CN116597790A - 一种用于液晶面板和背光模组的像素映射方法 - Google Patents

一种用于液晶面板和背光模组的像素映射方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于液晶面板和背光模组的像素映射方法，属于液晶显示技术领域；像素映射方法包括：确定待显示图像一行像素个数、待显示图像一列像素个数、背光模组横向背光分区数和纵向背光分区数；判断和的结果是否为整数，并分别执行；对的结果或的结果取整，得到或；根据计算出待显示图像中每行未映射到背光分区的行像素个数；或根据计算出待显示图像中每列未映射到背光分区的列像素个数；再计算出背光模组中横向背光分区周期数或纵向背光分区周期数；之后计算个横向背光分区待映射的行像素个数，或个纵向背光分区待映射的列像素个数；然后计算映射关系矩阵或；最后得到背光模组中每个背光分区与行、列像素的映射关系矩阵。

Description

一种用于液晶面板和背光模组的像素映射方法
技术领域
本发明属于液晶显示技术领域，具体涉及一种用于液晶面板和背光模组的像素映射方法。
背景技术
由于液晶本身不发光，所以液晶显示设备需要独立的背光源，改变液晶面板中液晶分子的透光率即可实现图像的显示。传统的液晶显示设备因其背光源亮度保持不变，在显示灰度较低的图像时，消耗了不必要的能量，进而增加了系统的功耗，而且液晶面板漏光还会导致显示的图像对比度降低。为了弥补这两个缺点，研究学者提出了动态调光技术。动态调光技术在降低背光亮度的同时提高液晶面板中液晶分子的透光率，使得调节前后人眼感知的亮度不发生明显变化，以此来达到节约能源和提高图像对比度的目的。动态调光技术分为全局调光与区域调光，其中区域调光还可细分为1D调光与2D调光。
在全局调光中，因为背光模组中的背光源亮度统一变化，所以整个背光模组可以看成一个背光分区，液晶面板的所有像素都映射到该背光分区上。在区域调光中，背光模组被分成多个背光分区，每个背光分区的亮度可独立调节，无论是1D调光还是2D调光都需要将每一个像素映射到其对应的背光分区中，即准确计算每个背光分区对应的像素矩阵大小。若不正确的进行像素映射，将会导致液晶面板上的像素和背光源上的背光分区之间出现误差，像素与其对应的背光分区出现错位，不能正确显示该像素的亮度，进而造成图像色彩的失真和对比度下降等问题。
现有的技术并没有对上述问题提出一套通用的解决方法，所以，提出一种用于液晶面板和背光模组的像素映射方法是很有必要的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于液晶面板和背光模组的像素映射方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于液晶面板和背光模组的像素映射方法，包括以下步骤：
S1，根据液晶显示设备的硬件参数，确定待显示图像一行像素个数、待显示图像一列像素个数/>、背光模组横向背光分区数/>和纵向背光分区数/>；
S2，判断是否为整数，若是，则执行S8；若不是，则执行S3；并判断/>的结果是否为整数，若是，则执行S8；若不是，则执行S3；
S3，将的结果向下取整得到初步映射后背光模组中每个背光分区横向对应的行像素个数/>，或将/>的结果向下取整得到初步映射后背光模组中每个背光分区纵向对应的列像素个数/>；
S4，根据计算出待显示图像中每行未映射到背光分区的行像素个数/>；或根据计算出待显示图像中每列未映射到背光分区的列像素个数/>；
S5，根据和/>计算出背光模组中横向背光分区周期数/>，或根据/>和/>计算出背光模组中纵向背光分区周期数/>；
S6，根据、/>和/>计算一个横向背光分区周期中横向背光分区数/>和/>个横向背光分区待映射的行像素个数/>，或根据/>、/>和/>计算一个纵向背光分区周期中纵向背光分区数/>和/>个纵向背光分区待映射的列像素个数/>；
S7，将个行像素映射到/>个横向背光分区后，确定一个横向背光分区周期中每个背光分区与行像素的映射关系矩阵/>；或将/>个列像素映射到/>个纵向背光分区后，确定一个纵向背光分区周期中每个背光分区与列像素的映射关系矩阵/>；
S8，根据背光模组中每个背光分区对应的行、列像素个数，得到背光模组中每个背光分区与行、列像素的映射关系矩阵。
进一步地，和/>运算过程为：
。
进一步地，和/>的运算过程为：
式中，为寻找/>和/>的最大公因数函数。
进一步地，和/>的运算过程为：
。
进一步地，和/>的运算过程为：
。
进一步地，所述矩阵和矩阵/>的运算过程包括：
S71，通过映射函数得到矩阵和矩阵/>的运算过程为：
式中，为/>映射到/>的映射函数；/>为/>个行像素与/>个横向背光分区的映射关系矩阵；/>为/>个列像素与/>个纵向背光分区的映射关系矩阵；
S72，根据和/>、矩阵/>和矩阵/>，计算得到矩阵/>和矩阵/>；
。
进一步地，若从S2跳转至S8执行，则矩阵运算过程具体为：
式中，为背光模组中/>个横向背光分区与待显示图像一行/>个像素的映射关系矩阵，且矩阵/>是一个/>的行矩阵；/>为背光模组中/>个纵向背光分区与待显示图像一列/>个像素的映射关系矩阵，且矩阵/>是一个/>的列矩阵；/>为背光模组中每个背光分区与行列像素的映射关系矩阵。
进一步地，若从S1按顺序执行到S8，则矩阵运算过程具体为：
式中，为一个/>的矩阵，由一个/>的列矩阵/>和一个/>的行矩阵/>相乘得到。
一种用于液晶面板和背光模组的像素映射系统，包括：
数据获取模块：根据液晶显示设备的硬件参数，确定待显示图像一行像素个数、待显示图像一列像素个数/>、背光模组横向背光分区数/>和纵向背光分区数/>；
判断模块：判断是否为整数，若是，则跳转至映射关系求解模块；若不是，则进入取整模块；并判断/>的结果是否为整数，若是，则跳转至映射关系求解模块；若不是，则进入取整模块；
取整模块：将的结果向下取整得到初步映射后背光模组中每个背光分区横向对应的行像素个数/>，或将/>的结果向下取整得到初步映射后背光模组中每个背光分区纵向对应的列像素个数/>；
数据计算模块：根据计算出待显示图像中每行未映射到背光分区的行像素个数；或根据/>计算出待显示图像中每列未映射到背光分区的列像素个数/>；根据/>和/>计算出背光模组中横向背光分区周期数/>，或根据/>和/>计算出背光模组中纵向背光分区周期数/>；根据/>、/>和/>计算一个横向背光分区周期中横向背光分区数/>和/>个横向背光分区待映射的行像素个数/>，或根据/>、/>和/>计算一个纵向背光分区周期中纵向背光分区数/>和/>个纵向背光分区待映射的列像素个数/>；
矩阵构建模块：将个行像素映射到/>个横向背光分区后，确定一个横向背光分区周期中每个背光分区与行像素的映射关系矩阵/>；或者将/>个列像素映射到/>个纵向背光分区后，确定一个纵向背光分区周期中每个背光分区与列像素的映射关系矩阵/>；
以及，映射关系求解模块：根据背光模组中每个背光分区对应的行、列像素个数，得到背光模组中每个背光分区与行、列像素的映射关系矩阵。
一种计算机存储介质，存储有可读程序，其特征在于，当程序运行时，能够执行上述方法。
本发明的有益效果：
提出了一种用于液晶面板和背光模组的像素映射方法，用于液晶显示设备的像素映射；获取任意液晶显示设备待显示图像分辨率和背光分区数量后，再按照步骤依次执行即可得到液晶面板与背光模组的映射关系矩阵，然后根据该映射关系矩阵进行动态调光算法的实现，最终改善像素映射造成图像色彩的失真和对比度下降等问题，为动态调光技术在液晶显示技术领域提供一种思路。
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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是本发明的像素映射方法流程图；
图2是本发明液晶显示设备结构示意图；
图3为本发明1D调光背光分区示意图(横向)；
图4为本发明1D调光背光分区示意图(纵向)；
图5为本发明2D调光背光分区示意图；
图6为本发明2D调光像素初步映射后背光分区与像素映射关系示意图；
图7为本发明2D调光像素再次映射后背光分区与像素映射关系示意图。
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、完整地描述，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种用于液晶面板和背光模组的像素映射方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，根据设计的液晶显示设备硬件参数，确定液晶面板待显示图像的分辨率，背光模组横向背光分区数/>和纵向背光分区数/>，其中/>表示待显示图像一行像素个数，/>表示待显示图像一列像素个数；
液晶显示设备待显示图像应该覆盖整个液晶面板，即液晶面板不能留有任何空白或黑边，且背光模组中每一个背光分区的大小应一致；液晶显示设备结构如图2所示，液晶面板1在前，背光模组2在后。
在全局调光模式下，背光模组中所有的背光源亮度统一变化，其横向和纵向背光分区数均等效为1，即。在1D调光模式下，共有两种背光分区结构：沿横向分区如图3所示，其横向和纵向背光分区数分别为/>和1；沿纵向分区如图4所示，其横向和纵向背光分区数分别为1和/>。在2D调光模式下，背光分区如图5所示，其横向和纵向背光分区数分别为/>和/>。上述调光技术都可以使用本发明的方法进行像素映射。
S2，判断是否为整数，若是，则执行S8；若不是，则执行S3；并判断/>的结果是否为整数，若是，则执行S8；若不是，则执行S3；
其运算过程描述为：
式中，为取余函数；当执行S8时，/>表示每个背光分区横向对应的行像素个数，/>表示每个背光分区纵向对应的列像素个数；当执行S3时，/>和/>作为中间量无实际意义。
S3，将的结果向下取整得到初步映射后背光模组中每个背光分区横向对应的行像素个数/>，或将/>的结果向下取整得到初步映射后背光模组中每个背光分区纵向对应的列像素个数/>；
取整运算过程描述为：
式中，为向下取整函数，/>为初步映射后背光模组中每个背光分区横向对应的行像素个数，/>为初步映射后背光模组中每个背光分区纵向对应的列像素个数。
S4，根据S3得到的，计算出待显示图像中每行未映射到背光分区的行像素个数；或根据S3得到的/>，计算出待显示图像中每列未映射到背光分区的列像素个数/>。
和/>运算过程具体为：
如图6所示，浅灰色区域表示初步映射的像素，深灰色区域表示再次映射的像素，上述参数可与图中的标注一一对应。
S5，根据S1中的和S4中的/>，计算出背光模组中横向背光分区周期数/>；或根据S1中的/>和S4中的/>，计算出背光模组中纵向背光分区周期数/>；
通过最大公因数函数得到和/>的运算过程描述为：
式中，为寻找/>和/>的最大公因数函数。
S6，根据S1中的M、S4中的和S5中的/>，计算一个横向背光分区周期中横向背光分区数/>和/>个横向背光分区待映射的行像素个数/>；或根据S1中的N、S4中的/>以及S5中的/>，计算一个纵向背光分区周期中纵向背光分区数/>和/>个纵向背光分区待映射的列像素个数/>；
和/>的运算过程具体为：
和/>的运算过程具体为：
。
S7，将个行像素映射到/>个横向背光分区后，确定一个横向背光分区周期中每个背光分区与行像素的映射关系矩阵/>；或将/>个列像素映射到/>个纵向背光分区后，确定一个纵向背光分区周期中每个背光分区与列像素的映射关系矩阵/>；
矩阵和矩阵/>的运算过程描述如下：
通过映射函数得到矩阵和矩阵/>的运算过程描述为：
式中，为/>映射到/>的映射函数；/>为/>个行像素与/>个横向背光分区的映射关系矩阵，矩阵中每个元素代表/>个横向背光分区中每个横向背光分区再次映射的行像素个数，且矩阵/>是一个/>的行矩阵，其中每个元素的大小为0或1；/>为/>个列像素与/>个纵向背光分区的映射关系矩阵，矩阵中每个元素代表/>个纵向背光分区中每个纵向背光分区再次映射的列像素个数，且矩阵/>是一个/>的列矩阵，其中每个元素的大小为0或1；
映射函数运算过程如下：
式中，为寻找/>和/>的最小值函数，/>表示将/>个背光分区分成/>个部分，其中每个部分的背光分区数量不完全相同；
式中，表示每个部分中最小背光分区数；/>表示每个部分中映射1个像素的最小背光分区数；/>表示每个部分中映射0个像素的最小背光分区数；三个变量满足/>；
情形1：若，具体的映射方法如下：
1）当时，/>，即/>个背光分区分成1个部分，这个部分映射1个像素的背光分区数为/>，映射0个像素的背光分区数为/>；以矩阵/>为例，映射后的矩阵为：
2）当时，有/>个部分，其中每个部分映射1个像素的背光分区数为/>，映射0个像素的背光分区数为/>；有1个部分，映射1个像素的背光分区数为/>，映射0个像素的背光分区数为/>；以矩阵/>为例，映射后的矩阵为：
3）当时，有/>个部分，其中每个部分映射1个像素的背光分区数为，映射0个像素的背光分区数为/>；有1个部分，映射1个像素的背光分区数为/>，映射0个像素的背光分区数为/>；以矩阵/>为例，映射后的矩阵为：
4）当为其它值时，/>个部分中每个部分映射1个像素的背光分区数至少为/>，映射0个像素的背光分区数至少为/>。将/>分成/>个部分，其中每个部分的背光分区数量不完全相同。最后将/>个像素1均匀映射到/>个部分中；以矩阵/>为例，映射后的矩阵为：
其中，是一个/>的行矩阵；且/>。
情形2：若，具体的映射方法如下：
1）当时，/>，即/>个背光分区分成1个部分，这个部分映射1个像素的背光分区数为/>，映射0个像素的背光分区数为/>；以矩阵/>为例，映射后的矩阵为：
2）当时，有/>个部分，其中每个部分映射1个像素的背光分区数为/>，映射0个像素的背光分区数为/>；有1个部分，映射1个像素的背光分区数为/>，映射0个像素的背光分区数为/>；以矩阵/>为例，映射后的矩阵为：
3）当时，有/>个部分，其中每个部分映射1个像素的背光分区数为/>，映射0个像素的背光分区数为/>；有1个部分，映射1个像素的背光分区数为/>，映射0个像素的背光分区数为/>；以矩阵/>为例，映射后的矩阵为：
4）当为其它值时，/>个部分中每个部分映射1个像素的背光分区数至少为/>，映射0个像素的背光分区数至少为/>；将/>分成/>个部分，其中每个部分的背光分区数量不完全相同。最后将/>个像素0均匀映射到/>个部分中；以矩阵/>为例，映射后的矩阵为：
其中，，是一个/>的行矩阵；且/>。
再根据S3确定的和/>，以及S7确定的矩阵/>和矩阵/>，计算得到矩阵/>和矩阵/>；
矩阵和矩阵/>运算过程具体为：
式中，为一个横向背光分区周期中每个背光分区与行像素的映射关系矩阵，矩阵中每个元素代表一个横向背光分区周期中每个横向背光分区映射的行像素个数，且矩阵是一个/>的行矩阵，其中每个元素的大小为/>或/>；/>为一个纵向背光分区周期中每个背光分区与列像素的映射关系矩阵，矩阵中每个元素代表一个纵向背光分区周期中每个纵向背光分区映射的列像素个数，且矩阵/>是一个/>的列矩阵，其中每个元素的大小为/>或/>。
S8，根据背光模组中每个背光分区对应的行、列像素个数，得到背光模组中每个背光分区与行、列像素的映射关系矩阵；
若从S2跳转至S8执行，则矩阵运算过程具体为：
式中，为背光模组中/>个横向背光分区与待显示图像一行/>个像素的映射关系矩阵，且矩阵/>是一个/>的行矩阵；/>为背光模组中/>个纵向背光分区与待显示图像一列/>个像素的映射关系矩阵，且矩阵/>是一个/>的列矩阵；
式中，为背光模组中每个背光分区与行列像素的映射关系矩阵，矩阵中每个元素与背光模组中的背光分区一一对应，即图7中任一位置的背光分区都可在矩阵/>中找到唯一的元素与之对应，且矩阵中元素位置与背光分区位置是匹配的。/>表示每个背光分区横向对应的行像素个数，/>表示每个背光分区纵向对应的列像素个数。
若从S1按顺序执行到S8，则矩阵运算过程具体为：
式中，为一个/>的矩阵，由一个/>的列矩阵/>和一个/>的行矩阵/>相乘得到。
基于上述步骤，根据动态调光技术，提出一种用于液晶面板和背光模组的像素映射方法，用于液晶显示设备的像素映射。获取任意液晶显示设备待显示图像分辨率和背光分区数量后，再按照步骤依次执行即可得到液晶面板与背光模组的映射关系矩阵，然后根据该映射关系矩阵进行动态调光算法的实现，最终改善像素映射造成图像色彩的失真和对比度下降等问题，为动态调光技术在液晶显示技术领域提供一种思路。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。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要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种用于液晶面板和背光模组的像素映射方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，根据液晶显示设备的硬件参数，确定待显示图像一行像素个数、待显示图像一列像素个数/>、背光模组横向背光分区数/>和纵向背光分区数/>；
S2，判断是否为整数，若是，则执行S8；若不是，则执行S3；并判断/>的结果是否为整数，若是，则执行S8；若不是，则执行S3；
S3，将的结果向下取整得到初步映射后背光模组中每个背光分区横向对应的行像素个数/>，或将/>的结果向下取整得到初步映射后背光模组中每个背光分区纵向对应的列像素个数/>；
S4，根据计算出待显示图像中每行未映射到背光分区的行像素个数/>；或根据/>计算出待显示图像中每列未映射到背光分区的列像素个数/>；
S5，根据和/>计算出背光模组中横向背光分区周期数/>，或根据/>和/>计算出背光模组中纵向背光分区周期数/>；
S6，根据、/>和/>计算一个横向背光分区周期中横向背光分区数/>和/>个横向背光分区待映射的行像素个数/>，或根据/>、/>和/>计算一个纵向背光分区周期中纵向背光分区数/>和/>个纵向背光分区待映射的列像素个数/>；
S7，将个行像素映射到/>个横向背光分区后，确定一个横向背光分区周期中每个背光分区与行像素的映射关系矩阵/>；或将/>个列像素映射到/>个纵向背光分区后，确定一个纵向背光分区周期中每个背光分区与列像素的映射关系矩阵/>；
S8，根据背光模组中每个背光分区对应的行、列像素个数，得到背光模组中每个背光分区与行、列像素的映射关系矩阵。
2.根据权利要求1所述的一种用于液晶面板和背光模组的像素映射方法，其特征在于，和/>运算过程为：
。
3.根据权利要求1所述的一种用于液晶面板和背光模组的像素映射方法，其特征在于，和/>的运算过程为：
式中，为寻找/>和/>的最大公因数函数。
4.根据权利要求1所述的一种用于液晶面板和背光模组的像素映射方法，其特征在于，和/>的运算过程为：
。
5.根据权利要求1所述的一种用于液晶面板和背光模组的像素映射方法，其特征在于，和/>的运算过程为：
。
6.根据权利要求1所述的一种用于液晶面板和背光模组的像素映射方法，其特征在于，所述矩阵和矩阵/>的运算过程包括：
S71，通过映射函数得到矩阵和矩阵/>的运算过程为：
式中，为/>映射到/>的映射函数；/>为/>个行像素与/>个横向背光分区的映射关系矩阵；/>为/>个列像素与/>个纵向背光分区的映射关系矩阵；
S72，根据和/>、矩阵/>和矩阵/>，计算得到矩阵/>和矩阵/>；
。
7.根据权利要求1所述的一种用于液晶面板和背光模组的像素映射方法，其特征在于，若从S2跳转至S8执行，则矩阵运算过程具体为：
式中，为背光模组中/>个横向背光分区与待显示图像一行/>个像素的映射关系矩阵，且矩阵/>是一个/>的行矩阵；/>为背光模组中/>个纵向背光分区与待显示图像一列/>个像素的映射关系矩阵，且矩阵/>是一个/>的列矩阵；/>为背光模组中每个背光分区与行列像素的映射关系矩阵。
8.根据权利要求7所述的一种用于液晶面板和背光模组的像素映射方法，其特征在于，若从S1按顺序执行到S8，则矩阵运算过程具体为：
式中，为一个/>的矩阵，由一个/>的列矩阵/>和一个/>的行矩阵/>相乘得到。
9.一种用于液晶面板和背光模组的像素映射系统，其特征在于，包括：
数据获取模块：根据液晶显示设备的硬件参数，确定待显示图像一行像素个数、待显示图像一列像素个数/>、背光模组横向背光分区数/>和纵向背光分区数/>；
判断模块：判断是否为整数，若是，则跳转至映射关系求解模块；若不是，则进入取整模块；并判断/>的结果是否为整数，若是，则跳转至映射关系求解模块；若不是，则进入取整模块；
取整模块：将的结果向下取整得到初步映射后背光模组中每个背光分区横向对应的行像素个数/>，或将/>的结果向下取整得到初步映射后背光模组中每个背光分区纵向对应的列像素个数/>；
数据计算模块：根据计算出待显示图像中每行未映射到背光分区的行像素个数/>；或根据/>计算出待显示图像中每列未映射到背光分区的列像素个数/>；根据/>和/>计算出背光模组中横向背光分区周期数/>，或根据/>和/>计算出背光模组中纵向背光分区周期数/>；根据/>、/>和/>计算一个横向背光分区周期中横向背光分区数/>和/>个横向背光分区待映射的行像素个数/>，或根据/>、/>和/>计算一个纵向背光分区周期中纵向背光分区数/>和/>个纵向背光分区待映射的列像素个数/>；
矩阵构建模块：将个行像素映射到/>个横向背光分区后，确定一个横向背光分区周期中每个背光分区与行像素的映射关系矩阵/>；或者将/>个列像素映射到/>个纵向背光分区后，确定一个纵向背光分区周期中每个背光分区与列像素的映射关系矩阵/>；
以及，映射关系求解模块：根据背光模组中每个背光分区对应的行、列像素个数，得到背光模组中每个背光分区与行、列像素的映射关系矩阵。
10.一种计算机存储介质，存储有可读程序，其特征在于，当程序运行时，能够执行权利要求1-8任一项所述的方法。
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