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浅谈LED高清液晶显示屏各类色度处理技巧

2019-08-15

LED高清显示屏虽然属于单色光,但是各色LED仍然有30~50nm左右的半波宽,因此其色饱和度是有限的。五彩缤纷的大自然是那么的美好,遗憾的是现有的LED显示屏无法完全再现这美好的景色。

  一、白场色坐标的调配:

  白场色坐标调配是全彩色LED显示屏基本的技术之一。但是在二十世纪90年代中期,由于缺乏行业标准和基本的测试手段,通常只是靠人眼、凭感觉确定白场色坐标,从而造成严重偏色和白场色温的随意性。随着行业标准的颁布和测试手段的完备,许多制造商开始规范全彩屏配色工艺。但是仍然有部分制造商由于缺乏配色的理论指导,常常以牺牲某些基色的灰度等级来调配百场色坐标,综合性能得不到提高。

  综上所述,我们主要讨论了三个方面的问题:

  1、如何提高led高清显示屏色度均匀性;

  2、如何扩大色域,还原更多自然界色彩;

  3、如何提高led显示屏的色彩还原度;

  行各业有着非常广泛的应用,而在不同的应用场所对LED的基色波长有着不同的要求,对于LED基色波长的选择有些是为了取得良好的视觉效果,有些是为了符合人们的习惯,而有些更是行业标准、国家标准甚至国际标准的规定。

  上述各项色度处理技术在具体实施时,都是相互关联的,某些方面甚至是鱼和熊掌不可兼得的。综合led显示屏还须进行亮度均匀性校正、灰度非线性变换、降噪处理、图像增强处理、动态象素处理等,整个信号处理流程非常复杂。因此,我们必须从系统的角度对各项性能进行综合权衡,把握好各项处理的次序,并加大信号处理的深度,才能使LED全彩色显示屏展现一个五彩缤纷、绚丽多姿的精彩世界。

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  比如,对全彩色LED显示屏中绿管基色波长的选择;早期大家普遍选用波长为570nm黄绿色LED,虽然成本较低,但显示屏的色域较小、色彩还原度差、亮度低。而在选择了波长为525nm的纯绿管之后,显示屏色域扩大了近一倍,且色彩还原度大幅提高,极大地提高了显示屏的视觉效果。

  二、3+2多基色色度处理方法:

  近年来,在平板显示领域热衷于讨论3+3多基色显示(红、绿、蓝加黄、青、紫),以扩大色域,再现更为丰富的自然界色彩。那么,LED显示屏可否实现3+3多基色显示?

  我们知道在可见光范围内,黄、青为单色光,我们已拥有高饱和度的黄色、青色LED。而紫色为复色光,单芯片紫色LED则是不存在的。虽然我们无法实现红、绿、蓝加黄、青、紫3+3多基色led显示屏。但是,研究红、绿、蓝加黄、青3+2多基色led显示屏却是可行的。由于自然界存在大量高饱和度的黄色和青色;因此,该项研究是有一定价值的。

  在现行的各种电视标准中,视频源只有红绿蓝三基色,而没有黄、青二色。那么,显示终端黄、青二基色如何驱动?

  其实,在确定黄、青二基色驱动强度时;我们因遵循以下三点原则:

  1、增加黄、青二基色的目的是为了扩大色域,从而提高色饱和度。而总体亮度值不能改变;

  2、在提高色饱和度的同时,不得改变色调;

  3、以D65为中心;以RYGCB色域边界为端点,在色域范围内各点作线性扩张。

  在上述三原则的指导下:按重力中心定律,我们可以找到3+2多基色色度处理方法。但是,要想真正实现3+2多基色全彩屏,我们还要克服黄、青色LED亮度不足;成本上升较大等困难,目前仅限于理论探讨。

  三、色度均匀性处理:

  全彩led显示屏色度均匀性问题一直以来是困扰业内人士的一大难题,一般认为LED的亮度不均匀可以进行单点校正,来改善亮度均匀性。而色度不均匀是无法进行校正的,只能通过对LED色坐标进行细分和筛选来改善。

  四、色彩还原处理:

  纯蓝、纯绿LED的诞生,使全彩色LED显示屏以其色域范围宽、亮度高受到业内的追捧。但是,由于红绿蓝LED的色品坐标与PAL制电视红绿蓝的色品坐标有较大的偏差(见表1),使得LED全彩屏的色彩还原度较差。尤其在表现人的肤色时,视觉上存在较为明显的偏差。由此,色彩还原处理技术应运而生。在此笔者推荐两种色彩还原处理的方法:

  1、只对人眼敏感的肤色色域进行适当校正;而对其它人眼不够敏感的色域尽可能少降低原有的色饱和度。如此处理,可在色彩还原度和色彩饱和度之间得到平衡。

  2、对红绿蓝三基色LED进行色坐标空间变换,使LED与PAL制电视两者之间的三基色色坐标尽可能靠近,从而大大提高led显示屏的色彩还原度。但是,该方法大幅度缩减了led显示屏的色域范围,使画面的色饱和度大幅下降。

  五、基色波长的选择:

  led显示屏在各随着人们对led显示屏的要求越来越高,只对LED色坐标进行细分和筛选已无法满足人们挑剔的目光,对显示屏进行综合校正处理,使色度均匀性得到改善是可实现的。

  我们发现即使是国际一品牌同一档LED也存在较大


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