一种动态LED背光控制方案及其FPGA实现.docxVIP

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一种动态LED背光控制方案及其FPGA实现

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刘东1，3，吕国强1,2,3，方勇1，2，韩少飞1，3

(1．特种显示技术教育部重点实验室，安徽合肥230009;2．合肥工业大学光电技术研究院，

安徽合肥230009；3．合肥工业大学仪器科学与光电工程学院，安徽合肥230009)

摘要：针对分辨率为XGA(1,024768像素)的液晶面板，利用FPGA技术实现高亮度白光LED背光源的动态控制。以FPGA作为主控芯片，获取调节LED背光源的控制信号，并采用乒乓操作协调两组SDR_AM以完成对视频信号的实时读写，在保证显示效果的基础上，通过动态调节LED的亮度来达到节能降耗的目的。该方案电路结构简单、设计灵活性高，适当改进后可适用于更大尺寸的LED背光源。

关键词：XGA；白光LED；FPGA；乒乓操作；SDRAM

TN1312+.8

：B

ADynamicLEDBacklightControlProgramandltsImplementation

withFPGA

LIUDongl,3,LVGuo-qiangl,2.3,FANGYongl.2,HANShao_feil,3

(1.KeyLaboratoryofSpecialDisplayTechnology,MinistryofEducation,HefeiAnhui

230009,China;2.Academeo

pto-electronicTechnology,HefeiUniversityof

Technology,HefeiAnhui230009,China;3.SchoolofInstrumentScienceandOpto-

electronicEngineering,HefeiUniversitofTechnology,HefeiAnhui230009,China)Abstract:FortheLCDresolutionofXGA(1,024X768),useFPGAtechnologytoachievedynamiccontrolofWhite-IightLEDofhighbrightness.TakeFPGAchipasmastertoobtaincontrolsignalforadjustingLEDbacklightandtoharmonizetwogroupsofSDRAMwithping-pongoperatingforreadingandwritingreal-timevideosignal.Onthebasisofmaintainingdisplayimpression,adjustLEDbrightnessdynamiclyfortheenergysavingpurpose.Becauseofsimplecircuitstructureandhighdesignflexibility,theprogramcanbeimprovedappropriatelyforapplyingtolarger-sizeLEDbacklight.Keywords:XGA;white-lightLED;FPGA;ping-pongoperating;SDRAM

引言

不管是CCFL背光源模块，还是被动式静态LED背光源模块，都只扮演着光源角色，消极提供恒定亮度的均匀光源给液晶显示屏。影像亮度、对比度等仅由液晶显示屏决定，背光源所消耗的功率是不变的oLED背光源的发展趋势是使用RGB三色LED或者高亮度白光LED器件的动态LED背光源，动态LED背光源不仅具有静态LED背光源本身环保的优点，而且还能大幅度提高画面对比度，满足未来高清彩色画质及高动态范围影像的需求。动态LED背光源技术预期可有效降低LED器件功耗30%以上，功耗的下降还将进一步提高LED的寿命，并降低对散热的要求。

本文提出了一种新颖的针对高亮度白光LED的动态背光控制技术：针对视频传输的原始图像进行区域分割，根据特定区域图像的灰度，利用有效的算法相应地调整对应区域的白光LED亮度，同时对原始图像中像素点的RGB值进行校正，以保证变换后的LED背光亮度能真实地表现原图像的亮度特征，从而实现LED背光源在图像暗的地方暗、亮的地方亮，达到降低功耗、增强图像对比度等目的o

1控制方案

动态背光控制系统是LED背光源的核心部分，而控制算法决定了控制系统的性