基于LED驱动的背光控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于LED驱动的背光控制方法，包括：获取图像中各个分区对应的灰阶值；计算出整个图像的所有分区的灰阶值的平均值，即灰阶平均值；根据各个分区对应的灰阶值、灰阶平均值确定各个分区对应的LED阵列的电流值和脉宽调制占空比；根据确定的电流值和脉宽调制占空比驱动各个分区对应的LED阵列，以实时调节相应分区的LED阵列的背光亮度值。本发明专利技术还公开了一种基于LED驱动的背光控制系统。本发明专利技术在目前局部调光的背光硬件的基础上实现了现高动态光照渲染图背光所需要的亮度的动态变化，并不增加电源电路成本和设计复杂度，保证了图像的细节显示效果。

Backlight control method and system based on LED drive

The invention discloses a backlight LED driving control method based on gray scale image acquisition includes: each partition in the corresponding value; calculated the average value of the entire image all partitions of gray-scale value, namely the grey scale average value; according to the gray scale of each partition corresponds to the value of grey scale average value, to determine the current array of each partition corresponding to the LED the value and the PWM duty cycle; according to the current value and the pulse width modulation duty cycle LED array driving each partition corresponding to the backlight brightness LED array for real-time adjustment of the corresponding partition value. The invention also discloses a backlight control system based on LED drive. The present invention realizes the dynamic change of luminance required for the high dynamic illumination rendering of backlight without increasing the cost and design complexity of the power circuit and ensuring the detail display effect of the image based on the local backlight hardware with partial dimming.

【技术实现步骤摘要】
基于LED驱动的背光控制方法及系统
本专利技术涉及高动态光照渲染图像显示
，尤其涉及一种基于LED(LightEmittingDiode，即发光二极管)驱动的背光控制方法及系统。
技术介绍
高动态光照渲染图像(High-DynamicRange，简称HDR)根据不同的曝光时间的LDR(Low-DynamicRange)图像，利用每个曝光时间相对应最佳细节的LDR图像来合成最终HDR图像，能够更好地反映出真实环境中的视觉效果。与相比普通的图像相比，高动态光照渲染图像可以提供更多的动态范围和图像细节。在当今的电视领域里，4K无疑是最大的趋势。由于像素数是1080p的四倍，4K可以呈现出更加精细的细节和纹理，众多电视厂商都在大力推动4K电视的发展，他们所带来的硬件提升将会让更多的用户享受到4K分辨率所带来的好处。但HDR又是一种截然不同的技术，这主要体现在它对于画面的改变方式上。在HDR的作用下，电视所呈现的色彩更加生动，黑色更深邃，画面中的物体也更加清晰明了。与此同时，画面的色调也会被扩大，可在冷色和暖色之间进行交替。为了突出区域的暗态，可以关闭对应区域的背光，这点只要背光分区数量够多很容易实现；而为了突出区域的亮态，相反就需要提高对应区域的背光亮度。HDR技术所要解决的问题就是在有限的亮度范围内表示出宽广的亮度范围，强调的是对亮部细节和暗部细节的表现能力，对于LCDTV(即液晶显示电视)，不仅需要解码芯片及片源的支持，还需要背光控制单元的配合，如何精确地控制亮度是HDR的关键，如果不能给很好地控制亮度，将影响到能否有更多的亮部细节得以展现，画面中可能单纯地呈现出一片片的亮白的显示区域，通常，为克服此种缺陷只能通过增加背光电源电路成本和设计复杂度来实现。
技术实现思路
鉴于现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种基于LED驱动的背光控制方法，可以在不增加电源电路成本和设计复杂度的前提下，实现高动态光照渲染图像的亮度的精确控制，保证图像的细节显示效果。为了实现上述的目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种基于LED驱动的背光控制方法，包括：获取图像中各个分区对应的灰阶值；计算出整个图像的所有分区的灰阶值的平均值，即灰阶平均值，其中，N代表分区总数，G(x)代表x分区的灰阶值；根据各个分区对应的灰阶值、灰阶平均值确定各个分区对应的LED阵列的电流值和脉宽调制(PulseWidthModulation，即PWM)占空比；根据确定的电流值和脉宽调制占空比驱动各个分区对应的LED阵列，以实时调节相应分区的LED阵列的背光亮度值。作为其中一种实施方式，所述根据各个分区对应的灰阶值、灰阶平均值确定各个分区对应的LED阵列的电流值和脉宽调制占空比包括：设置所有LED阵列的平均亮度值，并提取LED阵列的单个分区的最大亮度值，计算出灰阶参考值：其中，Lv(ave)代表所述平均亮度值，Lv(max)代表所述最大亮度值；比较所述灰阶平均值与所述灰阶参考值的大小关系，并根据如下公式计算各个分区的背光亮度值：当G(ave)≤G0时，当G(ave)>G0时，其中Lv(x)代表所述背光亮度值。作为其中一种实施方式，所述根据各个分区对应的灰阶值、灰阶平均值确定各个分区对应的LED阵列的电流值和脉宽调制占空比还包括：修正G(ave)≤G0时的背光亮度值，使其背光亮度值随所述灰阶值发生变化，且所述灰阶值越小，所述背光亮度值越大。作为其中一种实施方式，所述修正G(ave)≤G0时的背光亮度值时，使所述背光亮度值随所述灰阶值线性变化。作为其中一种实施方式，所述修正G(ave)≤G0时的背光亮度值后，当G(ave)≤G0时，所述电流值的调节系数为所述脉宽调制占空比的调节系数为当G(ave)>G0时，所述电流值的调节系数为所述脉宽调制占空比不变。本专利技术的另一目的在于提供一种基于LED驱动的背光控制系统，包括：采集单元，用于获取图像中各个分区对应的灰阶值；第一运算单元，用于计算出整个图像的所有分区的灰阶值的平均值，即灰阶平均值，其中，N代表分区总数，G(x)代表x分区的灰阶值；第二运算单元，用于根据各个分区对应的灰阶值、灰阶平均值确定各个分区对应的LED阵列的电流值和脉宽调制占空比；驱动单元，用于根据确定的电流值和脉宽调制占空比驱动各个分区对应的LED阵列，以实时调节相应分区的LED阵列的背光亮度值。作为其中一种实施方式，所述第二运算单元包括：初始化单元，用于设置所有LED阵列的平均亮度值，并提取LED阵列的单个分区的最大亮度值，计算出灰阶参考值：其中，Lv(ave)代表所述平均亮度值，Lv(max)代表所述最大亮度值；比较单元，用于比较所述灰阶平均值与所述灰阶参考值的大小关系；粗算单元，用于根据如下公式计算各个分区的背光亮度值：当G(ave)≤G0时，当G(ave)>G0时，其中Lv(x)代表所述背光亮度值。作为其中一种实施方式，所述第二运算单元还包括修正单元，所述修正单元用于修正G(ave)≤G0时的背光亮度值，使其背光亮度值随所述灰阶值发生变化，且所述灰阶值越小，所述背光亮度值越大。作为其中一种实施方式，所述修正单元在修正G(ave)≤G0时的背光亮度值时，使所述背光亮度值随所述灰阶值线性变化。作为其中一种实施方式，所述修正单元修正G(ave)≤G0时的背光亮度值后，当G(ave)≤G0时，所述电流值的调节系数为所述脉宽调制占空比的调节系数为当G(ave)>G0时，所述电流值的调节系数为所述脉宽调制占空比不变。本专利技术在目前局部调光的背光硬件的基础上实现了现高动态光照渲染图背光所需要的亮度的动态变化，并不增加电源电路成本和设计复杂度，保证了图像的细节显示效果。附图说明图1为本专利技术实施例的背光架构示意图；图2为本专利技术实施例的LED背光源的分区方式示意图；图3为本专利技术实施例的背光控制方法示意图；图4为本专利技术实施例的一种电流值和PWM占空比计算过程示意图；图5为本专利技术实施例的几种不同的平均灰阶值与背光亮度的关系示意图；图6为本专利技术实施例在背光亮度值修正前的平均灰阶值-背光亮度的二维坐标图；图7为本专利技术实施例在背光亮度值修正后的平均灰阶值-背光亮度的二维坐标图；图8为本专利技术实施例的背光控制装置示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参阅图1，本专利技术实施例的背光架构主要包括LED背光源10、驱动板20、系统板30和电源板40，其中，LED背光源10具有若干LED阵列，如图2所示，LED背光源10被划分为多行和多列分区，每个分区内的LED阵列具有相同的亮度，这里，以LED背光源10被划分为512个分区为例进行说明，512个分区共计16行，每行32列。系统板30上具有图像处理芯片31，用于在画面显示前进行图像处理，给出LED背光源10的每个分区内对应的图像的灰阶值；驱动板20上具有LED驱动电路21和HDR背光算法芯片22，HDR背光算法芯片22根据整个图像的所有分区的灰阶值的平均值计算出各个分区对应的LED阵列的电流值和PWM占空比，电源板40用于提供驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于LED驱动的背光控制方法，其特征在于，包括：获取图像中各个分区对应的灰阶值；计算出整个图像的所有分区的灰阶值的平均值，即灰阶平均值，

【技术特征摘要】
1.一种基于LED驱动的背光控制方法，其特征在于，包括：获取图像中各个分区对应的灰阶值；计算出整个图像的所有分区的灰阶值的平均值，即灰阶平均值，其中，N代表分区总数，G(x)代表x分区的灰阶值；根据各个分区对应的灰阶值、灰阶平均值确定各个分区对应的LED阵列的电流值和脉宽调制占空比；根据确定的电流值和脉宽调制占空比驱动各个分区对应的LED阵列，以实时调节相应分区的LED阵列的背光亮度值。2.根据权利要求1所述的基于LED驱动的背光控制方法，其特征在于，所述根据各个分区对应的灰阶值、灰阶平均值确定各个分区对应的LED阵列的电流值和脉宽调制占空比包括：设置所有LED阵列的平均亮度值，并提取LED阵列的单个分区的最大亮度值，计算出灰阶参考值：其中，Lv(ave)代表所述平均亮度值，Lv(max)代表所述最大亮度值；比较所述灰阶平均值与所述灰阶参考值的大小关系，并根据如下公式计算各个分区的背光亮度值：当G(ave)≤G0时，当G(ave)>G0时，其中Lv(x)代表所述背光亮度值。3.根据权利要求2所述的基于LED驱动的背光控制方法，其特征在于，所述根据各个分区对应的灰阶值、灰阶平均值确定各个分区对应的LED阵列的电流值和脉宽调制占空比还包括：修正G(ave)≤G0时的背光亮度值，使其背光亮度值随所述灰阶值发生变化，且所述灰阶值越小，所述背光亮度值越大。4.根据权利要求3所述的基于LED驱动的背光控制方法，其特征在于，所述修正G(ave)≤G0时的背光亮度值时，使所述背光亮度值随所述灰阶值线性变化。5.根据权利要求4所述的基于LED驱动的背光控制方法，其特征在于，所述修正G(ave)≤G0时的背光亮度值后，当G(ave)≤G0时，所述电流值的调节系数为所述脉宽调制占空比的调节系数为当G(ave)>G0时，所述电流值的调节系数为所述脉宽调制占空比不变...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈辛洪，
申请(专利权)人：深圳市华星光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44