专利名称：背光区域控制系统中利用背光扩散的近似方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及背光区域控制技术领域，特别涉及一种背光区域控制系统中利用背光扩散的近似方法及装置。
背景技术：
现行的IXD显示器中使用多个背光源，从而可调控IXD显示器的多个显示区域，以达到省电目的。背光区域控制(backlight local dimming)指IXD显示器的多个背光源会随显示影像亮度作调整，而非处在全亮状态。在现有的IXD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，利用降低液晶穿透率达成显示暗态画面，因此，对于耗电量减低完全没有帮助。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，从而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IXD显示器画质表现，如可大幅提高动态对比值。再者，背光区域控制对于IXD显示器画质提升不仅于此，因背光区域控制的背光源可通过调光方式，还可用以提升LCD显示器的灰阶数。在IXD显示器整体耗电量中，以背光模组所占比重最大，约为66%。当IXD显示器采用更大尺寸后，因需更高亮度显示画面，其耗电量又与亮度正比，因此，所耗电力更大。故以节能角度来看，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。现有背光区域控制先产生背光信号，并提供背光强度分布资料，接着将背光信号与背光强度分布资料进行卷积积分(convolution)运算，依据卷积运算所产生的资料产生液晶补偿信号。亦即，现有技术需建立起背光光源的光分布函数(light spread function, LSF)，即背光强度分布资料，以便得到当各区域背光光源亮起时，对面板上各画素的亮度分布情形。接下来再将此建立好的光分布函数与各区域决定好的背光信号做卷积积分运算， 进而模拟真实背光的强度分布。然而，由于背光光源的光分布函数的影响范围涉及整个显示面板，其资料量非常庞大，同时运算时需有大量储存空间，才能完成卷积积分运算，因此， 现有技术的繁复运算过程将耗费过多的硬件成本及运算时间。为解决卷积积分运算需大量运算所产生的问题，另一现有技术使用一模糊处理方法而产生光分布函数，而模糊处理的方法是利用低通滤波器去做数次模糊化及放大处理， 然而，低通滤波器亦需繁复的运算过程。因此，现有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背光区域控制系统中利用背光扩散的近似方法及装置，以降低计算量及降低硬件电路面积，从而获得最佳的功率消耗。依据本发明的一特色，本发明提出一种背光区域控制系统中利用背光扩散的近似方法，估测一背光区域控制系统中多个背光源背光扩散后对一影像的各像素的估测值，该多个背光源以矩阵形式排列，该方法包含(A)接收各背光源的背光脉冲宽度调变信号，并对这些背光脉冲宽度调变信号执行等化运算，以产生对应的等化信号；(B)依据这些等化信号建立一背光种子影像；(C)依据背光扩散影像的坐标值，计算该背光种子影像对应的多个位置；(D)依据这些位置计算对应的该背光种子影像的坐标；(E)计算这些位置与该背光种子影像的坐标的距离差距；(F)依据该距离差距及该背光种子影像的像素执行双线性转换，以产生该背光扩散影像。 依据本发明的另一特色，本发明提出一种背光区域控制系统中利用背光扩散的近似装置，估测一背光区域控制系统中多个背光源背光扩散后对一影像的各像素的估测值， 该多个背光源以矩阵形式排列，该近似装置包含一等化单元、一背光种子影建立单元、一第一计算单元、一第二计算单元、一距离计算单元、以及一双线性转换单元。该等化单元接收各背光源的背光脉冲宽度调变信号，并对这些背光脉冲宽度调变信号执行等化运算，以产生对应的等化信号。该背光种子影建立单元连接至该等化单元，依据这些等化信号建立一背光种子影像。该第一计算单元连接至该背光种子影建立单元，依据一背光扩散影像的坐标值，以计算该背光种子影像对应的多个位置。该第二计算单元连接至该第一计算单元，依据这些位置，以计算对应的该背光种子影像的坐标。该距离计算单元连接至该第二计算单元，以计算这些位置与该背光种子影像的坐标的距离差距。该双线性转换单元连接至该距离计算单元，依据该距离差距及该背光种子影像的像素执行双线性转换，以产生该背光扩散影像。这样，通过将液晶显示器的多个背光源视为一背光种子影像，且该背光种子影像的像素位置对应于以矩阵形式排列的该多个背光源，该背光种子影像的像素值则为等化信号 vm。d，再利用等化信号vm。d作为种子以产生背光扩散影像，可避免现有技术卷积积分的繁复运算过程及需耗费过多的硬件成本及运算时间，降低了计算量及硬件电路面积，从而可以获得最佳的功率消耗。
当中，Vinit为影像区块11的初始值。在质量/功率节省优先决定步骤中，依据各影像区块11的平均值Vavg、初始值 Vinit、一第一门坎值THD1、及一第二门坎值THD2，以分别对各影像区块11产生一背光控制信
号 Vplt °该质量/功率节省优先决定步骤所产生的背光控制信号Vplt以下列公式表示
权利要求
1.一种背光区域控制系统中利用背光扩散的近似方法，其特征在于，适用于显示器，用以估测所述背光区域控制系统中多个背光源背光扩散后相对显示画面影像所产生的背光扩散影像，所述显示画面影像、背光扩散影像与所述显示器具有相同的分辨率，所述多个背光源以矩阵形式排列，该方法包含(A)接收所述多个背光源的背光脉冲宽度调变信号，并对所述多个背光脉冲宽度调变信号执行等化运算，进而产生对应的等化信号；(B)依据所述多个等化信号，用以建立一背光种子影像；(C)依据所述背光扩散影像的坐标，用以计算所述背光种子影像对应在所述背光扩散影像上的多个位置；(D)依据所述多个位置计算对应在所述背光种子影像上的坐标；(E)计算所述多个位置与对应在所述背光种子影像上的坐标的距离差距；以及(F)依据所述距离差距及所述背光种子影像执行双线性转换，进而产生所述背光扩散影像。
2.如权利要求1所述的近似方法，其特征在于，当所述背光脉冲宽度调变信号小于预先设置的阈值时，依据预设的等化运算公式对所述背光脉冲宽度调变信号进行Gamma修正。
3.如权利要求2所述的近似方法，其特征在于，所述等化运算公式表示为
4.如权利要求1所述的近似方法，其特征在于，所述多个背光源以矩阵形式排列，所述背光种子影像的分辨率与所述多个背光源的排列矩阵的维度相同。
5.如权利要求4所述的近似方法，其特征在于，步骤(B)中的所述背光种子影像的像素以下列公式表示pixel (1, k) = vmod(l, k),当中，0彡1彡Wref img-LO彡k彡Href img-I, Wref img为所述背光种子影像的宽度，Href img 为所述背光种子影像的高度，pixel (l，k)为所述背光种子影像中位于坐标(l，k)处像素的灰阶值，1与k为所述背光种子影像的坐标值，所述背光种子影像的宽度为所述排列矩阵的宽度，所述背光种子影像的高度为所述排列矩阵的高度。
6.如权利要求5所述的近似方法，其特征在于，步骤(C)中的所述位置(X，y)以下列公式表示
7.如权利要求6所述的近似方法，其特征在于，步骤⑶中的所述背光种子影像的坐标以下列公式表示
8.如权利要求7所述的近似方法，其特征在于，步骤(E)中的所述距离差距为(dx， dy)，以下列公式表示Lx」<0或啊~\χ-1其它，φ={0, 1_小0或气 [y-k 其它。
9.如权利要求8所述的近似方法，其特征在于，步骤(F)中的所述背光扩散影像的像素以下列公式表示
10.一种背光区域控制系统中利用背光扩散的近似装置，其特征在于，适用于显示器， 用于估测所述背光区域控制系统中多个背光源背光扩散后相对显示画面影像所产生的背光扩散影像，其中，所述背光扩散影像、显示画面影像与所述显示器具有相同的分辨率，所述多个背光源以矩阵形式排列，该近似装置包含等化单元，用以接收各背光源的背光脉冲宽度调变信号，并执行等化运算，进而产生对应的等化信号；背光种子影建立单元，连接至所述等化单元，依据所述等化信号建立背光种子影像；第一计算单元，连接至所述背光种子影建立单元，依据背光扩散影像的坐标，用以计算所述背光种子影像对应在所述背光扩散影像上的多个位置；
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，当所述背光脉冲宽度调变信号小于预先设置的阈值时，所述等化单元依据预设的等化运算公式对所述背光脉冲宽度调变信号进行 Gamma修正。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述等化单元执行的等化运算公式表示为
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述等化信号储存于非挥发性存储器中， 再依据所述背光脉冲宽度调变信号作为地址线，以求出对应的所述等化信号。
14.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述多个背光源以矩阵形式排列，所述背光种子影像的分辨率与所述多个背光源的排列矩阵的维度相同。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述背光种子影建立单元所建立的所述背光种子影像的像素以下列公式表示
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第-y)以下列公式表示H十算单元所计算的所述位置(X，
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述第二计算单元所计算的所述背光种子影像的坐标以下列公式表示
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述距离计算单元所计算的所述距离差距为(dx，dy)，以下列公式表示
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述双线性转换单元所产生的所述背光扩散影像的像素以下列公式表示
全文摘要
本发明公开了一种背光区域控制系统中利用背光扩散的近似装置，该背光区域控制系统中的多个背光源以矩阵形式排列。一等化单元接收各背光源的背光脉冲宽度调变信号并执行等化运算，以产生等化信号。一背光种子影像建立单元依据等化信号建立一背光种子影像。一第一计算单元依据一背光扩散影像的坐标值，以计算背光种子影像对应的多个位置。一第二计算单元依据这些位置，以计算对应的该背光种子影像的坐标。一距离计算单元计算这些位置与该背光种子影像的坐标的距离差距。一双线性转换单元依据距离差距及该背光种子影像的像素执行双线性转换，以产生背光扩散影像。应用本发明，可以降低计算量及降低硬件电路面积，获得最佳的功率消耗。
文档编号G09G3/34GK102237047SQ20111022995
公开日2011年11月9日 申请日期2011年8月9日 优先权日2011年8月9日
发明者吴于立, 张智凯 申请人:旭曜科技股份有限公司