点阵背光源驱动方法、装置和系统的制作方法_3

文档序号:9615039阅读:来源:国知局
度更低;通过旋转电流直线调整对应的各LED灯的电流参数,从而使各LED消耗的功率满足预先设置的总功率。由此,本实施例在满足预设的总功率的同时,保证了电视画面的质量,实现了节能减排的目标,绿色环保且同时保证画面效果,提升了用户体验。
[0153]进一步的,参照图4,本发明点阵背光源驱动方法第三实施例提供一种点阵背光源驱动方法,基于上述图3所示的实施例,所述步骤S24包括:
[0154]步骤S241、根据预设的规则,在所述电流直线上选取所述统计直方图的中心平衡点。
[0155]在获取电流直线后,旋转电流直线,并根据旋转后的电流直线,计算得到控制点阵背光源中每个LED灯的电流参数。
[0156]首先,按预设的规则,在电流直线上获取统计直方图的中心平衡点。
[0157]具体的,作为一种实施方式,计算统计直方图中,各PWM数据组中PWM数据的数量,占全部LED灯的PWM数据总量的百分比。其中,各PWM数据组中PWM数据的出现次数即为数据组中PWM数据的数量。
[0158]得到占比最高的PWM数据组后,根据预设规则选取此数据组中的一个PWM数据。PWM数据的选取规则可以是其所属数据组中,PWM数据的中间值,或PWM数据的最大值,也可以是其所属数据组的其他数值。
[0159]然后,将选取的PWM数据的电流值设置为平均电流,得到电流直线上对应的点C。点C的横坐标为选取的PWM数值,纵坐标为平均电流。
[0160]点C即为获得的中心平衡点。此后,点C的坐标值保持不变。
[0161]作为另一种实施方式,可以选取电流直线上,点A和点B之间线段的2等分点,作为中心平衡点。
[0162]也可以根据PWM数据情况,选取线段AB上的任意一点,作为中心平衡点。
[0163]得到的中心平衡点对应的PWM数值为横坐标,平均电流为纵坐标。此后,中心平衡点的坐标值保持不变。
[0164]步骤S242、以所述中心平衡点为旋转中心点,逆时针单步旋转所述电流直线,旋转步长为预设的阈值。
[0165]在得到中心平衡点后,以此中心平衡点作为旋转中心,逆时针单步旋转电流直线。需要说明的是,电流直线每一次旋转的旋转步长为预设的阈值,旋转步长可根据处理速度的需求进行灵活设置。例如,若需要提升处理速度,可将旋转步长的阈值设置的较大;若需要提高处理精度,可将旋转步长的阈值设置的较小。
[0166]由于电流直线的初始状态为与横坐标轴平行,因此逆时针旋转使得较大的PWM数值对应更大的电流值,较小的PWM数值对应更小的电流值。
[0167]由此,能够使PWM数值较大的LED灯获得更大的电流值,PWM数值较小的LED灯获得更小的电流值,以增强画面中明亮部分和灰暗部分的对比度。
[0168]步骤S243、根据预设的额定电流,计算得到所述各LED灯的最大电流参数,并控制所述各PWM数据对应的电流参数不超过所述最大电流参数且不小于预设的最小电流参数。
[0169]在电流直线进行旋转时,为保证根据得到的各PWM数值对应的电流驱动各LED灯时,LED灯过于明亮或过于灰暗,因此设置有最大电流参数和最小电流参数,保证电流直线旋转时,得到的电流参数使LED灯的亮度在合理范围内。
[0170]具体的,作为一种实施方式,首先,根据预设的额定电流,计算得到各LED灯的最大电流参数。
[0171 ] 取额定电流为I额定,PWM数据的最大值为PWMmax,LED灯的最大电流为Imax,则根据公式:
[0172]Imax = I额定X PWMmax,计算可得各LED灯的最大电流值,也即最大电流参数。
[0173]因此,与各LED灯对应的PWM数据,在电流直线上对应的电流参数最大值为Imax。
[0174]为保证各LED灯的亮度不过于灰暗,预设有各LED灯的最小电流参数Imin,由此可得各LED灯对应的PWM数据,在电流直线上对应的电流参数最小值为Imin。
[0175]由此,得到各PWM数据对应的最大电流参数和最小电流参数。
[0176]在电流直线旋转时,控制最大PWM数值对应的电流参数小于或等于最大电流参数,即可实现各PWM数据对应的电流参数不超过最大电流参数;控制最小PWM数值对应的电流参数大于或等于最小电流参数,即可实现各PWM数据对应的电流参数不低于最小电流参数。
[0177]步骤S244、根据旋转后的电流直线,计算得到控制所述各LED灯的电流参数。
[0178]在电流直线每次进行单步旋转后,PWM数据转换计算处理单元根据每次单步旋转后的电流直线,计算得到各PWM数据对应的电流参数,从而得到各LED灯的电流参数。
[0179]然后,根据获得的各LED灯的电流参数,计算驱动点阵背光源中所有的LED灯时消耗的功率。
[0180]在消耗的功率满足预先配置的点阵背光源总功率时,停止旋转电流直线,并以此时电流直线对应的各电流参数,作为对应的PWM数据的电流参数,也即控制点阵背光源中每个LED灯的电流参数。
[0181]由此,PWM数据转换计算处理单元得到控制点阵背光源中每个LED灯的电流参数。然后,点阵背光源驱动装置将每个LED灯的电流值写入到与其对应的电流控制寄存器中。
[0182]然后,PWM数据转换计算处理单元将每个LED灯的电流参数存入SPI发送数据缓存器。中央CPU处理单元控制SPI总线数据发送单元将存储的PWM数据和电流参数发送给各LED灯的驱动电路模块。
[0183]在本实施例中,PWM数据转换计算处理单元根据预设的规则,在电流直线上选取统计直方图的中心平衡点;然后,以中心平衡点为旋转中心点,逆时针单步旋转电流直线;根据预设的额定电流,计算得到各LED灯的最大电流参数,并控制PWM数据对应的电流参数不超过最大电流参数且不小于预设的最小电流参数;根据旋转后的电流直线,计算得到控制点阵背光源中每个LED灯的电流参数。本实施例通过选取中心平衡点,以中心平衡点旋转为转轴,逆时针单步旋转电流直线,使画面明亮的部分更明亮,灰暗的部分灰暗,增强对比度,同时保证LED灯的亮度在合理的范围内。根据得到的电流参数驱动各LED灯,既满足了预先配置的总功率,又提高了画面质量。
[0184]进一步的,参照图5,本发明点阵背光源驱动方法第四实施例提供一种点阵背光源驱动方法,基于上述图4所示的实施例,所述步骤S244包括:
[0185]步骤S2441、根据旋转后的电流直线,计算得到所述各PWM数据对应的电流参数。
[0186]在电流直线每次进行单步旋转后,PWM数据转换计算处理单元根据每次单步旋转后的电流直线,计算得到各PWM数据对应的电流参数,从而得到各LED灯的电流参数。
[0187]具体的,作为一种实施方式,参照图6,以统计直方图中的直线z表示平均电流值的电流直线。
[0188]直线z经过一次逆时针单步旋转后,得到直线AB,直线AB上对应PWM数据最大值的电流值未超过最大电流值,直线AB上对应PWM数据最小值的电流值未低于最小电流值。
[0189]取直线AB的函数为y = kx+b,x为PWM数值,y为x对应的电流参数。
[0190]由于中心平衡点为点C,横坐标为选取的PWM数值,纵坐标为平均电流,则直线AB上的点C坐标值已知。
[0191]由于直线z旋转至直线AB的旋转角度为预设值,则可以计算得到k的值。进而,将点C的坐标值代入直线AB的函数计算,可以得到b的值。
[0192]然后,由于函数y = kx+b中的k值和b值已知,将各PWM数值作为x值代入函数计算,可得到对应的1值,也即电流参数。
[0193]由此,得到统计直方图中各PWM数据对应的电流参数,也即各LED灯的电流参数。
[0194]步骤S2442、计算得到根据所述各PWM数据和对应的电流参数控制所述各LED灯的驱动功率。
[0195]在得到统计直方图中各PWM数据对应的电流参数后,根据获得的各LED灯的电流参数,计算驱动点阵背光源中所有的LED灯时消耗的功率。
[0196]具体的,作为一种实施方式,取当前点阵背光源中共有η个LED灯,各LED灯的PWM
数值为PWM1、PWM2、PWM3......PWMn,电流参数为I1、12、13......1n,额定电压为V,则根据如下公式计算驱动点阵背光源时的驱动功率P1:
[0197]PI = I1XVXPWM1+I2XVXPWM2+I3XVXPWM3+......1nXVXPWMn。
[0198]由此,得到根据各PWM数据和对应的电流参数控制点阵背光源中各LED灯时的驱动功率。
[0199]步骤S2443、判断所述驱动功率是否达到所述总功率。
[0200]在得到驱动点阵背光源中各LED灯的驱动功率后,判断当前额驱动功率是否达到预先配置的总功率。
[0201]具体的,作为一种实施方式,预先配置的总功率可根据实际需求进行设置。根据总功率的值,取预设的功率区间,功率区间内的功率值为达到总功率的功率值。例如,取功率区间为总功率的90%至100%,则在此范围内的功率值达到总功率,大于100%总功率或小于90%总功率的功率值均未达到总功率。
[0202]根据得到的驱动功率值,判断驱动功率是否达到总功率。
[0203]若驱动功率值位于预设的功率区间之内,则判定驱动功率达到总功率;若驱动功率位于预设的功率区间之外,则判定驱动功率没有达到总功率。
[0204]由此,得到判定结果。
[0205]步骤S2444、若所述驱动功率没有达到所述总功率,则返回执行步骤:以所述中心平衡点为旋转中心点,逆时针单步旋转所述电流直线;若所述驱动功率达到所述总功率,则将所述各PWM数据对应的电流参数,作为控制所述各LED灯的电流参数并存储所述电流参数。
[0206]在得到判定结果后,若驱动功率没有达到总功率,则控制电流直线继续以中心平衡点为旋转中心,逆时针单步旋转,在旋转后,重新判定得到的驱动电视是否满足总功率。
[0207]若驱动功率达到总功率,则停止旋转电流直线,并以此时电流直线对应的各电流参数,作为对应的PWM数据的电流参数,也即控制点阵背光源中每个LED灯的电流参数。
[0208]由此,PWM数据转换计算处理单元得到控制点阵背光源中每个LED灯的电流参数。然后,点阵背光源驱动装置将每个LED灯的电流值写入到与其对应的电流控制寄存器中。
[0209]然后,PWM数据转换计算处理单元将每个LED灯的电流参数存入SPI发送数据缓存器。中央CPU处理单元控制SPI总线数据发送单元将存储的PWM数据和电流参数发送给各LED灯的驱动电路模块。
[0210]在本实施例中,PWM数据转换计算处理单元根据旋转后的电流直线,计算得到各PWM数据对应的电流参数;根据额定电压、各PWM数据和对应的电流参数,计算得到根据各PWM数据和对应的电流参数控制各LED灯的驱动功率;然后,判断驱动功率是否达到预先配置的总功率;若驱动功率没有达到总功率,则继续以中心平衡点为旋转中心点,逆时针单步旋转电流直线;若驱动功率达到总功率,则将各PWM数据对应的电流参数,作为控制各LED灯的电流参数并存储电流参数。本实施例通过计算得到各LED灯的驱动功率后,判定是否满足总功率,不满足则继续调整各LED灯的电流参数,直至根据得到的电流参数配置的驱动功率满足配置的总功率,此时的电流参数为最佳的电流配置,实现了各LED灯功耗的最优化配置,避免能源的浪费,同时也保证了电视画面的高画质。
[0211]参照图7,本发明点阵背光源驱动装置第一实施例提供一种点阵背光源驱动装置,所述点阵背光源驱动装置包括:
[0212]图像处理模块100,用于根据输入的电视信号,计算得到控制点阵背光源中每个发光二极管LED灯的脉冲宽度调制PWM数据。
[0213]本发明实施例主要应用于点阵背光源的驱动,在降低对电源配置功率需求的同时,保证显示的画面画质。
[0214]本实施例可以应用于LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示)平板电视的LED (Light Emitting D1de,发光二极管)点阵光源点阵背光源驱动,也可以用于其他显示器的点阵背光源驱动,可根据实际需要灵活设置。通过本发明提出的点阵背光源驱动方法,可以保证电视机的画面亮度满足高画质的需求,同时不会因为电源功率的大幅降低而受到明显影响。实现了既满足了节能环保减排的需求,同时又保证了电视机的画面亮度达到最佳品质,也即,本发明实施例在相同的电源输出功率配置下可以大幅提高画面质量。
[0215]本实施例以电视机的LED点阵背光电源驱动进行举例说明。
[0216]具体的,作为一种实施方式,当电视机启动后,图像处理模块100动态获取电视信号源输入的每帧电视画面的电视信号。
[0217]然后,图像处理模块100根据LED点阵光源的数量将帧缓存中的电视画面分割成与LED点阵光源中的LED灯数量相等、一一对应的画面区块。
[0218]然后,根据输入的电视信号中的亮度信号,获取每一个画面区块的亮度值。统计每一个画面区块的亮度,并制作亮度直方图,再根据此亮度直方图算出所述每一个画面区块的平均亮度,并将得到的平均亮度作为各画面区块对应的LED灯的亮度值。然后,根据各LED灯的亮度值计算得到控制各LED灯的PWM(Pulse-Width Modulat1n,脉冲宽度调制)数据。
[0219]由此,图像处理模块100得到控制各LED灯的PWM数据,并将得到的PWM数据发送给驱动管理模块200。
[0220]PWM数据的数值越大,也就表示此PWM数据对应的画面越明亮;PWM数据的数值越小,也就表示此PWM数据对应的画面越暗。
[0221]本实施例中,得到的PWM数据为占空比。在本实施例中定义LED灯供电电路的导通时间,占导通时间和关断时间之和的比值,称为占空比,例如80 %、60 %等。可以根据每个LED灯的占空比,独立控制每个LED灯的供电电路导通时间,进行局部背光调节。
[0222]驱动管理模块200,用于根据所述PWM数据,制作统计直方图,并根据所述统计直方图计算得到控制所述各LED灯的电流参数。
[0223]驱动管理模块200接收到图像处理模块100发来的数据后,经过数据解析得到按顺位排序的每个LED灯的PWM数据。然后,存储得到的PWM数据。
[0224]在获取点阵背光电源中各LED灯的PWM数据后,驱动管理模块200根据得到的PWM数据,制作统计直方图,并计算控制点阵背光源中每个LED灯的电流参数。
[0225]具体的,作为一种实施方式,首先,驱动管理模块200根据预先配置的点阵背光源总功率,和额定电源电压、PWM数据,计算得
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