CN113823235A - 一种Mini-LED背光分区控制系统及方法 - Google Patents

一种Mini-LED背光分区控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种Mini‑LED背光分区控制系统，包括视频信号输入模块、数据处理与控制模块、面板驱动显示模块、背光驱动模块以及背光显示模块。本发明建立了对比度、功耗和系统复杂度与背光分区数量之间的深度学习模型，确定了最优背光分区。系统通过对分区图像进行处理，并结合背光亮度矩阵补偿的分区调光算法，从而调节分区的背光驱动信号，实现与图像信息匹配的区域背光亮度控制。本发明的有益效果：建立背光分区数量与对比度及功耗的量化模型，综合考虑分区实施方案的复杂度确定了最优分区，并采用背光模糊模型的调光方法，可以更加准确的反映背光的真实分布状况，大幅提升Mini‑LED区域调光的精准度，并优化了功耗和对比度。

Description

一种Mini-LED背光分区控制系统及方法
技术领域
本发明属于液晶显示技术设备领域，尤其是一种Mini-LED背光分区控制系统及方法。
背景技术
显示技术的发展使得显示设备可以提供人们动态、清晰、内容丰富的画面，满足人们对物体和世界画面重构的需求。从早期的CRT显示，到PDP显示，直至目前广泛使用的LCD显示，显示技术每次发展都带来革命性的突破。但是，显示技术并没有止步于此，随着人们生活水平的提高，人们对显示设备体验的需求不断提升。近些年来，LCD显示技术结合LED背光区域调节技术，使得LCD显示技术具有媲美OLED等新型平板显示技术的优势，具有超高分辨率、广色域、高对比度、高亮度、高动态范围、低功耗的显示特点。
传统的LCD背光分区方案主要是采用LED背光模组阵列结合区域背光控制方法来实现良好的显示效果。目前，主流的显示设备厂商采用的Mini-LED背光模组相对于传统LED背光模组方案，具有尺寸更小，可控分区数量更多，混光距离更短的优点，故显示效果更佳。但是，无论LED或Mini-LED分区方案均未能明确背光分区数量的选择因素，更没有定量分析确定分区数与显示设备对比度及功耗等性能之间的关系，也未能考虑分区方案实现的复杂度，从而导致传统背光方案的分区数量无法实现全局最优。
发明内容
本发明针对传统方案存在问题，通过确定背光分区数量与对比度、功耗以及系统复杂度三者之间的量化关系，从而确定最佳的背光分区数量，并通过分区控制方法实现了最优的显示方案。本发明所解决的技术问题在于提供一种Mini-LED背光分区控制系统及方法，首先搭建了可编程逻辑门阵列的背光分区控制系统，并建立了对比度、功耗和系统复杂度与背光分区数量之间的深度学习模型，确定了最优背光分区。最后，采用背光亮度矩阵补偿的分区调光算法，最小化Mini-LED超多分区背光数量下的图像失真度，同时提高了图像显示的对比度，并优化了功耗。
本发明首先公开了一种Mini-LED背光分区控制系统，包括：
视频信号输入模块，主要用于接收外部的视频或图像信号，并将接收到的信号输入到数据处理与控制模块。所述的视频信号包括HDMI、DP等串行格式的视频流信号。所述的图像信号为位图格式的并行数据信号。
数据处理与控制模块，主要实现数据格式的转换和算法的处理和实现。具体包括：（1）数据编解码单元。该单元主要将视频信号输入模块接收的数据信号转换为屏端驱动信号，输出到面板驱动显示模块；（2）背光分区处理单元。该单元主要通过分区背光调节方法实现对各背光分区单元的亮度进行调整，并将调整后的背光驱动信号输出到背光驱动模块，实现背光分区亮度的控制。
面板驱动显示模块，该模块包括数据驱动单元、栅极驱动单元和液晶显示面板。所述的数据驱动单元主要接收数据处理与控制模块输出的编码后数据驱动信号，通过模数转换为面板的像素灰阶电压，驱动面板显示；栅极驱动单元主要是接收数据处理与控制模块输出的扫描驱动控制信号，实现面板像素开关的开启和关断，配合数据驱动模块实现一帧图像的显示和刷新。液晶显示面板中的像素单元在像素灰阶电压和扫描驱动控制信号的作用下，实现图像不同灰阶的显示。
背光驱动模块，该模块主要是接收数据处理与控制模块计算得到的各分区的背光数据驱动信号，从而动态调整各分区灯珠的驱动电流大小，实现各分区背光亮度的调节和输出。
背光显示模块，该模块主要接收背光驱动模块输出的电流，动态调节背光模组各分区Mini-LED灯珠亮度，实现背光分区亮度显示。
本发明还公开了一种Mini-LED背光分区控制方法，该方法包括两部分内容：确定最优背光分区数量和调节区域背光。所述的Mini-LED背光分区控制方法包括以下步骤：
步骤1：在不同实验分区数和不同类型图片下，利用功率计测得对应的功耗数据；通过亮度计测量得到对应图片和分区下的最高亮度和最低亮度，并计算得到对比度数据；
步骤2：以分区数量以及图片像素三通道RGB值作为模型输入，以步骤1得到的功耗和对比度数据作为模型输出，建立了卷积神经网络深度学习算法模型；
步骤3：根据步骤2得到的分区-功耗模型函数设定为F1(x)，分区-对比度模型函数设定为F2(x)，x为分区数量；
步骤4：得到表征特定分区下所有不同类型图片功耗、对比度以及代价的特征值，根据这三种特征值建立分区目标函数F(x)=kF1(x)+mF2(x)+nP(x)，其中，k,m,n为一修正补偿系数，P(x)为分区-代价函数，最终通过F(x)微分极值点求解综合最优分区值；
步骤5：根据步骤4得到的最优背光分区值，按照最优背光分区数对图像进行分区，然后对分区图像位宽扩展后进行灰度化，将分区对应的灰度图像像素均值归一化后求平方根，并计算得到每一分区灰阶值作为该分区背光值，实现区域背光亮度的提取，获得背光亮度矩阵；
步骤6：采用背光模糊函数对原始背光亮度矩阵进行背光模糊模拟得到真实背光亮度分布，根据真实背光分布与实际图像亮度分布之间的相似度来修正背光亮度矩阵，再通过背光模糊模型，得到最终修正过的真实背光分布；
步骤7：以调光前后图像不失真为基本原则，通过BLr*LCr=BLf*LCf公式，得到调光后像素的灰阶补偿值LCf。其中，BLr为调光前的背光亮度，LCr为调光前的像素灰阶，BLf为步骤6中得到的真实背光分布，即调光后的背光亮度，实现像素补偿信号驱动输出。最终，通过真实背光分布与的图像像素灰阶卷积实现图像显示。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明通过建立背光分区数量与对比度和功耗的量化模型，并综合考虑分区实施方案的复杂度对最优分区方案的影响，使得最优分区数的确定更加客观，更加准确，从而在降低背光功耗的同时，提升了图像显示的对比度；
2、本发明根据最优的背光分区数方案，采用背光模糊模型的调光方法，可以更加准确的反映背光的真实分布状况，大幅提升Mini-LED区域调光的精准度，从而改善最终的显示效果。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的背光分区控制系统方案模块框图。
图2是本发明的Mini-LED背光分区控制方法的实施步骤流程示意图。
图3是本发明采用的卷积神经网络深度学习模型示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
结合图1，一种Mini-LED背光分区控制系统，包括：
视频信号输入模块1，主要用于接收外部的视频或图像信号，并将接收到的信号输入到数据处理与控制模块2。所述的视频信号包括HDMI、DP等串行格式的视频流信号或图像信号。所述的图像信号为位图格式的并行数据信号。在本发明的一个实施例中，所述的视频信号输入模块1接收前端输入的HDMI信号流用于传输的24bit的RGB位图图像数据，并将信号流数据传输到数据处理与控制模块2。
所述的数据处理与控制模块2，主要实现数据格式的转换和算法的处理和实现。在本发明的一个实施例中，所述的数据处理与控制模块为一具有算法运算和数据处理能力的FPGA模块，具体包括：（1）数据编解码单元。该单元主要将视频信号输入模块1接收的数据信号转换为屏端驱动信号，输出到面板驱动显示模块3；（2）背光分区处理单元。该单元主要通过分区背光调节方法实现对各背光分区单元的亮度进行调整，并将调整后的背光驱动信号输出到背光驱动模块，实现背光分区亮度的控制。所述的数据编解码单元，将接收到的HDMI的串行信号流解码为并行的RGB位图图像数据信号和行场同步控制信号，将24bit的位图数据通过位宽扩展得到30bit的位图数据并按照面板显示驱动模块的接口协议，将30bit位图数据在控制信号的作用下编码为符合面板接口协议类型的串行数据。同时，数据处理与控制模块2将30bit的位图数据在对应的图像分区下，根据图像内容，采用分区调光方案，实现对各背光分区单元的亮度进行调整，并将调整后的背光驱动信号输出到背光驱动模块4，实现背光分区亮度的控制。
面板驱动显示模块3，该模块包括数据驱动单元、栅极驱动单元和液晶显示面板。所述的数据驱动单元主要接收数据处理与控制模块2输出的编码后数据驱动信号，通过模数转换为面板的像素灰阶电压，驱动面板显示；栅极驱动单元主要是接收数据处理与控制模块输出的扫描驱动控制信号，实现面板像素开关的开启和关断，配合数据驱动模块实现一帧图像的显示和刷新。液晶显示面板中的像素单元在像素灰阶电压和扫描驱动控制信号的作用下，实现图像不同灰阶的显示。在本发明的一个实施例中，所述的面板为8K超高清面板，分辨率为7680*4320,刷新率为120Hz，面板的位宽为10bit。所述的面板的接口协议为PHI点对点格式的数据信号。
背光驱动模块4，该模块主要是接收数据处理与控制模块2计算得到的各分区背光数据驱动信号，从而动态调整各分区灯珠的驱动电流大小，实现各分区背光亮度的调节和输出。在本发明的一个实施例中，所述的FPGA处理与控制模块通过分区调光算法运算得到各分区的图像亮度数据信号，该信号为SPI格式的数据信号。背光控制系统根据背光分区数量和背光驱动模块4的通道数确定背光驱动模块的数量，从而实现分区亮度的输出。所述的背光驱动模块4为多通道LED驱动电路，可以输出多路背光亮度可调节的PWM信号，实现背光显示模块5的驱动。
背光显示模块5，该模块主要接收背光驱动模块4输出的电流，动态调节背光模组各分区LED灯珠亮度，实现背光分区亮度显示。所述的背光显示模块5为由Mini-LED灯珠组成的显示模组。该模组接收背光驱动模块4输出的PWM信号，从而调节不同分区Mini-LED灯块的电流，实现各分区背光亮度的调节。
本发明还包括一种Mini-LED背光分区控制方法，该方法包括两部分内容：确定最优背光分区数量和调节区域背光。结合图2，所述的Mini-LED背光分区控制方法包括以下步骤：
步骤1：在不同实验分区数和不同类型图片下，利用功率计测得对应的功耗数据；通过亮度计测试对应图片和分区下的最高亮度和最低亮度，并计算得到对比度数据。在本发明的一个实施例中，选取分区的样本数为1×1,8×8，16×16，24×24，32×32，40×40，50×50，64×64共八种类型的分区记作Ni,i∈[1,8]。本发明选取包含不同饱和度，色度和亮度类型的图片样本，共100张自然图像。所述的图片样本基本涵盖了通常显示的图片类型。针对每张特定的图片，通过功率计测得在这八种分区类型下的背光功耗，并记作Pj,j∈[1,800]。本发明的一个实施例，在特定图片下，根据背光分区的大小，对输入图像进行灰度化，得到Ni的第k个分区的像素灰度的最大值Gmax(Ni,k)和最小值Gmin(Ni,k)，同时确定该分区的背光亮度值BL(Ni,k)。设定整个背光亮度为该分区的背光亮度，分别测出像素最大灰阶和最小灰阶的显示亮度BDmax(Ni,k)及BDmin(Ni,k)，重复上述方式，统计得到该图片在Ni各分区下最大亮度和最小亮度BDmax(Ni)和 BDmax(Ni)，并计算该图片在Ni下的对比度CR= BDmax(Ni)/BDmax(Ni)，并记录八种分区类型下的图像对比度，记作CRj,j∈[1,800]，将上述测量获取的数据综合得到样本集。
步骤2：（1）以分区数量Ni以及原始图像的RGB值作为模型输入，以步骤1得到的功耗Pj和对比度数据CRj作为模型输出，建立了卷积神经网络深度学习算法模型；在本发明的一个实施例中，以步骤1得到的样本集80%作为训练集，以20%作为测试集，然后将所有的样本图片进行预处理完成图片尺寸统一化。
（2）构建卷积神经网络深度学习算法模型。深度学习模型采用卷积神经网络（如图3所示）构成，对样本图像进行下采样操作，提取图像数据。如图3所示，在本发明的一个实施例中，卷积层的卷积核尺寸为3×3,激励函数为ReLU,池化层的采用最大值池化方式，窗口尺寸为4×4，Dropout层随机丢弃30%的神经元，即参数设置为0.3。
（3）初始化卷积神经网络深度学习模型的所有参数，并设置模型训练结束条件后，并使用占80%样本集的训练样本来完成深度学习模型的训练过程；训练过程即以分区数量Ni以及原始图像的RGB值作为深度学习模型的输入，以步骤1得到的功耗Pj和对比度数据CRj作为深度学习模型的输出，不断调整深度学习模型的所有参数，直到达到训练终止条件(即达到最大迭代次数)的过程。
（4）将占20%样本集的测试样本输入到训练后的深度学习模型中得到测试样本对应的测试输出，即测试样本的功耗和对比度。所述的20%的测试的样本集包括选定的部分分区Ni和自然图像以及其对应的功耗和对比度数据。然后，将模型输出功耗与对比度数据与测试样本集中的对比度CRj和功耗Pj进行比较，通过计算损失函数的结果大小，评价模型优劣，并进行模型超参数调节，确定最终模型函数；
所述损失函数为均方损失函数：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，其中，x，y为损失函数的模型输出与相对应样本的输出。
步骤3：根据步骤2得到的分区-功耗模型函数设定为F1(x)，分区-对比度模型函数设定为F2(x),x为分区数量。
步骤4：得到表征特定分区下所有不同类型图片功耗、对比度以及代价的特征值，根据这三种特征值建立分区目标函数F(x)=kF1(x)+mF2(x)+nP(x)，其中，k,m,n为一修正补偿系数，P(x)为分区-代价函数，最终通过凹函数F(x)微分极值点求解综合最优分区值。所述的分区-代价函数P(x)主要与不同分区Ni背光驱动方案的系统复杂度、成本等因素正相关。在本发明的一个实施例中，当分区背光驱动方案确定后，系统复杂度及成本等关键因素即可明确，从而根据上述步骤得到最优背光分区值为s×t。
步骤5：根据步骤4得到的最优背光分区值，按照最优背光分区数对图像进行分区，然后对分区图像位宽由8bit扩展到10bit后进行灰度化，将分区对应的灰度图像像素均值归一化后求平方根，并计算得到每一分区灰阶值作为该分区背光值，实现区域背光亮度的提取，获得原始背光亮度矩阵。
步骤6：选用背光模糊模型对原始背光亮度矩阵进行背光模糊模拟得到真实背光亮度分布，根据真实背光分布与实际图像亮度分布之间的相似度来修正背光亮度矩阵，再通过背光模糊模型，得到最终修正过的真实背光分布。
1）对步骤5中背光亮度矩阵进行二维卷积；
2）对卷积后的背光亮度矩阵用一固定尺寸的扩散模板进行扩散放大；在本发明的一个实施例中，所属的模板尺寸为3×3；
3）重复步骤1），2）N次后，并进行双线性插值到原始图像尺寸得到真实背光亮度分布，其中，N∈[3,10]。在本发明的一个实施例中，N=5, 由于分区数为s×t，重复5次后，得到背光尺寸为32s×32t
4），最后通过双线性插值方案得到背光分辨率为7680*4320，与原始图像分辨率一致。
步骤7：以调光前后图像的不失真为基本原则，通过BLr*LCr=BLf*LCf公式，得到调光后像素的灰阶补偿值LCf。其中，BLr为调光前的背光亮度，LCr为调光前的像素灰阶，BLf为步骤6中得到的背光真实分布，即调光后的背光亮度，实现像素补偿信号驱动输出。最终，通过真实背光分布与的图像像素灰阶卷积实现图像显示。在本发明的一个实施例中，γ为满足显示设备标准的校正值，取值为2.2。设定Ni中的每一分区（s,t）内的每个局部区域（p,q）子像素原始灰阶为R org (p,q),G org (p,q),B org (p,q)，修正过的子像素灰阶为R final (p,q), G final (p,q),B final (p,q)满足以下关系：
R final (p,q)= R org (p,q) ×（255/BL f (p,q)） 1/γ
G final (p,q)= G org (p,q) ×（255/BL f (p,q)） 1/γ
B final (p,q)= B org (p,q) ×（255/BL f (p,q)） 1/γ 。
以上所述仅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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种Mini-LED背光分区控制系统，其特征在于，包括：
视频信号输入模块，用于接收外部的视频或图像信号，并将接收到的信号输入到数据处理与控制模块；
数据处理与控制模块，用于实现数据格式的转换、以及算法的处理和实现；
面板驱动显示模块，包括数据驱动单元、栅极驱动单元和液晶显示面板，用于驱动面板的图像显示；
背光驱动模块，用于接收数据处理与控制模块计算得到的各分区背光数据驱动信号，从而动态调整各分区灯珠的驱动电流大小，实现各分区背光亮度的调节和输出；
背光显示模块，用于接收背光驱动模块输出的电流，动态调节背光模组各分区Mini-LED灯珠亮度，实现背光分区亮度显示。
2.根据权利要求1所述的一种Mini-LED背光分区控制系统，其特征在于，所述的数据处理模块与控制模块包含数据编解码单元，该单元将视频信号输入模块接收的数据信号转换为屏端驱动信号，输出到面板驱动显示模块。
3.根据权利要求1所述的一种Mini-LED背光分区控制系统，其特征在于，所述的数据处理模块与控制模块还包含背光分区处理单元，该单元通过分区背光调节方法实现对各背光分区单元的亮度进行调整，并将调整后的背光驱动信号输出到背光驱动模块，实现背光分区亮度的控制。
4.根据权利要求3所述的一种Mini-LED背光分区控制系统，其特征在于，所述的背光驱动信号为包含分区图像亮度信息的SPI信号。
5.根据权利要求3所述的一种Mini-LED背光分区控制系统，其特征在于，所述的背光驱动模块为接收多路背光驱动信号的LED Dirver模块。
6.根据权利要求3所述的一种Mini-LED背光分区控制系统，其特征在于，所述的分区背光调节方法具体为：
步骤1：在不同实验分区数和不同类型图片下，利用功率计测得对应的功耗数据；通过亮度计测量得到对应图片和分区下的最高亮度和最低亮度，并计算得到对比度数据；
步骤2：以分区数量以及图片像素三通道RGB值作为模型输入，以步骤1得到的功耗和对比度数据作为模型输出，建立了卷积神经网络深度学习算法模型；
步骤3：根据步骤2得到的深度学习模型得到对应的分区-功耗模型函数和分区-对比度模型函数；
步骤4：根据步骤3得到表征特定分区下所有不同类型图片功耗、对比度以及代价的特征值，根据这三种特征值建立分区目标函数，并通过目标函数求解综合最优分区值；
步骤5：根据步骤4得到的最优背光分区值，按照最优背光分区数对图像进行分区，然后对分区图像位宽扩展后灰度化，将分区对应的灰度图像像素均值归一化后求平方根，并计算得到每一分区灰阶值作为该分区背光值，实现区域背光亮度的提取，获得背光亮度矩阵；
步骤6：采用背光模糊函数对原始背光亮度矩阵进行背光模糊模拟得到真实背光亮度分布，根据真实背光分布与实际图像亮度分布之间的相似度来修正背光亮度矩阵，再通过背光模糊模型，得到最终修正过的真实背光分布；
步骤7：以调光前后图像透光率与背光亮度的乘积相等，得到调光后像素的灰阶补偿值。
7.根据权利要求1所述的一种Mini-LED背光分区控制系统，其特征在于，所述的背光显示模块接收到电流信号为一PWM信号。
8.一种Mini-LED背光分区控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：获取样本集：在不同实验分区数和不同类型图片下，利用功率计测得对应的功耗数据；通过亮度计测量得到对应图片和分区下的最高亮度和最低亮度，并计算得到对比度数据；
步骤2：以分区数量以及图片像素三通道RGB值作为模型输入，以步骤1得到的功耗和对比度数据作为模型输出，建立了卷积神经网络深度学习算法模型；
步骤3：根据步骤2得到的深度学习模型得到对应的分区-功耗模型函数和分区-对比度模型函数；
步骤4：根据步骤3得到表征特定分区下所有不同类型图片功耗、对比度以及代价的特征值，根据这三种特征值建立分区目标函数，并通过目标函数求解综合最优分区值；
步骤5：根据步骤4得到的最优背光分区值，按照最优背光分区数对图像进行分区，然后对分区图像位宽扩展后灰度化，将分区对应的灰度图像像素均值归一化后求平方根，并计算得到每一分区灰阶值作为该分区背光值，实现区域背光亮度的提取，获得背光亮度矩阵；
步骤6：采用背光模糊函数对原始背光亮度矩阵进行背光模糊模拟得到真实背光亮度分布，根据真实背光分布与实际图像亮度分布之间的相似度来修正背光亮度矩阵，再通过背光模糊模型，得到最终修正过的真实背光分布；
步骤7：以调光前后图像透光率与背光亮度的乘积相等，得到调光后像素的灰阶补偿值。
9.根据权利要求8所述的一种Mini-LED背光分区控制方法，其特征在于，步骤2中，具体为：
（1）以步骤1得到的样本集中选定训练集和测试集，然后将所有的样本图片进行预处理完成图片尺寸统一化；
（2）对样本图像进行下采样操作，提取图像数据，构建卷积神经网络深度学习模型；
（3）初始化卷积神经网络深度学习模型的所有参数，并设置模型训练结束条件后，并使用训练集样本来完成深度学习模型的训练过程；训练过程即以分区数量以及原始图像的RGB值作为深度学习模型的输入，以步骤1得到的功耗和对比度数据作为深度学习模型的输出，不断调整深度学习模型的所有参数，直到达到训练终止条件；
（4）将测试集样本输入到训练后的深度学习模型中得到测试样本对应的测试输出，测试输出包括测试样本的功耗和对比度；然后，将模型输出功耗与对比度数据与测试样本集中的对比度和功耗进行比较，通过计算损失函数的结果大小，评价模型优劣，并进行模型超参数调节，确定最终模型函数。
10.根据权利要求8所述的一种Mini-LED背光分区控制方法，其特征在于，步骤6中，具体为：
1）对步骤5中背光亮度矩阵进行二维卷积；
2）对卷积后的背光亮度矩阵用一固定尺寸的扩散模板进行扩散放大；
3）重复步骤1），2）N次后，并进行双线性插值到原始图像尺寸得到真实背光亮度分布，其中，N∈[3,10]；
4），最后通过双线性插值方案得到背光分辨率与原始图像分辨率一致。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114220368A (zh) * 2021-12-29 2022-03-22 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 显示面板的亮度调节系统和亮度调节方法
CN114594631A (zh) * 2022-03-14 2022-06-07 昆山龙腾光电股份有限公司 背光模组、背光调节方法及显示装置
CN114822421A (zh) * 2022-04-29 2022-07-29 京东方科技集团股份有限公司 显示控制方法及装置、显示设备、电子设备以及介质
CN114822424A (zh) * 2022-06-06 2022-07-29 深圳市帝晶光电科技有限公司 一种基于fpga的低功耗mini led显示屏
CN115657367A (zh) * 2022-10-19 2023-01-31 长春希达电子技术有限公司 一种led背光模组高分区动态调光方法
CN116867144A (zh) * 2023-09-04 2023-10-10 电子科技大学 一种基于神经网络的助航灯光亮度控制方法
CN116959382A (zh) * 2023-08-01 2023-10-27 北京显芯科技有限公司 一种背光分区模拟方法及其系统、存储介质
WO2023206490A1 (zh) * 2022-04-29 2023-11-02 京东方科技集团股份有限公司 液晶显示装置及其控制模组、集成板卡
WO2023231701A1 (zh) * 2022-05-31 2023-12-07 京东方科技集团股份有限公司 显示装置及其背光源的亮度调节方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101414437A (zh) * 2007-10-19 2009-04-22 青岛海信电器股份有限公司 液晶显示方法及液晶显示装置
US20110221788A1 (en) * 2010-03-09 2011-09-15 Sony Corporation Liquid crystal display and picture display system
US20120013601A1 (en) * 2010-07-14 2012-01-19 Joonyoung Park Stereoscopic image display and method of controlling backlight thereof
CN103499072A (zh) * 2013-09-13 2014-01-08 熊猫电子集团有限公司 直下式led液晶电视背光模组灯条布局设置的方法
CN105575343A (zh) * 2016-03-25 2016-05-11 京东方科技集团股份有限公司 背光控制方法和背光模组、显示装置
US20170094279A1 (en) * 2015-09-29 2017-03-30 Dolby Laboratories Licensing Corporation Feature Based Bitrate Allocation in Non-Backward Compatible Multi-Layer Codec Via Machine Learning
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
CN108831361A (zh) * 2018-06-25 2018-11-16 南京熊猫电子制造有限公司 一种led背光驱动电路
JP2019101116A (ja) * 2017-11-29 2019-06-24 パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 液晶表示パネル
CN110838090A (zh) * 2019-09-21 2020-02-25 天津大学 一种基于残差网络的用于图像处理的背光扩散方法
CN111554240A (zh) * 2020-05-29 2020-08-18 上海天马微电子有限公司 显示装置的驱动方法及显示装置
US20200335048A1 (en) * 2018-01-05 2020-10-22 Huawei Technologies Co., Ltd. Method, apparatus, and device for adjusting backlight brightness based on human eye characteristics
CN214623241U (zh) * 2021-04-21 2021-11-05 北京车和家信息技术有限公司 显示装置及车辆

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101414437A (zh) * 2007-10-19 2009-04-22 青岛海信电器股份有限公司 液晶显示方法及液晶显示装置
US20110221788A1 (en) * 2010-03-09 2011-09-15 Sony Corporation Liquid crystal display and picture display system
US20120013601A1 (en) * 2010-07-14 2012-01-19 Joonyoung Park Stereoscopic image display and method of controlling backlight thereof
CN103499072A (zh) * 2013-09-13 2014-01-08 熊猫电子集团有限公司 直下式led液晶电视背光模组灯条布局设置的方法
US20170094279A1 (en) * 2015-09-29 2017-03-30 Dolby Laboratories Licensing Corporation Feature Based Bitrate Allocation in Non-Backward Compatible Multi-Layer Codec Via Machine Learning
CN105575343A (zh) * 2016-03-25 2016-05-11 京东方科技集团股份有限公司 背光控制方法和背光模组、显示装置
JP2019101116A (ja) * 2017-11-29 2019-06-24 パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 液晶表示パネル
US20200335048A1 (en) * 2018-01-05 2020-10-22 Huawei Technologies Co., Ltd. Method, apparatus, and device for adjusting backlight brightness based on human eye characteristics
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
CN108831361A (zh) * 2018-06-25 2018-11-16 南京熊猫电子制造有限公司 一种led背光驱动电路
CN110838090A (zh) * 2019-09-21 2020-02-25 天津大学 一种基于残差网络的用于图像处理的背光扩散方法
CN111554240A (zh) * 2020-05-29 2020-08-18 上海天马微电子有限公司 显示装置的驱动方法及显示装置
CN214623241U (zh) * 2021-04-21 2021-11-05 北京车和家信息技术有限公司 显示装置及车辆

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114220368A (zh) * 2021-12-29 2022-03-22 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 显示面板的亮度调节系统和亮度调节方法
CN114594631A (zh) * 2022-03-14 2022-06-07 昆山龙腾光电股份有限公司 背光模组、背光调节方法及显示装置
WO2023206490A1 (zh) * 2022-04-29 2023-11-02 京东方科技集团股份有限公司 液晶显示装置及其控制模组、集成板卡
CN114822421A (zh) * 2022-04-29 2022-07-29 京东方科技集团股份有限公司 显示控制方法及装置、显示设备、电子设备以及介质
CN114822421B (zh) * 2022-04-29 2023-12-22 京东方科技集团股份有限公司 显示控制方法及装置、显示设备、电子设备以及介质
WO2023231701A1 (zh) * 2022-05-31 2023-12-07 京东方科技集团股份有限公司 显示装置及其背光源的亮度调节方法
CN114822424A (zh) * 2022-06-06 2022-07-29 深圳市帝晶光电科技有限公司 一种基于fpga的低功耗mini led显示屏
CN115657367A (zh) * 2022-10-19 2023-01-31 长春希达电子技术有限公司 一种led背光模组高分区动态调光方法
CN115657367B (zh) * 2022-10-19 2024-01-05 长春希达电子技术有限公司 一种led背光模组高分区动态调光方法
CN116959382A (zh) * 2023-08-01 2023-10-27 北京显芯科技有限公司 一种背光分区模拟方法及其系统、存储介质
CN116959382B (zh) * 2023-08-01 2024-03-05 北京显芯科技有限公司 一种背光分区模拟方法及其系统、存储介质
CN116867144A (zh) * 2023-09-04 2023-10-10 电子科技大学 一种基于神经网络的助航灯光亮度控制方法
CN116867144B (zh) * 2023-09-04 2024-01-26 电子科技大学 一种基于神经网络的助航灯光亮度控制方法

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