CN117789659A - 一种led背光的全阵列调光方法、装置、设备及介质 - Google Patents
一种led背光的全阵列调光方法、装置、设备及介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117789659A CN117789659A CN202311754774.9A CN202311754774A CN117789659A CN 117789659 A CN117789659 A CN 117789659A CN 202311754774 A CN202311754774 A CN 202311754774A CN 117789659 A CN117789659 A CN 117789659A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- led backlight
- array
- gray
- value
- downsampling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 69
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 93
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 58
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 27
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims description 19
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 15
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 4
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 4
- 230000009469 supplementation Effects 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 27
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 abstract description 15
- 238000005192 partition Methods 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 7
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000003707 image sharpening Methods 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
Abstract
本申请提供了一种LED背光的全阵列调光方法、装置、设备及介质，其中，该方法包括：将待显示RGB彩色图像输入预处理层，以将待显示RGB彩色图像转换为灰阶图像；基于卷积网络对灰阶图像进行特征提取，得到灰阶图像对应的特征矩阵；对特征矩阵进行下采样处理，得到与LED背光独立可控阵列尺寸相同的目标矩阵；基于激活函数对目标矩阵进行归一化处理，得到归一输出矩阵；根据归一输出矩阵、LED背光阵列的灰阶控制最大值、LED背光阵列的灰阶控制最小值，确定LED背光阵列中的每个发光单元目标灰阶值。解决现有技术中存在的背光分区控制复杂、算法复杂、实时性低、不能与显示画面完全同步的问题，达到简化控制技术，简单高效的对图像帧进行控制显示，提升显示质量的效果。
Description
技术领域
本申请涉及应用于LCD显示的LED背光控制实现，具体而言，涉及一种LED背光的全阵列调光方法、装置、设备及介质。
背景技术
LCD显示由于寿命长、成本低、工艺成熟等优点，是目前显示市场的主流技术。
随着技术发展，LED背光是LCD显示的主要背光技术。传统的LED背光不具备独立或者分区控制功能，只能实现背光整体亮度控制，而显示屏显示的画面并不是均匀不变的，因此会造成能源的浪费，而且不利于实现显示对比度的提升。近年来，分区调光技术逐步被提出，将LED背光分成多个可独立控制的区域，根据显示画面内容对各背光分区的亮度进行控制，从而达到节省能源，提升显示对比度的目标。
但现有的背光分区控制技术存在控制复杂、算法复杂、实时性低、不能与显示画面完全同步等问题。随着显示技术发展，LCD显示刷新率越来越高，因此要求LED背光的控制技术的算法简单、高效，且与显示图像帧实时同步，以提升显示质量。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种LED背光的全阵列调光方法、装置、设备及介质，能够通过利用光场可逆特性，LED背光发光阵列等效为显示阵列的下采样单元，通过对RGB彩色图像的提取和卷积计算，确定特征矩阵，再通过对特征矩阵的下采样处理和归一处理，根据LED背光阵列的背光控制值确定出LED背光阵列中的每个发光单元目标灰阶值。解决现有技术中存在的现有的背光分区控制技术存在控制复杂、算法复杂、实时性低、不能与显示画面完全同步的问题，达到简化控制技术，简单高效的对图像帧进行控制显示，明显提升显示质量的效果。
第一方面，本申请实施例提供了一种LED背光的全阵列调光方法，所述方法包括：将待显示RGB彩色图像输入预处理层，以将待显示RGB彩色图像转换为灰阶图像；基于卷积网络对所述灰阶图像进行特征提取，得到所述灰阶图像对应的特征矩阵；对所述特征矩阵进行下采样处理，得到与所述LED背光独立可控阵列尺寸相同的目标矩阵；基于激活函数对所述目标矩阵进行归一化处理，得到归一输出矩阵；根据归一输出矩阵、LED背光阵列的灰阶控制最大值、LED背光阵列的灰阶控制最小值，确定LED背光阵列中的每个发光单元目标灰阶值。
可选地，通过以下步骤进行下采样处理：根据LED背光阵列可独立控制的发光单元阵列的行数量、LED背光阵列可独立控制的发光单元阵列的列数量、显示单元的行分辨率、显示单元的列分辨率，确定下采样行步长和下采样列步长；根据预先设定的采样交叠尺寸、下采样行步长和下采样列步长，确定交叠采样区块；根据所述交叠采样区块对所述特征矩阵进行采样处理，得到多个中间采样切片特征矩阵；对多个中间采样切片特征矩阵进行零补充，得到交叠采样切片特征矩阵；针对每个交叠采样切片特征矩阵，根据该交叠采样切片特征矩阵、下采样行步长和下采样列步长，确定该交叠采样切片特征矩阵的下采样值；根据每个下采样值对应的交叠采样区块的位置和每个下采样值，形成与所述LED背光独立可控阵列尺寸相同的目标矩阵。
可选地，通过以下公式确定下采样行步长和下采样列步长：
其中，a表示下采样行步长，b表示下采样列步长，m表示显示单元的行分辨率，n表示显示单元的列分辨率，k表示LED背光阵列可独立控制的发光单元阵列的行数量、l表示LED背光阵列可独立控制的发光单元阵列的列数量。
可选地，通过以下公式确定每个交叠采样切片特征矩阵的下采样值：
其中，S(k，l)表示索引变量为i，j的交叠采样切片特征矩阵的下采样值，所述交叠采样切片特征矩阵的维度为k×l，a表示下采样行步长，b表示下采样列步长，h表示一个采样切片。
可选地，通过以下公式确定LED背光阵列中的每个发光单元目标灰阶值：
Q(i,j)＝LEDmin+O(i,j)×(LEDmax-LEDmin)；
其中，Q(i,j)表示索引变量为i，j的发光单元的目标灰度值，O(i,j)表示索引变量为i，j的发光单元的归一输出值，LEDmax表示LED背光阵列的灰阶控制最大值，LEDmin表示LED背光阵列的灰阶控制最小值，其中，所述归一输出矩阵包括多个归一输出值。
可选地，通过以下方式确定LED背光阵列的灰阶控制最大值：获取当前的环境光强度；根据当前的环境光强度，确定LED背光阵列许可调整的环境光强度最大值和环境光强度最小值；根据环境光强度最大值、环境光强度最小值、当前的环境光强度、LED背光阵列的驱动最大值、LED背光阵列的驱动最小值，确定LED背光阵列的灰阶控制最大值。
可选地，通过以下公式确定LED背光阵列的灰阶控制最大值：
其中，LEDmax为LED背光阵列的灰阶控制最大值，I为当前的环境光强度，Ih为环境光强度最大值，Il为环境光强度最小值，LEDlimh为LED背光阵列的驱动最大值，LEDliml为LED背光阵列的驱动最小值。
第二方面，本申请实施例还提供了一种LED背光的全阵列调光装置，所述装置包括：
灰阶图像转换模块，用于将待显示RGB彩色图像输入预处理层，以将待显示RGB彩色图像转换为灰阶图像；
特征矩阵提取模块，用于基于卷积网络对所述灰阶图像进行特征提取，得到所述灰阶图像对应的特征矩阵；
下采样处理模块，用于对所述特征矩阵进行下采样处理，得到与所述LED背光独立可控阵列尺寸相同的目标矩阵；
归一化处理模块，用于基于激活函数对所述目标矩阵进行归一化处理，得到归一输出矩阵；
目标灰度值确定模块，用于根据归一输出矩阵、LED背光阵列的灰阶控制最大值、LED背光阵列的灰阶控制最小值，确定LED背光阵列中的每个发光单元目标灰阶值。
第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上述的LED背光的全阵列调光方法的步骤。
第四方面，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如上述的LED背光的全阵列调光方法的步骤。
本申请实施例提供的LED背光的全阵列调光方法、装置、设备及介质，能够通过利用光场可逆特性，LED背光发光阵列等效为显示阵列的下采样单元，通过对RGB彩色图像的提取和卷积计算，确定特征矩阵，再通过对特征矩阵的下采样处理和归一处理，根据LED背光阵列的背光控制值确定出LED背光阵列中的每个发光单元目标灰阶值。解决现有技术中存在的现有的背光分区控制技术存在控制复杂、算法复杂、实时性低、不能与显示画面完全同步的问题，达到简化控制技术，简单高效的对图像帧进行控制显示，明显提升显示质量的效果。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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为本申请实施例所提供的一种LED背光的全阵列调光方法的流程图；
图2为本申请实施例所提供的另一种LED背光的全阵列调光方法的流程图；
图3为本申请实施例所提供的一种LED背光的全阵列调光装置的结构示意图；
图4本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图；
图5本申请实施例所提供的一种3×3的卷积核；
图6本申请实施例所提供的ReLu-LED激活函数的示意图；
图7本申请实施例所提供的对待显示RGB彩色图像进行图像处理的示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的每个其他实施例，都属于本申请保护的范围。
首先，对本申请可适用的应用场景进行介绍。本申请可应用于LCD显示的LED背光控制实现。
经研究发现，LCD显示由于寿命长、成本低、工艺成熟等优点，是目前显示市场的主流技术。
随着技术发展，LED背光是LCD显示的主要背光技术。传统的LED背光不具备独立或者分区控制功能，只能实现背光整体亮度控制，而显示屏显示的画面并不是均匀不变的，因此会造成能源的浪费，而且不利于实现显示对比度的提升。近年来，分区调光技术逐步被提出，将LED背光分成多个可独立控制的区域，根据显示画面内容对各背光分区的亮度进行控制，从而达到节省能源，提升显示对比度的目标。
但现有的背光分区控制技术存在控制复杂、算法复杂、实时性低、不能与显示画面完全同步等问题。随着显示技术发展，LCD显示刷新率越来越高，因此要求LED背光的控制技术的算法简单、高效，且与显示图像帧实时同步，以提升显示质量。
基于此，本申请实施例提供了一种LED背光的全阵列调光方法、装置、设备及介质，能够通过利用光场可逆特性，LED背光发光阵列等效为显示阵列的下采样单元，通过对RGB彩色图像的提取和卷积计算，确定特征矩阵，再通过对特征矩阵的下采样处理和归一处理，根据LED背光阵列的背光控制值确定出LED背光阵列中的每个发光单元目标灰阶值。解决现有技术中存在的现有的背光分区控制技术存在控制复杂、算法复杂、实时性低、不能与显示画面完全同步的问题，达到简化控制技术，简单高效的对图像帧进行控制显示，明显提升显示质量的效果。
需要说明的是，LED背光还包括必要棱镜片、扩散膜、反射膜、增透膜等光学元件，用于实现点光源到面光源的转换以及光线传播方向控制，这些光学元件不在本发明范围内，不做详述及要求。
LED背光包括多个独立控制发光单元组成的矩阵光源，每个发光单元一颗及以上的LED灯珠构成，发光单元可实现从灭到亮的多个亮度等级连续可调；所述的LED背光及LCD显示控制模块由FPGA或ASIC和相关必要的元件构成，用于接收显示的图像帧，并将图像信号输出到LCD控制器(SOURCE板)，同步对图像信号进行处理并产生与之相关的LED背光控制信号，并将其输出到LED背光驱动控制器。
本申请利用光路可逆原理实现。LED点光源发出的光经过扩散膜和棱镜片以及反射片和增透膜的作用，由点光源转换成均匀的、平行的面光源，并作用于LCD显示屏，实现LCD图像显示。本申请能够提取出显示图像中受背光影响最大的特征信号，通过提取的特征信号控制与之相关的LED背光发光单元，实现LED背光的全阵列控制。
请参阅图1，图1为本申请实施例所提供的一种LED背光的全阵列调光方法的流程图。如图1中所示，本申请实施例提供的LED背光的全阵列调光方法，包括：
S101、将待显示RGB彩色图像输入预处理层，以将待显示RGB彩色图像转换为灰阶图像。
该步骤中，预处理层用于将RGB彩色图像信号降维成灰阶图像限号。
这里，需要说明的是，显示图像帧需要分别送入两个处理通道进行同步处理，一个通道负责实现显示图像到LCD显示屏(OC，Open Cell)驱动控制(这不是发明的内容，不再展开论述)，一个通道负责显示图像到LED背光光场变换及驱动控制实现(即本申请公开的LED背光的全阵列调光)。
示例性的，显示图像是一个m×n×3的矩阵，m、n分别表示LCD的显示屏行分辨率和列分辨率，如1080×1920、1080×2048等。对应LCD显示屏纵向和横向像素点的数量。3代表R、G、B 3个颜色通道。对于背光控制，需要的信息是每个像素点的灰阶，而不是颜色，因此，本申请将RGB彩色图像转换成灰阶图像。灰阶图像的转化充分考虑人眼的主观感受，可以采用公式以下公式实现RGB彩色图像I(m，n，3)到灰阶图像G(m，n)转换。
Gray＝R×0.299+G×0.587+B×0.114。
S102、基于卷积网络对所述灰阶图像进行特征提取，得到所述灰阶图像对应的特征矩阵。
该步骤中，得到灰阶图像G(m，n)后，还是无法直接进行LED背光全阵列扫描驱动控制，因为，LED背光可独立控制的发光单元阵列为k×l(k、l是m、n的1/4或1/8或者其它)。
需要说明的是，一个LED背光发光单元对应多个像素点，一个像素点可能会受多个发光单元的影响，因此在下采样处理之前，需要提取灰阶图像G(m，n)的关键特征信息，这些关键特征信息表征受LED背光发光单元影响的最大分量。这里采用卷积网络实现，卷积网络实质上对图像进行滑动滤波，采用不同的卷积核可以实现不同的图像处理效果。对图像锐化和边缘检测是提取LED背光控制信息关键信息的有效手段，但边缘检测在黑场和白场检测表现的结果是一致的，这不利于接下来的下采样处理，因此首选图像锐化处理，当然也可以选择图像锐化和边缘检测结合的处理，这个不再展开详述。
这里，本申请实施例以图像锐化为例说明卷积网络的使用。
示例性的，可以采用一个如图5所示的3×3的卷积核，需要首先对灰阶图像G(m，n)的边缘进行填充(填充0)，转换成G‘(m+2，n+2)。
再使用公式(2)获取(u，v)大小的切片f(u，v)。这里u＝3，v＝3；i，j为索引变量，移动步长为1。
f(u，v)＝G‘[i：i+2，j：j+2]，(i∈[0，m)，j∈[0，n)) (2)
再使用公式(3)对每一个切片f(u，v)进行卷积处理，其中g(u，v)为卷积核，u＝3，v＝3。这样可以得到灰阶图像G(m，n)的特征矩阵C(m，n)。
S103、对所述特征矩阵进行下采样处理，得到与所述LED背光独立可控阵列尺寸相同的目标矩阵。
具体的，可以通过以下步骤进行下采样处理：根据LED背光阵列可独立控制的发光单元阵列的行数量、LED背光阵列可独立控制的发光单元阵列的列数量、显示单元的行分辨率、显示单元的列分辨率，确定下采样行步长和下采样列步长；根据预先设定的采样交叠尺寸、下采样行步长和下采样列步长，确定交叠采样区块；根据所述交叠采样区块对所述特征矩阵进行采样处理，得到多个中间采样切片特征矩阵；对多个中间采样切片特征矩阵进行零补充，得到交叠采样切片特征矩阵；针对每个交叠采样切片特征矩阵，根据该交叠采样切片特征矩阵、下采样行步长和下采样列步长，确定该交叠采样切片特征矩阵的下采样值；根据每个下采样值对应的交叠采样区块的位置和每个下采样值，形成与所述LED背光独立可控阵列尺寸相同的目标矩阵。
其中，可以通过以下公式确定下采样行步长和下采样列步长：
其中，a表示下采样行步长，b表示下采样列步长，m表示显示单元的行分辨率，n表示显示单元的列分辨率，k表示LED背光阵列可独立控制的发光单元阵列的行数量、l表示LED背光阵列可独立控制的发光单元阵列的列数量。
具体的，可以通过以下公式确定每个交叠采样切片特征矩阵的下采样值：
其中，S(k，l)表示索引变量为i，j的交叠采样切片特征矩阵的下采样值，所述交叠采样切片特征矩阵的维度为k×l，a表示下采样行步长，b表示下采样列步长，h表示一个采样切片。
这里，需要说明的是，LED背光，无论发光单元采用LED还是mini LED，其尺寸远大于LCD像素点尺寸，因此无法实现点对点的控制。为实现点光源到均匀面光源的转换，发光单元与光学元件之间必须保持一定的混光距离，因此实际的光场一个发光单元会对多个像素点产生影响，一个像素点也可能同时受多个发光单元的影响。下图是一个LCD显示装置的光场示意。LED背光卷积网络全阵列调光算法利用光路可逆特性，由显示图像(对应像素点)出发，通过提取图像的关键特征(受光影响的)确定发光单元状态(亮、灭及亮度)。通常，一个像素点可能会受多个发光单元的影响，且一个发光单元会影响多个像素点，像素点的数量会远多于发光单元的数量。因此，本申请通过图像特征提取确定最关键的像素点，通过下采样实现关键像素点到发光单元阵列的对应，考虑相邻像素和相邻发光单元的影响关系，采用交叠混合下采样实现相邻影响的响应。
示例性的，请参阅图7，图7本申请实施例所提供的对待显示RGB彩色图像进行图像处理的示意图。
如图7中所示，预处理层用于实现将m×n×3全彩图像信号降维成m×n灰阶图像信号。卷积网络层用于实现图像信号滤波，获取与背光控制相关的特征信号。交叠混合采样层采用u×v(图中斜杠阴影和网格阴影部分)采样块对卷积输出信号进行下采样处理，形成k×l的信号；输出层用于实现下采样输出信号到输出的转换，将信号值转换至0～1之间。a表示下采样行步长，b表示下采样列步长，k＝m/a+1，l＝n/b。请参阅图7，适配层同时连接一个环境光模块，可根据环境光的变化自动调整LED驱动信号的范围，从而实现LED背光对环境光的自适应控制。
正如上述分析，每个像素点可能会受多个发光单元的影响，同样，一个像素分区也可能接受来自不同发光单元的影响，为解决这个问题，本申请采用交叠采样的方法。不同的采样区域之间允许交叠，这样采样时可以获取相邻区域的信息。
并且，本申请采用平均值和最大值结合的取样算法，代替单独的最大值或平均值的取样算法。一个区域内的最大值表征这个区域接收光源的最大强度，平均值表征这个区域整体接收光源的水平，发光单元影响的区域并不唯一，而一个区域可能接受不同的发光单元的影响，因此，采用平均值和最大值结合的取样算法可以最好表征这些影响因素。
S104、基于激活函数对所述目标矩阵进行归一化处理，得到归一输出矩阵。
得到下采样的目标矩阵S(i，j)后，还不能直接用于控制，因为，此时的采样值还不是控制期望的目标结果，所以需要将采样值进行归一化处理。
这里，本申请基于激活函数ReLu做一些改进，使其更适合LED背光的控制。与ReLu相比，ReLu-LED具有最大值限定，激活函数输出为0～1。
示例性的，请参阅图6，图6为本申请提供的ReLu-LED激活函数的示意图。
其中，可以采用以下公式计算归一输出矩阵：
其中，Sw为白场的采样信号值(为255)，O(i,j)表示索引变量为i，j的采样信号的归一输出值；S(i，j)表示索引变量为i，j的交叠采样切片特征矩阵的下采样值。
S105、根据归一输出矩阵、LED背光阵列的灰阶控制最大值、LED背光阵列的灰阶控制最小值，确定LED背光阵列中的每个发光单元目标灰阶值。
这里，不同的LED驱动器，其灰阶级数不同，如8位灰阶的最大值是255，12位灰阶的最大值是4095，16位灰阶的最大值是65535等。而且不同的LED驱动系统可能会对灰阶的最大值和最小值有限定。
因此，需要对不同的LED驱动器进行适配。
具体的，可以通过以下公式确定LED背光阵列中的每个发光单元目标灰阶值：
Q(i,j)＝LEDmin+O(i,j)×(LEDmax-LEDmin)；
其中，Q(i,j)表示索引变量为i，j的采样信号的目标灰度值，O(i,j)表示索引变量为i，j的采样信号的归一输出值，LEDmax表示LED背光阵列的灰阶控制最大值，LEDmin表示LED背光阵列的灰阶控制最小值，
其中，所述归一输出矩阵包括多个归一输出值。
本申请实施例提供的LED背光的全阵列调光方法、装置、设备及介质，能够通过利用光场可逆特性，LED背光发光阵列等效为显示阵列的下采样单元，通过对RGB彩色图像的提取和卷积计算，确定特征矩阵，再通过对特征矩阵的下采样处理和归一处理，根据LED背光阵列的背光控制值确定出LED背光阵列中的每个发光单元目标灰阶值。解决现有技术中存在的现有的背光分区控制技术存在控制复杂、算法复杂、实时性低、不能与显示画面完全同步的问题，达到简化控制技术，简单高效的对图像帧进行控制显示，明显提升显示质量的效果。
进一步，可以通过连接一个环境光检测模块实现环境亮度自适应控制，以提升显示对比度和视觉的舒适度。
示例性的，请参阅图2，图2为本申请实施例提供的另一种LED背光的全阵列调光方法的流程图。如图2中所示，本申请实施例提供的另一种LED背光的全阵列调光方法，包括：
S201、获取当前的环境光强度。
这里，可以在通过连接一个环境光检测模块实现对环境亮度的检测。
S202、根据当前的环境光强度，确定LED背光阵列许可调整的环境光强度最大值和环境光强度最小值。
S203、根据环境光强度最大值、环境光强度最小值、当前的环境光强度、LED背光阵列的驱动最大值、LED背光阵列的驱动最小值，确定LED背光阵列的灰阶控制最大值
具体的，可以通过以下公式确定LED背光阵列的灰阶控制最大值：
其中，LEDmax为LED背光阵列的灰阶控制最大值，I为当前的环境光强度，Ih为环境光强度最大值，Il为环境光强度最小值，LEDlimh为LED背光阵列的驱动最大值，LEDliml为LED背光阵列的驱动最小值。
这里，对只采用加乘计算，没有其它复杂的计算，特别适合FPGA、ASIC类的芯片实现，计算复杂度低。
同时，同一层的计算相互之间没有逻辑依赖关系，适合并行化处理。适合FPGA、ASIC实现大吞吐量、高速计算。具有时延低、运算速度快、实时性高的优点。
本申请实施例提供的LED背光的全阵列调光方法，能够通过利用光场可逆特性，LED背光发光阵列等效为显示阵列的下采样单元，通过对RGB彩色图像的提取和卷积计算，确定特征矩阵，再通过对特征矩阵的下采样处理和归一处理，根据LED背光阵列的背光控制值确定出LED背光阵列中的每个发光单元目标灰阶值。解决现有技术中存在的现有的背光分区控制技术存在控制复杂、算法复杂、实时性低、不能与显示画面完全同步的问题，达到简化控制技术，简单高效的对图像帧进行控制显示，明显提升显示质量的效果。
基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了与LED背光的全阵列调光方法对应的LED背光的全阵列调光装置，由于本申请实施例中的装置解决问题的原理与本申请实施例上述LED背光的全阵列调光方法相似，因此装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
请参阅图3，图3为本申请实施例所提供的一种LED背光的全阵列调光装置的结构示意图。如图3中所示，所述LED背光的全阵列调光装置300包括：
灰阶图像转换模块301，用于将待显示RGB彩色图像输入预处理层，以将待显示RGB彩色图像转换为灰阶图像；
特征矩阵提取模块302，用于基于卷积网络对所述灰阶图像进行特征提取，得到所述灰阶图像对应的特征矩阵；
下采样处理模块303，用于对所述特征矩阵进行下采样处理，得到与所述LED背光独立可控阵列尺寸相同的目标矩阵；
归一化处理模块304，用于基于激活函数对所述目标矩阵进行归一化处理，得到归一输出矩阵；
目标灰度值确定模块305，用于根据归一输出矩阵、LED背光阵列的灰阶控制最大值、LED背光阵列的灰阶控制最小值，确定LED背光阵列中的每个发光单元目标灰阶值。
本申请实施例提供的LED背光的全阵列调光装置，能够通过利用光场可逆特性，LED背光发光阵列等效为显示阵列的下采样单元，通过对RGB彩色图像的提取和卷积计算，确定特征矩阵，再通过对特征矩阵的下采样处理和归一处理，根据LED背光阵列的背光控制值确定出LED背光阵列中的每个发光单元目标灰阶值。解决现有技术中存在的现有的背光分区控制技术存在控制复杂、算法复杂、实时性低、不能与显示画面完全同步的问题，达到简化控制技术，简单高效的对图像帧进行控制显示，明显提升显示质量的效果。
请参阅图4，图4为本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。如图4中所示，所述电子设备400包括处理器410、存储器420和总线430。
所述存储器420存储有所述处理器410可执行的机器可读指令，当电子设备400运行时，所述处理器410与所述存储器420之间通过总线430通信，所述机器可读指令被所述处理器410执行时，可以执行如上述图1以及图2所示方法实施例中的LED背光的全阵列调光方法的步骤，具体实现方式可参见方法实施例，在此不再赘述。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时可以执行如上述图1以及图2所示方法实施例中的LED背光的全阵列调光方法的步骤，具体实现方式可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种LED背光的全阵列调光方法，其特征在于，所述方法包括：
将待显示RGB彩色图像输入预处理层，以将待显示RGB彩色图像转换为灰阶图像；
基于卷积网络对所述灰阶图像进行特征提取，得到所述灰阶图像对应的特征矩阵；
对所述特征矩阵进行下采样处理，得到与所述LED背光独立可控阵列尺寸相同的目标矩阵；
基于激活函数对所述目标矩阵进行归一化处理，得到归一输出矩阵；
根据归一输出矩阵、LED背光阵列的灰阶控制最大值、LED背光阵列的灰阶控制最小值，确定LED背光阵列中的每个发光单元目标灰阶值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下步骤进行下采样处理：
根据LED背光阵列可独立控制的发光单元阵列的行数量、LED背光阵列可独立控制的发光单元阵列的列数量、显示单元的行分辨率、显示单元的列分辨率，确定下采样行步长和下采样列步长；
根据预先设定的采样交叠尺寸、下采样行步长和下采样列步长，确定交叠采样区块；
根据所述交叠采样区块对所述特征矩阵进行采样处理，得到多个中间采样切片特征矩阵；
对多个中间采样切片特征矩阵进行零补充，得到交叠采样切片特征矩阵；
针对每个交叠采样切片特征矩阵，根据该交叠采样切片特征矩阵、下采样行步长和下采样列步长，确定该交叠采样切片特征矩阵的下采样值；
根据每个下采样值对应的交叠采样区块的位置和每个下采样值，形成与所述LED背光独立可控阵列尺寸相同的目标矩阵。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过以下公式确定下采样行步长和下采样列步长：
其中，a表示下采样行步长，b表示下采样列步长，m表示显示单元的行分辨率，n表示显示单元的列分辨率，k表示LED背光阵列可独立控制的发光单元阵列的行数量、l表示LED背光阵列可独立控制的发光单元阵列的列数量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下公式确定每个交叠采样切片特征矩阵的下采样值
其中，S(k，l)表示索引变量为i，j的交叠采样切片特征矩阵的下采样值，所述交叠采样切片特征矩阵的维度为k×l，a表示下采样行步长，b表示下采样列步长，h表示一个采样切片。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下公式确定LED背光阵列中的每个发光单元目标灰阶值：
Q(i,j)＝LEDmin+O(i,j)×(LEDmax-LEDmin)；
其中，Q(i,j)表示索引变量为i，j的发光单元的目标灰度值，O(i,j)表示索引变量为i，j的发光单元的归一输出值，LEDmax表示LED背光阵列的灰阶控制最大值，LEDmin表示LED背光阵列的灰阶控制最小值，
其中，所述归一输出矩阵包括多个归一输出值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式确定LED背光阵列的灰阶控制最大值：
获取当前的环境光强度；
根据当前的环境光强度，确定LED背光阵列许可调整的环境光强度最大值和环境光强度最小值；
根据环境光强度最大值、环境光强度最小值、当前的环境光强度、LED背光阵列的驱动最大值、LED背光阵列的驱动最小值，确定LED背光阵列的灰阶控制最大值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过以下公式确定LED背光阵列的灰阶控制最大值：
其中，LEDmax为LED背光阵列的灰阶控制最大值，I为当前的环境光强度，Ih为环境光强度最大值，Il为环境光强度最小值，LEDlimh为LED背光阵列的驱动最大值，LEDliml为LED背光阵列的驱动最小值。
8.一种LED背光的全阵列调光装置，其特征在于，所述装置包括：
灰阶图像转换模块，用于将待显示RGB彩色图像输入预处理层，以将待显示RGB彩色图像转换为灰阶图像；
特征矩阵提取模块，用于基于卷积网络对所述灰阶图像进行特征提取，得到所述灰阶图像对应的特征矩阵；
下采样处理模块，用于对所述特征矩阵进行下采样处理，得到与所述LED背光独立可控阵列尺寸相同的目标矩阵；
归一化处理模块，用于基于激活函数对所述目标矩阵进行归一化处理，得到归一输出矩阵；
目标灰度值确定模块，用于根据归一输出矩阵、LED背光阵列的灰阶控制最大值、LED背光阵列的灰阶控制最小值，确定LED背光阵列中的每个发光单元目标灰阶值。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如权利要求1至7任一所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至7任一所述方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311754774.9A CN117789659A (zh) | 2023-12-19 | 2023-12-19 | 一种led背光的全阵列调光方法、装置、设备及介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311754774.9A CN117789659A (zh) | 2023-12-19 | 2023-12-19 | 一种led背光的全阵列调光方法、装置、设备及介质 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117789659A true CN117789659A (zh) | 2024-03-29 |
Family
ID=90380829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311754774.9A Pending CN117789659A (zh) | 2023-12-19 | 2023-12-19 | 一种led背光的全阵列调光方法、装置、设备及介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117789659A (zh) |
-
2023
- 2023-12-19 CN CN202311754774.9A patent/CN117789659A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10878761B2 (en) | Image display processing method and device, display device, and non-volatile storage medium | |
| CN108538260B (zh) | 图像显示处理方法及装置、显示装置及存储介质 | |
| CN109064979B (zh) | 图像显示处理方法及装置、显示装置及存储介质 | |
| JP5595516B2 (ja) | 画像データ・ブロックの統計的属性を使ったバックライト制御のための方法およびシステム | |
| US10121454B2 (en) | Displaying images on local-dimming displays | |
| CN109979401B (zh) | 驱动方法、驱动装置、显示设备和计算机可读介质 | |
| US10056022B2 (en) | Saturation dependent image splitting for high dynamic range displays | |
| EP2409194B1 (en) | Area adaptive backlight display and method with reduced computation and halo artifacts | |
| EP1927974B1 (en) | Liquid crystal display with area adaptive backlight | |
| US7505027B2 (en) | Backlit display with improved dynamic range | |
| US11398195B2 (en) | Backlight brightness processing method and system, backlight brightness adjustment method, storage medium | |
| US20050248593A1 (en) | Liquid crystal display with modulated black point | |
| EP2126787B1 (en) | Multiple modulator displays and related methods | |
| US20050248592A1 (en) | Liquid crystal display with reduced black level insertion | |
| US20050248520A1 (en) | Liquid crystal display with temporal black point | |
| KR20070005637A (ko) | 조정가능한 광원을 포함하는 디스플레이 디바이스 | |
| JP2010049125A (ja) | 画像表示装置 | |
| TW200400391A (en) | Liquid crystal display and method of manufacturing the same | |
| CN107978283B (zh) | 用于控制双调制显示器的系统和方法 | |
| US10872558B2 (en) | Image display processing method and device, display device and non-volatile storage medium | |
| US11024238B2 (en) | High dynamic contrast image display method and device based on partitioned backlight | |
| JP2010113099A (ja) | 表示装置および表示制御方法 | |
| CN117789659A (zh) | 一种led背光的全阵列调光方法、装置、设备及介质 | |
| US20050248591A1 (en) | Liquid crystal display with adaptive width | |
| JP6942447B2 (ja) | 表示装置及びその制御方法、プログラム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |