CN116758864A - 一种亮度调节方法、亮度调节装置及显示设备 - Google Patents

一种亮度调节方法、亮度调节装置及显示设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种亮度调节方法、亮度调节装置及显示设备，方法包括：将显示屏的显示亮度值范围划分为分别对应于N个显示亮度等级的N个显示亮度值区间，分别确定N个显示亮度等级对应的目标亮度和亮度控制信号的PWM占空比；为N个显示亮度等级对应设置N组伽马寄存器，根据N个显示亮度等级对应的目标亮度和PWM占空比，通过伽马矫正模块对N组伽马寄存器中的数据进行伽马矫正；根据矫正后的数据依次完成N‑1个阶段的伽马插值运算，获得显示亮度等级间的显示亮度插值所对应的伽马插值寄存器中各灰阶节点对应的寄存器值；根据寄存器值对显示屏的亮度进行调节。本发明提供的亮度调节方法可以得到较为平滑的亮度曲线，改善PWM调光中亮度合并和色偏问题。

Description

一种亮度调节方法、亮度调节装置及显示设备
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种亮度调节方法、亮度调节装置及显示设备。
背景技术
在AMOLED显示屏亮度调整过程中，通过控制显示亮度值(Display BrightnessValue，DBV)，来调整亮度，DBV值增大，亮度提高，DBV值减小，亮度降低，且DBV与亮度的关系需要满足指定的亮度曲线。最初的亮度调整方案中只需要矫正一组Gamma寄存器，采用的调光方案一般有两种，Ratio调光和PWM调光。Ratio调光方案是通过按比例压缩灰阶数据的方法，压缩输出的灰阶电压值，根据亮度需求按比例输出的对应灰阶电压，进而改变显示屏亮度。PWM调光方案是通过改变发光控制信号的占空比来控制发光时间，进而调节显示屏亮度。
随着客户需求的规格越来越高，单组Gamma矫正搭配Ratio和PWM的调光方案已经不能满足客户的需求。因此，现在的品牌客户都要求使用多组Gamma矫正的方案，同时DBV的位宽也增加了。在PWM调光方案中随着DBV位宽的增加，PWM的控制精度却达不到要求，由于面板对PWM响应行数的限制，比如，手机面板响应行数是4hs，中尺寸面板相应行数是2hs，而PWM控制精度最低是1hs，这样就会产生亮度合并的现象，如图1所示，在T1阶段，将显示亮度值从第一显示亮度节点(DBV_G1)调节至第二显示亮度节点(DBV_G2)时，伽马寄存器值直接从第一组伽马寄存器(Gamma Set1)的值跳变至第四组伽马寄存器(Gamma Set4)的值，对应的PWM占空比也直接从99.5％变为50％，使得在相邻显示亮度节点间，亮度调节精度不够，产生亮度合并的现象，且PWM调光本身带来的色偏问题也没有解决。而对于Ratio调光方案，由于多组Gamma需要进行实际矫正，但矫正过程中无法避免出现误差，而Ratio调光方案中都是利用相邻DBV节点上的Gamma寄存器值进行计算，如果相邻两组Gamma寄存器矫正的亮度偏离过多，就容易出现亮度突变和亮度反转，使得DBV改变过程中对应的亮度曲线过渡不够平滑，且在相邻两组DBV节点间，非矫正的Gamma寄存器，对应的亮度不符合Gamma2.2的曲线。
前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种亮度调节方法、亮度调节装置及显示设备，在通过调整DBV值控制显示屏亮度时，可以得到较为平滑的亮度曲线，改善PWM调光中亮度合并和色偏的问题。
本发明提供一种亮度调节方法，用于调节显示屏的亮度，所述方法包括以下步骤：
将显示屏的显示亮度值范围划分为分别对应于N个显示亮度等级的N个显示亮度值区间，分别确定所述N个显示亮度等级对应的目标亮度和亮度控制信号的PWM占空比；
为所述N个显示亮度等级对应设置N组伽马寄存器，根据所述N个显示亮度等级对应的目标亮度和发光控制信号的PWM占空比，通过伽马矫正模块对所述N组伽马寄存器中的数据进行伽马矫正；
根据矫正后的数据依次完成N-1个阶段的伽马插值运算，获得所述显示亮度等级间的显示亮度插值所对应的伽马插值寄存器中各灰阶节点对应的寄存器值；
根据所述寄存器值对所述显示屏的亮度进行调节。
进一步地，所述伽马插值运算包括：
获取每个阶段所属的经过伽马矫正的两组矫正伽马寄存器和伽马插值寄存器在不同显示亮度值下对应的理论最大亮度；
根据所述理论最大亮度获取所述两组矫正伽马寄存器和伽马插值寄存器在不同显示亮度值下非最大灰阶节点对应的理论亮度；
通过插值运算得到所述伽马插值寄存器最大灰阶节点和非最大灰阶节点对应的寄存器值。
进一步地，所述获取每个阶段所属的经过伽马矫正的两组矫正伽马寄存器和伽马插值寄存器在不同显示亮度值下对应的理论最大亮度，包括：
根据下列公式计算得到第一组矫正伽马寄存器在PWM1至PWM2调节区间内，不同显示亮度值下对应的理论最大亮度：
LV1rc＝[(LV1-LV1r)/(PWM1-PWM2)]*(PWMc-PWM2)+LV1r；
根据下列公式计算得到第二组矫正伽马寄存器在PWM1至PWM2调节区间内，不同显示亮度值下对应的理论最大亮度：
LV2rc＝[(LV2-LV2r)/(PWM1-PWM2)]*(PWMc-PWM2)+LV2r；
根据下列公式计算得到所述伽马插值寄存器在PWM1至PWM2调节区间内，不同显示亮度值下对应的理论最大亮度：
LVcrc＝[(LV1rc-LV2rc)/(DBV_G1-DBV_G2)]*(DBV_Gc-DBV_G2)+LV2rc；
其中，PWM1、PWM2分别为每个阶段中所属的两个显示亮度等级对应的所述PWM占空比，LV1rc、LV2rc、LVcrc分别为所述第一组矫正伽马寄存器、第二组矫正伽马寄存器和伽马插值寄存器在不同显示亮度值下对应的理论最大亮度，LV1为所述第一组矫正伽马寄存器在PWM1下的目标亮度，LV1r为所述第一组矫正伽马寄存器在PWM2下的实测亮度，LV2为所述第二组矫正伽马寄存器在PWM2下的目标亮度，LV2r为所述第二组矫正伽马寄存器在PWM1下的实测亮度，PWMc为不同显示亮度值下对应的PWM占空比，DBV_G1、DBV_G2分别为每个阶段所属的两个显示亮度等级对应的显示亮度值，DBV_Gc为位于DBV_G1至DBV_G2之间的显示亮度值。
进一步地，所述不同显示亮度值下对应的PWM占空比可根据DBV_G1、DBV_G2与PWM1、PWM2之间的线性关系确定：
K3＝(DBV_G1-DBV_G2)/(PWM1-PWM2)；
其中，K3为每个阶段内显示亮度值与PWM占空比的关系系数。
进一步地，所述两组矫正伽马寄存器和伽马插值寄存器在不同显示亮度值下非最大灰阶节点对应的理论亮度分别根据下列公式计算得到：
LV1rcg＝LV1rc*(GRAY/GRAYmax)^2.2；
LV2rcg＝LV2rc*(GRAY/GRAYmax)^2.2；
LVcrcg＝LVcrc*(GRAY/GRAYmax)^2.2；
其中，LV1rcg、LV2rcg、LVcrcg分别为每个阶段第一组矫正伽马寄存器、第二组矫正伽马寄存器和伽马插值寄存器在不同显示亮度值下非最大灰阶节点对应的理论亮度，GRAY为伽马寄存器的不同灰阶节点值，GRAYmax为伽马寄存器的最大灰阶节点值。
进一步地，所述伽马插值寄存器最大灰阶节点和非最大灰阶节点对应的寄存器值分别根据下列公式计算得到：
GAMMAc＝{(LVcrc-LV2rc)/[(LV1rc-LV2rc)*(GAMMA1-GAMMA2)]}+GAMMA2；
GAMMAcg＝{(LVcrcg-LV2rcg)/[(LV1rcg-LV2rcg)*(GAMMA1g-GAMMA2g)]}+GAMMA2g；
其中，GAMMAc为所述伽马插值寄存器最大灰阶节点对应的寄存器值，GAMMAcg为所述伽马插值寄存器非最大灰阶节点对应的寄存器值，GAMMA1、GAMMA2分别为第一组矫正伽马寄存器、第二组矫正伽马寄存器最大灰阶节点对应的寄存器值，GAMMA1g、GAMMA2g分别为第一组矫正伽马寄存器、第二组矫正伽马寄存器非最大灰阶节点对应的寄存器值。
进一步地，所述第一组矫正伽马寄存器、第二组矫正伽马寄存器最大灰阶节点对应的寄存器值和所述第一组矫正伽马寄存器、第二组矫正伽马寄存器非最大灰阶节点对应的寄存器值通过伽马矫正获得。
进一步地，当一个阶段中所属的两个显示亮度等级对应的PWM占空比相同时，所述第一组矫正伽马寄存器和第二组矫正伽马寄存器在不同显示亮度值下对应的理论最大亮度等于其对应的目标亮度。
本发明还提供一种亮度调节装置，包括：
预设模块，用于将显示屏的显示亮度值范围划分为分别对应于N个显示亮度等级的N个显示亮度值区间，分别确定所述N个显示亮度等级对应的目标亮度和发光控制信号的PWM占空比；
伽马矫正模块，用于为所述N个显示亮度等级对应设置N组伽马寄存器，根据所述N个显示亮度等级对应的目标亮度和发光控制信号的PWM占空比，对所述N组伽马寄存器中的数据进行伽马矫正；
计算模块，用于根据矫正后的数据依次完成N-1个阶段的伽马插值运算，获得所述显示亮度等级间的显示亮度插值所对应的伽马插值寄存器中各灰阶节点对应的寄存器值；
亮度调节模块，用于根据所述寄存器值对所述显示屏的亮度进行调节。
本发明还提供一种显示设备，包括如上所述的亮度调节装置。
本发明提供的亮度调节方法、亮度调节装置及显示设备，通过多组伽马矫正搭配PWM调光，对多个显示值调整阶段进行伽马插值运算，得到各亮度值对应的伽马寄存器值，使调整DBV值控制显示屏亮度的过程中得到较为平滑的亮度曲线，改善PWM调光中亮度合并和色偏的问题，使未矫正的伽马寄存器所对应的DBV节点的亮度也能符合Gamma2.2的曲线，避免出现由于伽马矫正不准造成的亮度反转或亮度突变现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明现有技术中调光方案的亮度曲线示意图；
图2为本发明一实施例提供的亮度调节方法的流程示意图；
图3为本发明一实施例中伽马插值运算的流程示意图；
图4为本发明另一实施例提供的亮度调节方法的流程示意图；
图5为本发明另一实施例中预设数据对应的DBV曲线示意图；
图6为本发明另一实施例中根据计算结果实测得到的亮度曲线示意图；
图7为本发明另一实施例提供的亮度调节装置的模块示意图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预期目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制，可能未示出某些公知的部分。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
本发明实施例提供了一种亮度调节方法，用于调节显示屏的亮度，如图2所示，该方法包括以下步骤：
步骤S110：将显示屏的显示亮度值范围划分为分别对应于N个显示亮度等级的N个显示亮度值区间，分别确定N个显示亮度等级对应的目标亮度和发光控制信号的PWM占空比；
具体地，所述显示屏的显示亮度值范围由DBV的位宽决定，例如，DBV的位宽为10bit，则显示亮度值范围为0～1023，DBV的位宽为12bit，则显示亮度值范围为0～4095。
具体地，在手机、电脑等显示装置中通常包括亮度调节按键，用户通过该亮度调节按键来改变输入的显示亮度等级，该显示亮度等级相当于一个个DBV节点，将整个DBV范围划分成分别对应于N个显示亮度等级的N个DBV区间。所述目标亮度为每个显示亮度等级所对应的显示屏中最大灰阶的显示亮度。相邻两个显示亮度等级之间对应一个PWM调光区间，不同的PWM调光区间对应不同的PWM占空比范围。在PWM调光中，通常通过调节像素电路中发光控制信号的低电平脉宽占空比(或高电平脉宽占空比)以及向像素电路提供的数据电压来调节显示亮度值区间对应的显示亮度，发光控制信号的低电平脉宽占空比(或高电平脉宽占空比)用于控制发光器件在一帧内的发光时间长短，数据电压的大小用于控制流过发光器件的驱动电流，数据电压一般由驱动芯片提供，通过驱动芯片驱动显示屏发光，数据电压在驱动芯片中以伽马寄存器值的形式存在，因此本实施例中所涉及的调光方案也就是通过调节像素电路中发光控制信号的低电平脉宽占空比(或高电平脉宽占空比)以及伽马寄存器值来调节显示亮度的。需要说明的是，由于发光控制信号的低电平脉宽占空比(或高电平脉宽占空比)不同，在像素阵列中同时响应于发光控制信号的像素数目也不同，因此本发明实施例中的PWM占空比通过像素点亮的比例来描述，即PWM＝显示的像素数量/总像素。
步骤S120：根据N个显示亮度等级对应的目标亮度和发光控制信号的PWM占空比，通过伽马矫正模块对N组伽马寄存器中的数据进行伽马矫正；
具体地，AMOLED产品的伽马矫正通常通过软件程序配合硬件模块来实现自动化调试。在伽马矫正过程中，一般由显示驱动单元提供驱动信号，驱动AMOLED产品发光，伽马矫正软件根据预设条件来自动控制光学测量单元采样AMOLED产品工作的光学参数，伽马矫正软件根据通过AMOLED产品的驱动电压、亮度映射关系，进行实时的红绿蓝三色像素电压匹配调试，修正产品的光学参数。具体的，以在一个显示亮度等级下的伽马调试为例，在该显示亮度等级下，设定多个灰阶节点，不断调节伽马寄存器值并获取显示亮度，直到获取的显示亮度达到灰阶节点对应的目标亮度，则将达到目标亮度时对应的伽马寄存器值确定为灰阶节点对应的伽马寄存器值，对各个灰阶节点均进行调节测试后，将各个灰阶节点分别对应的伽马寄存器值确定为该显示亮度等级下的一组伽马寄存器值。在进行伽马矫正前，伽马矫正软件会根据客户定义的DBV曲线样式(一般为线性)、PWM占空比(一般也为线性)以及伽马寄存器调节组数进行设置。一般用于进行伽马矫正的数字IC(Integrated Circuit，集成电路)会有10组以上用于伽马矫正的伽马寄存器，以供调试DBV曲线样式。需要说明的是，本发明实施例中仅对N个显示亮度等级所对应设置的N组伽马寄存器进行矫正，未矫正的伽马寄存器的值通过本发明实施例提供的伽马插值运算算法获得。
步骤S130：根据矫正后的数据依次完成N-1个阶段的伽马插值运算，获得显示亮度等级间的显示亮度插值所对应的伽马插值寄存器中各灰阶节点对应的寄存器值；
具体地，本发明实施例中分别对相邻两个显示亮度等级所构成的DBV区间进行伽马插值运算，获得每两个显示亮度等级间的显示亮度插值所对应的伽马插值寄存器中各灰阶节点对应的寄存器值，需要理解的是，伽马插值寄存器中各灰阶节点对应的寄存器值是没有进行伽马矫正的，需要通过伽马插值运算得到。
具体地，如图3所示，步骤S130中的伽马插值运算包括下列步骤：
步骤S131：获取每个阶段所属的经过伽马矫正的两组矫正伽马寄存器和伽马插值寄存器在不同显示亮度值下对应的理论最大亮度；
具体地，每个阶段中所对应的两组矫正伽马寄存器和伽马插值寄存器在不同显示亮度值下对应的理论最大亮度的计算过程包括：
根据下列公式计算得到每个阶段的第一组矫正伽马寄存器在PWM1至PWM2调节区间内，不同显示亮度值下对应的理论最大亮度：
LV1rc＝[(LV1-LV1r)/(PWM1-PWM2)]*(PWMc-PWM2)+LV1r；
根据下列公式计算得到每个阶段的第二组矫正伽马寄存器在PWM1至PWM2调节区间内，不同显示亮度值下对应的理论最大亮度：
LV2rc＝[(LV2-LV2r)/(PWM1-PWM2)]*(PWMc-PWM2)+LV2r；
根据下列公式计算得到每个阶段的伽马插值寄存器在PWM1至PWM2调节区间内，不同显示亮度值下对应的理论最大亮度：
LVcrc＝[(LV1rc-LV2rc)/(DBV_G1-DBV_G2)]*(DBV_Gc-DBV_G2)+LV2rc；
其中，PWM1、PWM2分别为每个阶段中所属的两个显示亮度等级对应的所述PWM占空比，LV1rc、LV2rc、LVcrc分别为所述第一组矫正伽马寄存器、第二组矫正伽马寄存器和伽马插值寄存器在不同显示亮度值下对应的理论最大亮度，LV1为所述第一组矫正伽马寄存器在PWM1下的目标亮度，LV1r为所述第一组矫正伽马寄存器在PWM2下的实测亮度，LV2为所述第二组矫正伽马寄存器在PWM2下的目标亮度，LV2r为所述第二组矫正伽马寄存器在PWM1下的实测亮度，PWMc为不同显示亮度值下对应的PWM占空比，DBV_G1、DBV_G2分别为每个阶段所属的两个显示亮度等级对应的显示亮度值，DBV_Gc为位于DBV_G1至DBV_G2之间的显示亮度值。
具体地，不同显示亮度值下对应的PWM占空比可根据DBV_G1、DBV_G2与PWM1、PWM2之间的线性关系确定：
K3＝(DBV_G1-DBV_G2)/(PWM1-PWM2)；
其中，K3为每个阶段内显示亮度值与PWM占空比的关系系数。
步骤S132：根据理论最大亮度获取两组矫正伽马寄存器和伽马插值寄存器在不同显示亮度值下非最大灰阶节点对应的理论亮度；
具体地，每个阶段中对应的两组矫正伽马寄存器和伽马插值寄存器在不同显示亮度值下非最大灰阶节点对应的理论亮度分别根据下列公式计算得到：
LV1rcg＝LV1rc*(GRAY/GRAYmax)^2.2；
LV2rcg＝LV2rc*(GRAY/GRAYmax)^2.2；
LVcrcg＝LVcrc*(GRAY/GRAYmax)^2.2；
其中，LV1rcg、LV2rcg、LVcrcg分别为每个阶段第一组矫正伽马寄存器、第二组矫正伽马寄存器和伽马插值寄存器在不同显示亮度值下非最大灰阶节点对应的理论亮度，GRAY为伽马寄存器的不同灰阶节点值，GRAYmax为伽马寄存器的最大灰阶节点值。
步骤S133：通过插值运算得到伽马插值寄存器最大灰阶节点和非最大灰阶节点对应的寄存器值。
具体地，伽马插值寄存器最大灰阶节点和非最大灰阶节点对应的寄存器值分别根据下列公式计算得到：
GAMMAc＝{(LVcrc-LV2rc)/[(LV1rc-LV2rc)*(GAMMA1-GAMMA2)]}+GAMMA2；
GAMMAcg＝{(LVcrcg-LV2rcg)/[(LV1rcg-LV2rcg)*(GAMMA1g-GAMMA2g)]}+GAMMA2g；
其中，GAMMAc为所述伽马插值寄存器最大灰阶节点对应的寄存器值，GAMMAcg为所述伽马插值寄存器非最大灰阶节点对应的寄存器值，GAMMA1、GAMMA2分别为第一组矫正伽马寄存器、第二组矫正伽马寄存器最大灰阶节点对应的寄存器值，GAMMA1g、GAMMA2g分别为第一组矫正伽马寄存器、第二组矫正伽马寄存器非最大灰阶节点对应的寄存器值。
具体地，第一组矫正伽马寄存器、第二组矫正伽马寄存器最大灰阶节点对应的寄存器值和第一组矫正伽马寄存器、第二组矫正伽马寄存器非最大灰阶节点对应的寄存器值通过伽马矫正获得。
可选地，当一个阶段中所属的两个显示亮度等级对应的PWM占空比相同时，所述第一组矫正伽马寄存器和第二组矫正伽马寄存器在不同显示亮度值下对应的理论最大亮度等于其对应的目标亮度，即LV1rc＝LV1，LV2rc＝LV2，此时可以直接利用该阶段的第一组矫正伽马寄存器和第二组矫正伽马寄存器与LV1,LV2完成插值运算。
步骤S140：根据寄存器值对显示屏的亮度进行调节。
具体地，在调整DBV值进行显示屏亮度调节时，通过对所调整的DBV区间进行伽马插值运算，得到各亮度值对应的伽马寄存器数据，即通过矫正的伽马寄存器和伽马插值寄存器中各灰阶节点对应的寄存器值，以及各亮度值对应的PWM占空比控制输入像素电路的数据电压和发光控制信号，进而对整个显示屏的亮度进行调节。
本发明实施例提供的亮度调节方法，实现了PWM与Gamma插值混合调光，改善了单独使用PWM调光时，发生色坐标偏离目标值的情况，同时也避免了因DBV位宽过大导致的亮度合并现象，并且确保了DBV切换时对应的亮度曲线是单调且平滑的，使用多段Gamma数据调光时，也不会出现由于Gamma矫正不准造成的亮度反转或亮度突变现象。
本发明另一实施例通过更加详细的算法对本申请的亮度调节方法进行了详细的介绍，在本实施例中，显示屏的DBV位宽为12bit，显示亮度值范围为0～4095，每组伽马寄存器的位宽为8bit，对应的显示灰阶范围为0～255，一共设置有17个灰阶节点，显示亮度范围为2nits～1000nits，预设的DBV曲线样式为线性(直线)。如图4所示，亮度调节方法具体包括：
步骤S210：将显示屏的显示亮度值范围划分为分别对应于10个显示亮度等级的10个显示亮度值区间，分别确定10个显示亮度等级对应的目标亮度和发光控制信号的PWM占空比；
具体地，预设数据请参考图5和表1；本实施例中预设的10个显示亮度等级为DBV_G1～DBV_G10，对应的DBV值如表一所示，DBV_G1～DBV_G10对应的目标亮度LV1～LV10和PWM占空比PWM1～PWM10的具体数据值如表1及图5所示；
表1
步骤S220：为10个显示亮度等级分别对应设置10组矫正伽马寄存器：根据各个显示亮度等级对应的目标亮度和PWM占空比，通过伽马矫正模块对10组伽马寄存器中的数据进行伽马矫正；
具体地，10个显示亮度等级DBV_G1～DBV_G10对应设置的10组矫正伽马寄存器为Gamma Set1～Gamma Set10，如上表1及图5所示。
步骤S230：根据矫正后的数据依次完成T1～T9阶段的伽马插值运算，获得伽马插值寄存器中各灰阶节点对应的寄存器值；
具体地，首先对T1阶段(DBV_G1～DBV_G2)的伽马插值运算进行介绍。
本实施例中的伽马插值运算需要利用伽马寄存器与其对应的真实亮度之间的线性关系进行插值计算，由于伽马矫正时已经叠加了PWM调光，所以矫正出来的亮度并不是伽马寄存器值对应的真实亮度。因此，需要先找到每组矫正伽马寄存器对应的真实亮度，排除PWM调光对伽马寄存器亮度的叠加影响。DBV_G1在PWM1条件下的亮度已知，即其对应的目标亮度LV1，通过将PWM占空比手动调整至PWM2,实际测出DBV_G1在PWM2下的亮度，就可以通过线性关系得到Gamma Set1在PWM1～PWM2逐渐变化过程中对应的全部亮度，即本发明实施例中所述的理论最大亮度；同理，通过测出DBV_G2在PWM2下的亮度，就可以通过线性关系得到Gamma Set2在PWM1～PWM2逐渐变化过程中对应的全部亮度。
在本实施例中，PWM1对应的占空比为99.5％，PWM2对应的占空比为80.00％，LV1对应的亮度为1000nits,LV2对应的亮度为800nits,实测Gamma Set1在PWM2下对应的最大亮度LV1r为885nits,实测Gamma Set2在PWM1下对应的最大亮度LV2r为846nits,通过下列计算公式可以分别得到T1阶段中Gamma Set1和Gamma Set2在不同显示亮度值DBV_Gc下对应的理论最大亮度；
LV1rc＝[(LV1-LV1r)/(PWM1-PWM2)]*(PWMc-PWM2)+LV1r；
LV2rc＝[(LV2-LV2r)/(PWM1-PWM2)]*(PWMc-PWM2)+LV2r；
进而根据下列计算公式在T1阶段中伽马插值寄存器在不同显示亮度值DBV_Gc下对应的理论最大亮度；
LVcrc＝[(LV1rc-LV2rc)/(DBV_G1-DBV_G2)]*(DBV_Gc-DBV_G2)+LV2rc；
在本实施例中，DBV_G1为4095，DBV_G2为3276，不同显示亮度值DBV_Gc对应的PWM占空比PWMc可根据DBV_G1、DBV_G2与PWM1、PWM2之间的线性关系确定：
K3＝(DBV_G1-DBV_G2)/(PWM1-PWM2)；
其中，K3为T1阶段内显示亮度值与PWM占空比的关系系数。
根据上述计算过程得到的T1阶段的部分数据如下表2所示；
表2
由于伽马矫正时是符合亮度与灰阶的2.2次方关系，因此根据已获得的GammaSet1、Gamma Set2和伽马插值寄存器在不同显示亮度值下对应的理论最大亮度LV1rc、LV2rc、LVcrc，通过下列计算公式分别得到T1阶段中Gamma Set1、Gamma Set2和伽马插值寄存器在不同显示亮度值下非最大灰阶节点对应的理论亮度；
LV1rcg＝LV1rc*(GRAY/GRAYmax)^2.2；
LV2rcg＝LV2rc*(GRAY/GRAYmax)^2.2；
LVcrcg＝LVcrc*(GRAY/GRAYmax)^2.2；
在本实施例中，伽马寄存器的最大灰阶节点值GRAYmax为255，示例性地，DBV_Gc为3779时，Gamma Set1、Gamma Set2和伽马插值寄存器各灰阶节点对应的理论亮度如表3所示；
表3
根据已获得的Gamma Set1、Gamma Set2和伽马插值寄存器在不同显示亮度值下对应的理论最大亮度LV1rc、LV2rc、LVcrc，并且通过伽马矫正已获得Gamma Set1、Gamma Set2最大灰阶节点和非最大灰阶节点对应的寄存器值，因此伽马插值寄存器最大灰阶节点和非最大灰阶节点对应的寄存器值分别根据下列公式计算得到：
GAMMAc＝{(LVcrc-LV2rc)/[(LV1rc-LV2rc)*(GAMMA1-GAMMA2)]}+GAMMA2；
GAMMAcg＝{(LVcrcg-LV2rcg)/[(LV1rcg-LV2rcg)*(GAMMA1g-GAMMA2g)]}+GAMMA2g；
其中，GAMMAc为伽马插值寄存器最大灰阶节点对应的寄存器值，GAMMAcg为伽马插值寄存器非最大灰阶节点对应的寄存器值，GAMMA1、GAMMA2分别为Gamma Set1、Gamma Set2最大灰阶节点对应的寄存器值，GAMMA1g、GAMMA2g分别为Gamma Set1、Gamma Set2非最大灰阶节点对应的寄存器值。示例性地，DBV_Gc为3779时，实际计算的伽马插值寄存器最大灰阶节点和非最大灰阶节点对应的寄存器值结果如表4所示；
表4
根据上述计算得到T1阶段的寄存器值，实测亮度数据。以下为DBV_Gc等于3988，3779，3527，3359时，实测各个灰阶的亮度，同时与理论亮度对比，如表5所示。根据实测结果可以发现伽马插值得出的亮度与理论Gamma2.2曲线高度重合。
表5
同理，根据上述T1阶段的插值运算过程，也可以完成T2～T8阶段的插值运算，本实施例中不做详细介绍。对于T9阶段，由于DBV_G9和DBV_G10对应的PWM9和PWM10的值相同，都是10.00％，因此DBV_G9～DBV_G10之间的显示亮度值DBV_Gc对应的PWM占空比PWMc都是10.00％，此时LV9rc＝LV9，LV10rc＝LV10，可以直接利用Gamma_Set9和Gamma_Set10与LV9,LV10完成插值，。计算公式为：
GAMMAc＝{(LVcrc-LV10)/[(LV9-LV10)*(GAMMA9-GAMMA10)]}+GAMMA10；
GAMMAcg＝{(LVcrcg-LV10rcg)/[(LV9rcg-LV10rcg)*(GAMMA9g-GAMMA10g)]}+GAMMA10g；
其中，LVcrc＝[(LV9-LV10)/(DBV_G9-DBV_G10)]*(DBV_Gc-DBV_G10)+LV10；
LV9rcg＝LV9*(GRAY/GRAYmax)^2.2；
LV10rcg＝LV10*(GRAY/GRAYmax)^2.2；
LVcrcg＝LVcrc*(GRAY/GRAYmax)^2.2；
在本实施例中，LV9为5nits，LV10为2nits，DBV_G9为20，DBV_G10为8，GAMMA9和GAMMA10分别为第九组矫正伽马寄存器和第十组矫正伽马寄存器最大灰阶节点对应的寄存器值，GAMMA9g、GAMMA10g分别为第九组矫正伽马寄存器和第十组矫正伽马寄存器非最大灰阶节点对应的寄存器值。
步骤S240：根据寄存器值对显示屏的亮度进行调节。
具体地，根据计算得出的寄存器值实测DBV从0～4095时的亮度，得到的亮度曲线如图6所示，从图中可以看出得到的亮度曲线过渡很平滑，亮度没有发生突变，也不存在亮度反转现象。
本发明实施例还提供一种亮度调节装置，如图7所示，亮度调节装置300包括预设模块310，伽马矫正模块320，计算模块330，亮度调节模块340。
其中，预设模块310用于将显示屏的显示亮度值范围划分为分别对应于N个显示亮度等级的N个显示亮度值区间，分别确定N个显示亮度等级对应的目标亮度和发光控制信号的PWM占空比，为N个显示亮度等级对应设置N组伽马寄存器；伽马矫正模块320用于根据N个显示亮度等级对应的目标亮度和发光控制信号的PWM占空比，对N组伽马寄存器中的数据进行伽马矫正；计算模块330用于根据矫正后的数据依次完成N-1个阶段的伽马插值运算，获得显示亮度等级间的显示亮度插值所对应的伽马插值寄存器中各灰阶节点对应的寄存器值；亮度调节模块340用于根据寄存器值对显示屏的亮度进行调节。
本发明还提供一种显示设备，包括如上所述的亮度调节装置。
综上所述，本发明提供的亮度调节方法、亮度调节装置及显示设备，通过多组伽马矫正搭配PWM调光，对多个显示值调整阶段进行伽马插值运算，得到各亮度值对应的伽马寄存器值，使调整DBV值控制显示屏亮度的过程中得到较为平滑的亮度曲线，改善PWM调光中亮度合并和色偏的问题，使未矫正的伽马寄存器所对应的DBV节点的亮度也能符合Gamma2.2的曲线，避免出现由于Gamma矫正不准造成的亮度反转或亮度突变现象。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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的具体含义。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是为了区别属性类似的元件，而不是指示或暗示相对的重要性或者特定的顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体，意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种亮度调节方法，用于调节显示屏的亮度，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将显示屏的显示亮度值范围划分为分别对应于N个显示亮度等级的N个显示亮度值区间，分别确定所述N个显示亮度等级对应的目标亮度和亮度控制信号的PWM占空比；
为所述N个显示亮度等级对应设置N组伽马寄存器，根据所述N个显示亮度等级对应的目标亮度和发光控制信号的PWM占空比，通过伽马矫正模块对所述N组伽马寄存器中的数据进行伽马矫正；
根据矫正后的数据依次完成N-1个阶段的伽马插值运算，获得所述显示亮度等级间的显示亮度插值所对应的伽马插值寄存器中各灰阶节点对应的寄存器值；
根据所述寄存器值对所述显示屏的亮度进行调节。
2.根据权利要求1所述的亮度调节方法，其特征在于，所述伽马插值运算包括：
获取每个阶段所属的经过伽马矫正的两组矫正伽马寄存器和伽马插值寄存器在不同显示亮度值下对应的理论最大亮度；
根据所述理论最大亮度获取所述两组矫正伽马寄存器和伽马插值寄存器在不同显示亮度值下非最大灰阶节点对应的理论亮度；
通过插值运算得到所述伽马插值寄存器最大灰阶节点和非最大灰阶节点对应的寄存器值。
3.根据权利要求2所述的亮度调节方法，其特征在于，所述获取每个阶段所属的经过伽马矫正的两组矫正伽马寄存器和伽马插值寄存器在不同显示亮度值下对应的理论最大亮度，包括：
根据下列公式计算得到第一组矫正伽马寄存器在PWM1至PWM2调节区间内，不同显示亮度值下对应的理论最大亮度：
LV1rc＝[(LV1-LV1r)/(PWM1-PWM2)]*(PWMc-PWM2)+LV1r；
根据下列公式计算得到第二组矫正伽马寄存器在PWM1至PWM2调节区间内，不同显示亮度值下对应的理论最大亮度：
LV2rc＝[(LV2-LV2r)/(PWM1-PWM2)]*(PWMc-PWM2)+LV2r；
根据下列公式计算得到所述伽马插值寄存器在PWM1至PWM2调节区间内，不同显示亮度值下对应的理论最大亮度：
LVcrc＝[(LV1rc-LV2rc)/(DBV_G1-DBV_G2)]*(DBV_Gc-DBV_G2)+LV2rc；
其中，PWM1、PWM2分别为每个阶段中所属的两个显示亮度等级对应的所述PWM占空比，LV1rc、LV2rc、LVcrc分别为所述第一组矫正伽马寄存器、第二组矫正伽马寄存器和伽马插值寄存器在不同显示亮度值下对应的理论最大亮度，LV1为所述第一组矫正伽马寄存器在PWM1下的目标亮度，LV1r为所述第一组矫正伽马寄存器在PWM2下的实测亮度，LV2为所述第二组矫正伽马寄存器在PWM2下的目标亮度，LV2r为所述第二组矫正伽马寄存器在PWM1下的实测亮度，PWMc为不同显示亮度值下对应的PWM占空比，DBV_G1、DBV_G2分别为每个阶段所属的两个显示亮度等级对应的显示亮度值，DBV_Gc为位于DBV_G1至DBV_G2之间的显示亮度值。
4.根据权利要求3所述的亮度调节方法，其特征在于，所述不同显示亮度值下对应的PWM占空比可根据DBV_G1、DBV_G2与PWM1、PWM2之间的线性关系确定：
K3＝(DBV_G1-DBV_G2)/(PWM1-PWM2)；
其中，K3为每个阶段内显示亮度值与PWM占空比的关系系数。
5.根据权利要求3所述的亮度调节方法，其特征在于，所述两组矫正伽马寄存器和伽马插值寄存器在不同显示亮度值下非最大灰阶节点对应的理论亮度分别根据下列公式计算得到：
LV1rcg＝LV1rc*(GRAY/GRAYmax)^2.2；
LV2rcg＝LV2rc*(GRAY/GRAYmax)^2.2；
LVcrcg＝LVcrc*(GRAY/GRAYmax)^2.2；
其中，LV1rcg、LV2rcg、LVcrcg分别为每个阶段第一组矫正伽马寄存器、第二组矫正伽马寄存器和伽马插值寄存器在不同显示亮度值下非最大灰阶节点对应的理论亮度，GRAY为伽马寄存器的不同灰阶节点值，GRAYmax为伽马寄存器的最大灰阶节点值。
6.根据权利要求5所述的亮度调节方法，其特征在于，所述伽马插值寄存器最大灰阶节点和非最大灰阶节点对应的寄存器值分别根据下列公式计算得到：
GAMMAc＝{(LVcrc-LV2rc)/[(LV1rc-LV2rc)*(GAMMA1-GAMMA2)]}+GAMMA2；
GAMMAcg＝{(LVcrcg-LV2rcg)/[(LV1rcg-LV2rcg)*(GAMMA1g-GAMMA2g)]}+GAMMA2g；
其中，GAMMAc为所述伽马插值寄存器最大灰阶节点对应的寄存器值，GAMMAcg为所述伽马插值寄存器非最大灰阶节点对应的寄存器值，GAMMA1、GAMMA2分别为第一组矫正伽马寄存器、第二组矫正伽马寄存器最大灰阶节点对应的寄存器值，GAMMA1g、GAMMA2g分别为第一组矫正伽马寄存器、第二组矫正伽马寄存器非最大灰阶节点对应的寄存器值。
7.根据权利要求6所述的亮度调节方法，其特征在于，所述第一组矫正伽马寄存器、第二组矫正伽马寄存器最大灰阶节点对应的寄存器值和所述第一组矫正伽马寄存器、第二组矫正伽马寄存器非最大灰阶节点对应的寄存器值通过伽马矫正获得。
8.根据权利要求3所述的亮度调节方法，其特征在于，当一个阶段中所属的两个显示亮度等级对应的PWM占空比相同时，所述第一组矫正伽马寄存器和第二组矫正伽马寄存器在不同显示亮度值下对应的理论最大亮度等于其对应的所述目标亮度。
9.一种亮度调节装置，其特征在于，包括：
预设模块，用于将显示屏的显示亮度值范围划分为分别对应于N个显示亮度等级的N个显示亮度值区间，分别确定所述N个显示亮度等级对应的目标亮度和发光控制信号的PWM占空比；
伽马矫正模块，用于为所述N个显示亮度等级对应设置N组伽马寄存器，根据所述N个显示亮度等级对应的目标亮度和发光控制信号的PWM占空比，对所述N组伽马寄存器中的数据进行伽马矫正；
计算模块，用于根据矫正后的数据依次完成N-1个阶段的伽马插值运算，获得所述显示亮度等级间的显示亮度插值所对应的伽马插值寄存器中各灰阶节点对应的寄存器值；
亮度调节模块，用于根据所述寄存器值对所述显示屏的亮度进行调节。
10.一种显示设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的亮度调节装置。
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