[發明專利]一種基于貪婪算法的區域背光動態調光方法

有效

• 申請號: 201710644421.1
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107464532B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 張濤;巫紅英;趙鑫
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G09G3/34
• 分類號: G09G3/34
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

一種基于貪婪算法的區域背光動態調光方法，在通過基于圖像亮度典型特征值統計確定一組初始背光亮度后，再應用貪婪算法重新設計出一種新型的區域背光動態調光算法。即，尋找最佳區域背光亮度調節方案的過程，算法終止后的最優解即為最終的區域背光亮度調節方案。在解的編碼上，有如下對應關系：當背光分為N個區域，每個區域的亮度值為整數時，用一個N維向量L來表示問題的解。從而使得通過本發明的算法求得的區域背光亮度分配方案獲得更高的圖像質量。本發明確定的區域背光亮度分布方案不但能保證調光后圖像的顯示質量，還能較大程度地降低能耗，較好地平衡了圖像顯示質量與能耗之間的相互制約的關系。

技術領域

本發明涉及一種調光方法。特別是涉及一種基于貪婪算法的區域背光動態調光方法。

背景技術

1、區域背光亮度調節問題

作為被動式發光器件，液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)本身不發光，需要一個稱為背光模組的組件給它提供光源以顯示畫面。當前LED背光液晶顯示器在顯示器行業占據著絕對的優勢，隨著背光技術發展的日益成熟，LCD的成本也隨之逐漸下降，各大廠商現主要依靠能耗和顯示質量來占領市場份額。由于LCD的能耗大約90％都消耗在背光源上，對于消費者來說，低能耗和優越的顯示畫質是他們購買帶有LCD電子產品時最為看重的兩個因素。傳統的LCD，背光源亮度始終處于常亮狀態，即無論顯示較亮還是較暗的畫面，背光源都全部點亮，這導致功耗較高，且畫面對比度也較低進而使得顯示效果不佳。為了降低功耗同時提高畫面顯示質量，區域背光動態調光技術被提出。該技術可以根據顯示圖像的內容，實時調節背光源LED的亮度，即當顯示較暗畫面時，可以適當降低LED的亮度，甚至在顯示全黑畫面時，可以將對應背光LED全部關閉。這樣不僅可以降低功耗，還能有效提高LCD 的對比度從而提升顯示質量。目前，顯示領域都在研發LED區域背光動態調光技術，以期獲得最佳的節能和畫質。

LED區域背光動態調光算法主要包含兩個部分：分區背光亮度的提取和液晶像素的合理補償。目前大多的分區背光亮度提取方法都是通過對顯示圖像內容的典型特征值統計，找出一種合理的確定方法。這些算法的優勢是實現起來較為簡單，但它們在確定分區背光亮度時往往只考慮了能耗與顯示質量兩者中的一個而忽略了另一個因素，這與研究LED區域背光動態調光技術的目標相違背。我們知道，分區背光亮度降低的越多越有利用降低能耗，但過度地降低背光亮度可能影響到圖像的顯示質量。因此，在確定分區背光亮度時應該綜合考慮兩方面的因素：能耗和顯示質量。這兩者之前不是完全對立的關系，在一定程度上，它們之前存在相互促進的作用。考慮到這兩方面因素，可以將確定分區的最佳背光亮度看作是一個尋優的過程，即找到滿足能耗與顯示質量都達到最佳狀態下的折衷點，如圖1所示。因此，可以將區域背光亮度調節問題轉化為一個最優化問題，即在所有的分區亮度分布方案中，一定存在一種方案滿足在顯示質量一定的情況下能耗最低或是能耗一定的情況擁有最高的顯示質量。

假設背光模組采用區域背光模式的LCD系統，其液晶面板大小為m×n，對于像素ii，人眼從液晶屏上所感受的亮度為y_ii，則它表示為：

y_ii＝a_ii·b_ii (1)

寫成Hadamard積矩陣的形式：

式中，a_ii和b_ii分別是對應于像素i的液晶面板光透射系數和背光亮度。a∈R^m×n是液晶面板中每個液晶像素光透射系數構成的矩陣，b∈R^m×n是所有像素點背光亮度組成的矩陣。如果 b_ii＝0，則說明像素ii的背光亮度為0，此時沒有光照射到該像素上；如果b_ii＝1，則說明此時對應于像素ii的背光是全開的。由于液晶本身的漏光特性，a_ii的值不可能為0。