的第三偏光片301、第二光阀层302、滤光片303和第四偏光片304，第三偏光片301和第四偏光片304的透光轴相互垂直。第二偏光片203与第三偏光片301的透光轴相互平行。来自第一面板200的第二偏振光进入到第三偏光片301时，第二偏振光的方向不发生旋转，而后进入第二光阀层302，根据显示图像内容，通过电压控制的转动，使第二偏振光随之发生旋转，发生角度旋转后的第二偏振光进入到滤光片303，变为彩色光，而后彩色光进入到第四偏振片304变为第三偏振光，因第三偏光片301和第四偏光片304的透光轴相互垂直，由此实现对彩色光线的通过量的控制，实现对图像的彩色显示。
因外界水汽进入两个面板之间，会导致在两个面板之间因温度变化凝固成水珠而影响显示效果，粘合层400采用面贴合的方式将第一面板200和第二面板300粘合固定在一起，面贴合为全贴合，即整个面上布设胶层。为了不影响光线的传输，粘合层400采用透明胶层，可采用OCA光学胶或硅胶OCR。为了保证粘合效果和避免面板过厚，粘合层的厚度在0.15-0.75mm之间，优选0.25-0.5mm。
需要说明的是，第一面板200和第二面板300可以各自包括一第二偏光片203和第三偏光片301，图5中示出的第一面板200和第二面板300分别具有一个偏光片的情形。本发明另一实施例中，第一面板200和第二面板300共用一个偏光片，图6中示出的是两者公用两个偏光片的情形，因缺省一偏光片，在满足显示需要的情况下，可降低显示装置的成本。如图6所示，与图5不同的是，双面板显示装置中不包括第三偏光片301，在该显示装置中，第一偏光片201的透光轴与第二偏光片203的透光轴相互垂直，第二偏光片203的透光轴和第四偏光片304的透光轴相互垂直。与图5中所示的双面板显示装置的光路原理近似，来自第一面板200的第二偏振光直接进入第二光阀层302，根据显示图像内容，通过电压控制的转动，使第二偏振光随之发生旋转，发生角度旋转后的第二偏振光进入到滤光片303，变为彩色光，而后彩色光进入到第四偏振片304变为第三偏振光，因第二偏振光片203和第四偏光片304的透光轴相互垂直，由此实现对彩色光线的通过量的控制，实现对图像的彩色显示。在图6所示的双面板显示装置中，粘合层400位于第二偏光片203与第二光阀层302之间。粘合层400的位置不限于此，粘合层400也可位于第一光阀层202和第二偏光片203之间。
第一光阀层202和第二光阀层302的结构类似，包括上基板、下基板以及位于上基板和下基板之间的盒。
第一面板200和第二面板300中光阀层均包括多个盒，与第二面板300(彩色面板)中控光的原理相似，第一面板200可实现单像素作为独立光阀，实现像素级的控光，相比于只有一个面板的显示装置来说，双面板显示装置具有两层像素级的控光，实现了更为精细的控制。由于第一面板200实现了像素级的控光，相比于单面板显示装置，对于黑画面，第一面板200和第二面板300的配合，可以大幅度降低黑电平亮度，以解决单面板显示装置中因无法做到绝对不透光导致的黑画面具有一定亮度的问题，显著提高了显示装置静态对比度。
因第一面板200是利用偏光片和的旋转来实现控光，而偏光片的透过率在38％-48％，如此会降低显示装置的整体光透过率。故在本发明中，第一面板200的分辨率小于第二面板300的分辨率，即第一面板200中的像素点数量小于第二面板300中像素点的数量，避免因使用双层面板使得来自背光模组的光线的透光率下降导致的显示的亮度不足。第二面板300中像素点的数量与第一面板200中像素点的数量之比不小于4：1，例如：4：1、16：1，即当第二面板300的分辨率为8K时，第一面板200的分辨率可为4K或2K，当第二面板300的分辨率为4K时，第一面板200的分辨率可为2K。
具体的，本发明实施例中第一面板200的分辨率为1920*1080，第二面板300的分辨率为3840*2160。
为了进一步提升画面的对比度，本发明实施例中，如图7所示，背光模组100中背光采用多分区背光控制方式，即将背光模组100中的背光源划分为多个背光分区101，依据显示图像信息中包含的亮度信息动态地改变每个背光分区的亮度，图像中的明亮部分对应较高的背光亮度，图像中的暗场景部分对应较低的背光亮度，相比于背光模组提供恒定不变的背光，通过动态调整背光方法可以解决纯黑场仍有微弱漏光和功耗大的问题，进一步提高画面的明暗对比度，提高画质。
双层显示装置中，双层面板和背光分区控制的结合进一步解决了暗场画面不够黑的问题，更好的提高了画面的显示对比度。
接下来，介绍一下双面板显示装置对双面板和多分区背光的控制。
图8是双面板显示装置中控制系统原理框图，如图8所示，双面板显示装置包括一主芯片SOC，双面板处理器，第一面板，第一面板时序控制器，第二面板、第二面板时序控制器，背光控制MCU、背光驱动器、背光灯。
主芯片SOC输出图像信号，双面板处理器接收该图像信号，双面板处理器被配置为响应于上述图像信号产生用于第一面板的调光数据，调光数据发送到第一面板时序控制器，第一面板时序控制器依据调光数据对第一面板驱动控制；双面板处理器还被配置于响应于上述图像信号产生用于第二面板的图像数据，图像数据发送到第二面板时序控制器，第二面板时序控制器依据图像数据对第二面板进行控制显示；双面板处理器还被配置响应于上述图像信号产生用于背光控制的背光数据，背光数据发送到背光控制MCU，背光控制MCU产生占空比、电流等信息发送到背光驱动器，背光驱动器依据占空比、电流等调光信息实现对背光灯的驱动控制。
以下以第一面板的分辨率为1920*1080(2K)，第二面板的分辨率为3840*2160(4K)为例进行说明。
调光数据的产生过程：双面板处理器接收来自主芯片SOC的4K图像数据信号，处理器首先将图像中像素点的RGB值转换为像素点的第一亮度值(Y)，然后对Y下采样处理，生成对应于第一面板像素点的第二亮度值，即进行降分辨率，实现4K转2K，接着根据第二亮度值进行Y对比度提升，其中Y对比度提升包括对局部区域和整体区域亮度的提升，具体为根据第二亮度值，进行局部区域亮度值统计和全局图像亮度值统计，确定局部亮度调整因子和全局亮度调整因子，根据第二亮度值、局部亮度调整因子和全局亮度调整因子进行对比度提升；然后根据不同对比度的画面进行中高亮度部分增强处理，提升中高亮度的整体亮度；而后对亮度进行边缘模糊处理，本发明实施例中通过空间滤波方式，对亮度进行平滑处理，以解决因第一面板中分立的盒以及盒之间的隔离柱导致的光波波形不平缓，通过边缘模糊处理使得帧内不同区域之间平滑过渡。最后生成的调光数据通过LVDS接口传输到第一面板的时序控制器(TCON)，第一面板时序控制器依据调光数据对第一面板驱动控制。
图像数据的产生过程：双面板处理器接收来自主芯片SOC的4K图像数据信号后，处理器会针对像素点进行RGB对比度提升，复用用于产生调光数据的全局图像亮度统计值、根据全局RGB值和局部区域RGB数值进行整体和局部的增强处理，使黑的部分更黑，亮的部分更亮，提升画面的整体对比度；且为了在第一面板亮度减低时更好保持中低亮部分的亮度，根据第一面板的亮度信息，对图像进行相应的图像补偿，使损失的亮度得到补偿。最后生成的图像数据通过VBO接口传输到第二面板的时序控制器(TCON)，第二面板时序控制器依据调光数据对第二面板驱动控制。
本发明实施例中将多分区控制技术和双面板技术进行了结合使用，若将传统的背光控制直接与双面板的平台结合在一起，两个模块是完全独立的，背光的控制没有考虑到双面板平台的特殊性(第一面板会降低背光的透过率)，背光控制很容易偏暗，且当背光分区越多，该问题表现也就越严重。由此，本发明中背光数据的产生过程如下：
在第一面板的空间滤波之后加上一级下采样模块，下采样模块实现将原来1920x1080直接下采样到目标的背光分区数，而后进行时间滤波，将当前帧的背光值与上一帧的背光值进行blending的处理，而后写入到RAM中，可从RAM中将上述数据读出，最后得到背光数据，得到的背光数据通过SPI接口传输到背光控制MCU，背光控制MCU产生占空比、电流等信息发送到背光驱动器，背光驱动器依据占空比、电流等信息实现对背光灯的驱动控制。
通过以上方式实现了多分区背光控制和双面板技术的结合使用，且通过复用数据使得局部背光灯尽可能的亮，保证整体透过更多的亮度以及节省了硬件资源。
图9为多分区背光控制中多路背光驱动原理框图，如图9所示，背光控制MCU处理每个背光分区的亮度信息，查找分区映射单元预存的映射表，同时根据查找到的实际分区坐标位置调整每个背光分区的占空比。分区占空比的调整方式为，背光控制MCU将每个背光分区的背光占空比数据发送给背光驱动器，具体为PWM驱动器，由PWM控制器产生对应的PWM控制信号来驱动背光源(LED灯串)。必要时，背光处理单元可以向PWM驱动器发送电流数据，PWM驱动器根据电流数据和预设参考电压Vref来调整电流。通常PWM控制器由多颗芯片级联而成，每颗芯片又可以驱动多路PWM输出给LED灯串。
进一步地，在双面板显示装置中，因第一面板会降低背光的透过率，会使得背光控制容易偏暗，对于亮场景的画面亮度不利，因此，在本发明实施例中，在分区背光控制的基础上，使用LED背光峰值增强技术，通过动态地提高暗场景和常规电视画面的背光峰值亮度来突出表现画面中的明亮部分，达到进一步提高画面对比度和画面层次感的效果。
如图10所示，为本发明实施例中的背光值得增益调整区域示意图，其中横坐标为背光值，取值范围为[0，255]，纵坐标为增益值，取值范围为[1,正无穷)，然而，实际执行过程中，可根据实际功率设置的需求，将所述增益值取值范围设置为[1,2]；且所述增益值并不限于整数，还可以为非整数。所述增益调整曲线可以划分为低亮增强区间、高亮增强区间和功率控制区间。在背光区域中背光值的平均值较低时，增益值处在低亮增强区间；随着背光区域中显示内容的变化，背光区域中背光值的平均值落在高亮增强区间时，增益值处于高亮增强区间，可以较好地突出画面中高亮部分；在背光区域中背光值的平均值较高时，由于背光区域中整个画面的亮度足够高，基本不需要再将背光增强，反而由于功率消耗，需要将背光增益效果降低。由于确定的每个背光区域的背光值的平均值不相同，因此，确定出的增益值也不相同，使得显示过程中画面的明暗对比大、层次感明显。
具体的，本申请实施例示出一种双面板显示装置，请参阅图11，所述装置包括：
处理器，与所述处理器相连接的第一面板，以及与所述处理器相连接的第二面板；
处理器接收VBO上传的第二像素点的RGB值，一方面将所述第二像素点的RGB值，用于转换为第二像素点的亮度值(Y)，然后对Y下采样，生成第一像素点的亮度值。第一像素点亮度一方面进行局部区域亮度值统计，确定局部亮度调整因子，以及，局部亮度权重系数；根据局部亮度调整因子，以及，局部亮度权重系数对第一像素点的亮度值进行局部对比度的拉伸，生成局部亮度输出值；第一像素点亮度值另一方面，用于进行全局图像亮度值统计，确定全局亮度调整因子，以及，全局亮度权重系数；根据全局亮度调整因子，以及，全局亮度权重系数对第一像素点的亮度值进行全局对比度的拉伸，生成全局亮度输出值。然后将全局亮度输出值与局部亮度输出值混合，生成亮度驱动信号；所述亮度驱动信号以LVDS信号形式发送至第一面板。
另一方面第二像素点的RGB值，用于进行局部区域RGB值统计，确定局部彩色调整因子和局部彩色权重系数。所述局部彩色调整因子和局部彩色权重系数，用于对第二像素点的RGB值进行局部对比度的拉伸，生成局部彩色输出值；所述第一像素点亮度值的全局统计结果和第二像素点的全局RGB值的统计结果，还用于进行对第二像素点的RGB值进行全局对比度的拉伸，生成全局彩色输出值。然后将全局彩色输出值与局部彩色输出值混合，生成彩色驱动信号，所述亮度驱动信号以VBO信号形式发送至第一面板。
可选择的，以LVDS信号形式传输的亮度驱动信号经过下采样，滤波处理后通过SPI串行外接口发送至发光源(Backlight)，用于调节发光源提供的背景光的亮度。
具体的：所述处理器，用于(1)接收显示图像各第二像素点的RGB值，根据所述各像素点的RGB值，确定各第一像素点的亮度值，其中，所述第二像素点位于第二面板，第一像素点位于第一面板。
1.1第二像素点的RGB值转换为第二像素点的亮度值；
在计算机中使用最多的RGB彩色空间，分别对应红、绿、蓝三种颜色；通过调配三个分量的比例来组成各种颜色。一般可以使用1、2、4、8、16、24、32位来存储这三颜色，本申请实施例示出的技术方案RGB分量用8位来表示，最大值是255。
一般的RGB值转Y(亮度)的转换公式为：
Y＝0.299R+0.587G+0.114B。
在实际应用的过程中，在一些场景中，如果使用上述方法进行计算得到Y值是不合理的，例如，当纯蓝场时(0,0,255)，通过上式得到的Y值为29，这样透过的光相比于255会减少很多。
因此，为使对比度增强，选取R、G、B值中的最大值作为Y。这样透过的光相比于255会减少很多，RGB只转Y时，此时使用RGB值最大值是合理的，亮度的计算公式如下：
Y＝MAX(R,G,B)。
1.2将第二像素点的亮度值下采样为第一像素点亮度值。
采用上述方法将显示图像各第二像素点的RGB值，转换为第二像素点亮度值，然后对第二像素点亮度值下采样，生成对应的第一像素点的亮度值。
举例说明，本申请实施例示出的技术方案控制的是像素点为4K的第一面板，则第一面板有3840*2160个第二像素点像素点。第二面板具有1920*1080个像素点。相应的对4K的像素点下采样2K，生成1920*1080个第一像素点，所述第一像素点与所述第一面板小区域一一对应4k下采样到2k，生成1920*1080个区域；每个第一像素点的亮度值的计算方式：4K个亮度值使用每四个值缩放为一个值的原理进行缩放；与一般的缩放几乎相同；采用四个点的最大值；采用四个点的平均值；采用四个点的最小值；采用四个点的均值；采用四个点的中值。最终生成一个包含1920*1080个第一像素点亮度值的集合。
(2)根据各第一像素点的亮度值，进行局部区域亮度值统计和全局图像亮度值统计，确定局部亮度调整因子和全局亮度调整因子；
2.1所述全局亮度调整因子包括：全局亮度下调因子global_min_y和全局亮度上调因子global_max_y；
其中，global_min_y的计算过程：
遍历所述第一像素点的亮度值集合，确定显示图像的亮度最大值P_frame_max，亮度平均值P_frame_avg，以及，亮度最小值P_frame_min；
具体的，确定过程一般的情况下可以直接得到图像的亮度最大值P_frame_max，亮度最小值P_frame_min，亮度平均值P_frame_avg；该亮度最大值和亮度最小值不是实际值，而是根据统计得出。从低0阶开始判断0阶个数是sum＝gray[0]否大于预置灰阶值，如果不满足累计到1灰阶sum_num＝gray[0]+gray[1]，一直到满足条件时停止，此时灰阶值为P_frame_min；同理，从255灰阶开始判断255阶个数sum＝gray[255]否大于预置灰阶值，如果不满足累计到254灰阶sum_num＝gray[255]+gray[254]，一直到满足条件时停止，此时灰阶值为P_frame_max。例如，预设最小灰阶值个数为8个，当0阶灰度的像素点的个数只有一个，1阶灰度值的像素点4个，2阶灰度的像素点多余3个时，将亮度最小值P_frame_min设置为2。以此来避免干扰和跳变。
其中，global_min_y＝f(P_frame_min)，global_min_y是关于P_frame_min函数，硬件实现方法可以采用Look up table的方法。
2.1.1可选择的，画面背景的黑场景判定：
初始化back_black_near_flag＝0；
计算sum_gray_cont。
具体的sum_gray_cont的计算过程：直方图统计后，发现背景的黑场景图像，在亮度值Gray_TH0到Gray_TH1之间分布较多大于NUM_TH0(预先设置值)，且亮度值数较少，一般不多于阈值数量；根据亮度值分布统计Gray_TH0到Gray_TH1之间满足sta-gray[k]大于等于NUM_TH0的个数cont；并且统计出cont小于等于TH0条件下sta-gray[k]的累加sum_gray_cont。
例如，设置Gray_TH0＝12，Gray_TH1＝20，NUM_TH0＝3000。则统计亮度值为12，亮度值为13，亮度值为14，亮度值为15，亮度值为16，亮度值为17，统计亮度值为18，亮度值为19，亮度值为20对应像素点的个数sta-gray[k]；统计出sta-gray[k]小于等于3000的亮度值为亮度值为13，亮度值为14，sum_gray_cont＝sta-gray[13]+sta-gray[14]。
如果sum_gray_cont大于等于sum_TH(预先设置值)；
则该帧图像判定为属于背景的黑场景，设置back_black_near_flag＝1；
根据back_black_near_flag是否为1，可以采用两个不同f(P_frame_min)计算global_min_y；
如果(back_black_near_flag＝1)，则global_min_y1＝f1(P_frame_min)；
如果(back_black_near_flag＝0)，则global_min_y2＝f2(P_frame_min)；
其中，global_min_y1>global_min_y2。
其中，global_min_y的计算过程：global_max_y＝f(p_frame_max)，其中，可以为线性调整；例如f(P_frame_max)＝(255-P_frame_max)。
也可以采用其他的非线性调整；考虑的硬件实现问题，除法需要LUT方法进行处理，将除法转换成乘法处理。
2.2所述局部亮度调整因子包括：局部亮度下调因子local_min_y和局部亮度上调因子local_max_y；
对于任意第一像素点，以该第一像素点位置为中心m*n的邻域，所述第一像素点的亮度值，与所述m*n个领域的亮度值，构成局部区域亮度值集合。
每个第一像素点对应一个坐标值(i，j)，以该第一像素点位置为中心mxn的邻域；如图12为9*9的邻域，第一像素点的亮度值，与所述m*n个领域的亮度值，构成局部区域亮度值集合。
遍历所述局部区域亮度值集合，确定局部区域的亮度最大值P_Local_max(i，j)，局部区域的亮度平均值P_local_avg(i，j)，以及，局部区域的亮度最小值P_local_min(i，j)。
通常方法一般就是将所有的位置点数据查找一遍找出最小值和最大值，以及累加出所有第一像素点的亮度值的和除以总数得到平均值。
local_min_y(i，j)的计算过程与的计算过程与global_min_y的计算过程相似，在此便不详细介绍。
其中，local_max_y(i，j)的计算过程与的计算过程与global_max_y的计算过程相似，在此便不详细介绍。
(3)根据各第一像素点的亮度值、局部亮度调整因子和全局亮度调整因子，计算对应第一像素点的亮度驱动信号，所述亮度驱动信号用于调整第一面板对应像素点的透光率，其中，全局亮度调整因子也用于调整第一面板对应像素点的输出亮度值。
3.1全局亮度调整值的计算：
对于任意第一像素点的亮度值P(i，j)，如果所述P(i，j)<P_frame_avg，则P_out_global(i，j)＝(P_frame_avg–(P_frame_min-global_min_y))/(P_frame_avg-P_frame_min)，其中，P_out_global(i，j)为全局亮度调整值，global_min_y为全局亮度下调因子。
对于任意第一像素点的亮度值P(i，j)，如果所述P(i，j)＝P_frame_avg，则P_out_global(i，j)＝P_frame_avg。
对于任意第一像素点的亮度值P(i，j)，P(i，j)大于P_frame_avg，则P_out_global(i，j)＝(P_frame_avg–(P_frame_max+global_max_y))/(P_frame_avg-P_frame_max)*(p(i，j)-P_frame_avg)+P_frame_avg，其中，global_max_y为全局亮度上调因子。
具体调整后的结果如图13所示，其中x轴为P(i，j)，y轴为P_out_global(i，j)。
3.2局部亮度调整值的计算：
对于任意第一像素点的亮度值小于P_local_avg(i，j)，则P_out_local(i，j)＝(p_local_avg(i，j)–(p_local_min(i，j)-local_min_y(i，j)))/(p_local_avg(i，j)–p_local_min(i，j))*(p(i，j)-p_local_avg(i，j))+local_avg(i，j)，其中P_out_local(i，j)为第二亮度调整值，p_local_min_y(i，j)为区域亮度下调因子。
如果p(i，j)等于P_local_avg(i，j)，则P_out_local(i，j)＝p_local_avg(i，j)。
如果p(i，j)大于P_local_avg(i，j)，则P_out_local(i，j)＝(p_local_avg(i，j)–(p_local_max(i，j)+local_max_y(i，j)))/(p_local_avg(i，j)-p_local_max(i，j))*(p(i，j)-p_local_avg(i，j))+p_local_avg(i，j)。
3.3亮度驱动信号的计算：
P_out(i,j)＝weight_local(i，j)*P_out_local(i,j)+weight_global*P_out_global(i,j)；weight_local(i，j)+weight_global＝1；
或：
P_out(i,j)＝weight_local*P_out_local(i,j)+weight_global(i，j)*P_out_global(i,j)+weight_org*p(i,j)weight_local(i，j)+weight_global+weight_org(i，j)＝1
其中，weight_org(i，j)为调整系数，P_out(i,j)为亮度驱动信号，weight_local(i，j)为局部亮度权重系数，weight_global为全局亮度权重系数。
3.31局部亮度权重系数的计算过程：
3.311选取N个局部建模区域，选取N个局部建模区域，所述局部建模区域包括：第二建模像素点的建模亮度值，以及，第二建模像素点邻域的领域亮度值，以及，第二建模像素点对应的局部建模亮度权重系数weight_local(i，j)建模。
部建模区域部建模区域部建模区域建模亮度复杂度包括：局部建模区域的亮度值i出现的频数hg(i)建模的平均值A建模，亮度值i出现的频数hg(i)建模的能量值Power建模，以及，亮度值i出现的频数hg(i)建模的熵值Entropy建模；
具体的计算过程：直方图统计局部建模区域的亮度值i出现的频数hg(i)建模；
Figure BDA0002019026190000161
(a)平均值：M建模＝m建模×n建模；
(b)能量值：
Figure BDA0002019026190000162
(c)熵值：
Figure BDA0002019026190000163
构建weight_local建模＝f(A建模，Power建模，Entropy建模)曲线，即第一局部亮度权重系数曲线；
对于任意第一像素点，根据第一像素点对应的局部区域亮度值，计算所述第一像素点的对应局部区域亮度值i出现的频数hg(i)的平均值A(i，j)，能量值Power(i，j)，以及，熵值Entropy(i，j)，将所述A(i，j)，Power(i，j)，Entropy(i，j)，代入weight_local建模＝f(A建模，Power建模，Entropy建模)曲线，计算出所述第一像素点对应的weight_local(i，j)。
3.3.12选取N个局部建模区域，所述局部建模区域包括：局部建模区域的亮度值，以及，第二建模像素点对应的局部建模亮度权重系数建模局部第一像素点，所述局部建模区域的亮度值包括：第二建模像素点的建模亮度值，以及，第二建模像素点邻域的邻域亮度值；
统计局部建模区域中各亮度值出现的建模频数，生成第一建模频数集合；
遍历第一建模频数集合，删除小于预置频数的建模频数，生成第二建模频数集合；
统计第二建模频数集合中包含的亮度值的建模数量，根据所述建模数量与局部建模亮度权重系数构建第二局部亮度权重系数曲线；
对于任意第一像素点，统计第一像素点对应的局部区域亮度值中频数大于预置频数的亮度值的数量，根据所述数量，以及，第二局部亮度权重系数曲线，计算所述第一像素点对应的局部亮度权重系数。
具体的，选取N个局部建模区域，分别计算每个局部建模区域局部建模区域中各亮度值出现的频数hg(i)建模，生成第一建模频数集合；遍历第一建模频数集合，删除小于预置频数的频数，生成第二建模频数集合；统计第二建模频数集合中包含的亮度值的数量count建模；构建weight_local建模＝f(count建模)曲线，即第二局部亮度权重系数曲线。
对于任意第一像素点，根据第一像素点对应的局部区域亮度值集合，统计个亮度值出现的频数hg(i)，遍历第一频数集合，删除小于预置频数的频数，生成第二频数集合，统计第二频数集合中包含的亮度值的数量count(i，j)，将所述count(i，j)代入weight_local建模＝f(count建模)曲线，计算出所述第一像素点对应的weight_local(i，j)。
可以统计hg(i)>NUM_th0的个数count；NUM_th0为预置频数一般的NUM_th0为3000，此值可以配置(1920x1080的第一面板分辨率为例)；第一面板的分辨率1920x1080为例，count的范围为0---1920x1080；可以将count为横坐标的自变量，weight_local(i，j)为纵坐标，weight_local(i，j)的数值范围为[0，1]。
3.113对局部建模区域进行直方图统计，资源的消耗还是比较大；为了进一步简化硬件的实现方法，本申请实施例示出一种weight_local(i，j)的计算方法。
具体的，选取N个局部建模区域，对于局部建模区域局部建模区域中任意一第一像素点的亮度值P(i，j)建模，确定与所述第一像素点接壤的两个第一像素点的亮度值：一号第一像素点的亮度值p(i±1，j)建模，二号第一像素点的亮度值p(i，j±1)建模；
根据
p_diff0(i,j)建模＝|local_pixel(i,j)建模-local_pixel(i,j±1)建模|；
p_diff1(i,j)建模＝|local_pixel(i,j)建模-local_pixel(i±1,j)建模|；
Figure BDA0002019026190000181
p_avg_diff(i,j)建模＝p_sum_diff(i,j)建模/(m×n)；
求得建模亮度特征p_sum_diff(i,j)或p_avg_diff(i,j)。其中，m*n为局部区域亮度值集合中包含的像素点的个数；
构建p_weight_local建模＝f(p_sum_diff建模)曲线，或，p_weight_local建模＝f(p_avg_diff建模)曲线；
对于任意一个第一像素点的亮度值，p(i，j)计算出所述p(i，j)对应的p_sum_diff(i,j)，将所述p_sum_diff(i,j)代入p_weight_local建模＝f(p_sum_diff建模)曲线，计算出所述第一像素点对应的weight_local，或，计算出所述p(i，j)对应的p_avg_diff(i,j)，将p_avg_diff(i,j)代入p_weight_local建模＝f(p_avg_diff建模)曲线计算出所述第一像素点对应的。
优选的，局部取样时，如果中心点在图像的比较靠上的几行、靠左几列、或者靠下的几行、靠右几列；模板取的数据超过了图像的范围；模板中使用复制的方法进行；
以模板大小9*9为例，以中心点为(0，0)为例；左上角紫色为使用(0，0)点的数据填充；右上角和左下角的数据分别复制的第一行的数据和第一列的数据；右下角的数据直接为原始图像中的数据；数据填充的格式也可以是对称复制，以列为列子，-4，-3，-2，-1，1，2，3，4，5列；-4列复制不是1列的数据而是4；列的数据，-3复制3-2复制2，-1复制1；右上角还是复制(0，0)的数据。
可选择的，所述处理器还用于：
(4)根据各第二像素点的RGB值，进行局部区域RGB值统计，确定局部彩色调整因子；根据第二面板的全局RGB值，以及，第二面板的全局图像亮度值统计，确定全局彩色调整因子；
(5)根据各第二像素点的RGB值、局部彩色调整因子和全局彩色调整因子，计算对应第二像素点的彩色驱动信号，所述彩色驱动信号用于调整第二面板对应像素点的RGB值。
所述第一面板，用于接收亮度驱动信号，根据亮度驱动信号调整对应像素点的透光率；
所述第二面板，用于接收彩色驱动信号，根据彩色驱动信号调整对应第二像素点的RGB值。
由以上技术方案可以看出，本申请实施例示出一种对比度提升算法及双面板显示装置，本发明用于超高清电视画质处理芯片或者Tcon芯片中，也可用于FPGA或者多核的处理器中，完成对双面板亮度的控制，实现多局部区域的背景光控制效果，实现更精确的背景光“分区控制”，在发光源恒定的条件下，可以通过控制第一面板的透光率实现精细的背景光控制，实现更精确的分区控制，以及进一步提高画面的动态对比度。
以下介绍中高亮增强的处理过程。
接收经过Y对比度提升的数据流进行后续处理。具体请参阅图14，本申请实施例示出一种亮度驱动方法，所述方法包括以下步骤：
S101确定显示显示图像的亮度集合，其中，所述亮度集合包括所述显示显示图像各像素点的亮度；
在计算机中使用最多的RGB彩色空间，分别对应红、绿、蓝三种颜色；通过调配三个分量的比例来组成各种颜色。一般可以使用1、2、4、8、16、24、32位来存储这三颜色，本申请实施例示出的技术方案RGB分量用8位来表示，最大值是255。
本申请实施例示出的技术方案首先获取各像素点的RGB值，然后将RGB值转化为亮度。
从RGB值到YUV空间的Y(亮度)转换公式为：Y＝0.299R+0.587G+0.114B。
在实际应用的过程中，在一些场景中，如果使用该方法进行计算得到Y是不合理的，则，选取R、G、B值中的最大值作为Y。例如当纯蓝场时(0,0,255)这样得到的Y值为29，这样透过的光相比于255会减少很多，RGB只转Y时，此时使用RGB值最大值是合理的，亮度的计算公式如下：Y＝MAX(r,g,b)。每个像素点对应一个像素点亮度，一幅显示显示图像的亮度表示为像素点亮度集合{Y1，Y2，Y3……….}。
S102根据所述亮度集合确定所述显示显示图像中亮度的平均值Lavg1和最大值Lmax1；
值得注意的是，计算出显示显示图像中亮度的最大值Lmax1，此最大值不是所有值最大的一个，而是统计意义下的最大值，一般是统计结束后，从255到0查找到不为零的那一阶且个数需要超过某个阈值(例如总个数的0.1％),如果该阶亮度不满足，累加到下一阶的亮度，直到找到满足条件的那一阶的亮度停止；即为示显示图像中亮度的最大值；显示显示图像中亮度的平均值Lavg1的计算，如果将一幅显示显示图像的像素点全部累加后再除以像素点的个数，累加和数据位宽一般会溢出，特别当数据位宽为10和12bit时，为了计算，可以先计算每一行的均值，计算出n个行均值，对n个行均值进行求取平均值，得到整幅显示图像的显示显示图像中亮度的平均值。
实现过程中，通常显示装置采用光混原理进行显示图像的显示，故每一像素又可分为R\G\B三子像素，三子像素对应的亮度不同，对应的亮度不同，在本实施例中进行亮度直方图统计时，像素中亮度为该像素中三子像素的原始亮度所对应的亮度的最大值。在进行统计时，仅采用一个像素中亮度的最大值的像素进行统计，相对于统计所有的子像素，统计量和计算量都小了，从而实现更加简便和快捷；另一方面在此选用R/G/B三子像素中亮度最大子像素原始亮度对应的像素亮度的为统计量，相对于采用三子像素中原始亮度对应的像素亮度的最低或中间值，最大限度的保留了输入显示图像的原始显示图像信息，从而输入显示图像的信息损失小，显示图像显示效果佳。
S103根据显示显示图像中亮度的平均值和最大值计算亮度补偿因子；
具体的，将显示图像中亮度的平均值和最大值代入亮度补偿因子模型，得到亮度补偿因子。
本申请实施例示出的技术方案预先构建亮度补偿因子模型，所述亮度补偿因子模型基于建模图像中亮度的最大值Lmax2，以及，建模图像中亮度的平均值构建Lavg2。所述亮度补偿因子模型的构建过程为：
1.选取n组建模图像，每组建模图像的Lmax2相等，所述Lmax2为建模图像中亮度的最大值；
举例说明，选取n组建模图像，其中建模图像的亮度值范围0-255；相应的建模图像中亮度的最大值的范围0-255，建模图像中亮度的平均值的范围0-255。
优选的，选取的n组建模图像中亮度的最大值值均匀分布于0-255的区间内；具体的，如果选取11组建模图像，每组建模图像中亮度的最大值Lmax2分别为：1、25、51、76、102、127、153、178、204、229、255。
2.对于任意一组建模图像，分别计算每个建模图像的Lavg2，生成Lavg2集合，所述Lavg2为建模图像中亮度的平均值；
以Lmax2＝25为例，Lmax2＝25，相应的建模图像的Lavg2可以为：25、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、13、14、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0中的任意一个数值。
对于Lmax2＝25组而言，Lmax2＝25，Lavg2可以为：25、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、13、14、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0中的任意一个数值；Lmax2＝25组中的全部建模图像的Lavg2构成Lavg2集合。
3.根据Lmax2和Lavg2集合，计算y集合，所述y为亮度补偿因子；
对于Lmax2＝25组，每个Lmax2＝25与一个Lavg2计算出一个y为亮度补偿因子；多组Lmax2＝25与Lavg2得到一个y集合。
4.根据Lmax2，Lavg2集合，以及，y集合，建立y＝f(Lavg2,Lmax2)关系曲线；
对于Lmax2＝25组，y＝f(Lavg2,Lmax2)的关系曲线如图15所示。
5.n条所述关系曲线构建为亮度补偿因子模型。
为了达到增加显示图像的对比度，本申请实施例示出的技术方案判断显示画面对比度，所述对比度基于显示画面的像素亮度值生成，根据对比度确定整幅显示画面亮度补偿因子，一般的对比对度较大的场景尽量需要进一步加大对比度，低阶可以适当压低处理，高阶适当抬高，对于对比度较小的场景尽量保持原有特性。
具体的实现过程，本申请实施例示出的技术方示出一种算每组内每个建模图像中亮度的平均值的计算方法。具体的，统计建模图像各像素点的亮度，生成第一亮度集合；遍历第一亮度集合，删除小于预置亮度的亮度，生成第二亮度集合；计算所述第二亮度集合的平均亮度即为建模图像中亮度的平均值。
举例说明，预置亮度为10，在显示图像平均亮度计算过程中删除亮度小于10的像素点。例如；10个像素点，其中，3个像素点的亮度小于10，平均亮度的计算方式用剩余7个像素点的亮度加和后的数值除10得到的结果即为建模图像中亮度的平均值。
最终构建的11条y＝f(Lavg2,Lmax2)关系曲线，具体的请参阅图16；其中，y轴对应的数值为亮度补偿因子，x轴对应的数值为Lavg2，上述11条关系曲线构成亮度补偿因子模型。
所述将Lmax1和Lavg1代入亮度补偿因子模型，计算亮度补偿因子的步骤包括：
1.对于亮度补偿因子模型，如果存在Lmax1＝Lmax2的关系曲线，则根据Lavg1与亮度补偿因子之间的对应关系，得到亮度补偿因子；
举例说明，显示图像的Lmax1＝25，Lavg1＝13，在图17示出的亮度补偿因子模型中存在一条关系曲线，Lmax1＝Lmax2。在Lmax2＝25的关系曲线中，找到Lavg2＝13对应的亮度补偿因子，即为显示图像的亮度补偿因子。
2.对于亮度补偿因子模型，如果不存在Lmax1＝Lmax2的关系曲线，则通过如下步骤计算亮度补偿因子：
2.1计算(Lmax1，Lavg1)的标定点index0，index1，index2，index3，以及，标定点对应的权重系数weight0，weight1，weight2，weight3；
2.2遍历亮度补偿因子模型，确定index0，index1，index2，index3对应的亮度补偿因子date0，date1，date2，date3；
2.3根据
Figure BDA0002019026190000221
求得亮度补偿因子。
标定点，权重系数的计算过程：
step_h；
index_x＝(Lavg×step_h)>>14；
m0＝(step_h×Lavg)&0x3fff；
m1＝(1<<14)-m0；
step_v；
index_y＝(Lmax×step_v)>>14；
n0＝(step_v×Lmax)&0x3fff；
n1＝(1<<14)-n0；
index0＝index_y×N+index_x；
index1＝index_y×N+index_x+1；
index2＝(index_y+1)×N+index_x；
index3＝(index_y+1)×N+index_x+1；
weight0＝(m1×n1)>>12；
weight1＝(m0×n1)>>12；
weight2＝(m1×n0)>>12；
weight3＝(m0×n0)>>12；
其中，step_h平均值方向取值步长，step_v最大值方向取值步长，N为关系曲线的条数。
举例说明：
对于任意一幅显示图像，若计算出Lavg1为30，Lmax1为60，该显示图像的亮度的平均值和亮度的最大值组成一个点(30，60)。
如果建模图像的Lavg2和Lmax2建立表项，具体的请参阅图17。其中，表项是以Lavg2为横坐标以Lmax2为坐标进行建立。
请继续参阅图17，(30，60)的标定点为的确定过程为：确定表项中与30临近的两个Lavg2数值即25、51；表项中与60临近的两个Lmax2数值51、76，组成的四个表定点：index0、index1、index2、index3。
具体的计算过程：设step_h＝160；
index_x＝(30×160)>>14；
m0＝(160×30)&0x3fff；
m1＝(1<<14)-m0；
设定：
step_v＝160；
index_y＝(60×160)>>14；
n0＝(160×60)&0x3fff；
n1＝(1<<14)-n0；
index0＝index_y×11+index_x；
index1＝index_y×11+index_x+1；
index2＝(index_y+1)×11+index_x；
index3＝(index_y+1)×11+index_x+1；
求得，index0为(25，51)；index1为(51，51)；index2为(25，76)；index3为(51，76)；分别在亮度补偿因子模型中确定，(25，51)，(51，51)，(25，76)，(51，76)四点对应的亮度补偿因子，data_0、data_1、data_2、data_3。
weight_0＝(m1×n1)>>12；
weight_1＝(m0×n1)>>12；
weight_2＝(m1×n0)>>12；
weight_3＝(m0×n0)>>12；
Figure BDA0002019026190000241
S104根据所述亮度补偿因子计算出每帧显示图像对应的亮度驱动信号。
可选择的，所述根据亮度补偿因子计算出每帧显示图像对应的亮度驱动信号的步骤包括：
依据亮度补偿因子对每帧显示图像对应的亮度进行补偿，得到每帧显示图像对应的亮度驱动信号；
判断所述亮度驱动信号是否大于或等于显示装置亮度的最大值；
设M为显示装置的亮度的最大值，如8bit通道的显示装置，包含了256个灰阶，其中亮度的最大值为255，则M为255。如10bit通道的显示装置，包括1024个亮度，其中最大的亮度为1023，则M为1023。所述亮度驱动信号为显示装置亮度的最大值；所述区域亮度驱动信号为显示装置亮度的最大值。
增强处理后数据可能超出范围需要限定在数据范围内，一般的如果是8bit数据，如果乘以各自的y(亮度补偿因子)后的数据大于255，输出数据为255。
如果小于，所述亮度驱动信号根据所述亮度补偿因子计算得出。
本申请实施例第二方面示出一种亮度驱动方法，应用于双面板显示装置的第一面板，请参阅图18，所述方法包括：
S201确定显示显示图像的亮度集合，其中，所述亮度集合包括所述显示显示图像各像素点的亮度；
S202将所述像素点亮度集合划分为预置数量个区域，生成区域亮度集合，其中，每个区域包括至少一个像素点亮度；
举例说明，4个点下采样为一个点的数据，将所述像素点亮度集合划分为1920*1080个小区域，每个区域如图19所示。
S203分别确定根据所述区域亮度集合中每个区域亮度的最大值和平均值；
其中，所述区域亮度的计算方法为：
1.计算区域内Py-sum，以及，Py-avg，确定区域内Py-max，Py-mid，其中，Py-sum为像素点亮度和，Py-max为像素点亮度最大值，Py-avg为像素点亮度平均值，Py-min为像素点亮度中间值。
Py-max和Py-min的确定方法为：将Y1、Y2、Y3、Y4按照升序排列或按照降序排列；确定Py-max，对于4个数据的中间值，中间值可取中间两个数据的平均值，或取中间两个数据的任意一个数据。
2.根据index亮度＝(a×Py-max+b×Py-avg+c×Py-mid+512)>>10，计算index亮度，所述index亮度为区域亮度；
其中，a、b、c可以任意配置，但是必须满足a+b+c＝1024，且a、b、c均为正整数。
在一优选实施例中，本申请实施例示出了一种Py-min位移取值方法，所述方法避免了将像素点亮度排序的过程，降低了处理器的数据处理量，提高了整体的运算速率。
具体的运算过程：1.计算区域内Py-sum，以及，Py-avg，确定区域Py-max，Py-min，其中，Py-sum为像素点亮度和，Py-max为像素点亮度最大值，Py-avg为像素点亮度平均值，Py-mid为像素点亮度最小值；
2.根据Py-mid＝(Py-sum–Py-max–Py-min+1)>>1，计算Py-mid，所述Py-mid为像素亮度中间值；
3.最终根据index亮度＝(a×Py-max+b×Py-avg+c×Py-mid+512)>>10，计算index亮度，所述index亮度为区域亮度；
其中，a、b、c可以任意配置，但是必须满足a+b+c＝1024，a、b、c均为正整数。
将显示显示图像的像素亮度结合转化为1920*1080个区域亮度；1920*1080个区域亮度构成了区域亮度集合，相应的显示画面的亮度为1920*1080个区域亮度。
本申请实施例示出的技术方案对1920*1080个区域亮度进行标定，具体的，即区域亮度集合的每一个值或者某些值需要达到目标值(仪器测量值)将到达目标值数据填写到区域亮度集合中，如果做到精准是每一个区域亮度均需要标定。
工程实现一般采用标定某些固定采样点，(等间距或者不等间距)确定采样点后，其他值通过插值方法或者数据拟合的方法得到其他数据。
也可以采样固定曲线的方法，例如y＝x，y＝xγ，γ＝2.2、2.3、0.45等，可以根据屏的特性以及最终想要表现特性来确定。
S204根据每个区域亮度的最大值和平均值计算区域亮度补偿因子；
本申请实施例示出的亮度补偿因子可以为整体亮度补偿因子，也可以为区域亮度补偿因子。相应的，对应的补偿方法为整体增亮发，或区域增亮法。
(1)整体增亮法亮度补偿因子的计算方式：
计算出显示显示图像中亮度的最大值Lmax1，此最大值不是所有值最大的一个，而是统计意义下的最大值，一般是统计结束后，从255到0查找到不为零的那一阶且个数需要超过某个阈值(例如总个数的0.1％),如果该阶不满足，累加到下一阶，直到找到满足条件的那一阶停止；即为最大值；显示显示图像中亮度的平均值Lavg1的计算，如果将一幅显示显示图像的像素点全部累加后再除以像素点的个数，累加和数据位宽一般会溢出，特别当数据位宽为10和12bit时，为了计算，可以先计算每一行的均值，计算出n个行均值，对n个行均值进行求取平均值，得到整幅显示图像的显示显示图像中亮度的平均值。
将Lmax1和Lavg1代入亮度补偿因子模型，计算亮度补偿因子。所述亮度补偿因子模型的构建方式与实施例1中亮度补偿因子模型的构建方式相同，详见实施例1。
分别对区域亮度index亮度的数据进行增强处理，增强处理后数据可能超出范围需要限定在数据范围内，一般的如果是8bit数据，如果乘以各自的y(亮度补偿因子)后的数据大于255，输出数据为255。
(2)区域增亮法的亮度补偿因子的计算方式：
分别计算每个区域内的区域亮度补偿因子。
在本申请实施例示出的技术方案中，将显示图像的像素转化为1920*1080个区域，为了提高本申请实施例示出的技术方案调节的准确性，本申请实施例示出的技术方案分别计算出每个区域对应的亮度补偿因子，具体的：
首先，计算出每个区域亮度的平均值Lmax3，以及，亮度的最大值Lavg3；
Lavg3，其中，Lmax3为区域亮度的最大值，Lavg3为区域亮度的平均值；
将Lmax3和Lavg3代入亮度补偿因子模型，计算区域亮度补偿因子。
S205根据所述区域亮度补偿因子和区域亮度，计算出每个区域对应的亮度驱动信号。
对区域亮度进行增强处理，具体的亮度驱动信号的计算方法为每个区域亮度*亮度补偿因子。
对区域亮度进行增强处理，具体的亮度驱动信号的计算方法为每个区域的亮度*区域亮度补偿因子。
本申请实施例示出的亮度补偿因子可以为整体亮度补偿因子，也可以为区域亮度补偿因子。相应的，对应的补偿方法为整体增亮发，或区域增亮法。
其中，所述根据区域亮度补偿因子和区域亮度，计算出每个区域对应的亮度驱动信号的步骤包括：
依据区域亮度补偿因子对每个区域对应的区域亮度进行补偿，得到每个区域对应的亮度驱动信号；
判断所述亮度驱动信号是否大于或等于显示装置亮度的最大值；
如果大于或等于，所述亮度驱动信号为显示装置亮度的最大值；
如果小于，所述亮度驱动信号根据所述区域亮度补偿因子和区域亮度计算得出。
增强处理后数据可能超出范围需要限定在数据范围内，一般的如果是8bit数据，如果乘以各自的y后的数据大于255，输出数据为255。
本申请实施例示出一种双面板亮度驱动方法及装置，所述方法用于超高清电视画质处理芯片或者Tcon芯片中，也可用于FPGA或者多核的处理器中，完成对双面板亮度的控制，实现多区域的背景光控制效果，实现更精确的“背景光”分区控制，在发光源恒定的条件下，可以通过控制第二面板的透光率实现精细的背景光控制，这种控制方法，使光束有很好的收敛，到达精细精准的背景光控制。
由以上技术方案可以看出，本申请实施例示出一种亮度驱动方法，所述方法用于超高清电视画质处理芯片或者Tcon芯片中，也可用于FPGA或者多核的处理器中，完成对双面板亮度的控制，实现多区域的背景光控制效果，实现更精确的“背景光”分区控制，在发光源恒定的条件下，可以通过控制第一面板的透光率实现精细的背景光控制，这种控制方法，使光束有很好的收敛，到达精细精准的背景光控制。
在传统采用分区调光背光源的显示装置中，由于采用分区调光的局部背光亮度控制相对于传统的全局调光的背光源组成的显示装置的对比度更高、显示效果更好，但是背光增设了一路或多路驱动电路以及驱动源，导致背光源的成本高。本发明一种亮度驱动方法，控制第一面板的透光率实现精细的背景光控制，使得显示图像的显示效果比采用分区调光背光源的显示装置的显示效果更佳的同时，选用仅由一路背光驱动电路和驱动源的背光源即可，从而成本低；
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种亮度驱动方法，应用于双面板显示装置的第一面板，所述第一面板位于发光源和第二面板之间，其特征在于，包括：
确定显示显示图像的亮度集合，其中，所述亮度集合包括所述显示显示图像各像素点的亮度值；
根据所述亮度集合确定所述显示显示图像中亮度值的平均值和最大值；
根据显示显示图像中亮度值的平均值和最大值确定亮度补偿因子；
根据所述亮度补偿因子计算出每帧显示图像对应的亮度驱动信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据亮度补偿因子计算出每帧显示图像对应的亮度驱动信号的步骤包括：
依据亮度补偿因子与各像素点的亮度值得出一帧显示图像对应的亮度驱动信号；其中，所述各像素点的亮度补偿因子相等，对每帧显示图像对应的亮度进行补偿，判断所述亮度驱动信号是否大于或等于显示装置亮度的最大值；
如果大于或等于，所述亮度驱动信号为显示装置亮度的最大值；
如果小于，所述亮度驱动信号根据所述亮度补偿因子计算得出。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据显示显示图像中亮度的平均值和最大值计算亮度补偿因子的步骤具体为：
将显示图像中亮度的平均值和最大值代入亮度补偿因子模型，得到亮度补偿因子。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述亮度补偿因子模型的构建过程为：
选取n组建模图像，每组建模图像的Lmax2相等，所述Lmax2为建模图像中亮度的最大值；
对于任意一组建模图像，分别计算每个建模图像的Lavg2，生成Lavg2集合，所述Lavg2为建模图像中亮度的平均值；
根据Lmax2和Lavg2集合，计算y集合，所述y为亮度补偿因子；
根据Lmax2，Lavg2集合，以及，y集合，建立y＝f(Lavg2,Lmax2)关系曲线；
n条所述关系曲线构建为亮度补偿因子模型。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分别计算每个建模图像中亮度平均值的步骤包括：
统计建模图像各像素点的亮度，生成第一亮度集合；
遍历第一亮度集合，删除小于预置亮度的亮度，生成第二亮度集合；
计算所述第二亮度集合的平均亮度即为建模图像中亮度的平均值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将显示图像中亮度的平均值和最大值代入亮度补偿因子模型，得到亮度补偿因子的步骤包括：
对于亮度补偿因子模型，如果存在Lmax1＝Lmax2的关系曲线，则根据Lavg1与亮度补偿因子之间的对应关系，得到亮度补偿因子，其中，Lmax1为显示图像中亮度最大值；
对于亮度补偿因子模型，如果不存在Lmax1＝Lmax2的关系曲线，则通过如下步骤计算亮度补偿因子：
计算(Lmax1，Lavg1)的标定点index0，index1，index2，index3，以及，标定点对应的权重系数weight0，weight1，weight2，weight3，其中，Lavg1为显示图像中亮度平均值；
遍历亮度补偿因子模型，确定index0，index1，index2，index3对应的亮度补偿因子date0，date1，date2，date3；
根据
Figure FDA0002019026180000021
求得亮度补偿因子。
7.一种亮度驱动方法，应用于双面板显示装置的第一面板，所述第一面板位于发光源和第二面板之间，其特征在于，包括：
确定显示显示图像的亮度集合，其中，所述亮度集合包括所述显示显示图像各像素点的亮度；
将所述像素点亮度集合划分为预置数量个区域，生成区域亮度集合，其中，每个区域包括至少一个像素点亮度；
分别确定根据所述区域亮度集合中每个区域亮度的最大值和平均值；
根据每个区域亮度的最大值和平均值计算区域亮度补偿因子；
根据所述区域亮度补偿因子和区域亮度，计算出每个区域对应的亮度驱动信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据区域亮度补偿因子和区域亮度，计算出每个区域对应的亮度驱动信号的步骤包括：
依据区域亮度补偿因子对每个区域对应的区域亮度进行补偿，得到每个区域对应的亮度驱动信号；
判断所述亮度驱动信号是否大于或等于显示装置亮度的最大值；
如果大于或等于，所述亮度驱动信号为显示装置亮度的最大值；
如果小于，所述亮度驱动信号根据所述区域亮度补偿因子和区域亮度计算得出。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述区域亮度的计算方法为：
计算区域内Py-sum，以及，Py-avg，确定区域内Py-max，Py-mid，其中，Py-sum为像素点亮度和，Py-max为像素点亮度最大值，Py-avg为像素点亮度平均值，Py-min为像素点亮度中间值；
根据index亮度＝(a×Py-max+b×Py-avg+c×Py-mid+512)>>10，计算index亮度，所述index亮度为区域亮度；
其中，a+b+c＝1024；
a、b、c均为正整数。
10.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述区域亮度的计算方法为：
计算区域内Py-sum，以及，Py-avg，确定区域Py-max，Py-min，其中，Py-sum为像素点亮度和，Py-max为像素点亮度最大值，Py-avg为像素点亮度平均值，Py-mid为像素点亮度最小值；
根据Py-mid＝(Py-sum–Py-max–Py-min+1)>>1，计算Py-mid，所述Py-mid为像素亮度的中间值；
根据index亮度＝(a×Py-max+b×Py-avg+c×Py-mid+512)>>10，计算index亮度，所述index亮度为区域亮度；
其中，a+b+c＝1024；
a、b、c均为正整数。
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