本发明涉及液晶显示技术领域， 特别涉及一种侧入式背光的图像补偿方 法及液晶显示设备。 背景技术

背光源区域控制技术是在保持图像亮度的前提 下， 根据所要显示的区域 图像内容调节背光源亮度， 并对像素进行相应的补偿， 能有效地节省功耗、 提高对比度。 根据亮度调制维数的不同， 背光源可分为 0维调光、 1 维调光 和 2维调光模式。 根据光源位置的不同， LED (发光二极管 ) 背光源又分为 直下式与侧光式。 直下式 2维调光是将屏幕分为多个水平和垂直分区， 让各 个分区能够独立调整明暗度。 由于直下式各区域间的影响范围有限， 易于进 行背光调暗后的逐点图像补偿， 因此目前大部分的研究都集中在直下式 2维 调光上。 侧光式由于各区域的光源扩散范围较广（如图 1所示）， 不易进行图 像补偿， 因此现有技术中一般与 0维调光结合。 发明内容

(一） 要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何提供一种侧入 式背光的图像补偿方法及 液晶显示设备， 实现侧光式背光源液晶显示设备在 1维动态调光下的图像补 偿。

(二）技术方案 为解决上述问题， 一方面， 本发明提供了一种侧入式背光的图像补偿方 法， 其特征在于， 包括以下步骤：

S1: 将显示界面分为若干与侧光式光源入光方向平 行的分区；

S2: 在每个分区具有实际光源的一侧都设置一个用 于虛拟该侧实际光源 的虛拟光源； S3 : 输入待补偿图像中待补偿点的像素值及所述待 补偿点在显示界面平 面中的坐标；

S4: 根据所述待补偿点的坐标以及设置的虛拟光源 的坐标计算所有虛拟 光源全亮度时所述待补偿点的全亮背光亮度与 所有虛拟光源调暗时所述待补 偿点的调暗背光亮度之间的比值；

S5: 根据所述比值得到所述待补偿点的补偿因子；

S6: 利用所述补偿因子对所述待补偿点的像素值进 行补偿， 得到所述待 补偿点补偿后的像素值；

S7: 判断是否待补偿图像中的所有待补偿点均被补 偿：

如果没有， 则输入待补偿图像中下一个待补偿点的坐标及 像素值， 并返 回到步骤 S4;

否则， 所述待补偿图像的补偿结束。

另一方面， 本发明还提供了一种液晶显示设备， 包括图像补偿模块， 所 述图像补偿模块包括：

分区单元， 用于将显示界面分为若干与侧光式光源入光方 向平行的分区； 虛拟光源设置单元， 用于在每个分区具有实际光源的一侧都设置一 个用 于虛拟该侧实际光源的虛拟光源；

输入单元， 用于输入待补偿图像中待补偿点的像素值及所 述待补偿点在 显示界面平面中的坐标；

比值计算单元， 用于根据所述待补偿点的坐标以及设置的虛拟 光源的坐 标计算所有虛拟光源全亮度时所述待补偿点的 全亮背光亮度与所有虛拟光源 调暗时所述待补偿点的调暗背光亮度之间的比 值；

补偿因子计算单元， 用于根据所述比值得到所述待补偿点的补偿因 子； 补偿单元， 用于利用所述补偿因子对所述待补偿点的像素 值进行补偿， 得到所述待补偿点补偿后的像素值。

(三）有益效果 上述技术方案中的一个技术方案具有如下的优 点： 本技术方案釆用计算 待补偿点的全亮与调暗背光亮度之间的比值得 到待补偿点的补偿因子， 进而 对待补偿点进行补偿的技术手段， 达到了实现侧光式背光源液晶显示设备在

1维动态调光下的图像补偿的技术效果。

上述技术方案中的另一个技术方案具有如下的 优点： 本技术方案的液晶 显示设备釆用了图像补偿模块实现上述对图像 的补偿方法， 降低了背光源成 本、 节省功耗、 提高对比度。

附图说明

图 1为单侧入光式微结构显示设备在 6个分区中点亮一个分区时的色温 图；

图 2为本发明实施例一图像补偿方法的步骤流程� �意图；

图 3为本发明实施例一图像补偿方法步骤 4的具体流程示意图； 图 4为本发明实施例五单侧入光式实际光源光照� �扩散示意图； 图 5为本发明实施例五单侧入光式虛拟光源光照� �散示意图。 具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明 如下。 实施例一： 由于用户通过液晶示设备看到的图像表面亮度 是背光源亮度与图像的像 素值共同作用的结果， 因此， 当液晶显示设备的背光源的亮度被调暗时， 为 了保持图像表面亮度不变， 需要对像素的值进行补偿。

如图 2所示， 本实施例记载了一种侧入式背光的图像补偿方 法， 包括以 下步骤：

S1 : 将显示界面分为若干与侧光式光源入光方向平 行的分区。

S2: 在每个分区具有实际光源的一侧都设置一个用 于虛拟该侧实际光源 的虛拟光源；

本实施例中， 所述步骤 S2中的虛拟光源的通过下面的方法设置： 根据分区中一侧所有实际光源的照射范围得到 该侧虛拟光源的照射范围 边界；

根据所述照射范围边界设置该侧的虛拟光源。

S3: 输入待补偿图像中待补偿点的像素值及所述待 补偿点在显示界面平 面中的坐标。

S4: 根据所述待补偿点的坐标以及设置的虛拟光源 的坐标计算所有虛拟 光源全亮度时所述待补偿点的全亮背光亮度与 所有虛拟光源调暗时所述待补 偿点的调暗背光亮度之间的比值。 其中虛拟光源调暗指的是虛拟光源的亮度 被调低至非 100%全亮度的状态，虛拟光源的亮度由被虛拟� �实际光源决定的 的， 当实际光源为全亮度时， 虛拟光源也为全亮度， 当实际光源的亮度被调 低 （即实际光源调暗） 时， 虛拟光源的也被调暗至对应程度。

如图 3所示， 在本实施例中， 所述步骤 S4具体包括：

S41 : 根据所述待补偿点的坐标以及设置的虛拟光源 的坐标计算待补偿点 到各虛拟光源的横向距离和纵向距离；

S42: 根据所述横向距离和纵向距离得到待补偿点与 各虛拟光源的连线与 入光方向之间的夹角值； 并根据所述夹角值计算待补偿点与每个虛拟光 源的 角度影响值；

S43: 计算待补偿点与各虛拟光源的横向距离影响值 ；

S44: 将所述待补偿点与一虛拟光源的角度影响值、 待补偿点与该虛拟光 源的距离影响值以及该虛拟光源全亮度时的亮 度值相乘得到该虛拟光源在待 补偿点的全亮背光亮度， 将所有虛拟光源在待补偿点的全亮背光亮度相 加得 到所有虛拟光源全亮度时所述待补偿点的全亮 背光亮度；

将所述待补偿点与一虛拟光源的角度影响值、 待补偿点与该虛拟光源的 距离影响值以及该虛拟光源调暗时的亮度值相 乘得到该虛拟光源在待补偿点 的调暗背光亮度， 将所有虛拟光源在待补偿点的调暗背光亮度相 加得到所有 虛拟光源调暗时所述待补偿点的调暗背光亮度 ；

S45: 计算所述所有虛拟光源全亮度时所述待补偿点 的全亮背光亮度与所 有虛拟光源调暗时所述待补偿点的调暗背光亮 度之间的比值。

S5: 根据所述比值得到所述待补偿点的补偿因子。

本实施例中， 所述步骤 S5具体为： 对所述比值取 ^次方运算， 得到所述 待补偿点的补偿因子， 所述 为显示面板的伽马值。

S6: 利用所述补偿因子对所述待补偿点的像素值进 行补偿， 得到所述待 补偿点补偿后的像素值。

本实施例中， 所述步骤 S6具体为： 分别将待补偿点像素值中的 R值、 B 值和 G值乘以所述补偿因子， 并取相乘后得到的值与 255之间更小一个分别 作为补偿后待补偿点像素值的 R值、 B值和 G值。

S7: 判断是否待补偿图像中的所有待补偿点均被补 偿：

如果没有， 则输入待补偿图像中下一个待补偿点的坐标及 像素值， 并返 回到步骤 S4;

否则， 所述待补偿图像的补偿结束。

通过上面的方法， 可以实现侧光式背光源液晶显示设备在 1 维动态调光 下的图像补偿。 实施例二：

在实施例一中， 当所述侧光式光源为单侧入光时， 由于待补偿点与所有 虛拟光源的横向距离都相等， 所以所有的待补偿点与所有虛拟光源的横向距 离影响值都相等， 比值的左右部分可同时约掉横向距离的影响值 ， 因此在单 侧入光时可以不需要对横向距离影响值进行计 算， 省略计算步骤， 加快图像 补偿的时间。

本实施例中所述步骤 S4为：

S41' : 计算待补偿点到各虛拟光源的横向距离（即沿 平行于光源入光方向 的距离） 和纵向距离 （即垂直于光源入光方向的距离）；

S42' :根据所述横向距离和纵向距离得到待补偿点� �各虛拟光源的连线与 入光方向之间的夹角值， 根据所述夹角值计算待补偿点与每个虛拟光源 的角 度影响值；

S44' :将所述待补偿点与一虛拟光源的角度影响值� �及该虛拟光源全亮度 时的亮度值相乘得到该虛拟光源在待补偿点的 全亮背光亮度， 将所有虛拟光 源在待补偿点的全亮背光亮度相加得到所有虛 拟光源全亮度时所述待补偿点 的全亮背光亮度；

将所述待补偿点与一虛拟光源的角度影响值以 及该虛拟光源调暗时的亮 度值相乘得到该虛拟光源在待补偿点的调暗背 光亮度， 将所有虛拟光源在待 补偿点的调暗背光亮度相加得到所有虛拟光源 调暗时所述待补偿点的调暗背 光亮度；

S45' :计算所述所有虛拟光源全亮度时所述待补偿� �的全亮背光亮度与所 有虛拟光源调暗时所述待补偿点的调暗背光亮 度之间的比值。 实施例三：

本实施例中， 在实施例一的步骤 S41和 S42之间还包括以下步骤： 将待补偿图像中的待补偿点的横坐标值除以设 定数值， 得到商和余数； 将得到的商以及纵坐标值相同的待补偿点划分 在同一小组内；

再对所述余数进行判断： 若是得到的余数为零， 则将该待补偿点作为本 小组内的第一个待补偿点， 并转到步骤 S42; 否则待补偿点与每个虛拟光源 的角度影响值复用本小组内第一个待补偿点的 角度影响值， 并转到步骤 S43。

在本实施例中， 所述设定数值为分区总数。 在本发明的其它实施例中， 根据计算精度需要， 该设定数值还可以为其它适合的数字。

每个待补偿点都需要对所有虛拟光源计算角度 影响值， 计算量较大， 而 由于横向坐标差值在一定范围内的待补偿点间 的角度影响值的相差很小， 因 此本实施例中对每小组的待补偿点复用该组第 一个待补偿点的角度影响值， 便于硬件实现时流水输出， 加快图像补偿速度。 实施例四：

在本实施例中， 除了实施例一记载的内容外， 所述图像补偿方法还包括 对横向距离的倒数、 角度影响值计算函数、 横向距离影响值计算函数和补偿 因子计算函数建立表格， 通过查询所述表格并进行线性插值的方式得到 横向 距离的倒数、 角度影响值、 横向距离影响值和补偿因子。

通过本实施例对硬件计算较困难的函数通过建 立表格以及查表插值的方 式进行计算， 提高了计算速度。 实施例五：

下面以一个具体应用实例来对本发明进行更为 详细的说明：

一种侧入式背光的图像补偿方法， 包括以下步骤：

S501 : 将显示界面分为若干与侧光式光源入光方向平 行的分区。

如图 4所示， 在本实施例中， 通过等分的方式对显示界面进行分区， 侧 光式光源入光方向为水平方向， 因此本实施例中的分区为水平分区， 所述分 区总数 region num为 6个。

S502: 在每个分区具有实际光源的一侧都设置一个用 于虛拟该侧实际光 源的虛拟光源；

本实施例中， 所述步骤 S502中的虛拟光源的通过下面的方法设置： 根据分区中一侧所有实际光源的照射范围得到 该侧虛拟光源的照射范围 边界； 从图 1可以看出， LED光源发射的光是有一定的出射角度的， 与光源 中心距离越远、 角度越大， 亮度值越小， 反之与光源中心距离越近、 角度越 小， 亮度值越大。 如图 4所示为单侧入光式的实例， 每个分区的左侧具有三 个实际 LED光源， 虛线部分为各光源照射范围的边界， 灰色区域为点亮一个 水平分区的所有实际光源时光的照射范围；

由于本实施例的方法只需要用到待补偿点的全 亮背光亮度与调暗背光亮 度之间的比值， 因此本发明认为点亮一个水平分区时， 图像中每个点是受到 一个远处的虛拟光源对其作用的结果。 根据上述照射范围边界设置该侧的虛 拟光源， 如图 5所示， 其中（^)，^)表示第 个虛拟光源的纵坐标和横坐标， 、 分别表示待补偿点 与第 个虛拟光源的横向距离、 纵向距离、 以及待补偿点与各虛拟光源的连线与入光方向 之间的夹角。

S503：输入待补偿图像中待补偿点在显示界面� �面中的坐标 j、及原始的 像素 RGB值 《。

其中 为纵坐标， 坐标轴沿与入光方向垂直的方向； 为横坐标， 坐标轴 沿与入光方向平行的方向；

S504:根据所述待补偿点的坐标 以及设置的虛拟光源的坐标计算所有 虛拟光源全亮度时所述待补偿点的全亮背光亮 度与所有虛拟光源调暗时所述 待补偿点的调暗背光亮度之间的比值。

在本实施例中， 所述步骤 S504具体包括：

S5041: 根据所述待补偿点的坐标以及设置的虛拟光源 的坐标计算待补偿 点到各虛拟光源的横向距离；

S5042: 判断是否需要重新计算角度影响的和、 角度影响与背光系数乘积 的和；

具体为用横坐标 对分区总数 region _ num取余数， 如果为 0 (即该组第 1 个待补偿点）， 则需要重新计算各个虛拟光源在待补偿点的角 度影响的和（单 侧入光时为 _^m, 双侧入光时为 _s m、 θ s )、 角度影响与背光系数 乘积的和（单侧入光时为 _b/_s画 ， 双侧入光时为 _b/_s画 、 0 _r _bl_sum), 进入步骤 S5043; 否则， 复用该组第一个待补偿点的角度影响的和、 角度影 响与背光系数乘积的和， 进入步骤 S5044。

S5043: 根据所述横向距离和待补偿点到各虛拟光源的 纵向距离得到待补 偿点与各虛拟光源的连线与入光方向之间的夹 角值， 即^二^^^!^^丄)， 根 据所述夹角值计算待补偿点与每个虛拟光源的 角度影响值誦；

1

在本实施例中， 所述角度影响值 ½)=^^, 其中 a、 b为与分区数及

1 +

a 模组结构有关的常数。

本实施例中， 通过查表并进行线性插值的方法得到所述夹角 值： 首先： 将横向距离 作为索引， 查询预先建立的表 zJ/r _± w并对结果进行 线性插值得到横向距离 的倒数丄； 然后计算待补偿点到各虛拟光源的纵向距离 _Λ = | - y ₀ (k)\； 计算纵向距离) ^与横向距离的倒数 1的乘积， 并将其作为索引， 查询预 先建立的表 ZJ/7 _(y X丄)并对结果进行线性插值得到角度的影响 Λ )的值。

X

S5044： 将所述待补偿点与一虛拟光源的角度影响值 Λ )以及该虛拟光 源全亮度时的亮度值相乘得到该虛拟光源在待 补偿点的全亮背光亮度， 将所 有虛拟光源在待补偿点的全亮背光亮度相加得 到所有虛拟光源全亮度时所述 待补偿点的全亮背光亮度；

将所述待补偿点与一虛拟光源的角度影响值、 待补偿点与该虛拟光源的 距离影响值以及该虛拟光源调暗时的亮度值相 乘得到该虛拟光源在待补偿点 的调暗背光亮度， 将所有虛拟光源在待补偿点的调暗背光亮度相 加得到所有 虛拟光源调暗时所述待补偿点的调暗背光亮度 ； 本实施例中待补偿点 J)点受到虛拟光源作用得到的背光亮度 J)可 表示为：

BL(i,j)= X (bl(k)xw _k (i,j)) w _k (i ) = fd( ^x k) ^x fe( ) 其中 b ^A /(fc)表示第 个光源的背光系数， 光源全亮度时（即光源 100%点亮 时）的亮度系数 为 1, 为第 个虛拟光源对 ( )点的影响因子， f _d (x _k ) 表示横向距离 的影响值， Λ½)表示角度 的影响值。 本实施例中横向距离 的影响值 其与角度影响值 Λ½)均为单调递减函数， 其中 c为与 分区数及模组结构有关的常数。

所述待补偿点的全亮背光亮度 (, j)为：

BL _fuU (i,j) = ∑ w _k (i,j)= X (Λ(¾)χΛ½)) 所述待补偿点的调暗背光亮度 a, j)为：

BL _reduced (i,j)= X (bl(k)xw _k (i,j))= X (bl(k)x(f _d (x _k )xf _e (e _k m

S5045: 计算所述所有虛拟光源全亮度时所述待补偿点 的全亮背光亮度与 所有虛拟光源调暗时所述待补偿点的调暗背光 亮度之间的比值。

判断是单侧入光还是双侧入光：

若为单侧入光时， 待补偿点 ( )与所有虛拟光源的横向距离 都相等， 所 以所有的 都相等， 上面的式子可以简化为 角度影响的和 θ _ 誦 与 角 度 影 响 与 背 光 系 数 乘 积 的 和 θ— bl— m £ (bl(k)xf,(e _k ))的比值， 即：

nLreducedyl^ J) ― ―

若为双侧入光（以左、 右侧入光为例 )时， 由于待补偿点 ( )与左边所有 虛拟光源的横向距离 _/都相等， 设为 _/； 点 ( )与右边所有虛拟光源的横 向距离 _r也都相等， 设为 x_r。 但由于图像宽度 为偶数， 因此 x_l≠x_r. 由于左右虛拟光源是关于图像正中心的列对称 的， 因此计算左右 虛拟光源对点（ )关于横向距离的影响函数 Λ是一样的， 因此 f _d (x_l)≠f _d (x_r)。 设左边角度影响的和为 _^«、 右边角度影响的和为 _s m、 左边角 度影响与背光系数乘积的和为 _^_^^、右边角度影响与背光系数乘积的和 为 0 _r _bl_sum , 则有：

6 _l _bl_sum= 2 (bl(k)xf _e (0 _k _l)) , 0 _r _bl_sum= ^ (bl(k)xf _e (0 _k _r)) 则所有虛拟光源全亮度时所述待补偿点的全亮 背光亮度与所有虛拟光源 调暗时所述待补偿点的调暗背光亮度之间的比 值为：

BL (/， j) f _d (x _1)χθι _ um + f _d (x_r)x0 _r _ sum

n _T f, (x I) x Θ, bl sum + fAx r)x0 bl sum 无法像单侧入光时直接约掉 f _d (x-r) . 设 )为左右两虛拟光源间的距离， 由于 x_ _r = D-x_l , 因此 f x_r) = fAD- _X _ 。 建立左右侧距离影响的相关函数 ( 为：

C /)=^^= ^FAX - ^L)

~ f _d (x-r) f _d (D-x_l) 则比值可以简化为：

BL (/， j) C _d (x_l)x0 _l _ sum + O _r _ sum

n _T ,'· A , (x I) x Θ, bl sum + 6 _r bl sum 本实施例中， 通过横坐标 j与左侧虛拟光源的横坐标 的差值得到横向距 离 ^_/, 查询预先建立的表 J/z _z)并对结果进行线性插值， 得到左右侧距 离影响的相关函数 c _rf _z)的值， 最终得到补偿点全亮度与调暗后背光亮度的

S505: 根据所述比值得到所述待补偿点的补偿因子 。

本实施例中， 所述步骤 S505具体为： 对所述比值取 ^次方运算， 得到所 述待补偿点的补偿因子， 所述 ^为显示面板的伽马值（一般取 2.2), 即：

BLreduced (, j) 本实施例中将待补偿点全亮度与调暗后背光亮 度比值 ^BLfuu 作为索

BLreduced (, j) 引， 通过查询预先建立的伽马表 J/z BLfuii (ί, j)

并对结果进行线性插值，得

BLreduced (, j)

BLfuii ( , j)

到补偿因子 (- )的值 ₍

BLreduced (, j)

S506: 利用所述补偿因子对所述待补偿点的像素值进 行补偿， 得到所述 待补偿点补偿后的像素值。

本实施例中， 所述步骤 S506具体为： 分别将待补偿点像素值中的 R值、 B值和 G值乘以所述补偿因子， 并取相乘后得到的值与 255之间更小一个分 别作为补偿后待补偿点像素值的 R值、 B值和 G值， 即： reduced min(255,/ x/J

其中 是该像素补偿后的 RGB值， / _/¾ „是该像素原始的 RGB值。 S507: 判断是否待补偿图像中的所有待补偿点均被补 偿：

如果没有， 则输入待补偿图像中下一个待补偿点的坐标及 像素值， 并返 回到步骤 S504;

否则， 所述待补偿图像的补偿结束。 实施例六：

本实施例记载了一种用于实现实施例一所述图 像补偿方法的液晶显示设 备， 包括图像补偿模块， 所述图像补偿模块包括：

分区单元， 用于将显示界面分为若干与侧光式光源入光方 向平行的分区； 虛拟光源设置单元， 用于在每个分区具有实际光源的一侧都设置一 个用 于虛拟该侧实际光源的虛拟光源；

输入单元， 用于输入待补偿图像中待补偿点的像素值及所 述待补偿点在 显示界面平面中的坐标； 比值计算单元， 用于根据所述待补偿点的坐标以及设置的虛拟 光源的坐 标计算所有虛拟光源全亮度时所述待补偿点的 全亮背光亮度与所有虛拟光源 调暗时所述待补偿点的调暗背光亮度之间的比 值；

补偿因子计算单元， 用于根据所述比值得到所述待补偿点的补偿因 子； 补偿单元， 用于利用所述补偿因子对所述待补偿点的像素 值进行补偿， 得到所述待补偿点补偿后的像素值。

本发明的上述实施例实现了侧光式背光源液 晶显示设备在 1 维动态调光 下的图像补偿， 并通过虛拟光源、 复用角度值、 建立表格等方法来减少计算 量， 达到实际应用的要求， 降低了背光源成本、 节省功耗、 提高对比度。

以上实施方式仅用于说明本发明， 而并非对本发明的限制， 有关技术领 域的普通技术人员， 在不脱离本发明的精神和范围的情况下， 还可以做出各 种变化和变型， 因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴 ， 本发明的专 利保护范围应由权利要求限定。

工业实用性

本发明提供一种侧入式背光的图像补偿方法及 液晶显示设备， 实现了侧 光式背光源液晶显示设备在 1维动态调光下的图像补偿， 并通过虛拟光源、 复用角度值、 建立表格等方法来减少计算量， 达到实际应用的要求， 降低了 背光源成本、 节省功耗、 提高对比度， 具有工业实用性。