为解决液晶显示存在能效和对比度不高问题, 本文结合主流背光结构和区域调光技术优势, 提出了一种侧入式 LED背光区域调光算法, 包括背光调光、亮度分配和像素补偿三个部分。调光算法将输入图像进行分区, 计算每个分区的图像亮度; 亮度分配算法引入资源分配和运输模型建立图像分区亮度到 LED灯串亮度的映射关系。像素补偿算法使用低通滤波器模拟得到 LED发出的光经导光板、扩散膜后的扩散效果, 据此调整液晶像素亮度。并对该算法进行了大量的仿真实验, 开发了原理性样机。对 30幅典型图像实际测试表明, 平均节能率为 20.57%, 平均结构相似性性能参数为 0.985。本文提出的侧入式区域调光算法既能保持背光结构轻薄, 同时具有较好的节能和显示效果。

为了解决现有调光算法存在节能率低和溢出失真率高的问题，本文提出了一种高节能、低溢出率的动态调光算法。在综合考虑液晶显示器中背光亮度和像素亮度对最终显示效果存在非等效影响的实际情况下，将输入图像灰阶亮度作一定的预处理后再进行图像背光亮度计算，并且采用带有权重的线性调节方式来进行液晶像素的补偿计算。与常见调光算法的平均节能119%和平均溢出率1234%相比，本文算法的平均节能可达2215%，而溢出失真率降低至995%。在工程样机上对50幅图像进行了实际测试，与采用常见调光算法的显示器相比，采用本文调光算法的显示器在获得更高节能率的同时，保持了较好的显示质量，没有明显的亮度下降。

液晶显示器的区域动态调光技术中，各分区背光确定后，为了保证背光降低后的亮度和显示效果，需要对液晶像素进行精确补偿。本文采用低通滤波方法模拟LED 背光源在背光模组中传播时的扩散过程，得到光扩散函数模板参数，进而得知各像素的实际背光亮度，据此对液晶像素进行精确补偿。在直下式LED 分区背光液晶显示系统上，通过具体图像验证了该方法的准确性。该方法采用常见的测试设备，可操作性强，精度高。经验证，背光分区为32 个时，32 个分区的相对误差平均值为6.41%。在动态区域调光液晶电视样机中实现了本文的扩散方法，和没有调光的电视相比，节能率达到27.06%，画面无拖尾现象。

针对液晶显示能效不高、对比度低的问题，提出了一种基于图像分类的全局动态调光算法。鉴于亮度和对比度是液晶显示的两个重要性能指标，提出了基于亮度和对比度的图像分类方法。背光调光水平由输入图像的类别、灰度平均值以及灰度最大值与灰度平均值的差值决定。液晶像素补偿基于S曲线，曲线方程中的参数根据输入图像特征值和图像类别决定。对60幅图像的仿真结果表明：平均背光节能达到了19%，静态对比度提高了143%。开发了采用本调光算法的液晶电视，与没有采用本调光算法的电视相比，整机平均节能达到了12.9%，静态对比度提高了43.18%。