專利名稱：液晶電視機的自適應亮度調(diào)整方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電視機技術領域，更明確地說涉及液晶電視機的自適應亮度調(diào)整方法的設計，亦即涉及液晶顯示的應用、液晶電視整機的控制及數(shù)字視頻處理技術。
背景技術：
隨著顯示技術的發(fā)展，新型的顯示器件逐漸取代傳統(tǒng)的CRT顯示器，在電視機市場占有越來越多的份額。液晶顯示器就是新型顯示器件中重要的一種。隨著性價比的提高，近兩年液晶電視機出現(xiàn)了快速的增長。液晶顯示相對于CRT和等離子體顯示，在對比度方面有較明顯的差距，這使得液晶電視機的顯示效果存在層次感差，畫面透亮度不夠的缺點。
另外，傳統(tǒng)的液晶電視機沒有向用戶提供AI開關，用戶無法自行選擇控制背光燈亮度的“標準模式”還是降低整機功耗的“節(jié)能模式”。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就在于克服上述缺點和不足，提供一種液晶電視機的自適應亮度調(diào)整方法。它采用系統(tǒng)電路與液晶屏內(nèi)部電路相配合的方法，根據(jù)顯示畫面內(nèi)容的亮度來調(diào)整液晶屏背光燈亮度，從而達到改善主觀對比度、增加圖像的層次感和透亮度的實際效果。在液晶顯示器件本身對比度不變的情況下，提高液晶電視的主觀對比度，明顯改善整機的顯示效果。
本發(fā)明的又一個目的是向用戶提供AI開關，使用戶可以自行選擇是否應用AI功能或者啟動液晶電視機的背光燈控制功能，或者根據(jù)需要調(diào)整整機處于“節(jié)能模式”，以降低整機的功耗。
為了達到上述目的，本發(fā)明包括以下步驟(1)由液晶電視機的CPU根據(jù)程序的設定，輸出特定周期和占空比的PWM方波信號，經(jīng)過濾波和整形電路之后，變?yōu)橐欢ǖ闹绷麟娖?，做為外部的亮度控制信號，送到?shù)字視頻圖像處理和判斷模塊；(2)由CPU同時輸出自適應亮度調(diào)整AI的開關高低電平信號給數(shù)字視頻圖像處理和判斷模塊，控制AI功能的開關；(3)從數(shù)字視頻圖像處理和判斷模塊輸出自適應亮度控制信號到背光燈的亮度控制腳，從而最終實現(xiàn)對液晶電視整機的亮度自適應控制。
上述步驟(3)包括以下分步驟(1)在接口部分的外加AI開關信號控制下，開啟核心的數(shù)字處理芯片執(zhí)行AI處理；(2)以數(shù)字處理芯片從接收到的LVDS數(shù)字視頻信號中讀取數(shù)據(jù)，進行處理，利用內(nèi)部的處理算法，同時參考存儲器中預存的數(shù)據(jù)，判斷出目前視頻信號的大部分內(nèi)容出于高亮度還是低亮度；(3)如果判斷整個畫面大部分處于高亮狀態(tài)，那么，相應提高輸出的內(nèi)部亮度控制信號的數(shù)值，具體改變的數(shù)值根據(jù)輸入信號的亮度等級來決定；(4)如果判斷整個畫面的大部分處于低亮的狀態(tài)，那么，相應降低輸出的內(nèi)部亮度控制信號的數(shù)值，具體改變的數(shù)值根據(jù)輸入信號的亮度等級來決定；(5)以外部的AI開關同時控制亮度切換開關，使經(jīng)過調(diào)整的內(nèi)部亮度控制信號最終輸出到背光燈的亮度控制腳，控制外部的背光燈的亮度，從而實現(xiàn)自適應的亮度調(diào)整。
本發(fā)明涉及到以下方面液晶電視的主體；亮度控制信號的產(chǎn)生(包括相關的軟件控制)；數(shù)字視頻圖像處理和判斷模塊(包括與之相關的液晶屏模塊與系統(tǒng)電路之間的接口部分)。
CPU控制整個系統(tǒng)的工作。EEPROM存儲一些使元器件穩(wěn)定可靠工作的數(shù)據(jù)參數(shù)和程序，供CPU在初始化數(shù)據(jù)和刷新數(shù)據(jù)時使用。數(shù)字處理電路是信號處理的核心器件，在其內(nèi)部完成信號的格式轉換和圖像效果處理，處理完的信號以后端顯示部分所需的格式輸出。信號格式轉換電路接收數(shù)字處理電路輸出的圖像信號，并轉換為液晶模塊需要的LVDS數(shù)字信號格式，重現(xiàn)圖像。聲音處理電路接收音頻端子輸出的聲音信號，并對信號進行頻段處理、效果處理、功率放大后送揚聲器和耳機發(fā)聲。模擬信號接口接收外部輸入的模擬信號和輸出內(nèi)部處理后的模擬信號，如CVBS信號，YPBPR、YCBCR、Y/C、模擬RGB、模擬音頻信號等，并能接收和解調(diào)RF信號，送后端A/D轉換電路處理。A/D轉換電路完成信號的模擬/數(shù)字轉換，轉換后的數(shù)字信號送給后端的數(shù)字處理電路進行信號處理。數(shù)字信號接口接收外部輸入的數(shù)字信號，如數(shù)字RGB信號，ITU-R601信號等。通道選擇在CPU的控制下從多路輸入信號中選擇1路送后端電路進行處理。
需要重點說明的是，液晶顯示器與系統(tǒng)電路之間傳輸?shù)男盘栔饕腥糠諰VDS格式的視頻信號；供電電源；控制信號?？刂菩盘枌崿F(xiàn)了系統(tǒng)電路對液晶顯示器特定參數(shù)的設置和功能控制，本發(fā)明所涉及到的亮度調(diào)整也是通過此部分來實現(xiàn)。
根據(jù)上述原理，還可以在電視機內(nèi)裝設AI開關程序，使用戶可以通過菜單自行選擇是否應用AI功能。當用戶選擇開啟AI功能時，可以按照上述步驟調(diào)節(jié)整機處于“標準”狀態(tài)，當用戶選擇關閉AI功能時，整機則處于“節(jié)能”狀態(tài)。
由于CPU可以通過AI控制信號來實現(xiàn)AI功能的開關，同時可以通過輸出的PWM控制信號來直接調(diào)整背光燈的亮度，因此，本發(fā)明同時可以達到根據(jù)用戶的需要來調(diào)節(jié)整機處于“標準”或“節(jié)能”狀態(tài)的目的。
數(shù)字技術的優(yōu)勢使其已經(jīng)深入到電視技術領域。它不但在圖像處理等方面發(fā)揮了越來越重要的作用，還與液晶顯示器等器件相配合，在某些方面彌補了液晶顯示器件本身的不足。最終使液晶電視機整機的主觀效果和性能得到了很大的提升。
本發(fā)明的任務就是這樣完成的。
本發(fā)明采用系統(tǒng)電路與液晶顯示器內(nèi)部電路相配合的方法，根據(jù)顯示畫面內(nèi)容的亮度來調(diào)整液晶顯示器背光燈亮度，從而達到改善主觀對比度、增加圖像的層次感和透亮度的實際效果。它可在液晶顯示器件本身對比度不變的情況下，提高液晶電視的主觀對比度，明顯改善整機的顯示效果。同時，本發(fā)明還向用戶提供了AI開關，使用戶可以自行選擇是否應用AI功能或者啟動液晶電視機的背光燈控制功能；或者根據(jù)需要調(diào)整整機處于“節(jié)能模式”，以降低整機的功耗。它可廣泛應用于各種液晶電視機中。


圖1為本發(fā)明的液晶電視機的工作原理方框圖。
圖2為亮度控制信號產(chǎn)生的方框圖。
圖3為亮度控制信號產(chǎn)生的電路圖。
圖4為數(shù)字視頻圖像處理和判斷模塊的方框圖。
具體實施例方式
實施例1。一種液晶電視機的自適應亮度調(diào)整方法，如圖1～圖4所示。它包括以下步驟(1)由液晶電視機的CPU根據(jù)程序的設定，輸出特定周期和占空比的PWM方波信號，經(jīng)過濾波和整形電路之后，變?yōu)橐欢ǖ闹绷麟娖?，做為外部的亮度控制信號，送到?shù)字視頻圖像處理和判斷模塊；(2)由CPU同時輸出自適應亮度調(diào)整AI的開關高低電平信號給數(shù)字視頻圖像處理和判斷模塊，控制AI功能的開關；(3)從數(shù)字視頻圖像處理和判斷模塊輸出自適應亮度控制信號到背光燈的亮度控制腳，從而最終實現(xiàn)對液晶電視整機的亮度自適應控制。
上述步驟(3)包括以下分步驟(1)在接口部分的外加AI開關信號控制下，開啟核心的數(shù)字處理芯片執(zhí)行AI處理；(2)以數(shù)字處理芯片從接收到的LVDS數(shù)字視頻信號中讀取數(shù)據(jù)，進行處理，利用內(nèi)部的處理算法，同時參考存儲器中預存的數(shù)據(jù)，判斷出目前視頻信號的大部分內(nèi)容出于高亮度還是低亮度；(3)如果判斷整個畫面大部分處于高亮狀態(tài)，那么，相應提高輸出的內(nèi)部亮度控制信號的數(shù)值，具體改變的數(shù)值根據(jù)輸入信號的亮度等級來決定；(4)如果判斷整個畫面的大部分處于低亮的狀態(tài)，那么，相應降低輸出的內(nèi)部亮度控制信號的數(shù)值，具體改變的數(shù)值根據(jù)輸入信號的亮度等級來決定；(5)以外部的AI開關同時控制亮度切換開關，使經(jīng)過調(diào)整的內(nèi)部亮度控制信號最終輸出到背光燈的亮度控制腳，控制外部的背光燈的亮度，從而實現(xiàn)自適應的亮度調(diào)整。
圖1是用于說明液晶電視機工作原理的方框圖。液晶電視機增加自適應亮度調(diào)整(AI)功能，主要包括三個部分亮度信號的產(chǎn)生和控制部分、數(shù)字視頻圖像處理和判斷模塊、標準接口部分(液晶顯示器信號接口和背光燈接口)。
圖2、圖3分別為亮度控制信號產(chǎn)生的方框圖和電路圖。圖中還包括了與之相關的液晶顯示模塊與系統(tǒng)電路之間的接口部分。
圖4為數(shù)字視頻圖像處理和判斷模塊的方框圖。這部分主要包括了核心的數(shù)字處理芯片、芯片外圍的存儲器以及切換開關等部分。
CPU根據(jù)程序的設定，輸出特定周期和占空比的PWM方波信號，經(jīng)過濾波和整形電路之后，變?yōu)橐欢ǖ闹绷麟娖?0-3.3V)，做為外部的亮度控制信號，送到數(shù)字視頻圖像處理和判斷模塊。同時，CPU輸出自適應亮度調(diào)整(AI)的開關信號(3.3V/O高低電平信號)給數(shù)字視頻圖像處理和判斷模塊，控制AI功能的開關。從數(shù)字視頻圖像處理和判斷模塊輸出的自適應亮度調(diào)整信號輸出到背光燈的亮度控制腳，從而最終實現(xiàn)對液晶電視整機的亮度自適應控制。
在外加AI開關信號控制下，開啟核心的數(shù)字處理芯片執(zhí)行AI處理。數(shù)字處理芯片從接收到的LVDS數(shù)字視頻信號中讀取數(shù)據(jù)，進行處理，利用內(nèi)部的處理算法，同時參考存儲器預存的數(shù)據(jù)，判斷出目前視頻信號的大部分內(nèi)容處于高亮度還是低亮度。如果判斷整個畫面大部分處于高亮狀態(tài)，那么，相應提高輸出的內(nèi)部亮度控制信號的數(shù)值(具體改變的數(shù)值要根據(jù)輸入信號的亮度等級來決定)。同樣的，如果畫面的大部分處于低亮的狀態(tài)，那么，相應降低輸出的內(nèi)部亮度控制信號的數(shù)值(具體改變的數(shù)值根據(jù)輸入信號的亮度等級來決定)。外部的AI開關同時控制了亮度切換開關部分，使經(jīng)過調(diào)整的內(nèi)部亮度控制信號最終輸出，控制外部的背光燈部分，從而實現(xiàn)了自適應的亮度調(diào)整亮度信號產(chǎn)生和數(shù)字視頻圖像處理和判斷模塊通過標準的接口相互配合，最終實現(xiàn)了整機根據(jù)顯示圖像的內(nèi)容來自適應調(diào)節(jié)背光燈的亮度。
在電視機內(nèi)裝設AI開關程序，使用戶可以通過菜單自行選擇是否應用AI功能。當用戶選擇開啟AI功能時，可以按照上述步驟調(diào)節(jié)整機處于“標準”狀態(tài)，當用戶選擇關閉AI功能時，整機則處于“節(jié)能”狀態(tài)。
實施例1使液晶電視機增加了自適應亮度調(diào)整(AI)功能，通過根據(jù)顯示的畫面內(nèi)容的亮度來調(diào)整液晶屏背光燈亮度，實際達到了改善主觀對比度、增加圖像的層次感和透亮度的目的。在液晶顯示器件本身對比度不變的情況下，提高了液晶電視的主觀對比度，使整機效果有了明顯改善。
它可廣泛應用于各種液晶電視機中。
權利要求
1.一種液晶電視機的自適應亮度調(diào)整方法，其特征在于它包括以下步驟(1)由液晶電視機的CPU根據(jù)程序的設定，輸出特定周期和占空比的PWM方波信號，經(jīng)過濾波和整形電路之后，變?yōu)橐欢ǖ闹绷麟娖?，做為外部的亮度控制信號，送到?shù)字視頻圖像處理和判斷模塊；(2)由CPU同時輸出自適應亮度調(diào)整AI的開關高低電平信號給數(shù)字視頻圖像處理和判斷模塊，控制AI功能的開關；(3)從數(shù)字視頻圖像處理和判斷模塊輸出自適應亮度控制信號到背光燈的亮度控制腳，從而最終實現(xiàn)對液晶電視整機的亮度自適應控制。
2.按照權利要求1所述的液晶電視機的自適應亮度調(diào)整方法，其特征在于所說的步驟(3)包括以下分步驟(1)在接口部分的外加AI開關信號控制下，開啟核心的數(shù)字處理芯片執(zhí)行AI處理；(2)以數(shù)字處理芯片從接收到的LVDS數(shù)字視頻信號中讀取數(shù)據(jù)，進行處理，利用內(nèi)部的處理算法，同時參考存儲器中預存的數(shù)據(jù)，判斷出目前視頻信號的大部分內(nèi)容出于高亮度還是低亮度；(3)如果判斷整個畫面大部分處于高亮狀態(tài)，那么，相應提高輸出的內(nèi)部亮度控制信號的數(shù)值，具體改變的數(shù)值根據(jù)輸入信號的亮度等級來決定；(4)如果判斷整個畫面的大部分處于低亮的狀態(tài)，那么，相應降低輸出的內(nèi)部亮度控制信號的數(shù)值，具體改變的數(shù)值根據(jù)輸入信號的亮度等級來決定；(5)以外部的AI開關同時控制亮度切換開關，使經(jīng)過調(diào)整的內(nèi)部亮度控制信號最終輸出到背光燈的亮度控制腳，控制外部的背光燈的亮度，從而實現(xiàn)自適應的亮度調(diào)整。
3.按照權利要求2所述的液晶電視機的自適應亮度調(diào)整方法，其特征在于在電視機內(nèi)裝設AI開關程序，使用戶可以通過菜單自行選擇是否應用AI功能，當用戶選擇開啟AI功能時，可以按照上述步驟調(diào)節(jié)整機處于“標準”狀態(tài)，當用戶選擇關閉AI功能時，整機則處于“節(jié)能”狀態(tài)。
全文摘要
一種液晶電視機的自適應亮度調(diào)整方法，屬于液晶電視機技術。它包括由CPU根據(jù)程序的設定，輸出特定周期和占空比的PWM方波信號，經(jīng)過濾波和整形之后，變?yōu)橐欢ǖ闹绷麟娖?，做為外部的亮度控制信號，送到?shù)字視頻圖像處理和判斷模塊；CPU同時輸出自適應亮度調(diào)整AI的開關高低電平信號給數(shù)字視頻圖像處理和判斷模塊，控制AI功能的開關程序；從數(shù)字視頻圖像處理和判斷模塊輸出自適應亮度控制信號到背光燈的亮度控制腳，從而最終實現(xiàn)對液晶電視整機的亮度自適應控制等步驟。它可改善畫面的主觀對比度、增加圖像的層次感和透亮度，在液晶顯示器件本身對比度不變的情況下，明顯改善整機的顯示效果?？蓮V泛應用于各種液晶電視機中。
文檔編號H04N5/57GK1697504SQ200510043690
公開日2005年11月16日 申請日期2005年5月30日 優(yōu)先權日2005年5月30日
發(fā)明者曹建偉, 高兆峰, 楊遂軍 申請人:海信集團有限公司, 青島海信電器股份有限公司