專利名稱：Led動態(tài)背光源控制算法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種LED動態(tài)背光源控制算法，屬于LCD顯示領域和背光源領 域，也屬于視頻圖像處理、控制領域。
背景技術：
目前大尺寸LCD如LCD-TV所用的背光源大部分是CCFL背光源。在整個 工作期間內CCFL背光源始終滿負荷工作，電能消耗很大，占整機電能消耗的60 %以上。由于背光源始終全亮，每只燈管的亮度和功耗基本相同，不能隨視頻信 號改變亮度和顏色，而LCD又不能將不需要的光線完全關閉，因此造成圖像對比 度下降，色飽和度下降。 一方面消耗了大量電能，另一方面又造成圖像質量下降， 這是極不合理的。為了解決這一問題，本申請人在此之前已經申請了 LED動態(tài)背 光源控制電路的專利200610150425.6，在這個專利中，聲明了一種LED動態(tài)背光 源。這種LED動態(tài)背光源只在需要的時間需要的地方發(fā)出需要的光，因而大幅度 降低了電能的消耗，又大幅度提高了LCD的圖像對比度和色飽和度。本發(fā)明所涉 及的是LED動態(tài)背光源控制系統(tǒng)的算法。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種LED動態(tài)背光源控制算法，用于LED動態(tài)背光 源控制系統(tǒng)。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種LED動態(tài)背光源控制算法，用于LED 動態(tài)背光源控制系統(tǒng)，其包括以下步驟A.控制系統(tǒng)開機或復位時對LED背光 源進行白平衡校正；B.通過RGB數(shù)據(jù)以及象素同步信號、場同步信號和行同步 信號取得圖像數(shù)據(jù)和圖像分辨率；C.將LED背光源分為n塊，其中n大于或等于1，小于或等于LED總數(shù)的三分之一；D.在每塊內采用與該塊相對應視頻信 號中的最亮信號作為控制數(shù)據(jù)進行控制；E.每一塊與周圍塊在亮度和色度上采用 漸變控制，使每一塊與周圍塊之間實現(xiàn)平滑過渡；F.將白平衡校正數(shù)據(jù)和LED
控制數(shù)據(jù)進行疊加，得到新的控制數(shù)據(jù)；G.將新的控制數(shù)據(jù)傳遞給LED背光源。
本發(fā)明進一步的優(yōu)選方案是在步驟A中，控制系統(tǒng)先將白屏數(shù)據(jù)寫入LED 背光源，對LED背光源進行白平衡檢測；系統(tǒng)對檢測到的信號進行累加平均得到 白平衡檢測數(shù)據(jù)；系統(tǒng)將這個數(shù)據(jù)與白平衡標準數(shù)據(jù)進行比對，得出白平衡誤差 數(shù)據(jù)；系統(tǒng)根據(jù)誤差計算出白平衡校正數(shù)據(jù)，并將白平衡校正數(shù)據(jù)與白屏數(shù)據(jù)進 行疊加輸出給LED背光源的驅動電路，同時，系統(tǒng)將白平衡校正數(shù)據(jù)保存起來， 將白平衡檢測電路關閉。
本發(fā)明進一步的優(yōu)選方案是在步驟B中，由主機輸出的數(shù)字R、 G、 B信 號和像素同步信號、場同步信號、行同步信號進入系統(tǒng)，系統(tǒng)在場同步信號的控 制下開始對像素同步信號、行同步信號進行計數(shù)，當下一個場同步信號出現(xiàn)時計 數(shù)結束，系統(tǒng)根據(jù)計數(shù)結果確定圖像的分辨率，并將圖像分辨率檢測部分關閉。 此外，在步驟B中，系統(tǒng)還要從控制功能設定電路中取得LED背光源的各項參數(shù) 以及LED背光源的工作模式。
本發(fā)明進一步的優(yōu)選方案是在步驟D中，在每塊內采用與該塊相對應視頻 信號中的最亮信號的70%至100%作為控制數(shù)據(jù)進行控制。
本發(fā)明進一步的優(yōu)選方案是在步驟E中，采用的將每一塊和周圍塊之間色 彩和亮度差控制在5%至95%的漸變控制。
本發(fā)明進一步的優(yōu)選方案是系統(tǒng)根據(jù)接收到的場同步信號、行同步信號、 像素同步信號以及控制功能設定電路所給出的設定參數(shù)，產生位移時鐘、鎖存信 號和使能信號；系統(tǒng)在位移時鐘和鎖存信號的控制下將所述新的控制數(shù)據(jù)傳輸給 LED背光源，LED背光源在鎖存信號和使能信號的控制下工作。
本發(fā)明進一步的優(yōu)選方案是為了方便存儲，所有的控制數(shù)據(jù)均轉換為串行 格式。
本發(fā)明具有的優(yōu)點本發(fā)明可以根據(jù)圖像的要求對部分發(fā)光點的亮度和顏色
進行控制，而對其它發(fā)光點采用漸變算法進行控制，使得功耗下降，色純度、對
比度大幅度提升；此外，本發(fā)明還進行白平衡檢測，可以對LED動態(tài)背光源進行 白平衡校正，使其工作在正確的白平衡狀態(tài)下。
本發(fā)明的上述和另外的特征、優(yōu)點可以通過以下結合附圖的詳細說明得到進
一步的理解。
圖1為本發(fā)明控制算法的方框圖一； 圖2為本發(fā)明控制算法的方框圖二； 圖3為本發(fā)明控制算法的方框圖三； 圖4為控制系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式
動態(tài)背光源控制系統(tǒng)是LED背光源的核心部分，而控制算法決定了控制系
統(tǒng)的性能。本發(fā)明的算法流程如圖1至圖3所示。
如圖1至圖3所示，本發(fā)明提供一種LED動態(tài)背光源控制算法。首先，如 圖2所示，在開機或復位時系統(tǒng)初始化，對LED背光源進行白平衡校正。系統(tǒng)先 將白屏數(shù)據(jù)寫入LED背光源，系統(tǒng)對LED背光源進行白平衡檢測。LED背光源 上均勻分布著多個白平衡檢測探頭，檢測電路將這些探頭檢測到的信號傳送到系 統(tǒng)(如圖4中方向向上的箭頭所示)，系統(tǒng)對這些信號進行累加平均得到白平衡 檢測數(shù)據(jù)。系統(tǒng)將這個數(shù)據(jù)與白平衡標準數(shù)據(jù)進行比對，得出白平衡誤差數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)根據(jù)誤差計算出白平衡校正數(shù)據(jù)，并將白平衡校正數(shù)據(jù)與白屏數(shù)據(jù)進行疊加 輸出給LED背光源的驅動電路，使LED背光源工作在正確的白平衡狀態(tài)下。系 統(tǒng)將白平衡校正數(shù)據(jù)保存起來，將白平衡檢測電路關閉。
如圖3所示，系統(tǒng)要通過RGB數(shù)據(jù)以及象素同步信號、場同步信號和行同 步信號取得圖像數(shù)據(jù)和圖像分辨率，具體而言，就是先進行圖像分辨率檢測，然 后進行圖像分辨率計算。視頻信號有多種分辨率，系統(tǒng)要正確的控制LED背光， 必須對視頻信號的分辨率進行正確的判斷。如圖4所示，由主機(LCD-TV、 LCD 顯示器控制電路)輸出的數(shù)字R、 G、 B數(shù)據(jù)和像素同步信號、VS(場同步信號)、 HS (行同步信號)進入系統(tǒng)(粗箭頭所示)，系統(tǒng)在VS的控制下開始對像素同 步信號、HS進行計數(shù)。當下一個VS出現(xiàn)時計數(shù)結束。系統(tǒng)根據(jù)計數(shù)結果就可以 確定圖像的分辨率。為了不影響正常工作時RGB數(shù)據(jù)的傳輸，系統(tǒng)在確定了圖像 分辨率后，將圖像分辨率檢測部分關閉。
此外，LED背光源有多種規(guī)格型號，各種型號的面積、長寬比、亮度(發(fā)光 點的多少決定亮度)以及LED的排列方式各不相同。為了正確的控制LED背光 源，系統(tǒng)要從控制功能設定電路取得LED背光源的各項參數(shù)以及LED背光源的
工作模式(這部分技術在本申請人在線申請的專利200610150425.6中已有說明)。 系統(tǒng)從上位機(LCD-TV)接收R、 G、 B數(shù)字信號，并將一幀信號存入 SDRAM。接收信號與處理信號間隔進行。LED背光源有幾十至幾千個LED組成， 如果對每個LED都進行控制，會達到最佳的節(jié)電效果和最佳的畫面質量。但是對 每個LED都進行控制，需要大量的驅動IC， LED背光源的成本會很高。此時， 可以采用以下的方案，如圖4所示，在兼顧節(jié)電效果和畫面質量的前提下，可以 將整板的LED背光源分成n塊，每塊上所有的單元(每一個單元由R、 G、 B三 個LED組成)都用同一個R、 G、 B數(shù)據(jù)來進行控制。如果分成一塊，就是把整 個LED背光源作為一個單元來控制，這種模式下只能根據(jù)視頻信號的亮度變化進 行亮度控制。如果分成n塊，且n等于LED的個數(shù)歲三分之一 (每個單元有R、 G、 B三個LED)，那就是對所有的LED進行控制，成本會很高。 一般是把整板 的LED背光源分成n塊來進行控制，n大于或等于l，小于或等于LED總數(shù)的三 分之一。 一幅圖像有幾十萬甚至幾百萬個像素，而LED背光源只分成有限的n塊， 例如，視頻信號分辨率為1280*768有1280*768* (RGB) =983040* (RGB)個像 素，LED背光源分為n塊，在每塊上對應視頻信號包含有(RGB) *983040/n個 像素，這么多個R、 G、 B像素究竟用那個R、 G、 B像素來作為控制這個塊的R 、G、 B數(shù)據(jù)呢？本發(fā)明采用的是取最亮值或次亮值的算法，次亮值為最亮值的 100%-70%。以R為例，先取98340/n個R像素中的一個作為比較樣本，用這個 樣本逐個與其他的R像素進行比較，當發(fā)現(xiàn)一個比這個樣本更亮的R像素時，用 這個更亮的R像素作為新的樣本，與余下的R像素進行比較。以此類推，每當出 現(xiàn)更亮R像素，便將此R像素作為新的樣本，直到將98340/n個R像素全部比較 完畢，產生98340/n個R像素中最亮的R像素，將這個最亮的R像素作為控制這 個塊的R數(shù)據(jù)。用相同的方法取得這個塊G和B的最亮的控制數(shù)據(jù)。如果用次亮 度作為控制數(shù)據(jù)，只要把最亮值乘以一個系數(shù)即可得到次亮度控制數(shù)據(jù)，例如， 用最亮值乘以80%即可得到最亮值80%的次亮度控制數(shù)據(jù)。用這樣的算法取得所 有塊的最亮或次亮控制數(shù)據(jù)。
由于是把LED背光源分成n塊進行控制，而不是對所有LED進行控制，這
樣某一個塊的控制數(shù)據(jù)與周圍塊的控制數(shù)據(jù)必然存在一個階梯差。這個階梯差在 極端的情況下有可對圖像產生嚴重影響。為了消除這種影響，對每塊與周邊塊的 控制采用漸變算法。以較亮的塊為準，較亮的塊與周邊塊控制數(shù)據(jù)之間亮度和色
度差控制在5%-95%以內。例如，較亮的塊的控制數(shù)據(jù)是80%，周邊塊的控制數(shù) 據(jù)不應低于80%*5%-80%*95%。用這種漸變控制的方法，實現(xiàn)較亮的塊與周邊 塊之間的較為平滑的過渡。
得到的所有的控制數(shù)據(jù)還要和白平衡校正數(shù)據(jù)進行疊加。
如果將控制數(shù)據(jù)以并行格式傳送給LED背光源，進入LED背光源的數(shù)據(jù)線 會很多，生產工藝復雜，可靠性無法得到保證，而且現(xiàn)有大部分LED驅動電路都 是接收串行信號。因此，所有的控制數(shù)據(jù)都要轉換成串行格式，并存入存儲器。
為了保證控制數(shù)據(jù)的正確傳輸和LED背光源的可靠工作，系統(tǒng)要根據(jù)接收 到的VH (場同步)HS (行同步)像素同步信號以及控制功能設定電路所給出的 設定參數(shù)，產生CLOCK (位移時鐘)、LACH (鎖存信號:)和EN (使能信號)。 系統(tǒng)在CLOCK和LACH的控制下將新的控制數(shù)據(jù)傳輸給LED背光源(如圖4中 右邊方向向下的箭頭所示)，LED背光源在LACH和EN的控制下正確的工作。
應當理解，以上結合實施例的說明對本發(fā)明而言只是說明性而非限制性的， 在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，可對本發(fā)明做出許多變更和修改，其都將落在 由權利要求所限定的本發(fā)明的范圍內。
權利要求
1. 一種LED動態(tài)背光源控制算法，用于LED動態(tài)背光源控制系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟A.控制系統(tǒng)開機或復位時對LED背光源進行白平衡校正；B.通過RGB數(shù)據(jù)以及象素同步信號、場同步信號和行同步信號取得圖像數(shù)據(jù)和圖像分辨率；C.將LED背光源分為n塊，其中n大于或等于1，小于或等于LED總數(shù)的三分之一；D.在每塊內采用與該塊相對應視頻信號中的最亮信號作為控制數(shù)據(jù)進行控制；E.每一塊與周圍塊在亮度和色度上采用漸變控制，使每一塊與周圍塊之間實現(xiàn)平滑過渡；F.將白平衡校正數(shù)據(jù)和LED控制數(shù)據(jù)進行疊加，得到新的控制數(shù)據(jù)；G.將新的控制數(shù)據(jù)傳遞給LED背光源。
2、 如權利要求1所述的LED動態(tài)背光源控制算法，其特征在于在步驟A 中，控制系統(tǒng)先將白屏數(shù)據(jù)寫入LED背光源，對LED背光源進行白平衡檢測； 系統(tǒng)對檢測到的信號進行累加平均得到白平衡檢測數(shù)據(jù)；系統(tǒng)將這個數(shù)據(jù)與白平 衡標準數(shù)據(jù)進行比對，得出白平衡誤差數(shù)據(jù)；系統(tǒng)根據(jù)誤差計算出白平衡校正數(shù) 據(jù)，并將白平衡校正數(shù)據(jù)與白屏數(shù)據(jù)進行疊加輸出給LED背光源的驅動電路，同時，系統(tǒng)將白平衡校正數(shù)據(jù)保存起來，將白平衡檢測電路關閉。
3、 如權利要求1所述的LED動態(tài)背光源控制算法，其特征在于在步驟B 中，由主機輸出的數(shù)字R、 G、 B信號和像素同步信號、場同步信號、行同步信號 進入系統(tǒng)，系統(tǒng)在場同步信號的控制下開始對像素同步信號、行同步信號進行計 數(shù)，當下一個場同步信號出現(xiàn)時計數(shù)結束，系統(tǒng)根據(jù)計數(shù)結果確定圖像的分辨率， 并將圖像分辨率檢測部分關閉。
4、 如權利要求1所述的LED動態(tài)背光源控制算法，其特征在于在步驟B 中，系統(tǒng)還要從控制功能設定電路中取得LED背光源的各項參數(shù)以及LED背光 源的工作模式。
5、 如權利要求1所述的LED動態(tài)背光源控制算法，其特征在于在步驟D 中，在每塊內采用與該塊相對應視頻信號中的最亮信號的70%至100%作為控制數(shù)據(jù)進行控制。
6、 如權利要求1所述的LED動態(tài)背光源控制算法，其特征在于在步驟E 中，采用的將每一塊和周圍塊之間色彩和亮度差控制在5%至95%的漸變控制。
7、 如權利要求4所述的LED動態(tài)背光源控制算法，其特征在于系統(tǒng)根據(jù) 接收到的場同步信號、行同步信號、像素同步信號以及控制功能設定電路所給出 的設定參數(shù)，產生位移時鐘、鎖存信號和使能信號；系統(tǒng)在位移時鐘和鎖存信號 的控制下將所述新的控制數(shù)據(jù)傳輸給LED背光源，LED背光源在鎖存信號和使能 信號的控制下工作。
8、 如權利要求1所述的LED動態(tài)背光源控制算法，其特征在于所有的控 制數(shù)據(jù)均轉換為串行格式。
全文摘要
一種LED動態(tài)背光源控制算法，用于LED動態(tài)背光源控制系統(tǒng)，包括以下步驟A.控制系統(tǒng)開機或復位時對LED背光源進行白平衡校正；B.通過RGB數(shù)據(jù)以及像素同步信號、場同步信號和行同步信號取得圖像數(shù)據(jù)和圖像分辨率；C.將LED背光源分為n塊，其中n大于或等于1，小于或等于LED總數(shù)的三分之一；D.在每塊內采用與該塊相對應視頻信號中的最亮信號作為控制數(shù)據(jù)進行控制；E.每一塊與周圍塊在亮度和色度上采用漸變控制，使每一塊與周圍塊之間實現(xiàn)平滑過渡；F.將白平衡校正數(shù)據(jù)和LED控制數(shù)據(jù)進行疊加，得到新的控制數(shù)據(jù)；G.將新的控制數(shù)據(jù)傳遞給LED背光源。
文檔編號G09G3/34GK101206837SQ20061017023
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月21日 優(yōu)先權日2006年12月21日
發(fā)明者冶 劉, 義 宋, 蘇遵惠 申請人:深圳帝光電子有限公司