CN111951735A - 调光控制方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于具有多个发光二极管的背光模块的调光控制方法。调光控制方法包含以下步骤：确定驱动信号的初始工作周期；根据初始工作周期计算每个发光二极管的亮度；基于发光二极管的亮度和周围发光二极管的光扩散的组合计算每个像素的实际亮度；根据每个像素的实际亮度和对应像素的理想亮度计算限幅误差和泄漏误差的代价函数；计算限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度；以及根据梯度及像素及周围像素的图像特性调节初始工作周期以提供驱动信号的经调节工作周期。

Description

调光控制方法和装置
技术领域
本公开涉及一种调光(dimming)控制方法和装置，且更具体地说，涉及能够快速且正确地调节显示面板的驱动信号的工作周期的调光控制方法和装置。
背景技术
由于技术的快速进步，便携式电子器件及平板显示器已得到普及。在不同类型的平板显示器中，液晶显示器(liquid crystal displays，LCD)由于例如低操作电压、不具有危害性辐射、重量轻以及小且紧凑的大小的优点已逐渐成为主流显示产品。LCD主要由背光模块和显示面板形成，且由于显示面板自身不能发射光，因此背光模块用于提供LCD所需要的背光源以用于图像显示。基于光入射方法，背光模块可分类为两种类型：直接式背光模块和边缘式背光模块。
另外，当LCD的显示品质随着用户需求提高时，背光模块不再仅仅用作光源。为提高显示装置的效率，根据不同显示条件和功耗调节背光模块的亮度。另外，调节控制背光模块的发光二极管的驱动信号的工作周期以调节背光模块的亮度。
一般来说，背光模块中的一个发光二极管的驱动信号的工作周期是基于所述发光二极管或对应像素的最大亮度和平均亮度的混合调节的。因此，当所显示图像的黑暗区域具有极小更亮细节时，晕圈(halo)现象更强。在所显示图像的明亮区域中，为表示白色，工作周期等于最大值(其为100％)。另外，由于光的扩散单个发光二极管等于最大值(100％)不能使对应区域亮度达到峰强度。
发明内容
本公开涉及一种调光控制方法和装置，且更具体地说，涉及能够通过考虑光扩散而快速且正确地调节显示面板的驱动信号的工作周期进而提升显示面板的显示品质的调光控制方法和装置。
调光控制方法应用于具有多个发光二极管的背光模块，每个发光二极管被配置成将光提供到显示面板中的一个像素。调光控制方法包含以下步骤：确定提供来驱动每个发光二极管的驱动信号的初始工作周期；根据驱动信号的初始工作周期计算每个发光二极管的亮度；基于发光二极管的亮度和周围发光二极管的光扩散(light diffusion)的组合计算每个像素的实际亮度；根据每个像素的实际亮度和对应像素的理想亮度计算限幅误差(clipping error)和泄漏误差(leaking error)的代价函数(cost function)；计算限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度(gradient)；以及根据梯度、对应于发光二极管的像素的图像特性以及周围像素的图像特性调节每个发光二极管的初始工作周期以提供驱动信号的经调节工作周期。
在本公开的一个实施例中，根据限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度调节初始工作周期以提供驱动信号的经调节工作周期的步骤包含在限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度为负值时增大初始工作周期。
在本公开的一个实施例中，根据限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度调节初始工作周期以提供驱动信号的经调节工作周期的步骤包含在限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度为正值时减小初始工作周期。
在本公开的一个实施例中，限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度是限幅误差和泄漏误差的代价函数关于发光二极管的亮度的导数。
在本公开的一个实施例中，限幅误差是每个发光二极管的亮度与对应像素的理想亮度之间的差值。
在本公开的一个实施例中，基于每个发光二极管的亮度和对应像素的理想亮度来计算泄漏误差。
在本公开的一个实施例中，驱动信号是脉冲宽度调制信号。
在本公开的一个实施例中，根据红光数据输入、绿光数据输入以及蓝光数据输入确定驱动信号的初始工作周期。
提供一种用于具有多个发光二极管的背光模块的调光控制装置，且每个发光二极管被配置成将光提供到显示面板中的一个像素。调光控制装置包含存储多个程序代码的存储器和与存储器连通的处理器。程序代码包含初始工作周期计算模块、像素亮度计算模块、梯度计算模块以及工作调节模块。处理器执行初始工作周期计算模块以确定提供来驱动每个发光二极管的驱动信号的初始工作周期。处理器执行像素亮度计算模块以根据驱动信号的初始工作周期计算每个发光二极管的亮度，以及基于发光二极管的亮度和周围发光二极管的光扩散的组合来计算每个像素的实际亮度。此外，处理器执行梯度计算模块以根据每个像素的实际亮度和对应像素的理想亮度计算限幅误差和泄漏误差的代价函数，以及计算限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度。另外，处理器执行工作调节模块以根据梯度、对应于所述发光二极管的像素的图像特性以及周围像素的图像特性调节每个发光二极管的初始工作周期以提供驱动信号的经调节工作周期。
在本公开的一个实施例中，处理器进一步执行工作调节模块以在限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度为负值时增大初始工作周期。
在本公开的一个实施例中，处理器进一步执行工作调节模块以在限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度为正值时减小初始工作周期。
为了使前述内容更容易理解，以下详细地描述附有图式的若干实施例。
附图说明
包含附图以提供对本公开的进一步理解，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出本公开的示例性实施例，且与实施方式一起用来解释本公开的原理。
图1是根据本公开的实施例的显示面板的示意图。
图2A是图1中的显示面板的液晶面板的示意图。
图2B是图1中的显示面板的背光模块的示意图。
图3A、图3B以及图3C是示出根据本公开的一个实施例的调光控制方法的流程图。
图4是示出沿图2A中的线I-I'的光分布的示意图。
图5是示出根据本公开的实施例的调光控制装置的框图。
图6是示出执行图3A、图3B以及图3C中的步骤的调光控制模块的框图。
符号说明
10：显示面板；
110：液晶面板；
120：背光模块；
130：调光控制装置；
131：处理器；
132：存储器；
200：初始工作周期计算模块；
300：像素亮度计算模块；
400：补偿模块；
500：梯度计算模块；
600：工作调节模块；
B：亮度；
LED11、LED12、LED34、LED35、LED36、LED44、LED45、LED46、LED54、LED55、LED56、LEDmn：发光二极管；
P11、P12、P34、P35、P36、P44、P45、P46、P54、P55、P56、Pij、Pmn：像素；
S100、S200、S300、S400、S500、S600、S600a、S600b：步骤。
具体实施方式
基于本公开，在调光控制方法和装置中，在计算亮度中考虑光扩散。此外，当计算限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度时，还限定限幅误差和泄漏误差的代价函数增长最快的方向。因此，修改相反方向上的发光二极管的驱动信号的工作周期使得限幅误差和泄漏误差的代价函数最快减小，其意谓更小的限幅误差和泄漏误差。也就是说，通过考虑周围发光二极管的光扩散而更快(可仅通过一次调节)且正确地调节工作周期。
图1是根据本公开的实施例的显示面板的示意图。如图1中所示出，显示面板10包含液晶面板110和背光模块120。背光模块120安置于液晶面板110下方且充当液晶面板110的光源。在本发明实施例中，显示面板10是液晶显示器(LCD)面板。
图2A是图1中的显示面板的液晶面板的示意图。图2B是图1中的显示面板的背光模块的示意图。如图2A中所示出，液晶面板110包含多个像素：像素P11到像素Pmn，且m和n是大于零的整数。另外，如图2B中所示出，背光模块120包含分别对应于像素P11至像素Pmn的多个发光二极管：发光二极管LED11到发光二极管LEDmn。也就是说，发光二极管LED11被配置成提供光或照亮像素P11，发光二极管LED12被配置成提供光或照亮像素P12等，直到发光二极管LEDmn被配置成提供光或照亮像素Pmn为止。更具体地说，发光二极管LED11到发光二极管LEDmn中的每一个由具有工作周期的脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)信号控制。当PWM信号的工作周期增加或变得更长时，对应发光二极管的亮度同样增加。当PWM信号的工作周期减小或变得更短时，对应发光二极管的亮度同样减小。发光二极管或像素的亮度表示为像素值，例如数值经存储为8位整数，提供0到255的一系列可能值，但本公开不限于此。在图2A和图2B中，液晶面板110的像素P34、像素P35、像素P36、像素P44、像素P45、像素P46、像素P54、像素P55以及像素P56和背光模块120的对应发光二极管LED34、发光二极管LED35、发光二极管LED36、发光二极管LED44、发光二极管LED45、发光二极管LED46、发光二极管LED54、发光二极管LED55以及发光二极管LED56经指定仅用于描述的目的，本公开不限于此。在本公开中，一个像素是一个区段。
图3A、图3B以及图3C是示出根据本公开的一个实施例的调光控制方法的流程图。如图3A中所示出，在步骤S100中，确定提供来驱动每个发光二极管的驱动信号(PWM信号)的初始工作周期。更具体来说，将红光数据输入、绿光数据输入以及蓝光数据输入传输到显示面板10以提供关于像素P11到像素Pmn中的每一个的目标亮度(brightness)或照度(luminance)的数据以显示图像。由于像素P11到像素Pmn分别由发光二极管LED11到发光二极管LEDmn照亮，因此必须恰当地计算控制发光二极管LED11到发光二极管LEDmn中的每一个的PWM信号的工作周期。为进行所述计算，首先计算控制对应发光二极管LED11到发光二极管LEDmn的PWM信号的初始工作周期。在本发明实施例中，每个初始工作周期由下式计算。
rint＝Max*a+APL*(1-a)
其中，rint是一个发光二极管的初始工作周期，Max是整个图像的最大像素层级，APL是整个图像的平均像素层级，以及a是系数。在本发明实施例中，a等于0.8，但本公开不限于此。此处应注意，根据各种现有方法且基于先前统计信息计算初始工作周期。
接着，在步骤S200中，根据驱动信号的对应初始工作周期rint计算发光二极管LED11到发光二极管LEDmn中的每一个的亮度r。另外，在步骤S300中，基于发光二极管的亮度和周围发光二极管的光扩散的组合计算发光二极管LED11到发光二极管LEDmn中的每一个的像素的实际亮度。换句话说，背光的亮度由所有发光二极管的点扩散函数(Point SpreadFunction，PSF)的组合产生，每个乘以发光二极管的工作周期。也就是说，背光的亮度是发光二极管的工作周期和发光二极管的点扩散函数的卷积。举例来说，在显示面板10的某一像素处的亮度B(或照度)由下式确定。
Figure BDA0002061157590000061
其中，M是包含特定像素和周围像素的发光二极管的数目，rk是M个发光二极管中的一个发光二极管k的亮度或工作周期，以及hk是表示在周围像素的这个特定像素位置处的光影响且在0到1的范围中的扩散系数。出于论证目的，参考图2A、图2B以及图4。图4是示出沿图2A中的线I-I'的光分布的示意图。如图2A和图2B中所示出，发光二极管LED45发光以照亮像素P45，所发射光的分布是高斯分布(Gauss distribution)作为实例且在示出于图4中，但本公开不限于此。此处应注意，所发射光的分布可以是除高斯分布外的另一类型的分布。如图4中所示出，照亮像素P45的光还分布在像素P44和像素P46内以便影响像素P44和像素P46。也就是说，照亮一个像素的光分布在周围像素内。因此，当计算一个像素的亮度时，还应考虑到周围像素。举例来说，当计算像素P45处的亮度B时，还应考虑到像素P45周围的像素P33、像素P34、像素P35、像素P44、像素P46、像素P54、像素P55以及像素P56的亮度。因此，存在式中包含的M＝9个像素的亮度和扩散系数以计算像素P45处的亮度B。也就是说，当计算一个像素的实际亮度时，还要考虑周围发光二极管的亮度。换句话说，在计算实际亮度中考虑光扩散。
接着，在步骤S400中，根据每个像素的实际亮度和对应像素的理想亮度计算限幅误差和泄漏误差的代价函数。上文提到实际亮度，且下文中描述限幅误差、泄漏误差以及理想亮度。
具体地说，在LCD显示器中，为表示黑色，液晶完全地关闭以阻断自对应发光二极管发射的光。然而，实际上，当液晶完全地关闭时，液晶外围处仍存在泄漏的光。也就是说，液晶由于泄漏而不能阻断所有发射光。可通过使用定义为在液晶完全地关闭时通过像素Pij泄漏的光的量的参数l(也被称为泄漏因数)线性模型化泄漏，且像素Pij处的亮度B等于1(工作周期是100％)。此外，像素的理想亮度表示像素的目标亮度以显示图像。换句话说，当发光二极管在无泄漏且无限幅的情况下启用时实现理想亮度。此理想亮度可自红光数据输入、绿光数据输入、蓝光数据输入获得，本公开不限于此。另外，基于每个发光二极管的亮度、对应像素的理想亮度以及泄漏因数l计算泄漏误差。举例来说，通过下式计算泄漏误差。
Figure BDA0002061157590000071
其中，El是泄漏误差，Dl是在显示器中具有泄漏问题的像素集合，i和j是大于零的整数且表示集合Dl的像素的行和列，l是通过实验测量的泄漏因数且在0.001到0.01的范围内(例如0.005)，B(i,j)是集合Dl的像素Pij的亮度，y(i,j)是集合Dl的像素Pij的理想亮度。换句话说，泄漏误差是通过在显示器中泄漏失真的像素集合中的每个像素的理想亮度与泄漏因数和通过在显示器中泄漏失真的像素集合中的每个像素的亮度的乘积之间的差值的总和。
此外，限幅误差是每个像素的实际亮度与对应像素的理想亮度之间的差值。换句话说，限幅是像素的亮度不能达到所需亮度的现象。在本发明实施例中，通过下式计算限幅误差作为实例。
Figure BDA0002061157590000072
其中，Ec是限幅误差，Dc是在显示器中具有限幅问题的像素集合，i和j是大于零的整数且表示集合Dc的像素的行和列，y(i,j)是集合Dc的像素Pij处的理想亮度，以及B(i,j)是集合Dc的像素Pij的亮度。换句话说，限幅误差是通过显示器中的限幅失真的像素集合中的每个像素的理想亮度与实际亮度之间的差值的总和。
另外，通过下式计算限幅误差和泄漏误差的代价函数。
f＝Ec+El
其中，f是限幅误差和泄漏误差的代价函数，El和Ec分别是泄漏误差和限幅误差，如上文所提及。
接着，在步骤S500中，计算限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度。更具体来说，限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度是限幅误差和泄漏误差的代价函数关于发光二极管的亮度(或控制发光二极管的工作周期)的导数。在本发明实施例中，限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度计算如下。
Figure BDA0002061157590000073
限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度指示限幅误差和泄漏误差的代价函数增长最快的方向，其意味着较大限幅误差和泄漏误差，关于每个发光二极管值(例如发光二极管的亮度、发光二极管的驱动信号的工作周期)的变化。因此，修改相反方向上的发光二极管的驱动信号的工作周期使得限幅误差和泄漏误差的代价函数减小最快，其意谓更小的限幅误差和泄漏误差。换句话说，在与梯度方向相反的方向上调节工作周期。
基于上文，在步骤S600中，根据梯度、对应于发光二极管的像素的图像特性以及周围像素的图像特性调节每个发光二极管的初始工作周期以提供驱动信号的经调节工作周期。更具体来说，在图3B中示出的步骤S600a或在图3C中示出的步骤S600b中调节初始工作周期。在图3B的步骤S600a中，初始工作周期在限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度为负值时增大。举例来说，像素的经调节工作周期是初始工作周期和所述像素和周围像素的平均工作周期和最大工作周期的函数的总和。也就是说，如果梯度小于零，那么像素的经调节工作周期将计算如下。
r＝rint+f(像素APL,周围像素APL)
其中，r是一个发光二极管的经调节工作周期，rint是一个发光二极管的初始工作周期，以及f(像素APL,周围像素APL)是特定像素的平均像素层级和周围像素的平均像素层级的函数。此处应注意，当限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度为负值时，像素受限幅影响。
在图3C的步骤S600a中，初始工作周期在限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度为正值时减小。举例来说，像素的经调节工作周期是初始工作周期和所述像素和周围像素的平均工作周期的函数。也就是说，如果梯度大于零，那么像素的经调节工作周期将计算如下。
r＝rint*g(像素APL,周围像素APL)
其中，r是一个发光二极管的经调节工作周期，rint是一个发光二极管的初始工作周期，以及g(像素APL,周围像素APL)是特定像素的平均像素层级和周围像素的平均像素层级的函数且在0到1的范围内。此处应注意，当限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度为正值时，像素受晕圈现象影响。
基于上文，当计算限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度时，还限定限幅误差和泄漏误差的代价函数增长最快的方向。因此，修改相反方向上的发光二极管的驱动信号的工作周期使得限幅误差和泄漏误差的代价函数减小最快，其意谓更小的限幅误差和泄漏误差。此外，通过考虑对应于所述发光二极管的像素的图像特性和周围像素的图像特性计算一个发光二极管的经调节工作周期。也就是说，通过考虑周围发光二极管的光扩散快速且正确地调节工作周期，从而提升显示面板的显示品质。相较于传统方法，本公开不需要迭代计算梯度，且本公开还考虑周围像素的图像特性使得考虑光扩散。
在本发明实施例中，由与存储器连通的处理器执行调光控制方法的步骤。举例来说，处理器可以是中央处理单元(central processing unit，CPU)、微处理器、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、可编程控制器、可编程逻辑装置(programmablelogic device，PLD)或其它类似装置、所述装置的组合，其不受本公开特别限制。另外，图3A、图3B以及图3C中的步骤中的每一个还可实施为多个程序代码。这些程序代码将存储于存储器中，使得可由处理器执行这些程序代码。或者，在其它实施例中，图3A、图3B以及图3C中的步骤中的每一个可由一个或多个电路执行。本公开不意欲限制图3A、图3B以及图3C中的步骤中的每一个是否借助于软件或硬件进行。在本发明实施例中，一次执行调光控制方法中的所述步骤以提供经调节工作周期。
图5是示出根据本公开的实施例的调光控制装置的框图。图6是示出执行图3A、图3B以及图3C中的步骤的调光控制模块的框图。如图5中所示出，调光控制装置130包含处理器131和存储器132。存储器132存储多个程序代码。处理器131与存储器132连通且执行存储于存储器132中的程序代码。调光控制装置130用于具有多个发光二极管的背光模块，每个发光二极管被配置成将光提供到显示面板中的一个像素，例如所述光用于图1和图2A中示出的具有像素P11到像素Pmn的液晶面板110，具有发光二极管LED11到发光二极管LEDmn的背光模块120。
如图6中所示出，初始工作周期计算模块200、像素亮度计算模块300(或亮度计算模块)、补偿模块400、梯度计算模块500以及工作调节模块600是由存储器132中的程序代码形成。也就是说，像素亮度计算模块300、补偿模块400、梯度计算模块500以及工作调节模块600由处理器131执行。
具体地说，处理器131执行像素亮度计算模块300以执行步骤S100以确定提供来驱动每个发光二极管的驱动信号的初始工作周期，且上文详细描述图3A中的步骤S100。此外，处理器131执行像素亮度计算模块300以执行步骤S200以根据驱动信号的初始工作周期计算每个发光二极管的亮度且执行步骤S300以基于发光二极管的亮度和周围发光二极管的光扩散的组合计算每个像素的实际亮度。上文详细描述图3A中的步骤S200和步骤S300。
另外，处理器131执行梯度计算模块500以执行步骤S400以根据每个像素的实际亮度和对应像素的理想亮度计算限幅误差和泄漏误差的代价函数，以及执行步骤S500以计算限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度。上文详细描述图3A中的步骤S400和步骤S500。
最后，处理器131执行工作调节模块600以执行步骤S600以根据梯度、对应于发光二极管的像素的图像特性以及周围像素的图像特性调节每个发光二极管的初始工作周期以提供驱动信号的经调节工作周期。此时，处理器131执行工作调节模块600以执行步骤S600a以在限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度为负值时增大初始工作周期。另一方面，处理器131执行工作调节模块600以执行步骤S600b以在限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度为正值时减小初始工作周期。上文详细描述图3A中的步骤S600、图3B中的步骤S600a以及图3C中的步骤S600b。
最后但并非最重要，处理器131可执行补偿模块400以补偿由所调光背光所致的亮度损失。应通过增益调整红光数据输入、绿光数据输入以及蓝光数据输入，且增益等于像素亮度的乘法逆元素。然而，可以不执行补偿模块400。
概要地，在本公开的调光控制方法和装置中，在计算一个像素的实际亮度时还考虑周围发光二极管的亮度。换句话说，在计算亮度时考虑光扩散。
此外，当计算限幅误差和泄漏误差的代价函数的梯度时，也限定限幅误差和泄漏误差的代价函数增长最快的方向。因此，修改相反方向上的发光二极管的驱动信号的工作周期使得限幅误差和泄漏误差的代价函数减小最快，其意谓更小的限幅误差和泄漏误差。此外，通过考虑对应于所述发光二极管的像素的图像特性和周围像素的图像特性计算一个发光二极管的经调节工作周期。也就是说，通过考虑到周围发光二极管的光扩散而快速(仅通过一次调节)且正确地调节工作周期，从而提高显示面板的显示品质。相较于传统方法，本公开不需要迭代计算梯度，且本公开还考虑周围像素的图像特性使得考虑到光扩散。
所属领域的技术人员将显而易见，在不脱离本公开的范围或精神的情况下可对所公开的实施例作出各种修改和变化。鉴于以上内容，希望本公开涵盖修改和变化，只要所述修改和变化属于所附权利要求书和其等效物的范围内。

Claims (16)

1.一种用于具有多个发光二极管的背光模块的调光控制方法，每个发光二极管被配置成将光提供到显示面板中的一个像素，所述调光控制方法包括：
确定提供来驱动每个发光二极管的驱动信号的初始工作周期；
根据所述驱动信号的所述初始工作周期计算每个发光二极管的亮度；
基于所述发光二极管的亮度及周围发光二极管的光扩散的组合来计算每个像素的实际亮度；
根据每个像素的实际亮度及所述对应像素的理想亮度计算限幅误差及泄漏误差的代价函数；
计算限幅误差及泄漏误差的所述代价函数的梯度；以及
根据所述梯度、对应于所述发光二极管的所述像素的图像特性及周围像素的图像特性调节每个发光二极管的所述初始工作周期以提供所述驱动信号的经调节工作周期。
2.根据权利要求1所述的调光控制方法，其中根据限幅误差及泄漏误差的所述代价函数的梯度调节所述初始工作周期以提供所述驱动信号的所述经调节工作周期的步骤包括：
在限幅误差及泄漏误差的所述代价函数的所述梯度为负值时增大所述初始工作周期。
3.根据权利要求1所述的调光控制方法，其中根据限幅误差及泄漏误差的所述代价函数的梯度调节所述初始工作周期以提供所述驱动信号的所述经调节工作周期的步骤包括：
在限幅误差及泄漏误差的所述代价函数的所述梯度为正值时减小所述初始工作周期。
4.根据权利要求1所述的调光控制方法，其中限幅误差及泄漏误差的所述代价函数的所述梯度是限幅误差及泄漏误差的所述代价函数关于所述发光二极管的亮度的导数。
5.根据权利要求1所述的调光控制方法，其中所述限幅误差是每个发光二极管的所述亮度与所述对应像素的所述理想亮度之间的差值。
6.根据权利要求1所述的调光控制方法，其中基于每个发光二极管的所述亮度及所述对应像素的所述理想亮度来计算所述泄漏误差。
7.根据权利要求1所述的调光控制方法，其中所述驱动信号是脉冲宽度调制信号。
8.根据权利要求1所述的调光控制方法，其中根据红光数据输入、绿光数据输入以及蓝光数据输入确定所述驱动信号的所述初始工作周期。
9.一种用于具有多个发光二极管的背光模块的调光控制装置，每个发光二极管被配置成将光提供到显示面板中的一个像素，所述调光控制装置包括：
存储器，存储多个程序代码，其中所述程序代码包括初始工作周期计算模块、像素亮度计算模块、梯度计算模块以及工作调节模块；以及
处理器，与所述存储器连通，其中所述处理器执行所述初始工作周期计算模块以确定提供来驱动每个发光二极管的驱动信号的初始工作周期，
所述处理器执行所述像素亮度计算模块以根据所述驱动信号的所述初始工作周期计算每个发光二极管的亮度，以及基于所述发光二极管的亮度以及周围发光二极管的光扩散的组合来计算每个像素的实际亮度，
所述处理器执行所述梯度计算模块以根据每个像素的实际亮度以及所述对应像素的理想亮度计算限幅误差及泄漏误差的代价函数，以及计算限幅误差及泄漏误差的所述代价函数的梯度，以及
所述处理器执行所述工作调节模块以根据所述梯度、对应于所述发光二极管的所述像素的图像特性以及周围像素的图像特性调节每个发光二极管的所述初始工作周期以提供所述驱动信号的经调节工作周期。
10.根据权利要求9所述的调光控制装置，其中所述处理器进一步执行所述工作调节模块以在限幅误差及泄漏误差的所述代价函数的所述梯度为负值时增大所述初始工作周期。
11.根据权利要求9所述的调光控制装置，其中所述处理器进一步执行所述工作调节模块以在限幅误差及泄漏误差的所述代价函数的所述梯度为正值时减小所述初始工作周期。
12.根据权利要求9所述的调光控制装置，其中限幅误差及泄漏误差的所述代价函数的所述梯度是限幅误差及泄漏误差的所述代价函数关于所述发光二极管的亮度的导数。
13.根据权利要求9所述的调光控制装置，其中所述限幅误差是每个发光二极管的所述亮度与所述对应像素的所述理想亮度之间的差值。
14.根据权利要求9所述的调光控制装置，其中基于每个发光二极管的所述亮度及所述对应像素的所述理想亮度来计算所述泄漏误差。
15.根据权利要求9所述的调光控制装置，其中所述驱动信号是脉冲宽度调制信号。
16.根据权利要求9所述的调光控制装置，其中根据红光数据输入、绿光数据输入以及蓝光数据输入确定所述驱动信号的所述初始工作周期。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI836700B (zh) * 2022-03-21 2024-03-21 奇景光電股份有限公司 具有背光的顯示裝置及其方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140092000A1 (en) * 2012-10-01 2014-04-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Image display apparatus and image display method
CN107507580A (zh) * 2017-09-06 2017-12-22 天津大学 应用于新型背光源的区域调光方法
CN108428436A (zh) * 2018-05-08 2018-08-21 京东方科技集团股份有限公司 亮度补偿方法、亮度补偿装置、显示装置及存储介质
CN109493814A (zh) * 2019-01-15 2019-03-19 京东方科技集团股份有限公司 画面补偿方法、装置、显示装置和计算机可读存储介质

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110115815A1 (en) * 2009-11-18 2011-05-19 Xinyu Xu Methods and Systems for Image Enhancement
JP2016086347A (ja) * 2014-10-28 2016-05-19 三星ディスプレイ株式會社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム
JP6548907B2 (ja) * 2015-02-24 2019-07-24 三星ディスプレイ株式會社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140092000A1 (en) * 2012-10-01 2014-04-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Image display apparatus and image display method
CN107507580A (zh) * 2017-09-06 2017-12-22 天津大学 应用于新型背光源的区域调光方法
CN108428436A (zh) * 2018-05-08 2018-08-21 京东方科技集团股份有限公司 亮度补偿方法、亮度补偿装置、显示装置及存储介质
CN109493814A (zh) * 2019-01-15 2019-03-19 京东方科技集团股份有限公司 画面补偿方法、装置、显示装置和计算机可读存储介质

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI836700B (zh) * 2022-03-21 2024-03-21 奇景光電股份有限公司 具有背光的顯示裝置及其方法

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