TWI455085B - 液晶顯示器之背光控制方法 - Google Patents

Description

液晶顯示器之背光控制方法

本發明是有關於一種液晶顯示器，且特別是有關於一種高動態範圍液晶顯示器之背光的控制方法。

傳統的高動態範圍顯示技術是由一個光源、兩個調變器與位於兩者之間的光學結構所組成，用以控制顯示器中不同區塊的背光亮度值。藉由分區塊地控制背光亮度值，這種高動態範圍顯示技術可增加顯示器的動態範圍或對比度，並可節省其功率。但是，在背光亮度值被降低的同時，影像失真卻會伴隨對比提高而發生，這一直是個需要取捨的問題。目前用來決定每個分區背光亮度值的方式有兩種：第一種是用該區所有畫素值的平均灰階值來決定其背光亮度值，第二種則是將第一種方式算出來的平均灰階值，再用開根號來增強而得到增強的背光亮度值。然而，這兩種傳統的背光控制方式所得之影像，在細節處還是會產生影像失真的問題。

根據本發明之一實施例，此液晶顯示器之背光控制方法係先統計一影像中灰階值分佈之畫素個數。接著，累加灰階值分佈之畫素個數，以得出影像之灰階值累積函數。然後，再將灰階值累積函數對一基準線進行鏡射，以得出一背光調整函數。最後，根據背光調整函數來決定液晶顯示器之不同區塊的背光亮度。

根據本發明之另一實施例，此液晶顯示器之背光控制方法係接收複數個影像，並根據每個影像中畫素之灰階值來得出該影像之映射函數。接著，將映射函數對一基準線進行鏡射，以得出一背光調整函數。然後，在顯示影像時，根據背光調整函數來決定液晶顯示器之不同區塊的背光亮度。

本發明之實施例係依照每張影像的特性來調整每區的背光值，除了讓每個影像中各分區中最高灰階值與最低灰階值差距可以拉大之外，還使其中相鄰灰階值之間差距變小。更具體地說，本發明之實施例使用影像中的映射函數(Mapping Function)為基礎，並將此映射函數對一條適當斜率的基準線鏡射來得到不同區塊之背光亮度值的背光調整函數。比起上述兩種傳統的背光控制方法，本發明之實施例更能表現出影像的細節部份。

第1圖係繪示本發明之一實施例的方法流程圖。首先，統計一影像中各灰階值之畫素個數(步驟102)。接著，累加灰階值之畫素個數，以得出影像之灰階值累積函數(Cumulative Function)(步驟104)。然後，再將灰階值累積函數對一基準線進行鏡射，以得出一背光調整函數(步驟106)。最後，根據背光調整函數來決定液晶顯示器之不同區塊的背光亮度(步驟108)。

在上述統計步驟之前，可選擇對該影像先進行影像增強處理(Image Enhancement)(步驟101)。此影像增強處理例如為雜訊消除(Noise Reduction)、影像焦距估計(Video Focus Assessment)、或灰階值分佈均等化(Histogram Equalization)等。再者，此實施例係從低灰階值至高灰階值來累加所有灰階值之畫素個數，其中包含代表不同顏色的畫素。然而，在其他實施例中，也可使用從高灰階值至低灰階值或是其他的累加順序來得出上述之灰階值累積函數。另外，此實施例所使用的基準線為y＝x，亦即其斜率等於1。在此領域中具有通常知識者當可根據當時的顯示器規格、顧客需求以及所顯示的影像類型，自行選擇適用甚至是多組各具不同斜率的基準線，以供進行鏡射來得出顯示器之分區背光亮度的背光調整函數。

更具體地說，此實施例係根據各個區塊之影像內容所對應到背光調整函數中之數值來調整區塊之背光亮度。例如，可根據各個區塊中之平均灰階值、最大灰階值、灰階值中數、或是其他代表灰階值，其所對應到背光調整函數的數值來調整區塊之背光亮度。

換言之，本發明之實施例係先接收複數個影像，並根據每個影像中畫素之灰階值來得出該影像之映射函數。接著，將映射函數對一基準線進行鏡射，以得出一背光調整函數。然後，在顯示影像時，根據背光調整函數來決定液晶顯示器之不同區塊的背光亮度。

以下使用一實驗影像的數據來具體說明上述實施例之實際操作情形。此實驗影像為顯示器上所顯示之一完整圖框畫面，其中包含有2073600個畫素資料的灰階值。

首先，根據步驟102，統計實驗影像中各灰階值之畫素個數。在此實施例中，係使用統計方式得到所有畫素之灰階值(0~255)的分佈函數(Histogram)。此分佈函數中包含有整張實驗畫面中各灰階值分佈情況的資訊，統計的結果如表一所示。

接著，根據步驟104，累加上述灰階值之畫素個數而得出其累積函數。也就是說，將表一中之灰階值的分佈函數從低灰階值累加至高灰階值而得到其累積函數，累加的結果如表二所示。

表二中的累積函數中依然含有整張實驗畫面中各灰階值分佈情況的資訊，再經過尺度調整後可將各灰階值對應的畫素個數壓縮回0~255，而得到一灰階值累積函數。此處的尺度調整可使得之後調整函數的對應更為方便，其中係將累積函數中各灰階值所累積的畫素個數先除以畫素個數的總數之後再乘上255，調整後的結果如表三所示。

然後，根據步驟106，將表三調整後之灰階值累積函數對基準線y＝x進行鏡射，以得出背光調整函數，鏡射的結果如表四所示。

最後，根據步驟108，使用上述背光調整函數來決定液晶顯示器之不同區塊的背光亮度。在此實施例中，係根據各個區塊中之最大灰階值所對應到背光調整函數的數值來調整區塊之背光亮度。各區塊中未調整前的原背光亮度值以及調整後的背光亮度值如表五所示。

第2圖係繪示表三及表四中之調整後之累積函數以及背光調整函數。曲線202為表三所示之調整後之累積函數，作為鏡射之基準線204為y＝x，而曲線206則為背光調整函數。而且，第2圖之橫軸與縱軸則特別用來表示各區塊中原背光亮度值以及其所對應之調整後的背光亮度值(曲線206上之星點)，可對應於表五中背光亮度值的比較結果。

綜上所述，本發明之實施例可針對每張影像而使用不同的背光調整函數，此與使用單一曲線進行調整的傳統背光調整方法不同。據此，本發明之實施例可使高對比影像之背光亮度值往亮暗擴展，如此提高其動態範圍，而且也可使低對比影像(不論為低灰階影像，中間灰階影像或是高灰階影像)之亮度都可達均勻的目的。因此，使用本發明實施例之背光控制方法可較容易地表現出影像中的細節。

雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

101、102、104、106、108．．．步驟

202、206．．．曲線

204．．．基準線

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：第1圖係繪示本發明之一實施例的方法流程圖。

第2圖係繪示本發明之一實施例中調整後之累積函數以及背光調整函數。

101、102、104、106、108．．．步驟

Claims (16)

1. 一種液晶顯示器之背光控制方法，包含以下步驟：統計一影像中各灰階值之畫素個數；累加該些灰階值之畫素個數，以得出該影像之一灰階值累積函數；依據該灰階值累積函數得出一背光調整函數，其中該背光調整函數係將該灰階值累積函數對一基準線進行鏡射而得出；根據該背光調整函數來決定該液晶顯示器之不同區塊的背光亮度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之背光控制方法，更包含：在該統計步驟前，先對該影像進行一影像增強處理。
3. 如申請專利範圍第1項所述之背光控制方法，其中係從低灰階值至高灰階值來累加該些灰階值之畫素個數。
4. 如申請專利範圍第1項所述之背光控制方法，其中該基準線之斜率等於1。
5. 如申請專利範圍第1項所述之背光控制方法，其中係根據各個區塊之影像內容對應至該背光調整函數之數值來調整該區塊之背光亮度。
6. 如申請專利範圍第1項所述之背光控制方法，其中係根據各個區塊中之平均灰階值對應至該背光調整函數之數值來調整該區塊之背光亮度。
7. 如申請專利範圍第1項所述之背光控制方法，其中係根據各個區塊中之最大灰階值對應至該背光調整函數之數值來調整該區塊之背光亮度。
8. 一種液晶顯示器之背光控制方法，包含以下步驟：接收複數個影像；根據每個影像中畫素之灰階值來得出該影像之一映射函數；依據該映射函數得出一背光調整函數；以及在顯示該影像時，根據該背光調整函數來決定該液晶顯示器之不同區塊的背光亮度。
9. 如申請專利範圍第8項所述之背光控制方法，其中得出該影像之該映射函數之步驟包含：根據該影像之一灰階值分佈函數得出一灰階值累積函數來作為該映射函數。
10. 如申請專利範圍第9項所述之背光控制方法，其中係從低灰階值至高灰階值累加該些灰階值之畫素個數來 得到該灰階值累積函數。
11. 如申請專利範圍第8項所述之背光控制方法，更包含：在該統計步驟前，先對該影像進行一影像增強處理。
12. 如申請專利範圍第8項所述之背光控制方法，其中該背光調整函數係將該映射函數對一基準線進行鏡射而得出。
13. 如申請專利範圍第12項所述之背光控制方法，其中該基準線之斜率等於1。
14. 如申請專利範圍第8項所述之背光控制方法，其中係根據各個區塊之影像內容對應至該背光調整函數之數值來調整該區塊之背光亮度。
15. 如申請專利範圍第8項所述之背光控制方法，其中係根據各個區塊中之平均灰階值對應至該背光調整函數之數值來調整該區塊之背光亮度。
16. 如申請專利範圍第8項所述之背光控制方法，其中係根據各個區塊中之最大灰階值對應至該背光調整函數之數值來調整該區塊之背光亮度。