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液晶电视LED背光控制算法分类与简介
  2010-6-11  9:48:51    《半导体照明》杂志 中国半导体照明网      行业分类:背光源    浏览
 

  [导读]提高对比度的LED背光控制算法:此种算法一般是基于LED分区控制,首先根据输入图像画面,分析、统计、提取分区对应的典型背光值,然后进行一定的背光值处理,对图像进行一定的亮度补偿,最后将背光值转换为LED驱动电路的控制信号,完成背光控制。

 

  (一)按LED背光控制算法所完成的功能划分

  (1)提高对比度的LED背光控制算法:此种算法一般是基于LED分区控制,首先根据输入图像画面,分析、统计、提取分区对应的典型背光值,然后进行一定的背光值处理,对图像进行一定的亮度补偿,最后将背光值转换为LED驱动电路的控制信号,完成背光控制。其中,在分析、统计、提取分区背光值时,存在很多不同的方法。如将图像数据的亮度最大值与平均值分别统计,通过一定的决策条件,决定分区的点亮是采用亮度最大值或平均值;根据主观评价(其依据是在处理图像低灰阶漏光时存在图像高灰阶失真问题,在进行补偿时存在图像高灰阶溢出问题)建立了一种数学模型,从而决策分区背光值。此外,还有很多统计方法,不同的考虑有着不同的背光值统计。在调节背光时,可能引入一些图像失真,一般可通过一定的图像补偿办法消除或改善图像失真问题。如分区调整可能带来光晕及颜色漂移问题,可通过邻域平均或背光选择决策方法来改善。

  (2)改善运动拖尾的LED背光控制算法:改善LCD显示拖尾的方法一般是参照CRT显示脉冲发光原理提出的。此种算法一般采用LED背光一维(1-D)扫描,即:在液晶分子在灰度切换时将LED背光一行或多行LED分区同时关闭或调整到比较暗的亮度。从而液晶分子的翻转动作被屏蔽掉,达到改善液晶显示拖尾的目的。另外,由于人眼的视觉存在图像滞留问题,对于改善液晶显示拖尾,考虑人眼视觉系统的影响是必要的。

  (3)其他目的的LED背光控制算法:由于LED本身特性优越,应用LED作为LCD的背光源,其初衷(除上述提高对比度、改善拖尾外)可能是多方面的,如节能、环保、高色域、给人舒适的观看效果等。从而衍生出很多不同的LED背光控制算法。下面介绍采用LED背光进行高色域、给人舒适观看效果的动态控制算法:

  ①LED背光的高色域算法:白光LED色域一般在80%~90%NTSC,一般不用进行色域匹配。若采用R/G/B三色LED背光源或采用其他高色域LED背光源,背光源色域在100%NTSC左右,采用色域匹配算法是必要的。色域匹配及色域提高可根据LCD彩色滤光膜的光学性能参数进行计算。若采用R/G/B LED背光,进行3D分区背光控制,可能出现颜色漂移问题。另外,若采用无彩色滤光膜(color filter)TFT LCD和R/G/B LED背光,实施R/G/B LED时序扫描算法也可达到带有color filter的LCD彩色显示效果,其可提高液晶透过率和LCD色域。

  ②给人舒适观看效果的LED动态控制算法:根据环境光的变化,动态调整LED背光和适当调整LCD的gamma曲线,使背光亮度适合人眼舒适需要,避免长时间的观看LCD对人眼的伤害。尽管彩色图像在环境光比较暗的境况下,更容易得到比较高的对比度和色彩艳丽效果,然而观看高对比度图像更容易让眼睛产生疲劳,长时间观看对眼睛极为不利。因此,从保护眼睛提倡健康电视方面考虑,将环境光因素添加到背光控制算法中,也是LED动态控制算法的一个发展方向。

  (二)按背光采用的LED种类及驱动方式划分

  LCD采用的LED背光源(白色LED背光、R/G/B 三色LED背光,其他组合LED背光),对LED背光控制算法有重要影响,对最终LCD的显示方式、显示效果,节能效果,色域等方面也有重要的影响。

  (1)白光LED背光分区动态控制算法:主要采用蓝光芯片+红、绿荧光粉LED,其光效、色域比较适合。白光LED背光采用分区驱动方式。此种算法可能带来一些问题,如分区光晕、闪烁等问题,可通过一定的算法得到改善。

  (2)R/G/B三色LED背光分区动态控制算法:LED背光一般采用三芯片或多芯片封装的LED或分离R/G/B LED,采用分区驱动方式。三色LED背光可进行3D背光控制算法,可提高LCD对比度和饱和度。其缺点是可引起白点颜色漂移问题,可在算法中考虑分区内图像色调等因素得到解决。另外若液晶面板采用无彩色滤光膜TFT LCD,背光采用R/G/B LED分区驱动,实施R/G/BLED时序扫描算法,可使LCD显示达到彩色显示,背光利用效率更高,节能效果更加明显,色彩纯度更高,色域更宽。

  (3)其他组合LED背光动态控制算法:所采用LED经过一定的特殊处理,如在白光LED或其他颜色LED上添加特殊材料,使色域提高。LED背光一般需采用色域匹配算法。在饱和度和色调不失真的情况下,可提高色域,提高画质。(摘自《半导体照明》杂志2010年总第5期 编辑:maysoong)


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