專利名稱：一種用于提高液晶顯示對比度的背光整體調光方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶顯示技術領域，特別是一種用于提高液晶顯示對比度的背光整體調光方法和裝置。
背景技術：
液晶顯示(Liquid Crystal Display, LCD)經(jīng)過三十年的發(fā)展，已經(jīng)成為平板顯示的主流技術。液晶分子本身不發(fā)光，需要背光照亮顯示區(qū)域。目前使用的LCD背光源主要有冷陰極熒光燈(Cold Cathode Fluorescent，CCFL)和發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)兩種。LED具有壽命長、綠色環(huán)保、響應時間快等優(yōu)點，在液晶顯示領域的應用正逐步擴大。液晶顯示存在兩個固有缺點(1)對比度低；(2)功耗大。目前很多研究者采用背光動態(tài)調光技術改善液晶顯示對比度，同時降低能耗。根據(jù)背光亮度調整方法可將動態(tài)調光技術分為全局調光和局部調光。全局調光是整體改變背光亮度，局部調光則是將背光分為若干個可以單獨控制的區(qū)域，根據(jù)該區(qū)域對應圖像的特征值確定這個區(qū)域的背光亮度。 相對于區(qū)域調光，全局調光不需要對背光進行分區(qū)設計、控制，所需控制芯片少，硬件成本低。由于不需要分區(qū)，不存在目前區(qū)域調光方法中存在的光線串擾問題。全局調光還有一個突出的好處是既能夠在直下式背光也能夠在側出式背光中實現(xiàn)，能夠同時滿足體積輕薄、 對比度高、能耗低的要求。福州大學提出的發(fā)明專利“LED背光源整體調光的方法及其裝置”(申請?zhí)?200910309165. 6)需要預設背光源調光失真度，根據(jù)這個失真度對圖像進行壓縮，同時結合外界亮度確定背光調光參數(shù)。該發(fā)明不對液晶像素灰度進行任何調節(jié)，可以適當提高動態(tài)對比度，但無法提高靜態(tài)對比度。廣州創(chuàng)維平面顯示科技有限公司提出的發(fā)明專利“側光式LED背光動態(tài)分區(qū)控制方法”(申請?zhí)?01010510536.X)提出了一種能夠用于側出式背光的區(qū)域調光方法。LED 設置在導光板的四個側面，橫縱方向LED交叉的區(qū)域為這些LED的控制區(qū)域，以此實現(xiàn)局部調光。該發(fā)明在側出式背光上實現(xiàn)了區(qū)域調光，和本發(fā)明的全局調光不同，也不適用于直下式LED背光。青島海信電器股份有限公司獲得授權的發(fā)明專利“液晶顯示對比度的調整方法和裝置”(申請?zhí)?00710111510. 6)提出了一種能夠提高液晶顯示動態(tài)對比度的方法，背光調光因子確定后，對所有液晶像素采取相同的調整系數(shù)進行調整，該方法能夠提高液晶顯示動態(tài)對比度，無法提高靜態(tài)對比度。本發(fā)明提出的LED背光全局調光方法，即可用于直下式背光又可用于側出式背光，適用范圍廣。針對目前大多數(shù)調光算法只能提高液晶顯示動態(tài)對比度的效果，本發(fā)明既可提高動態(tài)對比度，還可有效提高靜態(tài)對比度
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于液晶顯示的LED背光的全局調光方法，該方法既解決了現(xiàn)有調光算法無法改善靜態(tài)對比度的問題，同時又具有控制通道少、硬件成本低、沒有光線串擾等優(yōu)點，適用于直下式背光和側出式LED背光。本發(fā)明的另一目的在于提供一種有助于提高液晶顯示靜態(tài)對比度和動態(tài)對比度的背光裝置，以解決液晶顯示對比度不高、能耗大的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案 一種液晶顯示背光源全局調光方法，包括以下步驟 A 對輸入圖像進行統(tǒng)計分析；
B:確定背光調光因子k;
C 確定S曲線拐點亮度4，確定S曲線方程中參數(shù)J和a ； D 生成S曲線；
E 根據(jù)k生成背光亮度脈寬調制(PWM)信號值，整體調整背光亮度；根據(jù)調光因子k生成背光LED脈寬調制(PWM)信號，送入LED驅動板；
F 根據(jù)S曲線調整每個像素亮度，將調整后的信號通過液晶屏接口板送入液晶控制板。一種有助于提高液晶顯示靜態(tài)對比度和動態(tài)對比度的背光裝置，包括 A=LED光源板，不需要分區(qū)，可以是直下式，也可以是側出式；
B =LED驅動板，接收來自FPGA控制板的信號，產(chǎn)生LED需要的脈寬調制(PWM)驅動信號，實時調整LED光源板上每個LED的發(fā)光亮度； C 視頻信號接口板，用于接收視頻信號；
D 可編程邏輯(FPGA)控制板，接收來自視頻信號接口板的信號，根據(jù)全局調光算法產(chǎn)生LED驅動信號和液晶像素亮度調整信號；
E 液晶屏接口板，接收來自可編程邏輯(FPGA)控制板的信號，產(chǎn)生液晶屏驅動信號； F 電源板，輸入為交流市電，為各電路板提供所需直流電壓。本發(fā)明有益效果在于LED背光源不需要進行分區(qū)設計和控制，控制通道少、硬件成本低；不存在影響顯示質量的區(qū)域間光線串擾問題。本全局調光方法對直下式和側出式 LED背光均適用，既可提高動態(tài)對比度，又可有效提高靜態(tài)對比度。


圖1是本發(fā)明的裝置框圖。圖2是本發(fā)明全局調光方法流程圖。圖3是本發(fā)明輸入圖像統(tǒng)計圖，a是柱狀圖，b是累計柱狀圖。圖4是本發(fā)明原始的S曲線。圖5是本發(fā)明用于提高對比度的S曲線。圖6是本發(fā)明的背光裝置實例1。圖7是本發(fā)明的背光裝置實例2。
具體實施例方式本發(fā)明的核心在于提供一種有效提高液晶顯示動態(tài)對比度和靜態(tài)對比度的方法，該方法不需要對背光進行分區(qū)，對輸入視頻信號進行統(tǒng)計分析后，生成調光后的背光亮度值。同時根據(jù)S曲線對液晶各子像素亮度進行調整。請參見圖1的裝置框圖。背光裝置1包括LED光源板101、LED驅動板102、視頻信號接口板103、可編程邏輯(FPGA)控制板104、液晶屏接口板105和電源板106。LED光源板101可以是直下式，也可以是側出式。視頻輸入信號首先進入視頻信號接口板103進行解碼，解碼后的信號進入可編程邏輯(FPGA)控制板104?？删幊踢壿?FPGA)控制板104 包括可編程邏輯控制器FPGA、存儲器等芯片，可編程邏輯(FPGA)分析來自視頻信號接口板 103的輸出信號，根據(jù)全局調光算法產(chǎn)生LED亮度調整信號和液晶各像素亮度調整信號，分別輸入LED驅動板102和液晶屏接口板105。電源板106接收交流市電，為各電路板提供需要的直流電壓。請參見圖2的可編程邏輯(FPGA)控制板104中實現(xiàn)的全局調光方法流程圖。首先對來自視頻信號接口板103的輸出信號進行分析處理，得到整幀圖像的像素灰度最大值、 子像素紅(R)、綠(G)、藍(B)各顏色最大亮度值、灰度平均值、顏色亮度平均值等特征參數(shù)， 確定背光亮度調光因子I如下式所示
權利要求
1.一種用于提高液晶顯示對比度的背光整體調光方法和裝置，其特征在于所述用于提高液晶顯示對比度的背光整體調光方法包括以下步驟(1)對輸入圖像進行統(tǒng)計分析；(2)確定背光調光因子k;(3)確定S曲線拐點亮度Lg，確定曲線方程中參數(shù)A和a；(4)生成S曲線；(5)根據(jù)調光因子k生成背景光亮度pwm值，整體調光背景光亮度；根據(jù)調光因子k生成背光LED脈寬調制PWM信號，送入LED驅動板；(6)根據(jù)S曲線調整每個像素亮度，將調整后的信號通過液晶屏接口板送入液晶控制板。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于提高液晶顯示對比度的背光整體調光方法和裝置， 其特征在于所述用于提高液晶顯示對比度的背光整體調光裝置既有助于提高液晶顯示動態(tài)對比度，也有助于提高液晶顯示的靜態(tài)對比度，該裝置包括LED光源板(101)不需要分區(qū)，可以是直下式，也可以是側出式； LED驅動板(102):接收來自可編程邏輯控制板(104)的信號，產(chǎn)生LED需要的脈寬調制驅動信號，實時調整LED光源板(101)上每個LED的發(fā)光亮度； 視頻信號接口板(103)用于接收視頻信號；可編程邏輯控制板(104)接收來自視頻信號接口板(103)的信號，根據(jù)全局調光算法產(chǎn)生LED驅動信號和液晶像素亮度調整信號；液晶屏接口板(105):接收來自可編程邏輯控制板(104)的信號，產(chǎn)生液晶屏驅動信號；電源板(106)輸入為交流市電，為各電路板提供所需直流電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于液晶顯示背光源的整體調光方法，包括對輸入圖像進行統(tǒng)計分析，獲得背光調光因子k(0≤k≤1)，根據(jù)k整體改變背光亮度，同時根據(jù)圖像特征值生成S曲線，根據(jù)S曲線對每個液晶像素進行單獨補償，亮度大于S曲線拐點的像素補償因子大于1，亮度小于S曲線拐點的像素補償因子小于1，有效提高顯示對比度的同時降低能耗。本發(fā)明還公開了一種具有全局調光功能的背光裝置，包括LED光源板、視頻信號接口板、LED驅動板、可編程邏輯(FPGA)控制板等。本發(fā)明提出的調光算法既可改善動態(tài)對比度，也可有效提高靜態(tài)對比度；既可用于直下式背光也可用于側出式背光。
文檔編號G09G3/36GK102243855SQ20111024626
公開日2011年11月16日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權日2011年8月25日
發(fā)明者馮奇斌, 呂國強, 童浩 申請人:合肥工業(yè)大學