一种基于液晶显示器叠加的图像增强方法及系统

技术领域

本申请涉及显示器的领域，尤其是涉及一种基于液晶显示器叠加的图像增强方法及系统。

背景技术

液晶显示器也叫作LCD显示屏，被广泛地应用在平板电脑、电视或手机等电子产品中。

相关技术中，LCD屏幕发光来源于背光板或背光层向像素层透射光线，通过控制液晶层的液晶分子扭转以调节光线投射的量，背光板发出的白光经过像素层越多，则显示出来的图像越亮；反之，则显示出来的图像越暗。

针对上述中的相关技术，发明人认为，由于背光板统一发光，在屏幕显示画面亮度差较大的情况下，例如一部分像素点发出的亮度较大，相邻的一部分像素点发出的亮度较小，此时亮度较大的像素点发出的光线投射到；亮度降低的像素点上，而导致原本应该显示较暗的像素点亮度值增加，从而在亮度较大的画面区域周边显示出光晕；另一方面，由于背光板统一发光，在较暗环境下手机周边缝隙中存在少量漏光的情况，同样也会出现光晕的情况，上述两种光晕的出现则会影响使用者的使用体验。

发明内容

为了改善LCD显示器出现光晕情况，本申请提供一种基于液晶显示器叠加的图像增强方法及系统。

一方面，本申请提供的一种基于液晶显示器叠加的图像增强的系统采用如下的技术方案：

一种基于液晶显示器叠加的图像增强的系统，包括显示器本体，所述显示器本体包括处理单元和屏幕，所述屏幕从内到外依次包括背光层、均衡层、光调制层、像素层；

所述背光层用于向所述像素层透射光源；包括位于显示器中央的呈矩形的中央背光板，所述中央背光板边缘上设置有呈矩形框状的外框背光板，所述中央背光板和所述外框背光板拼接形成所述背光层；所述中央背光板和所述外框背光板的开启或关闭受控于所述处理单元；

所述均衡层用于将所述中央背光板和外框背光板所发出的光均匀化并投射到所述光调制层；

所述光调制层包括方向不同的第一偏光膜和第二偏光膜，所述第一偏光膜和所述第二偏光膜之间设置有液晶层，所述液晶层受控于所述处理单元；

所述像素层包括若干像素点，每个所述像素点包括RGB三个不同的子像素点；

所述像素点包括中央像素点和外框像素点，所述中央像素点所形成的区域与所述中央背光板所形成的区域相同；

所述外框像素点所形成的区域与所述外框背光板所形成的区域相同；

所述处理单元用于接收输入图像，并驱动所述液晶层的液晶分子转动将所述输入图像成像在所述像素层上；

还用于获取每个所述中央像素点的第一亮度值和每个所述外框像素点的第二亮度值，并根据所述第一亮度值分布情况和所述第二亮度值分布情况控制所述中央背光板和所述外框背光板的开启或关闭。

通过采用上述技术方案，本申请对LCD显示器的背光板进行分区设置为中央背光板和外框背光板，并根据中央背光板的外框背光板的分布区域划分像素层中像素点的分布，再对像素点的亮度值分布情况控制中央背光板和外框背光板的开启或关闭，在纯黑画面时对控制所有背光板关闭，在类电影画面时控制外框背光板关闭，改善在显示器边缘漏光，减小显示器周围出现光晕的情况，提高使用者使用舒适度。

可选的，所述外框背光板包括第一外框背光板和第二外框背光板，所述第一外框背光板设置于所述中央背光板的外边缘，所述第二外框背光板设置于所述第一外框背光板的外边缘，所述中央背光板、第一外框背光板和第二外框背光板拼接形成所述背光层。

通过采用上述技术方案，外框背光板由边框更窄的第一外框背光板和第二外框背光板组成，提高控制背光板分区点亮的精度，适应于不同具有黑边的画面，提高画面放映质量。

可选的，所述外框像素点包括第一外框像素点和第二外框像素点，所述第一外框像素点所形成的区域相应于所述第一背光板，所述第二外框像素点所形成的区域相应于所述第二背光板。

通过采用上述技术方案，外框像素点对应于外框背光板，外框像素点包括与第一外框背光板对应的第一外框像素点和与第二外框背光板对应的第二外框像素点，提高对像素点亮度值分布检测精度，适应于不同具有黑边的画面，提高画面放映质量。

可选的，所述均衡层为雾化玻璃层。

通过采用上述技术方案，在中央背光板和外框背光板都点亮的情况下，通过雾化玻璃层将光线更加均匀地投射过，提高光线强度的均匀，提高视觉舒适度；

在放映具有黑边的画面且关闭外框背光板关闭的情况下，通过中央背光板提供亮度，光线经过雾化玻璃层从中央位置传导到外框位置，使得向外框像素点提供少量光源，为黑边上可能需要显示的画面提供光源，例如，弹幕或字幕；但由于光随着雾化玻璃的传导而减弱，在改善显示器漏光的同时，外框上的弹幕或字幕仍然能够显示。

另一方面，本申请提供的一种基于液晶显示器叠加的图像增强的方法采用如下的技术方案：

一种基于液晶显示器叠加的图像增强的方法，包括以下几个步骤：

设定黑色亮度阈值；

按照中央背光板和外框背光板的位置划分像素层上的像素点，得到中央像素点和外框像素点，所述中央像素点所形成的区域与中央背光板的位置相同，所述外框像素点所形成层的区域与外框背光板的位置相同；

处理单元获取每个所述中央像素点的第一亮度值和每个所述外框像素点的第二亮度值，并根据第一亮度值分布情况和所述第二亮度值分布情况判断：

若每个所述中央像素点的第一亮度值和每个所述外框像素点的第二亮度值均小于或等于所述黑色亮度阈值，则处理单元判定当前画面为纯黑画面，所述处理单元控制中央背光板和外框背光板关闭；

在所述任意一中央像素点的第一亮度值大于所述黑色亮度阈值且任意一外框像素点的第二亮度值小于或等于所述黑色亮度阈值的情况下：

若从像素层边缘向内α行外框像素点的第二亮度值小于或等于所述黑色亮度阈值且从像素层边缘向内β列外框像素点的第二亮度值小于或等于所述黑色亮度阈值，则所述处理单元判定当前画面为类电影画面，处理单元控制所述中央背光板开启、外框背光板关闭；

其中，

通过采用上述技术方案，本申请对LCD显示器的背光板进行分区设置为中央背光板和外框背光板，并根据中央背光板的外框背光板的分布区域划分像素层中像素点的分布，再对像素点的亮度值分布情况控制中央背光板和外框背光板的开启或关闭，在纯黑画面时对控制所有背光板关闭，在类电影画面时控制外框背光板关闭，改善在显示器边缘漏光，减小显示器周围出现光晕的情况，提高使用者使用舒适度。

可选的，所述外框像素点包括所述外框像素点包括第一外框像素点和第二外框像素点；所述外框背光板包括第一外框背光板和第二外框背光板；所述第一外框像素点所形成的区域相应于所述第一背光板，所述第二外框像素点所形成的区域相应于所述第二背光板；

所述处理单元还包括对所述第一外框像素点和所述第二外框像素点的亮度值获取：所述处理单元获取所述第一外框像素点的亮度值得到第三亮度值、获取所述第二外框像素点的亮度值得到第四亮度值。

通过采用上述技术方案，外框背光板由边框更窄的第一外框背光板和第二外框背光板组成，对应于外框像素点有第一外框像素点和第二外框像素点构成；提高控制背光板分区点亮的精度，适应于不同具有黑边的画面，提高画面放映质量。

可选的，处理单元获取每个所述中央像素点的第一亮度值、每个所述第一外框像素点的第三亮度值和每个所述第二外框像素点的第四亮度值，并根据第一亮度值分布情况、所述第二亮度值和所述第四亮度值分布情况判断并控制所述中央背光板、第一外框背光板和第二外框背光板的开启或关闭。

通过采用上述技术方案，外框像素点对应于外框背光板，外框像素点包括与第一外框背光板对应的第一外框像素点和与第二外框背光板对应的第二外框像素点，提高对像素点亮度值分布检测精度，适应于不同具有黑边的画面，提高画面放映质量。

可选的，所述类电影画面是指当前显示器呈现画面存在黑边。

通过采用上述技术方案，类电影画面的情况下对外框背光板进行控制关闭，以改善LCD屏幕边缘漏光的问题。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、本申请对LCD显示器的背光板进行分区设置为中央背光板和外框背光板，并根据中央背光板的外框背光板的分布区域划分像素层中像素点的分布，再对像素点的亮度值分布情况控制中央背光板和外框背光板的开启或关闭，在纯黑画面时对控制所有背光板关闭，在类电影画面时控制外框背光板关闭，减小显示器出现光晕的情况，提高使用者使用舒适度。

2、在中央背光板和外框背光板都点亮的情况下，通过雾化玻璃层将光线更加均匀地投射过，提高光线强度的均匀，提高视觉舒适度；

在放映具有黑边的画面且关闭外框背光板关闭的情况下，通过中央背光板提供亮度，光线经过雾化玻璃层从中央位置传导到外框位置，使得向外框像素点提供少量光源，为黑边上可能需要显示的画面提供光源，例如，弹幕或字幕；但由于光随着雾化玻璃的传导而减弱，在改善显示器漏光的同时，外框上的弹幕或字幕仍然能够显示。

3、光线经过均衡层从中央位置传导到外框位置，延长光线的传播范围，将亮度较大的像素点上的光通过均衡层进行反射和折射分散传播，减小高亮度像素点对低亮度像素点的影响，从而减小亮度较高画面周围出现的光晕，提高视觉舒适度。

附图说明

图1是本申请所述基于液晶显示器叠加的图像增强系统的屏幕示意图。

图2是本申请所述基于液晶显示器叠加的图像增强系统的背光层示意图。

图3是本申请所述基于液晶显示器叠加的图像增强系统的像素层示意图。

图4是本申请所述基于液晶显示器叠加的图像增强方法流程图。

附图标记：100、显示器本体；200、屏幕；300、背光层；301、中央背光板；302、外框背光板；303、第一外框背光板；304、第二外框背光板；400、均衡层；500、光调制层；501、第一偏光膜；502、液晶层；503、第二偏光膜；600、像素层；601、中央像素点；602、外框像素点；603、第一外框像素点；604、第二外框像素点。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

实施例1：

本申请实施例公开一种基于液晶显示器叠加的图像增强的系统。

如图1所示，包括显示器本体100，显示器本体100包括处理单元和屏幕200；屏幕200从内到外包括有背光层300、均衡层400、光调制层500和像素层600。

如图2所示，背光层300设置于屏幕200的底层，背光层300作为光源用于向像素层600透射光线，背光层300包括中央背光板301和外框背光板302，中央背光板301呈矩形状，并设置于屏幕200的中央位置，在中央背光板301的外边缘设置有呈矩形框状的外框背光板302。

外框背光板302包括设置于中央背光板301外边缘的第一外框背光板303和设置于第一外框背光板303外边缘的第二外框背光板304，中央背光板301、第一外框背光板303和第二外框背光板304紧密拼接形成背光层300。

中央背光板301、第一外框背光板303和第二外框背光板304的开启或关闭受控于处理单元。

本实施例中，背光板采用的是发光元件，例如发光二极管，将发光二极管阵列式均匀排布在中央背光板301、第一外框背光板303和第二外框背光板304上。

如图1所示，均衡层400为雾化玻璃层，雾化玻璃层的面积大小与中央背光板301、第一外框背光板303和第二外框背光板304的面积之和相等，厚度在0.3-0.cm之间，用于将在中央背光板301、第一外框背光板303和第二外框背光板304所透射的光线均匀化，同时，在外框背光板302控制关闭的情况下，可将中央背光板301上的光线经过雾化玻璃层传导到外框背光板302上以显示外框像素点602上的部分图像，例如弹幕或字幕。

如图1所示，光调制层500包括设置于均衡层400上的第一偏光膜501和第二偏光膜503，第一偏光膜501的过滤方向与第二偏光膜503的透光轴方向互相垂直，在第一偏光膜501与第二偏光膜503之间设置有液晶层502，液晶层502受控于处理单元，处理单元对液晶通电压时液晶分子扭转，不同电压值决定液晶分子的扭转程度，从而可对经过液晶层502的光的量可控，对液晶控制调节光透过的量为本领域内的常规技术手段，本实施例中不再累述。

如图3所示，像素层600包括若干个像素点，每个像素点都包括有RGB三个不同的子像素点，通过对到达R、G、B三个子像素点光的量进行调节，即可调节融合得到不同的色彩。像素点的分布面积与背光层300的分布面积相同，像素点包括有中央像素点601和外框像素点602，中央像素点601的分布区域对应于中央背光板301的位置，在中央像素点601的外边缘上设置有外框像素点602，外框像素点602的分布区域对应于外框背光板302的位置。

其中，外框像素点602包括有第一外框像素点603和第二外框像素点604，第一外框像素点603分布于中央像素点601的外边缘，分布位置与第一外框背光板303的位置相同，第二外框像素点604的位置与第二外框背光板304的位置相同。其中，外框背光板的纵向宽度可以为0，相应的，外框像素点覆盖范围的纵向宽度也对应为0。

处理单元接收输入图像数据，对液晶层502施加不同电压将图像成像于像素层600上，并获每个像素点的亮度值，处理单元可通过对每个子像素点对应的液晶层502施加的电压计算的到每个像素点的亮度值。

处理单元先设定黑色亮度阈值，黑色亮度阈值是指在像素点的亮度大于黑色亮度阈值则有画面显示，在像素点的亮度小于或等于黑色亮度阈值则显示黑色。

处理单元获取每个像素点的亮度值，得到中央像素点601的第一亮度值、第一外框像素点603的第三亮度值和第二外框像素点604的第四亮度值，处理单元根据第一亮度值、第二亮度值和第三亮度值的分布情况控制中央背光板301、第一外框背光板303和第二外框背光板304的开启或关闭。

在每一帧画面开始的同时处理单元还用于控制开启背光层300。

处理单元通过逻辑执行单元实现上述控制，可采用CPU、MCU或FPGA等具有数据处理、控制能力的处理芯片。

本申请实施例一种基于液晶显示器叠加的图像增强的系统的实施原理为：

将背光板分区域为中央背光板301、第一外框背光板303和第二外框背光板304，处理单元获取每个像素点的亮度值与预设的黑色亮度阈值对比，分析中央像素点601、第一外框像素点603和第二外框像素点604的亮度值分布情况，并控制中央背光板301、第一外框背光板303和第二外框背光板304的开启或关闭。

实施例2：

本实施例与实施例1的不同仅在于，背光层300包括中央背光板301和外框背光板302，中央背光板301呈矩形状，并设置于屏幕200的中央位置，在中央背光板301的外边缘设置有呈矩形框状的外框背光板302。中央背光板301和外框背光板302紧密拼接形成背光层300。中央背光板301和外框背光板302的开启或关闭受控于处理单元。

相应的，像素层600包括若干个像素点，每个像素点都包括有RGB三个不同的子像素点，通过对到达R、G、B三个子像素点光的量进行调节，即可调节融合得到不同的色彩。像素点的分布面积与背光层300的分布面积相同，像素点包括有中央像素点601和外框像素点602，中央像素点601的分布区域对应于中央背光板301的位置，在中央像素点601的外边缘上设置有外框像素点602，外框像素点602的分布区域对应于外框背光板302的位置。

本申请实施例一种基于液晶显示器叠加的图像增强的系统的实施原理为：

将背光板分区域为中央背光板301、外框背光板302，处理单元获取每个像素点的亮度值与预设的黑色亮度阈值对比，分析中央像素点601和外框像素点602的亮度值分布情况，并控制中央背光板301和外框背光板302的开启或关闭。

实施例3：

本申请实施例公开一种基于液晶显示器叠加的图像增强的方法。

本实施例方法应用于实施例1中所述系统中，方法逻辑计算程序储存于处理单元的内存中。

如图4所示，包括以下几个步骤：

S100设定黑色亮度阈值，黑色亮度阈值是指在像素点的亮度大于黑色亮度阈值则有画面显示，在像素点的亮度小于或等于黑色亮度阈值则显示黑色。

S200划分像素点：

按照中央背光板301和外框背光板302的位置划分像素层600上的像素点，得到中央像素点601和外框像素点602，所述中央像素点601所形成的区域与中央背光板301的位置相同，所述外框像素点602所形成层的区域与外框背光板302的位置相同；

外框背光板302又包括有第一外框背光板303和第二外框背光板304，相应的，外框像素点602被划分区与第一外框背光板303对应的第一外框像素点603和与第二外框背光板304对应的第二外框像素点604。

S300处理单元获取每个像素点的亮度值：

处理单元获取中央像素点601的亮度值，得到第一亮度值；处理单元获取外框像素点602的亮度值，得到第二亮度值，其中包括获取第一外框像素点603得到第三亮度值、获取第二外框像素点604得到第四亮度值。

S400处理单元根据第一亮度值分布情况、第三亮度值和第四亮度值的分布情况判断：

若每个中央像素点601、外框像素点602的亮度值小于或等于黑色亮度阈值，则处理单元判定当前画面为显示纯黑画面，处理单元控制中央背光板301和外框背光板302关闭；

在任意一中央像素点601的第一亮度值大于黑色亮度阈值、每个第二外框像素点604的第四亮度值小于或等于黑色亮度阈值且任意一个第一外框像素点603的第三亮度值大于黑色亮度阈值的情况下：

若从第一外框像素点603分布区域的外边缘向内α1行的第一外框像素点603的第三亮度值小于或等于黑色亮度阈值且从第一外框像素点603分布区域的外边缘向内β1列的第一外框像素点603的第三亮度值小于或等于黑色亮度阈值，则处理单元判定当前画面为类电影画面，即显示器呈现画面存在黑边，且黑边位于第一外框像素的分布区域上，处理单元控制中央背光板301开启、第一外框背光板303、第二外框背光板304关闭；

其中，

在任意一中央像素点601的第一亮度值和任意一第一外框像素点603的第三亮度值大于黑色亮度阈值，且任意一第二外框像素点604的第四亮度值小于或等于黑色亮度阈值的情况下：

若从第二外框像素点604分布区域的外边缘向内α2行的第二外框像素点604的第四亮度值小于或等于黑色亮度阈值且从第二外框像素点604分布区域的外边缘向内β2列的第二外框像素点604的第四亮度值小于或等于黑色亮度阈值，则处理单元判定当前画面为类电影画面，即显示器呈现画面存在黑边，且黑边位于第二外框像素的分布区域上，处理单元控制中央背光板301开启、第一外框背光板303开启、第二外框背光板304关闭；

其中，

在下一帧画面播放开始的同时处理单元控制开启背光层300，重复上述步骤。

本申请实施例一种基于液晶显示器叠加的图像增强的方法的实施原理为：

将背光板分区域为中央背光板301、第一外框背光板303和第二外框背光板304，处理单元获取每个像素点的亮度值与预设的黑色亮度阈值对比，分析中央像素点601、第一外框像素点603和第二外框像素点604的亮度值分布情况，通过对第一外框像素分布区域和第二外框像素分布区域上的呈现黑色的像素点分布比例控制中央背光板301、第一外框背光板303和第二外框背光板304的开启或关闭。

实施例4：

本实施例方法应用于实施例2中所述系统中，方法逻辑计算程序储存于处理单元的内存中。

包括以下几个步骤：

S100设定黑色亮度阈值，黑色亮度阈值是指在像素点的亮度大于黑色亮度阈值则有画面显示，在像素点的亮度小于或等于黑色亮度阈值则显示黑色。

S200划分像素点：

按照中央背光板301和外框背光板302的位置划分像素层600上的像素点，得到中央像素点601和外框像素点602，所述中央像素点601所形成的区域与中央背光板301的位置相同，所述外框像素点602所形成层的区域与外框背光板302的位置相同；

S300处理单元获取每个像素点的亮度值：

处理单元获取中央像素点601的亮度值，得到第一亮度值；处理单元获取外框像素点602的亮度值，得到第二亮度值。

S400处理单元根据第一亮度值分布情况、第二亮度值分布情况判断：

若每个中央像素点601、外框像素点602的亮度值小于或等于黑色亮度阈值，则处理单元判定当前画面为显示纯黑画面，处理单元控制中央背光板301和外框背光板302关闭；

在任意一中央像素点601的第一亮度值大于黑色亮度阈值且任意一外框像素点602的第二亮度值小于或等于黑色亮度阈值的情况下：

若从外框像素点602分布区域的外边缘向内α行的外框像素点602的第二亮度值小于或等于黑色亮度阈值且从外框像素点602分布区域的外边缘向内β列的外框像素点602的第二亮度值小于或等于黑色亮度阈值，则处理单元判定当前画面为类电影画面，即显示器呈现画面存在黑边，且黑边位于外框像素点602的分布区域上，处理单元控制中央背光板301开启、外框背光板302关闭；

其中，

在下一帧画面播放开始的同时处理单元控制开启背光层300，重复上述步骤。

本申请实施例一种基于液晶显示器叠加的图像增强的方法的实施原理为：

将背光板分区域为中央背光板301、外框背光板302，处理单元获取每个像素点的亮度值与预设的黑色亮度阈值对比，分析中央像素点601、外框像素点602的亮度值分布情况，通过对外框像素分布区域上的呈现黑色的像素点分布比例控制中央背光板301、外框背光板302的开启或关闭。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。