CN101625835B

CN101625835B - 对比度提升方法

Info

Publication number: CN101625835B
Application number: CN2008101360418A
Authority: CN
Inventors: 黄文成; 陈录豪; 蔡松有; 简张城
Original assignee: Hannstar Display Corp
Current assignee: Hannstar Display Corp
Priority date: 2008-07-08
Filing date: 2008-07-08
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2028-07-08
Also published as: CN101625835A

Abstract

本发明提供一种对比度提升方法，适用于显示装置，其中，显示装置包括背光模块并具有最大亮度值。此对比度提升方法包含：持续地在每一个单位时间内接收画面信号；持续地计算每个画面信号所对应的画面亮度值与最大亮度值的比例，并将此比例设为即时相对亮度；设定第一比例、第一调整时间、第二比例及第二调整时间；当即时相对亮度小于第一比例时，将背光模块的亮度在第一调整时间内逐渐调低至最小亮度；当即时相对亮度大于第二比例时，将背光模块的亮度在第二调整时间内逐渐调高至最大亮度。

Description

对比度提升方法

技术领域

本发明涉及一种应用于显示设备的对比度提升方法，特别是一种应用于液晶显示设备的对比度提升方法。

背景技术

近年来，液晶显示器的技术突飞猛进，且制造成本亦不断下降，使得液晶显示器(LCD)已几乎完全取代传统阴极射线管(CRT)在监视器上的市场。并且随着液晶显示技术的进步，液晶电视的市场更是快速地成长，而对液晶电视的性能要求也越来越高。液晶电视相较于传统的CRT电视，具有诸多优点，例如：体积超薄、画面更大、分辨率大幅提高等。然而液晶电视也有其弱点，例如：对比度不如传统CRT电视，此乃因为液晶电视的背光模块一直点亮，在暗画面时，液晶本身性质使然，不易将光线完全阻绝，造成些许漏光所致。因此如何提高对比度成为液晶显示技术有待突破的重点。

目前现有技术为了提升对比度，通常依照画面的整体亮度值的高低，即时调整背光模块的亮度。例如：当所要显示的画面的整体亮度值较低时，即时调低背光模块的亮度；当所要显示的画面的整体亮度值较高时，则即时调高背光模块的亮度。然而这种方法容易造成画面闪烁及忽明忽暗的现象，使得人眼观看时不舒服，进而容易造成视觉疲劳的问题。同时，当快速且频繁地调整背光模块的亮度时，会显著地减少背光模块的使用寿命。另一方面，在暗画面时，由于背光模块亮度的调低，虽然可提高对比度，但会使得整体画面变得较为暗沉。

为了克服上述问题，本发明提出崭新的概念与解决方法，能有效解决画面闪烁、观看时不舒服的问题，并同时能提升液晶显示器的对比度。

发明内容

本发明提供一种可应用于液晶显示设备的对比度提升的方法，可提升液晶显示器的对比度。

本发明提供一种对比度提升方法，适用于显示设备，其中，所述显示设备包括背光模块并具有最大亮度值，所述方法包含：持续在每一单位时间内接收画面信号；持续计算每一画面信号所对应的画面的画面亮度值与所述最大亮度值的比例，并将所述比例设定为即时相对亮度；将所述背光模块的亮度设定在最大亮度；设定第一比例及第一调整时间；当所述即时相对亮度大于所述第一比例，且所述背光模块的亮度为最大亮度时，将所述背光模块的亮度维持在最大亮度；当所述即时相对亮度小于所述第一比例时，将所述背光模块的亮度在所述第一调整时间内逐渐调低至最小亮度；设定第二比例及第二调整时间；并且当所述即时相对亮度大于所述第二比例，且所述背光模块的亮度处在最小亮度时，将所述背光模块的亮度在所述第二调整时间内逐渐调高至最大亮度，其中，所述显示设备包括多个像素，且所述最大亮度值为所有每一所述像素的最高灰度值的总和，而所述即时相对亮度为所述画面中所有每一个所述像素所发出的光的灰度值的总和除以所述最大亮度值。

本发明还提供一种对比度提升方法，适用于显示设备，其中，所述显示设备包括背光模块并具有最大亮度值，所述方法包含：持续在每一单位时间内接收画面信号；持续计算每一所述画面信号所对应的画面的画面亮度值与所述最大亮度值的比例，并将所述比例设定为即时相对亮度；将所述背光模块的亮度设定在最大亮度；设定第一比例、第一缓冲时间及第一调整时间；当所述即时相对亮度大于所述第一比例，且所述背光模块的亮度为最大亮度时，将所述背光模块的亮度维持在最大亮度；当连续多个即时相对亮度小于所述第一比例的连续时间达所述第一缓冲时间时，将所述背光模块的亮度在所述第一调整时间内逐渐调低至最小亮度；设定第二比例、第二缓冲时间及第二调整时间；并且当连续多个所述即时相对亮度大于所述第二比例，且所述背光模块的亮度处在最小亮度的连续时间达到所述第二缓冲时间时，将所述背光模块的亮度在所述第二调整时间内逐渐调高至最大亮度，其中，所述显示设备包括多个像素，且所述最大亮度值为所有每一所述像素的最高灰度值的总和，而所述即时相对亮度为所述画面中所有每一个所述像素所发出的光的灰度值的总和除以所述最大亮度值。

根据上述构想，其中，所述显示设备包括多个像素，且在将所述背光模块的亮度在所述第一调整时间内逐渐调低至最小亮度的步骤的同时，更将所有每一个像素的原灰度值逐渐调整到补偿灰度值。

根据上述构想，其中，在将所述背光模块的亮度在所述第二调整时间内逐渐调高至最大亮度的步骤的同时，还将所有每一个像素的补偿灰度值逐渐调回到所述原灰度值。

根据上述构想，其中，所述第一比例的范围介于8-12％。

根据上述构想，其中，所述第一缓冲时间为2-5秒。

根据上述构想，其中，所述第一调整时间大于5秒。

根据上述构想，其中，所述第二比例的范围介于17-25％。

根据上述构想，其中，所述第二缓冲时间小于3秒。

根据上述构想，其中，所述第二调整时间大于2秒。

通过下列详细说明，能够更为详细地了解本发明。

附图说明

图1为本发明第一实施例的背光模块的亮度调整过程示意图。

图2为本发明的灰度值补偿曲线。

图3为本发明第二实施例的背光模块的亮度调整过程示意图。

图4为本发明第三实施例的显示设备的示意图。

【主要部分代表符号说明】

1：显示设备

10：接收组件

20：计算组件

30：控制组件

40：背光模块

T₁₀、T₁₁、T₁₂、T₁₃、T₁₄、T₂₀、T₂₁、T₂₂、T₂₃、T₂₄、T₂₅、T₂₆：时间点

I_max、I’_max：最高亮度

I_min、I’_min：最低亮度

具体实施方式

本发明将通过下述较优实施例并配合附图，进行进一步的详细说明。

[第一实施例]

图1为本发明第一实施例的背光模块的亮度调整过程示意图。一般而言，液晶电视(或液晶显示器)一秒中约播放60张画面，因此每隔1/60秒，就会有一张新的画面显示。参照图1，横轴为时间轴，其上方为随着时间进行，每个时间点的画面的总亮度值相对于液晶电视最大亮度值的比例，本发明称其为即时亮度比例。各个画面的总亮度值可由输入的画面信号来计算出来，此画面信号可能来自DVD播放器、蓝光光盘播放器、有线电视的同轴电线、存有影像电子文件的硬盘或存储卡、甚至连接互联网的光纤等。

最大亮度值的计算方法，可以用最大灰度值乘以液晶电视(或液晶显示器)的总像素(含子像素)。例如：当灰度值分为256阶(8bit)时，其中第0阶最暗，而第255阶最亮，而液晶电视有200万像素，其中每一像素包括三个各自会发出红、绿、蓝三原色光的子像素，则最大亮度值为255乘以200万再乘以3，即1,530,000,000。若灰度值分为1024阶(10bit)时，其中第0阶最暗，而第1023阶最亮，而液晶电视有200万像素，则最大亮度值为1023乘以200万再乘以3，即6,138,000,000。另外各画面的总亮度值的计算方法，则可以为该画面中所有各子像素的灰度值的总和。最后，即时亮度比例即为各画面的总亮度值除以最大亮度值，所得到的比例。

当然，此即时亮度比例的计算方法也可以采用加权(weighting)计算的方法。例如对某一段灰度值乘以一个较大或较低的权重值，也可以针对某个颜色进行加权计算，或针对某些灰度值及某些颜色同时进行加权计算。

参照图1，在横轴的上方为每个时间点的画面的即时亮度比例，在横轴的下方为对应每个时间点的背光模块的亮度调整过程。当时间点从零开始时，画面的即时亮度比例为100％，随着时间推移，即时亮度比例开始往下降，到达T₁₀时间点时，即时亮度比例降到10％的预设比例时，本实施例即启动对背光模块亮度的调低，从最高亮度I_max逐渐往下调低亮度，到T₁₁时间点时，亮度降至最低亮度I_min。在本实施例中，从T₁₀到T₁₁设定为9秒。此种亮度逐渐缓降的设计，可避免使用者感觉到画面突然地变暗，而有不舒适的感觉。

图2为本发明的灰度值补偿曲线。参照图2，本发明的灰度值补偿曲线约在灰度值为32时补偿最多，最亮及最暗则不补偿，而灰度值接近32的较低灰度值则补偿较多。此灰度值的补偿，可使暗画面不至于变得暗沉，而可使画面看起来更有鲜明层次感。

在本实施例中，当背光模块亮度从T₁₀开始逐渐调低亮度到T₁₁结束的过程中，灰度值补偿功能亦同步启动，意即将各像素的原本灰度值，从T₁₀到T₁₁设定的9秒内，逐渐调高到所对应的补偿灰度值。因为调高的过程为缓升，所以使用者不会感觉到画面突然地变亮，而有不舒适的感觉。

再参照图1，当时间点从T₁₁到T₁₂过程中，由于即时亮度比例都低于10％的预设比例，所以背光模块的亮度仍维持在最低亮度I_min不变。从T₁₂开始，即时亮度比例开始往上升，到T₁₃时间点时，即时亮度比例超过20％的另一预设比例，此时便启动对背光模块亮度的调高。将亮度由最低亮度I_min往上调高，到T₁₄时间点时，亮度调到最高亮度I_max。在本实施例中，从T₁₃到T₁₄设定为2秒。同样地，因为调高的过程为缓升，所以使用者不会感觉到画面突然地变亮，而有刺眼不舒适的感觉。

在本实施例中，当背光模块亮度从T₁₃开始逐渐调高亮度到T₁₄结束的过程中，灰度值补偿的调回亦同步启动，意即将各像素的补偿灰度值，从T₁₃到T₁₄设定的2秒内，逐渐调低回到所对应的原本灰度值。

综合上述，在本实施例中，设定即时亮度比例在10％以下为作用区，可将背光模块亮度调至最小亮度；设定即时亮度比例在10％至20％为缓冲区，当设定即时亮度比例从10％往上升时，须超过20％，才开始将背光模块亮度由最小亮度往上调高，以免过于频繁地启动背光模块亮度的调整功能，影响背光模块灯管的寿命。

[第二实施例]

图3为本发明第二实施例的背光模块的亮度调整过程示意图。本实施例的每个时间点的即时亮度比例与第一实施例完全相同，意即输入完全相同的画面信号，以便有利于比较本实施例与第一实施对背光模块亮度的调整方法的不同。在本实施中，特别引入了缓冲时间的概念，进一步避免了过于频繁地启动背光模块亮度的调整功能，详细说明如下。

参照图3，当时间点从零开始时，画面的即时亮度比例为100％，随着时间推移，即时亮度比例开始往下降，到达T₂₀时间点时，即时亮度比例降到10％的预设比例时，本实施启动计时功能。当从T₂₀到达T₂₁这段时间点内，由于即时亮度比例一直保持在10％以下所持续累积的时间已经达到预设的缓冲时间(例如设定为3秒)，此时便启动背光模块亮度的调整功能，将亮度由最高亮度I’_max逐渐往下调低亮度，到T₂₂时间点时，亮度降至最低亮度I’_min。

在本实施例中，从T₂₁到T₂₂设定为9秒。这种亮度逐渐缓降的设计，可避免使用者感觉到画面突然地变暗，而有不舒适的感觉或看不清楚的情况。

本实施例与第一实施例同样亦引入灰度值补偿功能。参照图2，当背光模块亮度从T₂₁开始逐渐调低亮度直到T₂₂结束的过程中，灰度值补偿功能亦同步启动，意即将各像素的原本灰度值，从T₂₁到T₂₂设定的9秒内，逐渐调高到所对应的补偿灰度值。因为调高的过程为缓升，所以使用者不会感觉到画面突然地变亮，而有不舒适的感觉。此灰度值的补偿，可使暗画面不至于变得暗沉，而可使画面看起来更有鲜明层次感。

继续参照图3，当时间点从T₂₂到T₂₃过程中，由于即时亮度比例皆低于10％的预设比例，所以背光模块的亮度仍维持在最低亮度I’_min不变。从T₂₃到开始，即时亮度比例开始往上升，到T₂₄时间点时，即时亮度比例超过20％的另一预设比例，此时便启动计时功能。从T₂₄到达T₂₅这段时间点内，由于即时亮度比例一直保持在20％以上所持续累积的时间已经达到预设的缓冲时间(例如设定为0.5秒)，此时便启动背光模块亮度的调整功能，将亮度由最低亮度I’_min逐渐往上调高亮度，到T₂₆时间点时，亮度调高至最高亮度I’_max。

在本实施例中，从T₂₅到T₂₆设定为2秒。同样地，因为调高的过程为缓升，所以使用者不会感觉到画面突然地变亮，而有刺眼不舒适的感觉。

本实施例在T₂₅到T₂₆的背光模块亮度的调高过程中，与第一实施例同样地引入灰度值补偿的调回动作，亦使用缓降的方式，详细内容不再重述。

[第三实施例]

参阅图4，其是本发明第三实施例的显示设备的示意图。本实施例提出一种显示装置1，具有提升对比度的功效。显示装置1可以是液晶显示器(例如是液晶电视)或其它需要背光模块的显示装置。显示装置1(例如是液晶电视)包括接收组件10、计算组件20、控制组件30及背光模块40。

接收组件10可以用来接收画面信号，此画面信号可能来自DVD播放器、蓝光光盘播放器、有线电视的同轴电缆、存有影像电子文件的硬盘或存储卡或磁带、甚至连接互联网(Internet)的光纤等。

计算组件20可以是一个集成电路芯片，可以用来计算由接收组件10所接收到的画面信号的每个画面的亮度值、还有显示装置1的最大亮度值，以及前述两个亮度值的比例。计算的方法已详述于第一实施例中，参考第一实施例中的相关部分。

控制组件30可以是一个IC芯片，可以根据计算组件20所计算出来的亮度值比例，与一个或多个预设比例进行大小关系的比较，再依照比较结果，来控制是否调整背光模块40的亮度。其比较与控制的方法，可以如第一及第二实施例所述，采用亮度缓降、缓升，以及引入缓冲时间的概念等。详细内容参考第一及第二实施例。另外，控制组件30的比较与控制的方法，也可采用第一及第二实施例所述方法之外的方法。

本实施例的计算组件20与控制组件30可以是分开的两个IC芯片，也可以整合成一个IC芯片，甚至可以与背光模块的IC芯片或显示装置中的其它IC芯片作整合。

本实施例的显示装置1可以依据画面的亮度值，来动态调整背光模块的亮度，能提高对比度。

综上所述，本发明提供了具有高对比度的显示装置，以及几种对比度提升方法，其可应用于液晶显示装置或其它具有背光模块的显示装置，通过计算画面的亮度值，来动态调整背光模块的亮度，并使用亮度缓降或缓升的方法，并且引入缓冲时间的方法，可以避免刺眼的情况，或过于频繁地调整背光模块亮度，所造成的画面闪烁，同时还能提高液晶显示装置的对比度，提升画面质量。

本领域技术人员可以对本发明进行各种修改，而不会脱离所附权利要求所定义的保护范围。

Claims

1.一种对比度提升方法，适用于显示装置，其中，所述显示装置包括背光模块并具有最大亮度值，所述方法包含：

持续地在每一单位时间内接收画面信号；

持续地计算每一所述画面信号所对应的画面的画面亮度值与所述最大亮度值的比例，并将所述比例设定为即时相对亮度；

将所述背光模块的亮度设定在最大亮度；

设定第一比例及第一调整时间；

当所述即时相对亮度大于所述第一比例，且所述背光模块的亮度为最大亮度时，将所述背光模块的亮度维持在最大亮度；

当所述即时相对亮度小于所述第一比例时，将所述背光模块的亮度在所述第一调整时间内逐渐调低至最小亮度；

设定第二比例及第二调整时间；以及

当所述即时相对亮度大于所述第二比例，且所述背光模块的亮度处在最小亮度时，将所述背光模块的亮度在所述第二调整时间内逐渐调高至最大亮度，

其中，第一比例小于第二比例，而所述显示装置包括多个像素，且所述最大亮度值为所有每一个所述像素的最高灰度值的总和，而所述即时相对亮度为所述画面中所有每一个所述像素所发出的光的灰度值的总和除以所述最大亮度值。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述显示装置包括多个像素，且在将所述背光模块的亮度在所述第一调整时间内逐渐调低至最小亮度的步骤的同时，还将所有每一个所述像素的原灰度值逐渐调整到补偿灰度值。

3.如权利要求2所述的方法，其中，在将所述背光模块的亮度在所述第二调整时间内逐渐调高至最大亮度的步骤的同时，还将所有每一个所述像素的所述补偿灰度值逐渐调回到所述原灰度值。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一比例的范围介于8-12％。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一调整时间大于5秒。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二比例的范围介于17-25％。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二调整时间大于2秒。

8.一种对比度提升方法，适用于显示装置，其中，所述显示装置包括背光模块并具有最大亮度值，所述方法包含：

持续于每一个单位时间内接收画面信号；

持续计算每一个所述画面信号所对应的画面的画面亮度值与所述最大亮度值的比例，并将所述比例设定为即时相对亮度；

将所述背光模块的亮度设定在最大亮度；

设定第一比例、第一缓冲时间及第一调整时间；

当连续多个所述即时相对亮度小于所述第一比例的连续时间达到所述第一缓冲时间时，将所述背光模块的亮度在所述第一调整时间内逐渐调低至最小亮度；

设定第二比例、第二缓冲时间及第二调整时间；以及

当连续多个所述即时相对亮度大于所述第二比例，且所述背光模块的亮度处在最小亮度的连续时间达到所述第二缓冲时间时，将所述背光模块的亮度在所述第二调整时间内逐渐调高至最大亮度，

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述显示装置包括多个像素，且在将所述背光模块的亮度在所述第一调整时间内逐渐调低至最小亮度的步骤的同时，还将所有每一个所述像素的原灰度值逐渐调整到补偿灰度值。

10.如权利要求9所述的方法，其中，在将所述背光模块的亮度在所述第二调整时间内逐渐调高至最大亮度的步骤的同时，还将所有每一个所述像素的所述补偿灰度值逐渐调回到所述原灰度值。

11.如权利要求8所述的方法，其中，所述第一比例的范围介于8-12％。

12.如权利要求8所述的方法，其中，所述第一缓冲时间为2-5秒。

13.如权利要求8所述的方法，其中，所述第一调整时间大于5秒。

14.如权利要求8所述的方法，其中，所述第二比例的范围介于17-25％。

15.如权利要求8所述的方法，其中，所述第二缓冲时间小于3秒。

16.如权利要求8所述的方法，其中，所述第二调整时间大于2秒。