專利名稱：一種場序背光顏色補償方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器的背光源，尤其涉及場序背光源的顏色補償方法及裝置。
背景技術(shù)：
普通顯示器的場序工作原理是通過控制背光源RGB三色燈，按照時間順序依次點亮，由于人眼的視覺暫留作用，實現(xiàn)時間上的混色，圖I為顯示效果為60Hz的一種場序背光顯示器工作原理，其中標(biāo)記①的區(qū)域為像素液晶分子的偏轉(zhuǎn)時間 ，標(biāo)記②的空白區(qū)域為像素液晶分子保持時間，標(biāo)記③的區(qū)域為同色背光源LED點亮?xí)r間。需要說明的是液晶像素的偏轉(zhuǎn)時間與像素的響應(yīng)時間并不相同，這是因為顯示的圖像不同，液晶分子需要偏轉(zhuǎn)的角度就不同，完成指定偏轉(zhuǎn)角度的時間就不同，通過液晶的偏轉(zhuǎn)控制顏色，實現(xiàn)最終的畫面顯不O圖2為普通場序背光技術(shù)的圖像顯示原理圖，其中屏幕圖像的信號來自于圖像源，常見的圖像源有電視、電腦和DVD等，圖像源以一幀一幀畫面的形式在屏幕上顯示，這就是屏幕圖像，經(jīng)過不間斷的幀畫面顯示就形成觀眾看到的顯示設(shè)備上播放的各種圖像。需要說明的是任何圖像都可以用紅綠藍(lán)三基色表示出來，屏幕圖像也是通過紅綠藍(lán)像素體現(xiàn)出來的。任何一個圖像都可以用紅綠藍(lán)三個分量表示，通過電路系統(tǒng)將其顯示在屏幕上就是由屏幕上所有像素的紅綠藍(lán)三個子像素液晶的旋轉(zhuǎn)角度不同，使三個顏色分量按照一定的比例體現(xiàn)出來。普通場序背光設(shè)計中，只要紅綠藍(lán)三色LED燈以等比例開啟，背光源表現(xiàn)出來的顏色就為白色。即如果紅燈、綠燈和藍(lán)燈的開啟程度都為100%，背光源為白色，紅綠藍(lán)燈開啟程度都為50%時，背光源也為白色，唯一的不同是亮度差異。在普通場序背光中，顯示圖像的色彩差異是通過控制屏幕像素的紅綠藍(lán)三個子像素的液晶旋轉(zhuǎn)角度實現(xiàn)的，液晶旋轉(zhuǎn)角度是由電壓信號控制實現(xiàn)的。子像素圖像的電壓信號從根本上來說是由圖像對應(yīng)像素點的紅綠藍(lán)分量值來確定的。舉例來說，普通場序背光如下如果圖像任意一點的灰階值為RGB(rl，gl，bl)，則屏幕上顯示圖像的對應(yīng)點的像素灰階值RGB也為(rl，gl, bl)，背光源按照紅綠藍(lán)燈均按100%亮度順序開啟。場序背光技術(shù)的優(yōu)勢在于去除彩色濾光膜，大幅節(jié)省原料成本，使像素大小變?yōu)樵瓉淼娜种唬蠓岣叻直媛?。但現(xiàn)有的場序背光技術(shù)的色彩飽和度和表現(xiàn)力與普通顯示器還有很大偏差，不能達(dá)到滿足普通消費者要求的程度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種場序背光顏色補償方法及裝置，用于解決現(xiàn)有普通場序背光技術(shù)色彩表現(xiàn)力不佳，色彩飽和度差的技術(shù)問題。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的基于本發(fā)明實施例，本發(fā)明提供一種場序背光顏色補償方法，該方法包括依據(jù)補償函數(shù)或補償關(guān)系表將原始圖像分解為屏幕圖像和背光亮度分布兩個部分，由補償后的屏幕圖像和背光亮度分布來共同顯示所述原始圖像。
進(jìn)一步地，所述場序背光顏色補償方法還包括如下步驟將依據(jù)補償函數(shù)或補償關(guān)系表分解獲得的屏幕圖像與原始圖像進(jìn)行對比，對不能與背光源色彩一一對應(yīng)的屏幕圖像部分進(jìn)行第二次補償，獲得經(jīng)第二次補償后的屏幕圖像。進(jìn)一步地，在執(zhí)行所述分解之前，還包括以下建立所述補償函數(shù)或補償關(guān)系表的步驟SI、測量紅綠藍(lán)背光燈都以100%亮度按場序開啟，液晶屏顯示紅綠藍(lán)各種灰階值組合對應(yīng)的屏幕圖像時的顯示圖像的色坐標(biāo)；S2、測量液晶屏顯示白色屏幕圖像狀態(tài)下，顯示圖像的色坐標(biāo)為步驟SI所獲得的顯示圖像的色坐標(biāo)時，對應(yīng)的紅綠藍(lán)背光燈開啟的亮度比；
S3、通過顯示圖像的色坐標(biāo)關(guān)聯(lián)步驟SI中液晶屏顯示的屏幕圖像的紅綠藍(lán)灰階值與步驟S2中紅綠藍(lán)背光燈開啟的亮度比，從而建立所述補償關(guān)系表或通過擬合曲線方法建立所述補償函數(shù)。進(jìn)一步地，場序背光顏色補償方法還包括將所述第二次補償后的屏幕圖像輸出給時序控制器，將所述分解后獲得的背光亮度分布輸出給場序背光控制電路。進(jìn)一步地，場序背光顏色補償方法應(yīng)用于直下式和側(cè)光式場序背光顯示系統(tǒng)中?；诒景l(fā)明實施例，本發(fā)明還提供一種場序背光顏色補償裝置，包括存儲模塊，用于存儲補償函數(shù)或補償關(guān)系表；第一次補償模塊，依據(jù)補償函數(shù)或補償關(guān)系表將原始圖像分解為屏幕圖像和背光亮度分布兩個部分，由補償后的屏幕圖像和背光亮度分布來共同顯示所述原始圖像。進(jìn)一步地，所述場序背光顏色補償裝置還包括第二次補償模塊，用于將所述經(jīng)第一次補償?shù)钠聊粓D像與原始圖像進(jìn)行對比，對不能與背光源色彩一一對應(yīng)的屏幕圖像部分進(jìn)行第二次補償，輸出經(jīng)第二次補償后的屏幕圖像。進(jìn)一步地，所述第一次補償模塊從機芯板接收原始圖像信號，對原始圖像進(jìn)行第一次補償，并將經(jīng)第一次補償?shù)钠聊粓D像輸出給第二次補償模塊，將經(jīng)第一次補償?shù)谋彻饬炼确植驾敵鼋o場序背光控制電路；第二次補償模塊將經(jīng)第二次補償?shù)钠聊粓D像輸出給時序控制器。進(jìn)一步地，所述場序背光顏色補償裝置與機芯板、和/或時序控制器、和/或場序背光控制電路集成在一塊電路板上；或集成在單獨的電路板上。進(jìn)一步地，所述場序背光顏色補償裝置應(yīng)用于直下式和側(cè)光式場序背光顯示系統(tǒng)中。本發(fā)明分別對背光源和屏幕圖像進(jìn)行兩方面的補償，從而達(dá)到提升場序背光顯示畫面的色彩飽和的目的，優(yōu)選地本發(fā)明采用二次補償技術(shù)，通過第一次補償運算將源圖像信號分解為屏幕圖像和背光亮度分布，然后再通過對屏幕圖像和源圖像的比對，對屏幕圖像進(jìn)行二次補償，經(jīng)過兩次補償后，進(jìn)一步提高了場序背光技術(shù)的色飽和度，提高了畫面的顯示效果。


圖I為現(xiàn)有場序背光源的工作原理圖；圖2為基于現(xiàn)有場序背光源的顯示原理圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的場序背光顏色補償方法的流程圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的場序背光顏色補償方法采用雙補償場序背光技術(shù)顯不圖像的原理圖；圖5為現(xiàn)有場序背光源電路原理圖；圖6為本發(fā)明提供的包含本發(fā)明提供的場序背光顏色補償裝置的場序背光源電路原理圖。
具體實施例方式本發(fā)明基本思想是通過對背光源單顆發(fā)光二極管LED燈(包括紅燈、綠燈、藍(lán)燈)的亮度和對液晶屏顯示的屏幕圖像兩方面的補償，達(dá)到提升場序背光技術(shù)的色彩飽和度的目的，從而解決場序技術(shù)的色彩表現(xiàn)力不佳，色彩飽和度差的問題。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下舉實施例并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖3為本發(fā)明提供的場序背光顏色補償方法實現(xiàn)流程圖，該方法通過采用兩次補償?shù)姆绞絹硖嵘龍鲂虮彻饧夹g(shù)的色飽和度，具體步驟如下步驟301、通過測量和數(shù)據(jù)擬合建立用于第一次補償運算的補償函數(shù)y = f (X)或補償關(guān)系表；所述補償函數(shù)或補償關(guān)系表用于反映在顯示圖像的色坐標(biāo)確定的情況下，液晶屏顯示的屏幕圖像的紅綠藍(lán)子像素的灰階值與特定液晶屏響應(yīng)頻率下背光源紅綠藍(lán)背光燈開啟的亮度比之間的對應(yīng)關(guān)系，建立補償函數(shù)和補償關(guān)系表的方法具體為步驟SI、測量按照現(xiàn)有普通場序背光工作原理，紅綠藍(lán)背光燈都以100%亮度按順序開啟，液晶屏顯示紅綠藍(lán)各種灰階值組合對應(yīng)的屏幕圖像時的顯示圖像的色坐標(biāo)；步驟S2、測量液晶屏顯示白色屏幕圖像即白畫面狀態(tài)下，顯示圖像的色坐標(biāo)為步驟Si所獲得的顯示圖像的色坐標(biāo)時，對應(yīng)的紅綠藍(lán)背光燈開啟亮度比，即紅綠藍(lán)背光燈對應(yīng)的電流占空比；所述紅綠藍(lán)背光燈的電流占空比決定了亮度比例，進(jìn)而決定了色坐標(biāo)；步驟S3、通過顯示圖像的色坐標(biāo)關(guān)聯(lián)步驟SI中液晶屏顯示的屏幕圖像的紅綠藍(lán)灰階值與步驟S2中紅綠藍(lán)背光燈開啟的亮度比，從而建立所述補償關(guān)系表或通過擬合曲線方法建立所述補償函數(shù)。理論上，紅綠藍(lán)各種灰階值組合有256*256*256種組合情況，測量數(shù)據(jù)量較大,所以在實際應(yīng)用中，可只測量部分?jǐn)?shù)據(jù)來建立補償函數(shù)，或者通過數(shù)據(jù)插值等方法建立補償關(guān)系表，以減少測量的次數(shù)。無論是建立補償函數(shù)還是建立補償關(guān)系表，都只需要測量一次，就可以在以后的計算中應(yīng)用了。以下舉例說明補償函數(shù)和補償關(guān)系表的建立過程建立補償函數(shù)初值或補償關(guān)系表中紅綠藍(lán)灰階組合(255，0，O)的補償值，測量場序背光源紅綠藍(lán)LED燈都以100%亮度按順序開啟時，屏幕圖像紅綠藍(lán)灰階值為(255，0，O)時的色坐標(biāo)為(0.68，0.23);然后測量屏幕圖像為白畫面時，顯示圖像的色坐標(biāo)為(0.68，O. 23)時，背光源紅綠藍(lán)燈開啟亮度比例為(100%，0%，0%);通過上面的測量完成了一個補償函數(shù)初值或補償關(guān)系表中一個值的測量，即在顯示圖像的色坐標(biāo)為(0.68，0.23)時，屏幕圖像的紅綠藍(lán)灰階值(255，0，O)對應(yīng)背光源紅綠藍(lán)燈的亮度比例(100%，0%，0% )，多個對應(yīng)值完成后，可以通過多項式擬合等方法找到擬合函數(shù)，或者在多個對應(yīng)值之間進(jìn)行插值的方法，建立補償函數(shù)或補償關(guān)系表。完成的補償函數(shù)或補償關(guān)系表后，將其儲存在控制電路的芯片中，用于對輸入的原始圖像進(jìn)行補償，然后將補償后的結(jié)果同時傳遞給背光源和液晶屏。步驟302、根據(jù)補償函數(shù)或補償關(guān)系表對原始圖像進(jìn)行第一 次補償，通過一次補償運算獲得經(jīng)第一次補償?shù)钠聊粓D像和背光亮度分布兩個部分；該步驟中，依據(jù)補償函數(shù)或補償關(guān)系表將原始圖像分解為屏幕圖像和背光亮度分布兩個部分，通過對屏幕圖像和背光亮度分布兩部分的補償共同來表現(xiàn)原始圖像。所述分解的步驟即第一次補償?shù)倪^程，分別對屏幕圖像和背光源進(jìn)行補償，相比現(xiàn)有普通場序背光技術(shù)只對屏幕圖像進(jìn)行補償?shù)姆绞絹碚f，能夠進(jìn)一步提升顯示畫面的色彩飽和度。屏幕圖像信號通過時序控制器輸出給液晶屏；背光亮度分布是指屏幕圖像對應(yīng)區(qū)域的紅綠藍(lán)LED背光燈的亮度分布。進(jìn)一步地，經(jīng)第一次補償?shù)钠聊粓D像有可能與不同區(qū)域背光源色彩不能一一對應(yīng)，因此需要對經(jīng)第一次補償?shù)钠聊粓D像進(jìn)行二次補償，以進(jìn)一步提升顯示畫面的色彩飽和度，進(jìn)行第二次補償?shù)姆椒ㄈ绮襟E303所述。步驟303、將經(jīng)過第一次補償?shù)钠聊粓D像與原始圖像進(jìn)行對比，對不能與背光源色彩一一對應(yīng)的屏幕圖像部分進(jìn)行第二次補償，獲得經(jīng)第二次補償后的屏幕圖像；所述第二次補償可以采用圖像處理方法中的一種或多種平均值法、最大值法、傅立葉變換法、小波分析法等等。步驟304、將經(jīng)兩次補償后的屏幕圖像輸出給時序控制器，時序控制器輸出屏幕圖像信號給液晶屏；將經(jīng)一次補償后的背光亮度分布輸出給場序背光控制電路，場序背光控制電路再輸出控制信號給驅(qū)動電路，由驅(qū)動電路驅(qū)動背光源；液晶屏顯示的屏幕圖像和背光源產(chǎn)生的背光疊加后得到最終的顯示圖像。圖4為本發(fā)明提供的場序背光顏色補償方法采用雙補償場序背光技術(shù)顯示圖像的顯示原理圖，由圖可以看出，原始圖像是由紅綠藍(lán)分量組成，通過本發(fā)明提供的方法和裝置對原始圖像進(jìn)行兩次補償，獲得經(jīng)兩次補償后的屏幕圖像和經(jīng)一次補償后的背光亮度分布，所述屏幕圖像由像素構(gòu)成，每個像素又由紅綠藍(lán)三個子像素構(gòu)成，對屏幕圖像的補償即對組成屏幕圖像的每個像素的各個子像素進(jìn)行調(diào)整；所述場序背光是由RGB三種顏色的LED燈和LED燈的驅(qū)動電路和場序背光控制電路組成，場序背光控制電路將RGB三種顏色LED按照紅綠藍(lán)、或紅藍(lán)綠、或藍(lán)紅綠、或藍(lán)綠紅、或綠紅藍(lán)、或綠藍(lán)紅順序點亮的時間和時長信號，傳遞給驅(qū)動電路，驅(qū)動電路點亮LED燈；所述顯示圖像由屏幕圖像和背光亮度分布疊加輸出后形成。基于本發(fā)明提供的場序背光顏色補償方法，本發(fā)明還提供一種場序背光顏色補償裝置，該裝置包括關(guān)系存儲模塊、第一次補償模塊和第二次補償模塊；關(guān)系存儲模塊，用于存儲補償函數(shù)或補償關(guān)系表；
第一次補償模塊，用于依據(jù)補償函數(shù)或補償關(guān)系表對原始圖像進(jìn)行第一次補償，通過補償運算獲得經(jīng)第一次補償?shù)钠聊粓D像和背光亮度分布兩個部分；第二次補償模塊，用于將所述經(jīng)第一次補償?shù)钠聊粓D像與原始圖像進(jìn)行對比，對不能與背光源色彩一一對應(yīng)的畫面部分進(jìn)行第二次補償，輸出經(jīng)第二次補償后的屏幕圖像。所述第一次補償模塊從機芯板接收原始圖像信號，將經(jīng)第一次補償?shù)钠聊粓D像輸出給第二次補償模塊，并將經(jīng)第一次補償?shù)谋彻饬炼确植驾敵鼋o場序背光控制電路；第二次補償模塊將經(jīng)第二次補償?shù)钠聊粓D像輸出給時序控制器。場序背光技術(shù)有兩種背光源，一種是直下式的，另一種是側(cè)光式，上述兩種場序背光技術(shù)本發(fā)明提供的方法和裝置都適用，對于兩種背光源的補償原理相同。以下以直下式背光源為例，說明在采用直下式背光源的顯示系統(tǒng)中使用本發(fā)明提 供的場序背光顏色補償裝置的電路原理。圖5為普通場序背光技術(shù)的顯示原理圖，圖6為本發(fā)明提供的包含本發(fā)明提供的場序背光顏色補償裝置的場序背光技術(shù)顯示原理圖。通過比較可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供的顯示系統(tǒng)中，在機芯板、時序控制器、場序背光控制電路之間增加了本發(fā)明提供的場序背光顏色補償裝置，該裝置將經(jīng)補償?shù)钠聊粓D像信號輸出給時序控制器，將經(jīng)補償?shù)膱鲂虮彻饬炼确植驾敵鼋o場序背光控制電路。本發(fā)明提供的場序背光顏色補償裝置可以與機芯板、和/或時序控制器、和/或場序背光控制電路集成在一塊電路板上，也可以單獨制作電路板。本發(fā)明在建立補償關(guān)系表或補償函數(shù)時，可以選擇步長5作為一個測量補償關(guān)系
的灰階值間隔，選擇0，5，10，15，20，25，......，255作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，即選擇r = (0，5，10，15，
20，......，255)，g= (0,5,10,15,20,......，255)，b = (0，5，10，15，20，......，255)，測
量對應(yīng)的背光源開啟時的亮度值，那么三種顏色需要測量的數(shù)據(jù)一共為51*51*51組，153個數(shù)據(jù)，通過插值法完成補償函數(shù)表的建立，將補償函數(shù)表預(yù)先存儲在本發(fā)明提供的場序背光顏色補償裝置中，在進(jìn)行補償計算時進(jìn)行查表應(yīng)用。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種場序背光顏色補償方法，其特征在于，該方法包括 依據(jù)補償函數(shù)或補償關(guān)系表將原始圖像分解為屏幕圖像和背光亮度分布兩個部分，由補償后的屏幕圖像和背光亮度分布來共同顯示所述原始圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 將依據(jù)補償函數(shù)或補償關(guān)系表分解獲得的屏幕圖像與原始圖像進(jìn)行對比，對不能與背光源色彩一一對應(yīng)的屏幕圖像部分進(jìn)行第二次補償，獲得經(jīng)第二次補償后的屏幕圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，在執(zhí)行所述分解之前，還包括以下建立所述補償函數(shù)或補償關(guān)系表的步驟 51、測量紅綠藍(lán)背光燈都以100%亮度按場序開啟，液晶屏顯示紅綠藍(lán)各種灰階值組合對應(yīng)的屏幕圖像時的顯示圖像的色坐標(biāo)； 52、測量液晶屏顯示白色屏幕圖像狀態(tài)下，顯示圖像的色坐標(biāo)為步驟SI所獲得的顯示圖像的色坐標(biāo)時，對應(yīng)的紅綠藍(lán)背光燈開啟的亮度比； 53、通過顯示圖像的色坐標(biāo)關(guān)聯(lián)步驟SI中液晶屏顯示的屏幕圖像的紅綠藍(lán)灰階值與步驟S2中紅綠藍(lán)背光燈開啟的亮度比，從而建立所述補償關(guān)系表或通過擬合曲線方法建立所述補償函數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 將所述第二次補償后的屏幕圖像輸出給時序控制器，將所述分解后獲得的背光亮度分布輸出給場序背光控制電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于直下式和側(cè)光式場序背光顯不系統(tǒng)中。
6.一種場序背光顏色補償裝置，其特征在于，該裝置包括 存儲模塊，用于存儲補償函數(shù)或補償關(guān)系表； 第一次補償模塊，依據(jù)補償函數(shù)或補償關(guān)系表將原始圖像分解為屏幕圖像和背光亮度分布兩個部分，由補償后的屏幕圖像和背光亮度分布來共同顯示所述原始圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括 第二次補償模塊，用于將所述經(jīng)第一次補償?shù)钠聊粓D像與原始圖像進(jìn)行對比，對不能與背光源色彩一一對應(yīng)的屏幕圖像部分進(jìn)行第二次補償，輸出經(jīng)第二次補償后的屏幕圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于， 所述第一次補償模塊從機芯板接收原始圖像信號，對原始圖像進(jìn)行第一次補償，并將經(jīng)第一次補償?shù)钠聊粓D像輸出給第二次補償模塊，將經(jīng)第一次補償?shù)谋彻饬炼确植驾敵鼋o場序背光控制電路； 第二次補償模塊將經(jīng)第二次補償?shù)钠聊粓D像輸出給時序控制器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置與機芯板、和/或時序控制器、和/或場序背光控制電路集成在一塊電路板上；或集成在單獨的電路板上。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置應(yīng)用于直下式和側(cè)光式場序背光顯不系統(tǒng)中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種場序背光顏色補償方法及裝置，用于解決現(xiàn)有普通場序背光技術(shù)色彩表現(xiàn)力不佳，色彩飽和度差的技術(shù)問題。本發(fā)明采用二次補償技術(shù)，對圖像信號的第一次補償運算，將圖像信號分解為屏幕圖像和背光亮度分布，然后通過對屏幕圖像和原始圖像進(jìn)行比對，再對屏幕圖像進(jìn)行二次補償，經(jīng)過兩次補償后，提高了場序背光技術(shù)的色飽和度，改善了色彩表現(xiàn)力不佳，并提高畫面的顯示效果。
文檔編號G09G3/36GK102779491SQ20111014433
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者張麗蕾 申請人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司