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Design eines effizienten Echtzeit-Algorithmus und eines universellen Prozessors für lokales Dimmen hochauflösender LED-Matrizen in Automotive-Displays (AlgoPro)

Projektüberblick

Hintergrund
Displays haben sich zu einem zentralen Differenzierungsmerkmal moderner Fahrzeuge entwickelt. Der Trend geht zu immer größeren Anzeigeflächen bis hin zu Pillar-to-Pillar-Displays, die sich über die gesamte Breite des Armaturenbretts erstrecken. Bei Flüssigkristalldisplays (LCDs) entfallen rund 90 % der Leistungsaufnahme auf die LED-Hintergrundbeleuchtung. Die Local-Dimming-Technologie setzt hier an: Die Hintergrundbeleuchtung wird in Abhängigkeit vom Bildinhalt ortsvariabel gedimmt, sodass LEDs hinter dunklen Bildbereichen nur gering oder gar nicht leuchten. Dadurch sinkt der Energiebedarf deutlich, während Kontrast und Schwarzwert signifikant steigen.

Projektziele
Die Schlüsselkomponente des Local Dimming ist ein Algorithmus, der für jedes Einzelbild in Echtzeit die optimalen Ansteuerwerte der LEDs und LC-Pixel berechnet. Der an der Universität des Saarlandes entwickelte SSC-Algorithmus erfüllt bereits die strengen Sicherheitsanforderungen der Automobilindustrie. Ziel des Projekts AlgoPro ist es, diesen Algorithmus zu einer universellen Prozessorarchitektur weiterzuentwickeln:

  • Universelle Einsetzbarkeit: Ein einheitliches Chipdesign soll Displays unterschiedlicher Größe, Auflösung und LED-Konfiguration abdecken und damit eine wirtschaftliche Serienfertigung ermöglichen.
  • Skalierung auf hochauflösende Backlights: Die Zahl der in Echtzeit ansteuerbaren LEDs soll von bisher bis zu 1.000 auf rund 3.000 gesteigert werden, wie es großflächige Displays der übernächsten Fahrzeuggeneration erfordern.
  • Ressourceneffiziente Hardware: Neue mathematische Verfahren sollen bei geringem Rechenaufwand nahezu optimale Ergebnisse liefern und eine kosteneffiziente Umsetzung in anwendungsspezifischen Chips erlauben.

Erwartete Wirkung
Die Reduktion der Leistungsaufnahme im Display trägt unmittelbar zur Reichweitensteigerung von Elektrofahrzeugen bei und verbessert zugleich die visuelle Qualität. Das Vorhaben stärkt die Wettbewerbsfähigkeit europäischer Technologie-Unternehmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette, von der Mikroelektronik bis zum Fahrzeughersteller. Über saarländische Ausgründungen ist ein direkter Transfer der Ergebnisse in die regionale Wirtschaft angelegt. Das Projekt leistet damit einen Beitrag zur Innovations- und Transformationsstrategie des Saarlandes.

Perspektiven und Übertragbarkeit
Die im Projekt entwickelten algorithmischen Methoden sind auf künftige Backlight-Technologien wie Mini-LEDs übertragbar und eröffnen damit weitere Anwendungsfelder über die nächste Displaygeneration hinaus.

 

Projektkonsortium

Das Vorhaben verbindet hardwareorientierte Forschung aus den Ingenieurwissenschaften mit anwendungsorientierter Algorithmenforschung aus der Informatik.

  • Universität des Saarlandes (UdS)
  • Max-Planck-Institut (MPI)

Projektnummer: EFRE-HS-0000784

 

Förderhinweis

Das Projekt AlgoPro wird von der Europäischen Union aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) im Rahmen des EFRE-Programms Saarland 2021–2027 gefördert.