一種液晶顯示器全屏數字亮度均衡器及其校正方法與流程

2023-04-25 23:24:29

本發明涉及一種液晶顯示器全屏數字亮度均衡器及其校正方法，屬於亮度均衡技術領域。

背景技術：

無論是液晶顯示器過去的CCFL背光還是現在的LED背光，由於在物理生產和裝配工藝上存在的天然誤差，會導致液晶顯示屏背光的不均勻性。這種背光的不均勻性又會造成顯示亮度的不均勻性。亮度不均勻性輕者降低使用者對全屏視頻觀看的舒適度，重者在某些領域比如醫療領域閱片的誤診。為了消除這種不均勻性，傳統的做法是採用幾十萬以上的昂貴設備對顯示器全屏拍攝，逐點判斷拍攝圖像，生成全屏校正係數表；這種方法的優點是精度高，但缺點也是顯而易見：拍攝設備昂貴、測量過程複雜、全屏校正係數表格龐大、較正時消耗顯示屏內部硬體巨大的資源。一般的中低端顯示器是根本用不起這種校正方法的。能否存在一種液晶顯示器全屏數字亮度均衡器技術，它的精度並不是特別的高，但可以大幅降低對周圍設備和自身軟硬體系統的要求，在中低端顯示器上實現一種全面的亮度均衡，這一直是顯示領域所渴求的。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種液晶顯示器全屏數字亮度均衡器及其校正方法，實現顯示器得到全屏顯示亮度均衡，且成本低廉。

為解決上述技術問題，本發明提供一種液晶顯示器全屏數字亮度均衡器，用於校準下位機顯示器的亮度，其特徵是，包括上位機和亮度測試儀；所述上位機通過數據線分別與亮度測試儀和所述待校準顯示器連接，所述亮度測試儀通過數據線連接有亮度測量探頭，所述亮度測量探頭用於探測下位機顯示器的亮度信息並通過數據線傳輸給所述亮度測量儀；所述上位機生成測量圖像在下位機顯示器上顯示，引導亮度測量儀完成對指定區域塊的亮度測量，亮度測量儀將測量值記錄並發送至上位機，上位機根據這些測量值生成相對透光率表和各個區域校正係數，計算相鄰測量點之間的均勻過渡校正係數步進值。

進一步地，所述上位機用於生成網格狀顯示圖片引導亮度測量儀器測量區域塊亮度、記錄亮度測量儀器的亮度值、記錄下位機顯示器顯示屏不同數字驅動下相對透光率、生成每個測量點數字亮度校正係數、計算生成橫向縱向測量點之間校正係數步進數值、下發測量點數字亮度校正係數和橫向縱向測量點之間校正係數給下位機顯示器。

進一步地，所述下位機顯示器用於接受上位機下發的參數並使用這些參數最終完成逐點亮度均衡校正係數的生成。

一種液晶顯示器全屏數字亮度均衡器的校正方法，其特徵是，包括如下步驟：

1）上位機生成M×N塊白底黑線網格顯示圖片，並通過視頻信號線將下位機顯示器點亮並呈現M×N塊白底黑線網格圖片，M和N分別表示網格圖片在顯示屏橫向和縱向上網格個數；

2）亮度測量儀按照一定順序將下位機顯示屏每個網格內的亮度測量出來並通過數據線上傳至上位機，上位機調整輸出最小至最大所有的灰階值，亮度測量儀記錄每個數字驅動灰階值的亮度，計算得到所有灰階值相對最大亮度的液晶分子相對透光率表；

3）通過查詢液晶分子相對透光率表，得到所有測量點亮度的校正係數，校準目標為所有測量點亮度的最低值，校正係數等於校準值除以驅動值，計算相鄰兩測量點橫向和縱向校準係數的差值並除以它們之間間隔的像素點數，得到這兩個測量點之間的校準係數的步進值；

4）上位機通過通信信號線，將這些測量值在圖像上的坐標位置，校正係數和校準係數的步進值下發給下位機顯示器；

5）下位機顯示器接受上位機下發的測量點數字亮度校正係數和橫向縱向測量點之間校正係數，通過主板上的數字電路晶片計算預算得到每個像素點的校準值；任何一個像素點的校準值等於附近測量點的校準值加橫向/縱向步進值乘上相對測量點的橫向/縱向步進數；

6）輸入下位機顯示器的視頻信號每個像素點的數值乘上它的校正係數，在經過圖像處理模塊的處理，即為上屏點屏的最終驅動值，顯示屏最終呈現亮度均衡的實際效果。

進一步地，所述網格圖片在顯示屏橫向和縱向上都是等分的，M和N數值根據顯示屏的解析度和物理尺寸，靈活調整，當要求精度比較高時，增大M和N數值；當要求節省測量時間時，減少M和N數值。

進一步地，所述步驟2）中的一定順序指的是M×N塊網格的測量排布順序，由上位機根據實際需要確定。

本發明所達到的有益效果：

1)整屏亮度均勻性誤差從未校正前的20%甚至更高 縮小到5%以內；

2)整屏亮度均勻性完好，無色斑色塊或者邊緣輪廓突兀；

3)逐點差值校正，亮度均勻，過渡自然；

4)技術流程簡單，對軟硬體消耗少，最終量產的顯示器額外增加的數字電路資源少，成本低廉。

附圖說明

圖1本發明的測量、計算和通信系統框架圖；

圖2為本發明的計算和通信系統框架圖；

圖3為本發明的測量用網狀圖片分割示意圖；

圖4-1、4-2和4-3為本發明的顯示圖片不同地方的計算用亮度取值圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護範圍。

如圖1和3所示，一種液晶顯示器全屏數字亮度均衡器，並將其命名為JUSHA-SLE-1，上位機應用程式生成一副測試圖片在下位機顯示器上顯示，該測試圖片在顯示器顯示區域顯示成6×4網格狀待測區域。操作人員使用亮度測量設備 對這些待測區域進行亮度測量並存入到上位機應用軟體，上位機應用程式將記錄到這些亮度值之後，通過查詢該顯示屏透光率表並以所有測量值的最低值為校準目標，得到每個測試區域的校準係數。將相鄰測量區域的校準係數值除以它們之間的顯示器像素點數，得到校準係數的步進值。上位機最終將這些測量值和步進值下發給下位機顯示器，下位機顯示器上的主板得到這些值，通過初始值加步進值乘步進的方法得到某像素點的最終校準值。視頻信號輸入乘上最終的校準值，即可得到數字亮度均衡校準之後的有效值。

如圖2所示，上位機通過UART總線下發參數給下位機主板的通信晶片再將參數數據傳給數字圖像晶片，數字圖像晶片使用這些參數完成逐點亮度校正係數生成計算。

如圖3所示，顯示屏劃分成均勻的6×4塊測量區域，使用測量儀測量並記錄每塊區域的中心點亮度值。兩個中心點的亮度取平均值得到區域塊交界處的小圓點亮度值，邊區域和角區域的測量區域小圓點亮度值直接取本區域測量值。

如圖4-1所示，序號22網格的四邊中心點亮度值由於在圖片中心區域內，每邊有交界則22號網格的①②③④點均取平均值；如圖4-2所示，序號32網格的①②④點取平均值，③點取該區域測量值；如圖4-3所示，序號31網格的①④點取平均值，②③點取該區域測量值。

液晶顯示器全屏數字亮度均衡器，使用數字電路的校正方法，其包括如下步驟：

1）上位機應用軟體生成M×N塊白底黑線網格顯示圖片，並通過視頻信號線將下位機顯示器點亮並呈現M×N塊白底黑線網格圖片。網格圖片在顯示屏橫向和縱向上都是等分的；M和N數值根據顯示屏的解析度和物理尺寸，靈活調整。當要求精度比較高時，M和N數值可以大一些；當要求節省測量時間時，M和N數值可以小一些。

2）亮度測量儀按照一定的順序將下位機顯示屏每個網格內的亮度測量出來並通過數據線上傳至上位機；上位機調整輸出最小至最大所有的灰階值，亮度測量儀記錄每個數字驅動灰階值的亮度，計算得到所有灰階值相對最大亮度的液晶分子相對透光率表。

3）中間區域取平均值，邊角區域直接取測量值，得到每個網格四邊中心點亮度值。這些亮度值作為計算用像素點亮度值。

4）通過查詢液晶分子相對透光率表，得到所有計算用像素點亮度的校正係數。校準目標為所有計算用像素點亮度的最低值，校正係數等於校準值除以驅動值。計算相鄰兩計算用像素點（橫向和縱向）校準係數的差值並除以它們之間間隔的像素點數，得到這兩個點之間的校準係數的步進值。

5）上位機通過通信信號線，將這些測量值的在圖像上的坐標位置，校正係數和校準係數的步進值下發給下位機顯示器。

6）顯示器接受上位機下發的這些參數，通過主板上的數字電路晶片計算預算得到每個像素點的校準值；任何一個像素點的校準值等於附近計算用像素點的校準值加橫向/縱向步進值乘上相對測量點的橫向/縱向步進數。

7）輸入顯示器的視頻信號每個像素點的數值乘上它的校正係數，在經過其它圖像處理模塊的處理，即為上屏點屏的最終驅動值。顯示屏將最終呈現亮度均衡的實際效果。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發明的保護範圍。