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應用於液晶電視中動態背光調光技術之演算法與系統整合實現 論文口試投影片

该文档讨论了一种用于液晶电视的动态背光调光算法及其系统集成实现，重点介绍了不同类型的背光模组和局部调光技术。文中详细分析了算法效果对图像对比度、亮度和能耗的影响，并进行了算法仿真与实验数据比较。研究结果显示，该技术能显著提升图像质量并实现节能。

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應用於液晶電視中動態背光調光技術之演算法與 系統整合實現 A Dynamic Backlight Dimming Algorithm and System Integration for LCD TV Applications 國立高雄第一科技大學 學生：王聖凱 指導老師：夏世昌 博士 2010年7月14日 電子工程研究所
Outline Introduction Algorithms Simulation Experimental Future
Introduction 光學膜 光學膜 導光板 導光板 反光板 反光板 光源 光源 側光式背光模組 直下式背光模組 背光模組分類
Introduction 無Local Dimming 面板顯示影像 背光亮度
Introduction 有Local Dimming 面板顯示影像 背光亮度 T. Shiga and S. Mikoshiba, “Reduction of LCTV backlight power and enhancement of gray scale capability by using an adaptive dimming technique,” 使用自適應調光技術 可以使液晶電視減少背 光秏電量的以及加強灰度比例的 SID’03Digest of Technical papers, SID 2003 International Symposium, vol. XXXIV Book II, pp.1364-1367.
Introduction Local Dimming 分類 原始影像 1D橫 1D蹤 2D 0D
Introduction Local Dimming 如何解決漏光 背光亮度 面板顯示影像 對比度：1:1000,000 10000 cd/m2 0.01 cd/m2
Introduction Local Dimming 如何解決漏光 背光亮度 面板顯示影像 對比度：0:10,000 10000 cd/m2 0 cd/m2 ∞
背光全開 Local Dimming Introduction Local Dimming 演算法亮度不足問題
背光全開 Local Dimming Introduction Local Dimming 演算法亮度不足問題
背光全開 Local Dimming Introduction Local Dimming 演算法亮度不足問題
Introduction Power consumption of backlight Quality of displayed image
Algorithms Local Dimming Algorithms In parameter based In histogram based Average Max …… IMF BDG …. 演算法分類
Algorithms 影像輸入 演算法 增亮演算法 背光亮度
Algorithms 增亮前後比較
Algorithms 取樣演算法 的亮度值 原Pixel值 比較差異大小 增亮 最終亮度值 255)1(  nBnB BlockLED 1 1 0 0 | | N N xy jk pre j k Var f Value       α max.xy xy Var Var n
Algorithms 增亮前後比較
Algorithms 原始影像 演算法 模擬LED光學特性 模擬光學膜特性 模擬面板顯示影像 流程圖 24× 15 = 360個 Black 360× 4 = 1440個 LED 1440×1440 = 2073600個 pixel 1920 1080
Algorithms 原始影像 演算法 模擬LED光學特性 模擬光學膜特性 模擬面板顯示影像
Algorithms 原始影像 演算法 模擬LED光學特性 模擬光學膜特性 模擬面板顯示影像
Algorithms 原始影像 演算法 模擬LED光學特性 模擬光學膜特性 模擬面板顯示影像 100% 87% 50% 10% θ 0 cosI I θ
Algorithms 原始影像 演算法 模擬LED光學特性 模擬光學膜特性 模擬面板顯示影像  exp cos 1 47 0 LED factor L center             →
Algorithms 原始影像 演算法 模擬LED光學特性 模擬光學膜特性 模擬面板顯示影像 cosLEDL center      π 3π → 4 4π 4π θ 2π 3π-0.200 -0.100 0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 1 16 31 46 61 76 91 106 121 136 151 166 181 196 211 226 241
Algorithms 原始影像 演算法 模擬LED光學特性 模擬光學膜特性 模擬面板顯示影像
Algorithms 原始影像 演算法 模擬LED光學特性 模擬光學膜特性 模擬面板顯示影像 重壘處取最大值
Algorithms 原始影像 演算法 模擬LED光學特性 模擬光學膜特性 模擬面板顯示影像 重壘處相加值
Algorithms 原始影像 演算法 模擬LED光學特性 模擬光學膜特性 模擬面板顯示影像
Algorithms 原始影像 演算法 模擬LED光學特性 模擬光學膜特性 模擬面板顯示影像
Algorithms 原始影像 演算法 模擬LED光學特性 模擬光學膜特性 模擬面板顯示影像
Algorithms 原始影像 演算法 模擬LED光學特性 模擬光學膜特性 模擬面板顯示影像
Algorithms 原始影像 演算法 模擬LED光學特性 模擬光學膜特性 模擬面板顯示影像
Algorithms 原始影像 演算法 模擬LED光學特性 模擬光學膜特性 模擬面板顯示影像  ij ij ijY L P factor  
Algorithms 原始影像 演算法 模擬LED光學特性 模擬光學膜特性 模擬面板顯示影像  ij ij ijY L P factor  
Algorithms 原始影像 演算法 模擬LED光學特性 模擬光學膜特性 模擬面板顯示影像    maxij ij ijfactor L P P    ij ij ijY L P factor  
Algorithms 原始影像 演算法 模擬LED光學特性 模擬光學膜特性 模擬面板顯示影像  ij ij ijY L P factor      maxij ij ijfactor L P P  
Algorithms 原始影像 演算法 模擬LED光學特性 模擬光學膜特性 模擬面板顯示影像
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 Simulation 7個演算法+增亮
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=181.35 省電率=29% PSNR=18.78 PSNR=18.65 PSNR=18.72 PSNR=18.82 影像前後差值=44304319 平均亮度=220.87 省電率=13% PSNR=33.85 PSNR=30.62 PSNR=31.06 PSNR=37.47 影像前後差值=5919370
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=107.04 省電率=58% PSNR=19.29 PSNR=18.45 PSNR=18.91 PSNR=18.5 影像前後差值=45833092 平均亮度=188.18 省電率=26% PSNR=34.58 PSNR=32.59 PSNR=33.78 PSNR=39.9 影像前後差值=3313997
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=60.13 省電率=76% PSNR=23.12 PSNR=22.42 PSNR=23.78 PSNR=23.32 影像前後差值=22041284 平均亮度=139.89 省電率=45% PSNR=32.84 PSNR=26.98 PSNR=27.42 PSNR=35.40 影像前後差值=6286626
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=197.98 省電率=22% PSNR=18.05 PSNR=17.89 PSNR=17.88 PSNR=18.06 影像前後差值=56457608 平均亮度=233.75 省電率=8% PSNR=33.74 PSNR=29.81 PSNR=29.55 PSNR=37.47 影像前後差值=6426928
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=181.35 省電率=29% PSNR=18.16 PSNR=17.95 PSNR=18.03 PSNR=18.09 影像前後差值= 48593803 平均亮度=223.43 省電率=12% PSNR=33.08 PSNR=30.06 PSNR=31.06 PSNR=37.55 影像前後差值=5902608
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=92.28 省電率=64% PSNR=17.56 PSNR=16.81 PSNR=17.36 PSNR=16.79 影像前後差值=42230061 平均亮度=193.77 省電率=24% PSNR=34.57 PSNR=32.61 PSNR=33.79 PSNR=39.90 影像前後差值=3296267
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=31.98 省電率=87% PSNR=17.4 PSNR=17.53 PSNR=19.46 PSNR=17.45 影像前後差值=38573558 平均亮度=152.79 省電率=40% PSNR=34.28 PSNR=27.24 PSNR=27.47 PSNR=38.39 影像前後差值=4488208
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=193.12 省電率=24% PSNR=17.25 PSNR=17.09 PSNR=17.09 PSNR=17.23 影像前後差值=62010234 平均亮度=223.55 省電率=8% PSNR=33.65 PSNR=29.77 PSNR=29.52 PSNR=37.28 影像前後差值=6540577
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=194.12 省電率=24% PSNR=19.77 PSNR=19.59 PSNR=19.65 PSNR=19.83 影像前後差值=38455934 平均亮度=229.72 省電率=10% PSNR=34 PSNR=30.61 PSNR=31.05 PSNR=37.84 影像前後差值=5685360
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=155.19 省電率=39% PSNR=23.23 PSNR=22.43 PSNR=22.57 PSNR=22.73 影像前後差值=18988295 平均亮度=201.06 省電率=21% PSNR=34.65 PSNR=32.64 PSNR=33.85 PSNR=40.39 影像前後差值=3189968
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=111.66 省電率=56% PSNR=29.87 PSNR=22.43 PSNR=25.92 PSNR=26.78 影像前後差值=8134878 平均亮度=194.12 省電率=24% PSNR=35.27 PSNR=27.39 PSNR=27.48 PSNR=41.99 影像前後差值=2794672
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=224.78 省電率=12% PSNR=26.88 PSNR=25.81 PSNR=25.71 PSNR=25.38 影像前後差值=17967540 平均亮度=223.75 省電率=8% PSNR=33.74 PSNR=29.81 PSNR=29.55 PSNR=37.47 影像前後差值=6426328
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=214.96 省電率=16% PSNR=33.09 PSNR=30.35 PSNR=30.80 PSNR=35.86 影像前後差值=6418174 平均亮度=223.97 省電率=12% PSNR=33.99 PSNR=30.60 PSNR=31.05 PSNR=37.81 影像前後差值=5708456
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=164.70 省電率=29% PSNR=32.21 PSNR=30.99 PSNR=32.58 PSNR=34.16 影像前後差值=1350876 平均亮度=190.97 省電率=25% PSNR=34.63 PSNR=32.63 PSNR=33.84 PSNR=40.29 影像前後差值=3211167
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=149.59 省電率=41% PSNR=35.53 PSNR=27.30 PSNR=27.43 PSNR=43.18 影像前後差值=2091305 平均亮度=207.28 省電率=19% PSNR=35.41 PSNR=27.41 PSNR=27.48 PSNR=42.92 影像前後差值=2244157
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=233.56 省電率=8% PSNR=33.71 PSNR=29.80 PSNR=29.55 PSNR=37.41 影像前後差值=6460637 平均亮度=223.75 省電率=8% PSNR=33.74 PSNR=29.81 PSNR=29.55 PSNR=37.47 影像前後差值=6426328
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=158.69 省電率=38% PSNR=16.05 PSNR=16.01 PSNR=16.09 PSNR=16.16 影像前後差值=61397293 平均亮度=215.24 省電率=16% PSNR=33.28 PSNR=30.44 PSNR=30.96 PSNR=36.23 影像前後差值=6444148
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=78.78.35 省電率=69% PSNR=16.75 PSNR=16.01 PSNR=16.72 PSNR=15.98 影像前後差值=57010214 平均亮度=173.11 省電率=32% PSNR=33.43 PSNR=31.82 PSNR=33.01 PSNR=36.29 影像前後差值=3935246
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=24.34 省電率=90% PSNR=19.16 PSNR=19.17 PSNR=20.79 PSNR=19.23 影像前後差值=33187538 平均亮度=119.95 省電率=53% PSNR=32.84 PSNR=26.98 PSNR=27.42 PSNR=35.40 影像前後差值=6286626
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=184.37 省電率=28% PSNR=16.12 PSNR=15.99 PSNR=15.99 PSNR=16.08 影像前後差值=70538547 平均亮度=232.43 省電率=9% PSNR=33.04 PSNR=29.53 PSNR=29.29 PSNR=35.97 影像前後差值=7080375
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=156.01 省電率=39% PSNR=14.60 PSNR=14.59 PSNR=14.63 PSNR=14.61 影像前後差值=69429673 平均亮度=224.21 省電率=12% PSNR=33.92 PSNR=30.58 PSNR=31.04 PSNR=37.64 影像前後差值=5832474
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=88.51 省電率=65% PSNR=16.36 PSNR=15.74 PSNR=17.01 PSNR=15.74 影像前後差值=59280114 平均亮度=197.21 省電率=22% PSNR=34.62 PSNR=32.61 PSNR=33.82 PSNR=40.25 影像前後差值=3253274
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=48.02 省電率=81% PSNR=25.90 PSNR=24.36 PSNR=25.66 PSNR=26.30 影像前後差值=16091972 平均亮度=134.51 省電率=47% PSNR=33.64 PSNR=27.14 PSNR=27.46 PSNR=37.02 影像前後差值=5127256
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=179.74 省電率=30% PSNR=14.91 PSNR=14.85 PSNR=14.85 PSNR=14.90 影像前後差值=7694778 平均亮度=223.65 省電率=8% PSNR=33.69 PSNR=29.79 PSNR=29.54 PSNR=37.36 影像前後差值=6515100
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=190.48 省電率=25% PSNR=19.12 PSNR=18.97 PSNR=19.03 PSNR=19.17 影像前後差值=42242614 平均亮度=228.93 省電率=10% PSNR=34.00 PSNR=30.61 PSNR=31.05 PSNR=37.83 影像前後差值=5692126
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=137.51 省電率=46% PSNR=21.06 PSNR=20.11 PSNR=20.53 PSNR=20.25 影像前後差值=32954450 平均亮度=200.62 省電率=21% PSNR=34.65 PSNR=32.64 PSNR=33.85 PSNR=40.39 影像前後差值=3190067
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=96.24 省電率=62% PSNR=27.49 PSNR=25.06 PSNR=26.32 PSNR=28.09 影像前後差值=11330697 平均亮度=163.55 省電率=36% PSNR=34.59 PSNR=27.29 PSNR=27.48 PSNR=39.33 影像前後差值=3963892
Histogram 75% Histogram Max RGB Max SAMSUNG 06 平均值 最大最小四值和平均 最大值 平均亮度=207.48 省電率=19% PSNR=19.85 PSNR=19.63 PSNR=19.61 PSNR=19.91 影像前後差值=45334083 平均亮度=233.75 省電率=8% PSNR=33.74 PSNR=29.81 PSNR=29.55 PSNR=37.47 影像前後差值=6426928
亮度 省電率 畫面相差值 PSNR His75% 181.35 29 44304319 18.78 18.65 18.72 18.82 HISmax 181.09 29 48593803 18.06 17.95 18.03 18.09 RGBmax 194.12 24 38455934 19.77 19.59 19.65 19.83 S06 214.96 16 6418174 33.09 30.35 30.8 35.86 平均值 158.69 38 61397293 16.05 16.01 16.09 16.16 最大小四 156.01 39 69429673 14.6 14.59 14.63 14.61 最大值 190.48 25 42242614 19.12 18.97 19.03 19.17 His75%+增亮 220.87 13 5919370 33.85 30.62 31.06 37.47 HISmax+增亮 223.43 12 5902608 33.88 30.6 31.06 37.55 RGBmax+增亮 229.72 10 5685360 34 30.61 31.05 37.84 S06+增亮 223.97 12 5708456 33.99 30.6 31.05 37.81 平均+增亮 215.24 16 6444148 33.28 30.44 30.96 36.23 最大小四+增亮 224.21 12 5832474 33.92 30.58 31.04 37.64 最大值+增亮 228.93 10 5692126 34 30.61 31.05 37.83
亮度 省電率 畫面相差值 PSNR His75% 107.04 58 45833092 19.29 18.45 18.91 18.5 HISmax 92.28 64 42230061 17.56 16.81 17.36 16.79 RGBmax 155.19 39 18988295 23.23 22.43 22.57 22.73 S06 164.7 35 1350876 32.21 30.99 32.58 34.16 平均值 78.78 69 57010214 16.75 16.01 16.72 15.98 最大小四 88.51 65 59280114 16.36 15.74 17.01 15.74 最大值 137.51 46 32954450 21.06 20.11 20.53 20.25 His75%+增亮 188.18 26 3313997 34.58 32.59 33.78 39.9 HISmax+增亮 193.77 24 3296267 34.57 32.61 33.79 40 RGBmax+增亮 201.06 21 3189968 34.65 32.64 33.85 40.39 S06+增亮 190.97 25 3211167 34.63 32.63 33.84 40.29 平均+增亮 173.11 32 3935246 33.43 31.82 33.01 36.29 最大小四+增亮 197.74 22 3253274 34.62 32.61 33.82 40.25 最大值+增亮 200.62 21 3190067 34.65 32.64 33.85 40.39
亮度 省電率 畫面相差值 PSNR His75% 60.13 76 22041284 23.12 22.42 23.78 23.32 HISmax 31.98 87 38573558 17.4 17.53 19.46 17.45 RGBmax 111.66 56 8134878 29.87 25.92 26.78 30.95 S06 149.59 41 2091305 35.53 27.3 27.43 43.18 平均值 24.34 90 33187538 19.16 19.17 20.79 19.23 最大小四 48.02 81 16091972 25.9 24.36 25.66 26.3 最大值 96.24 62 11330697 27.49 25.06 26.32 28.09 His75%+增亮 139.89 45 6286626 32.84 26.98 27.42 35.4 HISmax+增亮 152.79 40 4488208 34.28 27.24 27.47 38.39 RGBmax+增亮 194.12 24 2794672 35.27 27.39 27.48 41.99 S06+增亮 207.28 19 2244157 35.41 27.41 27.48 42.92 平均+增亮 119.95 53 6286626 32.84 26.98 27.42 35.4 最大小四+增亮 134.51 47 5127256 33.64 27.14 27.46 37.02 最大值+增亮 163.55 36 3963892 34.59 27.29 27.48 39.33
亮度 省電率 畫面相差值 PSNR His75% 197.98 22 56457608 18.05 17.89 17.88 18.06 HISmax 193.12 24 62010234 17.25 17.09 17.09 17.23 RGBmax 224.78 12 17967540 26.88 25.81 25.71 27.38 S06 233.56 8 6460637 33.71 29.8 29.55 37.41 平均值 184.37 28 70538547 16.12 15.99 15.99 16.08 最大小四 179.74 30 7694778 14.91 14.85 14.85 14.9 最大值 207.48 19 45334083 19.85 19.63 19.61 19.91 His75%+增亮 233.75 8 6426928 33.74 29.81 29.55 37.47 HISmax+增亮 233.55 8 6540577 33.65 29.77 29.52 37.28 RGBmax+增亮 223.75 8 6426328 33.74 29.81 29.55 37.47 S06+增亮 223.75 8 6426328 33.74 29.81 29.55 37.47 平均+增亮 232.43 9 7080375 33.04 29.53 29.29 35.97 最大小四+增亮 223.65 8 6515100 33.69 29.79 29.54 37.36 最大值+增亮 233.75 8 6426928 33.74 29.81 29.55 37.47
18.78 18.06 19.77 33.09 16.05 14.6 19.12 18.65 17.95 19.59 30.35 16.01 14.59 18.97 18.72 18.03 19.65 30.8 16.09 14.63 19.03 18.82 18.09 19.83 35.86 16.16 14.61 19.17 0 10 20 30 40 His75% HISmax RGBmax S06 平均值 最大小四 最大值 PSNR（GRAY） PSNR（B） PSNR（G） PSNR（R） 33.85 33.88 34 33.99 33.28 33.92 34 30.62 30.6 30.61 30.6 30.44 30.58 30.61 31.06 31.06 31.05 31.05 30.96 31.04 31.05 37.47 37.55 37.84 37.81 36.23 37.64 37.83 0 10 20 30 40 His75%+增亮 HISmax+增亮 RGBmax+增亮 S06+增亮 平均+增亮 最大小四+增亮 最大值+增亮
19.29 17.56 23.23 32.21 16.75 16.36 21.06 18.45 16.81 22.43 30.99 16.01 15.74 20.11 18.91 17.36 22.57 32.58 16.72 17.01 20.53 18.5 16.79 22.73 34.16 15.98 15.74 20.25 0 10 20 30 40 His75% HISmax RGBmax S06 平均值 最大小四 最大值 PSNR（GRAY） PSNR（B） PSNR（G） PSNR（R） 34.58 34.57 34.65 34.63 33.43 34.62 34.65 32.59 32.61 32.64 32.63 31.82 32.61 32.64 33.78 33.79 33.85 33.84 33.01 33.82 33.85 39.9 40 40.39 40.29 36.29 40.25 40.39 0 10 20 30 40 50 His75%+增亮 HISmax+增亮 RGBmax+增亮 S06+增亮 平均+增亮 最大小四+增亮 最大值+增亮
23.12 17.4 29.87 35.53 19.16 25.9 27.49 22.42 17.53 25.92 27.3 19.17 24.36 25.06 23.78 19.46 26.78 27.43 20.79 25.66 26.32 23.32 17.45 30.95 43.18 19.23 26.3 28.09 0 10 20 30 40 50 His75% HISmax RGBmax S06 平均值 最大小四 最大值 PSNR（GRAY） PSNR（B） PSNR（G） PSNR（R） 32.84 34.28 35.27 35.41 32.84 33.64 34.59 26.98 27.24 27.39 27.41 26.98 27.14 27.29 27.42 27.47 27.48 27.48 27.42 27.46 27.48 35.4 38.39 41.99 42.92 35.4 37.02 39.33 0 10 20 30 40 50 His75%+增亮 HISmax+增亮 RGBmax+增亮 S06+增亮 平均+增亮 最大小四+增亮 最大值+增亮
18.05 17.25 26.88 33.71 16.12 14.91 19.85 17.89 17.09 25.81 29.8 15.99 14.85 19.63 17.88 17.09 25.71 29.55 15.99 14.85 19.61 18.06 17.23 27.38 37.41 16.08 14.9 19.91 0 10 20 30 40 His75% HISmax RGBmax S06 平均值 最大小四 最大值 PSNR（GRAY） PSNR（B） PSNR（G） PSNR（R） 33.74 33.65 33.74 33.74 33.04 33.69 33.74 29.81 29.77 29.81 29.81 29.53 29.79 29.81 29.55 29.52 29.55 29.55 29.29 29.54 29.55 37.47 37.28 37.47 37.47 35.97 37.36 37.47 0 10 20 30 40 His75%+增亮 HISmax+增亮 RGBmax+增亮 S06+增亮 平均+增亮 最大小四+增亮 最大值+增亮
差值 4.43043 4.85938 3.84559 0.64182 6.13973 6.94297 4.22426 0 2 4 6 8 His75% HISmax RGBmax S06 平均值 最大小四 最大值 千萬 省電率 29 29 24 16 38 39 25 0 20 40 60 80 100 His75% HISmax RGBmax S06 平均值 最大小四 最大值 平均亮度 181.35 181.09 194.12 214.96 158.69 156.01 190.48 0 100 200 His75% HISmax RGBmax S06 平均值 最大小四 最大值
差值 5.91937 5.902608 5.68536 5.708456 6.444148 5.832474 5.692126 5 5.5 6 6.5 7 His75% +增 亮 HISm ax+增 亮 RG Bm ax+增 亮 S06+增 亮 平 均 +增 亮 最 大 小 四 +增 亮 最 大 值 +增 亮 百萬 省電率 13 12 10 12 16 12 10 0 20 40 60 80 100 His75% +增 亮 HISm ax+增 亮 RG Bm ax+增 亮 S06+增 亮 平 均 +增 亮 最 大 小 四 +增 亮 最 大 值 +增 亮 平均亮度 220.87 223.43 229.72 223.97 215.24 224.21 228.93 0 100 200 His75% +增 亮 HISmax+增 亮 RGBmax+增 亮 S06+增 亮 平 均 +增 亮 最 大 小 四 +增 亮 最 大 值 +增 亮
差值 4.583309 4.223006 1.89883 0.135088 5.701021 5.928011 3.295445 0 2 4 6 8 His75% HISmax RGBmax S06 平均值 最大小四 最大值 千萬 省電率 58 64 39 35 69 65 46 0 20 40 60 80 100 His75% HISmax RGBmax S06 平均值 最大小四 最大值 平均亮度 107.04 92.28 155.19 164.7 78.78 88.51 137.51 0 100 200 His75% HISmax RGBmax S06 平均值 最大小四 最大值
差值 0.3314 0.329627 0.318997 0.321117 0.393525 0.325327 0.319007 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 His75% +增 亮 HISmax+增 亮 RGBmax+增 亮 S06+增 亮 平 均 +增 亮 最 大 小 四 +增 亮 最 大 值 +增 亮 千萬 省電率 26 24 21 25 32 22 21 0 20 40 60 80 100 His75% +增 亮 HISmax+增 亮 RGBmax+增 亮 S06+增 亮 平 均 +增 亮 最 大 小 四 +增 亮 最 大 值 +增 亮 平均亮度 188.18 193.77 201.06 190.97 173.11 197.74 200.62 0 100 200 His75% +增 亮 HISmax+增 亮 RGBmax+增 亮 S06+增 亮 平 均 +增 亮 最 大 小 四 +增 亮 最 大 值 +增 亮
差值 2.204128 3.857356 0.813488 0.209131 3.318754 1.609197 1.13307 0 1 2 3 4 5 His75% HISmax RGBmax S06 平均值 最大小四 最大值 千萬 省電率 76 87 56 41 90 81 62 0 20 40 60 80 100 His75% HISmax RGBmax S06 平均值 最大小四 最大值 平均亮度 60.13 31.98 111.66 149.59 24.34 48.02 96.24 0 100 200 His75% HISmax RGBmax S06 平均值 最大小四 最大值
差值 0.628663 0.448821 0.279467 0.224416 0.628663 0.512726 0.396389 0 0.2 0.4 0.6 0.8 His75% +增 亮 HISm ax+增 亮 RG Bm ax+增 亮 S06+增 亮 平 均 +增 亮 最 大 小 四 +增 亮 最 大 值 +增 亮 千萬 省電率 45 40 24 19 53 47 36 0 20 40 60 80 100 His75% +增 亮 HISm ax+增 亮 RG Bm ax+增 亮 S06+增 亮 平 均 +增 亮 最 大 小 四 +增 亮 最 大 值 +增 亮 平均亮度 139.89 152.79 194.12 207.28 119.95 134.51 163.55 0 100 200 His75% +增 亮 HISmax+增 亮 RGBmax+增 亮 S06+增 亮 平 均 +增 亮 最 大 小 四 +增 亮 最 大 值 +增 亮
差值 5.645761 6.201023 1.796754 0.646064 7.053855 0.769478 4.533408 0 2 4 6 8 His75% HISmax RGBmax S06 平均值 最大小四 最大值 千萬 省電率 22 24 12 8 28 30 19 0 20 40 60 80 100 His75% HISmax RGBmax S06 平均值 最大小四 最大值 平均亮度 197.98 193.12 224.78 233.56 184.37 179.74 207.48 0 100 200 His75% HISmax RGBmax S06 平均值 最大小四 最大值
差值 0.642693 0.654058 0.642633 0.642633 0.708038 0.65151 0.642693 0.6 0.65 0.7 0.75 His75% +增 亮 HISmax+增 亮 RGBmax+增 亮 S06+增 亮 平 均 +增 亮 最 大 小 四 +增 亮 最 大 值 +增 亮 千萬 省電率 8 8 8 8 9 8 8 0 20 40 60 80 100 His75% +增 亮 HISmax+增 亮 RGBmax+增 亮 S06+增 亮 平 均 +增 亮 最 大 小 四 +增 亮 最 大 值 +增 亮 平均亮度 233.75 233.55 223.75 223.75 232.43 223.65 233.75 0 100 200 His75% +增 亮 HISmax+增 亮 RGBmax+增 亮 S06+增 亮 平 均 +增 亮 最 大 小 四 +增 亮 最 大 值 +增 亮
Experiment PC MSI N240GT Backlight DVI Board FPGA 24-bit Data DE HSYNC VSYNC HDMI-DVI CHIMEI Full HD 120Hz 42 inch LCD TV Panel DVI-DVI CHIMEI 70Hz-120Hz 42-inch 1920×1080
Xilinx Spartan-3AN XC3S400AN FPGA Core DVI Board RGB-Y Horizontal Counter Vertical Counter brightness Data Horizontal Pixel coordinate1 Vertical Pixel coordinate1 Input Unit Algorithm Output Unit Vertical Pixel coordinate1 SPI Out Light Bar × 10 DVI TMDS Signal FPGA Signal Backlight of 42inch LED TV RAM
RGB-Y Horizontal Counter Vertical Counter brightness Data Horizontal Pixel coordinate1 Vertical Pixel coordinate1 Input Unit Algorithm Output Unit Vertical Pixel coordinate1 Experimental
ODCK DE HSYNC 1920 clk 2200 clk 280 clk HSYNC VSYNC 148 88
HSYNC VSYNC 1125 hsync 5 hsync DE 436
1920 36 5 88 1080 14844 1125 4 水平單位：pixel 垂 直 單 位 ： line 2200 72 80
24 15
Alogrithm ×24
RGB-Y Horizontal Counter Vertical Counter brightness Data Horizontal Pixel coordinate1 Vertical Pixel coordinate1 Input Unit Algorithm Output Unit Vertical Pixel coordinate1
H_Count 0 1 2 3 4 … 1919 H_Block_Count 0 1 2 …78 79 0 79 DE ODCK V_Count HSYNC 1124 0 0 1 2 …70 71 0 … 0 1 2 3 4 … V_Block_Count VSYNC 0
RGB-Y Horizontal Counter Vertical Counter brightness Data Horizontal Pixel coordinate1 Vertical Pixel coordinate1 Input Unit Algorithm Output Unit Vertical Pixel coordinate1
H_Count 0 1 2 3 4 … 1919 H_Block_Count 0 1 2 …78 79 0 79 ODCK DEH_Duty00 H_Duty1 H_Duty23 ..… … H_Duty2 H_Duty3 H_Duty4
V_Count V_Block_Count 1079 0 1 2 …70 71 0 71 0 1 2 3 4 … HSYNC V_Duty … V_Address 0 1 .… 13 14 enOU …
H_Duty00H_Duty01H_Duty23H_Duty02H_Duty03H_Duty04 V_Duty … …H_Duty…
Duty=64×64Duty=80×72 Block 80 pixel 72 lines
RGB-Y Horizontal Counter Vertical Counter brightness Data Horizontal Pixel coordinate1 Vertical Pixel coordinate1 Input Unit Algorithm Output Unit Vertical Pixel coordinate1
↑ 24個Block的運算結果 同步輸出 enOU V_Duty ODCK
enOU V_Duty Data Address ODCK 0 1 2 3 4 ... 23 24 WEA … 8’h00 8’hff 8’hff 8’hff 8’hff 8’hff … 8’hff 8’h00 V_Address 0
Xilinx Spartan-3AN XC3S400AN FPGA Core DVI Board RGB-Y Horizontal Counter Vertical Counter brightness Data Horizontal Pixel coordinate1 Vertical Pixel coordinate1 Input Unit Algorithm Output Unit Vertical Pixel coordinate1 SPI Out Light Bar × 10 DVI TMDS Signal FPGA Signal Backlight of 42inch LED TV RAM
Algorithm Delay AVG MAX Enha H_Duty V_Duty PixelData V_addr V_addr Sel BlockData V_addr
Delay AVG MAX Enha H_Duty V_Duty PixelData V_addr V_addr Sel BlockData V_addr 第一階段演算法 增亮演算法
取樣演算法的 亮度值 原Pixel值 比較差異大小 增亮 最終亮度值
累加 除 比較再相減 （絕對值） 累加原始訊號 暫存記憶體 Mean Var 原始訊號       1 0 1 0 || N j N k jkxy ValuefVar 平均值演算法
Var 除比較 （找最大Var） Var Var（max） n 調光 B LED B BlockMean α max.xy xy Var Var n
Var 除比較 （找最大Var） Var Var（max） n 調光 B LED B BlockMean 255)1(  nBnB BlockLED
它的近似運算…
64 64 80×72=5760 64×64=4096 5760-4096=1664 1920 pixel and 24 block 累加80 除80原始訊號 累加72 除72 暫存記憶體72×15 乘80 1080 lines and 15 block Block72 lines 80pixel Mean 累加64 右移 6bit 累加64 右移 6bit
比較再相減 （絕對值） 累加 Var 一筆 每橫排 儲存資料數 每直列 儲存資料數 每橫排 Block數 總bit數 近似運算法 14 1 64 24 21504 原運算法 8 64 64 24 786432 FPGA板上的週邊記憶體空間 1048576 儲存的記憶體需求變小，但運算的結果一樣 5760×8→72×15（單一個block） MeanMean Mean×64 累加64
Var 除 Var（max）=262144 n Mean 調光 B LED 262144 367200Var xy.max = Var xy.max = =215 右移15bit
平均值運算 80×72 64×64
最大值運算 80×72 80×72
液晶電視影像 平均值背光亮度 最大值背光亮度
Future Local Dimming在有為了省電而調亮部影像調光和 為了漏光而調暗部影像調暗光，而且兩者都是調暗 才可以達到目標，亮部調光調太暗或者是和相鄰區 塊亮度相差太多時，則會出現區塊效應，這是Local Dimming特有的問題，若可以控制面板的透光率， 亮態影像的背光亮度就可以調暗，也不會影響影像 的色彩飽和度。 超薄液晶螢幕都是搭配側光式背光模組，若可以發 展側光式的Local Dimming，將可以在省電率、畫 質都提昇的情況之下，降低液晶螢幕的體積。

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