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淺談LED高清液晶顯示屏各類色度處理技巧

2019-08-15

LED高清顯示屏雖然屬於單色光,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。五彩繽紛的大自然是那麽的美好,遺憾的是現有的LED顯示屏無法完全再現這美好的景色。

  一、白場色坐標的調配:

  白場色坐標調配是全彩色LED顯示屏基本的技術之一。但是在二十世紀90年代中期,由於缺乏行業標準和基本的測試手段,通常隻是靠人眼、憑感覺確定白場色坐標,從而造成嚴重偏色和白場色溫的隨意性。隨著行業標準的頒布和測試手段的完備,許多製造商開始規範全彩屏配色工藝。但是仍然有部分製造商由於缺乏配色的理論指導,常常以犧牲某些基色的灰度等級來調配百場色坐標,綜合性能得不到提高。

  綜上所述,我們主要討論了三個方麵的問題:

  1、如何提高led高清顯示屏色度均勻性;

  2、如何擴大色域,還原更多自然界色彩;

  3、如何提高led顯示屏的色彩還原度;

  行各業有著非常廣泛的應用,而在不同的應用場所對LED的基色波長有著不同的要求,對於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的習慣,而有些更是行業標準、國家標準甚至國際標準的規定。

  上述各項色度處理技術在具體實施時,都是相互關聯的,某些方麵甚至是魚和熊掌不可兼得的。綜合led顯示屏還須進行亮度均勻性校正、灰度非線性變換、降噪處理、圖像增強處理、動態象素處理等,整個信號處理流程非常複雜。因此,我們必須從係統的角度對各項性能進行綜合權衡,把握好各項處理的次序,並加大信號處理的深度,才能使LED全彩色顯示屏展現一個五彩繽紛、絢麗多姿的精彩世界。

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  比如,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,雖然成本較低,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的純綠管之後,顯示屏色域擴大了近一倍,且色彩還原度大幅提高,極大地提高了顯示屏的視覺效果。

  二、3+2多基色色度處理方法:

  近年來,在平板顯示領域熱衷於討論3+3多基色顯示(紅、綠、藍加黃、青、紫),以擴大色域,再現更為豐富的自然界色彩。那麽,LED顯示屏可否實現3+3多基色顯示?

  我們知道在可見光範圍內,黃、青為單色光,我們已擁有高飽和度的黃色、青色LED。而紫色為複色光,單芯片紫色LED則是不存在的。雖然我們無法實現紅、綠、藍加黃、青、紫3+3多基色led顯示屏。但是,研究紅、綠、藍加黃、青3+2多基色led顯示屏卻是可行的。由於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。

  在現行的各種電視標準中,視頻源隻有紅綠藍三基色,而沒有黃、青二色。那麽,顯示終端黃、青二基色如何驅動?

  其實,在確定黃、青二基色驅動強度時;我們因遵循以下三點原則:

  1、增加黃、青二基色的目的是為了擴大色域,從而提高色飽和度。而總體亮度值不能改變;

  2、在提高色飽和度的同時,不得改變色調;

  3、以D65為中心;以RYGCB色域邊界為端點,在色域範圍內各點作線性擴張。

  在上述三原則的指導下: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3+2多基色全彩屏,我們還要克服黃、青色LED亮度不足;成本上升較大等困難,目前僅限於理論探討。

  三、色度均勻性處理:

  全彩led顯示屏色度均勻性問題一直以來是困擾業內人士的一大難題,一般認為LED的亮度不均勻可以進行單點校正,來改善亮度均勻性。而色度不均勻是無法進行校正的,隻能通過對LED色坐標進行細分和篩選來改善。

  四、色彩還原處理:

  純藍、純綠LED的誕生,使全彩色LED顯示屏以其色域範圍寬、亮度高受到業內的追捧。但是,由於紅綠藍LED的色品坐標與PAL製電視紅綠藍的色品坐標有較大的偏差(見表1),使得LED全彩屏的色彩還原度較差。尤其在表現人的膚色時,視覺上存在較為明顯的偏差。由此,色彩還原處理技術應運而生。在此筆者推薦兩種色彩還原處理的方法:

  1、隻對人眼敏感的膚色色域進行適當校正;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。如此處理,可在色彩還原度和色彩飽和度之間得到平衡。

  2、對紅綠藍三基色LED進行色坐標空間變換,使LED與PAL製電視兩者之間的三基色色坐標盡可能靠近,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顯示屏的色域範圍,使畫麵的色飽和度大幅下降。

  五、基色波長的選擇:

  led顯示屏在各隨著人們對led顯示屏的要求越來越高,隻對LED色坐標進行細分和篩選已無法滿足人們挑剔的目光,對顯示屏進行綜合校正處理,使色度均勻性得到改善是可實現的。

  我們發現即使是國際一品牌同一檔LED也存在較大


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