液晶显示方法

专利名称：液晶显示方法
技术领域：
本发明涉及一种显示方法，更具体的涉及一种用于液晶显示设备的图像显 示方法。
背景技术：
近年来液晶显示技术得到了快速的发展，但是对比其他种类的显示技术， 液晶显示在对比度和色彩饱和度方面仍有差距。
液晶显示装置(如液晶电视)的液晶屏(LCD)本身不发光，而是属于背光 型显示器件，在液晶屏的背后有背光源，液晶显示装置是靠屏幕上均匀排列的 细小的液晶颗粒通过"阻断"和"打开"背光源发出的光线来显示或还原画 面。在初始阶段，只要液晶显示器接通电源，背光源就在工作，即使显示的画 面是一幅全黑的图片，背光源也在工作。也就是说，液晶电视的背光源是永远 在发光的。由于液晶的透光率极低，要使液晶电视的亮度达到足以完美显示画 面的程度，背光源的亮度就要非常高，这样不仅会缩短液晶显示装置的背光源 的使用寿命，而且容易使观看者的眼睛变得疲劳；而如果降低背光源的亮度， 则会降低所显示图像的对比度和色彩饱和度。
背光调节技术的出现和发展在 一定程度上解决这一 问题，利用背光调节技 术可以根据画面内容动态调整背光源，具体的方法是设置背光源动态点亮电路 系统(一般采用可编程逻辑器件、以及多个硬件设备)，根据画面内容对背光 源进行控制、调节背光亮度， 一方面保证图像的对比度和色彩饱和度，另一方 面延长背光源的使用寿命。
做为背光调节技术的一种改进， 一种将背光源划分为多个区域，对背光源 不同区域分别进行背光调整的技术也开始出现。这种技术根据背光源的分区对应的图像对背光源的亮度进行调整，这种技术在很大程度上提高了液晶显示的 质量，而且在一般情况下分区越多，其显示效果就越好。然而由于背光的亮度 调整取决于当前输入的图像，例如图像的亮度等等，目前的大多数背光调节方 法都是根据当前的图像信号对背光源的亮度进行实时的调整，这需要在接收完 当前图像之后经过大量的数学运算才能获得相应的调整数据。这会造成一定的 延时，在一定程度上影响了液晶显示的速度，而且这样的实时运算对处理芯片 的要求较多，成本也比较高。本领域需要一种方法来解决这一问题。

发明内容
本发明提供了一种液晶显示方法，通过前一帧或者前几帧的图像数据对当 前的背光源亮度进行调整，解决了上述问题。
具体的，本发明的液晶显示方法包括
接收第一图像信号；
计算第一图像信号的典型亮度数据；
接收第二图像信号；
根据第 一 图像信号的典型亮度数据对背光源亮度进行调整； 根据第 一 图像信号的典型亮度数据对第二图像信号进行调整； 显示第二图像信号。
所述第 一 图像和第二图像为连续的两帧图像。
所述典型亮度数据为通过图像的亮度直方图统计结果计算出的亮度加权平 均值。 '
所述液晶显示方法还包括步骤将第一图像信号转换为YUV信号。 所述液晶显示方法还包括步骤对第二图像信号进行色度优化处理。 进一步的，本发明还提供了另一种液晶显示方法，包括 将背光源划分为至少两个背光源分区； 接收第一图像信号；
根据背光源分区将第一图像划分为至少两个图像分区；计算第 一 图像每个图像分区的典型亮度数据；
接收第二图像信号；
根据第 一 图像每个图像分区的典型亮度数据对每个背光源分区的亮度进行
调整；
根据第 一 图像每个图像分区的典型亮度数据对第二图像的相应区域进行调
整；
显示第二图像信号。
所述第一图像和第二图像为连续的两帧图像。 所述典型亮度数据为通过图像的亮度直方图统计结果计算出的亮度加权平 均值。
所述液晶显示方法还包括步骤将第一图像信号转换为YUV信号。 所述液晶显示方法还包括步骤对第二图像信号进行色度优化处理。 本发明的液晶显示方法通过前一帧图像的典型亮度数据对当前背光源的亮 度进行调整，同时根据前一帧图像的典型亮度数据对当前的图像信号进行调整， 而不需要等待图像分析单元计算出当前图像信号各个区域的典型亮度数据，避 免了图像的延时。同时，这样的处理方式较实时的处理方式来说，更节省系统 资源，对处理器件的要求也较低，降低了液晶显示装置的成本。


图1所示为应用本发明的液晶显示方法的液晶显示装置的第一实施例的示意图。
图2所示为第一实施例的液晶显示装置的一个工作流程示意图。
图3所示为应用本发明的液晶显示方法的液晶显示装置的第二实施例的示
意图
具体实施例方式
特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。
图1所示为应用本发明的液晶显示方法的液晶显示装置的第一实施例的示 意图。如图所示，液晶显示装置包括图像输入接口 110、图像处理装置120、液
晶显示屏130和背光源140。所述图像处理装置120包括图像分析单元121、液 晶接口单元123、背光源驱动器124以及存储器126。所述图像处理装置120 可以由多个分立器件组成，也可以为一体式结构，集成在一块芯片上。
图像输入接口 IIO用于接收连续的图像信号，并将其传送给图像处理装置 120。这里的图像信号可以是数字信号，也可以是模拟信号，例如RGB信号、CVBS 信号、S-video信号等等。如果是模拟信号，图像输入接口 IIO首先会对其进 行模数转换，将模拟信号转换成数字信号，然后再送至图像处理装置120。下 面以RGB信号为例对图像处理装置120的图像处理过程进行说明。
在接收到一帧图像信号之后，图像处理装置120将接收到的RGB信号输送 至送至图像分析单元121。图像分析单元121在接收到一帧RGB信号之后，开 始对该RGB信号进行分析，计算出当前图像的典型亮度数据。图像的典型亮度 数据的计算方法可以通过多种分析方法进行，可以直接对图像信号的空间域进 行分析，也可以对图像信号的频率域进行分析。例如直接计算图像信号的亮度， 通过诸如傅里叶变换、拉普拉斯变换等手段对图像信号进行分析，或者是通过 其他方法对图像信号的频谦进行分析等等。
以直方图统计分析为例，图像分析单元121首先将接收到的一帧RGB信号 转换为YUV格式的数据信号，图像转换的目的是为了提取RGB信号里面的亮度 信号，因此这一过程也可以由提取RGB信号的亮度信息来代替。在获得了整个 图像的亮度数据之后，图像分析单元121对这些亮度数据进行直方图统计，通 过当前图像的亮度直方图统计结果，计算出当前图像的亮度加权平均值，.这一 亮度加权平均值即可以作为当前图像的典型亮度数据。最后，图像分析单元121 将计算出的典型亮度数据存储在存储器126里面。为了描述方便,这里将当前 图像的典型亮度数据记为Yn,在此之前，图像分析单元121已经以同样的方法计算出了前一帧图像的典型亮度数据记为YN—i，以及再前面各帧图像的典型亮 度数据，分别记为Yn-2、 YN-3等等，依次类推。这些典型亮度数据同样已经存储
在存储器126里面。当然，根据实际需要，存储器126只需要保存前面几帧的 数据就可以了。在分析完当前图像之后，图像分析单元121接着开始对下一帧 的图像进行分析。
此时，背光源驱动器124根据存储器中存储的前一帧图像的典型亮度数据 YN-i对背光源的亮度进行调整。生成与YN-i相对应的驱动信号给背光源140。该 驱动信号为一定占空比的PWM (pulse width modulation)信号(也即脉宽调节 信号)，所述P丽驱动信号也就是驱动电流，因为亮度是由RGB-LED ( RGB发光 二极管)的光通量决定的，而LED光通量与电流成线性关系，所以也可以说亮 度是由驱动电流决定。
上述P丽信号的占空比可以通过以下公式计算获得
r=YN-i/Ymax'
其中，r为PWM信号的占空比，Y隨为背光源的最大亮度，YM的取值一般 为255。
由于对背光源的亮度进行了调整，为了正确的显示原来的图像，必须对图 像信号本身也进行相应的调整。液晶接口单元123首先对图像的亮度进行调整。 从上面对背光源亮度调整的过程可以看出，由于Yn-i始终不大于Y阻，因此背 光源亮度一般情况下都是被调低了。因此，图像的亮度就需要相应的调高，其 调整的比例可以根据YH/Y隨的比例进行相应的提高，也可以根据其他方法， 例如通过查表映射的方法进行调节。
优选的，本实施例的液晶显示装置使用等比放大的方式对图像的亮度进行 调整。对于当前的YUV信号来说，修正后的亮度
Y， =Y/r
其中，Y为当前YUV信号的亮度。
除了对图像信号的亮度进行调整之外，液晶接口单元123还可以参考一个可配置的二维参考表，对各个图像分区的图像信号进行色度优化处理。 一般情 况下，所述可配置的二维参考表中的参数数值是通过大量主观评测获得的经验 参值。
最后，液晶接口单元123将调整后的YUV信号转换为液晶显示屏130能够 显示的信号输出至液晶显示屏130进行显示。
图2所示为上述过程的一个流程图，能够清楚的说明本实施例的工作过程。 从以上的过程可以看出，本实施例的液晶显示装置通过前一帧图像的典型 亮度数据对当前的背光源亮度进行调整，同时根据前一帧图像的典型亮度数据 对当前的图像信号进行调整，而不需要等待图像分析单元计算出当前图像信号 的典型亮度数据，避免了图像的延时。同时，这样的处理方式较实时的处理方 式来说，更节省系统资源，对处理器件的要求也较低，降低了液晶显示装置的 成本。
图3所示为应用本发明的液晶显示方法的液晶显示装置的第二实施例的示 意图，与图1所示的液晶显示装置不同，该液晶显示装置的图像处理装置220 除了包括图像分析单元221、液晶接口单元223、背光源驱动器224以及存储器 226之外，还包括一个分区单元222。
图像输入接口 IIO接收图像信号，并将其传送给图像处理装置220。图像 处理装置220接收该图像信号并将其中的一路发送给分区单元222。分区单元 222根据一定的规则将图像划分为若干个不同的区域，相应的背光源也划分为 若干个不同的区域， 一般情况下，背光源的分区与图像的分区相同。
分区之后的图像信号被输送至图像分析单元221，图像分析单元221对该 图像信号进行分析，计算出每个区域图像的典型亮度数据，并将计算出每个区 域图像的典型亮度数据存储在存储器226里面。在此之前，图像分析单元221 已经以同样的方法计算出了前面各帧图像各个区域的典型亮度数据。这些典型 亮度数据同样已经存储在存储器226里面，当然，根据实际需要，存储器226 只需要保存前面几帧的数据就可以了。在分析完当前图像之后，图像分析单元221接着开始对下一帧的图像进行分析。
与此同时，背光源驱动器224根据存储器226中保存的上一帧图像的各个 区域的典型亮度数据，对每个背光源分区的背光源亮度进行调整。生成与上一 帧图像每个区域的典型亮度数据相对应的驱动信号给背光源140的相应区域， 从而实现对每个区域的背光亮度调节。
液晶接口单元223同样根据存储器226中保存的上一帧图像的各个区域的 典型亮度数据对当前的图像信号进行调整，最后将调整后的YUV信号转换为液 晶显示屏130能够显示的信号输出至液晶显示屏130进行显示。这里不再详细 说明。
同样，本实施例的液晶显示装置通过前一帧图像各个区域的典型亮度数据 对当前的背光源各个区域的亮度进行调整，同时根据前一帧图像各个区域的典 型亮度数据对当前的图像信号进行调整，而不需要等待图像分析单元计算出当 前图像信号各个区域的典型亮度数据，避免了图像的延时。同时，这样的处理 方式较实时的处理方式来说，更节省系统资源，对处理器件的要求也较低，降 低了液晶显示装置的成本。
综上所述，本发明的液晶显示方法通过前一帧图像的典型亮度^:据对当前 背光源的亮度进行调整，同时根据前一帧图像的典型亮度数据对当前的图像信 号进行调整，而不需要等待图像分析单元计算出当前图像信号各个区域的典型 亮度数据，避免了图像的延时。同时，这样的处理方式较实时的处理方式来说， 更节省系统资源，对处理器件的要求也较低，降低了液晶显示装置的成本。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例， 本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加 或替换，也应属于本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种液晶显示方法，包括接收第一图像信号；计算第一图像信号的典型亮度数据；接收第二图像信号；根据第一图像信号的典型亮度数据对背光源亮度进行调整；根据第一图像信号的典型亮度数据对第二图像信号进行调整；显示第二图像信号。
2、 根据权利要求1所述的液晶显示方法，其特征在于所述第一图像和第 二图像为连续的两帧图像。
3、 根据权利要求1或2所述的液晶显示方法，其特征在于所述典型亮度 数据为通过图像的亮度直方图统计结果计算出的亮度加权平均值。
4、 根据权利要求3所述的液晶显示方法，其特征在于所述液晶显示方法 还包括步骤将第一图像信号转换为YUV信号。
5、 根据权利要求4所述的液晶显示方法，其特征在于所述液晶显示方法 还包括步骤对第二图像信号进行色度优化处理。
6、 一种液晶显示方法，包括将背光源划分为至少两个背光源分区； 接收第一图像信号；根据背光源分区将第一图像划分为至少两个图像分区；计算第一图像每个图像分区的典型亮度数据；接收第二图像信号；根据第 一 图像每个图像分区的典型亮度数据对每个背光源分区的亮度进行 调整；根据第 一图像每个图像分区的典型亮度数据对第二图像的相应区域进行调整；显示第二图像信号。
7、 根据权利要求6所述的液晶显示方法，其特征在于所述第一图像和第 二图像为连续的两帧图像。
8、 根据权利要求6或7所述的液晶显示方法，其特征在于所述典型亮度 数据为通过图像的亮度直方图统计结果计算出的亮度加权平均值。
9、 根据权利要求8所述的液晶显示方法，其特征在于所述液晶显示方法 还包括步骤将第一图像信号转换为YUV信号。
10、 根据权利要求9所述的液晶显示方法，其特征在于所述液晶显示方 法还包括步骤对第二图像信号进行色度优化处理。
全文摘要
本发明提供了一种液晶显示方法，通过前一帧或者前几帧的图像数据对当前的背光源亮度进行调整。具体的，本发明的液晶显示方法包括接收第一图像信号；计算第一图像信号的典型亮度数据；接收第二图像信号；根据第一图像信号的典型亮度数据对背光源亮度进行调整；根据第一图像信号的典型亮度数据对第二图像信号进行调整；显示第二图像信号。本发明的液晶显示方法通过前一帧图像的典型亮度数据对当前背光源的亮度和图像本身进行调整，避免了图像的延时，降低了液晶显示的成本。
文档编号G09G3/34GK101281732SQ20081001564
公开日2008年10月8日 申请日期2008年3月26日 优先权日2008年3月26日
发明者乔明胜, 刘卫东, 陈兴锋, 黄国鹏 申请人:青岛海信电器股份有限公司