CN107666576A

CN107666576A - 一种液晶电视背光控制的方法和装置

Info

Publication number: CN107666576A
Application number: CN201610610338.8A
Authority: CN
Inventors: 胥成祥
Original assignee: Sichuan Changhong Electric Co Ltd
Current assignee: Sichuan Changhong Electric Co Ltd
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2018-02-06

Abstract

本发明公开了一种液晶电视背光控制的方法，包括以下步骤：A1.将电视背光分成多个控制区域；A2.对输入的图像信号按区域进行亮度上的空间运算，根据各区域亮度的空间分布数据，对各区域的功率进行预估；A3.根据各区域的功率预估结果，对各区域亮度值进行处理。本发明用于液晶电视机，可以解决提高背光驱动电流与整机电源功率大幅提升的矛盾，并避免成本的大幅增加和可靠性的明显下降。

Description

一种液晶电视背光控制的方法和装置

技术领域

本发明涉及液晶电视技术领域，尤其涉及一种液晶电视背光控制的技术。

背景技术

目前，普通液晶电视的整机亮度不是很高，一般在300-400nits。如果要提高图像显示效果，达到最新的HDR标准，即高动态范围图像High-Dynamic Range，简称HDR,那么峰值亮度要达到800nits或以上，普通做法是要提高液晶的背光电流，提高幅度至少1倍左右，这样整机电源功率会增加近一倍，同时成本增加很多，可靠性也会明显下降。

发明内容

本发明的目的就是在于提出一种液晶电视背光控制的方法和装置，以解决提高背光驱动电流与整机电源功率大幅提升的矛盾，并避免成本的大幅增加和可靠性的明显下降。

为达此目的，本发明的实施例采用以下技术方案：

一种液晶电视背光控制的方法，包括以下步骤：

A1. 将电视背光分成多个控制区域；

A2. 对输入的图像信号按区域进行亮度上的空间运算，根据各区域亮度的空间分布数据，对各区域的功率进行预估；

A3. 根据各区域的功率预估结果，对各区域亮度值进行处理。

一种液晶电视背光控制装置，包括：

区域划分模块，用于将电视背光分成多个控制区域；

功率预估模块，用于对输入的图像信号按区域进行亮度上的空间运算，根据各区域亮度的空间分布数据，对各区域的功率进行预估；

亮度处理模块，用于根据各区域的功率预估结果，对各区域亮度值进行处理。

本发明的有益效果是：从本发明实施例的技术方案可以看出，通过在功率预估的基础上，对各分区亮度进行处理，可以实现整机电源功率与图像效果的平衡，能够解决提高背光驱动电流与整机电源功率大幅提升的矛盾，并避免成本的大幅增加和可靠性的明显下降。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示例性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明实施例提供的一种液晶电视背光控制方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种液晶电视背光控制装置的结构图；

图3是本发明实施例提供的当输入信号为小窗口信号时，背光灯条的驱动电流波形；

图4是本发明实施例提供的当输入信号为全白场信号时，背光灯条驱动电流波形。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示的实施例提供的一种液晶电视背光控制的方法，包括以下步骤：

A1. 将电视背光分成多个控制区域；

A3. 根据各区域的功率预估结果，对各区域亮度值进行处理。

在本实施例中，功率预估包括以下步骤：

B1、将各个区域的图像信号实际亮度值累加，得到总亮度值TOTAL；

B2、将输入全白场信号状态下各个区域的图像信号理论最大亮度值累加，得到最大值MAX；

B3、设定功率预估系数G,G在0-1之间;

B4、计算功率门限值LIMIT=G*MAX；

B5、将TOTAL与LIMIT的比较结果作为功率预估结果。

因此通过功率预估，就能够掌握输入图像信号显示所消耗的功率情况，从而便于对各区域亮度值进行处理。

当功率预估结果为TOTAL大于LIMIT时，对各区域亮度值按下述步骤处理：

C1、计算折扣系数K= LIMIT/TOTAL;

C2、将各区域亮度值都乘以该折扣系数K，完成亮度折算。

这样，通过亮度折算就能够把消耗的功率控制在一个限值内，不至于出现整机电源功率大幅提升的状况。

折扣系数K是随输入图像内容随时动态变化的，因此能够保证图像效果和功率的动态平衡。

当所述功率预估结果为TOTAL不大于LIMIT时，对各区域亮度值不进行折算处理。这样，就保证了图像的峰值亮度，并且即使峰值窗口区域显示达到最大亮度，整机电源功率也不会超过预设门限。

功率预估系数G视需要的最大功率情况和峰值亮度情况来设定，可根据实际情况进行变动，在0-1之间, 一般选择在0.5左右，这样可以把消耗的功率控制在峰值功率的一半这个合理位置内。

如图2所示的一种液晶电视背光控制装置，包括：

区域划分模块，用于将电视背光分成多个控制区域；

在本实施例中，功率预估模块包括：

第一累加模块，用于将各个区域的图像信号实际亮度值累加，得到总亮度值TOTAL；

第二累加模块，用于将输入全白场信号状态下各个区域的图像信号理论最大亮度值累加，得到最大值MAX；

设定模块，用于设定功率预估系数G,G在0-1之间;

计算模块，计算功率门限值LIMIT=G*MAX；

比较模块，将TOTAL与LIMIT的比较结果作为功率预估结果输出。

当所述功率预估结果为TOTAL大于LIMIT时，所述的亮度处理模块将各区域亮度值都乘以折扣系数K，完成亮度折算，其中折扣系数K= LIMIT/TOTAL。这样，通过亮度折算就能够把消耗的功率控制在一个限值内，不至于出现整机电源功率大幅提升的状况。

当所述功率预估结果为TOTAL不大于LIMIT时，所述的亮度处理模块对各区域亮度值不进行折算处理。这样，就保证了图像的峰值亮度，并且即使峰值窗口区域显示达到最大亮度，整机电源功率也不会超过预设门限。

在本发明的实施例中，将传统的背光控制系统由global dimming整体控光改为LOCALDIMMING区域控光，将背光分成多个区域，可几个到几百个分区，分区越多效果越好，但成本会增加较多。

对输入的图像信号根据分区的数量和分区的物理位置和顺序，进行亮度上的空间运算，输出每个区的亮度信息。

然后根据每区亮度的空间分布数据，对功率进行预估。具体算法如下，以16分区为例进行说明：

将各个分区的亮度值累加起来, 如果亮度值的和大于最大计算亮度的50%, 那么就将各个分区的亮度值按比例压缩, 使压缩后各个分区的总亮度值等于最大计算亮度的50%,以保证驱动背光的总功率不超过最大计算亮度时的50%。

其中，最大计算亮度是指按最大峰值电流，导通时间最大，即占空比DUTY为 100%时计算的亮度。

具体算法如下:

（1） A1、A2、A3。。。。。。A16分别表示16个分区亮度值，每个分区的亮度值为12BIT，即每个分区的最大值为4095，16个分区的总亮度值为TOTAL，

TOTAL=A1+A2+A3+。。。+A16；

（2）16个分区的最大计算亮度值MAX为4095*16=65520，功率门限值LIMIT=65520*50%=32760；

（3）如果TOTAL大于32760，则将各个分区的亮度值乘以折扣系数K，进行等比例压缩，折扣系数K=32760/ TOTAL，压缩后各个分区的亮度值为:

A1′=A1*32760/ TOTAL;

A2′=A2*32760/ TOTAL;

A3′=A3*32760/ TOTAL;

A16′=A16*32760/ TOTAL;

（4)按照A1′、A2′、A3′---A16′的值驱动背光。

（5)按上面的公式算法，如果TOTAL不大于32760，则输入的A1---A16不进行折算处理，输出的A1′--- A16′等于A1---A16，峰值窗口区域显示最大亮度，根据分区多少不同，可能在10%，或20%以下白窗口可实现峰值亮度显示。

当输入信号为小窗口时，如图3，说明在小窗口白信号下，如何实现峰值亮度倍增说明，比如我们输入一个10%窗口白信号，其余区域为黑信号，为了提升峰值亮度，举例：为了将整机峰值亮度由400nits 提升到800nits，把灯条驱动电流由原100mA_P-P改为200mA_P-P。此时在一帧图像小窗口区域内驱动电流基本全导通，占空比DUTY约100%，这样达到800nits峰值亮度，而此时背光的大部分区域为黑电平，这些区域背光不需发光，驱动电流为零，因此整机的总功率不会超出原最大值。

当输入信号为全白场时，如图4，说明全白信号下，为了提升峰值亮度倍增，将驱动电流提升了1倍，但全白场信号下，背光每个区都要全亮，为了实现将电源功率限制住，不超过原最大值，保证整机功率不变和可靠性问题。此时是峰值电流不变，仍然是200mA_P-P，通过改变驱动电流的导通时间，改变占空比DUTY，由100%变为50%，这样灯条的平均电流不变，整机平均功率依然未变，此时全白场信号下，整机亮度还是400nits，而人眼对大面积的亮度有下降不是很敏感，对主观感受影响不大。

临界点输入信号一般在10%-30%白窗口信号之间，当信号处于临界点输入信号以下时，亮度不需要折算；当信号在临界点输入信号到全白场信号之间时，则对输入的A1---A16进行折算处理，乘一个折扣系数K，此系数是随输入信号随时变化的，输出的A1′---A16′是折算后的，折扣系数K算法如上述（1）到（3）所述。到全白场时，该系数是0.5，对驱动电流导通时间占空比DUTY进行折算压缩。全白场最大亮度区域DUTY为50%，其他信号最大亮度区域在50%--100%之间。

对于不同背光分区，原理同上，只是计算区域数量差异。对于不同功率预估系数G，全白场最大亮度区域DUTY会不同，原理和计算方法一样。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种液晶电视背光控制的方法，其特征在于包括以下步骤：

A1. 将电视背光分成多个控制区域；

A3. 根据各区域的功率预估结果，对各区域亮度值进行处理。

2.根据权利要求1所述的一种液晶电视背光控制的方法，其特征在于所述的功率预估包括以下步骤：

B3、设定功率预估系数G,G在0-1之间；

B4、计算功率门限值LIMIT=G*MAX；

B5、将TOTAL与LIMIT的比较结果作为功率预估结果。

3.根据权利要求2所述的一种液晶电视背光控制的方法，其特征在于当所述功率预估结果为TOTAL大于LIMIT时，对各区域亮度值按下述步骤处理：

C1、计算折扣系数K= LIMIT/TOTAL;

C2、将各区域亮度值都乘以该折扣系数K，完成亮度折算。

4.根据权利要求2所述的一种液晶电视背光控制的方法，其特征在于当所述功率预估结果为TOTAL不大于LIMIT时，对各区域亮度值不进行折算处理。

5.根据权利要求3或4所述的一种液晶电视背光控制的方法，其特征在于设定的功率预估系数G为50%。

6.一种液晶电视背光控制装置，其特征在于包括：

区域划分模块，用于将电视背光分成多个控制区域；

7.根据权利要求6所述的一种液晶电视背光控制装置，其特征在于所述的功率预估模块包括：

设定模块，用于设定功率预估系数G,G在0-1之间;

计算模块，计算功率门限值LIMIT=G*MAX；

比较模块，将TOTAL与LIMIT的比较结果作为功率预估结果输出。

8.根据权利要求7所述的一种液晶电视背光控制装置，其特征在于当所述功率预估结果为TOTAL大于LIMIT时，所述的亮度处理模块将各区域亮度值都乘以折扣系数K，完成亮度折算，其中折扣系数K= LIMIT/TOTAL。

9.根据权利要求7所述的一种液晶电视背光控制装置，其特征在于当所述功率预估结果为TOTAL不大于LIMIT时，所述的亮度处理模块对各区域亮度值不进行折算处理。

10.根据权利要求8或9所述的一种液晶电视背光控制装置，其特征在于设定的功率预估系数G为50%。