CN110706660A - 基于画面亮度和整机功耗的多分区背光控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显示设备背光控制领域，公开了一种基于画面亮度和整机功耗的多分区背光控制方法，用以克服传统电视所存在的高亮部分背光不足、低亮部分漏光的问题。本发明获取各帧画面中所有分区的亮度；根据各帧画面所有分区的亮度计算各帧画面的平均亮度；根据各帧画面的平均亮度得到各帧画面的最大占空比；根据各帧画面的最大占空比和各帧画面中每个分区的亮度，计算各帧画面中每个分区的参考占空比；根据所有帧画面中每个分区的参考占空比计算每帧画面中每个分区的修正占空比，并将该修正占空比发送给背光驱动，在画面显示时，背光驱动将占空比调整到该修正占空比。本发明适用于电视背光控制。

Description

基于画面亮度和整机功耗的多分区背光控制方法

技术领域

本发明涉及显示设备背光控制领域，特别涉及基于画面亮度和整机功耗的多分区背光控制方法。

背景技术

在片源的大多数场景下，同时存在着低亮与高亮部分。传统电视是通过取场景画面的平均值来控制背光，导致高亮与低亮部分背光的亮度相同，产生高亮部分背光不足，低亮部分漏光的现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于画面亮度和整机功耗的多分区背光控制方法，用以克服传统电视所存在的高亮部分背光不足、低亮部分漏光的问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：基于画面亮度和整机功耗的多分区背光控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取各帧画面中所有分区的亮度；

步骤2：根据各帧画面所有分区的亮度计算各帧画面的平均亮度；

步骤3：根据各帧画面的平均亮度得到各帧画面的最大占空比；

步骤4：根据各帧画面的最大占空比和各帧画面中每个分区的亮度，计算各帧画面中每个分区的参考占空比；

步骤5：根据所有帧画面中每个分区的参考占空比计算每帧画面中每个分区的修正占空比，并将该修正占空比发送给背光驱动，在分区显示时，背光驱动将占空比调整到该修正占空比。

具体的，步骤2计算各帧画面的平均亮度的公式可如下：

∑LF_N＝NL1+NL2+NL3+......+NLk；

LF_N’＝∑LF_N/k；

其中，NLk代表第N帧画面中第k个分区的亮度，F_N代表第N帧，L代表亮度，LF_N代表第N帧的整体亮度，k为当前整机分区数量，LF_Navg代表第N帧画面的平均亮度。

具体的，步骤3可通过查找表得到各帧画面的最大占空比，其中，查找表的建立方式可如下：

a.通过HDMI输入255灰阶的白场画面，调整背光占空比使整机功耗刚好达到供电部分额定最大值，记录此时的占空比P；

b.根据公式255*P＝L’*Pmax计算L’从10到255取整数值时对应的Pmax数据，作为查找表；

步骤3求取各帧画面的最大占空比时，将各帧画面的平均亮度代入L’，从而得到对应的各帧画面的最大占空比值Pmax。

具体的，步骤4计算各帧画面的所有分区的参考占空比的公式可如下：

NPk＝(NLk/255)*PF_Nmax

其中，NPk为第N帧画面中第k分区的参考占空比，PF_Nmax为第N帧画面的最大占空比值，NLk为第N帧画面中第k个分区的亮度。

进一步的，步骤5可根据以下公式计算修正占空比：

NPk’＝NPk/2^[N-(N-1)]+(N-1)Pk/2^[N-(N-2)]+(N-2)Pk/2^[N-(N-3)]+.......+2Pk/2^N+1Pk/2^[N-(-1)]

其中，NPk’为第N帧画面中第k个分区的修正占空比，NPk为第N帧画面中第k分区的占空比值。

本发明的有益效果：本发明通过计划画面亮度，单独控制每个分区的背光亮光，随当前画面和整机功耗动态调整背光以达到更好的画质效果。通过以上方法，可以在支持LocalDimming的电视整机上，实现背光亮度基于实际画面和整机功耗的动态调整，达到更好的画面效果。

具体实施方式

本发明实施例提出了一种多分区背光控制方法，采用本方法，可以按照当前片源画面亮度数据和整机功耗动态控制背光亮度。具体方法如下：

1.FPGA通过SPI接口从主IC获取到当前帧F_N各分区画面亮度(亮度值为0到255之间的整数)。分别记为NL1、NL2、NL3......NLk，F_N代表第N帧，L代表亮度，k为当前整机分区数量。例如NL1代表第N帧第一个分区的画面亮度。

2.根据各帧画面所有分区的亮度计算各帧画面的平均亮度，计算公式如下：

∑LF_N＝NL1+NL2+NL3+......+NLk；

LF_N’＝∑LF_N/k；

其中，NLk代表第N帧画面中第k个分区的亮度，F_N代表第N帧，L代表亮度，LF_N代表第N帧的整体亮度，k为当前整机分区数量，LF_Navg代表第N帧画面的平均亮度。

3.根据各帧画面的平均亮度得到各帧画面的最大占空比。具体通过查找表得到各帧画面的最大占空比，其中，查找表的建立方式如下：

a.通过HDMI输入255灰阶的白场画面，调整背光占空比使整机功耗刚好达到供电部分额定最大值，记录此时的占空比P；

b.根据公式255*P＝L’*Pmax计算L’从10到255取整数值时对应的Pmax数据，作为查找表；

因此，本步骤在求取各帧画面的最大占空比时，将各帧画面的平均亮度代入L’，从而得到对应的各帧画面的最大占空比值Pmax。

4.根据各帧画面的最大占空比和各帧画面中每个分区的亮度计算各帧画面中每个分区的参考占空比，具体公式如下：

NPk＝(NLk/255)*PF_Nmax

其中，NPk为第N帧画面中第k分区的参考占空比，PF_Nmax为第N帧画面的最大占空比值，NLk为第N帧画面中第k个分区的亮度。

5.根据所有帧画面中每个分区的参考占空比计算每帧画面中每个分区的修正占空比，并将该修正占空比发送给背光驱动，之后在分区显示时，背光驱动将占空比调整到该修正占空比。

本步骤在计算修正占空比时，可按照以下方式：

计算出当前第N帧画面第k分区的参考占空比值与上一帧(第N-1帧)画面的第k分区的参考占空比值的平均数值NPk’，

①N>1

NPk’＝[NPk+(N-1)Pk’]/2

其中(N-1)Pk’计算公式为：

(N-1)Pk’＝[(N-1)Pk+(N-2)Pk’]/2；

即NPk’也可以表示为：

NPk’＝NPk/2^[N-(N-1)]+(N-1)Pk/2^[N-(N-2)]+(N-2)Pk/2^[N-(N-3)]+.......+2Pk/2^N+1Pk/2^[N-(-1)]}

②N＝1，即当前为起始帧时，则取Pk’＝Pk

之后在显示当前第N帧画面第k分区时，背光驱动就可以将占空比调整到该平均数值NPk’。这里求平均的做法，是因为活动画面前后帧信号内容变化较大，会造成数据突变，这时画面会出现亮度闪烁现象，为了解决这个问题，实施例将前后帧数据求平均，进行平滑处理。

通过以上方法，可以在支持LocalDimming的电视整机上，实现背光亮度基于实际画面和整机功耗的动态调整，达到更好的画面效果。

以上所述仅为本发明的一种实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.基于画面亮度和整机功耗的多分区背光控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取各帧画面中所有分区的亮度；

步骤2：根据各帧画面所有分区的亮度计算各帧画面的平均亮度；

步骤3：根据各帧画面的平均亮度得到各帧画面的最大占空比；

步骤4：根据各帧画面的最大占空比和各帧画面中每个分区的亮度，计算各帧画面中每个分区的参考占空比；

步骤5：根据所有帧画面中每个分区的参考占空比计算每帧画面中每个分区的修正占空比，并将该修正占空比发送给背光驱动，在分区显示时，背光驱动将占空比调整到该修正占空比。

2.如权利要求1所述的基于画面亮度和整机功耗的多分区背光控制方法，其特征在于，步骤2计算各帧画面的平均亮度的公式如下：

∑LF_N＝NL1+NL2+NL3+......+NLk；

LF_N’＝∑LF_N/k；

其中，NLk代表第N帧画面中第k个分区的亮度，F_N代表第N帧，L代表亮度，LF_N代表第N帧的整体亮度，k为当前整机分区数量，LF_Navg代表第N帧画面的平均亮度。

3.如权利要求1所述的基于画面亮度和整机功耗的多分区背光控制方法，其特征在于，步骤3通过查找表得到各帧画面的最大占空比，其中，查找表的建立方式如下：

a.通过HDMI输入255灰阶的白场画面，调整背光占空比使整机功耗刚好达到供电部分额定最大值，记录此时的占空比P；

b.根据公式255*P＝L’*Pmax计算L’从10到255取整数值时对应的Pmax数据，作为查找表；

步骤3求取各帧画面的最大占空比时，将各帧画面的平均亮度代入L’，从而得到对应的各帧画面的最大占空比值Pmax。

4.如权利要求1所述的基于画面亮度和整机功耗的多分区背光控制方法，其特征在于，步骤4计算各帧画面的所有分区的参考占空比的公式如下：

NPk＝(NLk/255)*PF_Nmax

其中，NPk为第N帧画面中第k分区的参考占空比，PF_Nmax为第N帧画面的最大占空比值，NLk为第N帧画面中第k个分区的亮度。

5.如权利要求1所述的基于画面亮度和整机功耗的多分区背光控制方法，其特征在于，步骤5根据以下公式计算修正占空比：

NPk’＝NPk/2^[N-(N-1)]+(N-1)Pk/2^[N-(N-2)]+(N-2)Pk/2^[N-(N-3)]+.......+2Pk/2^N+1Pk/2^{[N -(-1)]}

其中，NPk’为第N帧画面中第k个分区的修正占空比，NPk为第N帧画面中第k分区的占空比值。