液晶显示亮度控制方法和装置以及液晶显示设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于液晶显示技术领域，尤其是涉及一种液晶显示亮度控制方法和装置以 及液晶显示设备。
【背景技术】
[0002] 液晶显示器（Liquid Crystal Display，简称LCD)通常采用动态背光调制技术控 制背光亮度，可达到节能、提升显示对比度等图像画质效果。如图1为现有技术中液晶显示 中动态背光调制技术原理结构图，液晶显示装置包括，图像处理部接收输入图像信号，且根 据图像信号灰阶亮度采集得到背光数据，一方面，按照预定显示面板的规格将图像信号进 行转换格式，输出至液晶显示部分中时序控制器（TC0N)，经时序控制器生产时序控制信号 和数据信号以驱动液晶面板，另一方面，将采集得到的背光数据输出至背光处理部，该背光 处理部将背光数据转换为背光控制信号，以控制背光驱动部来控制背光组件中背光源的亮 度，若图像亮度高则驱动较高的背光亮度，若图像亮度低则驱动较低的背光亮度。
[0003] 动态背光调制技术主要包括分区背光调制和全局背光调制。其中，全局背光调制 技术采集一帧图像内容的平均亮度来控制背光亮度，这样，背光实际亮度是由一帧全局图 像平均灰阶值确定的，因此，图像平均最大灰阶值(即：全白场图像）对应驱动得到背光最大 亮度，为了保护背光光源工作可靠性，通常背光最大亮度控制背光源的额定工作亮度以下。 通常在正常显示画面中，经统计可知，动态视频画面中整体平均灰阶亮度在50%IRE左右， 这样，背光亮度的平均值则为最大背光亮度的50%左右，因此，全局背光调制技术中背光源 实际运行平均功率控制在额定功率的一半左右，在一定程度有明显的节能效果。但是，全局 背光调制技术采集到的一帧或连续多帧的全局图像平均灰阶亮度，由该图像平均灰阶来控 制全局背光源亮度，该图像平均灰阶亮度无法体现图像内容中局部画面之间亮度细节，然 而，图像对比度变化更多体现在图像内容中局部画面之间亮度差异上，因此，其对提升显示 对比度的画质效果能起到作用较小。
[0004] 而分区动态背光调制技术，如图2现有技术中分区动态背光调制技术中背光分区 示意图，整个背光源矩阵包含A方向的M个分区和B方向的N个分区，如图假设M=16，N=9,计 M*N=144个背光分区，每个背光分区中背光源亮度可单独驱动控制，其中，需要说明是，该背 光分区理想状态下，每个背光分区可独立照亮其背光区域，但实际上，相邻背光源亮度会有 一定影响。在分区动态背光调制技术中，每帧全局图像被分割成多个与背光分区对应的分 区图像数据块，通过采集与该分区图像数据块中灰阶数据以得到该对应背光分区的背光数 据，采集得到的每个分区背光数据体现了对应分区图像数据块之间亮度差异，这样，该背光 分区背光亮度由该背光分区对应图像块的亮度确定的，分区背光亮度变化体现了需要显示 区域画面的分区图像数据块中灰阶亮度，突出了显示图像局部画面之间显示亮度差异，提 升动态图像的对比度画质效果。
[0005] 现有技术中，分区动态背光调制技术中采集图像背光数据的背光值方法，如图3 为，影像处理部分接收输入的图像信号，一方面，图像灰阶分区统计单元，用于统计图像信 号中分区图像数据块中每个图像像素点的亮度灰阶，背光值处理单元从统计结果中提取该 分区背光值，其中，具体背光值提取方法可采取最大值法、平均值法、加权均值法、及平均值 加权法等。另一方面，为了弥补不同背光分区中背光亮度不同带来图像显示亮度差异，还可 以结合每个背光分区中背光值，根据背光光学模型存储单元预设函数关系，由图像灰阶补 偿单元对输入图像信号按照预定图像数据灰阶补偿算法，得到补偿图像数据输出至时序控 制器，以驱动液晶面板显示图像。具体的，上述背光值提取算法中，如：每个图像像素点的图 像灰阶变化范围为0-255,提取得到分区背光值则为0-255中的任一值，然后，背光处理单 元接收该0-255任一背光值后，直接转换PffM背光驱动信号以驱动该分区背光源；其中，最 大背光值255相应驱动背光源得到最大背光亮度，其他0-255之间任一背光值驱动背光源 得到的峰值亮度均小于该最大背光亮度。经分析可知，画面对比度指标由最大峰值亮度与 最小显示亮度比值决定，即：显示灰阶值为255画面与显示灰阶值为0画面的显示亮度的比 值，然而，通常显示灰阶值为0画面亮度是确定的，其受背光亮度影响较小，因此，最大峰值 亮度为显示画面对比度指标的主要因素。上述分析可知，由于每个分区背光峰值亮度受限 于最大背光值255,若各个分区的最大峰值受限于该最大背光值255,则影响显示画面对比 度效果提升空间。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种液晶显示亮度控制方法、装置和液晶显示设备，用于解决现有技 术中画面对比度效果提升空间受限问题。
[0007] -方面，本发明实施中提供液晶显示亮度控制方法，包括：根据接收图像信号，按 照预设规则确定分区图像数据块中图像灰阶值，根据该图像灰阶值预提取该分区图像数据 对应的分区背光值；若确定该分区背光值大于第二阈值时，则根据预置背光值增益系数与 预提取得到的分区背光值相乘，得到该背光分区的增益背光值，将该增益背光值映射至相 应背光分区中背光源的驱动电路，以驱动控制该相应背光分区的背光源亮度，其中，预置背 光值增益系数大于1 ;若确定该分区背光值小于第三阈值时，将该分区图像数据块中每个 图像像素点的灰阶值，按照预置补偿系数进行灰阶补偿，以获得补偿图像数据驱动该液晶 面板，其中，该补偿系数大于1。
[0008] 又一方面，本发明实施中提供液晶显示亮度控制方法，分区图像灰阶统计部，用于 根据接收图像信号，按照预定规则确定分区图像数据块中图像灰阶值；分区背光值预提取 部，用于根据该分区图像块中灰阶值预提取分区图像数据对应的分区背光值；分区背光值 增益部，用于若确定该分区背光值大于第二阈值时，则根据预置背光值增益系数与预提取 得到的分区背光值相乘，得到该背光分区的增益背光值，将该增益背光值映射至相应背光 分区中背光源的驱动电路，以驱动控制该相应背光分区的背光源亮度，其中，预置背光值增 益系数大于1 ;分区图像灰阶补偿部，用于若确定该分区背光值小于第三阈值时，将该分区 图像数据块中每个图像像素点的灰阶值，按照预置补偿系数进行灰阶补偿，，以获得补偿图 像数据驱动该液晶面板，其中，该补偿系数大于1。
[0009] 还一方面，本发明实施例中提供一种液晶显示设备，包括：存储器，用于存储程序 和各类预置查找表数据；液晶显示亮度控制装置，用于执行所述存储器中程序及根据执行 程序调用各类查找表数据；以及用于接收图像信号进行数据处理，输出图像数据至时序控 制器，该时序控制器根据图像数据生成控制液晶面板显示图像的驱动信号；还用于根据图 像信号输出分区背光值至背光处理单元；背光处理单元，用于根据各分区背光值确定对应 的PffM信号占空比，输出至PffM驱动单元；PffM驱动单元，用于生成PffM控制信号以控制对 应分区背光源；其中，液晶显示亮度控制装置为上述任一液晶显示亮度控制装置。
[0010] 本发明一些优选实施例中提供液晶显示亮度控制方法和装置以及液晶显示设备， 低亮画面区域中，由于其背光亮度不是限制显示图像亮度的瓶颈，而本实施例中通过像素 点灰阶值补偿方法，根据每个像素点自身的灰阶值进行补偿，不同像素点其灰阶值不同，实 现补偿后补偿幅值也不同，这样，可提升显示图像之间亮度差，实现层次感增强。而在高亮 画面区域中，影响图像显示亮度瓶颈则为背光峰值亮度；若采取图像像素点的灰阶值补偿 方法，由于受到最大背光峰值亮度限制，无法提升显示图像亮度，因此，在高亮画面区域中 采取提升背光峰值亮度来解决画面层次感。因此，在每帧画面显示中，在低亮画面区域通过 每个像素点灰阶补偿提升其画面层次感，而高亮画面区域通过该背光分区的背光亮度提升 其画面层次感，两者配合实现显示图像整体层次感，提升画面动态对比度效果