[发明专利]应用于新型背光源的区域调光方法

说明书

技术领域

本发明涉及色域扩展，图像与视频显示技术领域，具体讲,涉及应用于新型背光源的区域调光方法。

背景技术

为了提高显示效果，背光算法一般选用区域调光算法，因为区域调光算法可以很好地达到高节能和高对比度的目的。区域调光因背光源的不同，可以分为白光区域调光和多原色区域调光。

1)白光区域调光算法

以白光作为背光源，是比较常见的背光源，可以很大程度地提高显示器对比度，有较好的节能率。其常见的区域调光算法有算术法(最大值法，平均值法，均方根法)，IMF(映射函数翻转)法[1]、CDF(累计分布函数)阈值法[2]，误差修正法[3]。其中算术法实现简单，但效果不佳；IMF算法对亮度较高的处理效果好，不适应于整体亮度较低的场景；误差修正法适应范围广，处理效果好，但节能率不高；而CDF阈值法的节能率比其他两种算法较高，但处理图片质量有一定范围失真。

为了使显示器重现更多自然界真实的颜色，多原色调光算法进入研究人员的视野。

2)多原色区域调光算法

多原色区域调光除了提高对比度，还能扩展色域。因其背光源的不同，衍生出不同的多原色算法。常见的多原色背光源有RGB(红绿蓝)LEDs(发光二极管)背光，RGBY(红绿蓝黄)LEDs背光和RGBC(红绿蓝青)LEDs背光。文献[4]就RGB LEDs背光源提出了一种具有优先级的并行计算结构算法。该类算法可以达到宽色域，高对比度，节能最优的效果。但使用的背光单元的背光源原色较多，硬件需要大量驱动电路，使实现难度增加，背光分辨率较难做高。

参考文献：

[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]刘艳中，郑学仁，陈建宾.基于图像CDF阈值的LCD动态背光主亮度提取算法及其硬件实现[J].液晶与显示，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。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在提出区域调光算法，应用于使用WE(白和宝石蓝)LEDs背光结构的设备，达到扩大显示系统对比度和扩展色域的目的。本发明采用的技术方案是，应用于新型背光源的区域调光方法，首先，对输入图像进行分区，分区数量依据背光单元而定；再则，按分区提取各区域的特征值，得到低分辨率特征图像；其次，依据特征图像进行最优化计算，确定每一背光单元LED所对应的亮度值；此后对这些背光进行模拟扩散，获取背光图像；最后使用原始图像及背光图像对显示终端图像进行液晶补偿，获取显示图像。显示系统前面板LCD和背光面板共同配合，达到综合显示的效果。

具体地，根据背光单元数量对输入图像进行分区，按分区提取各区域的特征值，采用最大值、平均值或者均方根、IMF法、或CDF法进行特征提取，获得区域特征值R_d，G_d，B_d,根据式1的线性方程组求解出BL_W和BL_E的最小二乘解，分别作为对应区域白灯亮度和宝石蓝灯亮度，通过脉冲宽度调制PWM的方式将这些亮度值作为占空比转化为PWM波形，控制相应背光单元LED的亮度：