CN104064156B - 一种显示面板灰阶校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种显示面板灰阶校正方法，包括选取显示面板的若干测量点，并指定一参考点；指定若干测量灰阶，在每一个测量灰阶下，以参考点的亮度为参考亮度，检测各测量点当其亮度达到参考亮度时的实际灰阶；根据实际灰阶与测量灰阶的对应关系，确定各测量点在每一个测量灰阶下的灰阶校正系数，并建立原始的灰阶校正系数表；利用线性内插演算法将原始的灰阶校正系数表扩展成显示面板的像素点在所有灰阶下的灰阶校正系数表；当要在一灰阶下向一像素点写入数据电压时，从扩展后的灰阶校正系数表中找出与该灰阶和该像素点对应的灰阶校正系数，利用此灰阶校正系数校正该灰阶的数值，根据校正后的灰阶驱动显示面板。

Description

一种显示面板灰阶校正方法

技术领域

本发明涉及液晶显示面板驱动技术，特别是关于一种用于改善液晶显示面板“两侧发白”现象的灰阶校正方法。

背景技术

目前，液晶显示面板呈现了向大尺寸、高分辨率的方向快速发展的趋势。如图1所示，对于大尺寸的液晶显示装置而言，封装有扫描驱动电路的芯片通常设置在显示面板的两侧，且通过所连接的扫描配线向显示面板提供扫描信号。由于扫描配线本身具有一定的阻抗，因此当从显示面板两侧输入的扫描信号到达显示面板中间时，扫描信号的波形会有一定的失真。一般来说，显示面板的尺寸越大，扫描信号的失真就越严重，位于显示面板中间的像素点的充电率也就越低。这就导致显示面板在低灰阶显示时容易出现两侧亮度偏高、中间亮度偏低的现象。这种亮度不均匀的现象通常称为“两侧发白”。

如何改善“两侧发白”的现象是提高液晶显示面板画面显示质量的一个重要课题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种显示面板灰阶校正方法。

一种显示面板灰阶校正方法，包括以下步骤：

S100，选取显示面板的若干测量点，并指定一参考点；

S200，指定若干测量灰阶，在每一个测量灰阶下，以参考点的亮度为参考亮度，检测各测量点当其亮度达到参考亮度时的实际灰阶；

S300，根据实际灰阶与测量灰阶的对应关系，确定各测量点在每一个测量灰阶下的灰阶校正系数，并建立原始的灰阶校正系数表；

S400，利用线性内插演算法将原始的灰阶校正系数表扩展成显示面板的像素点在所有灰阶下的灰阶校正系数表；

S500，当要在一灰阶下向一像素点写入数据电压时，从扩展后的灰阶校正系数表中找出与该灰阶和该像素点对应的灰阶校正系数，并据此校正该灰阶的数值，根据校正后的灰阶驱动显示面板。

进一步地，显示面板中同一列的像素点所对应的灰阶校正系数相同。

根据本发明的实施例，上述步骤S100还包括调整参考点的灰阶亮度曲线，使其符合伽马2.2标准。

根据本发明的实施例，上述步骤S100包括将显示面板沿着其水平中轴线划分成2n-1个面积相等的方形区域，n≥2，选取各方形区域的中心点为测量点，并指定其中第n个方形区域的中心点为参考点。

根据本发明的实施例，上述步骤S300中，灰阶校正系数为实际灰阶与其对应的测量灰阶的比值。

根据本发明的实施例，上述步骤S400中，利用线性内插演算法扩展原始的灰阶校正系数表，扩展后的灰阶校正系数表中：在任意两个相邻的测量点之间的像素点所对应的灰阶校正系数成线性变化；在任意两个相邻的测量灰阶之间的灰阶所对应的灰阶校正系数成线性变化。

根据本发明的实施例，上述步骤S400中，利用线性内插演算法扩展原始的灰阶校正系数表，扩展后的灰阶校正系数表中：位于显示面板最左端的测量点的左侧的像素点的灰阶校正系数与显示面板最左端的测量点的灰阶校正系数相同；位于显示面板最右端的测量点的右侧的像素点的灰阶校正系数与显示面板最右端的测量点的灰阶校正系数相同。

根据本发明的实施例，上述步骤S400中，利用线性内插演算法扩展原始的灰阶校正系数表，扩展后的灰阶校正系数表中：低于最小测量灰阶的灰阶所对应的灰阶校正系数与最小测量灰阶所对应的灰阶校正系数相同；高于最大测量灰阶的灰阶所对应的灰阶校正系数与最大测量灰阶所对应的灰阶校正系数相同。

根据本发明的实施例，上述步骤S400中，根据下列公式确定扩展后的灰阶校正系数表中插入的灰阶校正系数：

$C_x\left(L_q\right)=A\left(x\right)C_{\frac{(p+1)N}{2n}}\left(L_q\right)+[1-A\left(x\right)]C_{\frac{\mathrm{pN}}{2n}}\left(L_q\right)$

$\frac{C_{\mathrm{pN}}}{2n}\left(y\right)=B\left(y\right)C_{\frac{\mathrm{pN}}{2n}}\left(L_{q+1}\right)+[1-B\left(y\right)]C_{\frac{\mathrm{pN}}{2n}}\left(L_q\right)$

$\begin{array}{c}{C}_x\left(y\right)=A\left(x\right)B\left(y\right)C_{\frac{(p+1)N}{2n}}\left(L_{q+1}\right)+[1-A\left(x\right)]B\left(y\right)C_{\frac{\mathrm{pN}}{2n}}\left(L_{q+1}\right)+A\left(x\right)[1-B\left(y\right)]C_{\frac{(p+1)N}{2n}}\left(L_q\right)\end{array}$

$+[1-A\left(x\right)][1-B\left(y\right)]C_{\frac{\mathrm{pN}}{2n}}\left(L_q\right)$

$A\left(x\right)=\frac{2\mathrm{nx}}{N}-p,B\left(y\right)=\frac{{y-L}_q}{L_{q+1}-L_q},$

其中，L_q和L_q+1表示相邻的两个测量灰阶；

和表示相邻的两个测量的像素点；

C_x(y)表示第x个像素点在灰阶y下的灰阶校正系数；

N为显示面板的列数，2n-1为测量点的个数，p为整数。

根据本发明的实施例，上述步骤S500中，校正后的灰阶是原灰阶与灰阶校正系数的乘积。

与现有技术相比，本发明提出的显示面板灰阶校正方法，在显示面板上少量测量点的灰阶、亮度检测结果的基础上，建立少量测量点的灰阶校正系数表，然后通过线性内插演算法将少量测量点的灰阶校正系数表推广至所有像素点的灰阶校正系数表，从而能够实现显示面板以像素点为单位的灰阶校正，校正精度高，有效改善了现有技术中显示面板“两侧发白”的现象。

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是液晶显示面板“两侧发白”的现象的效果图；

图2是本发明提供的一种显示面板灰阶校正方法的工作流程图；

图3是根据图2所示的步骤S100选取测量点和参考点的示意图；

图4是根据图2所示的步骤S300获得的原始的灰阶校正系数表；

图5是根据图4改写的原始的灰阶校正系数表；

图6是根据图5获得的扩展后的灰阶校正系数表；

图7是本发明一个实施例中根据图2所示的步骤S300获得的原始的灰阶校正系数表；

图8是根据图7改写的原始的灰阶校正系数表；

图9是根据图8获得的扩展后的灰阶校正系数表。

具体实施方式

下面参照附图详细地说明本发明所提供的技术方案及其工作原理。

图2显示了本发明提供的一种显示面板灰阶校正方法的工作流程图。该方法主要包括以下步骤：

S100，选取显示面板的若干测量点，并指定一参考点；

S200，指定若干测量灰阶，在每一个测量灰阶下，以参考点的亮度为参考亮度，检测各测量点当其亮度达到参考亮度时的实际灰阶；

S300，根据实际灰阶与测量灰阶的对应关系，确定各测量点在每一个测量灰阶下的灰阶校正系数，并建立原始的灰阶校正系数表；

S400，利用线性内插演算法将原始的灰阶校正系数表扩展成显示面板的像素点在所有灰阶下的灰阶校正系数表；

S500，当要在一灰阶下向一像素点写入数据电压时，从扩展后的灰阶校正系数表中查找出与该灰阶和该像素点对应的灰阶校正系数，并据此校正该灰阶的数值，根据校正后的灰阶驱动显示面板。

进一步地，在具体实施时，上述各步骤可以进一步地细化。

在步骤S100中，如图3所示，可以将显示面板沿着其水平中轴线(图中水平贯穿显示面板的箭头指示线)划分成2n-1个面积相等的方形区域，n≥2。选取各方形区域的中心点为测量点，并指定其中第n个方形区域的中心点(也即整个显示面板的中心)为参考点。在本实施例中，为了能够获得高的校正精度，将参考点的灰阶亮度曲线优选地调整成伽马2.2标准。当然本发明也可以不限于此。

在步骤S200中，选取显示面板的m个灰阶，将其指定为测量灰阶，记为L_q，q＝1…m。在每一个测量灰阶下，都执行步骤S201～S202。

S201，检测参考点在测量灰阶L_q下的亮度，记为I_n(L_q)。

S202，将I_n(L_q)作为参考亮度，检测各测量点当其亮度达到I_n(L_q)时对应的实际灰阶。

由前面介绍的背景技术可知，由于扫描信号失真，各测量点在同一测量灰阶下的亮度会各不相同。反之，当各测量点的亮度相同时，其对应的实际灰阶也会各不相同。本发明的目的是对灰阶进行校正，以尽可能地使显示面板具有相同而均匀的显示亮度。从这个角度出发，对于第x个测量点，如果将其灰阶调整到y′后的亮度I_x(y′)＝I_n(L_q)，则表明该测量点的灰阶应当校正为y′。那么在灰阶L_q下，第x个测量点的灰阶校正系数应当为C_x(L_q)＝y′/L_q。即，灰阶校正系数是实际灰阶与其对应的测量灰阶的比值。

在步骤S300中，确定并收集所有测量点在各测量灰阶下的灰阶校正系数，并建立原始的灰阶校正系数表。对于选定2n-1个测量点，m个测量灰阶的情况，在原始的灰阶校正系数表(图4所示)中应当有(2n-1)×m个灰阶校正系数。且根据灰阶校正系数的定义可知，在任意灰阶下，第n个测量点的灰阶校正系数恒等于1。

若一个显示面板的分辨率为M行×N列，则上述2n-1个测量点分别对应于显示面板上横向排布的第个像素点，p为整数。

严格来说，一个测量点的测量结果代表以该测量点所对应的像素点为中心的方形区域的所有测量结果的平均值。由于实际操作中不可能对单个像素点进行测量，因此本发明的发明人提出以在测量点获得的测量结果作为该测量点所对应的像素点的测量结果。这样必然会对校正结果的精度产生一定的影响。有鉴于此，在实际操作中应当尽可能多地选取测量点，尽可能多地选择测量灰阶，使原始的灰阶校正系数表中包含尽可能多的测量结果，以便后期获得尽可能高的校正精度。

将图4所示表格中的测量点改写成测量点所对应的像素点(也称测量的像素点)，获得图5所示的表格。图5所示的表格其实是原始的灰阶校正系数表的另一种表现形式。

在步骤S400中，利用线性内插演算法对图5所示的表格进行扩展，将原始的灰阶校正系数表扩展成显示面板的像素点在所有灰阶下的灰阶校正系数表。在经过线性内插处理之后，扩展的灰阶校正系数表应当满足以下条件：

1)在任意两个相邻的测量点之间插入的像素点所对应的灰阶校正系数成线性变化；

2)在任意两个相邻的测量灰阶之间插入的灰阶所对应的灰阶校正系数成线性变化。

此外，扩展的灰阶校正系数表还可以优选地满足以下条件：

3)位于显示面板最左端的测量点的左侧的像素点的灰阶校正系数与显示面板最左端的测量点的灰阶校正系数相同；

4)位于显示面板最右端的测量点的右侧的像素点的灰阶校正系数与显示面板最右端的测量点的灰阶校正系数相同。

需要说明的是，“两侧发白”现象是显示面板的像素点在同一灰阶下沿水平方向呈现不同的亮度。因此在针对“两侧发白”现象进行灰阶校正时，显示面板的同一列的像素点所对应灰阶校正系数可以完全相同。

基于上述原则就可以将图5所示的原始的灰阶校正系数表扩展到图6所示的显示面板的像素点在所有灰阶下的灰阶校正系数表(简称扩展后的灰阶校正系数表)。在该表中，全部的插值都可以通过以下几个公式确定：

$C_x\left(L_q\right)=A\left(x\right)C_{\frac{(p+1)N}{2n}}\left(L_q\right)+[1-A\left(x\right)]C_{\frac{\mathrm{pN}}{2n}}\left(L_q\right)$

$\frac{C_{\mathrm{pN}}}{2n}\left(y\right)=B\left(y\right)C_{\frac{\mathrm{pN}}{2n}}\left(L_{q+1}\right)+[1-B\left(y\right)]C_{\frac{\mathrm{pN}}{2n}}\left(L_q\right)$

$\begin{array}{c}{C}_x\left(y\right)=A\left(x\right)B\left(y\right)C_{\frac{(p+1)N}{2n}}\left(L_{q+1}\right)+[1-A\left(x\right)]B\left(y\right)C_{\frac{\mathrm{pN}}{2n}}\left(L_{q+1}\right)+A\left(x\right)[1-B\left(y\right)]C_{\frac{(p+1)N}{2n}}\left(L_q\right)\\ +[1-A\left(x\right)][1-B\left(y\right)]C_{\frac{\mathrm{pN}}{2n}}\left(L_q\right)\end{array}$

$A\left(x\right)=\frac{2\mathrm{nx}}{N}-p,B\left(y\right)=\frac{{y-L}_q}{L_{q+1}-L_q}$

其中，L_q和L_q+1表示相邻的两个测量灰阶；

和表示相邻的两个测量的像素点；

C_x(y)表示第x个像素点在灰阶y下的灰阶校正系数。

在步骤S500中，扩展后的灰阶校正系数表可以预置在液晶显示面板的控制单元中。当液晶显示面板的数据驱动单元要在某一灰阶下向一像素单元写入数据信号时，液晶显示面板的控制单元在扩展后的灰阶校正系数表中查找与该灰阶和该像素点对应的灰阶校正系数。假设在扩展后的灰阶校正系数表中，与灰阶y和第x个像素点对应的灰阶校正系数为C_x(y)，那么该灰阶y应当修改成y′＝C_x(y)×y。然后根据灰阶y′驱动数据驱动单元向第x个像素点输入数据信号。

下面结合具体实施例进一步说明上述显示面板灰阶校正方法。以一个分辨率为1080行×1920列的显示面板为例，N＝1920。

将该显示面板沿其水平中轴线的方向划分为三个等大的正方型区域，即n＝2。选取这三个正方形区域的中心点为测量点。其中，指定第二个方形区域的中心点(也即显示面板的中心点)为参考点。

选取三个灰阶48、96、160为测量灰阶，即m＝3。在每一个测量灰阶下，检测参考点的亮度，然后以参考点的亮度为参考亮度，分别检测各测量点在其亮度达到参考亮度时所对应的实际灰阶。以第48灰阶为例，如果在第48灰阶下，参考点的亮度为I₂(48)＝30.0nit，而第一个测量点只有在第41灰阶下才会有亮度I₁(41)＝30.0nit，这就表明应当将第一个测量点的灰阶由48校正为41，那么第一个测量点在第48灰阶下的灰阶校正系数为

同理，可以获得其他测量点在各测量灰阶下的灰阶校正系数，并由此建立原始的灰阶校正系数表(如图7所示)。然后将图7所示的表格改写成图8所示的表格。

利用前面提及的计算公式确定插入的像素点和插入的灰阶所对应的灰阶校正系数。以第1015列的像素点和第137灰阶为例，第1015列的像素点位于第960列的像素点与第1440列的像素点之间，第137灰阶介于第96灰阶与第160灰阶之间。

此时，x＝1015，p＝2，A(x)＝0.1146；y＝137，L_q＝96，L_q+1＝160，B(y)＝0.6406。

C₁₀₁₅(96)＝0.1146×C₁₄₄₀(96)+(1-0.1146)×C₉₆₀(96)

C₉₆₀(137)＝0.6406×C₉₆₀(160)+(1-0.6406)×C₉₆₀(96)

C₁₀₁₅(137)

＝0.1146×0.6406×C₁₄₄₀(160)+(1-0.1146)×0.6406

×C₉₆₀(160)+0.1146×(1-0.6406)×C₁₄₄₀(96)+(1-0.1146)

×(1-0.6406)×C₉₆₀(96)

以此类推，就可以获得显示面板沿水平方向上1920个像素点在全部256个灰阶下的灰阶校正系数。

此后，如图9所示的扩展后的灰阶校正系数表可以内建在电视机的机芯板(SoC)或者液晶显示面板的控制单元(ControlUnit)中。当数据驱动单元要在第137灰阶下向显示面板上每一行的第1015个像素点写入数据信号时，需要将灰阶改写成y′＝C₁₀₁₅(137)×137＝0.97×137＝133，然后再在第133灰阶下输出数据信号给第1015个像素点。

虽然本发明所披露的实施方式如上，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，并非用于限定本发明。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，在实施的形式上及细节上所作的任何修改与变化，都应该在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种显示面板灰阶校正方法，包括以下步骤：

S100，选取显示面板的若干测量点，并指定一参考点；

S200，指定若干测量灰阶，在每一个测量灰阶下，以参考点的亮度为参考亮度，检测各测量点当其亮度达到参考亮度时的实际灰阶；

S300，根据实际灰阶与测量灰阶的对应关系，确定各测量点在每一个测量灰阶下的灰阶校正系数，并建立原始的灰阶校正系数表；

S400，利用线性内插演算法将原始的灰阶校正系数表扩展成显示面板的像素点在所有灰阶下的灰阶校正系数表；

S500，当要在一灰阶下向一像素点写入数据电压时，从扩展后的灰阶校正系数表中找出与该灰阶和该像素点对应的灰阶校正系数，并据此校正该灰阶的数值，根据校正后的灰阶驱动显示面板；

其中，所述步骤S100包括将显示面板沿着其水平中轴线划分成2n-1个面积相等的方形区域，n≥2，选取各方形区域的中心点为测量点，并指定其中第n个方形区域的中心点为参考点。

2.如权利要求1所述的显示面板灰阶校正方法，其特征在于，显示面板中同一列的像素点所对应的灰阶校正系数相同。

3.如权利要求1或2所述的显示面板灰阶校正方法，其特征在于，所述步骤S100还包括：

调整参考点的灰阶亮度曲线，使其符合伽马2.2标准。

4.如权利要求1所述的显示面板灰阶校正方法，其特征在于，所述步骤S300中，灰阶校正系数为实际灰阶与其对应的测量灰阶的比值。

5.如权利要求1所述的显示面板灰阶校正方法，其特征在于，所述步骤S400中，利用线性内插演算法扩展原始的灰阶校正系数表，扩展后的灰阶校正系数表中：

在任意两个相邻的测量点之间的像素点所对应的灰阶校正系数成线性变化；

在任意两个相邻的测量灰阶之间的灰阶所对应的灰阶校正系数成线性变化。

6.如权利要求1所述的显示面板灰阶校正方法，其特征在于，所述步骤S400中，利用线性内插演算法扩展原始的灰阶校正系数表，扩展后的灰阶校正系数表中：

位于显示面板最左端的测量点的左侧的像素点的灰阶校正系数与显示面板最左端的测量点的灰阶校正系数相同；

位于显示面板最右端的测量点的右侧的像素点的灰阶校正系数与显示面板最右端的测量点的灰阶校正系数相同。

7.如权利要求1所述的显示面板灰阶校正方法，其特征在于，所述步骤S400中，利用线性内插演算法扩展原始的灰阶校正系数表，扩展后的灰阶校正系数表中：

低于最小测量灰阶的灰阶所对应的灰阶校正系数与最小测量灰阶所对应的灰阶校正系数相同；

高于最大测量灰阶的灰阶所对应的灰阶校正系数与最大测量灰阶所对应的灰阶校正系数相同。

8.如权利要求4所述的显示面板灰阶校正方法，其特征在于，所述步骤S400中，根据下列公式确定扩展后的灰阶校正系数表中插入的灰阶校正系数：

$C_x\left(L_q\right)=A\left(x\right)C_{\frac{(p+1)N}{2n}}\left(L_q\right)+\[1-A\left(x\right)\]C_{\frac{pN}{2n}}\left(L_q\right)$

$\frac{C_{pN}}{2n}\left(y\right)=B\left(y\right)C_{\frac{pN}{2n}}\left(L_{q+1}\right)+\[1-B\left(y\right)\]C_{\frac{pN}{2n}}\left(L_q\right)$

$\begin{array}{c}{C}_x\left(y\right)=A\left(x\right)B\left(y\right)C_{\frac{(p+1)N}{2n}}\left(L_{q+1}\right)+\[1-A\left(x\right)\]B\left(y\right)C_{\frac{pN}{2n}}\left(L_{q+1}\right)\\ +A\left(x\right)\[1-B\left(y\right)\]C_{\frac{(p+1)N}{2n}}\left(L_q\right)+\[1-A\left(x\right)\]\[1-B\left(y\right)\]C_{\frac{pN}{2n}}\left(L_q\right)\end{array}$

$A\left(x\right)=\frac{2nx}{N}-p,B\left(y\right)=\frac{y-L_q}{L_{q+1}-L_q}$

其中，L_q和L_q+1表示相邻的两个测量灰阶；

和表示相邻的两个测量的像素点；

C_x(y)表示第x个像素点在灰阶y下的灰阶校正系数；

N为显示面板的列数，2n-1为测量点的个数，p为整数。

9.如权利要求1所述的显示面板灰阶校正方法，其特征在于，所述步骤S500中，校正后的灰阶是原灰阶与灰阶校正系数的乘积。