[發明專利]應用于新型背光源的區域調光方法

在審

• 申請號: 201710794223.3
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107507580A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 廖澤龍;蘇寒松;雷志春;王驍
• 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: 劉國威

技術領域

本發明涉及色域擴展，圖像與視頻顯示技術領域，具體講,涉及應用于新型背光源的區域調光方法。

背景技術

為了提高顯示效果，背光算法一般選用區域調光算法，因為區域調光算法可以很好地達到高節能和高對比度的目的。區域調光因背光源的不同，可以分為白光區域調光和多原色區域調光。

1)白光區域調光算法

以白光作為背光源，是比較常見的背光源，可以很大程度地提高顯示器對比度，有較好的節能率。其常見的區域調光算法有算術法(最大值法，平均值法，均方根法)，IMF(映射函數翻轉)法[1]、CDF(累計分布函數)閾值法[2]，誤差修正法[3]。其中算術法實現簡單，但效果不佳；IMF算法對亮度較高的處理效果好，不適應于整體亮度較低的場景；誤差修正法適應范圍廣，處理效果好，但節能率不高；而CDF閾值法的節能率比其他兩種算法較高，但處理圖片質量有一定范圍失真。

為了使顯示器重現更多自然界真實的顏色，多原色調光算法進入研究人員的視野。

2)多原色區域調光算法

多原色區域調光除了提高對比度，還能擴展色域。因其背光源的不同，衍生出不同的多原色算法。常見的多原色背光源有RGB(紅綠藍)LEDs(發光二極管)背光，RGBY(紅綠藍黃)LEDs背光和RGBC(紅綠藍青)LEDs背光。文獻[4]就RGB LEDs背光源提出了一種具有優先級的并行計算結構算法。該類算法可以達到寬色域，高對比度，節能最優的效果。但使用的背光單元的背光源原色較多，硬件需要大量驅動電路，使實現難度增加，背光分辨率較難做高。

參考文獻：

[1]LIN F,LIAO C,LIAO L,etal.Inverse of Mapping Function(IMF)method for image quality enchancement of high dynamic LCD TVs.ISSN/007-0966x/07/38 2007SID,1343-1346.

[2]Hyunsuk Cho,Oh-Kyong Kwon.A Backlight Dimming Algorithm for Low Power and High Image Quality LCD Application,0098 3063/09 2009 IEEE,839-994.

[3]劉艷中，鄭學仁，陳建賓.基于圖像CDF閾值的LCD動態背光主亮度提取算法及其硬件實現[J].液晶與顯示，2010,25(3)：449-453.

[4]Marc Albrecht,Andreas Karrenbauer,Chihao Xu.A Video-Capable Algorithm for Local Dimming RGB Backlight.ISSN/009-0966X/09/3902-0753-$1.002009 SID.SID 09 DIGEST 753-756。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明旨在提出區域調光算法，應用于使用WE(白和寶石藍)LEDs背光結構的設備，達到擴大顯示系統對比度和擴展色域的目的。本發明采用的技術方案是，應用于新型背光源的區域調光方法，首先，對輸入圖像進行分區，分區數量依據背光單元而定；再則，按分區提取各區域的特征值，得到低分辨率特征圖像；其次，依據特征圖像進行最優化計算，確定每一背光單元LED所對應的亮度值；此后對這些背光進行模擬擴散，獲取背光圖像；最后使用原始圖像及背光圖像對顯示終端圖像進行液晶補償，獲取顯示圖像。顯示系統前面板LCD和背光面板共同配合，達到綜合顯示的效果。

具體地，根據背光單元數量對輸入圖像進行分區，按分區提取各區域的特征值，采用最大值、平均值或者均方根、IMF法、或CDF法進行特征提取，獲得區域特征值R_d，G_d，B_d,根據式1的線性方程組求解出BL_W和BL_E的最小二乘解，分別作為對應區域白燈亮度和寶石藍燈亮度，通過脈沖寬度調制PWM的方式將這些亮度值作為占空比轉化為PWM波形，控制相應背光單元LED的亮度：