显示处理方法、装置、系统及电视机 【技术领域】
本发明涉及图像显示技术领域，特别涉及一种显示处理方法、装置、系统及电视机。
背景技术
在显示领域使用三色光源(如LED、激光)作为显示光源越来越普遍。随着LED、激光等新型光源的不断发展，显示领域中的新型光源开始广泛使用。三基色光源存在显示色彩丰富，色温可调，动态可控制等优点，所以对显示系统中三基色光源控制的研究也显得比较重要。
新型显示器件的亮度可以实时调制，使得对显示光源的亮度动态控制成为现实，此方法可提高显示对比度(如申请号为200810014526.x的中国专利申请所揭示的内容)。但是由于器件稳定性等原因，显示光源在动态调制、工作环境改变以及工作时间增加以后，其电光特性可能会略有变化，即存在色彩漂移现象，需要实时对其进行校正。
【发明内容】
本发明实施例提供一种显示处理方法、装置、系统及电视机，本发明实施例的技术方案不仅能够实现光源亮度的动态控制还能够通过三色光源亮度的反馈来对白平衡进行调整。
为了实现以上目的，本发明实施例提供一种显示处理方法，所述方法包括：对输入图像的画面亮度进行统计，生成最佳亮度等级；根据所述最佳亮度等级和预设的白平衡条件生成基础三色光源亮度值；读取色彩传感器采集到的光源系统输出的三色光源亮度值；判断所述三色光源亮度值是否满足所述预设的白平衡条件；如果满足，则将所述基础三色光源亮度值直接输入给所述光源系统；如果不满足，则调整所述基础三色光源亮度值的比例，将调整后的三色光源亮度值输入给所述光源系统。
所述方法还包括：修改所述预设的白平衡条件；调整所述基础三基色光源的亮度值以满足修改后的白平衡条件。
调整所述基础三色光源亮度值的比例包括：通过调整所述基础三色光源中至少一色光源的亮度等级来调整所述基础三色光源亮度值的比例。
调整所述基础三色光源中至少一色光源的亮度等级包括：将所述基础三色光源中至少一色光源的亮度等级提高或降低一个预设的等级。
所述方法还包括：设置初始亮度值，将所述初始亮度值输入给所述光源系统。
为实现以上目的，本发明实施例还提供一种显示处理装置，所述装置包括：亮度统计单元，用于对输入图像的画面亮度进行统计，生成最佳亮度等级；根据所述最佳亮度等级和预设的白平衡条件生成基础三色光源亮度值；白平衡校正单元，用于读取色彩传感器采集到的光源系统输出的三色光源亮度值；判断所述三色光源亮度值是否满足所述预设的白平衡条件；如果满足，则将所述基础三色光源亮度值直接输入给所述光源系统；如果不满足，则调整所述基础三色光源亮度值的比例，将调整后的三色光源亮度值输入给所述光源系统。
所述白平衡校正单元，还用于修改所述预设的白平衡条件；调整所述基础三基色光源的亮度值以满足修改后的白平衡条件。
所述白平衡校正单元，具体用于调整所述基础三色光源中至少一色光源的亮度等级来调整所述基础三色光源亮度值的比例。
为实现以上目的，本发明实施例还提供一种电视机，所述电视机包含了上述实施例所述的显示处理装置。
为实现以上目的，本发明实施例还提供一种显示处理系统，所述显示处理系统包括：显示处理装置，所述显示处理装置包括：亮度统计单元，用于对输入图像的画面亮度进行统计，生成最佳亮度等级；根据所述最佳亮度等级和预设的白平衡条件生成基础三色光源亮度值；白平衡校正单元，用于读取色彩传感器采集到的光源系统输出的三色光源亮度值；判断所述三色光源亮度值是否满足所述预设的白平衡条件；如果满足，则将所述基础三色光源亮度值直接输入给所述光源系统；如果不满足，则调整所述基础三色光源亮度值的比例，将调整后的三色光源亮度值输入给所述光源系统；所述显示处理系统还包括：光源系统，用于接收所述显示处理装置提供的三色光源亮度值，实现三色光源的驱动输出；色彩传感器，用于采集所述光源系统输出的三色光源亮度值，并将所述亮度值反馈给所述显示处理装置。
本实施例的显示处理方法、装置、系统与电视机通过对输入画面进行亮度统计，获得最佳亮度等级，以及通过色彩传感器采集并反馈输出的色彩信息，在实现三色光源亮度的动态控制的同时能够实现三色光源的白平衡调整。
【附图说明】
图1为本实施例的系统的原理示意图；
图2为本实施例显示处理装置103的功能框图；
图3为本实施例一种实际的显示处理系统的连接关系图；
图4为本实施例的显示处理方法流程图；
图5为本实施例的光源亮度信号传输过程示意图。
【具体实施方式】
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种显示处理方法、装置、系统与电视机，该电视机包含了本实施例的显示处理装置以及显示处理系统。本实施例的技术方案利用闭路反馈色彩信息来自动反馈白平衡，对显示光源进行动态调整的同时，对光源的白平衡进行调整。本实施例对显示光源的动态调整包括：根据对输入图像进行亮度统计，生成一个最佳亮度等级，采用该最佳亮度等级来同时控制三色光源的亮暗；考虑到实施时有可能会导致最后输出的白场和调整之前的白场白平衡不一样，本实施例还支持对光源的白平衡进行调整，本实施例的白平衡调整包括：调整三色光源的亮度比例，以保证最后配出的白场色温满足预设值，达到稳定显示色彩的目的。白平衡和色温为相关联的概念，白平衡是在设定某一白点色温后，通过控制三基色比例来使白场匹配到预设的色温位置。
本发明实施例提供了一种显示处理系统。图1为本实施例的系统的原理示意图，需要说明的是，该示意图中仅画出了实际系统的部分装置，这些装置是本实施例和现有技术相比具有改进之处。如图1所示，本实施例的显示处理系统包括：显示处理装置103，光源系统20和色彩传感器50。
其中：显示处理装置103实现本实施例的控制处理功能，具体包括对亮度信息进行统计生成最佳亮度等级，以实现对三色光源亮度的动态控制；此外，该显示处理装置103还能根据色彩传感器反馈的色彩信息对三色光源的白平衡进行调整。光源系统20，用于接收所述显示处理装置提供的三色光源亮度值，实现三色光源的驱动输出；色彩传感器50，用于采集所述光源系统输出的三色光源亮度值，并将所述亮度值反馈给所述显示处理装置。
本发明实施例还提供了一种显示处理装置。图2为本实施例显示处理装置103的功能框图。如图2所示，本实施例的显示处理装置103具体包括：亮度统计单元201，用于对输入图像的画面亮度进行统计，生成最佳亮度等级(具体算法可见国内专利200810014526.x)；根据所述最佳亮度等级和预设的白平衡条件生成基础三色光源亮度值；白平衡校正单元202，用于读取色彩传感器采集到的光源系统输出的三色光源亮度值；判断所述三色光源亮度值是否满足所述预设的白平衡条件；如果满足，则将所述基础三色光源亮度值直接输入给所述光源系统；如果不满足，则调整所述基础三色光源亮度值的比例，将调整后的三色光源亮度值输入给所述光源系统。
可选地，本实施例的白平衡校正单元202，还用于修改所述预设的白平衡条件；调整所述基础三基色光源的亮度值以满足修改后的白平衡条件。不同的白平衡条件反应为不同的色温。
可选地，本实施例的白平衡校正单元202，具体用于调整所述基础三色光源中至少一色光源的亮度等级来调整所述基础三色光源亮度值的比例，如每次调整时提高或降低一个预设的等级，如：以亮度等级255为例，每次提高或降低1/255。
图3为本实施例一种实际的显示处理系统的连接关系图，本实施例的显示处理系统可以应用到以三基色光源作为显示光源的系统中。如图3所示：该显示处理系统主要包括以下部分：主控制系统10、光源系统20、光调制系统30和输出系统40，由主控制系统10中的显示处理装置103控制各部分协调工作。显示处理装置103的具体工作原理详见前述实施例的描述。
和现有的显示系统不同的是，图3的系统在现有的显示系统基础上增加了一个色彩传感器50，该传感器位于光源系统20和光调制系统30之间的光路上，用于实时监控三色光源的输出状态，即三基色光源的亮度，并反馈给主控制系统10的显示处理装置103进行白平衡调整。图3的主控制系统10中的显示处理装置103不仅具有传统的图像处理功能，还具备了白平衡校正以及亮度统计功能。
具体的：主控制系统10主要包括视频输入装置101、前端处理装置102和显示处理装置103。显示处理装置103可以根据输入图像内容，分析画面亮度，计算最佳亮度等级，根据最佳亮度等级以及白平衡条件生成三色光源亮度值，并输入至光源系统20，实时调整光源的亮度。
光源系统20主要包括光源驱动201和光源器件202。光源驱动201有三路输出，能完成对三色光源的驱动输出，只要改变三路输出的占空比就能实现对三色光源白平衡的调节。
光调制系统30主要包括光调制器驱动301和光调制器302。显示处理装置103生成图像控制信号给光调制器驱动301，光调制器驱动301根据图像控制信号来控制光调制器成像，成像后的光进入输出系统40。具体地，显示处理装置103根据输入信号格式(如DVI)产生光调制器驱动301可识别的图像控制信号格式(如LVDS)传递到光调制器驱动301，不同显示器件成像的方法不同，如液晶显示器件是通过控制液晶驱动成像，DLP投影器件是通过控制DMD成像。
在实际产品中，显示处理装置103可以是一个CPU芯片。系统开始工作时，显示处理装置103根据时序分别控制各系统协调工作，使得产生的光通过光路装置器件最终输出显示画面。
本实施例的显示处理系统可对显示光源进行动态控制，降低光源功耗，提高显示对比度，同时采用自动反馈白平衡方法，对光源的亮度和色温进行实时调整，提高显示质量。本发明可精确调节、匹配光源的白平衡。
本发明实施例还提供了一种显示处理方法，该方法由上述实施例的显示处理装置103实现。图4为本实施例的显示处理方法流程图。如图4所示，该方法包括：
S401、对输入图像的画面亮度进行统计，生成最佳亮度等级；
S402、根据所述最佳亮度等级和预设的白平衡条件生成基础三色光源亮度值；
S403、读取色彩传感器采集到的光源系统输出的三色光源亮度值；
S404、判断所述三色光源亮度值是否满足所述预设的白平衡条件；如果满足，进入S405；如果不满足，进入S406；
S405、将所述基础三色光源亮度值直接输入给所述光源系统；
S406、调整所述基础三色光源亮度值的比例，将调整后的三色光源亮度值输入给所述光源系统。
可选地，所述方法还包括S404’：修改所述预设的白平衡条件；此时S406具体包括：调整所述基础三基色光源的亮度值以满足修改后的白平衡条件。
可选地，S406是通过调整所述基础三色光源中至少一色光源的亮度等级来调整所述基础三色光源亮度值的比例，如：将所述基础三色光源中至少一色光源的亮度等级提高或降低一个预设的等级。
可选地，该方法还包括：S400设置初始亮度值，将所述初始亮度值输入给所述光源系统。
不同色温下三基色亮度的比例不同，本发明实施例的方法通过色彩传感器的反馈可以方便地调节系统的色温，并可以对白平衡条件进行更改，从而实现不同的色温显示。
下面结合具体的例子对如何进行白平衡调整详细说明：比如采用波长为456nm(蓝)，532nm(绿)，635nm(红)的基色光作为显示光源。若设定的色温为9300K，则根据三基色光与指定色温白光所对应的色坐标可以计算出匹配9300K白光所需要的三基色亮度值比例(具体的算法将在下文详细介绍)，假设本实施例中得到的三基色亮度值比例为219∶739∶42(需要说明的是实际产品中该三基色亮度值比例可以位于一个允许的范围之内，本实施例仅以219∶739∶42来进行说明，实际产品中还允许有其他取值)。
图像输入后，显示处理装置103根据图像内容计算出最佳亮度等级为200(假设图像亮度的范围为0～255)，显示处理装置103根据该最佳亮度等级以及预设的白平衡条件生成基础三基色光源亮度值。
色彩传感器在光路中测量三色光源的实际亮度值，判断三基色亮度比例是否满足红绿蓝比例为219∶739∶42或在规定范围内，如果实测亮度比例为229∶739∶42，则降低红色光源的亮度等级为最大亮度的199/255，每次修正的范围为1/255。如果满足设定比例，则不做处理，将修正后的三色光源亮度值送入光源系统。进入下一幅图象处理流程。
下面详细介绍如何由采用波长以及给定的色温得到所需三基色光源亮度值比例。例如，采用波长为λ
r、λ
g、λ
b的三基色光作为显示光源，则与该波长的三基色光对应的色坐标为(x
r、y
r、z
r)、(x
g、y
g、z
g)、(x
b、y
b、z
b)，其中z
r＝1-x
r-y
r，z
g＝1-x
g-y
g，z
b＝1-x
b-y
b。
三基色光源对应的三刺激值分别为(X
r、Y
r、Z
r)、(X
g、Y
g、Z
g)、(X
b、Y
b、Z
b)，其中，三刺激值中的Y
r、Y
g、Y
b为三基色的亮度值。色坐标与三刺激值的关系为：
Xr=xryrYr,]]>Xg=xgygYg,]]>Xb=xbybYb]]> Zr=zryrYr,]]>Zg=zgygYg,]]>Zb=zbybYb]]> 合成白光的三刺激值为：X
w＝X
r+X
g+X
b，Y
w＝Y
r+Y
g+Y
b，Z
w＝Z
r+Z
g+Z
b 与给定色温匹配的白光色坐标为：
![]()
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通过给定色温匹配的白光色坐标可得到相应的Y
r∶Y
g∶Y
b，此比例即为三基色光源亮度比例。
其中，光源亮度信号传输过程如图5所示：开机后，显示处理装置103读取光源初始亮度值，打开显示光源；在显示每帧画面前，显示处理装置103根据输入画面内容计算光源最佳亮度等级，根据该最佳亮度等级以及预设的白平衡条件生成基础三色光源亮度值，同时显示处理装置103根据色彩传感器反馈的信息做出处理，对基础三色光源亮度值进行调整，并将调整后的三色光源亮度值送入光源系统。其中图5中的步骤1为每帧运行一次，而步骤2中的数据采集则是定时运行(例如，可以每两秒运行一次)，利用步骤2的累积效应来达到白平衡校正的目的。
由于光源白平衡失真的产生是因为温度上升、器件电光特性变化等原因造成，因此不需要每显示一帧画面的时候就去校正，可以隔一段时间去校正一次，每次校正的幅度不宜太大，校正幅度太大会造成画面闪烁，因此经过时间的累计，光源会逐步满足我们指定的白平衡点。
以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。