CN105093655A - 一种多色显示器滤色方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多色显示器滤色方法和装置。该方法包括步骤：获取所述多色显示器中像素单元的各子像素的位置序列；根据所述多色显示器的附加膜层叠加在所述像素单元中而产生的颜色强度分布，获取各子像素在所述位置序列下的最大相对亮度差；改变子像素在像素单元中的位置序列，根据所述各颜色强度分布在显示屏幕中对应的最大相对亮度差最小的位置序列配置所述子像素在所述的每一个像素单元内的位置。本发明实施例提供的多色显示器滤色方法和装置通过计算各像素单元中的子像素在最大相对亮度差，选择最大相对亮度差最小的情况下，子像素的排列方式来设置像素单元内的子像素的位置，从而可以削弱莫尔条纹，提高显示器的显示质量。

Description

一种多色显示器滤色方法和装置

技术领域

本发明涉及图像显示领域，尤其是一种用于削弱莫尔条纹的多色显示器滤色方法和装置。

背景技术

莫尔条纹是两条线或两个物体之间以恒定的角度和频率发生干涉产生的视觉效果，当人眼无法分辨这两条线或两个物体时，只能看到干涉的花纹，这种光学现象中的花纹就是莫尔条纹。莫尔条纹的效果与相互叠加的两个物体周期以及他们的夹角有关。在由各种周期性光学元件叠加组成的光学系统中，往往会有莫尔条纹的产生，比如在智能手机，平板电脑、触控笔记本电脑上等，LCD面板上贴附触摸屏，一般条件下，就会有莫尔条纹产生。

智能手机或者平板中的触摸面板开始采用“纳米银线、金属网格”等，其中金属网格技术在高像素的情况下，将会引发明显的莫尔条纹。这些莫尔条纹是由显示屏中像素、光学膜片以及触控导电的金属图案引发的。规整的像素、精细的膜片以及金属图案之间对齐出现一定偏差，就会导致莫尔条纹，使得金属网格技术制成的薄膜不能用在高分辨率智能手机或者平板上。

此外，裸眼3D显示系统一般有LCD面板和周期性光学膜层等器件，无论是视障光栅式，或是柱透镜阵列式等，都会有莫尔条纹的出现。严重时，莫尔条纹能够显著降低三维图像的画质，成为影响3D显示效果的一个重要因素。因此，消除或削弱莫尔条纹有着重要的意义。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种用于削弱莫尔条纹的多色显示器滤色方法和装置，至少能够降低多色显示器的莫尔条纹。

为此，本发明采用的技术方案如下：

一种多色显示器滤色方法，用于削弱莫尔条纹，其包括：获取所述多色显示器中像素单元的各子像素的位置序列；根据所述多色显示器的附加膜层叠加在所述像素单元中所产生的周期性分布或者准周期分布的颜色强度分布，在各子像素位于所述位置序列下的最大相对亮度差；改变子像素在像素单元中的位置序列，根据所述各颜色强度分布在显示屏幕中对应的最大相对亮度差最小的位置序列配置所述子像素在所述的每一个像素单元内的位置。

优选地，所述子像素包括红色子像素、蓝色子像素和绿色子像素三种或更多基色子像素滤色阵列，如四基色滤色阵列。

优选地，所述的附加膜层包括具有周期性结构的膜层，例如柱透镜阵列或者纳米金属网格等。

优选地，所述获取所述多色显示器中像素单元的各子像素的位置序列的步骤包括：

获取所述多色显示器中像素单元的各种子像素的位置序列，如对于三基色滤色阵列的红色子像素、蓝色子像素和绿色子像素，共有六种位置序列。

优选地，所述根据各颜色强度分布在显示屏幕中对应的所述最大相对亮度差最小的位置序列配置所述子像素在所述像素单元内的位置的步骤包括：

利用自适应算法获取使得显示屏幕中所述最大相对亮度差最小的位置序列。

优选地，所述自适应算法包括模拟退火算法、直接扫描法中的一种。

优选地，所述根据所述多色显示器的附加膜层叠加在所述像素单元中而产生的颜色强度分布，获取各子像素位于所述位置序列下的最大相对亮度差的步骤包括：计算所述附加膜层叠加在像素单元中各颜色子像素而产生的周期性分布或者准周期分布的颜色强度分布在预设空间内的亮度值，获得与所述子像素对应的亮度值；使用在预设空间中的最大的亮度值与最小的亮度值之差与所述最大的亮度值的比值作为所述最大相对亮度差。

优选地，所述获取所述多色显示器中像素单元的各子像素的位置序列的步骤包括：

使用预设的整数标记所述子像素在所述像素单元中的位置。

另外，本发明还提供一种多色显示器滤色装置，包括：位置序列获取模块，用于获取所述多色显示器中像素单元的各子像素的位置序列；最大相对亮度差计算模块，用于根据所述多色显示器的附加膜层叠加在所述计算所述像素单元中而产生的颜色强度分布，获取各子像素在所述位置序列下的最大相对亮度差；配置模块，改变子像素在像素单元中的位置序列，根据所述各颜色强度分布在显示屏幕中对应的最大相对亮度差最小的位置序列配置所述子像素在所述的每一个像素单元内的位置。

优选地，所述位置序列获取模块包括：

获取所述多色显示器中像素单元的红色各种子像素的位置序列，如对于三基色滤色阵列的红色子像素、蓝色子像素和绿色子像素，共有六种位置序列。优选地，最大相对亮度差计算模块包括：

第一计算子模块，用于根据所述多色显示器的附加膜层叠加在所述像素单元中而产生的颜色强度分布在预设空间内的亮度值，获得与所述子像素对应的亮度值；

第二计算子模块，用于使用在预设空间中的最大的亮度值与最小的亮度值之差与所述最大的亮度值的比值作为所述最大相对亮度差。

与现有技术相比，本发明实施例提供的多色显示器滤色方法和装置通过计算各像素单元中的子像素在最大相对亮度差，选择最大相对亮度差最小的情况下，子像素的排列方式来式来设置像素单元内的子像素的位置，从而可以削弱莫尔条纹，提高显示器的显示质量。

附图说明

图1是现有彩色液晶显示屏的像素单元中子像素的滤色阵列结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种多色显示器滤色方法的流程图；

图3是一个像素单元中子像素(红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素)的编号设置示意图；

图4是利用本发明实施例对子像素顺序优化后的子像素的滤色阵列排列示意图；

图5是本发明实施例提供的一种多色显示器滤色装置的结构示意图；

图6是现有红绿蓝(RGB)(虚线)和利用本发明实施提供的方法或装置对子像素的滤色阵列优化后排列模式(实线)下红色亮度分布示意图；

图7是现有红绿蓝(RGB)和利用本发明实施例提供的方法或装置对子像素滤色阵列优化排列模式空间频谱强度示意图；

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步说明。

参见图1，图1是现有彩色液晶显示屏的像素单元中子像素的滤色阵列结构示意图。在常规的液晶显示器或OLED显示器中，多色屏幕由许多个像素单元组成。所述的显示屏，可以是液晶显示屏或者有机发光二极管(OLED)显示屏，屏幕由许多个像素单元组成，每个像素单元由红、绿、蓝三基色滤色阵列子像素构成，甚至每个像素单元由四基色滤色阵列的子像素构成。在3D多色显示器中，所述的膜层是分离左右眼图像光束的光学膜层，例如柱透镜(Lenticular)、视障光栅(barrier)等。所述的膜层在触摸屏系统中可以是金属图案，如用于识别和支持触控的金属网格。

以三基色显示器而言，每个像素单元包含红、绿、蓝三个子像素，各子像素具有一个颜色滤色片构成。因此，每个像素单元具有红、绿、蓝三个滤色片。对于RGB多色显示器(红绿蓝为基色)而言，任意一个普通像素，都有红绿蓝(RGB)、红蓝绿(RBG)、绿红蓝(GRB)、绿蓝红(GBR)、蓝红绿(BRG)和蓝绿红(BGR)这6种子像素滤色阵列排列方式。如果是四基色的多色显示器，每个像素单元具有24中子像素的排列方式。

显示器的膜层直接叠加在图像显示层上，由于现有的多色显示屏幕中的子像素滤色阵列一般是“红绿蓝、红绿蓝…红绿蓝”这样的周期性分布，将使各种颜色强度都成准周期性分布，强度峰值相互错开，即屏幕上呈现周期性彩色莫尔条纹。每一种颜色的强度周期性分布中，存在强度最大值和最小值。它们之间的差值为相对亮度差。

影响莫尔条纹效果的因素主要包括：相对亮度差m_i以及亮度分布周期T_s，亮度差m_i越小，亮度周期T_s越小，则莫尔条纹越不明显。所述的膜层周期T₂与图像显示层像素周期T₁比值q＝T₂/T₁，当q取不同值时，对应有不同的莫尔条纹效果，就有不同的相对亮度差m_i。

本发明的实施方式中，根据最小相对亮度差来调整每一个像素单元中子像素的排列方式，使得每一个像素单元在屏幕中拥有最小亮度差的强度空间分布，从而至少可以改善多色显示器的莫尔条纹分布，提高多色显示器的显示质量。

参见图2，图2是本发明实施例提供的一种多色显示器滤色方法的流程图。在图2示出的实施方式中，该多色显示器滤色方法包括步骤S201-S203。

在步骤S201中，获取所述多色显示器中像素单元的各子像素的位置序列。例如，对于RGB(红、绿、蓝)三基色显示器而言，每个像素单元具有红绿蓝(RGB)、红蓝绿(RBG)、绿红蓝(GRB)、绿蓝红(GBR)、蓝红绿(BRG)和蓝绿红(BGR)六种子像素滤色阵列排列方式。在具体实现中，可以使用预设的整数标记所述子像素在所述像素单元中的位置：

例如，参见图3，图3是一个像素单元中子像素(红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素)的编号设置示意图。当第n个像素中红色子像素的滤色片位于1处，记为R(n)＝1；当红色子像素位于2处，则记为R(n)＝2；当蓝色子像素位于3处，则记为G(n)＝3。

因此，假如第n个像素的滤色片阵列为红绿蓝(RGB)排列方式，则记为R(n)＝1，G(n)＝2，B(n)＝3；红蓝绿(RBG)排列记为R(n)＝1，G(n)＝3，B(n)＝2；蓝红绿(BRG)排列记为R(n)＝2，G(n)＝3，B(n)＝1……。

在步骤S202中，根据所述多色显示器的附加膜层叠加在计算所述像素单元中而产生的颜色强度分布，获取各子像素位于所述位置序列下的最大相对亮度差。其中，所述附加膜层包括具有周期性分布或者准周期分布的膜层。

具体而言，可以根据所述多色显示器的附加膜层叠加在所述像素单元中而产生的颜色强度分布在预设空间内的亮度值，获得与所述子像素对应的亮度值，然后使用在预设空间中的最大的亮度值与最小的亮度值之差与所述最大的亮度值的比值作为所述最大相对亮度差。

由于莫尔条纹的亮度分布值周期性变化，假如多色显示器的像素周期为T₁，在一些实施方式中，可以定义，莫尔条纹的亮度值s_i(x)为：

$s_i\left(x\right)=\frac{1}{4T_1}{\∫}_{x-2T_1}^{x+2T_1}t\left(x\right)$

其中，i＝1,2,3，分别对应红绿蓝三基色滤色阵列；

s_i(x)为基色i在4个像素周期T₁内的亮度值。

因此，可以定义最大相对亮度差m_i为：

$m_i=\frac{max\left(s_i\right)-min\left(s_i\right)}{max\left(s_i\right)}.$

其中，max(s_i)为像素单元中亮度值的最大值，min(s_i)为像素单元中亮度值的最小值。例如，在RGB的位置序列中，即R(n)＝1，G(n)＝2，B(n)＝3的位置序列中，如果计算得到红色子像素的亮度值为最大值，绿色子像素的亮度值为最小值，则最大相对亮度差m_i为红色子像素的亮度值与绿色子像素的相对亮度值之差除以红色子像素的亮度值。

因此，根据步骤S202的计算结果，对于三基色显示器而言，每个像素单元存在6种子像素的位置序列，即三个子像素在像素单元中存在六种排序方式。由于每个位置序列对应一个最大相对亮度差，因此，每个像素单元对应具有6个最大相对亮度差。

在步骤S203中，改变子像素在像素单元中的位置序列，根据所述各颜色强度分布在显示屏幕中对应的最大相对亮度差最小的位置序列配置所述子像素在所述的每一个像素单元内的位置。

以三基色显示器为例，由于每个像素单元对应6个最大相对亮度差。在步骤S203中，从6个最大相对亮度差中选择最小的最大相对亮度差，以最小的最大相对亮度差对应的位置序列来配置子像素在该像素单元内的位置。参见图4，图4是利用本发明实施例对子像素顺序优化后的子像素的滤色阵列排列示意图。

在一些实施方式中，同时考虑红、绿、蓝三个子像素滤色阵列，利用自适应算法，以实现红绿蓝三种颜色在显示面板中的最小的相对亮度差为目标，求出任意一个像素中子像素滤色阵列的最佳排列方式。其中，所述自适应算法包括模拟退火算法、直接扫描法中的一种。

参见图5，图5是本发明实施例提供的一种多色显示器滤色装置的结构示意图。在图5示出的人实施方式，该多色显示器滤色装置包括：

位置序列获取模块，用于获取所述多色显示器中像素单元的各子像素的位置序列。在一些优选的实施方式中，所述位置序列获取模块包括获取所述多色显示器中像素单元的红色子像素、蓝色子像素和绿色子像素的六种位置序列。

最大相对亮度差计算模块，用于根据所述多色显示器的附加膜层叠加在所述计算所述像素单元中而产生的颜色强度分布，获取各子像素在所述位置序列下的最大相对亮度差，其中，最大相对亮度差计算模块包括第一计算子模块和第二计算子模块。第一计算子模块用于根据所述多色显示器的附加膜层叠加在所述像素单元中而产生的颜色强度分布在预设空间内的亮度值，计算所述像素单元中各子像素在预设时间内的平均亮度值，获得与所述子像素对应的平均亮度值。第二计算子模块用于使用在预设空间中的最大的平均亮度值与最小的平均亮度值之差与所述最大的平均亮度值的比值作为所述最大相对亮度差。

配置模块，用于改变子像素在像素单元中的位置序列，根据所述各颜色强度分布在显示屏幕中对应的最大相对亮度差最小的位置序列配置所述子像素在所述的每一个像素单元内的位置。

参见图6和图7，图6是现有红绿蓝(RGB)(虚线)和利用本发明实施提供的方法或装置对子像素的滤色阵列优化后排列模式(实线)下红色亮度分布示意图。图7是现有红绿蓝(RGB)和利用本发明实施例提供的方法或装置对子像素滤色阵列优化排列模式空间频谱强度示意图。

从图6和图7可以看出，优化后子像素滤色片阵列排列破坏了常规红绿蓝(RGB)滤色片顺序排列的周期，而且使得光栅对某一基色的衰减效果在空间变得均匀。优化后的子像素滤色片阵列破坏了原来常规红绿蓝(RGB)模式中的周期性。此时像素和光栅叠加后，看不到明显的周期性亮度变化，表现为莫尔条纹不明显。常规红绿蓝滤色阵列(RGB)(虚线)和子像素滤色阵列优化排列模式(实线)下红色亮度分布如图6所示。

从上面的实施方式可以看出，本发明实施例所述的显示器中削弱莫尔条纹的方法、装置和系统可以有效削弱莫尔条纹。

应该理解，本发明并不局限于上述实施方式，凡是对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意味着包含这些改动和变型。

Claims (10)

1.一种多色显示器滤色方法，其特征在于，其包括以下步骤：

获取所述多色显示器中像素单元的各子像素的位置序列；

根据所述多色显示器的附加膜层叠加在所述像素单元中而产生的颜色强度分布，获取各子像素位于所述位置序列下的最大相对亮度差；

改变子像素在像素单元中的位置序列，根据所述各颜色强度分布在显示屏幕中对应的最大相对亮度差最小的位置序列配置所述子像素在所述的每一个像素单元内的位置。

2.根据权利要求1所述的多色显示器滤色方法，其特征在于：所述子像素包括红色子像素、蓝色子像素和绿色子像素三种或更多基色子像素滤色阵列。

所述获取所述多色显示器中像素单元的各子像素的位置序列的步骤包括：

获取所述多色显示器中像素单元的不同颜色子像素的多种位置序列。

3.根据权利要求2所述的多色显示器滤色方法，其特征在于：所述附加膜层包括具有周期性分布或者准周期分布的膜层。

4.根据权利要求1所述的多色显示器滤色方法，其特征在于：改变子像素在像素单元中的位置序列，根据所述各颜色强度分布在显示屏幕中对应的最大相对亮度差最小的位置序列配置所述子像素在所述的每一个像素单元内的位置的步骤包括：

利用自适应算法获取使得显示屏幕中所述最大相对亮度差最小的位置序列。

5.根据权利要求4所述的多色显示器滤色方法，其特征在于，所述自适应算法包括模拟退火算法、直接扫描法中的一种。

6.根据权利要求1所述的多色显示器滤色方法，其特征在于：所述根据所述多色显示器的附加膜层叠加在所述像素单元中而产生的颜色强度分布，获取各子像素位于所述位置序列下的最大相对亮度差的步骤包括：

根据所述多色显示器的附加膜层叠加在所述像素单元中而产生的颜色强度分布在预设空间内的亮度值，获得与所述子像素对应的亮度值；

使用在预设空间中的最大的亮度值与最小的亮度值之差与所述最大的亮度值的比值作为所述最大相对亮度差。

7.根据权利要求1所述的多色显示器滤色方法，其特征在于：所述获取所述多色显示器中像素单元的各子像素的位置序列的步骤包括：

使用预设的整数标记所述子像素在所述像素单元中的位置。

8.一种多色显示器滤色装置，其特征在于其包括：

位置序列获取模块，用于获取所述多色显示器中像素单元的各子像素的位置序列；

最大相对亮度差计算模块，用于根据所述多色显示器的附加膜层叠加在所述计算所述像素单元中而产生的颜色强度分布，获取显示屏幕中各子像素在所述位置序列下的最大相对亮度差；

配置模块，用于改变子像素在像素单元中的位置序列，根据所述各颜色强度分布在显示屏幕中对应的最大相对亮度差最小的位置序列配置所述子像素在所述的每一个像素单元内的位置。

9.根据权利要求8所述的多色显示器滤色装置，其特征在于：所述位置序列获取模块包括：

获取所述多色显示器中像素单元的不同颜色子像素的多种位置序列。

10.根据权利要求8所述的多色显示器滤色装置，其特征在于：最大相对亮度差计算模块包括：

第一计算子模块，用于根据所述多色显示器的附加膜层叠加在所述像素单元中而产生的颜色强度分布在预设空间内的亮度值，获得与所述子像素对应的亮度值；

第二计算子模块，用于使用在预设空间中的最大的亮度值与最小的亮度值之差与所述最大的亮度值的比值作为所述最大相对亮度差。