一種側入式led背光源液晶顯示器動態(tài)調(diào)光方法及裝置制造方法
【專利摘要】一種側入式LED背光源液晶顯示器動態(tài)調(diào)光方法及裝置，將面板劃分成m×n個矩形邏輯分區(qū)；然后將每個矩形邏輯分區(qū)歸屬至對其擴散比率最大的LED背光燈組；將輸入的圖像數(shù)據(jù)存至存儲器中，同時利用輸入的圖像計算出各個矩形邏輯分區(qū)的目標背光；通過四個調(diào)光步驟確定各LED背光燈組的亮度。本發(fā)明利用調(diào)光算法的四個步驟，能夠有效地降低背光功耗，同時增強畫質(zhì)，得到各LED背光燈組的亮度，而且本發(fā)明的四個調(diào)光步驟簡單易實現(xiàn)，能夠針對不同側入式背光類型，可以靈活地通過劃分邏輯分區(qū)來實現(xiàn)算法，通用性強。
【專利說明】一種側入式LED背光源液晶顯示器動態(tài)調(diào)光方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于LED背光源動態(tài)調(diào)光【技術領域】，涉及一種側入式LED背光源液晶顯示器動態(tài)調(diào)光方法及裝置。
【背景技術】
[0002]液晶顯示器包括背光模組和液晶面板兩部分，對于常規(guī)方法，液晶顯示器的背光是常亮的，通過改變液晶透過率來實現(xiàn)灰度級，缺點是背光功耗大，即使輸入圖像很暗，功耗也不會降低，而且畫面的對比度也會因為液晶天生的漏光而降低；動態(tài)調(diào)光則是根據(jù)所顯示的畫面動態(tài)地調(diào)整背光亮度，降低暗區(qū)域的背光，從而實現(xiàn)背光功耗的降低，同時減少漏光，提高畫面對比度，達到增強畫質(zhì)的作用。
[0003]LED背光源的結構可以分為多種，主要包括直下式和側入式。相對于直下式，側入式結構更薄，成本更低。同時，在側入式背光源結構中，導光板和反光板將LED背光燈組發(fā)出的光導向屏幕各個區(qū)域的過程中，光學衰減較為嚴重，不同LED背光燈組之間發(fā)出的光相互疊加，從而導致背光不均勻擴散，背光亮度難以精確控制，這些問題會增加側入式結構的調(diào)光難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種側入式LED背光源液晶顯示器動態(tài)調(diào)光方法及裝置，該方法和裝置能夠充分考慮到LED背光的不均勻擴散和相互疊加，最大化地利用背光，達到降低背光功耗、增強畫質(zhì)的效果。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明的側入式LED背光源液晶顯示器動態(tài)調(diào)光方法，包括以下步驟:
[0006]I)將面板劃分成mXn個矩形邏輯分區(qū)；然后將每個矩形邏輯分區(qū)歸屬至對其擴散比率最大的LED背光燈組；其中，擴散比率是指LED背光燈組發(fā)出的光擴散至矩形邏輯分區(qū)時的光亮度與該LED背光燈組的初始光亮度之比；
[0007]2)將輸入的圖像數(shù)據(jù)存至存儲器中，同時利用輸入的圖像計算出各個矩形邏輯分區(qū)的目標背光；
[0008]3)根據(jù)各矩形邏輯分區(qū)的目標背光，通過以下四步調(diào)光確定每個LED背光燈組的
最終亮度；
[0009]3.1)根據(jù)矩形邏輯分區(qū)的目標背光，獲取各LED背光燈組的初始亮度lum_firSt ；
[0010]3.2)按照所有LED背光燈組的初始亮度lum_first進行疊加運算，得到全屏各矩形邏輯分區(qū)的背光亮度，然后降低每個LED背光燈組溢出的亮度，得到各LED背光燈組的第二步亮度 lum_second ；
[0011]3.3)通過迭代法增加LED背光燈組不足的亮度，得到LED背光燈組的第三步亮度lum_third;對于每一次迭代，先疊加計算出各矩形邏輯分區(qū)的背光亮度，然后計算每個矩形邏輯分區(qū)與目標背光相比不足的亮度，再增加LED背光燈組不足的亮度，最后得到各LED背光燈組的第三步亮度lum_third ；
[0012]3.4)按照所有LED背光燈組的第三步亮度lum_third進行疊加運算，得到各矩形邏輯分區(qū)的背光亮度；然后將各矩形邏輯分區(qū)的背光亮度與目標背光經(jīng)過減計算，計算出各矩形邏輯分區(qū)不足的背光，若矩形邏輯分區(qū)對應的LED背光燈組已經(jīng)達到最大亮度，且該矩形邏輯分區(qū)的背光亮度仍然不滿足目標背光，增加與該矩形邏輯分區(qū)非對應的LED背光燈組的亮度，補償該矩形邏輯分區(qū)不足的背光亮度，得到各LED背光燈組的最終亮度lum_forth ；
[0013]4)通過四步調(diào)光確定的各LED背光燈組的最終亮度lum_forth控制LED背光燈組的顯示亮度，同時利用各LED背光燈組的最終亮度lum_forth對存儲器中的圖像數(shù)據(jù)進行液晶補償，并利用補償后的圖像數(shù)據(jù)控制液晶模組完成動態(tài)調(diào)光。
[0014]步驟I)中將面板劃分成若干個矩形邏輯分區(qū)是按照如下方法進行的:
[0015]側入式LED背光燈組結構包括單邊側入式結構、雙邊側入式結構和四邊側入式結構；
[0016]1.1)對于單邊側入式LED背光源:
[0017]若在上側邊或下側邊安置了 η組LED，則將面板劃分成mXn個矩形邏輯分區(qū)，其中，m值滿足矩形邏輯分區(qū)背光亮度變化不超過L，且O < L < 100cd/m2 ;若在左側邊或右側邊安置了 m組LED背光燈組，則將面板劃分成mXn個矩形邏輯分區(qū)，其中，η值滿足矩形邏輯分區(qū)背光亮度變化不超過L，且O < L < 100cd/m2 ；
[0018]1.2)對于雙邊側入式LED背光源:
[0019]若在上下雙側邊安 置了 η組LED背光燈組，則將面板劃分成mXn個矩形分區(qū)，其中，m值滿足矩形邏輯分區(qū)的背光亮度變化不超過L，且O < lOOcd/m2 ;若在左右雙側邊安置了 m組LED背光燈組，則將面板劃分成mXn個矩形分區(qū)，其中，η值滿足矩形邏輯分區(qū)亮度變化不超過L，且O < L < 100cd/m2 ；
[0020]1.3)對于四邊側入式LED背光源:
[0021]若在左右側邊安置了 m組LED，上下側邊安置了 η組LED，則將面板劃分成mXn個矩形邏輯分區(qū)。
[0022]步驟3.1)是采用如下方法獲取各LED背光燈組的初始亮度lum_first:
[0023]
【權利要求】
1.一種側入式LED背光源液晶顯示器動態(tài)調(diào)光方法，其特征在于，包括以下步驟: ，1)將面板劃分成mXn個矩形邏輯分區(qū)；然后將每個矩形邏輯分區(qū)歸屬至對其擴散比率最大的LED背光燈組；其中，擴散比率是指LED背光燈組發(fā)出的光擴散至矩形邏輯分區(qū)時的光亮度與該LED背光燈組的初始光亮度之比； ，2)將輸入的圖像數(shù)據(jù)存至存儲器中，同時利用輸入的圖像計算出各個矩形邏輯分區(qū)的目標背光； ， 3)根據(jù)各矩形邏輯分區(qū)的目標背光，通過以下四步調(diào)光確定每個LED背光燈組的最終亮度； ，3.1)根據(jù)矩形邏輯分區(qū)的目標背光，獲取各LED背光燈組的初始亮度lum_first ； ，3.2)按照所有LED背光燈組的初始亮度lum_first進行疊加運算，得到全屏各矩形邏輯分區(qū)的背光亮度，然后降低每個LED背光燈組溢出的亮度，得到各LED背光燈組的第二步亮度 lum_second ； ，3.3)通過迭代法增加LED背光燈組不足的亮度，得到LED背光燈組的第三步亮度lum_third;對于每一次迭代，先疊加計算出各矩形邏輯分區(qū)的背光亮度，然后計算每個矩形邏輯分區(qū)與目標背光相比不足的亮度，再增加LED背光燈組不足的亮度，最后得到各LED背光燈組的第三步亮度lum_third ； ，3.4)按照所有LED背光燈組的第三步亮度lum_third進行疊加運算，得到各矩形邏輯分區(qū)的背光亮度；然后將各矩形邏輯分區(qū)的背光亮度與目標背光經(jīng)過減計算，計算出各矩形邏輯分區(qū)不足的背光，若矩形邏輯分區(qū)對應的LED背光燈組已經(jīng)達到最大亮度，且該矩形邏輯分區(qū)的背光亮度仍然不滿 足目標背光，增加與該矩形邏輯分區(qū)非對應的LED背光燈組的亮度，補償該矩形邏輯分區(qū)不足的背光亮度，得到各LED背光燈組的最終亮度lum_forth ； ， 4)通過四步調(diào)光確定的各LED背光燈組的最終亮度lum_forth控制LED背光燈組的顯示亮度，同時利用各LED背光燈組的最終亮度lum_forth對存儲器中的圖像數(shù)據(jù)進行液晶補償，并利用補償后的圖像數(shù)據(jù)控制液晶模組完成動態(tài)調(diào)光。
2.根據(jù)權利要求1所述的側入式LED背光源液晶顯示器動態(tài)調(diào)光方法，其特征在于，步驟I)中將面板劃分成若干個矩形邏輯分區(qū)是按照如下方法進行的: 側入式LED背光燈組結構包括單邊側入式結構、雙邊側入式結構和四邊側入式結構； ， 1.1)對于單邊側入式LED背光源: 若在上側邊或下側邊安置了 η組LED，則將面板劃分成mXn個矩形邏輯分區(qū)，其中，m值滿足矩形邏輯分區(qū)背光亮度變化不超過L，且O < L < 100cd/m2 ;若在左側邊或右側邊安置了 m組LED背光燈組，則將面板劃分成mXn個矩形邏輯分區(qū)，其中，η值滿足矩形邏輯分區(qū)背光亮度變化不超過L，且O < L < 100cd/m2 ； ，1.2)對于雙邊側入式LED背光源: 若在上下雙側邊安置了 η組LED背光燈組，則將面板劃分成mXn個矩形分區(qū)，其中，m值滿足矩形邏輯分區(qū)的背光亮度變化不超過L，且O < L < 100cd/m2 ;若在左右雙側邊安置了 m組LED背光燈組，則將面板劃分成mXn個矩形分區(qū)，其中，η值滿足矩形邏輯分區(qū)亮度變化不超過L，且OS L < 100cd/m2 ； ，1.3)對于四邊側入式LED背光源:若在左右側邊安置了 m組LED，上下側邊安置了 n組LED，則將面板劃分成mXn個矩形邏輯分區(qū)。
3.根據(jù)權利要求1所述的側入式LED背光源液晶顯示器動態(tài)調(diào)光方法，其特征在于，步驟3.1)是采用如下方法獲取各LED背光燈組的初始亮度lum-first:
4.根據(jù)權利要求3所述的側入式LED背光源液晶顯示器動態(tài)調(diào)光方法，其特征在于，所述的 kj 滿足 O < Ii1 < k2 <…< kM < I。
5.一種實現(xiàn)如權利要求1~4中任意一項所述的側入式LED背光源液晶顯示器動態(tài)調(diào)光方法的裝置，其特征在于:包括圖像輸入模塊(201)、存儲器模塊(202)、計算目標背光模塊(203)、四步調(diào)光算法模塊(204)以及液晶補償模塊(206)； 圖像輸入模塊(201)用于提供輸入的圖像數(shù)據(jù)并將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給存儲器模塊(202)和計算目標背光模塊(203); 存儲器模塊(202)用于存儲圖像數(shù)據(jù)并將圖像數(shù)據(jù)提供給液晶補償模塊(206)； 計算目標背光模塊(203)用于計算目標背光并將目標背光提供給四步調(diào)光算法模塊(204)； 四步調(diào)光算法模塊(204)用于確定每個LED背光燈組的最終亮度lum_forth，同時利用每個LED背光燈組的最終亮度lum_forth控制LED背光燈組的顯示亮度； 液晶補償模塊(206)用于根據(jù)每個LED背光燈組的最終亮度對圖像數(shù)據(jù)進行液晶補償，最終將補償后的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至液晶模組完成動態(tài)調(diào)光； 其中，所述四步調(diào)光算法`模塊(204)包括初始亮度模塊(501 )、降亮度模塊(503)、降亮度控制模塊(502)、迭代升亮度模塊(504)、升周圍亮度模塊(506)、升周圍亮度控制模塊(505 )、目標背光RAM模塊(507 )和擴散比率ROM模塊(508 ); 初始亮度模塊(501)接收各矩形邏輯分區(qū)的目標背光以計算各LED背光燈組的初始亮度lum_first，并向降亮度模塊(503)發(fā)送各LED背光燈組的初始亮度lum_first，同時向降亮度控制模塊(502)發(fā)送初始亮度模塊的完成信號； 目標背光RAM模塊(507)向降亮度模塊(503)、迭代升亮度模塊(504)以及升周圍亮度模塊(506 )提供目標背光； 擴散比率ROM模塊(508)向降亮度模塊(503)、迭代升亮度模塊(504)以及升周圍亮度模塊(506)提供擴散比率； 降亮度模塊(503)計算各LED背光燈組的第二步亮度lum_seCond并發(fā)送給迭代升亮度模塊(504)、并向降亮度控制模塊(502)和迭代升亮度模塊(504)發(fā)送降亮度模塊的完成信號，降亮度模塊(503)的完成信號啟動迭代升亮度模塊(504)； 降亮度控制模塊(502)根據(jù)初始亮度模塊(501)的完成信號啟動降亮度模塊(503)以及根據(jù)降亮度模塊的完成信號關閉降亮度模塊(503); 迭代升亮度模塊(504)計算各LED背光燈組的第三步亮度lum_third并發(fā)送給升周圍亮度模塊(506)，同時將迭代升亮度模塊的完成信號發(fā)送給升周圍亮度控制模塊(505)； 升周圍亮度模塊(506)計算并輸出各LED背光燈組的最終亮度lum_forth，同時將升周圍亮度模塊的完成信號發(fā)送給升周圍亮度控制模塊(505); 升周圍亮度控制模塊(505)根據(jù)迭代升亮度模塊的完成信號開啟升周圍亮度模塊(506)以及根據(jù)升周圍亮度模塊的完成信號關閉升周圍亮度模塊(506)。
6.根據(jù)權利要求5所述的實現(xiàn)側入式LED背光源液晶顯示器動態(tài)調(diào)光方法的裝置，其特征在于:所述的迭代升亮度模塊(504)是采用級聯(lián)的方式實現(xiàn)的，迭代升亮度模塊(504)包括M組由迭代子模塊和迭代控制模塊組成子模塊；每個迭代子模塊接收來自目標背光RAM模塊(507 )的目標背光以及擴散比率ROM模塊的擴散比率； 迭代子模塊接收上一個迭代子模塊計算的各LED背光燈組的第三步亮度并向下一個迭代子模塊發(fā)送當前迭代子模塊計算的各LED背光燈組的第三步亮度，同時當前子模塊還將當前迭代子模塊的完成信號發(fā)送給當前迭代控制模塊以及下一步迭代控制模塊； 每個迭代控制模塊根據(jù)上一個迭代子模塊的完成信號和當前迭代子模塊的完成信號控制當前子模塊的啟動和停止。
7.根據(jù)權利要求5所述的實現(xiàn)側入式LED背光源液晶顯示器動態(tài)調(diào)光方法的裝置，其特征在于:所述的迭代升亮度模塊(504)通過循環(huán)反饋方式來實現(xiàn)的；迭代升亮度模塊(504)由一個迭代子模塊(702)及一個迭代控制模塊(701)組成， 迭代子模塊(702)接收目標背光、擴散比率以及各LED背光燈組的第二步亮度lum_second,向迭代控制模塊(701)發(fā)送迭代完成信號和迭代反饋亮度； 迭代控制模塊在開始迭代前接收降亮度模塊(503)的完成信號以控制迭代子模塊(702)的啟動；當進行完第一次迭代后，迭代控制模塊(701)根據(jù)迭代完成信號再次啟動迭代子模塊(702)，同時迭代控制模塊(701)將反饋亮度輸入至迭代子模塊(702)，如此循環(huán)反饋，直至迭代子模塊運行M次，運行結束后，迭代子模塊(702)向升周圍亮度模塊(506)輸出各LED背光燈組的第三亮度lum_third，迭代子模塊(702)向升周圍亮度控制模塊(505)輸出迭代升亮度模塊的完成 信號。
【文檔編號】G09G3/36GK103514839SQ201310435518
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月23日 優(yōu)先權日:2013年9月23日
【發(fā)明者】張小寧, 楊雷, 屠震濤, 梁志虎, 李純懷, 李 浩, 何振偉, 朱立偉 申請人:西安交通大學, 深圳市華星光電技術有限公司