背光处理系统与其方法

专利名称：：背光处理系统与其方法
技术领域：
：本发明是关于一种背光处理系统与其方法，且特别是关于一种提高画面明暗对比与调整背光亮度的背光处理系统与其方法。
背景技术：
：早期具液晶屏幕的电子装置为达到节省功率消耗，会从背光模组来调整发光亮度，或由使用者操作电子装置时，使用者自行调整背光模组的亮度，因此可以达到简易的省电功能，但画面品质会受到影响，对于传统背光省电设计方式，有时调整背光过亮或过暗，都可能会造成观赏时的不舒服感。另一现有技术则揭示根据画面信号，对背光控制进行动态调整，请参考图1，图1绘示现有技术的背光处理系统架构图，在此现有技术中，画面信号会输入至显示控制单元(DisplayControlPortion)14、平均亮度侦测单元(AverageBrightnessDetectingPortion)15与最高侦测单元(PeakDetectingPortion)16等单元，以进行处理，其中，显示控制单元14将输入画面信号转换为液晶显示屏幕11所能显示的资料模式，平均亮度侦测单元15针对画面信号进行平均亮度计算，并将所得的平均亮度信号AVE当成背光调整参数传送至背光控制单元13，最高侦测单元16对于不同画面信号的像素信号进行最高值(peakvalue)的运算以得到最高信号PEK，并且传送此最高信号PEK给背光控制单元13作为背光调整，接着，背光控制单元13根据参考平均信号AVE与最高信号PEK做判断，以_进行背光亮度调整，然而，此现有技术虽然可以调整显示画面与达到省电功效，但是所显示的画面与背光亮度的组合，对于一般人的眼睛会明显觉得画面显示偏暗，因此观赏时会觉得疲累、不舒服。
发明内容本发明所要解决的问题是提供一种背光处理系统，调整背光亮度并且对画面信号的像素作适当的调整，调整后的画面品质如同原始画面品质一样，但却可以节省功率消耗。本发明再提供一种背光处理方法，可以增加画面像素的明暗对比，并可以降低背光亮度来达到节省功率的消耗，且输出画面可以有舒适的视觉效果。本发明的所采取的技术方案是提出一种背光处理系统，其包括像素转换单元、画面信号分布单元、画面信号判断单元、以及背光调整评估单元，且像素转换单元用以接收一画面信号，根据画面信号调整像素灰阶值并输出至一液晶显示屏幕。画面信号分布单元接收画面信号，根据画面信号的像素灰阶分布情形做灰阶值对像素分布数量的统计，来输出一关系资料，画面信号判断单元耦接至画面信号分布单元的输出，画面信号判断单元根据关系资料来得到一参考信号，此参考信号用来表示画面的明暗程度，背光调整评估单元耦接至画面信号判断单元的输出，此背光调整评估单元根据参考信号进行背光调整，进而调整一背光模组的背光亮度，而背光模组用以发出光至液晶显示屏幕。上述的背光处理系统中，像素转换单元根据一查表来转换画面信号，画面信号分布单元取出画面信号的每一像素的最大灰阶值，计算每一灰阶值的像素分布数量，并输出灰阶值对像素分布数量的关系资料。画面信号判断单元累加像素分布数量，当累加结果大于或等于画面信号的总像素的一比例数量时，输出参考信号，其中参考信号为累加结果的对应灰阶值，背光调整评估单元除根据参考信号，并根据第一参考值、第二参考值、上限值与下限值，输出一背光调整值，背光调整输出值用以调整背光模组的背光亮度，其中当参考信号介于第一参考值与下限值之间时，以第一调整值作为背光调整值；当参考信号介于第一参考值与第二参考值之间时，以第二调整值作为背光调整值；当参考信号介于第二参考值与上限值之间时，背光调整值表示如下-Backdim=APGL/UP，其中，Backdim代表背光调整值，APGL代表参考信号，UP代表上限值。从另一观点来看，本发明另提出一种背光处理方法，其包括下列步骤一画面信号调整、一平均像素灰阶分析、以及一背光调整评估，且画面信号调整步骤，接收画面信号，转换画面信号的像素并传送到液晶显示屏幕；平均像素灰阶分析步骤，接收画面信号，输出一参考信号；以及背光调整评估步骤，根据参考信号迸行背光调整，以调整光源的背光亮度。上述的背光处理方法中，平均像素灰阶分析步骤还包括下列步骤一画面信号分布、以及一画面信号判断，且画面信号分布的步骤，根据画面信号的像素灰阶分布情形来输出灰阶值与像素分布数量的关系资料；接着，画面信号判断的步骤，接收关系资料并进行分析判断后，输出可进行背光调整的参考信号。本发明背光处理系统因采用画面信号的像素与背光亮度的输出作适当的亮度调整，因此随着不同的画面信号的输入，背光处理系统可以适当地调整出画面像素的明暗对比，并配合减少的光源亮度调整，能够使输出的显示画面，让人眼感觉舒适，所呈现出的效果如同原始画面品质一样，但却可以达到节省功率消耗。为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中图1为现有的背光处理系统架构图。图2为本发明一实施例的背光处理系统架构图。图3为图2的像素转换单元的输入像素与输出像素的灰阶映射关系图。图4为图2的像素转换单元的输入像素与输出像素灰阶值的查表。图5(a)为灰阶值与像素分布数量关系图。图5(b)为从图5(a)中计算参考信号的方法示意图。图6(a)为本发明另一实施例的背光处理方法流程图。图6(b)为本发明实施例的背光处理步骤的详细流程图。具体实施例方式为了改进现有技术的缺点，达到调整后的画面品质如同原始画面品质一样，在本发明的实施例中，会调整原始画面信号的像素的明暗对比。此外，为达到节省背光所消耗功率，本发明实施例根据画面信号适当地调整背光亮度。请参照图2，图2绘示本发明一实施例的背光处理系统架构图。背光处理系统200包括像素转换单元210、平均像素灰阶分析单元220及背光调整评估单元230。其中，平均像素灰阶分析单元220包括画面信号分布单元221及画面信号判断单元222，上述各单元的耦接关系如下，像素转换单元210用以接收画面信号，根据画面信号调整灰阶值并传送至液晶显示屏幕250来显示，画面信号分布单元221接收画面信号，画面信号分布单元221的输出耦接至画面信号判断单元222，画面信号判断单元222的输出耦接至背光调整评估单元230，背光调整评估单元230的输出耦接至背光模组240，接着，说明本发明实施例。请参照图3，图3绘示像素转换单元210的输入像素与输出像素的灰阶映射关系图。图3中有两条线实线与虚线，实线代表没有做任何灰阶值改变，亦即输入像素的灰阶值等于输出像素的灰阶值，虚线则为本发明的实施例所采用的转换曲线，将信号RGB(红、绿、蓝)转换成信号R，G，B'，通过此转换曲线，属于暗态范围301的像素将减少像素灰阶值，所以显示时会变得比未调整前更暗，而属于明态范围302的像素将增加像素灰阶值，所以输出显示时会变得比未调整前更亮，如此能够加强像素的明暗对比，由于属于明态的像素被强化，当背光亮度降低时，在液晶显示屏幕250上所显示的画质可以保持原有色彩的鲜艳性。上述图3的转换曲线也可以有数种不同的表现方式，以下列出三种表示方式，当知本发明并不受限于此。(1)f(x)=255(当x〉a时)；f(x)=[255/(a-x)]*x(当x《a时)。(2)f(X)=0(当X"时);f(x)=[255/(255-a)]*(x-a)(当x>a时)。(3)f(x)=0(当x《a时)；f(x)=255(当x>b时)；f(x)=[255/(b-a)]*(x-a)(当a<x<b时)。x为输入信号的灰阶值，f(x)为输出信号的灰阶值，a与b为两个灰阶参考值。为将本实施例的背光处理系统200实现于中小尺寸电子显示装置，还可将图3的转换曲线的输入像素与输出像素灰阶值关系整合至查表(look-uptable)内，以更降低设计复杂度。请参照图4，图4绘示本发明实施例的输入像素灰阶值RGB与输出像素灰阶值R'G'B'的查表，运用内插运算(或外插运算，其他类似的演算法)，可得到所有输出像素灰阶值，另外，像素转换单元210所使用转换曲线不一定只有一条，根据不同静态或动态影像类型而可运用不同的转换曲线。平均像素灰阶分析单元220能够对于画面信号进行适当判读动作，请参考图5(a)与图5(b)，其绘示为一张完整画面的灰阶值与像素分布数量的关系图。图5(a)与图5(b)中的灰阶值代表各像素中的最大灰阶值，以一个像素一般包括三个红绿蓝子像素为例，某一个像素的灰阶值(红，绿，蓝)=(80，150，180)，则此像素的最大灰阶值为180，且画面信号分布单元221将一张画面的所有像素的最大灰阶值取出，可得到每一灰阶值的像素分布数量，如图5(a)，比如，画面信号解析度为320*240的图像，则会得到(320*240)个最大灰阶值。根据图5(a)，画面信号判断单元222接收来自画面信号分布单元221的灰阶值对像素分布数量的关系资料，并进行分析判断，如图5(b)由高灰阶值向低灰阶值的方向进行像素分布数量的累加计算，当累加结果大于或等于此张画面总像素数目的N。/。(N为正值)时，所对应的灰阶值当作参考信号APGL并输出，在图5(b)中，若N二25，而APGL比如为180，且平均像素灰阶分析单元220根据上述方法提供参考信号APGL至背光调整评估单元230，背光调整评估单元230再根据参考信号APGL作背光亮度调整。另外，图5(b)的方法，画面信号判断单元222也可以由反方向做累加运算，亦即，从低灰阶值向高灰阶值方向进行累加运算，若累加结果大于或等于(100-N)。/。时，则将所对应的灰阶值当作参考信号APGL的值，然后，平均像素灰阶分析单元220输出参考信号APGL至背光调整评估单元230。背光调整评估单元230根据参考信号APGL来进行亮度调整，背光调整评估单元230根据参考信号APGL来产生背光调整值BackDim,以控制背光模组240的亮度，比如，当背光调整值BackDim为1时，表示背光模组240的亮度最亮；当背光调整值BackDim为0时，表示背光模组240的亮度最暗。假设背光调整评估单元230还利用参数P、Q、Mb与Nb来输出背光调整值BackDim，其中(KQ〈P〈255，且(KMhKNb〈1，背光调整值BackDim可表示如下BackDim=APGL/255(当P〈APGL《255);BackDim=Mb(当Q<APGL《P);BackDim=Nb(当0《APGL《Q)。上述参数比如为Mb=0.7，Nb=0.9，Q二120与P二180，O为下限值，255为上限值。当参考信号APGL的值介于0120，代表输入画面信号201属于偏暗，所以将背光调整值BackDim设成0.9，以避免背光亮度降太多会让人感觉影像太暗。同样，当参考信号APGL的值介于120180，代表背光亮度要多降一些，所以背光调整值BackDim设成0.7，另外，当参考信号APGL的值介于180255，背光调整值BackDim为APGL/255。值得一提的是，上述本发明实施例的参数设定值并不限所假设的值，可以依所搭配使用的背光模组240与液晶显示屏幕250，来选择最佳组合的参数设定；或者在不同应用环境或不同影像模式做各种设定，以适当的演算方式与参数，来进行背光亮度调整。请参阅图6(a)，图6(a)绘示本发明另一实施例的背光处理方法流程图。背光处理方法如下，如步骤S601，接收画面信号后，如步骤S602，调整画面信号，且步骤S602的转换例如根据一査表来调整此画面信号的像素灰阶值，当画面信号的像素属于如图3的暗态范围301的像素时，减少像素灰阶值；或者当画面信号的像素属于如图3的明态范围302的像素时，增加像素灰阶值，再如步骤S603，根据画面信号的像素灰阶分布情形，输出参考信号，接者如步骤S604，接收此参考信号来进行背光调整，以调整光源的背光亮度，再依步骤S605，根据光源的背光亮度，显示转换后的画面信号。请参阅图6(b)，绘示步骤S603的详细内容，上述步骤S603还包括下列步骤，如步骤S603a，取出此画面信号中的每一像素的最大灰阶值，计算每一灰阶值的一像素分布数量，以得到灰阶值与像素分布数量的关系资料(如图5a所示)，再如步骤S603b，对此关系资料的像素分布数量进行累加计算(如图5b所示)，且步骤S603c，当累加结果大于或等于画面信号的图像总像素的一比例数量时，则将所对应的灰阶值当作参考信号。'根据上述实施例的说明可知，在本实施例中，背光处理系统会根据输入画面信号的像素灰阶值来调整像素亮度、分析画面亮暗、计算及调整背光亮度等程序，对于不同输入画面信号会有不同的背光调整，且将画面信号适当调整以得到适当的画质，如此一来，使用者观看影像时，维持显示品质，且画面的显示对比也可获得提升，而适度地调整背光亮度具有省电功用，因此本实施例可以实施于中小尺寸电子显示装置，也可以将背光处理系统嵌入于集成电路上。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。权利要求1.一种背光处理系统，包括一像素转换单元，用以接收一画面信号，据以调整该画面信号并输出至一液晶显示屏幕；一画面信号分布单元，接收该画面信号，根据该画面信号的像素灰阶分布情形做灰阶值对像素分布数量的统计，以输出一关系资料；一画面信号判断单元，耦接至该画面信号分布单元的输出，该画面信号判断单元根据该关系资料得到一参考信号，该参考信号用来表示该画面信号的明暗程度；以及一背光调整评估单元，耦接至该画面信号判断单元的输出，该背光调整评估单元根据该参考信号进行背光调整，以调整一背光模组的背光亮度，该背光模组用以发出光至该液晶显示屏幕。2.如权利要求1所述的背光处理系统，其特征在于，该像素转换单元降低该画面信号的像素灰阶值。3.如权利要求1所述的背光处理系统，其特征在于，该像素转换单元提高该画面信号的像素灰阶值。4.如权利要求1所述的背光处理系统，其特征在于，该像素转换单元根据一查表转换该画面信号。5.如权利要求4所述的背光处理系统，其特征在于，该像素转换单元以一内插运算转换该画面信号。6.如权利要求4所述的背光处理系统，其特征在于，该像素转换单元以一外插运算转换该画面信号。7.如权利要求1所述的背光处理系统，其特征在于，该画面信号分布单元取出该画面信号的每一像素的一最大灰阶值，计算每一灰阶值的一像素分布数量，并输出灰阶值对像素分布数量的该关系资料。8.如权利要求7所述的背光处理系统，其特征在于，该画面信号判断单元累加该些像素分布数量，当累加结果大于或等于该画面信号的总像素的一比例数量时，输出该参考信号，且该参考信号为累加结果的对应灰阶值。9.如权利要求1所述的背光处理系统，其特征在于当该参考信号介于一第一参考值与一下限值之间时，该背光调整评估单元输出一第一调整值以进行背光调整；以及当该参考信号介于该第一参考值与一第二参考值之间时，该背光调整评估单元输出一第二调整值以进行背光调整。10.如权利要求9所述的背光处理系统，其特征在于，当该参考信号介于该第二参考值与一上限值之间时，该背光调整评估单元输出一第三调整值以进行背光调整，该第三调整值表示如下Backdim=APGL/UP，其中，Backdim代表该第三调整值，APGL代表该参考信号，UP代表该上限值。11.一种背光处理方法，包括-接收一画面信号；调整该画面信号；取出该画面信号中每一像素的一最大灰阶值，计算每一灰阶值的一像素分布数量，并输出灰阶值对像素分布数量的一关系资料；进行该关系资料的像素数量的累加计算，当该些像素分布数量的累加结果大于或等于该画面信号总像素的一比例数量时，将所对应的灰阶值当作一参考信号并输出；接收该参考信号，根据该参考信号调整一光源的背光亮度；以及根据该光源的背光亮度，显示转换后的该画面信号。12.如权利要求11所述的背光处理方法，其特征在于，调整该画面信号步骤包括降低该画面信号的像素灰阶值。13.如权利要求11所述的背光处理方法，其特征在于，调整该画面信号步骤包括增加该画面信号的像素灰阶值。14.如权利要求11所述的背光处理方法，其特征在于，调整该画面信号步骤还包括根据一査表转换该画面信号。15.如权利要求14所述的背光处理方法，其特征在于，调整该画面信号步骤包括利用一内插运算转换该画面信号。16.如权利要求14所述的背光处理方法，其特征在于，调整该画面信号步骤包括利用一外插运算转换该画面信号。17.如权利要求11所述的背光处理方法，其特征在于，根据该参考信号调整该光源的背光亮度步骤包括当该参考信号介于一第一参考值与一下限值之间时，输出一第一调整值以调整该光源的背光亮度。18.如权利要求17所述的背光处理方法，其特征在于，根据该参考信号调整该光源的背光亮度步骤包括当该参考信号介于该第一参考值与一第二参考值之间时，输出一第二调整值以调整该光源的背光亮度。19.如权利要求18所述的背光处理方法，其特征在于，根据该参考信号调整该光源的背光亮度步骤包括当该参考信号介于该第二参考值与一上限值之间时，输出一第三调整值以调整该光源的背光亮度，该第三调整值表示如下-Backdim=APGL/UP，其中，Backdim代表该第三调整值，APGL代表该参考信号，UP代表该上限值。全文摘要本发明提供一种背光处理的系统与其方法，对所接收的一画面信号来进行像素调整，并适当地减少背光亮度，且将原始画面信号的像素属于暗态范围的减少灰阶值，而像素属于明态范围的增加灰阶值，以获得经调整后的画面信号；背光调整则是根据原始画面信号的灰阶分布，进行灰阶值与像素分布数量的统计，将像素分布数量做累加，当累加值达到一比例数量时会得到一参考信号，根据此参考信号来进行背光亮度调整。文档编号G09G3/36GK101183513SQ20071012806公开日2008年5月21日申请日期2007年6月25日优先权日2006年11月13日发明者李俊贤,罗新台,翁瑞兴,许景富申请人:胜华科技股份有限公司