CN115035865A - 一种基于led背光的光阀组件的分区调光方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于LED背光的光阀组件的分区调光方法。用若干大功率LED灯珠作为LCD显示器的背光；将每颗LED发出的光限定在矩形的分区内，对应M×N个像素；每个像素有C个子像素，每个子像素产生一个像素的一种基色，每个子像素由光阀控制光通量；每个LED灯珠被控制器独立控制亮度，光源为白光LED；设光阀的最大灰阶值为G，LED的最大亮度值为L；控制器查找该分区中将要显示的图像中各基色的最大灰阶值g；将LED的亮度调整为L*g/G；将各光阀的灰阶调整为gxco=gxci*G/g，下标x为像素的序号，下标c为基色的序号，gxci表示光阀的原始灰阶值，gxco表示该光阀调光后的灰阶值。

Description

一种基于LED背光的光阀组件的分区调光方法
技术领域
本发明涉及一种基于LED背光的光阀组件的分区调光方法，属于显示屏调光技术领域。
背景技术
LED全彩色显示屏是由大量小功率的RGB三基色LED灯珠构成，每颗灯珠的每个灯芯都可以独立控制，因此其能耗与显示画面中像素点亮的数量和灰阶有关，能耗在0~100%之间变化，显示全白色时能耗最大，显示全黑时能耗最小，故在一段时间内的平均能耗（即动态能耗）远远小于最大能耗。
LCD（液晶）显示器的背光有直下式和侧入式两种方式。它们共同的特点是在液晶板背面形成一个统一的光源，整体控制亮度。光源与显示画面无关，始终处于点亮状态，能耗始终为100%。因此，对于LCD显示器，具有能耗过高的显著缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于LED背光的光阀组件的分区调光方法，来实现降低LCD显示器动态能耗的目的。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种基于LED背光的光阀组件的分区调光方法，用若干大功率LED灯珠作为LCD显示器的背光；将每颗LED发出的光限定在矩形的分区内，对应M×N个像素；每个像素有C个子像素，每个子像素产生一个像素的一种基色，每个子像素由光阀控制光通量；每个LED灯珠被控制器独立控制亮度，其特征在于：光源为白光LED；设光阀的最大灰阶值为G，LED的最大亮度值为L；控制器查找该分区中将要显示的图像中各基色的最大灰阶值g；
将LED的亮度调整为L*g/G；
将各光阀的灰阶调整为gxco=gxci*G/g，其中：下标x为像素的序号，下标c为基色的序号，gxci表示光阀的原始灰阶值，gxco表示该光阀调光后的灰阶值。
本发明技术方案的进一步改进为：对上述最大灰阶值g进行降噪处理，过程如下，
首先，设定一个光阀数量阈值T，T<<M×N；
然后，从分区对应的图像中的最高灰阶值G开始，降序统计各灰阶值的像素数之和Qk，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
，其中Pk为灰阶值k的子像素的数量，Qk为从灰阶值G到灰阶值k的子像素的数量之和；
当Qk≥T时，将g=k，k为当前灰阶值。
本发明技术方案的进一步改进为：当光源为一组红、绿、蓝三基色LED时，按照上述原理分别对各基色LED和其对应的光阀调光。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术效果如下：
本发明针对于LCD显示器，采用了分区调光方法，通过控制器对光源的能耗进行动态调节，相比未采用此技术的LCD显示器，能耗与显示的画面相关，使瞬时能耗小于等于最大能耗，大幅降低了显示屏的动态能耗。
本发明对最大灰阶值进行降噪处理，可以进一步的扩展调光范围的空间，增大节能的程度。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于理解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
本发明是一种基于LED背光的光阀组件的分区调光方法，该方法主要是通过对LCD显示器的光源进行调光来达到降低能耗的目的。
该方法中，使用若干大功率LED灯珠作为LCD显示器的背光，采用光阀阵列对光源进行分区，将每颗LED发出的光限定在某个矩形的分区内，该分区内对应M×N个像素。每个像素有C个子像素，每个子像素产生一个像素的一种基色，每个子像素由一个光阀控制光通量，通过光阀实现亮度的调节。每个LED灯珠可以被控制器独立控制亮度。将分区内的LED的亮度与该分区内的像素亮度进行关联调控。
若单个光源为单个的白光LED；设光阀的最大灰阶值为G，LED的最大亮度值为L；控制器查找该分区中将要显示的图像中各基色的最大灰阶值g。
将LED的亮度调整为L*g/G。
将各光阀的灰阶调整为gxco=gxci*G/g，其中：下标x为像素的序号，下标c为基色的序号，gxci表示光阀的原始灰阶值，gxco表示该光阀调光后的灰阶值。将LED的亮度按比例调低，实现降耗；同时，将光阀的灰阶等比例调高，最终的像素显示相同。
进一步的，在具体的工作过程中，对最大灰阶值进行查找时，可能会受到噪声点的影响，因此，对上述最大灰阶值g进行降噪处理，可以进一步的扩展调光空间，增大节能的程度。
对上述最大灰阶值g降噪处理的过程如下，
首先，设定一个光阀数量阈值T，T<<M×N；
然后，从分区对应的图像中的最高灰阶值G开始，降序统计各灰阶值的像素数之和Qk，
Figure 218075DEST_PATH_IMAGE002
，其中Pk为灰阶值k的子像素的数量，Qk为从灰阶值G到灰阶值k的子像素的数量之和；即Qk= PG+……+ Pk，PG表示的是灰阶值为G的子像素的数量，Pk表示的是灰阶值为k的子像素的数量，从G到k的灰阶值是依次逐渐减低的。
当Qk≥T时，将g=k，k为当前灰阶值。
降噪处理后，可能会牺牲一定的画面质量，但是，能耗降低程度更高，总体上看利大于弊。
进一步的，当光源为一组红、绿、蓝三基色LED时，按照上述原理分别对各基色LED和其对应的光阀调光，可进一步显著降低能耗。
本发明通过利用LCD显示器的光阀组件，来进行分区调光，实现节能降耗的目的，能够显著降低LCD显示器的动态能耗。
以上描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种基于LED背光的光阀组件的分区调光方法，用若干大功率LED灯珠作为LCD显示器的背光；将每颗LED发出的光限定在矩形的分区内，对应M×N个像素；每个像素有C个子像素，每个子像素产生一个像素的一种基色，每个子像素由光阀控制光通量；每个LED灯珠被控制器独立控制亮度，其特征在于：光源为白光LED；设光阀的最大灰阶值为G，LED的最大亮度值为L；控制器查找分区中将要显示的图像中各基色的最大灰阶值g；
将LED的亮度调整为L*g/G；
将各光阀的灰阶调整为gxco=gxci*G/g，其中：下标x为像素的序号，下标c为基色的序号，gxci表示光阀的原始灰阶值，gxco表示该光阀调光后的灰阶值。
2.根据权利要求1所述的一种基于LED背光的光阀组件的分区调光方法，其特征在于：对上述最大灰阶值g进行降噪处理，过程如下，
首先，设定一个光阀数量阈值T，T<<M×N；
然后，从分区对应的图像中的最高灰阶值G开始，降序统计各灰阶值的像素数之和Qk，
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，其中Pk为灰阶值k的子像素的数量，Qk为从灰阶值G到灰阶值k的子像素的数量之和；
当Qk≥T时，将g=k，k为当前灰阶值。
3.根据权利要求1或2任一项所述的一种基于LED背光的光阀组件的分区调光方法，其特征在于：当光源为一组红、绿、蓝三基色LED时，按照上述原理分别对各基色LED和其对应的光阀调光。
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