專利名稱：適應(yīng)式背光調(diào)變系統(tǒng)及其調(diào)變方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種調(diào)變系統(tǒng)及其調(diào)變方法，特別是有關(guān)于一種適應(yīng)式背光調(diào)變系統(tǒng)及其調(diào)變方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器通常分為穿透式液晶顯示器、反射式液晶顯示器以及半穿透/半反射式液晶顯示器，穿透式液晶顯示器設(shè)有背光模塊(Backlight Module)。背光模塊使用的發(fā)光源大致可分為冷陰極螢光燈(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)、熱陰極螢光燈、發(fā)光二極體或其他電激發(fā)光元件(Electro LuminescentDevice，EL device)，目前的主流為冷陰極螢光燈(CCFL)。
由于液晶顯示器在暗態(tài)(亦即灰階值較低)的狀況具有較顯著的漏光效應(yīng)。而且隨著液晶顯示面板的尺寸不斷成長的需求以及其應(yīng)用普及于電視系統(tǒng)，導(dǎo)致顯示器的觀賞視角要求較以往的電腦系統(tǒng)應(yīng)用提高甚多，所以對各個視角在暗態(tài)漏光的現(xiàn)象有愈來愈嚴(yán)格的要求。另外，為了提升動態(tài)對比來增進(jìn)面板的觀賞品質(zhì)，需要即時地動態(tài)調(diào)整背光。然而傳統(tǒng)背光調(diào)整往往僅考慮環(huán)境光源等因素，而忽略上述問題，因此傳統(tǒng)的調(diào)整方式容易使液晶顯示器產(chǎn)生閃爍的現(xiàn)象，在液晶屏幕上造成發(fā)光不均勻使得液晶顯示器的畫面影像品質(zhì)不穩(wěn)定。
因此需要發(fā)展一種背光調(diào)變系統(tǒng)，以提升顯示器畫面的品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種背光調(diào)變系統(tǒng)及其調(diào)變方法，利用亮度補(bǔ)償信號適應(yīng)性地調(diào)整圖像框的亮度以及利用背光控制信號調(diào)節(jié)背光模塊的光源亮度，使圖像框在液晶顯示裝置上呈現(xiàn)的影像維持一致性，并且節(jié)約電源，進(jìn)而降低液晶顯示裝置的溫度，延長其使用期限。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種背光調(diào)變系統(tǒng)及其調(diào)變方法，計算圖像框的像素的暗態(tài)比例值，提高圖像框的對比度，以改善液晶顯示裝置的畫面品質(zhì)。
根據(jù)上述目的，本發(fā)明提出一種背光調(diào)變系統(tǒng)及其調(diào)變方法，背光調(diào)變系統(tǒng)主要包括亮度配對分布裝置、亮度補(bǔ)償模塊、圖像框調(diào)整裝置、背光控制裝置以及背光模塊。亮度配對分布裝置接收復(fù)數(shù)圖像框，用以產(chǎn)生對應(yīng)于每一圖像框的亮度配對分布值，其中每一圖像框具有復(fù)數(shù)個像素。亮度補(bǔ)償模塊連接于該亮度配對分布裝置，該亮度補(bǔ)償模塊根據(jù)目前圖像框的亮度配對分布值來計算該目前圖像框中全部像素的暗態(tài)比例值，且利用該暗態(tài)比例值計算該目前圖像框的亮度索引值，以根據(jù)該暗態(tài)比例值與該亮度索引值產(chǎn)生對應(yīng)于該目前圖像框的亮度補(bǔ)償信號。圖像框調(diào)整裝置連接于亮度補(bǔ)償模塊，依據(jù)來自亮度補(bǔ)償模塊的亮度補(bǔ)償信號來調(diào)整目前圖像框中像素的亮度。
背光控制裝置分別連接于該亮度配對分布裝置以及該亮度補(bǔ)償模塊，該背光控制裝置依據(jù)前一個圖像框的亮度索引值以及該目前圖像框的亮度配對分布值，以更新該目前圖像框的亮度索引值，以產(chǎn)生對應(yīng)于該目前圖像框的背光控制信號。背光模塊分別連接于該背光控制裝置，該背光控制裝置依據(jù)產(chǎn)生的背光控制信號來調(diào)整背光模塊的背光亮度，使得目前圖像框的亮度與背光模塊的發(fā)光曲線適應(yīng)性地匹配。
根據(jù)上述，將圖像框影像的亮度配對分布曲線與前一個背光亮度發(fā)光曲線的亮度索引值經(jīng)過亮度補(bǔ)償模塊的處理可獲得亮度補(bǔ)償信號的參數(shù)，此參數(shù)用于修正圖像框的影像數(shù)據(jù)，以補(bǔ)償背光模塊在調(diào)變過程中的影像一致性與提高影像對比的需求。同時將圖像框影像的亮度配對分布曲線與前一個背光亮度發(fā)光曲線的亮度索引值經(jīng)過背光控制裝置的處理可得到背光控制信號的參數(shù)，此參數(shù)用于產(chǎn)生新的亮度索引值，以調(diào)變背光模塊。因此本發(fā)明利用這兩種參數(shù)適應(yīng)性地調(diào)整圖像框影像以及將背光投射在顯示該圖像框影像的顯示裝置上，使液晶顯示裝置上呈現(xiàn)的影像維持一致性，改善畫面品質(zhì)，并且節(jié)約電源來降低液晶顯示器的工作溫度。
本發(fā)明的背光調(diào)變方法，首先接收復(fù)數(shù)圖像框；接著產(chǎn)生對應(yīng)于每一圖像框的亮度配對分布值，其中每一圖像框具有復(fù)數(shù)個像素；然后根據(jù)目前圖像框的亮度配對分布值來計算目前圖像框中像素的暗態(tài)比例值，且利用該暗態(tài)比例值計算目前圖像框的亮度索引值，以根據(jù)暗態(tài)比例值與亮度索引值產(chǎn)生對應(yīng)于目前圖像框的亮度補(bǔ)償信號。
之后，依據(jù)來自該亮度補(bǔ)償模塊的亮度補(bǔ)償信號來調(diào)整該目前圖像框中這些像素的亮度；接著依據(jù)前一個圖像框的亮度索引值以及目前圖像框的亮度配對分布值，以更新目前圖像框的亮度索引值，以產(chǎn)生對應(yīng)于目前圖像框的背光控制信號；最后依據(jù)產(chǎn)生的背光控制信號來調(diào)整該背光模塊的背光，使得目前圖像框的亮度與背光模塊的發(fā)光曲線互相適應(yīng)性地匹配。
本發(fā)明的背光調(diào)變系統(tǒng)及其調(diào)變方法利用亮度補(bǔ)償信號適應(yīng)性地調(diào)整圖像框的亮度以及利用背光控制信號調(diào)節(jié)背光模塊的光源亮度，使圖像框在液晶顯示裝置上呈現(xiàn)的影像維持一致性，并且節(jié)約電源，進(jìn)而降低液晶顯示裝置的溫度，延長其使用期限。


第1圖示出依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例中背光調(diào)變系統(tǒng)的方塊圖。
第2A圖示出依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例中一圖像框的亮度配對分布值的示意圖。
第2B圖示出依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例中暗態(tài)補(bǔ)償曲線的示意圖。
第2C圖示出依據(jù)本發(fā)明第1圖的伽瑪控制器利用第2B圖的暗態(tài)補(bǔ)償曲線產(chǎn)生新暗態(tài)補(bǔ)償曲線的示意圖。
第3圖示出依據(jù)本發(fā)明在第1圖背光控制裝置中的圖像框檢測模塊的詳細(xì)方塊圖。
第4A圖示出依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例中該圖像框檢測模塊以該目前亮度索引值與該目標(biāo)亮度索引值的間的差距比例將目前的亮度索引值逐步調(diào)整至該目標(biāo)亮度索引值的示意圖。
第4B圖示出依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例中該圖像框檢測模塊將目前的亮度索引值以固定的比例逐步調(diào)整至該目標(biāo)亮度索引值的示意圖。
第5圖示出依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例中在產(chǎn)生目標(biāo)亮度與決定目前亮度可為不同的圖像框的示意圖。
第6A圖示出依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例中查詢表的示意圖。
第6B圖示出依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例中變頻形態(tài)的波形輸出的示意圖。
第7圖示出依據(jù)本發(fā)明的背光調(diào)變方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種背光調(diào)變系統(tǒng)及其調(diào)變方法，利用亮度補(bǔ)償信號適應(yīng)性地調(diào)整圖像框的亮度以及利用背光控制信號調(diào)節(jié)背光模塊的光源亮度，使圖像框在顯示裝置上呈現(xiàn)的影像維持一致性，并且節(jié)約顯示裝置耗用的電源，進(jìn)而降低其工作溫度，延長顯示裝置的使用期限。此外，背光調(diào)變系統(tǒng)計算圖像框的像素的暗態(tài)比例值，提高圖像框的對比度，以改善顯示裝置的畫面品質(zhì)。本發(fā)明的背光調(diào)變系統(tǒng)及其調(diào)變方法適用于液晶顯示器(LCD)以及液晶電視的背光模塊，或者是應(yīng)用于具有背光模塊的顯示裝置。
第1圖示出依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例中背光調(diào)變系統(tǒng)的方塊圖。背光調(diào)變系統(tǒng)100適用于液晶顯示裝置，主要包含亮度配對分布裝置102、亮度補(bǔ)償模塊104、圖像框調(diào)整裝置106、背光控制裝置108以及背光模塊110。亮度配對分布裝置102接收復(fù)數(shù)圖像框，用以產(chǎn)生對應(yīng)于每一圖像框的亮度配對分布(Intensity-pair Distribution)值，其中每一圖像框具有復(fù)數(shù)個像素。亮度補(bǔ)償模塊104連接于亮度配對分布裝置102，該亮度補(bǔ)償模塊104根據(jù)目前圖像框的亮度配對分布值來計算目前圖像框中全部像素的暗態(tài)比例值，且利用該暗態(tài)比例值計算目前圖像框的亮度索引值，以藉由暗態(tài)比例值與亮度索引值118b產(chǎn)生對應(yīng)于目前圖像框的亮度補(bǔ)償信號。圖像框調(diào)整裝置106連接于亮度補(bǔ)償模塊104，依據(jù)來自該亮度補(bǔ)償模塊的亮度補(bǔ)償信號來調(diào)整目前圖像框中全部像素的亮度。本發(fā)明的較佳實(shí)施例中將亮度補(bǔ)償信號的數(shù)據(jù)儲存于亮度補(bǔ)償儲存裝置中112，而亮度補(bǔ)償數(shù)據(jù)可表示為亮度補(bǔ)償曲線。
背光控制裝置108分別連接于亮度配對分布裝置102以及亮度補(bǔ)償模塊104，該背光控制裝置108依據(jù)前一個圖像框的亮度索引值118a以及目前圖像框的亮度配對分布值，以更新目前圖像框的亮度索引值118b，以產(chǎn)生對應(yīng)于目前圖像框的背光控制信號。背光模塊110分別連接于背光控制裝置108，該背光控制裝置108依據(jù)產(chǎn)生的背光控制信號來調(diào)整該背光模塊100的背光亮度，使得目前圖像框的亮度與背光模塊100的發(fā)光曲線適應(yīng)性地匹配。
根據(jù)上述，本發(fā)明的背光調(diào)變系統(tǒng)100將圖像框影像的亮度配對分布曲線與前一個背光亮度發(fā)光曲線的亮度索引值118b經(jīng)過亮度補(bǔ)償模塊104的處理可獲得亮度補(bǔ)償信號的參數(shù)，此參數(shù)用于修正圖像框的影像數(shù)據(jù)，以補(bǔ)償背光模塊100在調(diào)變過程中的影像一致性與提高影像對比的需求。同時將圖像框影像的亮度配對分布曲線與前一個背光亮度發(fā)光曲線的亮度索引值118b經(jīng)過背光控制裝置108的處理可得到背光控制信號的參數(shù)，此參數(shù)用于產(chǎn)生新的亮度索引值118a，以調(diào)變背光模塊。因此本發(fā)明利用這兩種參數(shù)適應(yīng)性地調(diào)整圖像框影像以及將背光投射在顯示該圖像框影像的顯示裝置114上，使顯示裝置114上呈現(xiàn)的影像維持一致性，改善畫面品質(zhì)，并且節(jié)約電源來降低顯示裝置114的工作溫度。
第2A圖示出依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例中一圖像框的亮度配對分布曲線的示意圖。亮度配對分布曲線的橫軸座標(biāo)表示灰階值，縱軸表示對應(yīng)于該灰階值的像素數(shù)量。在亮度補(bǔ)償模塊中的暗態(tài)比例值(Black Ratio，BR)系表示在每一圖像框中灰階值低于一參考值(n)的像素個數(shù)(m)與該圖像框的像素總個數(shù)(o)兩者的比值(m/o)乘以灰階解析度(表示為k，其值例如可為255或是任意的正整數(shù))。
進(jìn)一步而言，本發(fā)明的亮度索引值為在每一圖像框中最大的像素灰階值乘以第一加權(quán)值與該暗態(tài)比例值乘以第二加權(quán)值兩者的總和。亦即當(dāng)計算每一圖像框的亮度配對分布值而取得一最亮點(diǎn)的灰階值為k，定義亮度索引值(Brightness Index，BI)為BI＝q×k+(1-q)×BR，其中q為可調(diào)整的第一加權(quán)值，例如介于0～1的間或是任意的正整數(shù)，且(1-q)為第二加權(quán)值。該亮度索引值用以表示每一圖像框暗態(tài)以及亮態(tài)的像素的比例關(guān)系，以作為修正影像數(shù)據(jù)以及調(diào)整背光的參數(shù)。
第2B圖示出依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例中暗態(tài)補(bǔ)償曲線的示意圖。在1實(shí)施例中，為了補(bǔ)償因背光亮度調(diào)降所造成的灰階值變化，本發(fā)明系利用修正圖像框的亮度曲線的方法來加以補(bǔ)償，如第2B圖所示。亮度曲線200的橫軸座標(biāo)表示變動之前的灰階值，縱軸表示對應(yīng)于變動前灰階值的變動后灰階值，亦即以暗態(tài)比例值BR乘以常數(shù)R(任意的正整數(shù))定義為R_BR，將其作為灰階值的提升點(diǎn)，使得在橫軸灰階值的n轉(zhuǎn)換為縱軸灰階值的(n+R_BR)，并且將其轉(zhuǎn)換點(diǎn)以線性延伸的方式分別與0及255點(diǎn)(或是任意的正整數(shù))相連接，以產(chǎn)生一新暗態(tài)補(bǔ)償曲線。應(yīng)注意的是虛線202表示調(diào)整背光之前的原始暗態(tài)補(bǔ)償曲線202。
第2C圖示出依據(jù)本發(fā)明第1圖的伽瑪控制器116利用第2B圖的暗態(tài)補(bǔ)償曲線產(chǎn)生新暗態(tài)補(bǔ)償曲線的示意圖。在第1圖中，背光調(diào)變系統(tǒng)100包含連接于亮度補(bǔ)償模塊104的伽瑪控制器116，伽瑪控制器116接收來自該亮度補(bǔ)償模塊104的亮度補(bǔ)償信號，然后將該亮度補(bǔ)償信號乘以第一調(diào)整參數(shù)并且將伽瑪信號204乘以第二調(diào)整參數(shù)作求和來產(chǎn)生新的暗態(tài)補(bǔ)償曲線206，以作為亮度補(bǔ)償模塊104的亮度補(bǔ)償信號。亦即將原始的伽瑪曲線乘上(1-p)然后加上暗態(tài)補(bǔ)償曲線乘上p，其中可調(diào)整參數(shù)p系介于0～1的間，或是任意的正整數(shù)。
參考第1圖以及第3圖，第3圖示出依據(jù)本發(fā)明在第1圖背光控制裝置中的圖像框檢測模塊108a的詳細(xì)方塊圖。圖像框檢測模塊108a連接于亮度配對分布裝置102，利用目前圖像框的亮度配對分布值以及前一個圖像框的亮度配對分布值兩者的配對分布差值，并且將該配對分布差值除以該目前圖像框的亮度配對分布值，以檢測該目前圖像框與該前一個圖像框的間的圖像框差異性，依據(jù)該圖像框差異性判斷是否將該目前圖像框的亮度索引值118a直接變更至目標(biāo)亮度索引值。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，目前圖像框的亮度索引值118a以及前一個圖像框的亮度索引值118b儲存于索引數(shù)據(jù)儲存裝置118中。
具體而言，圖像框的背景變化檢測機(jī)制系依前/后兩圖像框的亮度配對分布圖，假設(shè)第n頁與第n+1頁的亮度對分布趨勢圖分別為Hn(0)，Hn(1)，...，Hn(a)；Hn+1(0)，Hn+1(1)，...，Hn+1(a)；其中a為一正整數(shù)，例如可為上述的灰階值解析度k。
D_S=Σi=0a|Hn(i)-Hn+1(i)|]]>表示為配對分布差值的總和D_S。
S=Σi=0aHn(i)]]>表示為整體亮度配對分布值的和S。
根據(jù)上述，圖像框差異性hist_diff_ratio＝D_S/S，當(dāng)圖像框差異性大于一閾值(Threshold Value)，將目前圖像框的亮度索引值直接變更至目標(biāo)亮度索引值，例如在場景快速變動的際，往往亦伴隨著顯著的閃爍現(xiàn)象，此刻可將背光一次調(diào)整至最終亮度。反的在平滑場景采用緩步變更亮度索引值，以避免人眼察覺閃爍現(xiàn)象。
繼續(xù)參考第1圖，本發(fā)明的背光調(diào)變系統(tǒng)100亦包含一對比度比較模塊108b，連接于亮度配對分布裝置102，利用目前圖像框以及該前一個圖像框的亮度配對分布值分別計算該目前圖像框以及該前一個圖像框的對比度比值，并且比較該兩圖像框的對比度比值，以依據(jù)該比較結(jié)果判斷是否調(diào)整背光。由于人眼對“對比度”較為敏銳，而無法察覺絕對亮度約略差異，因此當(dāng)圖像框的對比度一致，將保留原始亮度，不作任何改變，以避免整體亮度變化導(dǎo)致畫面閃動。具體而言，對比度定義為每一圖像框的最高亮度減去最低亮度CR＝max(Y)min(Y)。當(dāng)前后兩頁圖像框(圖像框N與圖像框N+1)的CR_n與CR_n+1的差異值小于閾值CR_th，表示此兩頁的對比度幾乎相同，此時不調(diào)整背光，反的則調(diào)整背光。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，當(dāng)目前圖像框的亮度索引值與目標(biāo)亮度索引值不相同，該圖像框檢測模塊以該圖像框差異性的差距比例將目前的亮度索引值逐步調(diào)整至該目標(biāo)亮度索引值。每次變更幅度定義為BR_INC，其可依(a)畫面差距比例；(b)亮度差距比例；以及(c)固定比例，舉例說明如下(a)畫面差距比例此處畫面差距定義為圖像框差異性hist_diff_ratio。當(dāng)畫面差異度為K，每次變更的上限為一固定比例值c，意即以c×K作為每次變化的間距。倘若目前亮度索引為BR_curr，目標(biāo)亮度索引為BR_dest，則下一次亮度索引則為BR_curr+c×K直至BR_dest。
例如目前亮度為100，而目標(biāo)亮度為127，畫面差異度均為20，若固定比例值c為0.5，則第一次變更后，亮度索引為100+20×0.5＝110；第二次變更110+20×0.5＝120；第三次變更120+20×0.5＝130＞127，則輸出127。
若目標(biāo)亮度低于目前亮度，則亮度逐漸下降，例如目前亮度為100，目標(biāo)亮度為87，畫面差異度為20，比例值為0.5，則第一次變更100-20×0.5＝90；第二次變更90-20×0.5＝80＜87，則輸出87。
(b)亮度差距比例如第4A圖所示，其示出依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例中圖像框檢測模塊以目前亮度索引值與目標(biāo)亮度索引值的間的差距比例將目前的亮度索引值逐步調(diào)整至該目標(biāo)亮度索引值的示意圖。當(dāng)目前圖像框的亮度索引值與目標(biāo)亮度索引值不相同，圖像框檢測模塊以目前亮度索引值與該目標(biāo)亮度索引值的間的差距比例將目前的亮度索引值逐步調(diào)整至該目標(biāo)亮度索引值。
當(dāng)目前亮度與目標(biāo)亮度差距愈大，每次跳躍幅度愈大，其變更幅度則為(Br_dest Br_curr)乘上固定比例值c，例如c＝0.5，目前亮度＝100，目標(biāo)亮度為150，第一次變更100+0.5×(150-100)＝125；第二次變更125+0.5×(150-125)＝138；第三次變更138+0.5×(150-138)＝144。
(c)固定比例如第4B圖所示，其示出依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例中圖像框檢測模塊將目前的亮度索引值以固定的比例逐步調(diào)整至目標(biāo)亮度索引值的示意圖。當(dāng)目前圖像框的亮度索引值與目標(biāo)亮度索引值不相同，該圖像框檢測模塊將目前的亮度索引值以固定的比例逐步調(diào)整至目標(biāo)亮度索引值。
無論畫面差異度為何，固定調(diào)整比例為k，直至達(dá)到最終亮度BR_dest。例如，目前亮度BR_curr＝100，目標(biāo)亮度BR_dest＝117，調(diào)整比例c＝10，第一次變更100+10＝110；第二次變更110+10＝120＞117，則輸出117。
第5圖示出依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例中在產(chǎn)生目標(biāo)亮度與決定目前亮度可為不同的圖像框的示意圖。在產(chǎn)生目標(biāo)亮度與決定目前亮度可為不同頁次的圖像框，當(dāng)決定目標(biāo)亮度切換函式為F_dest與目前亮度切換函式F_curr之后，每隔F_dest頁次來決定最后輸出亮度索引，而目前亮度在每F_chg(表示頁次的亮度索引隨著時間軸的變化過程)頁次后變更為新的亮度索引，意即當(dāng)場景劇烈變化，目前亮度可直接變換為目標(biāo)亮度索引，反之則逐漸變更亮度索引。
第6A圖示出依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例中查詢表的示意圖。本發(fā)明的背光調(diào)變系統(tǒng)，還包含一查詢表，利用計算出的亮度索引值查詢該查詢表，以產(chǎn)生低準(zhǔn)位參數(shù)以及高準(zhǔn)位參數(shù)來調(diào)整脈波寬度調(diào)變信號，以調(diào)整背光模塊的光源亮度。具體而言，本發(fā)明以亮度索引查詢一查詢表(Look-up Table，LUT)，經(jīng)由前述計算出的亮度索引，查得兩個獨(dú)立系數(shù)Pa與Pb，控信號產(chǎn)生器600依此兩系數(shù)組合輸出一可變寬度的調(diào)變信號，其中Pa表示信號準(zhǔn)位為高的時間長度，Pb表示準(zhǔn)位為低的時間長度。背光模塊110即可依據(jù)Pa與Pb的組合比例來調(diào)整光源亮度。在較佳實(shí)施例中，控信號產(chǎn)生器600例如可為計數(shù)器(Counter)以及比較器(Comparator)元件組成的控制電路。
另一實(shí)施例中，亮度索引值例如可為一隨時間改變的值，同時表示Pa/Pb的組合可隨時間變動，進(jìn)而形成變頻形態(tài)的波形輸出，以達(dá)動態(tài)背光調(diào)整的目的，如第6B圖所示，其示出依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例中變頻形態(tài)的波形輸出的示意圖。
第7圖示出依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例中背光調(diào)變的方法流程圖。首先在步驟S700接收復(fù)數(shù)圖像框；接著在步驟S702產(chǎn)生對應(yīng)于每一圖像框的亮度配對分布值，其中每一圖像框具有復(fù)數(shù)個像素；然后在步驟S704根據(jù)目前圖像框的亮度配對分布值來計算目前圖像框中像素的暗態(tài)比例值，且利用該暗態(tài)比例值計算目前圖像框的亮度索引值，以藉由暗態(tài)比例值與亮度索引值產(chǎn)生對應(yīng)于目前圖像框的亮度補(bǔ)償信號。
之后在步驟S706，依據(jù)來自亮度補(bǔ)償模塊的亮度補(bǔ)償信號來調(diào)整目前圖像框中像素的亮度；接著在步驟S708依據(jù)前一個圖像框的亮度索引值以及目前圖像框的亮度配對分布值，以更新該目前圖像框的亮度索引值，以產(chǎn)生對應(yīng)于目前圖像框的背光控制信號；最后在步驟S710依據(jù)產(chǎn)生的背光控制信號來調(diào)整背光模塊的背光亮度，使得目前圖像框的亮度與背光模塊的發(fā)光曲線互相適應(yīng)性地匹配。
本發(fā)明的背光調(diào)變系統(tǒng)及其調(diào)變方法利用亮度補(bǔ)償信號適應(yīng)性地調(diào)整圖像框的亮度以及利用背光控制信號調(diào)節(jié)背光模塊的光源亮度，使圖像框在液晶顯示裝置上呈現(xiàn)的影像維持一致性，并且節(jié)約電源，進(jìn)而降低液晶顯示裝置的溫度，延長其使用期限。并且背光調(diào)變系統(tǒng)計算圖像框的像素的暗態(tài)比例值，藉以增強(qiáng)圖像框的對比度，改善液晶顯示裝置的影像畫質(zhì)。
雖然本發(fā)明已用較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種適應(yīng)式背光調(diào)變系統(tǒng)，適用于液晶顯示裝置，該背光調(diào)變系統(tǒng)至少包含一亮度配對分布裝置，接收復(fù)數(shù)圖像框，用以產(chǎn)生對應(yīng)于這些圖像框的每一個的亮度配對分布值，其中這些圖像框的每一個具有復(fù)數(shù)個像素；一亮度補(bǔ)償模塊，連接于該亮度配對分布裝置，該亮度補(bǔ)償模塊根據(jù)目前圖像框的亮度配對分布值來計算該目前圖像框中所述像素的暗態(tài)比例值，且利用該暗態(tài)比例值計算該目前圖像框的亮度索引值，以根據(jù)該暗態(tài)比例值與該亮度索引值產(chǎn)生對應(yīng)于該目前圖像框的亮度補(bǔ)償信號；一圖像框調(diào)整裝置，連接于該亮度補(bǔ)償模塊，依據(jù)來自該亮度補(bǔ)償模塊的亮度補(bǔ)償信號來調(diào)整該目前圖像框中所述像素的亮度；一背光控制裝置，分別連接于該亮度配對分布裝置以及該亮度補(bǔ)償模塊，該背光控制裝置依據(jù)前一個圖像框的亮度索引值以及該目前圖像框的亮度配對分布值，以更新該目前圖像框的亮度索引值，以產(chǎn)生對應(yīng)于該目前圖像框的背光控制信號；以及一背光模塊，分別連接于該背光控制裝置，該背光控制裝置依據(jù)產(chǎn)生的背光控制信號來調(diào)整該背光模塊的背光源，使得該目前圖像框的亮度與該背光模塊的發(fā)光曲線互相適應(yīng)性匹配。
2.如權(quán)利要求1所述的背光調(diào)變系統(tǒng)，其中該亮度補(bǔ)償模塊的暗態(tài)比例值為在每一圖像框中灰階值低于一參考值的像素個數(shù)與該圖像框的像素總個數(shù)兩者的比值。
3.如權(quán)利要求2所述的背光調(diào)變系統(tǒng)，其中該亮度補(bǔ)償模塊的該亮度索引值為在每一圖像框中最大的像素灰階值乘以第一加權(quán)值與該暗態(tài)比例值乘以第二加權(quán)值兩者的總和。
4.如權(quán)利要求1所述的背光調(diào)變系統(tǒng)，還包含一伽瑪控制器，連接于該亮度補(bǔ)償模塊，接收來自該亮度補(bǔ)償模塊的亮度補(bǔ)償信號，該伽瑪控制器將該亮度補(bǔ)償信號乘以第一調(diào)整參數(shù)并且將伽瑪信號乘以第二調(diào)整參數(shù)作求和，以調(diào)整來自該亮度補(bǔ)償模塊的亮度補(bǔ)償信號。
5.如權(quán)利要求1所述的背光調(diào)變系統(tǒng)，還包含一圖像框檢測模塊，連接于該亮度配對分布裝置，利用該目前圖像框的亮度配對分布值以及該前一個圖像框的亮度配對分布值兩者的配對分布差值，并且將該配對分布差值除以該目前圖像框的亮度配對分布值，以檢測該目前圖像框與該前一個圖像框的間的圖像框差異性，依據(jù)該圖像框差異性判斷是否將該目前圖像框的亮度索引值變更至目標(biāo)亮度索引值。
6.如權(quán)利要求5所述的背光調(diào)變系統(tǒng)，當(dāng)該目前圖像框的亮度索引值與該目標(biāo)亮度索引值不相同，該圖像框檢測模塊以該圖像框差異性的差距比例將目前的亮度索引值逐步調(diào)整至該目標(biāo)亮度索引值。
7.如權(quán)利要求5所述的背光調(diào)變系統(tǒng)，當(dāng)該目前圖像框的亮度索引值與該目標(biāo)亮度索引值不相同，該圖像框檢測模塊以該目前亮度索引值與該目標(biāo)亮度索引值的間的差距比例將目前的亮度索引值逐步調(diào)整至該目標(biāo)亮度索引值。
8.如權(quán)利要求5所述的背光調(diào)變系統(tǒng)，當(dāng)該目前圖像框的亮度索引值與該目標(biāo)亮度索引值不相同，該圖像框檢測模塊將目前的亮度索引值以固定的比例逐步調(diào)整至該目標(biāo)亮度索引值。
9.如權(quán)利要求1所述的背光調(diào)變系統(tǒng)，還包含一對比度比較模塊，連接于該亮度配對分布裝置，利用該目前圖像框以及該前一個圖像框的亮度配對分布值分別計算該目前圖像框以及該前一個圖像框的對比度比值，并且比較該兩圖像框的對比度比值，以依據(jù)該比較結(jié)果判斷是否調(diào)整背光。
10.如權(quán)利要求1所述的背光調(diào)變系統(tǒng)，其中在產(chǎn)生目標(biāo)亮度與決定目前亮度為不相同的圖像框。
11.如權(quán)利要求1所述的背光調(diào)變系統(tǒng)，還包含一查詢表，利用計算出的亮度索引值查詢該查詢表，以產(chǎn)生低準(zhǔn)位參數(shù)以及高準(zhǔn)位參數(shù)來調(diào)整脈波寬度調(diào)變信號，以調(diào)整背光模塊的光源亮度。
12.一種適應(yīng)式背光系統(tǒng)的調(diào)變方法，該調(diào)變方法包含下列步驟接收復(fù)數(shù)圖像框；產(chǎn)生對應(yīng)于這些圖像框的每一個的亮度配對分布值，其中這些圖像框的每一個具有復(fù)數(shù)個像素；根據(jù)目前圖像框的亮度配對分布值來計算該目前圖像框中這些像素的暗態(tài)比例值，且利用該暗態(tài)比例值計算該目前圖像框的亮度索引值，以藉由該暗態(tài)比例值與該亮度索引值產(chǎn)生對應(yīng)于該目前圖像框的亮度補(bǔ)償信號；依據(jù)來自該亮度補(bǔ)償模塊的亮度補(bǔ)償信號來調(diào)整該目前圖像框中這些像素的亮度；依據(jù)前一個圖像框的亮度索引值以及該目前圖像框的亮度配對分布值，以更新該目前圖像框的亮度索引值，以產(chǎn)生對應(yīng)于該目前圖像框的背光控制信號；以及依據(jù)背光控制信號來調(diào)整該背光模塊的背光，使得該目前圖像框的亮度與該背光模塊的發(fā)光曲線互相匹配。
13.如權(quán)利要求12所述的調(diào)變方法，其中該暗態(tài)比例值為在每一圖像框中灰階值低于一參考值的像素個數(shù)與該圖像框的像素總個數(shù)兩者的比值。
14.如權(quán)利要求13所述的調(diào)變方法，其中該亮度索引值為在每一圖像框中最大的像素灰階值乘以第一加權(quán)值與該暗態(tài)比例值乘以第二加權(quán)值兩者的總和。
15.如權(quán)利要求12所述的調(diào)變方法，還包含將該亮度補(bǔ)償信號乘以第一調(diào)整參數(shù)并且將伽瑪信號乘以第二調(diào)整參數(shù)作求和，以調(diào)整來自該亮度補(bǔ)償模塊的亮度補(bǔ)償信號。
16.如權(quán)利要求12所述的調(diào)變方法，還包含利用該目前圖像框的亮度配對分布值以及該前一個圖像框的亮度配對分布值兩者的配對分布差值，并且將該配對分布差值除以該目前圖像框的亮度配對分布值，以檢測該目前圖像框與該前一個圖像框的間的圖像框差異性，依據(jù)該圖像框差異性判斷是否將該目前圖像框的亮度索引值變更至目標(biāo)亮度索引值。
17.如權(quán)利要求16所述的調(diào)變方法，當(dāng)該目前圖像框的亮度索引值與該目標(biāo)亮度索引值不相同，該圖像框檢測模塊以該圖像框差異性的差距比例將目前的亮度索引值逐步調(diào)整至該目標(biāo)亮度索引值。
18.如權(quán)利要求16所述的調(diào)變方法，當(dāng)該目前圖像框的亮度索引值與該目標(biāo)亮度索引值不相同，該圖像框檢測模塊以該目前亮度索引值與該目標(biāo)亮度索引值的間的差距比例將目前的亮度索引值逐步調(diào)整至該目標(biāo)亮度索引值。
19.如權(quán)利要求16所述的調(diào)變方法，當(dāng)該目前圖像框的亮度索引值與該目標(biāo)亮度索引值不相同，該圖像框檢測模塊將目前的亮度索引值以固定的比例逐步調(diào)整至該目標(biāo)亮度索引值。
20.如權(quán)利要求12所述的調(diào)變方法，還包含利用該目前圖像框以及該前一個圖像框的亮度配對分布值分別計算該目前圖像框以及該前一個圖像框的對比度比值，并且比較該兩圖像框的對比度比值，以依據(jù)該比較結(jié)果判斷是否調(diào)整背光。
21.如權(quán)利要求12所述的調(diào)變方法，其中在產(chǎn)生目標(biāo)亮度與決定目前亮度為不相同的圖像框。
22.如權(quán)利要求12所述的調(diào)變方法，還包含利用計算出的亮度索引值查詢一查詢表，以產(chǎn)生低準(zhǔn)位參數(shù)以及高準(zhǔn)位參數(shù)來調(diào)整脈波寬度調(diào)變信號，以調(diào)整背光模塊的光源亮度。
全文摘要
一種適應(yīng)式背光調(diào)變系統(tǒng)及其調(diào)變方法，包括亮度配對分布裝置、亮度補(bǔ)償模塊、圖像框調(diào)整裝置、背光控制裝置以及背光模塊。亮度配對分布裝置產(chǎn)生每一圖像框的亮度配對分布值。亮度補(bǔ)償模塊根據(jù)亮度配對分布值計算圖像框的暗態(tài)比例值及亮度索引值，以產(chǎn)生亮度補(bǔ)償信號。圖像框調(diào)整裝置依據(jù)亮度補(bǔ)償信號調(diào)整圖像框的亮度。背光控制裝置依據(jù)亮度索引值以及亮度配對分布值更新亮度索引值，以產(chǎn)生對應(yīng)于該目前圖像框的背光控制信號。背光控制裝置依據(jù)背光控制信號來調(diào)整該背光模塊的背光，使得圖像框的亮度與背光模塊的發(fā)光曲線適應(yīng)性匹配。
文檔編號G09G3/34GK1936676SQ200610131788
公開日2007年3月28日 申請日期2006年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月12日
發(fā)明者周明忠, 謝曜任, 黎煥欣 申請人:友達(dá)光電股份有限公司