一种自适应LED动态背光方法技术

本发明专利技术属于液晶显示器背光技术研究领域，涉及一种自适应LED（LightEmittingDiode）动态背光方法，包括以下步骤：A.获取待显示图像信号，根据图像各个像素点R,G,B分量，获取各点的亮度值矩阵；B.将亮度值矩阵经过逆映射函数（IMF）映射，获取新的亮度矩阵；C.根据分段相加优化算法，将新的亮度矩阵分解为行列时序矩阵；D.根据行列分解控制法，将行列矩阵转换成行列时序控制信号，驱动LED背光源模组。本发明专利技术由于采用行列分解法控制LED模组，很大程度上减少驱动电路数量，同时获得很高的图像显示对比度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于液晶显示器背光技术研究领域,涉及一种自适应LED(Light EmittingDiode)动态背光方法。
技术介绍
液晶显示器作为一种被动性显示器件，本身不会发光，它依靠背光源将光线穿过显示板，显示图像，结构如图I所示。传统液晶显示器使用冷阴极灯管CCFUCold CathodeFluorescent Lamp)作为背光光源，经液晶信号调变后，可显示图像，但是由于背光光源一直处于全亮状态，因而会造成两大主要的缺失。I、液晶对于暗色图像漏光的问题。因为液晶材料在暗色图像表现时，无法百分之百的阻挡背光光源，所以往往在暗画面的表现上会有暗色漏光的现象，严重造成影像对比度下降(大概1000:1)。2、持续的高功率消耗。由于CCFL背光源无论在亮暗画面都保持全亮的状态，故功率消耗量大，所以，如何有效改善对比度和功率消耗成为主要的研究课题。LED由于低功耗，节能环保，无污染等优势逐渐被用作IXD的背光源。LED动态背光技术，主要是根据待显示的图像的亮度值，去控制对应背光区域的LED的亮度值，使得暗的区域的背光更暗，亮的区域的背光更亮，显示对比度有很大的增强。LED动态背光主要有两个方面的技术难点，一个是LED背光的取值的导出，一般是取局部最大值，还有逆映射函数IMF (Inverse of a mapping Function)的方法,实验验证具有更高的对比度；另一个是驱动控制电路的设计，对于大尺寸的液晶电视来说，LED背光点阵数量比较庞大，在几千量级，逐个驱动，硬件上不易实现。现在比较普遍的解决方法是，分块区域动态控制背光。这样可以减少驱动电路，同时得到增强对比度的效果。中国专利200610170237. X公开了一种LED动态背光源控制算法。该算法先对LED背光源进行白平衡校正，然后将LED点阵分块，每个块取该区域图像亮度最大值对其进行赋值，块与块之间采用渐变控制，使得其之间实现平滑过渡。最终输出的控制信号是块控制信号与白平衡信号的叠加。中国专利200810150978. 0公开了一种液晶用LED背光驱动方法，该方法将整个液晶屏分区，首先对每个分区进行亮度统计，然后依次将统计得到的分区输入信号的原始亮度值，扩散到相邻分区上，再对亮度进行归一化处理通过驱动IC芯片对LED灯的亮度控制，实现控制相应LED背光的亮度。中国专利200810216651. 9公开了一种LED动态背光源控制算法。该算法先根据像素R，G, B分量计算像素的亮度值，然后根据该像素亮度状态进行明暗等级划分，最后根据该明暗等级调整背光源的亮度值。目前已有的关于LED动态显示控制的专利，在减少驱动电路方法方面，都是将LED点阵分区域进行处理，但是这样带来的问题就是可能造成块与块之间亮度过渡不均匀，所以很多专利都是针对这个问题提出了解决方案。
技术实现思路
针对现有技术的存在的问题，本专利技术公开了一种自适应LED动态背光方法，目的在于整体或部分解决以上现有专利方法的缺陷。本专利技术避开现有专利的分区域的方案，对每个LED点阵亮度使用行列序列控制方法，行列序列很大程度上减少驱动电路数量，并且解决亮度不均匀现象。本专利技术公开的行列序列控制法，是将行和列的控制信号抽象为0和I的行列序列信号，相乘的结果为待显示图像的亮度值矩阵。 本专利技术的一种自适应LED动态背光方法，运用行列时序信号控制液晶显示器LED背光模组，目的在于减少LED背光源的驱动电路。利用矩阵分解思想，提出一种分段相加优化的方法，求解最优的行列时序信号。本专利技术实现行列序列控制方法的实施步骤:A.获取待显示图像信号，根据图像各个像素点R，G，B分量，获取各点的亮度值矩阵；B.将亮度值矩阵经过逆映射函数(MF)映射，获取新的亮度矩阵；C.根据分段相加优化算法，将新的亮度矩阵分解为行列时序矩阵；D.根据行列分解控制法，将行列矩阵转换成行列时序控制信号，驱动LED背光源模组。上述的自适应LED动态背光方法，其进一步特征在于在步骤B中，将亮度值矩阵进行亮度转换，可以是逆映射函数(MF)或其他映射方法；在步骤C中，运用矩阵分解的思想将图像亮度值分解为行列时序矩阵，时序矩阵是由0和I组成，分解矩阵方法可以是分段相加优化或者是其他矩阵分解方法；在步骤D中，实行行列时序信号控制LED背光模组，可以是对每个LED控制或者是对每一个区域块的LED点阵控制。为了实现行列序列控制方法，需要将待显示图像的亮度矩阵转换为行列时序矩阵，该矩阵分解是一个NP问题，所以本专利技术提出一种分段相加优化的矩阵分解方法，将亮度矩阵分解为最优的行列时序矩阵。附图说明结合附图说明详细阅读下列实施方式，可容易地理解本专利技术的宗旨和算法步骤，附图中有图I是LED背光源的液晶显示器结构示意图。图2是自适应LED动态背光方法的流程图。图3是行列时序控制方法驱动电路结构示意图。图4是一个周期T时间内，行列信号“与”的过程示意图。具体实施例方式本专利技术主要研究一种自适应LED动态背光方法，用于控制液晶显示器LED背光模组，目的在于减少背光源的驱动电路，显示图像对比度更强。说明书附图I是LED背光源的液晶显示器结构示意图。液晶本身不会发光，它依靠背光源将光线穿过IXD，显示图像。单元I是IXD液晶面板；单元2是扩散板，将背光源发射过来的光进行多次折射扩散，使得背光更加均匀；单元3是棱镜片，是聚光装置，利用全反射和折射定律，将分散的光集中于一定的角度范围内出射从而提高该出射范围内的亮度；单元4是导光板，利用光学级压克力板材吸取从背光源发出来的光在光学级压克力板材表面的停留，当光线射到各个导光点时，反射光会往各个角度扩散，然后破坏反射条件，由导光板正面射出。通过各种疏密、大小不一的导光点，可使导光板均匀发光，它的主要用途在于增强光亮，提高光的使用效率；单元5是底面反射板，其作用是将背光源的光反射向上，达到增强背光亮度的作用；单元6是LED背光源点阵，点阵个数依据显示器尺寸大小决定。说明书附图2是本专利技术方法的流程图。主要包括以下实现步骤A.获取待显示图像信号，根据图像各个像素点R，G，B分量，获取各点的亮度值矩阵；B.将亮度值矩阵经过逆映射函数(IMF)映射，获取新的亮度矩阵；C.根据分段相加优化算法，将新的亮度矩阵分解为行列时序矩阵；将每个LED背光源点阵的亮度值矩阵分解为两个矩阵的乘积，分解的两个矩阵满足由0和I构成，作为行 和列LED的脉冲控制信号；D.根据行列序列控制法，将行列矩阵转换成行列时序控制信号，驱动LED背光源模组。在步骤A中，控制系统接收到待显示图像的信号，将其各个像素点的R，G，B分量，经过公式Image (亮度)= (0. 299*R) + (0. 587*G) + (0. 114*B)计算，得到图像的亮度值矩阵Image。在步骤B中，将亮度值矩阵经过逆映射函数(MF)映射得到新的亮度值矩阵，使得背光效果更好。映射的步骤是先计算该矩阵Image的概率密度函数HF，然后计算TOF的累积分布函数CDF，将得到的CDF曲线沿y=x直线对称翻转，得到的曲线即是逆映射函数IMF，可以将原亮度值矩阵映射为新的亮度矩阵。在步骤C中，运用矩阵分解的方法将图像亮度值矩阵分解为行列时序矩阵，时序矩阵是由0和I组成。矩阵分解是一个NP问题，所以本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应LED动态背光方法，运用行列时序信号控制液晶显示器LED背光模组，其特征在于，包括以下实现步骤A.根据待显示图像各个像素点R，G,B分量，获取各点的亮度值矩阵；B.将亮度值矩阵经过逆映射函数(MF)映射，获取新的亮度矩阵；C.根据分段相加优化算法，将新的亮度矩阵分解为行列时序矩阵；将每个LED背光源点阵的亮度值矩阵分解为两个矩阵的乘积，分解的两个矩阵满足由O和I构成，作为行和列 LED的脉冲控制信号；D.根据行列序列控制法，将行列时序矩阵转换成行列时序控制信号，驱动LED背光源模组。2.根据权利要求I所述的自适应LED动态背光方法，其特征在于在步骤B中，将亮度值矩阵进行亮度转换，可以是逆映射函数(IMF)或其他映射方法。3.根据权利要求I所述的自适应LED动态背光方法，其特征在于在步骤C中，运用矩阵分解的方法将图像亮度值分解为行列时序矩阵，时序矩阵是由O和I组成，分解矩阵方法可以是分段相加优化或者是其他矩阵分解方法。4.根据权利要求I所述的自适应LED动态背光方法，其特征在于在步骤D中，实行行列时序信号控制LED背光模组，可以是对每个LED控制或者是对每一个区域块的LED点阵控制。5.根据权利要求I至4之一所述的自适应LED动态背光方法，其特征在于在步骤B 中，将亮度值矩阵经过逆映射函数(nr)映射得到新的亮度值矩阵，映射的步骤是先计算该矩阵Image的概率密度函数HF，然后计算TOF的累积分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杨，都思丹，储培，赵康僆，汪琪，刘佳，赵静，姜华，徐俊梅，姜新，
申请(专利权)人：南京大学苏州高新技术研究院，
类型：发明
国别省市：