專利名稱：一種動態(tài)背光平衡的控制電路的制作方法
一種動態(tài)背光平衡的控制電路
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及手持設(shè)備通訊領(lǐng)域，尤其涉及一種動態(tài)背光平衡的控制電路。背景技術(shù)：
LCD液晶顯示器是Liquid Crystal Display的簡稱，LCD的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃當中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細小電線，透過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產(chǎn)生畫面。LCD由兩塊玻璃板構(gòu)成，厚約1mm， 其間由包含有液晶材料的5 μ m均勻間隔隔開。因為液晶材料本身并不發(fā)光，所以在顯示屏兩邊都設(shè)有作為光源的燈管，而在液晶顯示屏背面有一塊背光板(或稱勻光板)和反光膜， 背光板是由熒光物質(zhì)組成的可以發(fā)射光線，其作用主要是提供均勻的背景光源。背光板發(fā)出的光線在穿過第一層偏振過濾層之后進入包含成千上萬液晶液滴的液晶層。液晶層中的液滴都被包含在細小的單元格結(jié)構(gòu)中，一個或多個單元格構(gòu)成屏幕上的一個像素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極分為行和列，在行與列的交叉點上，通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態(tài)，液晶材料的作用類似于一個個小的光閥。在液晶材料周邊是控制電路部分和驅(qū)動電路部分。當LCD中的電極產(chǎn)生電場時，液晶分子就會產(chǎn)生扭曲，從而將穿越其中的光線進行有規(guī)則的過濾，然后經(jīng)過第二層過濾層的過濾在屏幕上顯示出來。當前手持設(shè)備的待機時間已經(jīng)成為手持設(shè)備的一個瓶頸，傳統(tǒng)液晶顯示器的背光源采用恒定亮度的面光源，電能消耗很大，占整機電能消耗的60%以上；且液晶單元的透過率難以控制為零，即存在漏光現(xiàn)象，造成圖像對比度下降；而且在手持設(shè)備的功耗構(gòu)成中，屏幕的功耗占了相當大的部分，而液晶屏幕背光的功耗又占了液晶屏幕整體功耗的大部分，所以如何降低屏幕背光部分的功耗，是業(yè)內(nèi)的一個難題。目前，液晶顯示屏是通過改變每個像素點的液晶的旋光狀態(tài)來實現(xiàn)一個光閥的作用，由于背光強度是靜態(tài)的，要得到黑色的低亮度效果，只能通過大幅的液晶旋光遮擋來實現(xiàn)。而這樣用戶只能通過靜態(tài)配置實現(xiàn)液晶顯示器的背光的調(diào)整，用戶靜態(tài)的設(shè)置，不能根據(jù)顯示內(nèi)容的灰度值實時動態(tài)調(diào)整背光，造成手持設(shè)備屏幕功耗很高。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種動態(tài)背光平衡的控制電路，有效地降低了手持設(shè)備屏幕的功率消耗。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種動態(tài)背光平衡的控制電路，其特征在于包括灰度分布統(tǒng)計單元、歷史幀灰度分布信息存儲單元、圖像序列灰度判斷單元、灰度調(diào)整單元、PWM調(diào)制控制器、顯示控制單元以及液晶顯示屏；所述液晶顯示屏包括背光驅(qū)動電路和顯示驅(qū)動電路；所述灰度分布統(tǒng)計單元讀取當前待顯示圖像，對當前待顯示圖像的灰度分布進行統(tǒng)計，并將統(tǒng)計結(jié)果分別送往所述歷史幀灰度分布信息存儲單元和所述圖像序列灰度判斷單元；所述歷史幀灰度分布信息存儲單元存儲當前待顯示圖像的當前幀的灰度分布信息和當前幀之前的N幀的歷史幀的灰度分布信息，所述N大于1的自然數(shù)；所述圖像序列灰度判斷單元負責存儲配置信息，并分別從所述灰度分布統(tǒng)計單元讀取當前待顯示圖像的當前幀的灰度分布信息和從所述歷史幀灰度分布信息存儲單元讀取當前幀之前的N幀的歷史幀的灰度分布信息，來獲取調(diào)整所述液晶顯示屏的背光調(diào)整范圍和圖像灰度調(diào)整范圍，并將背光調(diào)整范圍送往所述PWM調(diào)制控制器來實施液晶顯示屏的背光調(diào)整，將圖像灰度調(diào)整范圍送往所述灰度調(diào)整單元來實施液晶顯示屏的灰度調(diào)整；所述PWM調(diào)制控制器根據(jù)所述圖像序列灰度判斷単元送來的背光調(diào)整范圍，獲取所述背光驅(qū)動電路所需要的PWM信號的占空比，并將PWM信號送往所述背光驅(qū)動電路；所述灰度調(diào)整單元讀取所述當前待顯示圖像，并根據(jù)所述圖像序列灰度判斷単元送來的灰度調(diào)整范圍對當前待顯示圖像進行灰度提升，并把處理后的圖像送往所述顯示控制單元；所述顯示控制單元將處理后的圖像的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所述液晶顯示屏能識別的顯示數(shù)據(jù)流使圖像可以在液晶顯示屏上顯示；所述顯示驅(qū)動電路解析所述顯示控制單元輸出的顯示數(shù)據(jù)流，控制所述液晶顯示屏上每個像素點的液晶的旋光狀態(tài)來實現(xiàn)光閥作用，從而實現(xiàn)圖像灰度的顯示；所述背光驅(qū)動電路將送來的PWM信號，轉(zhuǎn)變?yōu)橐壕э@示屏的背光源的電源占空比，實現(xiàn)背光強度改變。進ー步地，所述配置信息包括容許圖像灰度溢出的比例和所述歷史幀灰度分布信息存儲單元的存儲歷史幀的數(shù)量。本發(fā)明具有如下優(yōu)點本發(fā)明的動態(tài)背光平衡的控制電路，包括灰度分布統(tǒng)計單元、歷史幀灰度分布信息存儲單元、圖像序列灰度判斷単元、灰度調(diào)整單元、PWM調(diào)制控制器、顯示控制單元以及液晶顯示屏；所述液晶顯示屏包括背光驅(qū)動電路和顯示驅(qū)動電路； 通過控制電路中各模塊的協(xié)作，來根據(jù)顯示圖像內(nèi)容的灰度分布信息實時動態(tài)調(diào)整液晶顯示屏的背光源，來大幅降低手持設(shè)備屏幕功耗。

圖1為本發(fā)明動態(tài)背光平衡的控制電路的原理框圖。具體實施方式
請參照圖1所示，本發(fā)明的一種動態(tài)背光平衡的控制電路，包括灰度分布統(tǒng)計單元1、歷史幀灰度分布信息存儲單元2、圖像序列灰度判斷単元3、灰度調(diào)整單元4、PWM調(diào)制控制器5、顯示控制単元6以及液晶顯示屏7 ；所述液晶顯示屏7包括背光驅(qū)動電路71和顯示驅(qū)動電路72 ；所述灰度分布統(tǒng)計單元1讀取當前待顯示圖像，對當前待顯示圖像的灰度分布進行統(tǒng)計，并將統(tǒng)計結(jié)果分別送往所述歷史幀灰度分布信息存儲單元2和所述圖像序列灰度判斷単元3 ；所述歷史幀灰度分布信息存儲單元2存儲當前待顯示圖像的當前幀的灰度分布信息和當前幀之前的N幀的歷史幀的灰度分布信息，所述N大于1的自然數(shù)；所述圖像序列灰度判斷単元3負責存儲配置信息，所述配置信息包括容許圖像灰度溢出的比例和所述歷史幀灰度分布信息存儲單元的存儲歷史幀的數(shù)量；并分別從所述灰度分布統(tǒng)計單元1讀取當前待顯示圖像的當前幀的灰度分布信息和從所述歷史幀灰度分布信息存儲單元2讀取當前幀之前的N幀的歷史幀的灰度分布信息，來獲取調(diào)整所述液晶顯示屏7的背光調(diào)整范圍和圖像灰度調(diào)整范圍，并將背光調(diào)整范圍送往所述PWM調(diào)制控制器5來實施液晶顯示屏的背光調(diào)整，將圖像灰度調(diào)整范圍送往所述灰度調(diào)整單元4來實施液晶顯示屏的灰度調(diào)整；所述PWM調(diào)制控制器5根據(jù)所述圖像序列灰度判斷単元3送來的背光調(diào)整范圍， 獲取所述背光驅(qū)動電路71所需要的PWM信號的占空比，并將PWM信號送往所述背光驅(qū)動電路71 ；所述灰度調(diào)整單元4讀取所述當前待顯示圖像，并根據(jù)所述圖像序列灰度判斷單元3送來的灰度調(diào)整范圍對當前待顯示圖像進行灰度提升，并把處理后的圖像送住所述顯示控制單元6 ；所述顯示控制單元6將處理后的圖像的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所述液晶顯示屏7能識別的顯示數(shù)據(jù)流使圖像可以在液晶顯示屏7上顯示；所述顯示驅(qū)動電路72解析所述顯示控制單元6輸出的顯示數(shù)據(jù)流，控制所述液晶顯示屏7上每個像素點的液晶的旋光狀態(tài)來實現(xiàn)光閥作用，從而實現(xiàn)圖像灰度的顯示；所述背光驅(qū)動電路71將送來的PWM信號，轉(zhuǎn)變?yōu)橐壕э@示屏7的背光源的電源占空比，實現(xiàn)背光強度改變。本發(fā)明的動態(tài)背光平衡的控制電路工作原理如下1.在使用動態(tài)背光平衡的控制電路電路前，需要先對電路進行配置，配置信息包括容許圖像灰度溢出的比例和所述歷史幀灰度分布信息存儲單元的存儲歷史幀的數(shù)量 (即歷史幀數(shù)量范圍0 N)；配置完畢后，電路可以開始工作；2.電路開始工作后，當前待顯示圖像數(shù)據(jù)被送往所述灰度分布統(tǒng)計單元1和灰度調(diào)整單元4，灰度分布統(tǒng)計單元1對當前待顯示圖像的灰度分布進行統(tǒng)計，并把統(tǒng)計結(jié)果送往所述歷史幀灰度分布信息存儲單元2和圖像序列灰度判斷単元3 ；3.歷史幀灰度分布信息存儲單元2負責存儲當前待顯示圖像的當前幀的灰度分布信息和當前幀之前的N幀的歷史幀的灰度分布信息，當歷史幀灰度分布信息存儲單元2 已經(jīng)存儲N幀圖像的分布信息后，每當進入一個新的灰度分布統(tǒng)計數(shù)據(jù)，都會把N幀中最早的那ー幀灰度分布統(tǒng)計值沖掉，由當前幀統(tǒng)計數(shù)據(jù)代替；4.圖像序列灰度判斷単元3根據(jù)當前幀和歷史幀的灰度分布和配置的容許圖像灰度溢出的比例來判斷背光調(diào)整范圍和灰度調(diào)整范圍，并把判斷結(jié)果送往灰度調(diào)整單元4 和PWM調(diào)制控制器5實施液晶顯示屏的灰度調(diào)整和背光調(diào)整；5.灰度調(diào)整單元4根據(jù)圖像序列灰度判斷単元3送來的灰度調(diào)整范圍對當前待顯示圖像進行灰度提升運算，并把處理后的圖像送往顯示控制單元6 ；6.顯示控制単元6將經(jīng)過灰度調(diào)整單元4后的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為液晶顯示屏7可以識別的顯示數(shù)據(jù)流，使圖像可以在屏幕顯示；7.顯示驅(qū)動電路72負責解析顯示控制単元6輸出的顯示數(shù)據(jù)流，控制液晶顯示屏7上每個像素點的液晶旋光狀態(tài)實現(xiàn)光閥作用，實現(xiàn)圖像每個圖像灰度的正確顯示，如果灰度調(diào)整單元4對圖像有提升處理，則液晶顯示屏7上的光閥阻光率會比沒有處理時降低；8. PWM調(diào)制控制器5根據(jù)圖像序列灰度判斷単元3送來的背光調(diào)整范圍，通過調(diào)整背光驅(qū)動控制的PWM信號的占空比，然后將背光驅(qū)動使用的PWM信號送往背光驅(qū)動電路 71 ；9.背光驅(qū)動電路71根據(jù)PWM調(diào)制控制器5送來的PWM調(diào)制信號，改變背光源的電源占空比，實現(xiàn)背光強度改變；如果PWM調(diào)制控制器5對PWM調(diào)制有降低占空比的處理，則背光強度會比沒有處理時降低。值得ー提的是所述圖像序列灰度判斷単元3負責存儲配置信息，并分別從所述灰度分布統(tǒng)計單元1讀取當前待顯示圖像的當前幀的灰度分布信息和從所述歷史幀灰度分布信息存儲單元2讀取當前幀之前的N幀的歷史幀的灰度分布信息，來獲取調(diào)整所述液晶顯示屏的背光調(diào)整范圍和圖像灰度調(diào)整范圍，具體為圖像序列灰度判斷単元2將讀取到的當前待顯示圖像的當前幀的灰度分布信息和當前幀之前的N幀的歷史幀的灰度分布信息進行平均后得到平均的灰度分布信息；根據(jù)配置信息中的容許圖像灰度溢出的比例，減掉超過容許圖像灰度溢出的比例的圖像的像素后，計算出剩下的圖像的像素中最高的圖像像素灰度和可顯示的最高圖像灰度的差值，并將該差值作為圖像灰度調(diào)整范圍，并得到灰度提升比例，再將調(diào)整后的圖像的平均的灰度值到灰度背光映射表中進行查詢，得到為了使用戶觀看實際亮度一致對應(yīng)的背光因子值；該背光因子值作為該幀的背光強度因子即背光調(diào)整范圍。其中所述灰度背光映射表是指由于LCD面板本身不發(fā)光，所以人眼看到的實際亮度L就和背光亮度B和圖像像素平均灰度Y相關(guān)，用ー個公式來表示即L= (aXB) X (Y) 式中a表示背光強度因子，范圍為0到1，0為背光關(guān)閉，1是背光最大；如果要讓人眼看到亮度L不變，Y變大，則a需要變小，變化后的背光強度因子a’ =L/(B X Y)，由于硬件實現(xiàn)這樣的運算需要大量電路，而且每個液晶型號的背光B都是固定的，所以將所有可能的Y變化帶來的a’值事先運算好并存儲于表中，表的結(jié)構(gòu)為每個可能的Y值對應(yīng)的a值；該表即為灰度背光映射表。在使用時只需要根據(jù)提升后圖像的平均灰度值Y’到表中查詢對應(yīng)的背光因子a’即可。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種動態(tài)背光平衡的控制電路，其特征在于包括灰度分布統(tǒng)計單元、歷史幀灰度分布信息存儲單元、圖像序列灰度判斷單元、灰度調(diào)整單元、PWM調(diào)制控制器、顯示控制單元以及液晶顯示屏；所述液晶顯示屏包括背光驅(qū)動電路和顯示驅(qū)動電路；所述灰度分布統(tǒng)計單元讀取當前待顯示圖像，對當前待顯示圖像的灰度分布進行統(tǒng)計，并將統(tǒng)計結(jié)果分別送往所述歷史幀灰度分布信息存儲單元和所述圖像序列灰度判斷單元；所述歷史幀灰度分布信息存儲單元存儲當前待顯示圖像的當前幀的灰度分布信息和當前幀之前的N幀的歷史幀的灰度分布信息，所述N大于1的自然數(shù)；所述圖像序列灰度判斷單元負責存儲配置信息，并分別從所述灰度分布統(tǒng)計單元讀取當前待顯示圖像的當前幀的灰度分布信息和從所述歷史幀灰度分布信息存儲單元讀取當前幀之前的N幀的歷史幀的灰度分布信息，來獲取調(diào)整所述液晶顯示屏的背光調(diào)整范圍和圖像灰度調(diào)整范圍，并將背光調(diào)整范圍送往所述PWM調(diào)制控制器來實施液晶顯示屏的背光調(diào)整，將圖像灰度調(diào)整范圍送往所述灰度調(diào)整單元來實施液晶顯示屏的灰度調(diào)整；所述PWM調(diào)制控制器根據(jù)所述圖像序列灰度判斷單元送來的背光調(diào)整范圍，獲取所述背光驅(qū)動電路所需要的PWM信號的占空比，并將PWM信號送往所述背光驅(qū)動電路；所述灰度調(diào)整單元讀取所述當前待顯示圖像，并根據(jù)所述圖像序列灰度判斷單元送來的灰度調(diào)整范圍對當前待顯示圖像進行灰度提升，并把處理后的圖像送往所述顯示控制單元；所述顯示控制單元將處理后的圖像的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所述液晶顯示屏能識別的顯示數(shù)據(jù)流使圖像能在液晶顯示屏上顯示；所述顯示驅(qū)動電路解析所述顯示控制單元輸出的顯示數(shù)據(jù)流，控制所述液晶顯示屏上每個像素點的液晶的旋光狀態(tài)來實現(xiàn)光閥作用，從而實現(xiàn)圖像灰度的顯示；所述背光驅(qū)動電路將送來的PWM信號，轉(zhuǎn)變?yōu)橐壕э@示屏的背光源的電源占空比，實現(xiàn)背光強度改變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)背光平衡的控制電路，其特征在于所述配置信息包括容許圖像灰度溢出的比例和所述歷史幀灰度分布信息存儲單元的存儲歷史幀的數(shù)量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種動態(tài)背光平衡的控制電路，包括灰度分布統(tǒng)計單元、歷史幀灰度分布信息存儲單元、圖像序列灰度判斷單元、灰度調(diào)整單元、PWM調(diào)制控制器、顯示控制單元以及液晶顯示屏；所述液晶顯示屏包括背光驅(qū)動電路和顯示驅(qū)動電路；通過控制電路中各模塊的協(xié)作，來根據(jù)顯示圖像內(nèi)容的灰度分布信息實時動態(tài)調(diào)整液晶顯示屏的背光源，來大幅降低手持設(shè)備屏幕功耗；且參考歷史幀的灰度分布信息進行灰度調(diào)整，實現(xiàn)圖像幀之間灰度和背光的漸變調(diào)整，避免只參考單幀圖像造成灰度幀與背光幀之間的突變，使得顯示效果不自然。
文檔編號G09G3/36GK102543024SQ20121002467
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月3日
發(fā)明者廖裕民 申請人:福州瑞芯微電子有限公司