关于点阵式LED动态背光源及其驱动电路的设计

由于液晶本身不发光,需要通过背光照明,因此目前大多数产品采用冷阴极射线荧光灯（CCFL）作为背光源,但因CCFL的亮度不容易控制和响应速度慢等缺点,造成液晶显示的能源浪费和动态模糊。文章提出了一种基于点阵式LED的动态背光源结构,将单个LED发出的光投射区域限制在散光膜的单一区域,即每个LED只负责液晶部分区域的背光照明。文章还设计了动态背光源的驱动电路,通过对显示的画面进行分析．采用亮度动态控制的方式可以得到不同区域的最佳亮度,同时驱动LED背光达到相应的亮度。并利用Matlab软件仿真LED背光源,结果表明采用动态背光源能有效地降低功耗．提高图像对比度。     

基于图像局部亮度的液晶显示器动态调光算法

为了合理降低液晶显示器的背光功耗,抑制像素补偿导致的截断噪声,减少显示图像的颜色和亮度失真,对基于图像特征的液晶显示器动态调光算法进行研究。首先,根据液晶显示器特性介绍了区域调光算法处理过程,分析了截断噪声产生的原因。提出了基于图像局部亮度的液晶显示器动态调光算法,即基于最大值法得到初始背光值,根据图像局部区域亮度与初始背光分布图对应区域亮度的相似程度修正初始背光值,通过模糊-掩模方法模拟背光的混光扩散过程,结合像素补偿得到调光图像。实验结果表明,使用基于图像局部亮度的液晶显示器动态调光算法处理后,背光功耗平均降低约31.54%;截断噪声平均低至像素总和的1.17%;L~*a~*b颜色空间峰值信噪比(LabPSNR)平均达到37.11dB。应用该算法能够合理降低显示器的背光功耗,使图像的截断噪声得到显著抑制,颜色和亮度失真明显改善,对于各类图像都具有良好的适用性。     

基于FPGA动态背光源及其驱动电路设计

LCD显示离不开背光源的辅助,而现在绝大多数显示器采用恒定亮度背光源,存在显示效果动态模糊以及低对比度等问题,并且耗能也较为严重.文章着重叙述一种基于视频内容逐帧分析,然后选择最佳背光亮度的一种由FPGA控制的动态背光源设计方案.实验采用的是TI公司的TLC5947,具有多个输出通道,可以适用于大规模显示屏.     

一种新的视角可控的液晶显示仿真研究

在PVA显示模式的基础上,研究了一种新型的液晶显示视角切换技术。通过增大液晶分子在暗态下的倾斜角度控制暗态亮度,实现了宽视角下暗态低,显示对比度高;窄视角下暗态高,在相同白态亮度下,显示对比度低。实施可行性:在时序控制芯片系统(Timing Controling,Tcon)中烧录两版code,使用者根据不同环境下对宽窄视角的特性需求选择相应的显示模式,通过宽窄视角下分别采用不同的Tconcode编译驱动电压以实现宽窄视角的面板显示。模拟结果表明:宽视角显示上下左右视角达到80°以上,而窄视角显示上下左右视角均不足40°,从模拟结果看本文提供的宽窄视角显示方法是有效的。     

基于FPGA的头盔显示器的视频驱动电路设计

在此介绍一种高性能的LCD型头盔显示器的视频驱动电路设计。实现了高分辨率DVI视频信号的解码、视频图像处理、LCD驱动等功能。采用FPGA作为硬件平台,对视频信号进行处理、对比度/亮度调节、图像扫描方向控制、LCD驱动时序生成以及MINI-LVDS接口实现等。采用专用芯片产生LCD需要的gamma电压值,实现了0.96英寸的液晶屏的驱动。具有显示分辨率高(1 400×1 050)、参数可调节、接口简单、功耗低等特点。最后通过实物测试,验证了该电路功能。     

基于灰阶熵的LCD动态背光调整

飞机中液晶显示屏上显示的一般是图形和数据,显示界面上有较大范围是暗场景。若采用传统液晶显示器恒定亮度的面光源,会造成不必要的电能消耗,且存在漏光现象导致图像的对比度下降,因此对液晶显示的背光源采用动态背光的控制。文章通过分析常见的平均值和最大值背光亮度提取方法,提出基于灰阶熵的LCD背光亮度调整方法。该方法既解决平均值法失真严重的问题,保证图像质量,同时相比于最大值法又减少功耗,达到降低功耗和保证图像质量的要求。     

基于FPGA的头盔显示的视频驱动电路设计

在此介绍一种高性能的LCD型头盔显示器的视频驱动电路设计。实现了高分辨率DVI视频信号的解码、视频图像处理、LCD驱动等功能。采用FPGA作为硬件平台,对视频信号进行处理、对比度/亮度调节、图像扫描方向控制、LCD驱动时序生成以及MINI-LVDS接口实现等。采用专用芯片产生LCD需要的gamma电压值,实现了0.96英寸的液晶屏的驱动。具有显示分辨率高（1400×1050）、参数可调节、接口简单、功耗低等特点。最后通过实物测试,验证了该电路功能。     

基于亮度补偿算法的显示子系统低功耗的设计

低功耗设计是嵌入式系统的一个重要课题,显示系统的功耗在整个系统功耗占有很大比例,降低显示系统功耗成为嵌入式低功耗设计的重中之重。设计基于WindowsMobile操作系统、PXA270处理器,以标准亮度补偿算法为基础,动态降低背光电流以节省功耗,同时相应的调整LCD屏的光透过率,以补偿背光亮度降低带来的图像亮度降低,在人眼可接受的失真范围内,实现了系统功耗的降低。整个设计在驱动层实现,功能稳定,有很好的可移植性。     

中国首台LED背光液晶电视

中国首台LED背光液晶电视在夏新问世，世界范围内能够研发制造LED背光灯液晶电视的品牌不过两三个。LCD的成像原理是利用背后的光源来显示图像，其本身并不会发光，背光源的技术直接影响到液晶电视的画质。随着进入大屏幕时代，对背光的亮度和均匀度的要求也越来越高。目前通常使用的是冷阴极灵光灯（CCFL），装备LED背光的液晶电视色域范围可达到105名，颜色更加丰富，对比度更高，使影像的亮暗反差更大，甚至达到PDP的对比度。     

TFT-LCD在低背光状态下的图像增强算法

在普通的手持显示设备中,降低背光亮度可以减小系统功耗,然而同时会导致显示图像的亮度和对比度下降,影响显示画质.通过分析TFT-LCD和HVS(Human Visual System)的特征,提出了一种在低背光状态下的图像增强算法,可以在较低背光亮度下通过补偿图像的亮度和对比度来增强图像的显示效果.所提出的算法可以根据图像的具体内容选择不同的补偿方式,与同类算法相比,补偿后的亮度值更高.实验结果表明,所提出的算法可以提高图像亮度,改善图像显示效果,从而能更有效地降低系统功耗.     

动态控制的LED背光源设计

以往因CCFL亮度的不可控性,液晶电视是采用调节LCD的控制电压,改变液晶的透过率,来实现对LCD总体亮度的控制,这种方式在很多情况下造成背光模组的光能和电能浪费。而采用亮度动态控制的方式可以很方便地通过调节LED背光源电源的电压或输入电流的大小,从而改变LED的发光强度的方案,可使电视在LED较低能耗条件下工作。亮度动态控制就是通过对显示的画面进行分析,得到不同区域的最佳亮度同时控制LED背光达到相应的亮度。     

液晶电视3D显示技术的探讨与设计

随着3D显示技术的飞快发展和产品线的逐渐成熟,家用3D电视已经逐步取代普通的2D电视成为广大消费者的首要选择,在种类繁多的显示系统中,快门式3D液晶显示系统以其立体效果突出、画面分辨率高、液晶模组成本低等优势得到了市场的广泛认可。本文主要研究快门3D液晶电视背光源设计和驱动,包括电源设计、软件控制和LED光源的控制三大部分,其中硬件设计包括升压模块的设计和恒流源的设计,软件控制包含背光灯条电流、占空比以及时序的控制。3D LED串并联通过调节各个灯条的亮度、延时以及电压大小实现对LED背光扫描时序的控制。     

侧出 LED 背光动态调光算法研究

液晶显示具有对比度和能效不高的问题。动态调光可以有效提高液晶显示对比度并降低能耗。针对市场主流背光产品,提出了用于侧出式背光的全局调光算法。根据图像特征值,确定背光调光亮度。根据S曲线方程,对液晶像素进行补偿,高于S曲线拐点的像素亮度值增加,低于拐点的亮度值减少,有效提高静态对比度。最后进行了软件仿真,并开发了工程化样机。播放包括常见电视内容的视频,平均节能率为17%,没有人眼感知的失真。     

高动态范围图像采集及其双屏显示系统研究

为了更真实再现大范围亮度,获得更接近于真实的画面效果,设计并实现了高动态范围图像采集及其双屏显示系统.首先,研制了基于液晶光阀的光强连续选通成像系统,以实现高动态范围图像采集;其次,通过扩展动态范围图像处理算法将其合成高动态图像;最后,以液晶屏和LED组合作为显示源,双屏叠加,从而显示高动态范围图像.实验证明,所设计的系统图像对比度达到10 000∶1以上,功率减少了60.2％,LED亮度均匀性在95％以上.     

基于机器视觉的低背光条件下智能视频监控系统

为解决视频监控系统在低背光亮度条件下视频图像显示清晰度下降的问题,设计基于机器视觉的低背光条件下智能视频监控系统。视频图像采集子系统通过一体化摄像机采集视频图像,该种视频图像信号通过A/D转换器转换成数字信号传输到视频图像处理模块后,通过低背光条件下的图像增强算法,将RGB颜色空间图像转变为YIQ颜色空间,依照视频图像亮度平均值判断溢出点的值,依据该值在整体上动态调节视频图像亮度补偿的强度后,转变回RGB颜色空间图像,并通过Michelson对比度运算过程,增强亮度补偿后视频图像的局部对比度。视频图像管理子系统,在ARM核与DSP核的控制下,根据增强后视频图像数据,采用行为模式判断方法进行目标检测、分析、定位与跟踪等管理与控制。实验结果表明与对比系统相比,该系统对于低背光条件下的视频图像处理效果更好,且视频图像压缩性能和目标定位精度均存在显著优势。     

中国家电厂商 创建非压缩传输标准DIVA

目前LCD电视已经大量采用动态背光技术,也就是根据画面的整体亮度以及环境亮度,适当降低背光亮度,起到节能的作用。而进一步的突破方向还包括提高LCD面板开口率(增加透光量,也就提高了亮度)、采用新式光学膜(可以减少背光的损耗和流失,增加背光的使用效率和显示亮度)、使用低功耗的电路元件或减少电路和零组件也可以对降低耗电量有所贡献。而被当作高画质电视发展方向的LED背光电视也需要尽快摆脱耗电过高的形象。一部分努力是来自LED技术的发展,通过使用发光效率较高的白光LED,可以减少背光使用的LED数量,也就减少了功耗。另外一个有价值的方向是区域控制技术,这是液晶电视已经普及的动态背光技术的加强。目前电视的背光调节是整体进行的,遇到整体较暗的场景就可以降低背光功耗,但对于半明半亮、局部亮整体暗的画面,传统背光就只能保持高亮度输出。而LED背光既然是由许多颗LED组成,就可以将画面划分为许多区域,与每个LED单元分别对应,可以进行更细致的背光亮度调节。而且LED背光的响应时间更快,很适合进行精确地调节,观众不易察觉其中的变化。随着能源价格的快速上涨,各国政府和消费者对于环保节能的需求日趋严格,欧洲和日本政府都开始对平板电视电视的功耗做出了明确的规定。随着环保理念的深入,除了功耗、效率、材料这样的表面指标,产品在生产销售过程中的碳排放量也逐渐会受到业界、政府、消费者的重视。平板电视的产业竞争,不仅仅是过去推崇的产能竞赛、不断追求画质提升、不断压缩成本等,而逐渐关注产品的环保特性,致力于推动节约能耗、工艺和材质对环境友好的绿色革命。     

基于亮度均值的动态直方图均衡算法

基于子行驱动下的图像显示因低灰阶数据的丢失造成图像对比度的下降,直方图均衡算法是一种常用的提高图像对比度的增强方法,但由于均衡化后的亮度饱和效应,增强后的图像不适于应用于电子显示设备.因此提出一种基于灰度级频数,亮度均值为强调因子的动态直方图均衡算法,在提高图像对比度的同时,保持均衡前后图像的亮度稳定性.     

最大LED背光灯

最近，LG菲利普开发了81cm（32in）和119cm（47in）LED背光灯将应用于TFT-LCD电视。此灯配有环境亮度自动分析系统控制背光灯亮度，因而可根据环境亮度控制TFT-LCD屏亮度。此背光灯不仅面积大，而且具有高对比度10000：1，色重现性比冷阴极荧光灯高145％，发光均匀、高亮度等优点。但在价格和功耗方面还不能与冷阴极荧光灯相比，有待改进。     

HDR技术与区域调光算法

高动态范围图像是当前全球显示及电视行业最热门的先进技术,它可以提供更多的动态范围和图像细节。创维研发的高动态范围、高亮度、高对比度的背光控制技术,实现了LED动态多分区光源处理,可以提供更广、更精准、影像动态范围更高的画面处理能力。本文主要介绍了HDR技术和区域调光背光驱动与算法研究。     

基于局部均值和标准差的LCD动态背光调整

为了在降低液晶显示器背光功耗的同时能够保持图像质量,提出了基于局部均值和标准差的LCD背光调制算法。该算法能有效降低低对比度和较暗区域的背光亮度,提高图像的对比度,并保证高对比度和较亮区域的图像质量。对背光信号进行了保值平滑处理,使每个区域与周围区域之间能够平滑过渡,整幅图像视觉上更加柔和。