CN1697504A - 液晶电视机的自适应亮度调整方法 - Google Patents

Abstract

一种液晶电视机的自适应亮度调整方法，属于液晶电视机技术。它包括由CPU根据程序的设定，输出特定周期和占空比的PWM方波信号，经过滤波和整形之后，变为一定的直流电平，做为外部的亮度控制信号，送到数字视频图像处理和判断模块；CPU同时输出自适应亮度调整AI的开关高低电平信号给数字视频图像处理和判断模块，控制AI功能的开关程序；从数字视频图像处理和判断模块输出自适应亮度控制信号到背光灯的亮度控制脚，从而最终实现对液晶电视整机的亮度自适应控制等步骤。它可改善画面的主观对比度、增加图像的层次感和透亮度，在液晶显示器件本身对比度不变的情况下，明显改善整机的显示效果。可广泛应用于各种液晶电视机中。

Description

液晶电视机的自适应亮度调整方法

                        技术领域

本发明属于电视机技术领域，更明确地说涉及液晶电视机的自适应亮度调整方法的设计，亦即涉及液晶显示的应用、液晶电视整机的控制及数字视频处理技术。

                        背景技术

随着显示技术的发展，新型的显示器件逐渐取代传统的CRT显示器，在电视机市场占有越来越多的份额。液晶显示器就是新型显示器件中重要的一种。随着性价比的提高，近两年液晶电视机出现了快速的增长。液晶显示相对于CRT和等离子体显示，在对比度方面有较明显的差距，这使得液晶电视机的显示效果存在层次感差，画面透亮度不够的缺点。

另外，传统的液晶电视机没有向用户提供AI开关，用户无法自行选择控制背光灯亮度的“标准模式”还是降低整机功耗的“节能模式”。

                        发明内容

本发明的目的，就在于克服上述缺点和不足，提供一种液晶电视机的自适应亮度调整方法。它采用系统电路与液晶屏内部电路相配合的方法，根据显示画面内容的亮度来调整液晶屏背光灯亮度，从而达到改善主观对比度、增加图像的层次感和透亮度的实际效果。在液晶显示器件本身对比度不变的情况下，提高液晶电视的主观对比度，明显改善整机的显示效果。

本发明的又一个目的是向用户提供AI开关，使用户可以自行选择是否应用AI功能：或者启动液晶电视机的背光灯控制功能，或者根据需要调整整机处于“节能模式”，以降低整机的功耗。

为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：

(1)由液晶电视机的CPU根据程序的设定，输出特定周期和占空比的PWM方波信号，经过滤波和整形电路之后，变为一定的直流电平，做为外部的亮度控制信号，送到数字视频图像处理和判断模块；

(2)由CPU同时输出自适应亮度调整AI的开关高低电平信号给数字视频图像处理和判断模块，控制AI功能的开关；

(3)从数字视频图像处理和判断模块输出自适应亮度控制信号到背光灯的亮度控制脚，从而最终实现对液晶电视整机的亮度自适应控制。

上述步骤(3)包括以下分步骤：

(1)在接口部分的外加AI开关信号控制下，开启核心的数字处理芯片执行AI处理；

(2)以数字处理芯片从接收到的LVDS数字视频信号中读取数据，进行处理，利用内部的处理算法，同时参考存储器中预存的数据，判断出目前视频信号的大部分内容出于高亮度还是低亮度；

(3)如果判断整个画面大部分处于高亮状态，那么，相应提高输出的内部亮度控制信号的数值，具体改变的数值根据输入信号的亮度等级来决定；

(4)如果判断整个画面的大部分处于低亮的状态，那么，相应降低输出的内部亮度控制信号的数值，具体改变的数值根据输入信号的亮度等级来决定；

(5)以外部的AI开关同时控制亮度切换开关，使经过调整的内部亮度控制信号最终输出到背光灯的亮度控制脚，控制外部的背光灯的亮度，从而实现自适应的亮度调整。

本发明涉及到以下方面：液晶电视的主体；亮度控制信号的产生(包括相关的软件控制)；数字视频图像处理和判断模块(包括与之相关的液晶屏模块与系统电路之间的接口部分)。

CPU控制整个系统的工作。EEPROM存储一些使元器件稳定可靠工作的数据参数和程序，供CPU在初始化数据和刷新数据时使用。数字处理电路是信号处理的核心器件，在其内部完成信号的格式转换和图像效果处理，处理完的信号以后端显示部分所需的格式输出。信号格式转换电路接收数字处理电路输出的图像信号，并转换为液晶模块需要的LVDS数字信号格式，重现图像。声音处理电路接收音频端子输出的声音信号，并对信号进行频段处理、效果处理、功率放大后送扬声器和耳机发声。模拟信号接口接收外部输入的模拟信号和输出内部处理后的模拟信号，如：CVBS信号，YPBPR、YCBCR、Y/C、模拟RGB、模拟音频信号等，并能接收和解调RF信号，送后端A/D转换电路处理。A/D转换电路完成信号的模拟/数字转换，转换后的数字信号送给后端的数字处理电路进行信号处理。数字信号接口接收外部输入的数字信号，如：数字RGB信号，ITU-R601信号等。通道选择在CPU的控制下从多路输入信号中选择1路送后端电路进行处理。

需要重点说明的是，液晶显示器与系统电路之间传输的信号主要有三部分：LVDS格式的视频信号；供电电源；控制信号。控制信号实现了系统电路对液晶显示器特定参数的设置和功能控制，本发明所涉及到的亮度调整也是通过此部分来实现。

根据上述原理，还可以在电视机内装设AI开关程序，使用户可以通过菜单自行选择是否应用AI功能。当用户选择开启AI功能时，可以按照上述步骤调节整机处于“标准”状态，当用户选择关闭AI功能时，整机则处于“节能”状态。

由于CPU可以通过AI控制信号来实现AI功能的开关，同时可以通过输出的PWM控制信号来直接调整背光灯的亮度，因此，本发明同时可以达到根据用户的需要来调节整机处于“标准”或“节能”状态的目的。

数字技术的优势使其已经深入到电视技术领域。它不但在图像处理等方面发挥了越来越重要的作用，还与液晶显示器等器件相配合，在某些方面弥补了液晶显示器件本身的不足。最终使液晶电视机整机的主观效果和性能得到了很大的提升。

本发明的任务就是这样完成的。

本发明采用系统电路与液晶显示器内部电路相配合的方法，根据显示画面内容的亮度来调整液晶显示器背光灯亮度，从而达到改善主观对比度、增加图像的层次感和透亮度的实际效果。它可在液晶显示器件本身对比度不变的情况下，提高液晶电视的主观对比度，明显改善整机的显示效果。同时，本发明还向用户提供了AI开关，使用户可以自行选择是否应用AI功能：或者启动液晶电视机的背光灯控制功能；或者根据需要调整整机处于“节能模式”，以降低整机的功耗。它可广泛应用于各种液晶电视机中。

                        附图说明

图1为本发明的液晶电视机的工作原理方框图。

图2为亮度控制信号产生的方框图。

图3为亮度控制信号产生的电路图。

图4为数字视频图像处理和判断模块的方框图。

                       具体实施方式

实施例1。一种液晶电视机的自适应亮度调整方法，如图1～图4所示。它包括以下步骤：

(1)由液晶电视机的CPU根据程序的设定，输出特定周期和占空比的PWM方波信号，经过滤波和整形电路之后，变为一定的直流电平，做为外部的亮度控制信号，送到数字视频图像处理和判断模块；

(2)由CPU同时输出自适应亮度调整AI的开关高低电平信号给数字视频图像处理和判断模块，控制AI功能的开关；

(3)从数字视频图像处理和判断模块输出自适应亮度控制信号到背光灯的亮度控制脚，从而最终实现对液晶电视整机的亮度自适应控制。

上述步骤(3)包括以下分步骤：

(1)在接口部分的外加AI开关信号控制下，开启核心的数字处理芯片执行AI处理；

(2)以数字处理芯片从接收到的LVDS数字视频信号中读取数据，进行处理，利用内部的处理算法，同时参考存储器中预存的数据，判断出目前视频信号的大部分内容出于高亮度还是低亮度；

(3)如果判断整个画面大部分处于高亮状态，那么，相应提高输出的内部亮度控制信号的数值，具体改变的数值根据输入信号的亮度等级来决定；

(4)如果判断整个画面的大部分处于低亮的状态，那么，相应降低输出的内部亮度控制信号的数值，具体改变的数值根据输入信号的亮度等级来决定；

(5)以外部的AI开关同时控制亮度切换开关，使经过调整的内部亮度控制信号最终输出到背光灯的亮度控制脚，控制外部的背光灯的亮度，从而实现自适应的亮度调整。

图1是用于说明液晶电视机工作原理的方框图。液晶电视机增加自适应亮度调整(AI)功能，主要包括三个部分：亮度信号的产生和控制部分、数字视频图像处理和判断模块、标准接口部分(液晶显示器信号接口和背光灯接口)。

图2、图3分别为亮度控制信号产生的方框图和电路图。图中还包括了与之相关的液晶显示模块与系统电路之间的接口部分。

图4为数字视频图像处理和判断模块的方框图。这部分主要包括了核心的数字处理芯片、芯片外围的存储器以及切换开关等部分。

CPU根据程序的设定，输出特定周期和占空比的PWM方波信号，经过滤波和整形电路之后，变为一定的直流电平(0-3.3V)，做为外部的亮度控制信号，送到数字视频图像处理和判断模块。同时，CPU输出自适应亮度调整(AI)的开关信号(3.3V/O高低电平信号)给数字视频图像处理和判断模块，控制AI功能的开关。从数字视频图像处理和判断模块输出的自适应亮度调整信号输出到背光灯的亮度控制脚，从而最终实现对液晶电视整机的亮度自适应控制。

在外加AI开关信号控制下，开启核心的数字处理芯片执行AI处理。数字处理芯片从接收到的LVDS数字视频信号中读取数据，进行处理，利用内部的处理算法，同时参考存储器预存的数据，判断出目前视频信号的大部分内容处于高亮度还是低亮度。如果判断整个画面大部分处于高亮状态，那么，相应提高输出的内部亮度控制信号的数值(具体改变的数值要根据输入信号的亮度等级来决定)。同样的，如果画面的大部分处于低亮的状态，那么，相应降低输出的内部亮度控制信号的数值(具体改变的数值根据输入信号的亮度等级来决定)。外部的AI开关同时控制了亮度切换开关部分，使经过调整的内部亮度控制信号最终输出，控制外部的背光灯部分，从而实现了自适应的亮度调整

亮度信号产生和数字视频图像处理和判断模块通过标准的接口相互配合，最终实现了整机根据显示图像的内容来自适应调节背光灯的亮度。

在电视机内装设AI开关程序，使用户可以通过菜单自行选择是否应用AI功能。当用户选择开启AI功能时，可以按照上述步骤调节整机处于“标准”状态，当用户选择关闭AI功能时，整机则处于“节能”状态。

实施例1使液晶电视机增加了自适应亮度调整(AI)功能，通过根据显示的画面内容的亮度来调整液晶屏背光灯亮度，实际达到了改善主观对比度、增加图像的层次感和透亮度的目的。在液晶显示器件本身对比度不变的情况下，提高了液晶电视的主观对比度，使整机效果有了明显改善。

它可广泛应用于各种液晶电视机中。

Claims (3)

1.一种液晶电视机的自适应亮度调整方法，其特征在于它包括以下步骤：

(1)由液晶电视机的CPU根据程序的设定，输出特定周期和占空比的PWM方波信号，经过滤波和整形电路之后，变为一定的直流电平，做为外部的亮度控制信号，送到数字视频图像处理和判断模块；

(2)由CPU同时输出自适应亮度调整AI的开关高低电平信号给数字视频图像处理和判断模块，控制AI功能的开关；

(3)从数字视频图像处理和判断模块输出自适应亮度控制信号到背光灯的亮度控制脚，从而最终实现对液晶电视整机的亮度自适应控制。

2.按照权利要求1所述的液晶电视机的自适应亮度调整方法，其特征在于所说的步骤(3)包括以下分步骤：

(1)在接口部分的外加AI开关信号控制下，开启核心的数字处理芯片执行AI处理；

(2)以数字处理芯片从接收到的LVDS数字视频信号中读取数据，进行处理，利用内部的处理算法，同时参考存储器中预存的数据，判断出目前视频信号的大部分内容出于高亮度还是低亮度；

(3)如果判断整个画面大部分处于高亮状态，那么，相应提高输出的内部亮度控制信号的数值，具体改变的数值根据输入信号的亮度等级来决定；

(4)如果判断整个画面的大部分处于低亮的状态，那么，相应降低输出的内部亮度控制信号的数值，具体改变的数值根据输入信号的亮度等级来决定；

(5)以外部的AI开关同时控制亮度切换开关，使经过调整的内部亮度控制信号最终输出到背光灯的亮度控制脚，控制外部的背光灯的亮度，从而实现自适应的亮度调整。

3.按照权利要求2所述的液晶电视机的自适应亮度调整方法，其特征在于在电视机内装设AI开关程序，使用户可以通过菜单自行选择是否应用AI功能，当用户选择开启AI功能时，可以按照上述步骤调节整机处于“标准”状态，当用户选择关闭AI功能时，整机则处于“节能”状态。

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