[发明专利]一种Mini-LED背光分区控制系统及方法

说明书

本发明提供了一种Mini‑LED背光分区控制系统，包括视频信号输入模块、数据处理与控制模块、面板驱动显示模块、背光驱动模块以及背光显示模块。本发明建立了对比度、功耗和系统复杂度与背光分区数量之间的深度学习模型，确定了最优背光分区。系统通过对分区图像进行处理，并结合背光亮度矩阵补偿的分区调光算法，从而调节分区的背光驱动信号，实现与图像信息匹配的区域背光亮度控制。本发明的有益效果：建立背光分区数量与对比度及功耗的量化模型，综合考虑分区实施方案的复杂度确定了最优分区，并采用背光模糊模型的调光方法，可以更加准确的反映背光的真实分布状况，大幅提升Mini‑LED区域调光的精准度，并优化了功耗和对比度。

技术领域

本发明属于液晶显示技术设备领域，尤其是一种Mini-LED背光分区控制系统及方法。

背景技术

显示技术的发展使得显示设备可以提供人们动态、清晰、内容丰富的画面，满足人们对物体和世界画面重构的需求。从早期的CRT显示，到PDP显示，直至目前广泛使用的LCD显示，显示技术每次发展都带来革命性的突破。但是，显示技术并没有止步于此，随着人们生活水平的提高，人们对显示设备体验的需求不断提升。近些年来，LCD显示技术结合LED背光区域调节技术，使得LCD显示技术具有媲美OLED等新型平板显示技术的优势，具有超高分辨率、广色域、高对比度、高亮度、高动态范围、低功耗的显示特点。

传统的LCD背光分区方案主要是采用LED背光模组阵列结合区域背光控制方法来实现良好的显示效果。目前，主流的显示设备厂商采用的Mini-LED背光模组相对于传统LED背光模组方案，具有尺寸更小，可控分区数量更多，混光距离更短的优点，故显示效果更佳。但是，无论LED或Mini-LED分区方案均未能明确背光分区数量的选择因素，更没有定量分析确定分区数与显示设备对比度及功耗等性能之间的关系，也未能考虑分区方案实现的复杂度，从而导致传统背光方案的分区数量无法实现全局最优。

发明内容

本发明针对传统方案存在问题，通过确定背光分区数量与对比度、功耗以及系统复杂度三者之间的量化关系，从而确定最佳的背光分区数量，并通过分区控制方法实现了最优的显示方案。本发明所解决的技术问题在于提供一种Mini-LED背光分区控制系统及方法，首先搭建了可编程逻辑门阵列的背光分区控制系统，并建立了对比度、功耗和系统复杂度与背光分区数量之间的深度学习模型，确定了最优背光分区。最后，采用背光亮度矩阵补偿的分区调光算法，最小化Mini-LED超多分区背光数量下的图像失真度，同时提高了图像显示的对比度，并优化了功耗。

本发明首先公开了一种Mini-LED背光分区控制系统，包括：

视频信号输入模块，主要用于接收外部的视频或图像信号，并将接收到的信号输入到数据处理与控制模块。所述的视频信号包括HDMI、DP等串行格式的视频流信号。所述的图像信号为位图格式的并行数据信号。

数据处理与控制模块，主要实现数据格式的转换和算法的处理和实现。具体包括：（1）数据编解码单元。该单元主要将视频信号输入模块接收的数据信号转换为屏端驱动信号，输出到面板驱动显示模块；（2）背光分区处理单元。该单元主要通过分区背光调节方法实现对各背光分区单元的亮度进行调整，并将调整后的背光驱动信号输出到背光驱动模块，实现背光分区亮度的控制。

面板驱动显示模块，该模块包括数据驱动单元、栅极驱动单元和液晶显示面板。所述的数据驱动单元主要接收数据处理与控制模块输出的编码后数据驱动信号，通过模数转换为面板的像素灰阶电压，驱动面板显示；栅极驱动单元主要是接收数据处理与控制模块输出的扫描驱动控制信号，实现面板像素开关的开启和关断，配合数据驱动模块实现一帧图像的显示和刷新。液晶显示面板中的像素单元在像素灰阶电压和扫描驱动控制信号的作用下，实现图像不同灰阶的显示。

背光驱动模块，该模块主要是接收数据处理与控制模块计算得到的各分区的背光数据驱动信号，从而动态调整各分区灯珠的驱动电流大小，实现各分区背光亮度的调节和输出。