一种LED背光模组高分区动态调光方法技术

本发明专利技术涉及一种LED背光模组高分区动态调光方法，该方法如下：将视频源图像分成N个长条区域，每个长条区域包含M个分区；利用FPGA对每个长条区域的各分区视频源数据同时进行处理，得到每个分区最终背光值；令每个分区内所有像素的灰度数据均等于该分区最终背光值得到各像素的最终灰度值；依次处理各长条区域视频源数据，最后输出亮度增强后的图像。本发明专利技术能够节省FPGA的内部逻辑门资源，并增强最终背光和液晶合成显示画面的对比度。液晶合成显示画面的对比度。液晶合成显示画面的对比度。

【技术实现步骤摘要】
一种LED背光模组高分区动态调光方法


[0001]本专利技术属于LED显示控制
，特别涉及一种Mini LED背光模组及其高分区动态调光方法。

技术介绍
：
[0002]Mini LED背光是目前LCD领域的主要创新方向。对Mini LED背光更加精细化的分区，结合区域调光技术可以极大提高LCD的显示画质。LED背光分区数越多，画面的调控就越精细，对画面的显示效果提升也就更加明显。但是当横、纵分区数增多时，需要同时处理的视频源数据就成倍增加，当分区数增加到一定数目时，FPGA的片内资源就不足以同时处理完一帧数据量。在不额外使用多片FPGA资源的前提下，利用算法或者控制技术来实现更加精细的背光分区成为了一种可行的方法。
[0003]区域调光技术就是将视频源数据整帧信号进行数据处理，从而获得所需的背光源信号来驱动Mini LED进行动态显示。在数据处理过程中，为了实现实时处理，需要在有限的时间内处理完一整帧数据。而数据处理的过程是首先将这一帧数据分块，在每块分区内再通过背光提取算法进行背光信号的提取，所以当分区数增多时，处理的区域就会增加，从而利用的资源将会成倍数增加。
[0004]传统的区域调光算法的实现，背光分区一般在十几个或几十个，消耗的资源不是很多，为了实现高分区的区域调光算法的实现，就需要考虑资源的利用问题。

技术实现思路
：
[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种LED背光模组高分区动态调光方法，该方法能够节省FPGA的内部逻辑门资源，并且能够提高对比度。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术的LED背光模组高分区动态调光方法如下：将视频源图像分成N个长条区域，每个长条区域包含M个分区；利用FPGA对每个长条区域的各分区视频源数据同时进行处理，得到每个分区最终背光值；令每个分区内所有像素的灰度数据均等于该分区最终背光值得到各像素的最终灰度值；依次处理各长条区域视频源数据，最后输出亮度增强后的图像：
[0007]每个长条区域各分区视频源数据处理方法如下：
[0008]针对任一分区m，m＝1,2，
…
M，对该分区各像素灰度数据进行最大值的提取得到该分区初始背光值Bl
max
‑
m
；
[0009]BL
max
‑
m
＝max(Gray
m
‑
k
(i,j))
[0010]其中(Gray
m
‑
k
(i,j))代表该分区内坐标为(i，j)的像素的灰度值；
[0011]计算长条区域所有分区初始背光值的平均值作为平均背光亮度Avg；
[0012]根据公式(1)计算该分区最终背光值BL
m
；
[0013]可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或者仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”、“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0029]在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
[0030]以处理1920
×
1080像素的视频源图像为例，如图1所示，传统的方法是将视频源图像分成48
×
24个分区，其中每个分区大小为40像素
×
45像素。视频源图像输入到FPGA以后，经过HDMI数据解码芯片的解码，得到标准的VGA(视频图形阵列)格式的视频源数据，包括行同步、场同步、数据使能信号和各像素RGB亮度数据；然后对标准的VGA格式的视频源数据进行处理。FPGA的内部设置1152个背光提取模块，将各分区视频源数据分别输入到这1152个背光提取模块中同时进行处理，并将产生的背光亮度信息同时在这一帧结束时并行输出。
[0031]本专利技术将视频源图像分成N＝24个长条区域，每个长条区域包含M＝48个分区。这里长条区域个数和每个长条区域内分区个数没有严格的限制，只要在FPGA的内部逻辑门资源允许的范围内即可。
[0032]本专利技术采用FPGA(现场可编程门阵列)作为数据处理平台。在视频源图像输入到FPGA以后，经过HDMI数据解码芯片的解码，得到标准的VGA(视频图形阵列)格式的视频源数据，包括行同步、场同步、数据使能信号和各像素RGB亮度数据；然后将视频源数据中各像素的RGB亮度数据转化成为灰度数据。
[0033]本专利技术在FPGA的内部设置48个背光提取模块，对各长条区域的各分区视频源数据同时进行处理，依次处理各长条区域视频源数据。
[0034]由于视频源数据是按行到来的，所以在一帧视频源数据到来的过程中，按到来的顺序对视频源数据进行处理，在第一个条形区域第一组40个视频源数据到来时，进入到第一个背光提取模块进行数据处理，第二组40个视频源数据到来时，进入到第二个背光提取模块进行处理，以此类推直到第一个条形区域最后一组40个视频源数据到来时，进入第48个背光提取模块进行处理。
[0035]在每一帧视频源图像进入到FPGA时，先经过HDMI数据解码芯片解码得到标准的VGA格式的视频源数据，再将视频源数据中各像素的RGB亮度数据转化成为灰度数据；利用48个背光提取模块分别对第一个长条区域的48个分区的各像素灰度数据进行处理得到各分区初始背光值，再由亮度增强模块对各分区进行亮度增强处理得到各分区所有像素的最终灰度值；当处理完第一个长条区域视频源数据的时候，下一个长条区域的视频源数据来到之后依然进入这48个背光提取模块中进行处理。资源的利用率大约缩小了24倍，节省了硬件资源。
[0036]由于这样处理后的处理结果数据是串行的，当一帧视频源数据输入再经处理后输出，各个长条区域所有像素最终灰度值同时输出；在每个分区45行像素最终灰度值输出的时候，这样串行的数据容易丢失；因此，本专利技术在处理完第一个长条区域视频源数据的时
候，处理结果数据存储在FIFO中；下一个长条区域的视频源数据来到之后依然进入这48个背光提取模块中进行处理；每个长条区域视频源数据在处理完后处理结果数据均保存在FIFO中，在一帧时间结束后所有处理结果数据全部输出，再由FIFO将处理结果数据传输到后续的模块进行处理。资源的利用率大约缩小了24倍，节省了硬件资源。
[0037]针对每个长条区域任一分区m，m＝1,2，
…
M，对应背光提取模块对该分区各像素灰度数据进行最大值的提取得到该分区初始背光值BL...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LED背光模组高分区动态调光方法，其特征在于该方法如下：将视频源图像分成N个长条区域，每个长条区域包含M个分区；利用FPGA对每个长条区域的各分区视频源数据同时进行处理，得到每个分区最终背光值；令每个分区内所有像素的灰度数据均等于该分区最终背光值得到各像素的最终灰度值；依次处理各长条区域视频源数据，最后输出亮度增强后的图像：每个长条区域各分区视频源数据处理方法如下：针对任一分区m，m＝1,2，
…
M，对该分区各像素灰度数据进行最大值的提取得到该分区初始背光值BL
max
‑
m
；BL
max
‑
m
＝max(Gray
m
‑
k
(i,j))其中(Gray
m
‑
k
(i,j))代表该分区内坐标为(i，j)的像素的灰度值；计算长条区域所有分区初始背光值的平均值作为平均背光亮度Avg；根据公式(1)计算该分区最终背光值BL
m
；其中L
max
为LED所能显示的最大灰度级；λ为控制增强程度的预定义参数。2.根据权利要求1所述的LED背光模组高分区动态调光方法，其特征在于所述FPGA内部设置FIFO，每个长条区域内各分区像素的最终灰度值存储在FIFO中，在一帧视频源数据全部处理完成后，输出亮度增强后的图像。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：郑喜凤，宿然，陈俊昌，陈煜丰，曹慧，汪洋，
申请(专利权)人：长春希达电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：