CN103761945B - 一种TFT-LCD液晶屏的Gamma曲线调整方法及调整装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种TFT-LCD液晶屏的Gamma曲线调整方法及调整装置，该方法包括以下步骤：捕获待测TFT-LCD液晶屏在特定的一系列灰阶电压下显示的灰阶图像；根据捕获的灰阶图像计算对应于该图像的灰阶信息，从而得到一Gamma曲线；基于相邻两灰阶电压的灰阶信息来确定所述Gamma曲线中的不平坦区域；计算所述不平坦区域的深度；基于所述深度来进一步调整所述相邻两灰阶电压中的任意一个或者二者的幅度以使得所述相邻两灰阶电压之间的Gamma曲线平坦。采用本发明可以改善调整的Gamma曲线的平稳程度，从而消除显示的色偏现象或者亮度异常现象。

Description

一种TFT-LCD液晶屏的Gamma曲线调整方法及调整装置
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，具体说，涉及一种TFT-LCD液晶屏的Gamma曲线调整方法及调整装置。
背景技术
对于液晶显示器（LiquidCrystalDisplay，LCD)，输入电压信号将在屏幕上产生亮度输出，但是液晶的亮度与输入的电压信号不成正比，存在一种失真，如果输入的是黑白图像信号，这种失真将使被显示的图像的中间调偏暗，从而使图像的整体比原始场景偏暗，Gamma就是这种失真的度量参数。但是，无论哪种品牌的液晶，由于物理原理的一致性，其gamma值几乎是一个常量。
由于存在Gamma失真，输入电压信号所代表的图像在屏幕显示时会比原始图像偏暗，这样的图像不能直接应用，需要校正这种失真。由于对于特定的LCD，其Gamma值是固定的。因此，只能通过调整输入电压信号的几组不同灰电压来调整Gamma曲线，如图1所示。针对客户要求的规格，设定要达到的目标Gamma曲线，如图2所示。
但是，由于LCD制程的不稳定，可能会导致调整的Gamma曲线并不那么理想，例如可能获得的并不是一条平稳的曲线。如图3所示，在输入电压V1和V2之间出现了不平坦区301。校正后得到的这种不平稳的Gamma曲线会导致显示产生色偏或亮度异常。而这并不是所希望的。
因此，需要提供一种能够进一步使调整后的Gamma曲线平稳从而消除由其导致的色偏或亮度异常的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种TFT-LCD液晶屏的Gamma曲线调整方法，其包括以下步骤：
捕获待测TFT-LCD液晶屏在特定的一系列灰阶电压下显示的灰阶图像；
根据捕获的灰阶图像计算对应于该图像的灰阶信息，从而得到一Gamma曲线；
基于相邻两灰阶电压的灰阶信息来确定所述Gamma曲线中的不平坦区域；
计算所述不平坦区域的深度；
基于所述深度来进一步调整所述相邻两灰阶电压中的任意一个或者二者的幅度以使得所述相邻两灰阶电压之间的Gamma曲线平坦。
根据本发明的Gamma曲线调整方法，所述特定的一系列灰阶电压下显示的灰阶图像中的灰阶信息包括针对0-255个灰阶电压的亮度输出值。
根据本发明的Gamma曲线调整方法，所述基于相邻两灰阶电压的灰阶信息来确定所述Gamma曲线中的不平坦区域的步骤包括基于相邻两灰阶电压之间的Gamma曲线的斜率是否发生极性变化来确定所述不平坦区域。
根据本发明的一个实施例，调整相邻两灰阶电压中较小的灰阶电压的幅度使得所述相邻两灰阶电压之间的Gamma曲线斜率无极性变化。
根据本发明的一个实施例，调整相邻两灰阶电压中较小的灰阶电压的幅度使得对应产生的亮度输出值为原先的亮度输出值叠加上所述深度值的倍数，从而使得所述相邻两灰阶电压之间的Gamma曲线斜率无极性变化。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种TFT-LCD液晶屏的Gamma曲线调整装置，其包括：光感测器，其用于捕获待测TFT-LCD液晶屏在特定的一系列灰阶电压下显示的灰阶图像；与所述光感测器通信连接的微控制单元，其用于完成以下操作；根据捕获的灰阶图像计算对应于该图像的灰阶信息，从而得到一Gamma曲线；基于相邻两灰阶电压的灰阶信息来确定所述Gamma曲线中的不平坦区域；计算所述不平坦区域的深度；基于所述深度来进一步调整所述相邻两灰阶电压中的任意一个或者二者的幅度以使得所述相邻两灰阶电压之间的Gamma曲线平坦；以及，与所述微控制单元连接的可编程电压缓存器，用以接收调整后的灰阶电压值并进行保存以便向用于输出灰阶电压的源极驱动电路提供调整后的灰阶电压值。
根据本发明的一个实施例，所述特定的一系列灰阶电压下显示的灰阶图像中的灰阶信息包括针对0-255个灰阶电压的亮度输出值。
根据本发明的一个实施例，基于相邻两灰阶电压的灰阶信息来确定所述Gamma曲线中的不平坦区域包括基于相邻两灰阶电压之间的Gamma曲线的斜率是否发生极性变化来确定所述不平坦区域。
根据本发明的一个实施例，调整相邻两灰阶电压中较小的灰阶电压的幅度使得所述相邻两灰阶电压之间的Gamma曲线斜率无极性变化。
根据本发明的一个实施例，调整相邻两灰阶电压中较小的灰阶电压的幅度使得对应产生的亮度输出值为原先的亮度输出值叠加上所述深度值的倍数，从而使得所述相邻两灰阶电压之间的Gamma曲线斜率无极性变化。
根据本发明的一个实施例，为保证光感测器所采集图像的精度，所述微控制单元、光感测器、可编程电压缓存器以及待测的液晶屏可共同置于一暗盒中。
为了提高本发明的集成程度，可将所述微控制单元布置于待测液晶屏的主控制线路板中。
本发明的有益效果是：采用本发明可以改善调整的Gamma曲线的平稳程度，通过采用光学测量系统来获取的Gamma曲线中的不平坦深度从而确定需要调整的曲线对应的源极驱动电压，进而消除Gamma曲线中出现的斜率极性变化的情况，从而改善显示的色偏现象或者亮度异常现象。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1显示了通过调整输入灰电压信号来调整待测LCD屏的Gamma曲线；
图2显示了在特定灰阶电压下的Gamma曲线；
图3显示了Gamma曲线中出现的不平坦区域；
图4a和4b显示了消除Gamma曲线中出现的不平坦区域的原理；
图5显示了根据本发明的一个实施例的调整Gamma曲线的装置结构框图；
图6显示了根据本发明的一个实施例的调整Gamma曲线的方法流程图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
如图4a和4b所示，其中显示了消除Gamma曲线中出现的不平坦区域的原理。
首先介绍Gamma曲线的获取。按照图1所示的方法，将PVB101（ProgrammingVoltageBuffer，可编程电压缓存器）中存储的灰阶电压值（V0～Vn）传送给源极驱动电路102（SourceIC），由源极驱动电路102按照接收的灰阶电压值驱动TFT-LCD显示相应的灰阶图像。通过例如光感测器来获取该灰阶图像，从而得到关于亮度输出信息与输入的灰阶电压之间的Gamma曲线。通常的做法是，由微控制单元将该曲线与待测TFT-LCD内部存储的标准gamma曲线进行比较，基于比较的结果来进一步通过微控制单元调整可编程电压缓存器中存储的灰阶电压值（V0～Vn），调校过程反复执行，直至使得显示的灰阶图像的Gamma曲线与标准Gamma曲线吻合。如图2所示。本发明针对灰阶电压输入的个数为1-255。当然本发明并不限于此，灰阶电压的个数根据要获得的Gamma曲线的精度或者LCD产品的性能要求可以不同。
然而，即使反复调校，获取的Gamma曲线虽然大致与标准Gamma曲线吻合，但是其局部区域仍然会出现如图3所示的不平坦区域301。这会导致如上所述的显示产生色偏或亮度异常。
在图4a中，放大地显示了该不平坦区域301。在灰阶电压V1与灰阶电压V2之间对应的Gamma曲线出现了Δg深度的凹陷。在此段的Gamma曲线间斜率的极性发生了变化。
基于Δg深度对例如输入的灰阶电压V1进行微调。例如可以计算出对应于Δg的倍数，然后计算出根据该倍数的亮度输出需要增加的灰阶电压增量ΔV。将该增量与原有的V1叠加，观察输出可以得到如图4b所示的图形。可以看出，原来的不平坦区域301变得较为平滑。虽然在V1对应得输出前端还可以看到略高于原先值，但是这样的影响对显示来说已不明显。
这里虽然只显示出平坦区域301是凹陷，但是可以想到实际过程中，根据制程的不同影响，不平坦区域301还可以表现出凸出的样子。在这种情况下，灰阶电压间对应的Gamma曲线的斜率极性也发生了变化。以同样的方式调整发生变化的地方对应的灰阶电压值，从而消除这种不利方面。
以上说明了本发明的原理，下面结合实施例来详细描述本发明的思想。要注意的是，这种实施例不具有任何限制，它们仅起说明目的，在阅读了本发明的内容后，本领域的技术人员可以想到任何替代方案。
如图5所示，其中显示了根据本发明的一个实施例的调整Gamma曲线的装置500的结构框图。为了便于描述，仅示出了与本实施例相关的部分。
其中，该装置500包括但不限于：微控制单元501、光感测器503和可编程电压缓存器502。为了提高集成度，也可将源极驱动电路504与上述单元进行集成。
在装置500中，光感测器503用于捕获静态或动态图像。当待测TFT-LCD液晶屏在特定的一系列灰阶电压下显示一灰阶图像时，光感测器503可获取该灰阶图像，并进行适当的处理后传送给微控制单元501。
微控制单元501与上述光感测器503通信连接。首先，微控制单元501将标准灰阶图像数据译码后经过源极驱动电路来驱动待测TFT-LCD505，使待测液晶505显示标准灰阶图像。其中，标准灰阶图像包含有对TFT-LCD进行gamma曲线检测所需要的全部灰阶。
然后，微控制单元501可配置光感测器503为视频图像采集模式，并请求光感测器503开始采集视频图像数据。光感测器503接收到微控制器501的请求命令后，采集待测TFT_LCD的显示有标准灰阶图像的视频图像数据，并在采集完毕后将数据传输至微控制单元501的缓存区中。
当光感测器503发出的经处理的灰阶图像传送到微控制单元501时，微控制单元计算对应于该图像的灰阶信息，其包含亮度输出值。如果是0～255个灰阶电压输入，那么可以对应得到0～255个亮度输出值，依据这样的对应关系得到Gamma曲线。
可以根据相邻两灰阶电压对应的灰阶信息来确定所述Gamma曲线中的不平坦区域。接下来计算不平坦区域的深度值，基于该深度来进一步调整相邻两灰阶电压中的任意一个或者二者的幅度以使得相邻两灰阶电压之间的Gamma曲线平坦。
可编程电压缓存器502与微控制单元连接，用以接收调整后的灰阶电压值并进行保存，以便向用于源极驱动电路提供调整后的灰阶电压值。
本发明实施例中，为保证光感测器503所采集图像的精度，微控制单元501、光感测器503以及待测LCD505置于一暗盒中，以屏蔽外界光源。进一步地，微控制单元501可置于一主控制线路板中。通过将微控制单元501、光感测器503以及待测LCD505放置在一暗盒中，可以屏蔽外界光源，这更有利于保证光感测器所采集图像的精度。
如图6所示，其中显示了根据本发明的一个实施例的调整Gamma曲线的方法流程图。
在步骤S601中，捕获待测TFT-LCD液晶屏在特定的一系列灰阶电压下显示的灰阶图像。在本发明实施例中，可以先根据光感测器503采集到的待测TFT-LCD505的视频动态图像数据对其进行调焦，接下来再由光感测器502采集待测TFT-LCD的静态图像数据。该静态图像数据可以是前述提及的灰阶图像。该灰阶图像由微控制单元501根据所存储的标准Gamma曲线对应的灰阶输入电压驱动产生的。该灰阶电压值可以是经过初步调整的，也可以是为调整过的。
在步骤S602中，根据捕获的灰阶图像计算对应于该图像的灰阶信息，从而得到一Gamma曲线。如果灰阶电压值是经过初步调整的，那么该Gamma曲线则是初步调整过的曲线。由于初步调整并不能消除局部的不平坦区域。因此需要进一步的微调。接下来的操作可以起微调的作用。
在步骤S603中，基于相邻两灰阶电压的灰阶信息来确定Gamma曲线中的不平坦区域301。在一个实施例中，基于相邻两灰阶电压之间的Gamma曲线的斜率是否发生极性变化来确定不平坦区域301。
在步骤S604中，计算不平坦区域301的深度Δg。
步骤S605中，基于该深度Δg来进一步调整相邻两灰阶电压（如V1和V2）中的任意一个或者二者的幅度以使得相邻两灰阶电压之间的Gamma曲线平坦。
在一个例子中，调整相邻两灰阶电压中较小的灰阶电压的幅度使得相邻两灰阶电压之间的Gamma曲线斜率无极性变化。
根据本发明的实施例，优选调整相邻两灰阶电压中较小的灰阶电压的幅度使得对应产生的亮度输出值为原先的亮度输出值叠加上深度值Δg的倍数，从而使得相邻两灰阶电压之间的Gamma曲线斜率无极性变化。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种TFT-LCD液晶屏的Gamma曲线调整方法，其特征在于，包括以下步骤：
捕获待测TFT-LCD液晶屏在特定的一系列灰阶电压下显示的灰阶图像；
根据捕获的灰阶图像计算对应于该图像的灰阶信息，从而得到一Gamma曲线；
基于相邻两灰阶电压的灰阶信息来确定所述Gamma曲线中的不平坦区域；
计算所述不平坦区域的深度；
基于所述深度来进一步微调所述相邻两灰阶电压中的任意一个或者二者的幅度以使得所述相邻两灰阶电压之间的Gamma曲线平坦。
2.如权利要求1所述的Gamma曲线调整方法，其特征在于，所述特定的一系列灰阶电压下显示的灰阶图像中的灰阶信息包括针对0-255个灰阶电压的亮度输出值。
3.如权利要求1所述的Gamma曲线调整方法，其特征在于，所述基于相邻两灰阶电压的灰阶信息来确定所述Gamma曲线中的不平坦区域的步骤包括基于相邻两灰阶电压之间的Gamma曲线的斜率是否发生极性变化来确定所述不平坦区域。
4.如权利要求3所述的Gamma曲线调整方法，其特征在于，微调相邻两灰阶电压中较小的灰阶电压的幅度使得所述相邻两灰阶电压之间的Gamma曲线斜率无极性变化。
5.如权利要求4所述的Gamma曲线调整方法，其特征在于，微调相邻两灰阶电压中较小的灰阶电压的幅度使得对应产生的亮度输出值为原先的亮度输出值叠加上所述深度值的倍数，从而使得所述相邻两灰阶电压之间的Gamma曲线斜率无极性变化。
6.一种TFT-LCD液晶屏的Gamma曲线调整装置，其特征在于，所述装置包括：
光感测器，其用于捕获待测TFT-LCD液晶屏在特定的一系列灰阶电压下显示的灰阶图像；
与所述光感测器通信连接的微控制单元，其用于完成以下操作；根据捕获的灰阶图像计算对应于该图像的灰阶信息，从而得到一Gamma曲线；基于相邻两灰阶电压的灰阶信息来确定所述Gamma曲线中的不平坦区域；计算所述不平坦区域的深度；基于所述深度来进一步微调所述相邻两灰阶电压中的任意一个或者二者的幅度以使得所述相邻两灰阶电压之间的Gamma曲线平坦；
与所述微控制单元连接的可编程电压缓存器，用以接收调整后的灰阶电压值并进行保存以便向用于输出灰阶电压的源极驱动电路提供调整后的灰阶电压值。
7.如权利要求6所述的Gamma曲线调整装置，其特征在于，所述特定的一系列灰阶电压下显示的灰阶图像中的灰阶信息包括针对0-255个灰阶电压的亮度输出值。
8.如权利要求6所述的Gamma曲线调整装置，其特征在于，基于相邻两灰阶电压的灰阶信息来确定所述Gamma曲线中的不平坦区域包括基于相邻两灰阶电压之间的Gamma曲线的斜率是否发生极性变化来确定所述不平坦区域。
9.如权利要求8所述的Gamma曲线调整装置，其特征在于，微调相邻两灰阶电压中较小的灰阶电压的幅度使得所述相邻两灰阶电压之间的Gamma曲线斜率无极性变化。
10.如权利要求9所述的Gamma曲线调整装置，其特征在于，微调相邻两灰阶电压中较小的灰阶电压的幅度使得对应产生的亮度输出值为原先的亮度输出值叠加上所述深度值的倍数，从而使得所述相邻两灰阶电压之间的Gamma曲线斜率无极性变化。
11.如权利要求6-10中任一项所述的Gamma曲线调整装置，其特征在于，所述微控制单元、光感测器、可编程电压缓存器共同置于一暗盒中。
12.如权利要求6-10中任一项所述的Gamma曲线调整装置，其特征在于，所述微控制单元布置于待测液晶屏的主控制线路板中。
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