发明内容
本发明的主要目的是提供一种HDR电视机,旨在提高HDR电视机显示屏显示的一致性。
为实现上述目的,本发明提出了一种HDR电视机,所述HDR电视机包括显示屏、偏移量计算模块、恒流驱动控制模块、多个恒流驱动电路、多个灯条、图像处理MCU、及存储器;所述显示屏分成多个区域,多个灯条分别分布于多个区域;其中,
所述图像处理MCU,输出灰度信号;
所述偏移量计算模块,接收显示屏各个区域的亮度信息;根据各区域的亮度信息,计算各个区域的基准偏移量;将基准偏移量存放于所述存储器中;
所述恒流驱动控制模块读取所述存储器中基准偏移量,并根据该基准偏移量及灰度信号,转换成多路PWM控制信号,分别驱动多个恒流驱动电路输出不同的恒定电流,以驱动对应区域的灯条发光,从而点亮显示屏。
优选地,所述图像处理MCU分别输出第一灰度信号至各个恒流驱动电路;所述偏移量计算模块,获取显示屏各个区域的亮度值,计算各个亮度值的中间值;根据该中间值计算第一灰度信号对应的偏移量,并根据该偏移量计算各个区域的基准偏移量。
优选地,所述第一灰度信号为最大灰阶对应的灰度信号。
优选地,所述偏移量计算模块获取第一灰阶信号对应的PWM控制信号的占空比、区域亮度的实际值、中间值;
将区域亮度的实际值减去中间值再除以区域亮度的实际值,再将得到的数据乘以PWM控制信号的占空比,得到第一灰阶信号的偏移量;将所述偏移量除以灰阶得到基准偏移量。
优选地,所述偏移量计算模块集成于所述图像处理MCU。
优选地,所述图像处理MCU输出图像数据至所述显示屏,同时输出各区域的灰度至所述恒流驱动控制模块;
恒流驱动控制模块根据该灰度计算PWM值,再读取基准偏移量,将该基准偏移量跟灰度相乘得到对应区域的灰阶偏移量,将灰阶偏移量跟PWM值进行相加,得到对应区域的最终PWM控制值,恒流控制电路根据所述最终PWM控制值输出相应的恒流驱动电流,驱动所述灯条发光。
本发明还提供一种区域调光方法,应用于如上述的HDR电视机,所述区域调光方法包括以下步骤:
通过所述图像处理MCU,输出灰度信号;
通过所述偏移量计算模块,接收显示屏各个区域的亮度信息;计算各个区域的基准偏移量;将基准偏移量存放与所述存储器中;
通过恒流驱动控制模块读取所述存储器中基准偏移量,并根据该基准偏移量及灰度信号,转换成多路PWM控制信号,分别驱动多个恒流驱动电路输出不同的恒定电流,以驱动对应区域的灯条发光,从而点亮显示屏。
优选地,所述“通过所述偏移量计算模块,接收显示屏各个区域的亮度信息;计算各个区域的基准偏移量”具体包括以下步骤:
所述图像处理MCU分别输出第一灰度信号至各个恒流驱动电路;所述偏移量计算模块,获取显示屏各个区域的亮度值,计算各个亮度值的中间值;根据该中间值计算第一灰度信号对应的偏移量,并根据该偏移量计算各个区域的基准偏移量。
优选地,所述“根据该偏移量计算各个区域的基准偏移量”具体包括以下步骤:
所述偏移量计算模块获取第一灰阶信号对应的PWM控制信号的占空比、区域亮度的实际值、中间值;
将区域亮度的实际值减去中间值再除以区域亮度的实际值,再将得到的数据乘以PWM控制信号的占空比,得到第一灰阶信号的偏移量;将所述偏移量除以灰阶得到基准偏移量。
优选地,所述“通过所述恒流驱动控制模块读取所述存储器中基准偏移量,并根据该基准偏移量及灰度信号,转换成多路PWM控制信号,分别驱动多个恒流驱动电路输出不同的恒定电流,以驱动对应区域的灯条发光,从而点亮显示屏”具体包括以下步骤:
所述图像处理MCU输出图像数据至所述显示屏,同时输出各区域的灰度信号至所述恒流驱动控制模块;
恒流驱动控制模块根据该灰度信号计算PWM值,再读取基准偏移量,将该基准偏移量跟灰度信号对应的灰度值相乘得到对应区域的灰阶偏移量,将灰阶偏移量跟PWM值进行相加,得到对应区域的最终PWM控制值,恒流控制电路根据所述最终PWM控制值输出相应的恒流驱动电流,驱动所述灯条发光。
本发明技术方案通过设置显示屏、偏移量计算模块、恒流驱动控制模块、多个恒流驱动电路、多个灯条、图像处理MCU、及存储器,形成了一种HDR电视机。所述恒流驱动控制模块读取所述存储器中基准偏移量,并根据该基准偏移量及灰度信号,转换成多路PWM控制信号,分别驱动多个恒流驱动电路输出不同的恒定电流,以驱动对应区域的灯条发光,有效降低了因灯条本身属性及输出至灯条电流误差对灯条发光亮度的影响,提高了显示屏显示亮度的一致性。
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,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种HDR电视机。
参照图1,在本发明实施例中,该HDR电视机包括显示屏10、偏移量计算模块20、恒流驱动控制模块30、多个恒流驱动电路40、多个灯条50、图像处理MCU60、及存储器70;所述显示屏10分成多个区域,多个灯条50分别分布于多个区域。
所述图像处理MCU60,输出灰度信号及图像信号;所述偏移量计算模块20,获取显示屏10各个区域的亮度值,根据各区域的亮度信息,计算各个区域的基准偏移量;将基准偏移量存放于所述存储器70中;所述恒流驱动控制模块读取所述存储器70中基准偏移量,并根据该基准偏移量及灰度信号,转换成多路PWM控制信号,分别驱动多个恒流驱动电路40输出不同的恒定电流,以驱动对应区域的灯条50发光,从而点亮显示屏10。
继续参照图1,按照设计需求,在灯条50达到需求的设计亮度时,提供给相应的恒流驱动电路40的电流为I。以灰阶为255(对应十六进制0xFF)为例,即在图像处理MCU60输出灰阶为255的信号时对应电流为I;图像处理MCU60根据输入图像的各区域的亮度信息,传送相应的灰度信号给恒流驱动控制模块30,恒流驱动控制模块30根据各区域的灰度值,控制各区域对应的恒流驱动电路40输出不同的恒流电流,以驱动该区域的灯条50发光。
应该说明的是,在恒流驱动电流为I状态下,应还预留电流的上调和下调节控制,如以输出PWM信号给恒流驱动电路40,恒流驱动电路40根据不同的PWM占空比输出不同的驱动电流,此时电流为I时,PWM占空比不应设计为100%,并且电流为I时,灯条50不是其最大亮度。
本发明中,对显示屏10的每个区域,图像处理MCU60分别输入最大的灰度值0xFF,恒流驱动控制模块30分别控制区域恒流驱动电路40输出驱动电流I,控制其对应区域的灯条50发光。本实施例中通过外置于电视机的彩色信号测试仪CA310对显示屏10在电流I状态下的各区域的亮度逐一采集,得到在相同驱动电流I下各区域灯条50亮度值。并根据采集的亮度值,将中间亮度值为典型亮度,偏移量计算模块20对大于或小于该典型亮度的区域进行计算,如亮度大于典型亮度的,偏移量前置负;亮度小于典型亮度的,偏移量前置正。以最大设计亮度以及偏移量为参考,计算各区域最大灰阶时偏移量,并根据最大灰阶时偏移量计算各灰阶的偏移量,最终得到各区域亮度的偏移量,并将该偏移量存储于存储芯片中。
在电视机正常工作时,恒流驱动控制模块30输出PWM信号时,以图像处理MCU60输出原始画面的灰度值以及各区域的偏移量为基准进行计算,恒流驱动电路40输出修正后的驱动电流。
同时对于其他灰阶下的偏移量也可通过输入不同的灰阶信号,采集其区域亮度后逐步计算得到。
本发明技术方案通过设置显示屏10、偏移量计算模块20、恒流驱动控制模块30、多个恒流驱动电路40、多个灯条50、图像处理MCU60、及存储器70,形成了一种HDR电视机。所述恒流驱动控制模块30读取所述存储器70中基准偏移量,并根据该基准偏移量及灰度信号,转换成多路PWM控制信号,分别驱动多个恒流驱动电路40输出不同的恒定电流,以驱动对应区域的灯条50发光,有效降低了因灯条50本身属性及输出至灯条50电流误差对灯条50发光亮度的影响,提高了显示屏10显示亮度的一致性。
进一步地,所述图像处理MCU60分别输出第一灰度信号至各个恒流驱动电路40;所述偏移量计算模块20获取显示屏10各个区域的亮度值,计算各个亮度值的中间值;根据该中间值计算第一灰度信号对应的偏移量,并根据该偏移量计算各个区域的基准偏移量。
需要说明的是,所述第一灰度信号为最大灰阶对应的灰度信号。本实施例中,最大灰阶为255。
进一步地,所述偏移量计算模块20获取第一灰阶信号对应的PWM控制信号的占空比、区域亮度的实际值、中间值;
将区域亮度的实际值减去中间值再除以区域亮度的实际值,再将得到的数据乘以PWM控制信号的占空比,得到第一灰阶信号的偏移量;将所述偏移量除以灰阶得到基准偏移量。
参照图2,本实施例中,电视机的显示屏10分为80个区域,对应设有10个恒流驱动电路40、80个灯条50。每一路恒流驱动电路40驱动10个灯条50。
最大灰阶亮度信号输入为0xFF,***根据该灰阶信号输入的偏移量计算其他灰阶下的偏移量。恒流驱动控制模块30、恒流驱动电路40、及存储均设置于电视机的恒流板上。图像处理MCU60分别给恒流驱动控制模块30输入灰阶信号0xFF,并分别测试各个区域的亮度值。
即输入给区域1灰阶信号为0xFF,其他区域的灰阶信号为0x00,此时区域1的灯条50发光,其他区域不亮。用彩色信号测试仪CA310,测试并记录此时区域1的亮度L1。输入给区域2灰阶信号为0xFF,其他区域的灰阶信号为0x00,此时区域2的灯条50发光,其他区域不亮,用彩色信号测试仪CA310,测试并记录此时区域2的亮度L2。输入给区域3的灰阶信号0xFF,其他区域的灰阶信号为0x00,此时区域3的灯条50发光,其他区域不亮,用彩色信号测试仪CA310,测试并记录此时区域3的亮度L3,一直到第80区,输入给区域80的灰阶信号为0xFF,其他区域的灰阶信号为0x00,此时区域80的灯条50发光,其他区域不亮,用彩色信号测试仪CA310,测试并记录此时区域80的亮度L80。
测试记录完成后,由偏移量计算模块20对各区域的偏移量进行计算,如计算得到其亮度的中间值为LM,如LM为350nit(尼特)时,某一最低亮度的区域的亮度为330nit,最高亮度的区域的亮度为380nit。根据上述测试的亮度信息,以某一区域高于中间值亮度和某一区域低于中间值亮度为例,高亮度区域380nit跟中间亮度的差为30nit,需将该区域的亮度降为350nit,该区域中每灰度值的亮度为380nit/255。当PWM控制信号的占空比为80%时,每灰度值所需控制的PWM为(80%)/255,亮度为(80%)/380nit,对应灰度值0xFF的偏移量PWM为-((80%)/380nit)×30nit。可用公式表示为:
ΔPWM=PWM×(LM-L)/L;
其中PWM为电流为I的恒流驱动控制占空比,LM为显示屏10各区域亮度的中间值,L为某一区域实际的亮度值,ΔPWM为偏移量。当L为380nit的亮阶0xFF的PWM偏移量ΔPWM:
ΔPWM=80%×(350-380)/380=-6.32%;
该区域中各灰度值对应的偏移量为:
ΔPWM 1=ΔPWM/255×灰度值;
其中ΔPWM/255可看作该区域的基准偏移量,灰度值为偏移系数;当L为380nit的亮度0xFF的基准偏移量ΔPWM1为:
ΔPWM/255=-6.32%/255=-0.0248%
同理L为330nit的亮阶0xFF的PWM偏移量ΔPWM为:
ΔPWM=80%×(350-330)/330=4.85%;
对应基准偏移量为:
ΔPWM/255=4.85%/255=0.019%。
偏移量计算模块20根据以上各区域的亮度数据,按照上述公式计算各区域的基准偏移量ΔPWM/255后产生恒流驱动偏移量对照表1(此处为4.85%/255=0.019%)。并通过烧录工具将该表1存储于存储器SPI FLASH中。具体的,偏移量对照表包括区域的ID号、亮度、基准偏移量,即本实例中80个区域,ID为1到80。表1中只列举了3个典型亮度对应的基准偏移量,其中ID号2~29、31~79的基准偏移量则省略。
表1
ID号 |
基准偏移量 |
亮度 |
1 |
0.019% |
330nits |
… |
… |
… |
30 |
0% |
350nits |
… |
… |
… |
80 |
-0.0248% |
380nits |
进一步地,参照图2,所述偏移量计算模块20集成于所述图像处理MCU60,为进一步降低成本,所述恒流驱动控制模块30也集成于图像处理MCU60中。
进一步地,所述图像处理MCU60输出图像数据至所述显示屏10,同时输出各区域的灰度信号至所述恒流驱动控制模块30;
恒流驱动控制模块30根据该灰度计算PWM值,再读取基准偏移量,将该基准偏移量跟灰度信号对应的灰度值相乘得到对应区域的灰阶偏移量,将灰阶偏移量跟PWM值进行相加,得到对应区域的最终PWM控制值,恒流控制电路根据所述最终PWM控制值输出相应的恒流驱动电流,驱动所述灯条50发光。
现结合图2及图4,对电视机上电后,其图像处理MCU60工作流程作进一步说明:
图像处理MCU60中主程序上电初始化;
S10、接收各个区域对应的灰度值;
S20、根据灰度值,计算各区域驱动灯条50所需的原始PWM值;
S30、依次从存储器70中读取各区域的基准偏移量ΔPWM;
S40、将各区域基准偏移量与各区域对应的灰度值做乘法运算,得到各区域对应的偏移量PWM1,将偏移量PWM1与原始PWM值做加法运算,得到各区域对应的最终PWM值;
S50、根据每个区域的最终PWM值,图像处理MCU60控制恒流驱动电路40输出相应的电流。
最后,主程序返回。
本发明中技术方案通过计算显示屏10的灰阶偏移量,再将灰阶偏移量与原始的PWM值相加,得到修正后的PWM控制信号,进而调整恒流驱动电路40输出电流大小,改善显示屏10显示亮度的一致性。
本发明还一种区域调光方法,应用于如上述的HDR电视机,所述区域调光方法包括以下步骤:
S1、通过所述图像处理MCU60,输出灰度信号;
S2、通过所述偏移量计算模块20,接收显示屏10各个区域的亮度信息;计算各个区域的基准偏移量;将基准偏移量存放与所述存储器中70;
S3、通过恒流驱动控制模30块读取所述存储器70中基准偏移量,并根据该基准偏移量及灰度信号,转换成多路PWM控制信号,分别驱动多个恒流驱动电路40输出不同的恒定电流,以驱动对应区域的灯条50发光。
进一步地,所述“通过所述偏移量计算模块20,接收显示屏10各个区域的亮度信息;计算各个区域的基准偏移量”具体包括以下步骤:
所述图像处理MCU60分别输出第一灰度信号至各个恒流驱动电路40;所述亮度采集模块,采集显示屏10各个区域的亮度值,计算各个亮度值的中间值;所述偏移量计算模块20根据该中间值计算第一灰度信号对应的偏移量,并根据该偏移量计算各个区域的基准偏移量。
进一步地,所述“根据该偏移量计算各个区域的基准偏移量”具体包括以下步骤:
所述偏移量计算模块20获取第一灰阶信号对应的PWM控制信号的占空比、区域亮度的实际值、中间值;
将区域亮度的实际值减去中间值再除以区域亮度的实际值,再将得到的数据乘以PWM控制信号的占空比,得到第一灰阶信号的偏移量;将所述偏移量除以灰阶得到基准偏移量。
进一步地,所述“通过所述恒流驱动控制模块读取所述存储器70中基准偏移量,并根据该基准偏移量及灰度信号,转换成多路PWM控制信号,分别驱动多个恒流驱动电路40输出不同的恒定电流,以驱动对应区域的灯条50发光,从而点亮显示屏10”具体包括以下步骤:
所述图像处理MCU60输出图像数据至所述显示屏10,同时输出各区域的灰度信号至所述恒流驱动控制模块30;
恒流驱动控制模块30根据该灰度信号计算PWM值,再读取基准偏移量,将该基准偏移量跟灰度信号对应的灰度值相乘得到对应区域的灰阶偏移量,将灰阶偏移量跟PWM值进行相加,得到对应区域的最终PWM控制值,恒流控制电路根据所述最终PWM控制值输出相应的恒流驱动电流,驱动所述灯条50发光。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。