本發明涉及電視背光，尤其是涉及一種應用于電視背光的發光二極管動態背光控制系統。
背景技術：
1、近年來，隨著顯示技術的快速發展，消費者對電視畫面的質量要求越來越高，尤其是在色彩表現、亮度和對比度方面。高動態范圍(hdr)技術因其能夠顯著提升畫面的層次感和細節表現力，已成為高端電視產品的技術標配。然而，傳統的靜態背光技術由于難以根據畫面內容的實時變化來調整亮度，在呈現高動態范圍內容時，往往會導致亮部細節丟失或暗部對比度不足，難以滿足日益增長的視聽體驗需求。
2、為解決上述問題，本領域的技術人員提出了多種技術方案。其中，主流的液晶電視背光技術主要包括：采用傳統的發光二極管(led)背光模組，通過全局調光或更進一步的分區局部調光(local?dimming)來控制背光亮度；引入量子點(quantum?dot)技術，通過優化光譜來提升畫面的色域范圍；以及采用有機發光二極管(oled)等自發光技術，以實現像素級別的獨立控光。
3、但上述方案各有局限：全局調光難以實現精細控制；分區局部調光因未能有效補償背光系統內部復雜的光學和熱學效應，導致控制精度不足；量子點技術對動態控制問題幫助有限；而oled則受限于高昂的成本與材料壽命。
4、因此，本發明提出一種應用于電視背光的發光二極管動態背光控制系統，來解決現有技術的不足。
技術實現思路
1、本發明的目的是提供一種應用于電視背光的發光二極管動態背光控制系統，解決了現有技術因采用靜態物理模型而忽略了光學串擾與實時熱致漂移效應，所導致的背光控制精度不足、畫面對比度下降及亮度失真的問題。
2、為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種應用于電視背光的發光二極管動態背光控制系統，包括：
3、貼片式高色域白光發光二極管，構造成發光二極管陣列，用于高動態范圍顯示電視背光源；畫面亮度監測模塊，用于實時采集電視畫面亮度變化數據，生成目標亮度向量；
4、動態背光控制算法模塊，所述動態背光控制算法模塊包括：
5、實時溫度估計模塊，用于估計所述發光二極管陣列的實時溫度向量；
6、動態模型生成模塊，用于基于所述實時溫度向量，生成動態光學串擾矩陣；
7、補償向量計算模塊，用于基于所述目標亮度向量與所述動態光學串擾矩陣，計算預補償驅動向量；
8、驅動控制模塊，用于根據所述預補償驅動向量，控制所述發光二極管陣列。
9、優選的，所述畫面亮度監測模塊包括：
10、通過高精度光學傳感器陣列以120hz的采樣頻率，實時采集電視屏幕各區域的電視畫面亮度變化數據；
11、將所述電視畫面亮度變化數據進行組合，生成所述目標亮度向量。
12、優選的，所述實時溫度估計模塊包括：
13、通過探測電流源向所述發光二極管陣列中的發光二極管施加探測電流；
14、測量所述發光二極管在所述探測電流下的正向電壓；
15、基于所述正向電壓與預設的結溫-電壓特性關系，計算獲得所述發光二極管的結溫，并構成所述實時溫度向量。
16、優選的，所述動態模型生成模塊包括：
17、通過預設的熱致漂移模型與所述實時溫度向量，計算獲得熱力修正矩陣；
18、組合預設的基準光學串擾矩陣與所述熱力修正矩陣，生成所述動態光學串擾矩陣。
19、優選的，所述預設的基準光學串擾矩陣為在基準溫度環境下，通過標定所述發光二極管陣列的點擴散函數獲得的數據矩陣；
20、所述預設的熱致漂移模型為通過分析在不同溫度環境下光學串擾矩陣相對于所述基準光學串擾矩陣的變化量獲得的數據模型。
21、優選的，所述補償向量計算模塊包括：
22、計算所述動態光學串擾矩陣的逆矩陣，獲得動態光學串擾逆矩陣；
23、將所述動態光學串擾逆矩陣與所述目標亮度向量進行矩陣乘法運算，生成所述預補償驅動向量。
24、優選的，所述計算所述動態光學串擾矩陣的逆矩陣，獲得動態光學串擾逆矩陣的步驟通過矩陣求逆公式計算，所述矩陣求逆公式為：
25、
26、式中，為所述動態光學串擾逆矩陣；adj(ocmdynamic(t))為所述動態光學串擾矩陣的伴隨矩陣；det(ocmdynamic(t))為所述動態光學串擾矩陣的行列式；
27、所述將所述動態光學串擾逆矩陣與所述目標亮度向量進行矩陣乘法運算，生成所述預補償驅動向量的步驟，通過矩陣向量乘法公式計算，所述矩陣向量乘法公式為，
28、
29、式中，lcomp(t)為所述預補償驅動向量；btarget(t)為所述目標亮度向量。
30、優選的，所述驅動控制模塊包括：
31、將所述預補償驅動向量的各分量轉換為對應的脈沖寬度調制信號占空比；
32、根據所述脈沖寬度調制信號占空比生成多路脈沖寬度調制驅動信號；
33、將所述多路脈沖寬度調制驅動信號施加至所述發光二極管陣列，驅動所述發光二極管陣列發光。
34、本發明還提供一種應用于電視背光的發光二極管動態背光控制方法，包括以下步驟：
35、實時采集電視畫面亮度數據，生成目標亮度向量；
36、施加探測電流至所述發光二極管陣列中的發光二極管，測量所述發光二極管的正向電壓，并基于所述正向電壓計算獲得實時溫度向量；
37、基于所述實時溫度向量與預設的熱致漂移模型，計算獲得熱力修正矩陣，并組合預設的基準光學串擾矩陣與所述熱力修正矩陣，生成一動態光學串擾矩陣；
38、基于所述目標亮度向量與所述動態光學串擾矩陣，計算獲得預補償驅動向量；
39、將所述預補償驅動向量轉換為多路脈沖寬度調制驅動信號，并施加所述多路脈沖寬度調制驅動信號至所述發光二極管陣列。
40、綜上所述，本發明包括以下至少一種有益技術效果：
41、1.本發明通過采用以氮化鎵材料為基礎的新型貼片式高色域白光發光二極管，并將其構造成陣列作為電視背光源，為高品質圖像顯示提供了卓越的光源基礎。相較于傳統背光方案，這種高性能發光二極管具備更寬廣的發光光譜，能夠顯著提升電視畫面的色彩表現范圍，同時其固有的快速電光響應特性，也為實現高刷新率下的動態背光精準控制提供了必要的硬件前提。
42、2.通過構建包含實時溫度估計和動態模型生成的完整算法閉環，實現了對背光系統物理特性的精確建模與補償，從而根本上提升了背光控制的精確性和穩定性。具體而言，系統能夠實時獲取發光二極管陣列的溫度分布，并基于此生成一個同時包含了光學串擾與熱致漂移效應的動態光學串擾矩陣。該發明點在于，它摒棄了依賴靜態、理想化模型的傳統方法，轉而根據系統真實的、隨時間變化的物理狀態進行自適應補償，確保了無論在何種工作時長與負載下，背光的輸出亮度都能精確匹配畫面需求。
43、3.通過將基于動態模型的逆運算補償算法與精細化的分區驅動控制相結合，實現了對高動態范圍(hdr)內容的卓越表現力。該算法能夠基于目標亮度與實時的動態物理模型，反向計算出已預先抵消了所有物理失真效應的預補償驅動向量。這一發明點使得驅動控制模塊能夠對每一個背光分區進行高度獨立的精確控制，極大提升了畫面的對比度、層次感和暗部細節表現力，使得亮場更耀眼、暗場更深邃，完美再現了高動態范圍內容的視覺沖擊力。