CN104809974A - 一种显示装置的gamma和白平衡自动校正方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种校正方法及装置，特别是指一种显示装置的gamma和白平衡自动校正方法及装置。包括有依次电连接的显示装置、色彩分析仪、PC机、测试图案发生器，所述测试图案发生器还通过驱动IC电连接所述显示装置。通过判断在不同灰阶下的亮度值与目标亮度值的差的平方和是否满足误差范围，若是，则固化驱动IC中gamma寄存器中的gamma寄存器参数后结束校正，若否，则修改gamma寄存器参数，重新校正直到亮度值与目标亮度值的差的平方和满足误差范围。能在gamma和白平衡校正完成后，对校正结果进行自动判别，不会受测试人员的主观判断影响。

Description

一种显示装置的gamma和白平衡自动校正方法及装置

技术领域

本发明涉及一种校正方法及装置，特别是指一种显示装置的gamma和白平衡自动校正方法及装置。

背景技术

gamma校正是显示装置根据主要显示器件本身的特性改善整体显示效果的重要技术。在电视、显示器、扫描仪等显示系统中，由于显卡或者显示器的原因会出现实际输出的图像在亮度上有偏差，gamma曲线校正就是通过一定的方法来矫正这种图像偏差的方法。没有经过gamma校正的设备会影响最终输出图像的颜色亮度。

对LCD(Liquid Crystal Display)屏进行较正时，由于LCD屏的特性相差不大，所以可以对于一批屏只校正一块屏的gamma和白平衡，然后将这些参数用于校正其余屏。但是对于AMOLED(Active Matrix/Organic Light EmittingDiode)屏，由于其特性相差较大，所以必须采用人工调试校正对每一块屏独立校正，凭借调试人员的视觉和经验进行调试和校正。采用人工调试校正的方法工作量大，操作过于繁琐；而且人眼评价显示装置各个灰阶的亮度及颜色，会受到操作人员的水平、经验和环境等因素的制约，使得校正工作不准确。

发明内容

本发明提供了一种显示装置的gamma和白平衡自动校正方法及装置，能在gamma和白平衡校正完成后，对校正结果进行自动判别，不会受测试人员的主观判断影响。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种显示装置的gamma和白平衡自动校正方法，所述方法包括：

A.PC机扫描驱动IC中的gamma寄存器，捕获并计算gamma寄存器参数及灰阶电压值的查找表1；

B、PC机发送gamma寄存器参数，查询查找表1得到对应的灰阶电压值；

C、PC机通过测试图案发生器发送白色灰阶画面给显示装置；

D、PC机通过色彩分析仪读取显示装置的亮度值和色度值；

E、由亮度值、色度值和gamma值计算出目标亮度值；

F、判断在不同灰阶下的亮度值与目标亮度值的差的平方和是否满足误差范围；若是，则执行步骤G后结束校正；若否，则执行步骤H；

G、固化gamma寄存器参数；

H、PC机修改gamma寄存器参数，循环执行步骤B至步骤F，直到结束校正。

进一步的，所述步骤F具体包括：

计算误差值a，初始化最大误差范围值为ε；

其中a的计算方法是：其中L’i为亮度值，Li为目标亮度值，i为对应的灰阶值；

判断a<ε，若是，则执行步骤G后结束校正；若否，则执行步骤H。

进一步的，所述步骤H之前还包括以下步骤：

I、PC机扩充亮度值与灰阶电压值，并形成亮度值与灰阶电压值的查找表2；

J、PC机查询查找表2，得出目标亮度值对应的灰阶电压值；

K、PC机查询查找表1，得到与灰阶电压值对应的gamma寄存器参数。

具体的，所述步骤I具体包括：

选择至少两组亮度值及其对应的灰阶电压值，形成至少两组离散点；

在所述离散点之间进行线性插值，扩充亮度值与灰阶电压值；

形成亮度值与灰阶电压值的查找表2。

本发明还提供了一种显示装置的gamma和白平衡自动校正装置，包括有依次电连接的显示装置、色彩分析仪、PC机、测试图案发生器，所述测试图案发生器还通过内置有gamma寄存器的驱动IC电连接所述显示装置，

所述PC机，用于通过测试图案发生器扫描gamma寄存器，得到gamma寄存器参数及灰阶电压值的查找表1；查询查找表1得到任意一组gamma寄存器参数对应的灰阶电压值；通过测图案发生器发送白色灰阶画面给显示装置；通过色彩分析仪读取显示装置的亮度值和色度值；由亮度值、色度值和gamma值计算出目标亮度值；判断在不同灰阶下的亮度值与目标亮度值的差的平方和是否满足误差范围，若是，则固化gamma寄存器中的gamma寄存器参数后结束校正，若否，则修改gamma寄存器参数；

测试图案发生器，用于在PC机的控制下发送白色灰阶画面给显示装置；显示装置，用于显示测试图案发生器所发送的白色灰阶画面；

色彩分析仪，用于读取显示装置所显示的白色灰阶画面的亮度值和色度值。

由此可见，本发明中能在gamma和白平衡校正完成后，判断在不同灰阶下的亮度值与目标亮度值的差的平方和是否满足误差范围来对校正结果进行自动判别，若不满足设定的误差范围，则进入校正循环，直到符合要求，不会受测试人员的主观判断影响，提高校正准确率；

进一步的，现有技术都是通过测量白色灰阶画面来校正白平衡，通过测量RGB数据来校正gamma,而本发明中PC机通过测试图案发生器发送白色灰阶画面给显示装置；然后PC机通过色彩分析仪读取显示装置的亮度值和色度值；即本发明中在白色灰阶画面下能同时校正白平衡和gamma,提高校正效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。这些附图中，为了清楚起见，可能放大了结构和区域的尺寸及相对尺寸。

图1为本发明实施例提供的一种显示装置的gamma和白平衡自动校正方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种显示装置的gamma和白平衡自动校正方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种显示装置的gamma和白平衡自动校正装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例提供的一种显示装置的gamma和白平衡自动校正方法的流程图，详述如下：

在步骤S101中，PC机扫描gamma寄存器，获取和计算gamma寄存器参数及灰阶电压值的查找表1；

在本发明实施例中由于无法直接测试对应灰阶的灰阶电压值，需要PC机扫描gamma寄存器的状态，形成gamma寄存器参数与灰阶电压值的查找表1。

在步骤S102中，PC机发送gamma寄存器参数，查询查找表1得到对应的灰阶电压值；

在本发明实施例中PC机通过测试图案发生器发送一组gamma寄存器参数来初始化gamma寄存器，本发明所述gamma寄存器设置在驱动IC中，通过查询查找表1得到对应的灰阶电压值。

在步骤S103中，PC机通过测试图案发生器发送白色灰阶画面给显示装置；

在本发明中，现有技术都是测量白色灰阶画面来校正白平衡，测量RGB灰阶画面来校正gamma,而本实施例是在白色灰阶画面下同时校正白平衡和gamma,能提高校正效率。

在步骤S104中，PC机通过色彩分析仪读取显示装置的亮度值和色度值；

在本发明中，会读取到一个亮度值Y和两个色度值(x,y)，首先通过(Y，x，y)计算出(X,Y,Z),其中

$X=\frac{x}{y}Y,Z=\frac{(1-x-y)}{y}Y;$

再将(X,Y,Z)转换为RGB数据，具体的转换形式为，其中a的值根据不同的校正标准而不同： $\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}a11& a12& a13\\ a21& a22& a23\\ a31& a32& a33\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]$

在步骤S105中，由亮度值、色度值和gamma值计算出目标亮度值；

本发明中将亮度值和色度值确定后，即白平衡的亮度值Y可以确定L_MAX,色度(x，y)也确定，gamma值为常量，比如γ＝2.2，各个节点不同灰阶的目标亮度值L(G)可由下述公式得出：

L(G)＝L_MAX(G/255)^γ。

L(G)即各个灰阶的Y值，而各个灰阶下的色度(x,y)变化不大，所以定为恒定值。然后再将(Y,x,y)换算成RGB数据(L_Ri，L_Gi，L_Bi)，L_Ri，L_Gi，L_Bi分别是红、绿、蓝的目标亮度值，换算方法如步骤S104所述，在此不再赘述。

在步骤S106中，判断在不同灰阶下的亮度值与目标亮度值的差的平方和是否满足误差范围。如果满足误差范围，则执行步骤S108后结束校正；若否，则执行步骤S107；

其中步骤S108为：固化gamma寄存器参数；

其中步骤S107为：PC机修改gamma寄存器参数，

本发明在执行完步骤S107后，会再循环执行步骤S102至步骤S106，直到结束校正。本发明中的步骤S106的具体实施过程是：计算误差值a，初始化最大误差范围值为ε；

则a的计算方法是：

其中L’i为亮度值，Li为目标亮度值，i为对应的灰阶值；判断a<ε，本实施例优选i值等于0,8,15,32,64,127,148,220,240,250,255共11个节点。

在实施例的具体操作中，将亮度值L’i通过RGB变换为(L'_Ri，L'_Gi，L'_Bi)，L'_Ri，L'_Gi，L'_Bi分别表示红、绿、蓝三色的亮度值，然后分别与RGB的目标亮度值L_Ri，L_Gi，L_Bi进行比较。

参见图2为本发明另一个实施例提供的一种显示装置的gamma和白平衡自动校正方法的流程图；

在步骤S201中，PC机扫描gamma寄存器，获取和计算gamma寄存器参数及灰阶电压值的查找表1；

在本发明实施例中由于无法直接测试对应灰阶的灰阶电压值，需要PC机扫描gamma寄存器的状态，形成gamma寄存器参数与灰阶电压值的查找表1。

在步骤S202中，PC机发送gamma寄存器参数，查询查找表1得到对应的灰阶电压值；

在本发明实施例中PC机通过测试图案发生器发送一组gamma寄存器参数来初始化gamma寄存器，本发明所述gamma寄存器设置在驱动IC中，通过查询查找表1得到对应的灰阶电压值。

在步骤S203中，PC机通过测试图案发生器发送白色灰阶画面给显示装置；

在本发明中，现有技术都是测量白色灰阶画面来校正白平衡，测量RGB灰阶画面来校正gamma,而本实施例是在白色灰阶画面下同时校正白平衡和gamma,能提高校正效率。

在步骤S204中，PC机通过色彩分析仪读取显示装置的亮度值和色度值；

在本发明中，会读取到一个亮度值Y和两个色度值(x,y)，首先通过(Y，x，y)计算出(X,Y,Z),其中

$X=\frac{x}{y}Y,Z=\frac{(1-x-y)}{y}Y;$

再将(X,Y,Z)转换为RGB数据，具体的转换形式为，其中a的值根据不同的校正标准而不同： $\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}a11& a12& a13\\ a21& a22& a23\\ a31& a32& a33\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]$

在步骤S205中，由亮度值、色度值和gamma值计算出目标亮度值；

本发明中将亮度值和色度值确定后，即白平衡的亮度值Y可以确定L_MAX,色度(x，y)也确定，gamma值为常量，比如γ＝2.2，各个节点不同灰阶的目标亮度值L(G)可由下述公式得出：

L(G)＝L_MAX(G/255)^γ。

L(G)即各个灰阶的亮度值Y，而各个灰阶下的色度(x,y)变化不大，所以定为恒定值。然后再将(Y,x,y)换算成RGB数据(L_Ri，L_Gi，L_Bi)，L_Ri，L_Gi，L_Bi分别是红、绿、蓝的目标亮度值，换算方法如步骤S204所述，在此不再赘述。

在步骤S206中，判断在不同灰阶下的亮度值与目标亮度值的差的平方和是否满足误差范围。

本发明中的步骤S206的具体实施过程是：计算误差值a，初始化最大误差范围值为ε；

则a的计算方法是：

其中L’i为亮度值，Li为目标亮度值，i为对应的灰阶值；判断a<ε，本实施例优选i值等于0,8,15,32,64,127,148,220,240,250,255共11个节点。

在实施例的具体操作中，将亮度值L’i通过RGB变换为(L'_Ri，L'_Gi，L'_Bi)，L'_Ri，L'_Gi，L'_Bi分别表示红、绿、蓝三色的亮度值，然后分别与RGB的目标亮度值L_Ri，L_Gi，L_Bi进行比较。

如果步骤S206中满足误差范围，则执行步骤S208后结束校正，其中步骤S208为：固化gamma寄存器参数。

如果不满足步骤S206，则顺序执行步骤S207、S210、S211；

其中步骤S207为：PC机扩充亮度值与灰阶电压值，并形成亮度值与灰阶电压值的查找表2；

本发明中步骤S207在具体实施时，选择至少两组亮度值及其对应的灰阶电压值，形成至少两组离散点；在所述离散点之间进行线性插值，扩充亮度值与灰阶电压值；形成亮度值与灰阶电压值的查找表2。

以下是线性插值公式：L”jk＝k/n*(L”jn‐L”in)+L”in

V”jk＝k/n*(V”jn‐V”in)+V”in

L”jn和L”in是亮度值；V”jn和V”in是所读的灰阶电压值；i和j是任意的两个节点值，在两个节点之间进行线性插值，平均分成n份，L”jk为第k份；

例如：对第i＝64和j＝127两个灰阶进行插值，之间共分成100份，则

L”127k＝k/100*(L”127_100‐L”64_100)+L”64_100

V”127k＝k/100*(V”127_100‐V”64_100)+V”64_100

这样线性插值所新产生的99个节点，将用来供第64和127灰阶调节亮度与电压的对应关系；其余依此类推，形成亮度值和灰阶电压值的查找表2；

本实施例在具体实施时，由于gamma寄存器中RGB的电压调节是独立的。同样红、绿、蓝三色分别插值，会依次形成三个对应的亮度值和灰阶电压值的查找表2，即L'^Ri～V,L'^Gi～V,L'^Bi～V。

在步骤S210中，PC机查询查找表2，得出目标亮度值对应的灰阶电压值；

本步骤根据需要达到的目标亮度值，查找亮度值与灰阶电压值的查找表2，找出与目标亮度值最接近的亮度值所对应的灰阶电压值。

在步骤S211中，PC机查询查找表1，得到与灰阶电压值对应的gamma寄存器参数；

本步骤在gamma寄存器参数及灰阶电压值的查找表1中，找出步骤S210中得到的灰阶电压值最接近的电压值对应的gamma寄存器参数，并更改gamma寄存器中的gamma寄存器参数。

本发明在执行完步骤S211后，再循环执行步骤S202、S203、S204、S205和S206，直到结束校正。

参见图3，为本发明实施例提供的一种显示装置的gamma和白平衡自动校正装置的示意图。

包括有依次电连接的显示装置、色彩分析仪、PC机、测试图案发生器，所述测试图案发生器还通过gamma寄存器电连接所述显示装置，其中gamma寄存器设置在驱动IC中。所述PC机，用于通过测试图案发生器扫描gamma寄存器，得到gamma寄存器参数及灰阶电压值的查找表1；查询查找表1得到任意一组gamma寄存器参数对应的灰阶电压值；通过测试图案发生器发送白色灰阶画面给显示装置；通过色彩分析仪读取显示装置的亮度值和色度值；由亮度值、色度值和gamma值计算出目标亮度值；判断在不同灰阶下的亮度值与目标亮度值的差的平方和是否满足误差范围，若是，则固化gamma寄存器中的gamma寄存器参数后结束校正，若否，则修改gamma寄存器参数，并更改gamma寄存器中的gamma寄存器参数,形成新的查找表1。再采用新的查找表1循环校正，直到不同灰阶下的亮度值与目标亮度值的差的平方和满足误差范围，即a<ε。

测试图案发生器，用于在PC机的控制下发送白色灰阶画面给显示装置；显示装置，用于显示测试图案发生器所发送的白色灰阶画面；色彩分析仪，用于读取显示装置所显示的白色灰阶画面的亮度值和色度值。

本发明在不同灰阶下的亮度值与目标亮度值的差的平方和不满足误差范围时，PC机会扩充亮度值与灰阶电压值，并形成亮度值与灰阶电压值的查找表2。

形成亮度值与灰阶电压值的查找表2的具体实施方法如，选择至少两组亮度值及其对应的灰阶电压值，形成至少两组离散点；在所述离散点之间进行线性插值，扩充亮度值与灰阶电压值；形成亮度值与灰阶电压值的查找表2。以下是优选的线性插值公式：

L”jk＝k/n*(L”jn‐L”in)+L”in

V”jk＝k/n*(V”jn‐V”in)+V”in

其中L”jn和L”in是亮度值；V”jn和V”in是所读的灰阶电压值；i和j是任意的两个节点值，在两个节点之间进行线性插值，平均分成n份，L”jk为第k份；

例如：对第i＝64和j＝127两个灰阶进行插值，之间共分成100份，则

L”127k＝k/100*(L”127_100‐L”64_100)+L”64_100

V”127k＝k/100*(V”127_100‐V”64_100)+V”64_100

这样线性插值所新产生的99个节点，将用来供第64和127灰阶调节亮度与电压的对应关系；其余依此类推，形成亮度值和灰阶电压值的查找表2。

在查找表2形成后，PC机查询查找表2，得出目标亮度值对应的灰阶电压值；即根据需要达到的目标亮度值，查找亮度值与灰阶电压值的查找表2，找出与目标亮度值最接近的亮度值所对应的灰阶电压值。

最后根据得到的灰阶电压值，在gamma寄存器参数及灰阶电压值的查找表1中，找出与灰阶电压值最接近的电压值对应的gamma寄存器参数，并更改gamma寄存器中的gamma寄存器参数,形成新的查找表1。再采用新的查找表1循环校正，直到不同灰阶下的亮度值与目标亮度值的差的平方和满足误差范围，即a<ε。

由此可见，本发明中能在gamma和白平衡校正完成后，判断在不同灰阶下的亮度值与目标亮度值的差的平方和是否满足误差范围来对校正结果进行自动判别，若不满足设定的误差范围，则进入校正循环，直到符合要求，不会受测试人员的主观判断影响，提高校正准确率。

现有技术都是通过测量白色灰阶画面来校正白平衡，通过测量RGB数据来校正gamma,而本发明中PC机通过测试图案发生器发送白色灰阶画面给显示装置；然后PC机通过色彩分析仪读取显示装置的亮度值和色度值；即本发明中在白色灰阶画面下能同时校正白平衡和gamma,提高校正效率。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种显示装置的gamma和白平衡自动校正方法，其特征在于，所述方法包括：

A.PC机扫描驱动IC中的gamma寄存器，捕获并计算gamma寄存器参数及灰阶电压值的查找表1；

B、PC机发送gamma寄存器参数，查询查找表1得到对应的灰阶电压值；

C、PC机通过测试图案发生器发送白色灰阶画面给显示装置；

D、PC机通过色彩分析仪读取显示装置的亮度值和色度值；

E、由亮度值、色度值和gamma值计算出目标亮度值；

F、判断在不同灰阶下的亮度值与目标亮度值的差的平方和是否满足误差范围；若是，则执行步骤G后结束校正；若否，则执行步骤H；

G、固化gamma寄存器参数；

H、PC机修改gamma寄存器参数，循环执行步骤B至步骤F，直到结束校正。

2.如权利要求1所述的一种显示装置的gamma和白平衡自动校正方法，其特征在于，

所述步骤F具体包括：

计算误差值a，初始化最大误差范围值为ε；

其中a的计算方法是：其中L’i为亮度值，Li为目标亮度值，i为对应的灰阶值；

判断a<ε，若是，则执行步骤G后结束校正；若否，则执行步骤H。

3.如权利要求1所述的一种显示装置的gamma和白平衡自动校正方法，其特征在于，所述步骤H之前还包括以下步骤：

I、PC机扩充亮度值与灰阶电压值，并形成亮度值与灰阶电压值的查找表2；

J、PC机查询查找表2，得出目标亮度值对应的灰阶电压值；

K、PC机查询查找表1，得到与灰阶电压值对应的gamma寄存器参数。

4.如权利要求3所述的一种显示装置的gamma和白平衡自动校正方法，其特征在于：

所述步骤I具体包括：

选择至少两组亮度值及其对应的灰阶电压值，形成至少两组离散点；

在所述离散点之间进行线性插值，扩充亮度值与灰阶电压值；

形成亮度值与灰阶电压值的查找表2。

5.一种显示装置的gamma和白平衡自动校正装置，其特征在于：包括有依次电连接的显示装置、色彩分析仪、PC机、测试图案发生器，所述测试图案发生器还通过内置有gamma寄存器的驱动IC电连接所述显示装置，

所述PC机，用于通过测试图案发生器扫描gamma寄存器，得到gamma寄存器参数及灰阶电压值的查找表1；查询查找表1得到任意一组gamma寄存器参数对应的灰阶电压值；通过测试图案发生器发送白色灰阶画面给显示装置；通过色彩分析仪读取显示装置的亮度值和色度值；由亮度值、色度值和gamma值计算出目标亮度值；判断在不同灰阶下的亮度值与目标亮度值的差的平方和是否满足误差范围，若是，则固化gamma寄存器中的gamma寄存器参数后结束校正，若否，则修改gamma寄存器参数；

测试图案发生器，用于在PC机的控制下发送白色灰阶画面给显示装置；

显示装置，用于显示测试图案发生器所发送的白色灰阶画面；

色彩分析仪，用于读取显示装置所显示的白色灰阶画面的亮度值和色度值。