CN101777310B - 一种动态背光控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用液晶并控制从独立光源发光用于显示字符的发光控制方法，具体涉及一种LED显示面板的动态背光控制方法。该控制方法包括：在预设的全屏平均亮度的两个固定阀值之间设置有至少一个控制点，在该控制点与所述两个固定阀值之间对应背光亮度形成调整曲线作为背光调整的基准；计算的前后两次平均亮度值加权平均得到当前帧图像全屏的平均亮度值；根据在作为背光调整基准的调整曲线上所述平均亮度值对应的背光亮度值对应的调整背光亮度。这样，本发明提供了一种动态调整背光亮度的方法，克服了液晶显示与结构配合中固有的暗灰阶漏光问题，提高了动态对比度，改善了画质，并实现节能环保的目的。

Description

一种动态背光控制方法

技术领域

本发明涉及一种采用液晶并控制从独立光源发光用于显示字符的发光控制方法，具体涉及一种LED显示面板的动态背光控制方法。

背景技术

在现在应用广泛的液晶显示器中的液晶面板不发光，而是依靠液晶面板后的背光提供光源，从而完成显示功能。目前在液晶面板中使用较多的背光源是发光二极管LED，LED作为液晶显示器的背光源，其色彩还原性号，亮度均匀性好，寿命长，抗震性能好，已经应用在液晶面板的背光装置中。但是现有设计中，为了提高显示质量，克服其本身固有的缺陷，人们想到根据背光参数的变化对背光进行有效的控制，例如

公开号为CN101656049，名称为“背光源亮度控制装置及其方法”的中国发明专利公开了一种背光源亮度控制装置及其方法。背光源亮度控制装置包括控制方式判定模块和亮度调节模块，控制方式判定模块用于根据接收到的输入信号获得液晶显示面板的显示亮度参数，并根据所述显示亮度参数获得控制信号，亮度调节模块与控制方式判定模块连接，用于根据所述控制信号以脉宽调制方式调整背光源的亮度或以脉幅调制方式调整背光源的亮度。本发明通过脉宽调制方式和脉幅调制方式的有机结合，当显示亮度较高时，以脉宽调制方式调整背光源的亮度，当显示亮度较低时，以脉幅调制方式调整背光源的亮度，有效克服了使用LED背光源存在的闪烁现象。

公开号为CN101159121名称为“背光源控制***及方法”的中国发明专利公开了一种背光源控制***，包括背光源；二维光学测量单元，用于采集背光源的亮度参数，生成背光源的亮度分布数据；信号处理单元，用于从二维光学测量单元获取亮度分布数据，对亮度分布数据进行处理，生成控制背光源亮度的控制信号，并向背光源发送。本发明还公开了一种背光源控制方法，包括采集背光源的亮度参数；根据亮度参数生成背光源的亮度分布数据；根据亮度分布数据生成控制背光源亮度的控制信号；根据控制信号输出控制背光源亮度的驱动电流。通过本发明提供的***和方法，实现了背光源均一性的提高，从而提高显示质量，并解决了背光源中发光二极管自身存在的差异性。

公开号为CN101441856，名称为“背光模块及控制背光模块的亮度的方法”的中国发明专利公开了一种背光模块及控制背光模块的亮度的方法。所述背光模块包括多个发光源、一光感测器及一控制电路。所述多个发光源的每一发光源可独立操作。所述光感测器用来检测所述多个发光源的亮度以产生一亮度信号。所述控制电路用来根据所述亮度信号驱动所述多个发光源。当所述背光模块用于一扫描式背光的液晶显示器时，所述控制电路根据一显示信号关闭所述多个发光源的部分发光源。当所述多个发光源全部开启时，所述控制电路读取所述亮度信号，以根据所述亮度信号调整所述背光模块的亮度。

公开号为CN101630484，名称为“背光控制器、使用其的显示装置及背光模块的控制方法”的中国发明专利公开了一种背光控制器、使用其的显示装置及控制背光模块的方法。背光控制器包括时域加权模块及调光控制模块。时域加权模块计算提供至目前画面的第一背光亮度与目标背光亮度的权重和，以作为一调整背光亮度。其中，目标背光亮度为依据目前画面的影像内容所获得的。调光控制模块依据目标背光亮度，将调整背光亮度增加或减少一步阶值，并产生提供至下一画面的第二背光亮度。藉此，背光模块的背光亮度可快速且平稳地调整至目标背光亮度，以避免背光源的闪烁，且背光模块的背光亮度可随影像内容可适性地调整以降低功率消耗。

公开号为CN1658110，名称为“背光源亮度的控制方法和控制装置”的中国发明专利公开了一种背光源亮度的控制方法，适用于笔记本电脑。本发明首先检索图像控制模组所输出的背光影像调节省电信号，另外又透过光检测模组检测外界环境的亮度，以得到周遭照明度值，再依据周遭照明度值求得对应外界环境亮度的周边亮度感测协定信号。然后依据背光影像调节省电信号和周边亮度感测协定信号来控制背光源亮度，使得笔记本电脑提升省电的功效。

以上述专利技术为代表的现有技术提供了利用背光亮度对背光进行控制的多种方法及相应的装置，但是由于它们基于的目的各不相同，虽然它们均对液晶显示面板的显示质量有了一定的改进，但是它们公开的控制方法并不充分，对提高液晶显示器的显示效果有限。

因此，本发明就是基于上述的现有技术，为了克服液晶显示与结构配合中固有的暗灰阶漏光问题，提高动态对比度，改善画质，并实现节能环保的目的，而提供了一种动态调整背光亮度的方法。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种背光源控制方法，通过对全屏背光亮度的调整，克服了液晶显示与结构配合中固有的暗灰阶漏光问题，提高了动态对比度，改善了画质，并实现节能环保的目的。

为了实现上述的发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种动态背光控制方法，该控制方法包括：

(1)在预设的全屏平均亮度的两个固定阀值之间设置有至少一个控制点，在该控制点与所述两个固定阀值之间对应背光亮度形成第一曲线作为背光调整的基准；

(2)扫描显示屏中全屏中当前帧图像每个像素点的亮度，根据扫描结果加权平均计算全屏的第一平均亮度值；

(3)间隔固定的阀值扫描显示屏中全屏中当前帧图像每个像素点的亮度，根据扫描结果加权平均计算全屏的第二平均亮度值，

(4)根据上述两步中计算的前后两次平均亮度值加权平均得到当前帧图像全屏的平均亮度值；

(5)根据在作为背光调整基准的第一曲线上所述平均亮度值对应的背光亮度值对应的调整背光亮度。

另外，在所述的步骤(1)中在两个固定阀值之间还设置有具有相同控制点但是分别对应不同背光亮度的第二曲线，可通过对液晶显示器模式的选择按照所述的第二曲线调整背光亮度。所述的第二曲线中对应上限值的背光亮度为所述的第一曲线对应上限值的背光亮度的70％-75％。使得整个背光亮度调整方法可以实现在不同模式下的均能提高显示质量以及节省能源的目的

在上述的控制方法的步骤中两个固定阀值分为上限值和下限值，其中上限值＞下限值，在该上限值和下限值之间只设置有一个控制点，在上述最后一步中将所述的平均亮度值与该上限值、控制点以及下限值分别进行比较，根据比较结果对所述背光亮度进行调整。更具体的控制方法可以说明如下，所述的固定阀值的上限值和下限值对应的背光亮度分别为第一亮度和第二亮度，所述的控制点对应的背光亮度为第三亮度，其中第一亮度＞第三亮度＞第二亮度，则，

(1)当上限值≤平均亮度值时，控制全屏的背光亮度为预设的第一亮度；

(2)当上限值＞平均亮度值＞控制点时，控制全屏的背光亮度在预设的第一亮度以及第三亮度之间调整；

(3)当控制点＞平均亮度值＞下限值时，控制全屏的背光亮度在预设的第三亮度以及第二亮度之间调整；

(4)当下限值≥平均亮度值时，控制全屏的背光亮度为预设的第二亮度。

所述背光亮度在预设的固定值第一亮度以及第三亮度，第三亮度以及第二亮度之间与所述的平均亮度值对应分别成正比线性调整。

而背光亮度通过控制PWN信号的占空比以在特定的时间内达到对背光的渐变控制的，这种控制可以防止由于亮度的突然变化而对观察者的视觉造成不利的影响。至于PWN信号占空比的变化对背光亮度的控制，由于是公知的，在这里也不赘述了。

另一种较为节省***资源并加快计算速度的方式是将所述全屏被划分为至少两个不同的亮度区域，每个亮度区域根据本区域内的像素值为基础计算本区域内所述的平均亮度值，并分别再根据不同区域内计算的平均亮度值计算全屏平均亮度值，并根据全屏亮度值分别控制本区域内亮度的改变。

利用上述的方法划分显示屏的区域可以将全屏划分为形状相同的规则区域或者所述亮度区域为对所述全屏划分的形状不同的规则区域。同时更优选的所述的不同亮度区域内的像素点的数量应该是相同的，不同区域内的亮度检测通过同一检测单元进行同步检测

采用上述的技术方案，通过对全屏背光亮度的调整，克服了液晶显示与结构配合中固有的暗灰阶漏光问题，提高了动态对比度，改善了画质，并实现节能环保的目的。

附图说明

图1中显示的是利用本发明的背光控制方法的流程图；

图2中显示的现有技术中Trident背光控制曲线示意图；

图3中显示的是本发明的两种模式下背光控制曲线的示意图。

具体实施方式

本发明在于提供一种动态调整背光亮度的方法，通过对全屏背光亮度的调整，克服了液晶显示与结构配合中固有的暗灰阶漏光问题，提高了动态对比度，改善了画质，并实现节能环保的目的。

图1中显示的是利用本发明的背光控制方法的流程图。在本实施例中为了实现在液晶显示器中的正常模式以及节能模式下都能够满足改善液晶显示问题，防止液晶显示漏光。在本发明的这个实施例中采用了两种模式，每种模式中对应的不同的调整曲线，每种曲线中的背光亮度以及全屏的平均亮度值对应的关系并不一致，具体关系会在说明书之后的部分进一步具体说明。总体来说，上述两种模式对应的不同曲线上都预设有全屏平均亮度的两个固定阀值Max，Min，并且在它们之间设置有至少一个控制点Con，在该控制点Con与所述两个固定阀值Max，Min之间分别对应背光亮度构成第一曲线C1以及第二曲线C2。其中第一曲线C1对应为应用在正常模式下的背光亮度以及全屏平均亮度的调整关系，而第二曲线C2对应为应用在节能模式下的背光亮度以及全屏平均亮度的调整关系，上述两条曲线C1，C2作为不同模式下调整关系的基准。

然后利用检测单元扫描显示屏中全屏当前帧图像每个像素点的亮度，根据扫描结果加权平均计算全屏的第一平均亮度值A1，这里的计算方法采用全部像素点亮度全加之后除以像素值总数得到的结果，像素总数的扫描根据对显示器场扫描以及行扫描的结果综合确定；然后在间隔固定的阀值扫描显示屏中当前帧图像每个像素点的亮度，根据扫描结果并以相同的方法对数据进行加权平均计算全屏的第二平均亮度值A2。根据上述两步中计算的前后两次平均亮度值A1，A2加权平均得到当前帧图像全屏的平均亮度值A，在这里的当前帧图像就是间隔固定时间之后获得的第二次检测时的图像。

而对全屏的亮度计算方法却不限于对全屏平均亮度整体计算，也可以是将全屏划分为为至少两个不同的亮度区域，每个亮度区域根据本区域内的像素值为基础计算所述的平均亮度值。需要说明的是，对上述全屏亮度区域的划分可以形状相同的规则区域或者所述亮度区域为对所述全屏划分的形状不同的规则区域，另外，不同亮度区域内的像素点的数量优选是相同的，不同区域内的亮度检测通过同一检测单元进行同步检测，在根据不同区域内计算的平均样本值计算全屏样本值。

最后可以根据之前选择的模式确定不同的调整基础，即通过第一曲线C1或者第二曲线C2上与得到的平均亮度值A对应的背光亮度对应的调整背光板的亮度。以达到既能够调整液晶显示器显示效果，又能够实现节能的目的。

图2中显示的是现有技术中Trident背光控制曲线示意图，其实现了对背光亮度进行控制的全屏平均亮度(如图中横轴所示Lu1)与背光亮度(如图中纵轴所示Lu2)之间的关系，主要用于比较说明本发明的控制方法的不同。该方法主要表现为在两个固定阀值之间Lu1与Lu2之间的线性变化。虽然按照这种关系的调整能够实现降低功耗的目的，但是并不能很好的解决调整图像对比关系的目的。图3显示的实施例就是基于该现有曲线的基础上提出的改进，具体如下说明。

图3中显示的是本发明的两种模式下背光控制曲线的示意图。图中坐标系的横轴Lu1为全屏平均亮度，纵轴Lu2为背光亮度，在该坐标系内的两条曲线上均设置的两个对应全屏平均亮度的固定阀值Max，Min分为上限值Max和下限值Min，其中上限值Max＞下限值Min，在本实施例中的两条曲线上的上限值Max和下限值Min之间设置有一个控制点Con，而调整关系的确定就是根据平均亮度值A与该上限值Max、控制点Con以及下限值Min分别进行比较之后在曲线上确定的，最后根据比较结果对所述背光亮度进行调整。

具体的比较方法比较直观，包括首先上述固定阀值的上限值Max和下限值Min对应的背光亮度分别为第一亮度P1和第二亮度P2，所述的控制点Con对应的背光亮度为第三亮度P3，其中第一亮度P1＞第三亮度P3＞第二亮度P2，则，

(1)当上限值Max≤平均亮度值A时，控制全屏的背光亮度为预设的第一亮度P1；

(2)当上限值Max＞平均亮度值A＞控制点Con时，控制全屏的背光亮度在预设的第一亮度P1以及第三亮度P3之间调整；

(3)当控制点Con＞平均亮度值A＞下限值Min时，控制全屏的背光亮度在预设的第三亮度P3以及第二亮度P2之间调整；

(4)当下限值Min≥平均亮度值A时，控制全屏的背光亮度为预设的第二亮度P2。

当然如果在上限值Max以及下限值Min之间的控制点设置有多个，则上述的比较方法顺序扩展加入对应的比较关系就可以使用。另外，背光亮度在预设的固定值第一亮度P1以及第三亮度P3，第三亮度P3以及第二亮度P2之间与所述的平均亮度值A对应分别成正比线性调整。

更具体的以数据说明，分别在第一曲线C1以及第二曲线C2上选取了三个点，全屏图像的平均亮度值分别选取Min＝16IRE、Con＝46IRE、Max＝80IRE时进行控制。如果全屏图像的平均亮度值大于16IRE的情况下仍然将背光亮度调为最小值，在暗场景多的画面会出现模糊效果，所以只有当全屏图像的平均亮度小于16IRE时，将背光亮度调整为最小值；同时由于正常画面达到80IRE的情况并不多，所以图像亮度大于80IRE时将背光亮度调至最大值，提高画面的对比度；另外在16IRE同80IRE中间选取46IRE作为控制点，将背光亮度调至80％，以基于两条曲线为基准均可以增强画面亮度。在本实施例中，第一曲线C1和第二曲线C2采用相同的控制点Con选点方法，其中第二曲线C2对应的最大背光亮度控制到为第一曲线C1的75％，从而满足节能的要求。这样，根据上述调整方法对背光亮度进行相应的调整之后的显示器具有更好的对比度并满足节能的要求。

最后，控制液晶屏背光的PWM信号的占空比以此达到对液晶屏背光，在背光调节的过程采取渐变的方式，确保整个调节过程中PWN占空比的变化应该采用逐步改变的方式，达到渐变控制的目的，防止突然变化而对人眼造成的视觉不适应。当然，这种对液晶屏背光的PWN信号的占空比控制应该根据上述全屏亮度平均值的变化进行控制，。如果是对全屏划分了不同区域，也可以控制对应区域的PWN信号占空比对应变化来控制不同区域内背光的变化。

这样，通过采用上述的技术方案对全屏背光亮度的调整，克服了液晶显示与结构配合中固有的暗灰阶漏光问题，提高了动态对比度，改善了画质，并实现节能环保的目的。

另外，本发明的保护范围并不局限于上述具体实施方式中所公开的具体实施例，而是只要满足本发明权利要求中技术特征的组合就落入了本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动态背光控制方法，其特征在于，该控制方法包括：

(1)在预设的全屏平均亮度的两个固定阀值(Max，Min)之间设置有至少一个控制点(Con)，在该控制点(Con)与所述两个固定阀值(Max，Min)之间对应背光亮度形成第一曲线(C1)作为背光调整的基准；

(2)扫描显示屏中全屏中当前帧图像每个像素点的亮度，根据扫描结果加权平均计算全屏的第一平均亮度值(A1)；

(3)间隔固定的时间阀值扫描显示屏中全屏中当前帧图像每个像素点的亮度，根据扫描结果加权平均计算全屏的第二平均亮度值(A2)；

(4)根据上述两步中计算的前后两次平均亮度值(A1，A2)加权平均得到当前帧图像全屏平均亮度值(A)；

(5)根据在作为背光调整基准的第一曲线(C1)上所述当前帧图像全屏平均亮度值(A)对应的背光亮度值对应的调整背光亮度。

2.根据权利要求1所述的一种动态背光控制方法，其特征在于，所述的两个固定阀值(Max，Min)分为上限值(Max)和下限值(Min)，其中上限值(Max)＞下限值(Min)，在该上限值(Max)和下限值(Min)之间只设置有一个控制点(Con)，在上述最后一步中将所述的当前帧图像全屏平均亮度值(A)与该上限值(Max)、控制点(Con)以及下限值(Min)分别进行比较，根据比较结果对所述背光亮度进行调整。

3.根据权利要求2所述的一种动态背光控制方法，其特征在于，所述的上限值(Max)和下限值(Min)对应的背光亮度分别为第一亮度(P1)和第二亮度(P2)，所述的控制点(Con)对应的背光亮度为第三亮度(P3)，其中第一亮度(P1)＞第三亮度(P3)＞第二亮度(P2)，则，

当上限值(Max)≤所述的当前帧图像全屏平均亮度值(A)时，控制全屏的背光亮度为预设的第一亮度(P1)；

当上限值(Max)＞所述的当前帧图像全屏平均亮度值(A)＞控制点(Con)时，控制全屏的背光亮度在预设的第一亮度(P1)以及第三亮度(P3)之间调整；

当控制点(Con)＞所述的当前帧图像全屏平均亮度值(A)＞下限值(Min)时，控制全屏的背光亮度在预设的第三亮度(P3)以及第二亮度(P2)之间调整；

当下限值(Min)≥所述的当前帧图像全屏平均亮度值(A)时，控制全屏的背光亮度为预设的第二亮度(P2)。

4.根据权利要求3所述的一种动态背光控制方法，其特征在于，所述背光亮度在预设的固定值第一亮度(P1)以及第三亮度(P3)，第三亮度(P3)以及第二亮度(P2)之间与所述的当前帧图像全屏平均亮度值(A)对应分别成正比线性调整。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种动态背光控制方法，其特征在于，所述的背光亮度通过控制PWN信号的占空比以在特定的时间内达到对背光的渐变控制。

6.根据权利要求1所述的一种动态背光控制方法，其特征在于，所述全屏被划分为至少两个不同的亮度区域，每个亮度区域根据本区域内的像素值为基础计算本区域内平均亮度值以及平均样本值，并分别再根据不同区域内计算的平均样本值计算全屏平均样本值，根据全屏平均样本值分别控制本区域内亮度的改变。

7.根据权利要求6所述的一种动态背光控制方法，其特征在于，所述的亮度区域为对所述全屏划分为形状相同的规则区域或者所述亮度区域为对所述全屏划分的形状不同的规则区域。

8.根据权利要求7所述的一种动态背光控制方法，其特征在于，所述的不同亮度区域内的像素点的数量是相同的，不同区域内的亮度检测通过同一检测单元进行同步检测。

9.根据权利要求1所述的一种动态背光控制方法，其特征在于，在所述的步骤(1)中在所述两个固定阀值(Max，Min)之间还设置有具有相同控制点(Con)但是分别对应不同背光亮度的第二曲线(C2)，可通过对液晶显示器模式的选择按照所述的第二曲线(C2)调整背光亮度。

10.根据权利要求9所述的一种动态背光控制方法，其特征在于，所述的第二曲线(C2)中对应上限值(Max)的背光亮度为所述的第一曲线(C1)对应上限值(Max)的背光亮度的70％-75％。

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