WO2018218947A1 - 背光亮度控制装置、图像显示装置 - Google Patents

Abstract

一种背光亮度控制装置和图像显示装置（100），包括图像处理单元（104）、与所述图像处理单元（104）连接的主背光控制器（10311）、分别与所述主背光控制器（10311）连接的多个从背光控制器（10312）以及脉冲宽度调制PWM驱动器（1032）；所述从背光控制器（10312）用于控制对应的扩展分区的背光亮度，所述扩展分区包括一个或多个背光分区，各所述从背光控制器（10312）对应的扩展分区不同；所述从背光控制器（10312）与一个或多个PWM驱动器（1032）连接。

Description

背光亮度控制装置、图像显示装置

本申请要求于2017年6月1日提交中国专利局、申请号为201710404397.4、发明名称为“背光亮度控制装置、图像显示装置”，以及于2017年6月1日提交中国专利局、申请号为201710404396.X，发明名称为“背光亮度控制装置、图像显示装置”的中国专利申请的优先权。上述申请的全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种由背光亮度控制装置、图像显示装置。

背景技术

现有技术中，图像显示装置在控制背光亮度时，由图像处理单元产生与各背光分区一一的多个分区背光数据，将该分区背光数据分发至背光处理单元，再由背光处理单元产生背光控制信号，并通过该背光控制信号控制各PWM驱动器来驱动与各PWM驱动器连接的背光源。但是，当背光分区越来越多，比如高达几百个分区或千分区以上时，需要并行控制每个背光分区对应的背光源的亮度，因此，连接背光源，如LED灯的控制线缆较多。

发明内容

本发明申请提供一种由控制背光亮度方法及图像显示装置，可保证图像处理芯片与背光控制器之间通信各分区背光帧数据传输完整性和准确性。

第一方面，本申请提供一种背光亮度控制装置，包括：图像处理单元、与所述图像处理单元连接的主背光控制器、分别与所述主背光控制器连接的多个从背光控制器，以及脉冲宽度调制PWM驱动器；所述从背光控制器用于控制对应的扩展分区的背光亮度，所述扩展分区包括一个或多个背光分区，各所述从背光控制器对应的扩展分区不同；所述从背光控制器与一个或多个PWM驱动器连接；

所述图像处理单元被配置为：基于接收的图像信号，按照预定分区算法得到多个分区背光数据，并向所述主背光控制器传输所述分区背光数据，所述分区背光数据用于表征分区图像的亮度信息；

所述主背光控制器被配置为：接收所述多个分区背光数据；根据接收的所述多个分区背光数据得到全局背光值；将所述全局背光值传输给所述多个从背光控制器，并将各所述从背光控制器对应的扩展分区的分区背光数据分别分发给各所述从背光控制器，所述全局背光值用于表征所述图像信号的整体亮度信息；

所述从背光控制器被配置为：接收所述主背光控制器分发的所述全局背光值和所述对应的扩展分区的分区背光数据；根据所述全局背光值以及预设映射关系，确定所述全局背光值映射的峰值增益系数；根据所述峰值增益系数，对所述扩展分区的分区背光数据进行增益后输出控制信号，其中，所述预设映射关系为所述全局背光值与所 述峰值增益系数之间的对应关系；

所述一个或多个PWM驱动器分别由与其连接的从背光控制器并行控制，用于控制多个背光分区的背光源。

第二方面，本申请还提供了一种背光亮度控制方法，其特征在于，包括：

基于接收的图像信号，图像处理单元按照预定分区算法得到多个分区背光数据，并向主背光控制器传输所述分区背光数据，所述分区背光数据用于表征分区图像的亮度信息；

主背光控制器接收所述多个分区背光数据，并根据接收的所述多个分区背光数据得到全局背光值；所述全局背光值用于表征所述图像信号的整体亮度信息

主背光控制器将所述全局背光值传输给从背光控制器，并将所述从背光控制器对应的扩展分区的分区背光数据分发给所述从背光控制器，其中，所述扩展分区包括一个或多个背光分区，不同背光控制器对应的扩展分区不同；

从背光控制器接收所述主背光控制器分发的所述全局背光值和所述对应的扩展分区的分区背光数据；并根据所述全局背光值以及预设映射关系，确定所述全局背光值映射的峰值增益系数，其中，所述预设映射关系为所述全局背光值与所述峰值增益系数之间的对应关系；

从背光控制器根据所述峰值增益系数，对所述扩展分区的分区背光数据进行增益后输出控制信号以驱动对应的扩展分区的背光源。

第三方面，本申请提供一种图像显示装置，包括显示面板、背光组件以及上述背光亮度控制装置。

附图说明

为了更清楚地说明本申请一些实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例示出的一种图像显示装置的结构示意图；

图2为本申请实施例示出的背光分区的示意图；

图3为本申请实施例示出的背光驱动单元的结构示意图；

图4a-4c为本申请实施例示出的三种不同扩展分区的划分示意图；

图5为本申请实施例示出的图像处理单元与主背光控制器之间的数据传输示意图；

图6为本申请实施例示出的主背光控制器与从背光控制器之间的数据传输示意图；

图7a为本申请实施例示出的主背光控制器的背光数据算法流程图一；

图7b为本申请实施例示出的主背光控制器的背光数据算法流程图二；

图8a为本申请实施例示出的从背光控制器的背光数据算法流程示意图；

图8b是本申请实施例示出的全局背光值与峰值增益系数之间关系曲线；

图9a为本申请实施例示出的图像处理单元与主背光控制器之间的数据传输示意图；

图9b中为本申请实施例示出的SPI总线数据时序示意图。

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，所描述的实施例仅是发明一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

下面，通过具体实施例对本申请所示的技术方案进行详细说明。需要说明的是，下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。

如图1为本申请实施例示出的一种图像显示装置的结构示意图，图像显示装置100，包括：显示面板101、背光组件102、背光驱动单元103、图像处理单元104和时序控制器105。

背光组件102中包括多个背光源，可分别根据来自背光驱动单元103的各背光驱动控制信号对各背光源进行亮度调节，其中背光源可以是LED，也可以是其他发光元件。该背光组件102可被每个背光源对应的分割成多个背光分区，各背光分区可以发出不同亮度的光，以及通过置于其上方的显示面板101进行光调制形成显示图像。每个背光分区可以对应一个分区图像，背光分区与分区图像之间是一一对应关系。该分区图像可以通过对待显示图像进行划分得到，待显示图像是指用来在液晶面板101上进行显示的图像。分区图像的划分是在图像处理过程中发生，在液晶面板上显示待显示图像时，各分区图像之间可以没有分割。

背光驱动单元103包括带有处理器功能的背光处理单元1031和PWM驱动器1032。其中，PWM驱动器1032和时序控制器105均可采用现有技术中的相关器件来实现，此处不再详细阐述。下面分别对背光处理单元1031和图像处理单元104各自的工作原理进行详细描述。

如图2为本申请实施例示出的背光分区的示意图。其中，一个背光分区对应一个背光源，一个背光源中可以配置一个或多个光源，这里的光源可以是LED光源或其他发光元件等。其中，背光分区可以均等地被分割，也可以根据需要进行非均等地被分割，以及也可以使各背光分区之间存在相互重叠部分的方式设置背光分区。如上所述，由于对于待显示图像进行划分所得的分区图像与背光分区是一一对应关系，故这里并不限制背光分区和分区图像的具体划分方法，只需二者在大小、位置等方面相互对应即可。由于上述背光分区越来愈多，如几百个分区或千分区以上以及甚至更多，并行控制方式会造成系统极其复杂，尤其光源驱动线缆较多，为了解决该问题，本申请实施例对背光驱动单元103进行了优化。

如图3为本申请实施例示出的背光驱动单元的结构示意图。该背光驱动单元103包括一个主背光控制器10311、多个从背光控制器10312以及由多个从背光控制器分别控制的多个PWM驱动器1032。其中，每个从背光控制器10312可以控制一个PWM驱动器1032，也可以控制多个PWM驱动器1032，每个PWM驱动器1032对应一个或多个背光源。该多个从背光控制器之间被并行控制，一个从背光控制器的多个PWM驱动器同样被并行控制。需要注意的是，图中的从背光控制器以及PWM驱动器的个 数仅为示例，但并不以此为限定。从背光控制器对PWM驱动器的控制与现有技术中背光处理单元对PWM驱动器的控制相同，此处不再赘述。

主背光控制器10311可以接收来自于图像处理单元104的分区背光数据。该分区背光数据由图像处理单元104根据其接收到的图像信号，按照预定分区算法得到。各分区背光数据用于表征各背光分区对应的分区图像的亮度信息，关于其具体的获得方式会在后面进行描述。

由于背光分区与分区图像是一一对应关系，故由图像处理单元104产生的分区背光数据的个数与背光分区的个数相同。可以将所有背光分区划分成多个扩展分区，每个从背光控制器控制一个扩展分区中所有背光分区的背光亮度，这样主背光控制器可以将所有的分区背光数据分成多个扩展分区数据包，并将其分发给多个从背光控制器，即仅向各从背光控制器发送该从背光控制器控制的扩展分区的分区背光数据，也就是该扩展分区中所有背光分区对应的分区背光数据，而每个从背光控制器也就只需接收其控制的扩展分区的分区背光数据，这样，可以将每个从控制器和与其对应的至少一个PWM驱动器设置在一块驱动电路板上，该驱动电路板在背板上的安装位置与扩展分区在模组中的位置相对靠近，使得在每个从背光控制器控制对应扩展分区中的背光源时，需要较少且较短控制线路即可实现。

另外，主背光控制器10311还可以接收来自于图像处理单元104的同步信号。该同步信号用于图像处理单元104与背光处理单元1031之间的同步，以使主背光控制器10311获悉当前这一帧的分区背光数据从哪里开始，避免错位。

在本申请提供的一些实施方式中，当需要对待显示图像进行全局调光时，主背光控制器10311还可以接收来自于图像处理单元104的全局调光信号。该全局调光信号用于对待显示图像进行整体调整，其可以是图像处理单元104根据用户输入调整、背光模式选择，或是结合环境光因素等得到的信息，并以信号的形式传输给主背光控制器10311。比如，通常需要用该全局调光信号携带的信息是一个百分比数值，那么，作为一种可能的实施方式，可以用PWM信号实现作为该全局调光信号，从而使得背光处理单元1031可以通过该PWM信号的占空比获得上述百分比数值。主控制器10311会将该占空比信息分别发送给从控制器10312，从控制器10312以该占空比信息为基础控制背光源。作为另一种方式，主背光控制器10311并不从图像处理单元104获取全局调光信号，而是根据接收到的所有的分区背光数据计算全局背光亮度，并以次生成PWM信号的占空比，或预设PWM信号的占空比。

图像处理单元104接收图像信号，该图像信号表征了需要在显示面板101上显示的待显示图像的相关信息。在接收到图像信号之后，图像处理单元104会进行下面两方面的操作：一方面，对接收的图像信号进行解码处理生成图像数据，并将其发送给时序控制器105，或根据需要对图像信号进行变换修正处理。由于对图像信号的变换调整属于现有技术范畴，故本申请实施例不再赘述；另一方面，图像处理单元104还会从图像信号得到上述同步信号以及各分区背光数据。其中，各分区背光数据用于表征各背光分区对应的分区图像的亮度信息，其可以根据对应分区图像的图像信号，以灰阶算法得到。例如，由于分区图像的图像信号可以反映该分区图像的各像素点的像素信息，故可以根据该分区图像各像素点的像素值的平均值和像素值中的最大值进行 加权处理，得到该分区图像的亮度信息，从而得到对应的分区背光数据。当然，此处的算法仅为举例，但并不以此为限定。

在本申请提供的一种实现方式中，图像处理单元104还会根据分区背光数据生成全局调光信号。

图像处理单元104可将各分区背光数据、同步信号以及全局调光信号(若包含)输出至背光驱动单元103中的背光处理单元1031，以使背光处理单元1031输出背光控制信号来驱动PWM驱动器1032，并由PWM驱动器1032输出背光驱动信号，以控制各背光分区的背光源的亮度。

可选的，上述图像处理单元104通常为图像显示装置的主处理芯片，如：SOC芯片，或其他视频处理芯片等。

假设如图2所示，有M*N个背光分区，其中M和N分别表示背光分区的行数和列数，那么这些背光分区就对应有Data1-DataM*N个分区背光数据，其分别表示M*N个背光分区各自的分区背光数据。我们可以将M*N个背光分区划分成多个扩展分区。图4a-4c为在图2基础上提供的三种不同扩展分区的划分示意图。可以以行或列方式将这M*N个背光分区划分为M个扩展分区，每个扩展分区中包括N个背光分区。此时，即可设置M个从背光控制器，每个背光控制器控制N个背光分区。当主背光控制器10311从图像处理单元104处接收到Data1-DataM*N个分区背光数据，在经过处理之后，其可将这些分区背光数据分发至M个从背光控制器，每个从背光控制器从主背光控制器处接收N个分区背光数据。

图5给出了本申请实施例示出的图像处理单元与主背光控制器之间的数据传输示意图。在图5中描述了同步信号SYNC和SPI总线的分区背光数据之间的时序关系。其中，Data1-DataM*N分别表示M*N个背光分区各自的分区背光数据。可以看出，主背光控制器10311可以根据同步信号开始接收分区背光数据。

图6给出了本申请实施例的主背光控制器与从背光控制器之间的数据传输示意图。由于每个从背光控制器可以控制N个分区背光亮度，因此，主背光控制器及从背光控制器之间传输的扩展分区数据包中包括N个分区背光数据Data1-DataN。

可以看出，通过上述区分主从背光控制器的方式，主背光控制器在接收到图像处理器发送的各分区背光数据后，可以依据背光分区和从控制器的对应关系，将各分区背光数据分成对应于由多个从背光控制器控制的扩展分区的扩展分区数据包，各扩展分区数据包中仅包含一部分分区背光数据，即，仅包含该从控制器控制下的至少一个驱动芯片对应的背光分区的分区背光数据，以控制对应该扩展分区中的背光源。

在本申请提供的一些实施方式中，为了使图像显示装置获得更佳的显示效果，达到全局峰值增益目的，主背光控制器，可以配置为基于接收到的各分区背光数据统计得到全局背光值；从背光控制器，配置为根据来自主背光控制器的全局背光值以及预置的全局背光值与峰值增益系数的映射关系，确定对应于该全局背光值的峰值增益系数，输出经历了的峰值增益后的分区背光数据。

其中，全局背光值用于表征一帧或多帧图像信号的亮度分布特性，比如，其可以为附图中示出的平均画面电平(average picture level，APL)。在一种可能的实施方式中，可基于各个分区背光数据，通过平均算法得到上述全局背光值；在另一种可能的 实施方式中，也可根据所有分区图像的整体亮度分布特性，通过其他算法(例如直方图统计的方式)得到。通过全局背光值和峰值增益系数的映射关系，可以得到在不同的亮度分布下的不同峰值增益，在本申请提出的主背光控制器控制从背光控制器的架构下，由于从控制器接收的是扩展分区数据包，即部分的分区背光数据，因此无法进行全局背光值的计算，将全局背光值的计算放在主背光控制器，也可以减小从背光处理器的处理负担，进而可以使用较低处理能力的背光处理器作为从背光控制器。

下面结合附图，详细说明主背光控制器和从背光控制器的处理流程。

可选的，图7a为本申请实施例示出的主背光控制器的算法流程示意图。由上面的描述可知，主背光控制器可以接收源于图像处理单元104的各分区背光数据以及同步信号(SYNC)，并且，也可以包含或者不包含全局调光信号。

当主背光控制器10311从图像处理单元104中接收的信号包含全局调光信号时，作为一种可能的实施方式，主背光控制器10311可根据全局调光信号和各分区背光数据完成加权的计算，然后，根据加权计算的结果，统计得到全局背光值，比如，在一些实施例中，全局调光信号可以为PWM信号，那么，主背光控制器10311可以根据该PWM信号获取全局调光信号携带的信息，即一个百分比数值，然后用该百分比数值分别与各分区背光数据相乘，从而得到经过全局调光的分区背光数据，之后再将这些经过全局调光的分区背光数据进行统计平均，得到全局背光值；作为另一种可能的实施方式，主背光控制器10311也可以先根据各分区背光数据统计平均得到统计平均后的背光值，然后，再根据全局调光信号和统计平均后的背光值完成乘积计算得到全局背光值，同时将上述百分比数值分别与各分区背光数据相乘，从而得到经过全局调光的分区背光数据。这里的全局调光信号可以基于用户的背光亮度调整选择得到。

之后，主背光控制器10311将各经过全局调光的分区背光数据和计算得到的全局背光值分发至多个不同的从背光控制器10312中。

在另一种实施方式中，主背光控制器10311从图像处理单元104中接收信号也可不包含全局调光信号。此时计算全局背光值的方式与上述包含全局调光信号时的计算方式类似，即只需对输入主背光控制器10311的各分区背光数据进行统计平均，即可获得全局背光值。也就是说，当主背光控制器10311从图像处理单元104中接收信号包含全局调光信号时，从背光控制器10311输出的分区背光数据是经过全局调光的分区背光数据；当主背光控制器10311从图像处理单元104中接收信号不包含全局调光信号时，从背光控制器10311输出的分区背光数据是与输入主背光控制器10311的数据相同。

进一步可选的，图7b为本申请实施例示出的主背光控制器的算法流程示意图。与图7a不同的是，图7b中主背光控制器在图7a的基础上，还用于获取预置的调整系数GAIN，该调整系数GAIN可与环境光亮度参数或背光模式等因素关联，以使从背光控制器在获得该调整系数GAIN后，根据该调整系数GAIN调整各分区背光数据。除了可以通过预置的方式获得，作为一种可行的实施方式，主背光控制器还可以通过接收增益调整信号来获得该GAIN，增益调整信号中携带GAIN，主背光控制器从所述增益调整信号中获取GAIN后，可以将其传输至所述多个从背光控制器。需要说明的是，GAIN可以是基于背光模式确定的值，在确定了GAIN值的背光模式下，用户还可以 再选择背光亮度调整因子，而该背光亮度调整因子可以通过上述全局调光信号来携带。也就是说，若有全局调光信号和增益调整信号，那么分区背光数据会在主背光控制器中被调整一次，之后在从背光控制器中又被GAIN调整一次；若没有全局调光信号，只有增益调整信号，那么分区背光数据会从背光控制器中又被GAIN调整一次，此时可以通过与全局调光信号的相同的实施方式来实现该增益调整信号。

之后，主背光控制器10311可以将各分区背光数据以及全局背光值，若有调整系数GAIN，则还包括调整系数GAIN，一起分发至多个不同的从背光控制器10312中。如图6所示，可以以此将扩展分区背光数据包(即各从背光控制器对应的扩展分区的分区背光数据)、APL以及调整系数GAIN发送给从背光控制器10312。由于主背光控制器连接了多个从背光控制器，所以其需要向每个从背光控制器发送该从背光控制器控制的扩展分区对应的背光分区的分区背光数据、全局背光值以及调整系数GAIN。可选的，主背光控制器还可以向从背光控制器发送同步信号，以避免数据接收错位。

图8a为本申请实施例示出的从背光控制器的算法流程示意图。从背光控制器10312，根据接收到的全局背光值以及在该从背光控制器10312中预置的全局背光值与峰值增益系数的映射关系，得到该全局背光值对应的峰值增益系数。根据得到的峰值增益系数，该从背光控制器即可对其控制的扩展分区的分区背光数据进行增益后输出。其中，该映射关系可以是全局背光值与峰值增益系数之间对应关系的查找表，比如图8b示出的全局背光值与峰值增益系数之间的关系曲线。

可选的，在不同扩展分区对应的不同的从背光控制器中，可以预置不同的映射关系表。具体的，根据不同扩展分区的区域分布情况，映射关系曲线中峰值增益系数不同。以图8b为例，可以看出，APL与峰值增益系数之间的关系大致为，随着APL的增大，峰值增益系数也不断增大，它们两者之间正相关，当APL增大到一定程度，峰值增益系数达到最大值，此后随着APL的增大，峰值增益系数则会变小，即它们两者之间变为负相关关系。可以在不同的从背光控制器中预置不同的映射关系曲线，比如，以图4a为例，为控制靠近中间的扩展分区的从背光控制器设置起伏比较大的映射关系曲线，而相对地，为控制靠近边缘的扩展分区的从背光控制器设置起伏比较平缓的映射关系曲线，这样，所有从背光控制器的APL虽然相同，但是靠近中间的扩展分区就会相对亮一些，而靠近边缘的扩展分区就会相对暗一些，从而在视觉上会呈现出更加立体的效果。

从背光控制器将接收到的扩展分区数据包中各个背光分区对应的分区背光数据分别与根据全局背光值得到的峰值增益系数相乘，输出经历了峰值增益后的分区背光数据，以生成用于控制对应的背光分区的背光源亮度的信号，从而实现对各个背光分区的峰值亮度进行增益，提升各背光分区的最大背光亮度。

可选的，若接收扩展分区背光数据包中还包括调整系数GAIN字段，则可将各分区背光数据与该调整系数GAIN进行相乘的增益运算。当然，GAIN增益运算可在峰值增益之前，也可以在峰值增益之后。

经过上述峰值增益，或GAIN增益运算后得到经历了峰值增益后的分区背光数据，并将其输出至该从背光控制器控制的一路或多路PWM驱动器中。

这样，主背光控制器将全局背光值传输给从背光控制器，由从背光控制器分别按 照其预置的全局背光值与峰值增益的表来进行峰值增益调整，从而可以达到各从背光控制器分别进行峰值增益调整的目的，这样对图像的处理就更加灵活。

在一些实施方式中，主背光控制器设置在为其配置外围电路的一块主背光控制电路板上，由主背光控制电路板通过多条串行总线与各个扩展分区中对应的多个从背光控制器连接，这样，M个扩展分区只需M路控制总线即可实现。并且，每个扩展分区对应布局一个从背光控制器，多个从背光控制器分别设置在多块配置驱动电路的电路板实现，该驱动电路的电路板上包括一个从背光控制器以及一个或多个PWM驱动器。其中，该从背光控制器分别控制该一个或多个背光驱动器来驱动各路LED背光源的开启或关闭，以达到控制各路背光源亮度目的。这样，在每个从背光控制器控制对应扩展分区中背光源时，需要较少且较短控制线路即可实现。

相关技术中仅设置一颗背光控制器，背光控制器与背光分区之间的光源驱动线一段均连接在该背光控制器所在的电路板上，光源驱动线的另一端连接在各自对应的背光分区，这种架构导致背光控制器所在的电路板上连接了密集的光源驱动线，并且，各背光分区的背光源的位置是固定的，背光控制器所在的电路板的固定位置也是固定了，这需要在背光控制器所在的电路板设置不同长度的光源驱动线以满足背光驱动的需求。

上文详细描述了背光处理单元103中的主背光控制器10311以及从背光控制器10312的工作原理。其中，分区背光数据从图像处理单元104传输至主背光控制器10311，在经由主背光控制器10311处理之后，再传输给从背光控制器19312。正如上文提到的，由于背光分区几百或上千以上，分区背光数据可达上千以上，造成每帧背光数据的数据量极大，要求系统传输速率快以及解码处理能力极强，极易出现数据错误现象。故而本申请实施例提供一种数据传输方式，通过在传输的分区背光数据之后附加具有校验功能的字段，以保证各单元之间数据传输的准确性。这种传输方式既适用于图像处理单元与主背光控制器之间，也适用于主背光控制器与从背光控制器之间，由于这两种情况只是传输的具体数据可能不同，具体为数据附加具有校验功能的字段的方式类似，故这里仅以图像处理单元与主背光控制器之间的数据传输为例进行说明。

从控制器可以放在驱动板上，解决了同一块板子上布线过分密集的情况，并且由于驱动板可以调整设置位置，减小了驱动板和灯条之间的距离，减小了用线的长度。

具体到图像处理单元104与主背光控制器10311之间的通信方式，首先，从连接方式上来看，可选的，主背光控制器10311可以通过串行总线与图像处理单元104连接。这里的串行总线比如可以是串行外设接口(Serial Peripheral Interface，SPI)总线等。

然后，从数据传输角度来看，图像处理单元104需要将各分区背光数据、同步信号、全局调光信号发送给主背光控制器10311，与连接方式相对应，主背光控制器10311可以通过串行总线接收源于图像处理单元104的各分区背光数据、全局调光信号以及同步信号SYNC。

图9a为本申请实施例示出的图像处理单元与主背光控制器之间的数据传输示意图，。在图9a中描述了同步信号SYNC和SPI总线的分区背光数据之间的时序关系，图9b为本申请实施例示出的SPI总线数据时序示意图。与图5相比，为了保证通信帧 数据完整性和准确性，可以在分区背光数据Data1-DataM*N之后包括用于表示帧数据结束的帧数据尾字(End Of Frame，EOF)，该EOF可以是预设的固定数，或者是用以实现帧校验的当前帧所有数据的校验和。为了保证一帧的数据的准确性，当EOF为校验和时，若该帧数据中有个别数据解码错误则校验字节不正确，可以放弃该帧所有数据，以防止传输过程中个别数据被损坏而不能察觉，避免引入错误的分区背光数据，从而进一步增加了校验准确性校验。

可选的，还可以在分区背光数据Data1-DataM*N之前包括两部分，一部分为用于表示帧数据开始的帧数据头(Start Of Heading，SOH)，用于防止多个背光分区的分区背光数据错位，以保证每一帧分区背光数据的完整性和准确性；另一部分为命令字(Command，CMD)，该CMD是预留的命令字节，用来传输图像处理单元104发送过来的指令，如某些驱动模式选择、使能之类等命令，例如，上文提到的调整增益GAIN即可用该CMD由图像处理单元传输给主背光控制器。需要说明的是，图示中的字节均是以8位表示，其仅为示例，并不以此为限定。在实际中，可以根据控制器的处理精度决定。

本申请提供的一些实施例中通过主控制器控制从控制器的方式，在主控制器中对扩展分区对应的分区背光数据进行重新封装并分别发往对应的从控制器，由于主控制器可以对分区背光数据进行校验，使得从控制器接收到的背光数据较为准确。

在一些实施例中，本申请提供了一种背光亮度控制方法，包括：基于接收的图像信号，图像处理单元按照预定分区算法得到多个分区背光数据，并向主背光控制器传输所述分区背光数据，所述分区背光数据用于表征分区图像的亮度信息；

主背光控制器接收所述多个分区背光数据，并根据接收的所述多个分区背光数据得到全局背光值；所述全局背光值用于表征所述图像信号的整体亮度信息

主背光控制器将所述全局背光值传输给从背光控制器，并将所述从背光控制器对应的扩展分区的分区背光数据分发给所述从背光控制器，其中，所述扩展分区包括一个或多个背光分区，不同背光控制器对应的扩展分区不同；

从背光控制器接收所述主背光控制器分发的所述全局背光值和所述对应的扩展分区的分区背光数据；并根据所述全局背光值以及预设映射关系，确定所述全局背光值映射的峰值增益系数，其中，所述预设映射关系为所述全局背光值与所述峰值增益系数之间的对应关系；

从背光控制器根据所述峰值增益系数，对所述扩展分区的分区背光数据进行增益后输出控制信号以驱动对应的扩展分区的背光源。

以上具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1. 一种背光亮度控制装置，其特征在于，包括：图像处理单元、与所述图像处理单元连接的主背光控制器、分别与所述主背光控制器连接的多个从背光控制器，以及脉冲宽度调制PWM驱动器；所述从背光控制器用于控制对应的扩展分区的背光亮度，所述扩展分区包括一个或多个背光分区，各所述从背光控制器对应的扩展分区不同；所述从背光控制器与一个或多个PWM驱动器连接；

   所述图像处理单元被配置为：基于接收的图像信号，按照预定分区算法得到多个分区背光数据，并向所述主背光控制器传输所述分区背光数据，所述分区背光数据用于表征分区图像的亮度信息；

   所述主背光控制器被配置为：接收所述多个分区背光数据；根据接收的所述多个分区背光数据得到全局背光值；将所述全局背光值传输给所述多个从背光控制器，并将各所述从背光控制器对应的扩展分区的分区背光数据分别分发给各所述从背光控制器，所述全局背光值用于表征所述图像信号的整体亮度信息；

   所述从背光控制器被配置为：接收所述主背光控制器分发的所述全局背光值和所述对应的扩展分区的分区背光数据；根据所述全局背光值以及预设映射关系，确定所述全局背光值映射的峰值增益系数；根据所述峰值增益系数，对所述扩展分区的分区背光数据进行增益后输出控制信号，其中，所述预设映射关系为所述全局背光值与所述峰值增益系数之间的对应关系；

   所述一个或多个PWM驱动器分别由与其连接的从背光控制器并行控制，用于接收所述控制信号并驱动从控制器对应的扩展分区的背光源。
2. 根据权利要求1所述的背光亮度控制装置，其特征在于，所述主背光控制器设置在一块电路板上；以及所述多个从背光控制器分别设置在多块为其配置驱动电路的电路板上。
3. 根据权利要求2所述的背光亮度控制装置，其特征在于，所述驱动电路包括多个脉冲宽度调制PWM驱动器。
4. 根据权利要求1所述的背光亮度控制装置，其特征在于，所述主背光控制器，还被配置为接收全局调光信号，并基于所述全局调光信号与所述多个分区背光数据得到调整后的分区背光数据，输出至所述从背光控制器。
5. 根据权利要求1所述的背光亮度控制装置，其特征在于，所述主背光控制器，还被配置为获取预置的调整系数，并将所述调整系数传输至所述多个从背光控制器。
6. 根据权利要求1所述的背光亮度控制装置，其特征在于，所述主背光控制器，还被配置为接收增益调整信号，所述增益调整信号中携带调整系数；

   所述主背光控制器还被配置为从所述增益调整信号中获取所述调整系数，并将所述调整系数传输至所述多个从背光控制器。
7. 根据权利要求5或6所述的背光亮度控制装置，其特征在于，所述从背光控制器，还被配置为基于所述调整系数以调整所述对应的扩展分区的分区背光数据。
8. 根据权利要求5或6所述的背光亮度控制装置，其特征在于，所述调整系数基于环境光亮度参数或用户选择的图像模式得到。
9. 根据权利要求1所述的背光亮度控制装置，其特征在于，所述多个从背光控制 器中预设的映射关系不同。
10. 根据权利要求1所述的背光亮度控制装置，其特征在于，所述主背光控制器用于接收以第一串行数据格式封装的所述多个分区背光数据，所述第一串行数据格式包括所述多个分区背光数据以及用于表示帧数据结束的帧数据尾字的字段。
11. 根据权利要求10所述的背光亮度控制装置，其特征在于，所述帧数据尾字的字段用于表示当前帧数据的校验和。
12. 根据权利要求10所述的背光亮度控制装置，其特征在于，所述第一串行数据格式还包括在所述多个分区背光数据前的用于表示帧数据开始的帧数据头。
13. 根据权利要求12所述的背光亮度控制装置，其特征在于，所述第一串行数据格式还包括在所述帧数据头和所述多个分区背光数据之间的命令字段。
14. 根据权利要求13所述的背光亮度控制装置，其特征在于，所述命令字段用于指示驱动模式选择。
15. 根据权利要求10所述的背光亮度控制装置，其特征在于，所述从背光控制器用于接收以第二串行数据格式封装的所述扩展分区的分区背光数据，所述第二串行数据格式包括所述扩展分区的分区背光数据以及用于表示帧数据结束的帧数据尾字的字段。
16. 根据权利要求15所述的背光亮度控制装置，其特征在于，所述第二串行数据格式还包括：表示全局背光值的字段以及表示所述扩展分区的分区背光数据的字段。
17. 根据权利要求15所述的背光亮度控制装置，其特征在于，所述第二串行数据格式还包括：用于表示调整系数的字段。
18. 一种背光亮度控制方法，其特征在于，包括：

    基于接收的图像信号，图像处理单元按照预定分区算法得到多个分区背光数据，并向主背光控制器传输所述分区背光数据，所述分区背光数据用于表征分区图像的亮度信息；

    主背光控制器接收所述多个分区背光数据，并根据接收的所述多个分区背光数据得到全局背光值；所述全局背光值用于表征所述图像信号的整体亮度信息

    主背光控制器将所述全局背光值传输给从背光控制器，并将所述从背光控制器对应的扩展分区的分区背光数据分发给所述从背光控制器，其中，所述扩展分区包括一个或多个背光分区，不同背光控制器对应的扩展分区不同；

    从背光控制器接收所述主背光控制器分发的所述全局背光值和所述对应的扩展分区的分区背光数据；并根据所述全局背光值以及预设映射关系，确定所述全局背光值映射的峰值增益系数，其中，所述预设映射关系为所述全局背光值与所述峰值增益系数之间的对应关系；

    从背光控制器根据所述峰值增益系数，对所述扩展分区的分区背光数据进行增益后输出控制信号以驱动对应的扩展分区的背光源。
19. 一种图像显示装置，其特征在于，包括：显示面板、背光组件、以及权利要求1所述的背光亮度控制装置。

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