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现实生活中,人眼所能感知难以置信的亮度,从微弱的星光到刺眼的阳光,其亮度范围约为10-4108cd/m2,跨度达到十二个数量级。人眼除直接获取环境信息之外,还可以通过图像视频的方式去感知世界。然而,在明暗对比强烈的场景和较暗或者较亮的场景中,无法从图像视频中准确获取明暗交接处的细节部分,甚至因而影响对整个视频的判别。为了在低动态范围视频显示系统上显示高动态范围的视频图像,研究人员设计了图像映射算法,在很大程度解决了动态范围显示器显示高动态范围视频图像的问题,但是这种算法并没有在根本上解决真实环境中电子视频图像再现的问题。故而,研究高动态范围图像视频显示系统成为研究的重点,但是现有的这种显示设备造价极为昂贵,并没有在消费领域得到广泛应用,于是给予希望设计的显示设备具有从根本上解决真实环境再现的问题又能拥有较为低下的生产成本。论文对常见的图像压缩算法、光谱重构技术、基于发光二极管架构设计的高动态范围图像再现技术进行了研究,为设计高动态范围显示系统做了铺垫;对TFT-LCD、背光模组进行了较为详细的分析,为设计高动态范围显示系统的背光系统奠定基础。本文采用LED阵列作为背光源,基于数字信号处理设计实现了一种LCD-LED架构的高动态范围视频显示系统。论文首先引入几何光学相关理论,论证了LED布局方式、混光深度与高动态视频显示系统亮度以及亮度均匀性之间的关系,证明了在同等混光深度的情况下等边三角的布局方式最为理想;然后通过Altium Designer 13.0设计背光模组的背光板、控制板原理图并绘制PCB板的设计,利用Quartus II对实现的高动态范围视频显示系统背光系统进行仿真并完成实验平台的搭建;最后在系统调试部分提出了一种基于液晶补偿的LED坏点修复方法,通过调节坏点区域液晶补偿因子,调整液晶控制信号,提升液晶开口率从而得到提升光线透射率,达到修复坏点区域的目的,实验证明该方法可以有效解决直接更换LED面临的成本高、不易实现、操作困难等问题。