一种背光控制系统的制作方法

专利2022-05-09  93



1.本发明实施例涉及液晶显示技术,尤其涉及一种背光控制系统。


背景技术:

2.传统的液晶显示器工作时,虽然提供了很好的分辨率和图像清晰度,但它们依赖于led背光,而背光以恒定功率输出,背光处于始终常亮且均匀照明的状态,所以在渲染深黑色色调和高对比度图像方面仍然不足。
3.现在通常采用局部调光方法将电视显示屏的mini

led背光分成不同的区域并分别控制每个区域,局部调光提高了显示屏的性能,从而使图像的黑暗部分变得更暗,对比度变得更大。
4.然而这种局部调光方法的图像分析由电视机的主控芯片完成,再经由外部的背光处理单元进行背光调节;图像分析功能导致主控芯片的耗能较高,对主控芯片的要求也较高,当遇到跨平台使用时,导致需要开发不同的主控芯片,通用性较低,难以推广使用。


技术实现要素:

5.本发明提供一种背光控制系统,以实现提高图像显示对比度,降低主控的功耗,适用性强的效果。
6.本发明实施例提供了一种背光控制系统,包括:主控芯片、背光控制芯片,mini

led背光模组、显示面板;
7.所述主控芯片从外部接口或本地存储装置获取视频流数据;
8.所述背光控制芯片接收并缓存所述视频流数据中的每一帧视频图像,所述背光控制芯片解析每一帧视频图像后生成背光分区控制信号,将所述每一帧视频图像转发至显示面板的同时将所述背光分区控制信号发送至mini

led背光模组。
9.可选的,所述背光控制芯片包括转换处理模块和多个信号输入接口,所述信号输入接口与所述主控芯片和所述转换处理模块连接;所述信号输入接口接收所述主控芯片传输的视频流数据,所述转换处理模块根据所述主控芯片判断的视频流数据对应的信号输入接口的类型,将所述信号输入接口初始化。
10.可选的,所述背光控制芯片还包括存储模块,所述转换处理模块与所述信号输入接口和所述存储模块连接,所述转换处理模块根据所述视频流数据输入的信号输入接口对应的协议将视频流数据解包为每一帧视频图像,并转存至所述存储模块。
11.可选的,所述转换处理模块读取所述存储模块中的每一帧视频图像,进行分区处理和获取每个分区的每个像素点的亮度值,并根据每个像素的亮度值计算对应区域的背光亮度值,生成对应的背光分区控制信号。
12.可选的,所述转换处理模块根据local dimming算法计算每个像素的亮度值映射至对应区域的背光亮度值。
13.可选的,所述背光控制芯片还包括信号输出接口,所述信号输出接口与所述转换
处理模块、所述mini

led背光模组为所述显示面板提供背光,所述信号输出接口将所述转换处理模块处理过的每一帧视频图像输出至所述显示面板,将所述转换处理模块生成的所述背光分区控制信号输出至所述mini

led背光模组。
14.可选的,所述转换处理模块还用于根据所述显示面板连接的接口进行所述信号输出接口的参数初始化。
15.可选的,所述信号输入接口的类型包括mipi、edp、lvds、ttl(rgb)和v

by

one中的一种或多种。
16.可选的,所述转换处理模块将所述信号输入接口初始化包括:所述转换处理模块设置信号输入接口的传输速率、设置lane数量以及设置对应的协议参数。
17.本发明通过增加背光控制芯片,背光控制芯片具有图像分析和局部调光的功能,主控芯片从外部接口或本地存储装置获取视频流数据,背光控制芯片将视频流数据解析视频图像并计算出背光分区控制信号,在视频图像转发至显示面板的同时将背光分区控制信号发送至mini

led背光模组进行局部背光调节,解决当前局部调光方法的图像分析均由主控芯片完成,再经由外部的背光处理单元进行背光调节,造成的主控芯片耗能较高,对主控芯片的要求较高,以及跨平台时适用性较差的问题,实现提高图像显示对比度,降低主控的功耗,适用性强的效果。
附图说明
18.图1为本发明实施例提供的一种背光控制系统的结构示意图;
19.图2为本发明实施例提供的另一种背光控制系统的结构示意图;
20.图3为本发明实施例提供的一种背光控制系统的背光控制芯片的结构示意图;
21.图4为本发明实施例提供的一种背光控制系统进行背光控制的示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
23.如图1所示,一种背光控制系统,包括:主控芯片100、背光控制芯片200,mini

led背光模组300、显示面板400;
24.所述主控芯片100从外部接口或本地存储装置获取视频流数据;
25.所述背光控制芯片200接收并缓存所述视频流数据中的每一帧视频图像,所述背光控制芯片200解析每一帧视频图像后生成背光分区控制信号,将所述每一帧视频图像转发至显示面板400的同时将所述背光分区控制信号发送至mini

led背光模组300。
26.本实施例提供的技术方案可应用于平板电脑、手机、车载显示屏幕、工控机和医疗控制等,其屏幕显示内容可以是通过外部接口接收的视频流数据,也可是通过无线网络接收的视频流数据,还可以存储于本地存储装置的视频流数据。主控芯片100从外部接口或本地存储装置获取视频流数据,并将视频流数据传输至背光控制芯片200,背光控制芯片200为外挂式,可连接至任意类型的主控芯片100,背光控制芯片200将视频流数据中的每一帧视频图像缓存至存储模块,并对每一帧视频图像进行解析,通过局部调光方法得到每一帧
视频图像对应的背光分区控制信号,背光控制芯片200分两路输出,一路输出将每一帧视频图像转发至显示面板400,同时,另一路输出将背光分区控制信号发送至mini

led背光模组300;在显示面板400显示视频图像时,mini

led驱动ic根据背光分区控制信号改变背光区域亮度值,提高视频图像显示的对比度。
27.如图2所示,可选的,所述背光控制芯片200包括转换处理模块220和多个信号输入接口210,所述信号输入接口210与所述主控芯片100和所述转换处理模块220连接;所述信号输入接口210接收所述主控芯片100传输的视频流数据,所述转换处理模块220根据所述主控芯片100判断的视频流数据对应的信号输入接口,将所述信号输入接口初始化。
28.背光控制芯片200支持多种信号输入接口210,可以处理多种格式的视频流数据。主控芯片100从外部接口或本地存储装置获取视频流数据时,对视频流数据的格式进行判断,从而获得视频流数据传输时经过的信号输入接口210的类型;在转换处理模块220通过信号输入接口210接收主控芯片100传输的视频流数据之前,转换处理模块220根据主控芯片100判断的视频流数据对应的信号输入接口210的类型,将对应的信号输入接口210初始化,信号输入接口210初始化完成后,转换处理模块220接收主控芯片100传输的视频流数据。
29.如图3所示,可选的,所述信号输入接口210的类型包括mipi接口211、edp接口212、lvds接口213、ttl(rgb)接口214和v

by

one接口215中的一种或多种。
30.其中,mipi接口211支持d

phy、m

phy和c

phy协议,传输速率达2.5gbps/lane;edp接口212支持edp1.4b标准,支持多速率传输,例如,1.62bps/lane,2.16bps/lane,2.43bps/lane,2.7bps/lane,3.24bps/lane,4.32bps/lane,5.4gbps/lane等;lvds接口213支持jeida和vesa标准,传输速率达1gbps/lane;ttl(rgb)接口214支持rgb565、rgb666、rgb888和rgb101010格式,像素时钟达:200mhz,液晶面板分辨率越高,像素时钟信号的频率也越高,因此ttl(rgb)接口215可应用于高像素要求的装置上;v

by

one接口最高传输速度为3.75gbps/lane。多种信号输入接口适用主流视频数据格式,背光控制芯片可处理多种视频数据格式。
31.信号输入接口210需要支持以下几种电平标准:ttl(lvcmos)、lvds、slvs和cml。其中,接收ttl(rgb)接口215支持ttl(lvcmos)电平标准;lvds接口214支持lvds电平标准;接收mipi接口211支持slvs和ttl(lvcmos)电平标准;edp接口212和v

by

one接口213支持cml电平标准。
32.继续参考图3,可选的,所述背光控制芯片200还包括存储模块240,所述转换处理模块220与所述信号输入接口210和所述存储模块240连接,所述转换处理模块220根据所述视频流数据输入的信号输入接口210对应的协议将视频流数据解包为每一帧视频图像,并转存至所述存储模块240。
33.转换处理模块220包括转换单元221和图像分析单元222,背光控制芯片200通过各接口接收视频流数据后,再通过转换单元221按照各接口对应的协议把视频流数据解包为每一帧视频图像,并由转换单元221选择视频图像数据转存至存储模块240,等待背光控制芯片200进行图像分析处理,其中,存储模块240可以为ddr或psram memory。
34.可选的,所述转换处理模块220读取所述存储模块240中的每一帧视频图像,进行分区处理和获取每个分区的每个像素点的亮度值,并根据每个像素的亮度值计算对应区域
的背光亮度值,生成对应的背光分区控制信号。
35.可选的,所述转换处理模块220根据local dimming算法计算每个像素的亮度值映射至对应区域的背光亮度值。
36.局部动态调光是对输入图像进行分区图像处理,统计每个分区的图像特征,从而依据这些特征计算出每一个分区合适的背光值。而各个分区的背光值由分区内的led灯决定,在同一时刻不同分区的led灯可以设置为不同的亮度值,输出不同的背光强度。示例性的,视频图像的分辨率为h*v,转换处理模块220中的图像分析单元222读取存储模块240中的每一帧视频图像,并将视频图像进行分区处理,得到n个区域,对每个区域中的图像特征进行统计,根据localdimming算法对每个区域进行亮度分析,计算出每个区域里每个像素的亮度值,并按照比例将视频图像中每个像素的亮度值映射至对应区域,得到每个区域的背光亮度值,再根据背光亮度值生成对应的背光分区控制信号。如图4所示,视频图像10中包含深色区域11和浅色区域12,在显示面板对视频图像10进行显示时,mini

led背光模组对背光区域20进行分区域局部调光,如根据图像区域13的亮度值调整对应背光区域21的亮度值,将每个像素的亮度值映射至对应区域,例如控制深色区域11a对应的mini

led 21a发弱光或不发光,控制浅色区域12对应的mini

led 21b发射强光,使得看到视频图像10的显示效果的对比度提高,即深色区域11颜色更深,浅色区域12颜色更浅。
37.继续参考图3,可选的,所述背光控制芯片200还包括信号输出接口230,所述信号输出接口230与所述转换处理模块220、所述mini

led背光模组300为所述显示面板400提供背光,所述信号输出接口230将所述转换处理模块220处理过的每一帧视频图像输出至所述显示面板400,将所述转换处理模块220生成的所述背光分区控制信号输出至所述mini

led背光模组300。
38.信号输出接口230的类型包括mipi接口231、edp接口232、lvds接口233、ttl(rgb)接口234和v

by

one接口235中的一种或多种。mipi接口231支持d

phy、m

phy和c

phy协议,传输速率达2.5gbps/lane;edp接口232支持edp1.4b标准,支持多速率传输,例如,1.62bps/lane,2.16bps/lane,2.43bps/lane,2.7bps/lane,3.24bps/lane,4.32bps/lane,5.4gbps/lane等;lvds接口233支持jeida和vesa标准,传输速率达1gbps/lane;ttl(rgb)接口234支持rgb565、rgb666、rgb888和rgb101010格式,像素时钟达:200mhz;v

by

one接口235最高传输速度为3.75gbps/lane。多种信号输出接口230适用主流视频数据格式,背光控制芯片200可将处理过的多种视频数据格式输出至显示面板400。
39.在信号输出接口230将每一帧视频图像输出至显示面板400进行显示的同时,将生成的背光分区控制信号输出至mini

led背光模组300对不同分区的背光亮度值进行调节,提高视频图像的对比度。
40.可选的,所述转换处理模块220还用于根据所述显示面板400连接的接口进行所述信号输出接口230的参数初始化。
41.可选的,所述转换处理模块220将所述信号输入接口230初始化包括:所述转换处理模块220设置信号输入接口230的传输速率、设置lane数量以及设置对应的协议参数。
42.在转换处理模块220接收主控芯片100传输的视频流数据前,将主控芯片100连接的信号出入接口210进行参数初始化,将显示面板400连接的信号输出接口230进行参数初始化,具体内容包括设置信号输入接口的传输速率、设置lane数量以及设置对应的协议参
数。
43.在接口初始化后,转换处理模块220还用于显示面板400的屏幕参数初始化,其中,包括:pclk frequency,frame rate,v front porch,v back porch,v active,v sync width,h front porch,h back porch,h active,h sync width等参数的初始化。
44.本发明实施例通过增加外挂式的背光控制芯片,可简单连接至任意主控芯片,适用于多种终端,背光控制芯片具有图像分析和局部调光的功能,主控芯片从外部接口或本地存储装置获取视频流数据,背光控制芯片将视频流数据解析视频图像并计算出背光分区控制信号,在视频图像转发至显示面板的同时将背光分区控制信号发送至mini

led背光模组进行局部背光调节,解决当前局部调光方法的图像分析均由主控芯片完成,再经由外部的背光处理单元进行背光调节,造成的主控芯片耗能较高,对主控芯片的要求较高,以及跨平台时适用性较差的问题,实现提高图像显示对比度,降低主控的功耗,适用性强的效果。
45.注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

技术特征:
1.一种背光控制系统,其特征在于,包括:主控芯片、背光控制芯片,mini

led背光模组、显示面板;所述主控芯片从外部接口或本地存储装置获取视频流数据;所述背光控制芯片接收并缓存所述视频流数据中的每一帧视频图像,所述背光控制芯片解析每一帧视频图像后生成背光分区控制信号,将所述每一帧视频图像转发至显示面板的同时将所述背光分区控制信号发送至mini

led背光模组。2.根据权利要求1所述的背光控制系统,其特征在于,所述背光控制芯片包括转换处理模块和多个信号输入接口,所述信号输入接口与所述主控芯片和所述转换处理模块连接;所述信号输入接口接收所述主控芯片传输的视频流数据,所述转换处理模块根据所述主控芯片判断的视频流数据对应的信号输入接口的类型,将所述信号输入接口初始化。3.根据权利要求2所述的背光控制系统,其特征在于,所述背光控制芯片还包括存储模块,所述转换处理模块与所述信号输入接口和所述存储模块连接,所述转换处理模块根据所述视频流数据输入的信号输入接口对应的协议将视频流数据解包为每一帧视频图像,并转存至所述存储模块。4.根据权利要求3所述的背光控制系统,其特征在于,所述转换处理模块读取所述存储模块中的每一帧视频图像,进行分区处理和获取每个分区的每个像素点的亮度值,并根据每个像素的亮度值计算对应区域的背光亮度值,生成对应的背光分区控制信号。5.根据权利要求4所述的背光控制系统,其特征在于,所述转换处理模块根据local dimming算法计算每个像素的亮度值映射至对应区域的背光亮度值。6.根据权利要求4所述的背光控制系统,其特征在于,所述背光控制芯片还包括信号输出接口,所述信号输出接口与所述转换处理模块、所述mini

led背光模组为所述显示面板提供背光,所述信号输出接口将所述转换处理模块处理过的每一帧视频图像输出至所述显示面板,将所述转换处理模块生成的所述背光分区控制信号输出至所述mini

led背光模组。7.根据权利要求4所述的背光控制系统,其特征在于,所述转换处理模块还用于根据所述显示面板连接的接口进行所述信号输出接口的参数初始化。8.根据权利要求2所述的背光控制系统,其特征在于,所述信号输入接口的类型包括mipi、edp、lvds、ttl(rgb)和v

by

one中的一种或多种。9.根据权利要求2所述的背光控制系统,其特征在于,所述转换处理模块将所述信号输入接口初始化包括:所述转换处理模块设置信号输入接口的传输速率、设置lane数量以及设置对应的协议参数。
技术总结
本发明实施例公开了一种背光控制系统。一种背光控制系统包括:主控芯片、背光控制芯片,Mini


技术研发人员:姜承湘 李业华 朱泓衍 聂世球 张扬扬 王金福 叶镜波
受保护的技术使用者:深圳前海骁客影像科技设计有限公司
技术研发日:2021.03.26
技术公布日:2021/6/29

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