自适应背光控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种自适应背光控制方法和装置，其中，该方法包括：根据当前帧图像的亮度分量Ｙ均值Ｙａｖｇ上述当前帧图像的背光灰阶ＢＤＧ对上述当前帧图像进行场景变化检测；在检测到场景发生变换时，对位于上述当前帧图像之后的多帧图像的背光灰阶进行帧间滤波处理；根据滤波处理后的背光灰阶进行背光控制。根据本发明专利技术的自适应背光控制方法能够根据图像内容来自适应地调整背光，从而达到节能的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液晶显示器的图像显示领域，具体而言，涉及一种用于液晶显示器的自适应背光控制方法及装置。
技术介绍
大多数LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)显示产品是采用透射式LCD来显示文字和图像的，由于透射式LCD是通过其背光单元如CCFL(Cold Cathode fluorescent Lamps，冷阴极荧光灯)，LED(Light Emitting Diode，发光二极管)来发光，且背光源的功耗占整个显示产品功耗的90％以上，如何有效降低背光模块的功耗，对于整个显示产品的节能具有重要意义。然而，目前传统的LCD背光采用的是固定背光控制，也就是说不管当前显示的图像是亮还是暗，均采用最亮时的背光控制。 由上可知，目前这种固定的背光控制技术不能按照图像内容进行动态自适应的背光控制，因此不能实现节能。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种自适应背光控制方法和装置，能够解决现有技术中不能对背光进行自适应控制的问题。 根据本专利技术的一个方面，提供了一种自适应背光控制方法，其包括根据当前帧图像的亮度分量Y均值Yavg和上述当前帧图像的背光灰阶BDG对上述当前帧图像进行场景变化检测；在检测到场景发生变换时，对位于上述当前帧图像之后的多帧图像的背光灰阶进行帧间滤波处理；根据滤波处理后的背光灰阶进行背光控制。 根据本专利技术的另一个方面，提供了一种自适应背光控制装置，其包括场景变化检测模块，用于根据当前帧图像的亮度分量Y均值Yavg和上述当前帧图像的背光灰阶BDG对当前帧图像进行场景变化检测；滤波模块，用于在检测到场景发生变换时，对位于上述当前帧图像之后的多帧图像的背光灰阶进行帧间滤波处理；背光控制模块，用于根据滤波处理后的背光灰阶BDG进行背光控制。 根据本专利技术的自适应背光控制方法能够根据图像内容来自适应地调整背光，从而达到节能的目的。 附图说明 此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中 图1示出了根据本专利技术的一个实施例的自适应背光控制方法流程图； 图2示出了根据本专利技术的一个实施例的孤立高亮情形； 图3示出了根据本专利技术的一个实施例的另一种孤立高亮情形； 图4示出了根据本专利技术的一个实施例的自适应背光控制装置示意图； 图5示出了根据本专利技术的一个优选实施例的动态背光控制的原理图； 图6示出了根据本专利技术的一个优选实施例的场景变化检测示意图； 图7示出了根据本专利技术的一个优选实例的当检测到场景变化时，背光参数BDG(Backlight Dimming Gray)的帧间滤波处理过程示意图； 图8示出了根据本专利技术的一个优选实施例的背光控制的硬件构架框图； 图9示出了根据本专利技术实施例的图像增强补偿曲线； 图10为图9中(c)的斜率表示形式； 图11示出了根据本专利技术的一个优选实施例所示的采用对应三角形的三个顶点进行插值的原理示意图； 图12示出了根据本专利技术的一个优选实施例所示的采用四邻域插值的原理示意图。 具体实施例方式 在描述实施例之前，首先对本专利技术的原理进行分析。 根据透射式LCD显示原理，对于输出数据X，其LCD显示产品的最终显示亮度I(X)可以看作是背光亮度系数β和LCD液晶分子透射率t(X，β)的乘积，即 I(X)＝β×t(X，β) (1) 上式表示当图像较暗时就用较低的背光，同时对图像数据进行较大的补偿增强；反之当图像较亮时就用较高的背光，同时对图像数据进行较小的增强补偿，从而可以实现根据图像内容自适应的调整背光，同时由于对图像内容进行了对应的反向增强补偿，从而使得在最终显示图像质量几乎没有下降的情况下，同时具有较小的背光功耗。 其中，背光亮度的调整是靠调节背光模块的PWM(Pause WidthModulation)信号的占空比来实现。考虑到Gamma校正，PWM占空比与背光亮度为一非线性关系，且这一关系可以近似表示为Gamma指数关系，于是式(1)可以表示为下式 I(X)＝βon_duty×t(X，βon_duty) (2) 对于多数液晶LCD面板，其Gamma指数γ取值范围为[2.0，3.0]。根据以上分析，可以得知对于输入的8位灰度图像，表示图像亮暗程度的背光灰阶BDG、线性背光系数β0、以及调节背光亮度的PWM占空比βon_duty之间的关系可以表示为 考虑到BDG＝0时的背光不可能为零，式3中的线性截距a和b等于0.5。此时式3就变为 其中，表示每一帧图像数据亮暗的背光调节亮度BDG是根据图像数据的直方图得到，考虑到彩色图像数据的三个基色，为使经过动态背光调节后最终显示的颜色没有质量下降，BDG是根据对图像数据每一点的三个基色取最大值后再进行直方图统计才得到，也即 BDG＝Hist_percent(Max{R，G，B}) (6) 对于液晶分子的透射率t(X，β)或t(X，β0)，可以看作是由于对背光进行了调整而对图像数据所必需采取的相应补偿措施，可以拆分成如下形式 t(X，β0)＝tcompen(X，β0)×X (7) 式中的tcompen(X，β0)可看作是在线性背光系数为β0时，其相应的图像数据补偿系数。为了使输入图像经过动态背光调节后的最终显示亮度和未经动态背光调节的显示具有相同的亮度。最简单的约束条件是 tcompen(X，β0)×β0≈1(8) 由于β0≤1，因此tcomp(X，β0)≥1，其最简单的情况为 在此种情况下，由于受图像数据的固定8位位宽限制，存在着高灰阶由于截至区的存在不能够区分开来，为了更好的区分高灰阶，需要根据图像数据的取值加以区分讨论，具体的做法是在截至区以前选择一个过度拐点knee_point，从该拐点到255，像素补偿曲线斜率是从 逐渐过渡1。其中一个简单的方法就是将补偿曲线的斜率按等差过度到1，于是补偿曲线斜率随灰度的变化关系为 其中曲线斜率增量delta表示为 因此图像数据灰度的补偿曲线应该是决定于两个因素线性背光系数β0和图像数据X。后边将会用图表加以讨论说明。由于线性背光系数β0完全取决于BDG，因此像素数据的反向补偿也可写为tcompen(X，BDG). 根据前面的数学理论分析，可以知道动态背光控制的整体框架，首先对每一帧图像数据进行直方图统计，得到一个表示该当前帧图像的亮暗程度的BDG，然后再根据BDG对背光块的PWM的占空比进行调节，同时对图像数据进行反向的增强补偿。 由于背光亮度与PWM占空比之间存在一个Gamma指数的非线性关系，因此PWM占空比的调节在硬件实现是一个查找表LUT.图像数据的反向补偿增强其本质上是一条条由BDG决定的补偿曲线。 下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本专利技术。 实施例1 图1示出了根据本专利技术的一个实施例的自适应背光控制方法流程图，包括以下步骤 S102，根据当前帧图像的亮度分量Y均值Yavg和当前帧图像的背光灰阶BDG对当前帧图像进行场景变化检测； S104，在检测到场景发生变换时，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应背光控制方法，其特征在于，包括以下步骤：根据当前帧图像的亮度分量Ｙ均值Ｙａｖｇ和所述当前帧图像的背光灰阶ＢＤＧ对所述当前帧图像进行场景变化检测；在检测到场景发生变换时，对位于所述当前帧图像之后的多帧图像的背光灰阶进行帧间滤波处理；根据滤波处理后的背光灰阶进行背光控制。

【技术特征摘要】
1.一种自适应背光控制方法，其特征在于，包括以下步骤根据当前帧图像的亮度分量Y均值Yavg和所述当前帧图像的背光灰阶BDG对所述当前帧图像进行场景变化检测；在检测到场景发生变换时，对位于所述当前帧图像之后的多帧图像的背光灰阶进行帧间滤波处理；根据滤波处理后的背光灰阶进行背光控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据滤波处理后的背光灰阶进行背光控制的步骤包括根据滤波处理后的背光灰阶对位于所述当前帧图像之后的多帧图像的背光进行调整以及对所述多帧图像进行图像补偿。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据Yavg和BDG对所述当前帧图像进行场景变化检测的步骤包括scene_change＝1表示发生场景变化，scene_change＝0表示没有发生场景变化；其中，BDG_Th表示预设的用于场景变化检测的第一门限；Yavg_Th表示预设的用于场景变化检测的第二门限；DynamicRange_BDG表示BDG的动态范围；DynamicRange_Yavg表示Yavg的动态范围；BDG_cur表示所述当前帧图像的BDG；Yavg_cur表示所述当前帧图像的Yavg。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，BDG_Th＝Smooth_scene_BDG_Th，Yavg_Th＝Smooth_scene_Yavg_Th，Smooth_scene_BDG_Th为用于平滑场景变化检测的BDG门限值，Smooth_scene_Yavg_Th为用于平滑场景变化检测的Yavg门限值，其中，scene_change＝1表示发生平滑场景变化，scene_change＝0表示没有发生平滑场景变化。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，BDG_Th＝Acute_scene_BDG_Th，Yavg_Th＝Acute_scene_Yavg_Th，Acute_scene_BDG_Th为用于快速场景变化检测的BDG门限值，Acute_scene_Yavg_Th为用于快速场景变化检测的Yavg门限值，其中，scene_change＝1表示发生快速场景变化，scene_change＝0表示没有发生快速场景变化。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当检测到发生平滑场景变化时，对位于所述当前帧图像之后的多帧图像的背光灰阶BDG进行帧间低通滤波；当检测到发生快速场景变化时，对位于所述当前帧图像之后的多帧图像的背光灰阶BDG进行帧间高通滤波。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对当前帧图像进行场景变化检...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文超，
申请(专利权)人：硅谷数模半导体北京有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]