LED动态背光源控制算法.pdf

本发明提供一种LED动态背光源控制算法，其包括以下步骤：A.读取待播放图像中各像素点R、G、B分量值，并根据上述分量值获得各像素点的亮度状态；B.根据上述各像素点的亮度状态，判断得所述图像的明暗等级；C.根据所述图像明暗等级，调整背光源的亮度。本发明对读取待播放的图像进行运算判断获得像素点的亮度状态，依据亮度状态结果判断图像整的明暗等级以调整LED背光源的亮度，使功耗下降，同时色彩对比度和图像舒适度也得到提高。

1、  一种LED动态背光源控制算法，其特征在于，所述算法包括以下步骤：
A.读取待播放图像中各像素点R、G、B分量值，并根据上述分量值获得各像素点的亮度状态；
B.根据上述各像素点的亮度状态，判断得所述图像的明暗等级；
C.根据所述图像明暗等级，调整背光源的亮度。

2、  根据权利要求1所述的控制算法，其特征在于，所述步骤A根据像素点R、G、B分量值获得的亮度状态的步骤包括：
A1.设定一基准值；
A2.将所述像素点的R、G、B分量值分别与该基准值进行比较，若所述R、G、B分量值大于基准值，则给R、G、B分量赋值为1；否则，R、G、B分量赋值为0；
A3.根据上述赋值结果获得像素点亮度状态。

3、  根据权利要求2所述的控制算法，其特征在于，所述根据上述赋值结果获得像素点亮度状态的包括：
当所述像素点的R、G、B分量赋值中的任意两个或三个为1时，则定义该像素点的亮度状态为浅；否则，定义该像素点的亮度状态为深。

4、  根据权利要求3所述的控制算法，其特征在于，所述步骤B明暗等级判断包括：
B1.若所述图像中像素点的亮度状态为浅的像素个数总和小于(1/M)*Z，则定义所述图像明暗等级为1；
B2.若所述图像中像素点的亮度状态为浅的像素个数总和介于(1/M)*Z与(2/M)*Z之间，则定义所述图像明暗等级为2；
B3.依上述，若所述图像中像素点的亮度状态为浅的像素个数总和介于[(M-1)/M]*Z与Z之间，则定义所述图像明暗等级为M，
其中M表示所述图像的明暗等级，Z表示所述图像像素点的总数。

5、  根据权利要求4所述的控制算法，其特征在于，根据所述图像的明暗等级结果，控制PWM信号调整背光源的亮度。

6、  根据权利要求5所述的控制算法，其特征在于，所述步骤C调整背光亮度的步骤包括：
C1.PWM信号占空比个数设置与所述明暗等级M一致；
C2.根据所述明暗等级M，调节与明暗等级M一致的PWM信号占空比，改变背光源输入电压。

LED动态背光源控制算法
技术领域
本发明涉及一种背光源控制算法，尤其涉及一种LED动态背光源控制算法。
背景技术
通常液晶显示器(LCD)用于电视、笔记本电脑、台式电脑、便携式播放器等，以显示图像。由于用于这样的LCD的液晶本身不能发光，所以LCD必须使用从额外光源发射的光。因此，LCD在液晶面板的后表面上设置有用于形成光源的背光源，一般背光源采用LED等点光源的侧光式背光源，从而通过根据液晶的运动调节从背光源LED发射的光的透射率来显示图像。然而，背光源LED的亮度是通过设置寄存器的值来控制PWM信号输出的占空比调节控制，而且大部分背光源LED亮度没有视具体情况自动调节功能，造成产品能耗的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED动态背光源控制算法，用于根据待播放图像的各像素信息动态调节LED背光源的亮度。
为了实现上述目的，本发明提供一种LED动态背光源控制算法，其包括以下步骤：
A.读取待播放图像中各像素点R、G、B分量值，并根据上述分量值获得各像素点的亮度状态；
B.根据上述各像素点的亮度状态，判断得所述图像的明暗等级；
C.根据所述图像明暗等级，调整背光源的亮度。
本发明对读取待播放的图像进行运算判断获得像素点的亮度状态，依据亮度状态结果判断图像整的明暗等级以调整LED背光源的亮度，使功耗下降，同时色彩对比度和图像舒适度也得到提高。
附图说明
图1是本发明实施例提供的LED动态背光源控制算法的实现流程图；
图2是本发明实施例单个像素点亮度状态判断的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例中，对读取待播放的图像进行运算判断获得像素点的亮度状态，依据亮度状态结果判断图像整的明暗等级以调整LED背光源的亮度，
图示1示出了本发明实施例提供的LED动态背光源控制算法的实现流程，步骤如下：
步骤S101，读取待播放图像中各像素点R、G、B分量值，并根据上述分量值获得各像素点的亮度状态；
步骤S102，根据上述各像素点的亮度状态，判断得所述图像的明暗等级；
步骤S103，根据所述图像明暗等级，调整背光源的亮度。
上述步骤流程详细描述如下：
步骤S101中的待播放图像由像素点RGB信号构成，通用像素点的数据长度有16位、18位以及24位，像素点RGB信号分为R、G、B三个分量，其分别代表红、绿、蓝三种颜色。
本发明实施例中以24位的像素点RGB信号为例，从CPU内存中读取像素点的值，通过移位分别读取R、G、B的值，其中，R分量占前8位，G分量占中间8位，B分量占后8位。
设定某个八位的数据值-X为基准值，将读取的像素点的R、G、B分量值分别与之比较，如图2所示：
当像素点的R、G、B分量值大于基准值X时，则给R、G、B分量赋值为1；
当像素点的R、G、B分量值小于基准值X时，则给R、G、B分量赋值为0。
依上述像素点的R、G、B分量赋值结果，获得该像素点的亮度状态：
当所述像素点的R、G、B分量赋值中的任意两个或三个为1时，则定义该像素点的亮度状态为浅；
当所述像素点的R、G、B分量赋值中的任意两个或三个为1时，则定义该像素点的亮度状态为浅。
假设基准值X为0x9A，当R分量值为0x92、G分量值为0x40、B分量值为0X84时，则分别对R、G、B赋予0、0、0，此时判断像素点的亮度状态为深；当R分量值为0x8A、G分量值为0x4F、B分量值为0xA8时，则分别对R、G、B赋予0、0、1，此时判断像素点的亮度状态为深；......当R分量值为0x8A、G分量值为0xB1、B分量值为0xC4时，则分别对R、G、B赋予0、1、1，此时判断像素点的亮度状态为浅；当R分量值为0xAA、G分量值为0x41、B分量值为0x6B时，则分别对R、G、B赋予1、0、0，此时判断像素点的亮度状态为深；......当R分量值为0xAA、G分量值为0xB1、B分量值为0xC4时，则分别对R、G、B赋予1、1、1，此时判断像素点的亮度状态为浅。据此得出如表1所示像素点亮度状态表。实际中的基准值X不一定为0x9A，此处仅作示例对像素点亮度状态判断过程加以量化。

表1
上述像素点的亮度状态判断步骤还可采用如下的简化形式：
当所述像素点的R、G、B分量赋值中的三个为1时，则定义该像素点的亮度状态为浅；
其他情况，则定义该像素点的亮度状态为深。
假设基准值X为0x9A，当R分量值为0x92、G分量值为0x40、B分量值为0X84时，则分别对R、G、B赋予0、0、0，此时判断像素点的亮度状态为深；当R分量值为0x8A、G分量值为0x4F、B分量值为0xA8时，则分别对R、G、B赋予0、0、1，此时判断像素点的亮度状态为深；......当R分量值为0xAA、G分量值为0xB1、B分量值为0xC4时，则分别对R、G、B赋予1、1、1，此时判断像素点的亮度状态为浅。据此得出如表2所示像素点亮度状态表。


表2
依据上述像素点亮度状态的结果，据此获得图像的明暗等级，具体步骤如下：
若所述图像中像素点的亮度状态为浅的像素个数总和小于(1/M)*Z，则定义所述图像明暗等级为1；
若所述图像中像素点的亮度状态为浅的像素个数总和介于(1/M)*Z与(2/M)*Z之间，则定义所述图像明暗等级为2；
依上述，若所述图像中像素点的亮度状态为浅的像素个数总和介于[(M-1)/M]*Z与Z之间，则定义所述图像明暗等级为M，
其中M表示所述图像的明暗等级，Z表示所述图像像素点的总数。
进一步，当上述等级M＝2时，图像的明暗等级可简化为：
若∑N(浅)＞∑N(深)则定义所述图像明暗等级为1，此时还可定义所述图像为暗；
若∑N(浅)＜∑N(深)则定义所述图像明暗等级为2，此时还可定义所述图像为亮。
所述图像中像素点的亮度状态为浅的像素个数总和设为∑N(浅)，所述图像中像素点的亮度状态为深的像素个数总和设为∑N(深)。
步骤S103，根据图像明暗等级结果，控制PWM信号调整背光源的亮度：
PWM信号占空比个数设置与所述明暗等级M一致；
根据所述明暗等级M，调节与明暗等级M一致的PWM信号占空比，改变背光源输入电压。
上述PWM是利用微处理器的数字输出对模拟电路进行控制，是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)、要么完全无(OFF)，电压或电流源是以通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的，通即是直流供电被加到负载上时、断即是直流供电被断开时。因此，只要带宽足够，任何模拟值都可使用PWM进行编码。
图像明暗等级分为1、2、3......M个等级，根据上述像素点的亮度状态、获得上述图像明暗等级，进而相应的调节PWM信号占空比的值以实现自动调节背光源LED的亮度的目的。与图像明暗等级1、2、3......M个等级设置PWM信号占空比为1、2、3......M’个梯度值，当图像明暗等级为T(1＜T＜M)时PWM占空比输出T’梯度值控制背光源输入电压，假设初始化状态的占空比为80％，且设有4个明暗等级，设置对应明暗等级1、2、3、4的占空比的值分别为95％、90％、70％和65％。图像明暗等级为1时，CPU输出控制信号，该控制信号将占空比的值被设定为95％，经PWM编码得出的电压值升高，此时背光源LED的亮度相应增加两个等级；图像明暗等级为2时，CPU输出控制信号，该控制信号将占空比的值被设定为90％，经PWM编码得出的电压值升高，此时背光源LED的亮度相应增加一个等级；图像明暗等级为3时，CPU输出控制信号，该控制信号将占空比的值被设定为70％，经PWM编码得出的电压值降低，此时背光源LED的亮度相应减少一个等级；图像明暗等级为4时，CPU输出控制信号，该控制信号将占空比的值被设定为65％，经PWM编码得出的电压值降低，此时背光源LED的亮度相应减少两个等级。
针对上述简化情况下图像明暗等级M＝2时，此时PWM信号占空比调节可简化为如下步骤：假设初始化状态的占空比为80％，此时只有两个明暗等级即明和暗，对图像明暗等级为暗与图像明暗等级为明的占空比的值分别设为95％和70％。图像明暗等级为暗时，CPU输出高电平，占空比的值被设定为95％，经PWM编码得出的电压值升高，背光源LED的亮度相应增加；图像明暗等级为亮时，CPU输出低电平，占空比的值设定为70％，经PWM编码得出的电压值降低，背光源LED的亮度相应减少。这就实现了根据LCD显示内容动态调节背光源LED亮度的目的，使功耗下降。同时图像的对比度与图像、LED的亮度有关，因此在LED亮度动态调节时，也使色彩对比度和图像舒适度得到增强。