CN113920948A - 一种用于场序显示装置中背光的调节方法、计算机可读介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于场序显示装置中背光的调节方法、计算机可读介质。该调节方法包括如下步骤：首先，将一背光区域划分成M行*N列的多个子背光区域块；并搜索每个子背光区域块的像素灰阶值最大值Gy1；然后，判断Gy1是否不小于Gymax，若是，则不调整光照强度Ip；若否，则调整光照强度Ip以得到调整后的光照强度Ip’，再根据该像素的区域亮度Bs和调整后的光照强度Ip’，计算该子背光区域块的每一个像素的灰阶值Gy，重复以上方式完成其他子背光区域块的Ip和Gy的计算；最后，对相邻子显示区域块光照交叠处的像素进行补偿。本发明的方法在不降低显示亮度及画面效果下，提升了对比度又降低了功耗，保持了白平衡的一致性。
Description
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种用于场序显示装置中背光的调节方法、计算机可读介质。
背景技术
在现有的背光调节***中，主要采用的控制方法是背光分区，每一部分分区对对应的图像显示区域提供亮度。根据图像显示区域的灰阶信息，调整该背光分区的亮暗及同比例调整原始图像数据，以达到调整功耗的目的。
另外，由于现在的LOCAL DIMMING技术，被高端液晶显示屏使用。在查询到的技术说明里，这些背光源中，有多个小的子背光源；而每一个子背光源，都同时照明多个显示单元。因此，需要同时对多个背光分区进行亮度平滑，以减少亮度不均现象。
现有的每一背光分区亮度是通过如下方法进行调整的，如图1所示，视频数据输入到图像分析模块和数据补偿模块，由图像分析模块根据每个显示分区中图像的内容来确定每一背光分区的亮度，产生各段LED灯条亮度控制信号给LED驱动模块，由LED驱动模块产生各段LED灯条驱动电压波形驱动LED灯条发光，而图像分析模块则根据每一背光分区的亮度通过数据补偿模块对视频数据进行亮度补偿，亮度补偿后的视频数据输出到液晶屏进行图像显示。
根据空间混色基本原理，假设像素亮度最大值为0～255，LED灯条的亮度范围为0～100，如果显示区域中色素亮度的最大值是255，则与其对应的LED灯条亮度为100，如果显示区域中色素最大亮度为0，则与其对应的LED灯条亮度调节为0。
传统技术因为背光亮度与数据灰阶值是比例调整，背光分区后各个子显示块打破原来完整显示区域的白平衡，造成显示效果(色度)差异。
现有的背光调节方法存在如下缺点：
分区块调节背光的输出亮度，会导致初始的白平衡出现偏差，使得各区域图像的显示色彩度不统一，整幅图像不自然。
多个背光分区进行亮度平滑，以减少亮度不均匀现象。在相邻背光亮暗差异比较大的情况下，功耗和亮度不能同时兼顾，
且，由于传统的LOCAL DIMMING的照明***设计，每个子区域的照明，会影响很多周边的区域，因此，要平滑过度，就不能很好的进行调节。调节过多了，就照顾不到周边的区域。而且忽略了光学特性在相邻背光交叠区域的处理，使得图像失真。
发明内容
为了解决现有的背光调节方法中存在的至少一个问题，本发明提供一种用于场序显示装置中背光的调节方法。
本发明的又一目的是提供一种计算机可读介质。
本发明提供了一种用于场序显示装置中背光的调节方法，包括如下步骤：
将一背光区域划分成M行*N列的多个子背光区域块；并搜索每个子背光区域块的像素灰阶值最大值Gy1，所述像素灰阶值最大值Gy1为各子背光区域块中的所有像素点的灰阶值中的最大值；
若所述像素灰阶值最大值Gy1不小于灰阶范围的最大理论值Gymax，则不对该子背光区域块的光照强度Ip进行调整；
若所述像素灰阶值最大值Gy1小于灰阶范围的最大理论值Gymax，则对该子背光区域块的光照强度Ip进行调整以得到调整后的光照强度Ip’，再根据该像素的区域亮度Bs和调整后的光照强度Ip’，计算该子背光区域块的每一个像素的灰阶值Gy，重复以上方式完成其他子背光区域块的光照强度Ip和子背光区域块的像素灰阶值Gy的计算；
最后，对相邻子显示区域块光照交叠处的像素进行补偿。
进一步的，在对该子背光区域块的光照强度Ip进行调整时，还能够参照亮部像素的平均值作为调整后的光照强度Ip’。
进一步的，对该子背光区域块的光照强度Ip进行调整以得到调整后的光照强度Ip’，再根据该像素的区域亮度Bs和调整后的光照强度Ip’，计算该子背光区域块的每一个像素的灰阶值Gy，重复以上方式完成其他子背光区域块的光照强度Ip和子背光区域块的像素灰阶值Gy的计算，具体为：
将Ip进行归一化，即Ip∈[0,1]，将所述像素灰阶值最大值Gy1带入公式(1)中，得到该像素的区域亮度Bs；再带入公式(2)中，得到该子背光区域块调整后的光照强度Ip’，其中Ip’＜Ip；随后，再将Ip’和Bs带入公式(1)中，计算该子背光区域块的每一个像素的灰阶值Gy，重复以上方式完成其他子背光区域块的光照强度Ip和子背光区域块的像素灰阶值Gy的计算；
Bs＝Ip*Gy 公式(1)
进一步的，对相邻子显示区域块光照交叠处的像素进行补偿，具体为：
将光照强度不同的两个相邻子背光区域块的光照强度Ip1和Ip2带入公式(3)中，计算得到需要调整的灰阶值Gy；若需要调整的灰阶值Gy大于灰阶范围的最大理论值Gymax，则令Gy＝Gymax，以最小化白平衡误差；根据上述方式完成上下左右四个方向长度为D的交叠区像素补偿；
其中，I1p和I2p为相邻子背光区域块的光照强度，函数f1()和f2()为灯组模块的归一化光强度衰减特性，x为对应像素在衰减距离D中的位置。
进一步的，所述每个子背光区域块对应一灯组模块以提供亮度；
进一步的，每一灯组模块包括至少一盏灯。
本发明还提供了一种计算机可读介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的用于场序显示装置中背光的调节方法。
与现有技术相比，采用上述方案本发明的有益效果为：
本发明的方法在不降低显示亮度及画面效果下，提升了对比度又降低了功耗，保持了白平衡的一致性。该方法不仅在基于空间混色原理的显示装置中适用，尤其适用于时间混色的显示装置，更能大幅降低背光功耗。
附图说明
图1现有的每一背光分区亮度的调节方法流程图；
图2是本发明实施例提供的一种用于场序显示装置中背光的调节方法的流程图；
图3是相邻子显示区域块光照交叠处像素补偿示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点等，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
如图2所示，本发明提供了一种用于场序显示装置中背光的调节方法，该方法包括如下步骤：
将一背光区域划分成M行*N列的多个子背光区域块，且每个子背光区域块对应一灯组模块以提供亮度；一灯组模块至少包含一盏灯；
行业公知的灯组模块所提供的照射区域光照强度是均匀一致的，强度为Ip。其光照边缘衰减特性由其出厂指标决定，衰减距离D一般为毫米级别，由此可知灯组模块光照边缘强度Ip＝f1(D)。子背光区域块照射的液晶显示区域为子显示块，多个子显示块组合为显示一幅完整图像的显示区域。
传统降低功耗主要方式为根据子显示块的灰阶值调整子背光区域块的光照强度大小，但会造成每个子背光区域块亮度不均匀，白平衡失衡，显示效果变差。如果进行子背光区域块亮度平滑，那么在亮度差较大的相邻子背光区域块，功耗和亮度不能兼顾。本实施例在确保显示区域亮度Bs不变的条件下，建立光照强度Ip与显示区域像素灰阶值Gy的三者关系Bs＝f2(Ip,Gy)，同时调整Ip与Gy的值达到降低功耗又克服传统方式弊端之目的。
映射函数f2可以用以下方式表达：
Bs＝Ip*Gy 公式(1)
将Ip进行归一化，即Ip∈[0,1]，Gy为灰阶范围值，Bs为该像素实际获得的亮度；为了降低功耗，就需要降低Ip而Gy需要相应提高，以使Bs不变。对某一完成白平衡调节的显示装置，那么一个优选策略是需要搜索某一子显示块中的所有像素灰阶值最大值Gy1，如果该灰阶值Gy1不小于灰阶范围的最大理论值Gymax，那么不对该子背光区域块的光照强度Ip进行调整，子显示块的Gy也不变，即不对该区域进行处理；反之，该子显示块能够调低Ip以降低功耗，具体为：
将Gy1带入到公式(1)中，得到该像素的区域亮度Bs；然后，再将Bs带入到公式(2)中，得到该子背光区域块调整后的光照强度Ip’，其中Ip’＜Ip；
同时其他的子背光区域快的所有像素也根据上述方法进行调整以满足初始Bs不变的要求。再将Ip’和Bs带入公式(1)中，计算该子背光区域块的每一个像素的灰阶值Gy。重复上述方式完成其他子背光区域块的光照强度Ip和子显示块像素Gy的计算。
由于灯组模块存在边缘光照强度衰减的光学物理特性，且各个子背光区域块的光照强度Ip不一定相等，那么在边缘光照交叠长D的距离处需要根据叠加的Ip进行Gy调整。另外衰减距离D和衰减特性已知，可以进行相邻子显示块光照交叠处的像素补偿，如图3所示。
公知做法为多个灯组根据衰减特性，尽可能使得衰减中心重合，这样相邻光照强度叠加能维持在相同的光照强度Ip，但当相邻子背光区域块的光照强度Ip不一致时，衰减中心重合点p会左右移动，那么长为D的交叠处光照强度Ip会出现对应的波谷、波峰的强弱变化。建立如下关系式：
其中，I1p和I2p为相邻子背光区域块的光照强度，函数f1()和f2()为灯组模块的归一化光强度衰减特性，x为对应像素在衰减距离D中的位置。由此将光照交叠D长度处的像素经过公式(3)的计算，得到需要调整的灰阶值Gy，如果需要调整的灰阶值Gy大于灰阶范围的最大理论值Gymax，则令Gy＝Gymax，以最小化白平衡误差。另外交叠处有上下左右四个方向，每一个子显示块交叠区域重复以上步骤完成所有相关像素的灰阶补偿。
采用本实施例的用于场序显示装置中背光的调节方法，具有如下效果：
(1)能够在不降低显示亮度及画面效果下，降低了功耗，关键点在于调整光照强度和像素灰阶值后，依然确保整块显示区域的白平衡一致。
(2)背光光照交叠区的处理算法和逻辑，能兼顾相邻光照差异大下的功耗和显示效果。
(3)可以根据子显示块的亮度像素富集程度调节光照强度大小，以取得接近最优的功耗和显示效果平衡。
(4)在对比度方面，由于降低了功耗，背光强度其实是降低了。因此，黑场的时候，具有更低的照度值。从而能提升对比度。
(5)降低了功耗和能耗，对散热能力的要求降低，有利于长期使用和低噪音使用。
综上，本实施例的方法在不降低显示亮度及画面效果下，提升了对比度又降低了功耗，保持了白平衡的一致性。该方法不仅在基于空间混色原理的显示装置中适用，尤其适用于时间混色的显示装置，更能大幅降低背光功耗。
在另外一个实施例中，在对该子背光区域块的光照强度Ip进行调整时，还能够参照亮部像素的平均值作为调整后的光照强度Ip’，这样对于高亮度像素较少的子显示块，可以进一步降低背光功耗，而又不降低显示效果(人眼察觉不明显)。
本发明的实施例还提供一种计算机可读介质，其存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的用于场序显示装置中背光的调节方法。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种用于场序显示装置中背光的调节方法，其特征在于，包括如下步骤：
将一背光区域划分成M行*N列的多个子背光区域块；并搜索每个子背光区域块的像素灰阶值最大值Gy1，所述像素灰阶值最大值Gy1为各子背光区域块中的所有像素点的灰阶值中的最大值；
若所述像素灰阶值最大值Gy1不小于灰阶范围的最大理论值Gymax，则不对该子背光区域块的光照强度Ip进行调整；
若所述像素灰阶值最大值Gy1小于灰阶范围的最大理论值Gymax，则对该子背光区域块的光照强度Ip进行调整以得到调整后的光照强度Ip’，再根据该像素的区域亮度Bs和调整后的光照强度Ip’，计算该子背光区域块的每一个像素的灰阶值Gy，重复以上方式完成其他子背光区域块的光照强度Ip和子背光区域块的像素灰阶值Gy的计算；
最后，对相邻子显示区域块光照交叠处的像素进行补偿。
2.根据权利要求1所述的用于场序显示装置中背光的调节方法，其特征在于，在对该子背光区域块的光照强度Ip进行调整时，还能够参照亮部像素的平均值作为调整后的光照强度Ip’。
3.根据权利要求1所述的用于场序显示装置中背光的调节方法，其特征在于，对该子背光区域块的光照强度Ip进行调整以得到调整后的光照强度Ip’，再根据该像素的区域亮度Bs和调整后的光照强度Ip’，计算该子背光区域块的每一个像素的灰阶值Gy，重复以上方式完成其他子背光区域块的光照强度Ip和子背光区域块的像素灰阶值Gy的计算，具体为：
将Ip进行归一化，即Ip∈[0,1]，将所述像素灰阶值最大值Gy1带入公式(1)中，得到该像素的区域亮度Bs；再带入公式(2)中，得到该子背光区域块调整后的光照强度Ip’，其中Ip’＜Ip；随后，再将Ip’和Bs带入公式(1)中，计算该子背光区域块的每一个像素的灰阶值Gy，重复以上方式完成其他子背光区域块的光照强度Ip和子背光区域块的像素灰阶值Gy的计算；
Bs＝Ip*Gy 公式(1)
4.根据权利要求3所述的用于场序显示装置中背光的调节方法，其特征在于，对相邻子显示区域块光照交叠处的像素进行补偿，具体为：
将光照强度不同的两个相邻子背光区域块的光照强度Ip1和Ip2带入公式(3)中，计算得到需要调整的灰阶值Gy；若需要调整的灰阶值Gy大于灰阶范围的最大理论值Gymax，则令Gy＝Gymax，以最小化白平衡误差；根据上述方式完成上下左右四个方向长度为D的交叠区像素补偿；
其中，I1p和I2p为相邻子背光区域块的光照强度，函数f1()和f2()为灯组模块的归一化光强度衰减特性，x为对应像素在衰减距离D中的位置。
5.根据权利要求1-4任一项所述的用于场序显示装置中背光的调节方法，其特征在于，所述每个子背光区域块对应一灯组模块以提供亮度。
6.根据权利要求5所述的用于场序显示装置中背光的调节方法，其特征在于，每一灯组模块包括至少一盏灯。
7.一种计算机可读介质，其存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的用于场序显示装置中背光的调节方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20220822 Address after: 610000 building 2-1, Tianfu Haichuang Park, No. 619, Jicui Road, Xinglong Street, Tianfu new area, Chengdu, Sichuan Applicant after: Chengdu Jiutian Huaxin Technology Co.,Ltd. Address before: 610000 second floor, building 10, block a, Tianfu Jingrong center, Science City, Tianfu new area, Chengdu, Sichuan Applicant before: LUXNPRO CHENGDU ELECTRONICS CO.,LTD. |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220111 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |