[发明专利]用于背光区域控制系统中显示画面影像的补偿装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及背光区域控制技术领域，特别涉及一种用于背光区域控制系统中显示画面影像的补偿装置及方法。

背景技术

现有的LCD显示器中使用多个背光源，通过该多个背光源可调控LCD显示器的多个显示区域，从而达到省电目的。背光区域控制(backlight local dimming)指LCD显示器的多个背光源会根据显示画面影像亮度自动进行调整，而非处在全亮状态。

在现有的LCD显示器中，其背光源一般皆处在全亮状态，当显示暗态画面时，可以通过降低液晶穿透率达成，因此，对于降低耗电量完全没有帮助。相对的，背光区域控制(backlight local dimming)则是随画面明暗而变化，因此在显示暗态画面时，背光源亮度随之降低，故可减少整体背光源的耗电量。

背光区域控制除可降低耗电量之外，亦可改善LCD显示器画质表现，例如，可大幅提高动态对比值。背光区域控制对于LCD显示器画质提升还不仅于此，因背光源区域控制的背光源可通过调光方式，从而提升LCD显示器的灰阶数。

在LCD显示器整体耗电量中，以背光模块所占比重最大，约为66％。在LCD显示器的尺寸大型化后，由于需要更高亮度显示画面，其耗电量与亮度正比，因此，所耗电力更大。而以节能角度来看，背光区域控制是LCD显示器可大幅降低耗电量的发展方向，再者，其所衍生的提升画质优势，可谓是目前所有背光源中的最佳解决方案。

现有背光区域控制方法虽然能达到提升画面对比与降低功率消耗的效果，但往往在不适当的背光决定与影像补偿之下，影像质量反而降低，常常出现色偏、画面有波纹效应、失去亮部细节的箝制效应、画面闪烁、在暗幅背光不够暗且在亮幅背光不够亮等问题。因此，背光区域控制的技术仍有改善的空间。

发明内容

本发明的目的主要在于提供一用于背光区域控制系统中显示画面影像的补偿装置及方法，以降低计算量及降低硬件电路面积，且同时改善影像质量。

依据本发明的一特色，本发明提出一种用于背光区域控制系统中显示画面影像的补偿装置，用以估测该背光区域控制系统中多个背光源背光扩散后该显示画面影像的像素，该多个背光源以矩阵形式排列，该显示画面影像依据该多个背光源分成相对应数目的影像区块，该补偿装置包含一区块明暗变化值决定装置、一质量/功率节省优先决定装置、一时间上滤波器、一背光扩散的近似装置、及一影像补偿装置。区块明暗变化值决定装置用以接收显示画面，从而计算影像区块的平均值及最大值，并依据平均值及最大值用以计算该影像区块的一初始值。质量/功率节省优先决定装置连接至区块明暗变化值决定装置，依据影像区块的平均值、初始值，以及一第一门坎值与一第二门坎值，以分别产生相对应影像区块的一背光控制信号。时间上滤波器连接至质量/功率节省优先决定装置，依据该背光控制信号产生相对应该影像区块的一背光脉冲宽度调变信号。背光扩散的近似装置连接至时间上滤波器，依据该背光脉冲宽度调变信号，从而产生一背光扩散影像。影像补偿装置连接至背光扩散的近似装置，依据该背光扩散影像用以对显示画面影像进行补偿，从而产生一补偿显示画面影像。

依据本发明的另一特色，本发明提出一种用于背光区域控制系统中显示画面影像的补偿方法，用以估测该背光区域控制系统中多个背光源利用背光扩散后对显示画面影像的像素，并依据背光扩散影像对显示画面影像进行影像补偿，多个背光源以矩阵形式排列，显示画面影像依据多个背光源分成相对应数目的影像区块，该补偿方法首先在区块明暗变化值决定步骤中，用以接收显示画面，从而计算对应各影像区块的平均值及最大值，并依据平均值及最大值用以计算该对应影像区块的一初始值；在质量/功率节省优先决定步骤中，接收各影像区块的平均值及初始值，依据各影像区块的平均值、初始值，以及一第一门坎值与一第二门坎值，用以分别产生相对应各影像区块的一背光控制信号；在时间上滤波步骤中，依据背光控制信号产生相对应影像区块的一背光脉冲宽度调变信号；在背光扩散的近似步骤中，依据背光脉冲宽度调变信号，从而产生一背光扩散影像；最后在影像补偿步骤中，依据背光扩散影像用以对该显示画面影像进行补偿，从而产生一补偿显示画面影像。这样，使用可调整的第一门坎值及第二门坎值以决定是否进行背光调整，可以抑制箝制效应；补偿后的影像与原生影像在色坐标的差距做到最小化，可降低显示画面影像与补偿显示画面影像之间的色彩偏移，改善影像质量；且只需存储一第三门坎值个补偿系数，可降低计算量，并简化硬件的复杂度，从而降低硬件电路面积。

附图说明

图1为本发明一种背光区域控制系统中显示画面影像的补偿装置的结构示意图。