專利名稱：液晶顯示器及其局部調(diào)光控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施方式涉及能夠提高圖像質(zhì)量的液晶顯示器及其局部調(diào)光控制方法。
背景技術(shù)：
本申請要求2009年11月30日提交的韓國專利申請No. 10-2009-0116808的優(yōu)先 權(quán)，此處以引證的方式并入其全部內(nèi)容，就像在此進(jìn)行了完整闡述一樣。由于液晶顯示器的優(yōu)秀特性(如，輕重量、薄外形和低功耗)，因此液晶顯示器的 應(yīng)用范圍已經(jīng)逐漸變寬。液晶顯示器已經(jīng)用于個人計算機(jī)(如，筆記本PC)、辦公自動化設(shè) 備、音頻/視頻設(shè)備、內(nèi)部/戶外廣告顯示設(shè)備等中。液晶顯示器使用薄膜晶體管(TFT)作 為開關(guān)元件來顯示圖像。占據(jù)液晶顯示器大部分的背光式液晶顯示器控制施加于液晶層的 電場并且調(diào)制來自背光單元的光，由此顯示圖像。液晶顯示器的圖像質(zhì)量取決于其對比度特性。僅使用一種用于控制施加于液晶層 的數(shù)據(jù)電壓并且調(diào)制液晶層的透光率的方法來改善對比度特性是有局限性的。作為其解決 方案，已經(jīng)提出一種背光調(diào)光法，以改善對比度特性。該背光調(diào)光法根據(jù)在液晶顯示器上顯 示的圖像來調(diào)節(jié)背光單元的亮度。背光調(diào)光法包括一種用于調(diào)節(jié)液晶顯示器的整個顯示表 面的亮度的全部調(diào)光法，以及一種用于局部地控制液晶顯示器的顯示表面的亮度的局部調(diào) 光法。全部調(diào)光法可以提高在兩個相鄰幀之間所測量的動態(tài)對比度。局部調(diào)光法可以在一 個幀周期之內(nèi)局部地控制液晶顯示器的顯示表面的亮度，由此提高使用全部調(diào)光法難以提 高的靜態(tài)對比度。在局部調(diào)光法中，背光單元被分為多個塊。局部調(diào)光法調(diào)節(jié)多個塊中各塊的調(diào)光 值，由此提高屬于顯示亮圖像的塊的背光單元的亮度，而降低屬于顯示暗圖像的塊的背光 單元的亮度。換句話說，在局部調(diào)光中部分地開啟背光單元的多個光源。因此，應(yīng)用局部調(diào) 光法時的背光單元的亮度低于未應(yīng)用局部調(diào)光法時(即，當(dāng)開啟背光單元的所有光源時) 的背光單元的亮度。像素數(shù)據(jù)的調(diào)制可以補(bǔ)償局部調(diào)光法所造成的背光單元的亮度的不 足?；谙袼卦鲆嬷?，根據(jù)各塊的背光單元的光量的分析結(jié)果，來執(zhí)行像素數(shù)據(jù)的調(diào)制?；谑估冒ㄏ鄳?yīng)像素的塊的調(diào)光值而從在局部調(diào)光中到達(dá)相應(yīng)像素的總光 量(即，調(diào)光中的光量)獲得的亮度等于從在非局部調(diào)光中到達(dá)相應(yīng)像素的總光量(即，非 調(diào)光中的光量)而獲得的亮度所需要的數(shù)據(jù)，來確定像素增益值。通過非調(diào)光中的光量與 調(diào)光中的光量的比來計算像素增益值。當(dāng)調(diào)光中的光量小于非調(diào)光中的光量時，相應(yīng)像素 中的像素增益值增加。隨著像素增益值增加，數(shù)據(jù)的向上調(diào)制寬度增加。因此，出現(xiàn)灰度飽 和，其中高灰度級以相同的亮度出現(xiàn)。隨著灰度飽和變得嚴(yán)重，液晶顯示器的圖像質(zhì)量下 降。因此，需要一種用于基于灰度飽和水平來控制像素增益值的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施方式提供一種通過基于局部調(diào)光中的灰度飽和水平來校正像素增 益值而能夠提高圖像質(zhì)量的液晶顯示器及其局部調(diào)光控制方法。
在一個方面，一種液晶顯示器包括液晶顯示面板；包括多個光源的背光單元，所 述背光單元向所述液晶顯示面板的背面提供光；背光驅(qū)動電路，其基于多個預(yù)先確定的塊 中的各塊的調(diào)光值，來單獨(dú)地驅(qū)動所述多個預(yù)先確定的塊，所述多個預(yù)先確定的塊分別包 括所述光源；以及局部調(diào)光控制電路，其計算對由各塊的所述調(diào)光值造成的亮度降低進(jìn)行 補(bǔ)償?shù)南袼卦鲆嬷?，并且基于各塊的灰度飽和水平來校正所述像素增益值。在另一個方面，一種液晶顯示器的局部調(diào)光控制方法，該液晶顯示器包括液晶顯 示面板和向所述液晶顯示面板的背面提供光的多個光源，所述局部調(diào)光控制方法包括以下 步驟基于多個預(yù)先確定的塊中的各塊的調(diào)光值，單獨(dú)地驅(qū)動所述多個預(yù)先確定的塊，所述 多個預(yù)先確定的塊分別包括所述光源；以及計算對由各塊的所述調(diào)光值造成的亮度降低進(jìn) 行補(bǔ)償?shù)南袼卦鲆嬷担⑶一诟鲏K的灰度飽和水平來校正所述像素增益值。


附圖被包括在本發(fā)明中以提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并結(jié)合到本說明書中且構(gòu) 成本說明書的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實施方式，且與說明書一起用于解釋本發(fā)明的 原理。附圖中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的液晶顯示器；圖2示出局部調(diào)光控制電路的示例性結(jié)構(gòu)；圖3示出將表面光源分成多個塊以實現(xiàn)局部調(diào)光的示例；圖4示出圍繞包括相應(yīng)像素的塊的尺寸為PXP的分析區(qū)域，其中P是塊的數(shù)目；圖5示出局部調(diào)光控制電路的另一個示例性結(jié)構(gòu)；圖6示出通過調(diào)光曲線的調(diào)制來控制各塊的調(diào)光值的示例；圖7示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的液晶顯示器的示例性局部調(diào)光控制方 法·’以及圖8示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的液晶顯示器的另一個示例性局部調(diào)光 控制方法。
具體實施例方式下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的實施方式，在附圖中例示出了其示例。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的液晶顯示器。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明 的示例性實施方式的液晶顯示器包括液晶顯示面板10、定時控制器11、數(shù)據(jù)驅(qū)動電路12、 選通驅(qū)動電路13、局部調(diào)光控制電路14、背光驅(qū)動電路15和背光單元16。液晶顯示面板10包括上玻璃基板、下玻璃基板以及位于上玻璃基板和下玻璃基 板之間的液晶層。多條數(shù)據(jù)線DL和多條選通線GL在液晶顯示面板10的下玻璃基板上彼 此交叉。根據(jù)數(shù)據(jù)線DL和選通線GL的交叉結(jié)構(gòu)，以矩陣形式在液晶顯示面板10上設(shè)置多 個液晶單元Clc。多個液晶單元Clc中的各液晶單元Clc包括薄膜晶體管TFT、連接到薄膜 晶體管TFT的像素電極1和存儲電容器Cst等。在液晶顯示面板10的上玻璃基板上形成黑底、濾色器和公共電極2。在垂直電場 驅(qū)動方式(如，扭曲向列(TN)模式和垂直對準(zhǔn)(VA)模式)中，公共電極2形成在上玻璃基 板上。在水平電場驅(qū)動方式(如，共面切換(IPS)模式和邊緣場切換(FFS)模式)中，公共電極2與像素電極1 一起形成在下玻璃基板上。多個液晶單元Clc包括用于顯示紅色圖像 的紅色(R)液晶單元、用于顯示綠色圖像的綠色(G)液晶單元和用于顯示藍(lán)色圖像的藍(lán)色 (B)液晶單元。R、G和B液晶單元形成單元像素。偏振板分別附接于液晶顯示面板10的上 和下玻璃基板。在接觸上和下玻璃基板中的液晶的內(nèi)表面上分別形成用于設(shè)定液晶的預(yù)傾 角的配向?qū)?。定時控制器11向局部調(diào)光控制電路14提供從系統(tǒng)板(在其上安裝有外部視頻 源)接收的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB，并且向數(shù)據(jù)驅(qū)動電路12提供由局部調(diào)光控制電路14調(diào)制的 調(diào)制數(shù)據(jù)R’ G’ B’。定時控制器11從系統(tǒng)板接收定時信號Vsync、Hsync、DE和DCLK，以生 成用于基于定時信號Vsync、Hsync、DE和DCLK來分別控制數(shù)據(jù)驅(qū)動電路12和選通驅(qū)動電 路13的操作定時的數(shù)據(jù)定時控制信號DDC和選通定時控制信號GDC。定時控制器11將插 入幀(interpolation frame)插在以60Hz的幀率輸入的輸入圖像的信號的幀之間，并且將 數(shù)據(jù)定時控制信號DDC的頻率乘以選通定時控制信號GDC的頻率。因此，定時控制器11可 以以(60XN)Hz的幀率來控制數(shù)據(jù)驅(qū)動電路12和選通驅(qū)動電路13的操作，其中，N是等于 或大于2的正整數(shù)。數(shù)據(jù)驅(qū)動電路12包括多數(shù)目據(jù)驅(qū)動集成電路(IC)。各數(shù)目據(jù)驅(qū)動IC包括移位 寄存器，其用于采樣時鐘；寄存器，其用于臨時存儲數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB ；鎖存器，其響應(yīng)于從 移位寄存器接收的時鐘來存儲對應(yīng)于一條線的數(shù)據(jù)，并且同時輸出分別對應(yīng)于一條線的數(shù) 據(jù)；數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，其用于基于對應(yīng)于從鎖存器接收的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的伽馬基準(zhǔn)電壓來選 擇正負(fù)伽馬電壓；復(fù)用器，其用于選擇接收從正負(fù)伽馬電壓轉(zhuǎn)換的模擬數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)線DL; 輸出緩沖器，其連接在復(fù)用器和數(shù)據(jù)線DL之間；等。數(shù)據(jù)驅(qū)動電路12在定時控制器11的 控制下鎖存調(diào)制數(shù)據(jù)R’ G’ B’，并且使用正負(fù)伽馬補(bǔ)償電壓將鎖存的調(diào)制數(shù)據(jù)R’ G’ B’轉(zhuǎn)換 成正負(fù)模擬數(shù)據(jù)電壓。然后，數(shù)據(jù)驅(qū)動電路12向數(shù)據(jù)線DL提供正負(fù)模擬數(shù)據(jù)電壓。選通驅(qū)動電路13包括多個選通驅(qū)動IC。各個選通驅(qū)動IC包括移位寄存器；電平 移位器，其用于將移位寄存器的輸出信號轉(zhuǎn)換成適用于液晶單元的TFT驅(qū)動的擺動寬度； 輸出緩沖器等。選通驅(qū)動電路13在定時控制器11的控制下順序地輸出選通脈沖(或掃描 脈沖)，并且向選通線GL提供選通脈沖。因此，選擇了接收數(shù)據(jù)電壓的水平線。局部調(diào)光控制電路14分析從定時控制器11接收的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB，以計算多 個塊中各塊的代表值。局部調(diào)光控制電路14基于各塊的代表值來確定用于控制背光單元 16的多個光源的各塊的調(diào)光值DIM。局部調(diào)光控制電路14計算對各塊的調(diào)光值DIM所造 成的亮度降低進(jìn)行補(bǔ)償?shù)南袼卦鲆嬷?，然后基于該像素增益值對?shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB進(jìn)行補(bǔ) 償。局部調(diào)光控制電路14分析補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)，以計算灰度飽和水平。局部調(diào)光控制電路14 調(diào)節(jié)非調(diào)光中的光量，或者調(diào)節(jié)各塊的調(diào)光值DIM (即，調(diào)節(jié)調(diào)光中的光量)，使得灰度飽和 水平的估計值向預(yù)先確定的目標(biāo)值收斂。因此，局部調(diào)光控制電路14校正像素增益值，并 且使用校正后的像素增益值來補(bǔ)償數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB，并且輸出補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)作為調(diào)制數(shù) 據(jù) R，G，B，。背光驅(qū)動電路15基于從局部調(diào)光控制電路14接收的各塊的調(diào)光值DIM，使用具有 變化的占空比的脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號來驅(qū)動屬于各塊的光源。換句話說，背光驅(qū)動電 路15單獨(dú)地驅(qū)動多個塊(各塊包括光源)?；赑WM信號的占空比來控制光源的開啟時間 和關(guān)閉時間。
背光單元16包括被分為矩陣形式的多個塊的多個光源，并且向液晶顯示面板10 提供光。背光單元16可以是側(cè)光式背光單元和直下式背光單元中的一種。在直下式背光 單元16中，在液晶顯示面板10之下堆疊多個光學(xué)片和散射板，并且多個光源位于散射板之 下。在側(cè)光式背光單元16中，在液晶顯示面板10之下堆疊多個光學(xué)片和導(dǎo)光板，并且多個 光源位于導(dǎo)光板的側(cè)面。背光單元16的多個光源可以是點(diǎn)光源，如發(fā)光二極管(LED)。圖2示出了能夠基于灰度飽和水平來校正像素增益值的局部調(diào)光控制電路14的 示例性結(jié)構(gòu)。圖2中所示的局部調(diào)光控制單元14基于灰度飽和水平來調(diào)節(jié)非調(diào)光中的光 量，以校正像素增益值。如圖2所示，局部調(diào)光控制電路14包括圖像分析單元141、調(diào)光值確定單元142、 光量獲得單元143、增益值計算單元144、數(shù)據(jù)調(diào)制單元145、位圖分析單元146和光量調(diào)節(jié) 單元147。如圖3所示，圖像分析單元141分析多個假想塊(imaginary blocks)BLK[1,1] 至BLK[n，m]中各假想塊中的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB，以獲得各個塊BLK[1，1]至BLK[n，m]的 代表值，其中從液晶顯示面板10的顯示表面以矩陣形式劃分所述多個假想塊BLK[1，1]至 BLK[n, m]。更具體地，圖像分析單元141從各塊中所包括的各個像素的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB 中獲得最大灰度值，并且將各塊的像素的最大灰度值之和除以各塊中所包括的像素數(shù)目， 由此獲得各塊的代表值。調(diào)光值確定單元142將從圖像分析單元141接收的各塊的代表值映射到預(yù)先確定 的調(diào)光曲線，并且確定各塊的調(diào)光值DIM。調(diào)光曲線可以被實現(xiàn)為查找表。各塊的調(diào)光值 DIM可以與各塊的代表值成比例。光量獲得單元143獲得到達(dá)非局部調(diào)光中的各像素的光量(即，非調(diào)光中的光 量)，并且利用各塊的調(diào)光值DIM來獲得到達(dá)局部調(diào)光中的各像素的光量(即，調(diào)光中的光 量)。非調(diào)光中的光量表示當(dāng)背光單元16的所有光源以恒定亮度開啟時到達(dá)相應(yīng)像素的總 光量。如圖4所示，調(diào)光中的光量表示到達(dá)分析區(qū)域中的相應(yīng)像素的總光量，其中，分析區(qū) 域的尺寸是PXP，并且在包括局部調(diào)光中的相應(yīng)像素的塊位于分析區(qū)域中間的狀態(tài)下圍繞 該塊，其中P表示塊的數(shù)目，并且是等于或大于3的奇數(shù)。換句話說，調(diào)光中的光量由位于 分析區(qū)域內(nèi)的塊的調(diào)光值DIM來確定。增益值計算單元144基于從光量獲得單元143接收的非調(diào)光中的光量和調(diào)光中的 光量，來計算各像素的像素增益值G。更具體地，增益值計算單元144將非調(diào)光中的光量除 以調(diào)光中的光量，并且對相除結(jié)果執(zhí)行1/ Y的指數(shù)運(yùn)算，由此計算像素增益值G。數(shù)據(jù)調(diào)制單元145將數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB乘以從增益值計算單元144接收的像素增 益值G，以調(diào)制數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB。因此，數(shù)據(jù)調(diào)制單元145對數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB進(jìn)行補(bǔ)償。位圖分析單元146以位圖的方式分析對應(yīng)于一幀的補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)，以計算灰度飽 和水平。然后，位圖分析單元146生成灰度飽和水平的估計值。按照位圖的方式，在以一個 像素為間隔從左至右或從上至下移動尺寸為kXk的分析掩模(analysis mask)的同時順 序地掃描對應(yīng)于一幀的補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)，其中，k表示像素的數(shù)目并且是正整數(shù)。最大灰度級 的補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)由“1”代替，而除了最大灰度級的補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)之外的所有補(bǔ)償后的數(shù)據(jù) 都由“0”代替。位圖分析單元146對“1”的數(shù)目進(jìn)行計數(shù)。當(dāng)計數(shù)值(即，“1”的數(shù)目) 增加時，位圖分析單元146增加灰度飽和水平的估計值，而當(dāng)計數(shù)值減少時，位圖分析單元146減小灰度飽和水平的估計值。估計值是較大值時的灰度飽和水平大于估計值是較小值 時的灰度飽和水平。光量調(diào)節(jié)單元147基于從位圖分析單元146接收的估計值來調(diào)節(jié)非調(diào)光中的光 量，并且對增益值計算單元144執(zhí)行反饋。當(dāng)估計值大于預(yù)先確定的目標(biāo)值時，光量調(diào)節(jié)單 元147減小非調(diào)光中的光量。相反，當(dāng)估計值小于目標(biāo)值時，光量調(diào)節(jié)單元147增加非調(diào)光 中的光量，由此使估計值向目標(biāo)值收斂。目標(biāo)值可以被選為能夠在降低功耗的同時減少灰 度飽和的合適值。增益值計算單元144利用非調(diào)光中光量的調(diào)節(jié)量對像素增益值G進(jìn)行校 正，并且向數(shù)據(jù)調(diào)制單元145提供校正后的像素增益值G。數(shù)據(jù)調(diào)制單元145將數(shù)字視頻 數(shù)據(jù)RGB乘以當(dāng)估計值等于目標(biāo)值時所獲得的校正后的像素增益值G，由此輸出調(diào)制數(shù)據(jù)
r G' Β'。位圖分析單元146和光量調(diào)節(jié)單元147可以被集成到增益值校正單元148中。圖5示出了能夠基于灰度飽和水平來校正像素增益值的局部調(diào)光控制電路14的 另一個示例性結(jié)構(gòu)。圖5中所示的局部調(diào)光控制單元14基于灰度飽和水平來調(diào)節(jié)各塊的 調(diào)光值DIM(即，調(diào)光中的光量)，以校正像素增益值。如圖5所示，局部調(diào)光控制電路14包括圖像分析單元Ml、調(diào)光值確定單元對2、 光量獲得單元M3、增益值計算單元M4、數(shù)據(jù)調(diào)制單元M5、位圖分析單元246和調(diào)光值調(diào) 節(jié)單元對7。圖像分析單元241分析多個假想塊BLK[1，1]至BLK[n，m](參照圖3)中各假想塊 中的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB，以獲得各個塊BLK[1，1]至BLK[n，m]的代表值，其中從液晶顯示面 板10的顯示表面以矩陣形式劃分所述多個假想塊BLK[1，1]至BLK[n，m]。更具體地，圖像 分析單元241在各塊中各個像素的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB中獲得最大灰度值，并且將各塊的像 素的最大灰度值之和除以各塊中所包括的像素的數(shù)目，由此獲得各塊的代表值。調(diào)光值確定單元242將從圖像分析單元241接收的各塊的代表值映射到預(yù)先確定 的調(diào)光曲線，以確定各塊的調(diào)光值DIM。調(diào)光曲線可以被實現(xiàn)為查找表。各塊的調(diào)光值DIM 可以與各塊的代表值成比例。光量獲得單元243獲得到達(dá)非局部調(diào)光中的各像素的光量(即，非調(diào)光中的光 量)，并且利用各塊的調(diào)光值DIM來獲得到達(dá)局部調(diào)光中的各像素的光量(即，調(diào)光中的光 量)。非調(diào)光中的光量表示當(dāng)背光單元16的所有光源以恒定亮度(例如，在最大亮度)開 啟時到達(dá)相應(yīng)像素的總光量。如圖4所示，調(diào)光中的光量表示到達(dá)分析區(qū)域中的相應(yīng)像素 的總光量，其中，分析區(qū)域的尺寸是PXP，并且在包括局部調(diào)光中的相應(yīng)像素的塊位于分析 區(qū)域中間的狀態(tài)下圍繞該塊，其中P表示塊的數(shù)目，并且是等于或大于3的奇數(shù)。換句話說， 調(diào)光中的光量可以根據(jù)位于分析區(qū)域內(nèi)的塊的調(diào)光值DIM中的變化而改變。增益值計算單元244基于從光量獲得單元243接收的非調(diào)光中的光量和調(diào)光中的 光量，來計算各像素的像素增益值G。更具體地，增益值計算單元244將非調(diào)光中的光量除 以調(diào)光中的光量，并且對相除結(jié)果執(zhí)行1/ Y的指數(shù)運(yùn)算，由此計算像素增益值G。數(shù)據(jù)調(diào)制單元245將數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB乘以從增益值計算單元244接收的像素增 益值G，以調(diào)制數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB。因此，數(shù)據(jù)調(diào)制單元245對數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB進(jìn)行補(bǔ)償。位圖分析單元M6以位圖的方式分析對應(yīng)于一幀的補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)，以計算灰度飽 和水平。然后，位圖分析單元246生成灰度飽和水平的估計值。按照位圖的方式，在以一個像素為間隔從左至右或從上至下移動尺寸為kXk的分析掩模的同時順序地掃描對應(yīng)于一 幀的補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)，其中，k表示像素的數(shù)目并且是正整數(shù)。最大灰度級的補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)由 “1”代替，而除了最大灰度級的補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)之外的所有補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)都由“0”代替。位圖 分析單元246對“1”的數(shù)目進(jìn)行計數(shù)。當(dāng)計數(shù)值(即，“1”的數(shù)目)增加時，位圖分析單元 246增加灰度飽和水平的估計值，而當(dāng)計數(shù)值減小時，位圖分析單元246減小灰度飽和水平 的估計值。估計值是較大值時的灰度飽和水平大于估計值是較小值時的灰度飽和水平。調(diào)光值調(diào)節(jié)單元247基于從位圖分析單元246接收的估計值來調(diào)節(jié)各塊的調(diào)光值 DIM,并且對光量獲得單元243執(zhí)行反饋。當(dāng)估計值大于預(yù)先確定的目標(biāo)值時，調(diào)光值調(diào)節(jié) 單元M7向上移動調(diào)光曲線以增加各塊的調(diào)光值DIM，如圖6所示。相反，當(dāng)估計值小于目 標(biāo)值時，調(diào)光值調(diào)節(jié)單元M7向下移動調(diào)光曲線以減小各塊的調(diào)光值DIM，如圖6所示。因 此，估計值向目標(biāo)值收斂。調(diào)光值調(diào)節(jié)單元247輸出當(dāng)估計值向目標(biāo)值收斂時的各塊的調(diào) 光值DIM作為最終調(diào)光值。目標(biāo)值可以被選為能夠降低功耗的同時減小灰度飽和的合適 值。光量獲得單元243基于各塊的調(diào)節(jié)后的調(diào)光值DIM來改變調(diào)光中的光量。增益值計算 單元244利用調(diào)光中光量的調(diào)節(jié)量對像素增益值G進(jìn)行校正，并且向數(shù)據(jù)調(diào)制單元245提 供校正后的像素增益值G。數(shù)據(jù)調(diào)制單元245將數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB乘以當(dāng)估計值等于目標(biāo) 值時所獲得的校正后的像素增益值G，由此輸出調(diào)制數(shù)據(jù)R’ G’ B’。位圖分析單元246和調(diào)光值調(diào)節(jié)單元247可以被集成到增益值校正單元248中。在本發(fā)明的示例性實施方式中，由于與未相關(guān)技術(shù)相比，進(jìn)一步改善了應(yīng)用了局 部調(diào)光控制的高灰度區(qū)域中的灰度飽和，所以可以大大提高根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式 的液晶顯示器的圖像質(zhì)量。圖7示出了能夠基于灰度飽和水平來校正像素增益值的示例性局部調(diào)光控制方 法。如圖7所示，局部調(diào)光控制方法分析從液晶顯示面板的顯示表面劃分的矩陣形式 的多個假想塊中各個假想塊中的輸入數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB(步驟Sll)，并且獲得各個塊的代 表值(步驟SU)。然后，局部調(diào)光控制方法將各塊的代表值映射到預(yù)先確定的調(diào)光曲線，以 確定各塊的調(diào)光值(步驟S13)。局部調(diào)光控制方法獲得用于各像素的非調(diào)光中的光量和調(diào)光中的光量(步驟 S14)。非調(diào)光中的光量表示當(dāng)在非局部調(diào)光中背光單元的所有光源以恒定亮度開啟時到達(dá) 相應(yīng)像素的總光量。調(diào)光中的光量表示到達(dá)分析區(qū)域中的相應(yīng)像素的總光量，其中，分析區(qū) 域的尺寸是PXP，并且在包括局部調(diào)光中的相應(yīng)像素的塊位于分析區(qū)域中間的狀態(tài)下圍繞 該塊，其中P表示塊的數(shù)目，并且是等于或大于3的奇數(shù)。調(diào)光中的光量由位于分析區(qū)域內(nèi) 的塊的調(diào)光值來確定。局部調(diào)光控制方法基于非調(diào)光中的光量和調(diào)光中的光量來計算各像素的像素增 益值(步驟SK)。局部調(diào)光控制方法將輸入數(shù)據(jù)RGB乘以像素增益值以調(diào)制輸入數(shù)據(jù)RGB。 因此，局部調(diào)光控制方法對輸入數(shù)據(jù)RGB進(jìn)行補(bǔ)償(步驟S16)。通過將非調(diào)光中的光量除 以調(diào)光中的光量并且對相除結(jié)果執(zhí)行1/Y的指數(shù)運(yùn)算可以獲得像素增益值。局部調(diào)光控制方法以位圖的方式分析對應(yīng)于一幀的補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)，以計算灰度飽 和水平，并且生成灰度飽和水平的估計值(步驟S17)。按照位圖的方式，在以一個像素為 間隔從左至右或從上至下移動尺寸為kXk的分析掩模的同時順序地掃描對應(yīng)于一幀的補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)，其中，k表示像素的數(shù)目并且是正整數(shù)。最大灰度級的補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)由“1”代 替，而除了最大灰度級的補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)之外的所有補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)都由“0”代替。局部調(diào)光 控制方法對“1”的數(shù)目進(jìn)行計數(shù)。當(dāng)計數(shù)值(即，“1”的數(shù)目)增加時，局部調(diào)光控制方法 增加灰度飽和水平的估計值，而當(dāng)計數(shù)值減小時，局部調(diào)光控制方法減小灰度飽和水平的 估計值。估計值是較大值時的灰度飽和水平大于估計值是較小值時的灰度飽和水平。當(dāng)估計值大于預(yù)先確定的目標(biāo)值時(步驟S18)，局部調(diào)光控制方法減小非調(diào)光中 的光量(步驟S19)，然后再一次執(zhí)行步驟S15至S18。當(dāng)估計值小于預(yù)先確定的目標(biāo)值時 (步驟S20)，局部調(diào)光控制方法增加非調(diào)光中的光量(步驟S21)，然后再一次執(zhí)行步驟S15 至 S20。局部調(diào)光控制方法通過上述反饋處理來校正像素增益值，由此使估計值向目標(biāo)值 收斂。目標(biāo)值可以被選為能夠在降低功耗的同時減小灰度飽和的合適值。局部調(diào)光控制方 法使用用于允許估計值等于目標(biāo)值而校正的像素增益值來補(bǔ)償輸入數(shù)據(jù)RGB，并且輸出最 終調(diào)制數(shù)據(jù)R’G’B’。進(jìn)一步地，局部調(diào)光控制方法輸出在步驟S13中確定的各塊的調(diào)光值 作為最終調(diào)光值(步驟S22)。圖8示出了能夠基于灰度飽和水平來校正像素增益值的另一個示例性局部調(diào)光 控制方法。如圖8所示，局部調(diào)光控制方法分析從液晶顯示面板的顯示表面劃分的矩陣形式 的多個假想塊中各個假想塊中的輸入數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB (步驟S111)，并且獲得各個塊的代 表值(步驟S112)。然后，局部調(diào)光控制方法將各塊的代表值映射到預(yù)先確定的調(diào)光曲線， 以確定各塊的調(diào)光值(步驟Sl 13)。局部調(diào)光控制方法獲得用于各像素的非調(diào)光中的光量和調(diào)光中的光量(步驟 S114)。非調(diào)光中的光量表示當(dāng)在非局部調(diào)光中背光單元的所有光源以恒定亮度開啟時到 達(dá)相應(yīng)像素的總光量。調(diào)光中的光量表示到達(dá)分析區(qū)域中的相應(yīng)像素的總光量，其中，分析 區(qū)域的尺寸是PXP，并且在包括局部調(diào)光中的相應(yīng)像素的塊位于分析區(qū)域中間的狀態(tài)下圍 繞該塊，其中P表示塊的數(shù)目，并且是等于或大于3的奇數(shù)。調(diào)光中的光量根據(jù)位于分析區(qū) 域內(nèi)的塊的調(diào)光值中的變化而改變。局部調(diào)光控制方法基于非調(diào)光中的光量和調(diào)光中的光量，來計算各像素的像素增 益值(步驟S115)。局部調(diào)光控制方法將輸入數(shù)據(jù)RGB乘以像素增益值以調(diào)制輸入數(shù)據(jù) RGB。因此，局部調(diào)光控制方法對輸入數(shù)據(jù)RGB進(jìn)行補(bǔ)償(步驟Sl 16)。通過將非調(diào)光中的 光量除以調(diào)光中的光量并且對相除結(jié)果執(zhí)行1/Y的指數(shù)運(yùn)算，可以獲得像素增益值。局部調(diào)光控制方法以位圖方式分析對應(yīng)于一幀的補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)，以計算灰度飽和 水平，并且生成灰度飽和水平的估計值(步驟S117)。按照位圖的方式，在以一個像素為間 隔從左至右或從上至下移動尺寸為kXk的分析掩模的同時順序地掃描對應(yīng)于一幀的補(bǔ)償 后的數(shù)據(jù)，其中，k表示像素的數(shù)目并且是正整數(shù)。最大灰度級的補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)由“1”代替， 而除了最大灰度級的補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)之外的所有補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)都由“0”代替。局部調(diào)光控制 方法對“1”的數(shù)目進(jìn)行計數(shù)，以當(dāng)計數(shù)值增加時，增加灰度飽和水平的估計值，而當(dāng)計數(shù)值 減小時，減小灰度飽和水平的估計值。估計值是較大值時的灰度飽和水平大于估計值是較 小值時的灰度飽和水平。當(dāng)估計值大于預(yù)先確定的目標(biāo)值時(步驟S118)，局部調(diào)光控制方法向上移動調(diào)光曲線，以增加各塊的調(diào)光值(步驟S119)，然后再一次執(zhí)行步驟S114至S118。當(dāng)估計值 小于預(yù)先確定的目標(biāo)值時(步驟S120)，局部調(diào)光控制方法向下移動調(diào)光曲線，以減小各塊 的調(diào)光值(步驟S121)，然后再一次執(zhí)行步驟S114至S120。局部調(diào)光控制方法通過上述反 饋處理來校正像素增益值，由此使估計值向目標(biāo)值收斂。目標(biāo)值可以被選為能夠在降低功 耗的同時減小灰度飽和的合適值。局部調(diào)光控制方法使用當(dāng)估計值等于目標(biāo)值時所獲得的校正后的像素增益值來 補(bǔ)償輸入數(shù)據(jù)RGB，并且輸出最終調(diào)制數(shù)據(jù)R’ G’ B’。進(jìn)一步地，局部調(diào)光控制方法輸出用 于允許估計值等于目標(biāo)值而調(diào)節(jié)的各塊的調(diào)光值作為最終調(diào)光值(步驟S122)。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的液晶顯示器及其局部調(diào)光控制方法中，基 于局部調(diào)光中的灰度飽和水平來調(diào)節(jié)非調(diào)光中的光量，或者調(diào)節(jié)各塊的調(diào)光值，以自動地 校正像素增益值。因此，可以大大提高液晶顯示器的圖像質(zhì)量。盡管參照多個示例性實施方式描述了實施方式，應(yīng)理解的是本領(lǐng)域技術(shù)人員可建 議落入本公開的原理的范圍內(nèi)的許多其他修改和實施方式。更具體地，在本公開、附圖以及 所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)，在主題組合設(shè)置的組成部分和/或設(shè)置中可以做出各種變型和 修改。除了組成部分和/或設(shè)置中的變型和修改之外，替換使用對于本領(lǐng)域技術(shù)人員也是 明顯的。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器，該液晶顯示器包括 液晶顯示面板；包括多個光源的背光單元，所述背光單元向所述液晶顯示面板提供光； 背光驅(qū)動電路，其基于多個預(yù)先確定的塊中的各塊的調(diào)光值，來單獨(dú)地驅(qū)動所述多個 預(yù)先確定的塊，所述多個預(yù)先確定的塊分別包括所述光源；以及局部調(diào)光控制電路，其計算對由各塊的所述調(diào)光值造成的亮度降低進(jìn)行補(bǔ)償?shù)南袼卦?益值，并且基于各塊的灰度飽和水平來校正所述像素增益值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，所述局部調(diào)光控制電路調(diào)節(jié)第一光量并 且校正所述像素增益值，該第一光量表示當(dāng)所有所述光源以恒定亮度開啟時到達(dá)各像素的 光量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示器，其中，所述局部調(diào)光控制電路包括 圖像分析單元，其分析各塊的輸入數(shù)據(jù)，以獲得各塊的代表值；調(diào)光值確定單元，其將各塊的所述代表值映射到預(yù)先確定的調(diào)光曲線，以確定各塊的 所述調(diào)光值；光量獲得單元，其獲得所述第一光量并且利用各塊的所述調(diào)光值來獲得第二光量，該 第二光量表示在進(jìn)行局部調(diào)光時到達(dá)各像素的光量；增益值計算單元，其基于所述第一光量和第二光量來計算各像素的所述像素增益值； 數(shù)據(jù)調(diào)制單元，其將所述輸入數(shù)據(jù)乘以所述像素增益值，以補(bǔ)償所述輸入數(shù)據(jù)；以及 增益值校正單元，其分析補(bǔ)償后的輸入數(shù)據(jù)以生成所述灰度飽和水平的估計值，并且 基于所述灰度飽和水平的所述估計值來調(diào)節(jié)所述第一光量，以對所述增益值計算單元執(zhí)行 反饋處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示器，其中，當(dāng)所述估計值大于預(yù)先確定的目標(biāo)值時， 所述增益值校正單元減少所述第一光量，而當(dāng)所述估計值小于所述目標(biāo)值時，所述增益值 校正單元增加所述第一光量，由此使所述估計值向所述目標(biāo)值收斂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，所述局部調(diào)光控制電路調(diào)節(jié)各塊的所述 調(diào)光值，并且校正所述像素增益值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示器，其中，所述局部調(diào)光控制電路包括 圖像分析單元，其分析各塊的輸入數(shù)據(jù)，以獲得各塊的代表值；調(diào)光值確定單元，其將各塊的所述代表值映射到預(yù)先確定的調(diào)光曲線，以確定各塊的 所述調(diào)光值；光量獲得單元，其獲得第一光量并且利用各塊的所述調(diào)光值來獲得第二光量，該第一 光量表示當(dāng)所有所述光源以恒定亮度開啟時到達(dá)各像素的光量，該第二光量表示在進(jìn)行局 部調(diào)光時到達(dá)各像素的光量；增益值計算單元，其基于所述第一光量和第二光量來計算各像素的所述像素增益值； 數(shù)據(jù)調(diào)制單元，其將所述輸入數(shù)據(jù)乘以所述像素增益值，以補(bǔ)償所述輸入數(shù)據(jù)；以及 增益值校正單元，其分析補(bǔ)償后的輸入數(shù)據(jù)以生成所述灰度飽和水平的估計值，并且 基于所述灰度飽和水平的所述估計值來調(diào)節(jié)各塊的所述調(diào)光值，以對所述光量獲得單元執(zhí) 行反饋處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示器，其中，當(dāng)所述估計值大于預(yù)先確定的目標(biāo)值時，所述增益值校正單元向上移動所述調(diào)光曲線以增加各塊的所述調(diào)光值，而當(dāng)所述估計值小 于所述目標(biāo)值時，所述增益值校正單元向下移動所述調(diào)光曲線以減小各塊的所述調(diào)光值， 由此使所述估計值向所述目標(biāo)值收斂。
8.一種液晶顯示器的局部調(diào)光控制方法，該液晶顯示器包括液晶顯示面板和向所述液 晶顯示面板的背面提供光的多個光源，所述局部調(diào)光控制方法包括以下步驟(A)基于多個預(yù)先確定的塊中的各塊的調(diào)光值，單獨(dú)地驅(qū)動所述多個預(yù)先確定的塊，所 述多個預(yù)先確定的塊分別包括所述光源；以及(B)計算對由各塊的所述調(diào)光值造成的亮度降低進(jìn)行補(bǔ)償?shù)南袼卦鲆嬷担⑶一诟?塊的灰度飽和水平來校正所述像素增益值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的局部調(diào)光控制方法，其中，所述步驟(B)包括以下步驟 (Bi)分析各塊的輸入數(shù)據(jù)，以獲得各塊的代表值；(B2)將各塊的所述代表值映射到預(yù)先確定的調(diào)光曲線，以確定各塊的所述調(diào)光值； (B3)獲得第一光量并且利用各塊的所述調(diào)光值來獲得第二光量，該第一光量表示當(dāng)所 有所述光源以恒定亮度開啟時到達(dá)各像素的光量，該第二光量表示在進(jìn)行局部調(diào)光時到達(dá) 各像素的光量；(B4)基于所述第一光量和第二光量來計算各像素的所述像素增益值； (B5)將所述輸入數(shù)據(jù)乘以所述像素增益值，以補(bǔ)償所述輸入數(shù)據(jù)；以及 (B6)分析補(bǔ)償后的輸入數(shù)據(jù)以生成所述灰度飽和水平的估計值，并且基于所述灰度飽 和水平的所述估計值來調(diào)節(jié)所述第一光量，以對所述步驟(B4)執(zhí)行反饋處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的局部調(diào)光控制方法，其中，所述步驟(B6)包括以下步驟當(dāng) 所述估計值大于預(yù)先確定的目標(biāo)值時，減少所述第一光量，以及當(dāng)所述估計值小于所述目 標(biāo)值時，增加所述第一光量，由此使所述估計值向所述目標(biāo)值收斂。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的局部調(diào)光控制方法，其中，所述步驟(B)包括以下步驟 (Bi)分析各塊的輸入數(shù)據(jù)，以獲得各塊的代表值；(B2)將各塊的所述代表值映射到預(yù)先確定的調(diào)光曲線，以確定各塊的所述調(diào)光值； (B3)獲得第一光量并且利用各塊的所述調(diào)光值來獲得第二光量，該第一光量表示當(dāng)所 有所述光源以恒定亮度開啟時到達(dá)各像素的光量，該第二光量表示在進(jìn)行局部調(diào)光時到達(dá) 各像素的光量；(B4)基于所述第一光量和第二光量來計算各像素的所述像素增益值； (B5)將所述輸入數(shù)據(jù)乘以所述像素增益值，以補(bǔ)償所述輸入數(shù)據(jù)；以及 (B6)分析補(bǔ)償后的輸入數(shù)據(jù)以生成所述灰度飽和水平的估計值，并且基于所述灰度飽 和水平的所述估計值來調(diào)節(jié)各塊的所述調(diào)光值，以對所述步驟(Β； )執(zhí)行反饋處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的局部調(diào)光控制方法，其中，所述步驟(B6)包括以下步驟 當(dāng)所述估計值大于預(yù)先確定的目標(biāo)值時，向上移動所述調(diào)光曲線以增加各塊的所述調(diào)光 值，以及當(dāng)所述估計值小于所述目標(biāo)值時，向下移動所述調(diào)光曲線以減小各塊的所述調(diào)光 值，由此使所述估計值向所述目標(biāo)值收斂。
全文摘要
液晶顯示器及其局部調(diào)光控制方法。一種液晶顯示器包括液晶顯示面板；包括多個光源的背光單元，所述背光單元向所述液晶顯示面板的背面提供光；背光驅(qū)動電路，其基于多個預(yù)先確定的塊中的各塊的調(diào)光值，來單獨(dú)地驅(qū)動所述多個預(yù)先確定的塊，所述多個預(yù)先確定的塊分別包括所述光源；以及局部調(diào)光控制電路，其計算對由各塊的所述調(diào)光值造成的亮度降低進(jìn)行補(bǔ)償?shù)南袼卦鲆嬷?，并且基于各塊的灰度飽和水平來校正所述像素增益值。
文檔編號G02F1/13357GK102081258SQ201010167300
公開日2011年6月1日 申請日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者安熙元, 樸昶均, 權(quán)耕準(zhǔn), 趙炳喆 申請人:樂金顯示有限公司