LED顯示屏各類色度的處置技術(shù)
來源:中國數(shù)字音視網(wǎng) 作者:cofee 編輯:數(shù)字音視工程 2010-11-26 00:00:00 加入收藏
LED顯示屏技術(shù)從二十世紀(jì)80年代初的單色顯示屏,80年代末的雙基色顯示屏,再到90年代中期的三基色(全彩色)顯示屏,直到今天我平板顯示領(lǐng)域廣泛討論的多基色(大于三基色)處置技術(shù)。
led顯示屏的色度處理技術(shù)從最基本的基色波長選擇、白場色溫的調(diào)配、再到為提高色彩還原度而進(jìn)行的色彩空間變換處置和為改善畫質(zhì)的色度均勻性處理、直到今天我為了擴(kuò)大色域再現(xiàn)更多的自然界色彩而采取的多基色(大于三基色)處置。各種色度處理技術(shù)貫穿著LED顯示屏的發(fā)展史,成為LED顯示屏這門綜合性學(xué)科中最核心的技術(shù)之一。
各類色度處理技術(shù)
1、基色波長的選擇
LED顯示屏在各行各業(yè)有著非常廣泛的應(yīng)用,而在不同的應(yīng)用場所對LED基色波長有著不同的要求,對于LED基色波長的選擇有些是為了取得良好的視覺效果,有些是為了符合人們習(xí)慣,而有些更是行業(yè)規(guī)范、國家規(guī)范甚至國際規(guī)范的規(guī)定。比方,對全彩色LED顯示屏中綠管基色波長的選擇;早期大家普遍選用波長為570nm黃綠色LED,雖然利息較低,但顯示屏的色域較小、色彩還原度差、亮度低。而在選擇了波長為525nm純綠管之后,顯示屏色域擴(kuò)大了近一倍,且色彩還原度大幅提高,極大地提高了顯示屏的視覺效果。再比如,證券行情顯示屏,人們通常習(xí)慣于用紅色表示股價上漲、用綠色表示股價下跌、而用黃色表示平盤。而在交通行業(yè)則是由國家標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格規(guī)定了藍(lán)綠波段表示通行、紅色波段為禁行。因而,基色波長的選擇是LED顯示屏重要環(huán)節(jié)之一。
2、白場色坐標(biāo)的調(diào)配
白場色坐標(biāo)調(diào)配是全彩色LED顯示屏最基本的技術(shù)之一。但是二十世紀(jì)90年代中期,由于缺乏行業(yè)規(guī)范和基本的測試手段,通常只是靠人眼、憑感覺確定白場色坐標(biāo),從而造成嚴(yán)重偏色和白場色溫的隨意性。隨著行業(yè)規(guī)范的公布和測試手段的完備,許多制造商開始規(guī)范全彩屏配色工藝。但是仍然有局部制造商由于缺乏配色的理論指導(dǎo),經(jīng)常以犧牲某些基色的灰度等級來調(diào)配百場色坐標(biāo),綜合性能得不到提高。
3、色度均勻性處理。
LED顯示屏色度均勻性問題一直以來是困擾業(yè)內(nèi)人士的一大難題,一般認(rèn)為LED亮度不均勻可以進(jìn)行單點校正,來改善亮度均勻性。而色度不均勻是無法進(jìn)行校正的只能通過對LED色坐標(biāo)進(jìn)行細(xì)分和篩選來改善。
隨著人們對LED顯示屏的要求越來越高,只對LED色坐標(biāo)進(jìn)行細(xì)分和篩選已無法滿足人們挑剔的目光,對顯示屏進(jìn)行綜合校正處置,使色度均勻性得到改善是可實現(xiàn)的發(fā)現(xiàn)即使是國際第一品牌同一檔LED也存在較大的波長偏差和色飽和度偏差,而且該偏差范圍大大超過了人眼對綠色色差鑒別的閾值因此,進(jìn)行色度均勻性校正是有重要意義的CIE1931色度圖中,按重力中心定律,發(fā)現(xiàn):G檔范圍內(nèi)(□abcd任意一點綠色混合一定比例的紅色和藍(lán)色,都可以將混合色的色坐標(biāo)調(diào)整到直線cR和直線dB交叉點O.
雖然可以使色度均勻性極大地改善。但是經(jīng)過校正后的色飽和度明顯下降。同時,采用紅和藍(lán)來校正綠色色度均勻性的另一個前提是同一個象素內(nèi)紅綠藍(lán)三種LED盡可能采用集中分布使得紅綠藍(lán)的混色距離盡可能的近,才干取得較好的效果。而目前業(yè)內(nèi)通常采用的LED均勻分布方法將會給色度均勻性校正帶來混亂。另外,數(shù)以萬計的紅綠藍(lán)LED色坐標(biāo)的丈量工作如何展開也是一個極為棘手的難題。對此我給了提示。
4、色彩還原處置
純藍(lán)、純綠LED誕生,使全彩色LED顯示屏以其色域范圍寬、亮度高受到業(yè)內(nèi)的追捧。但是由于紅綠藍(lán)LED色品坐標(biāo)與PA L制電視紅綠藍(lán)的色品坐標(biāo)有較大的偏差(見表1使得LED全彩屏的色彩還原度較差。尤其在表示人的膚色時,視覺上存在較為明顯的偏差。由此,色彩還原處置技術(shù)應(yīng)運而生。此筆者推薦兩種色彩還原處理的方法:
其一:對紅綠藍(lán)三基色LED進(jìn)行色坐標(biāo)空間變換,使LED與PA L制電視兩者之間的三基色色坐標(biāo)盡可能靠近,從而大大提高LED顯示屏的色彩還原度。但是該方法大幅度縮減了LED顯示屏的色域范圍,使畫面的色飽和度大幅下降。
其二:只對人眼最敏感的膚色色域進(jìn)行適當(dāng)校正;而對其它人眼不夠敏感的色域盡可能少降低原有的色飽和度。如此處置,可在色彩還原度和色彩飽和度之間得到平衡。
53+2多基色色度處理方法
春天萬物復(fù)蘇,藍(lán)天的輝映下,綠草青青;秋天麥浪滾滾;陽光的普照下,一片金黃。五彩繽紛的大自然是那么的美好,遺憾的現(xiàn)有的LED顯示屏無法完全再現(xiàn)這美好的景色。LED雖然屬于單色光,但是各色LED仍然有30~50nm左右的半波寬,因此其色飽和度是有限的從圖3中可以看出:大自然界色彩極為豐富的黃色和青色區(qū)域LED全彩屏的色飽和度是嚴(yán)重缺乏的
近年來,平板顯示領(lǐng)域熱衷于討論3+3多基色顯示(紅、綠、藍(lán)加黃、青、紫)以擴(kuò)大色域,再現(xiàn)更為豐富的自然界色彩。那么,LED顯示屏可否實現(xiàn)3+3多基色顯示?
知道在可見光范圍內(nèi),黃、青為單色光,已擁有高飽和度的黃色、青色LED.而紫色為復(fù)色光,單芯片紫色LED則是不存在雖然我無法實現(xiàn)紅、綠、藍(lán)加黃、青、紫3+3多基色LED顯示屏。但是研究紅、綠、藍(lán)加黃、青3+2多基色LED顯示屏卻是可行的由于自然界存在大量高飽和度的黃色和青色;因此,該項研究是有一定價值的
現(xiàn)行的各種電視規(guī)范中,視頻源只有紅綠藍(lán)三基色,而沒有黃、青二色。那么,顯示終端黃、青二基色如何驅(qū)動?其實,確定黃、青二基色驅(qū)動強度時;因遵循以下三點原則:
(1)增加黃、青二基色的目的是為了擴(kuò)大色域,從而提高色飽和度。而總體亮度值不能改變;
?。?)在提高色飽和度的同時,不得改變色調(diào);
?。?)以D65為中心;以RYGCB色域邊界為端點,在色域范圍內(nèi)各點作線性擴(kuò)張。
在上述三原則的指導(dǎo)下;按重力中心定律,我們可以找到3+2多基色色度處理方法。但是,要想真正實現(xiàn)3+2多基色全彩屏,還要克服黃、青色LED亮度缺乏;利息上升較大等困難,目前僅限于理論探討。
綜上所述,主要討論了三個方面的問題:
1、如何提高LED顯示屏色度均勻性;
2、如何提高LED顯示屏的色彩還原度;
3、如何擴(kuò)大色域,還原更多自然界色彩。
上述各項色度處理技術(shù)在具體實施時,都是相互關(guān)聯(lián)的某些方面甚至是魚和熊掌不可兼得的綜合LED顯示屏還須進(jìn)行亮度均勻性校正、灰度非線性變換、降噪處理、圖像增強處置、動態(tài)象素處理等,整個信號處置流程非常復(fù)雜。因此,必需從系統(tǒng)的角度對各項性能進(jìn)行綜合權(quán)衡,掌握好各項處理的次第,并加大信號處理的深度,才干使LED全黑色顯示屏展現(xiàn)一個五彩繽紛、絢麗多姿的精彩世界。
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