CN106373527A

CN106373527A - 一种最高及最低灰阶的gamma及色温自动调节方法

Info

Publication number: CN106373527A
Application number: CN201610996822.9A
Authority: CN
Inventors: 秦明; 田方力; 游维平; 刘银森
Original assignee: Wuhan Jingce Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Wuhan Jingce Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2016-11-11
Filing date: 2016-11-11
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2036-11-11
Also published as: CN106373527B

Abstract

本发明公开了一种最高及最低灰阶的gamma及色温自动调节方法，该方法主要包括如下步骤：完成调节前的初始配置；调节最高、最低灰阶亮度及色温；调节中间灰阶亮度及色温；其中所述调节最高灰阶亮度及色温包括如下步骤：调节最高灰阶伽马b寄存器值，使Z刺激值最先达到所述刺激理论值；调节最高灰阶伽马r寄存器值，使x色坐标达到所述初始配置中设置的理论值；调节最高灰阶伽马g寄存器值，使y色坐标达到所述初始配置中设置的理论值；调节最高灰阶伽马b寄存器值，使得目标亮度值达到所述初始配置中设置的理论值。按照本发明实现的调节方法，能够高效准确地获取目标调节效果，为测试液晶模组的研究提供准确快速的调节方法。

Description

一种最高及最低灰阶的gamma及色温自动调节方法

技术领域

本发明属于OLED、液晶模组gamma调节测试领域，涉及一种最高阶及最低阶gamma及色温自动调节。

背景技术

有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)又称为有机电激光显示、有机发光半导体(Organic Electroluminesence Display,OED)。与液晶显示(LiquidCrystal Display,LCD)是不同类型的发光原理。

OLED显示技术具有自发光、广视角、几乎无穷高的对比度、较低耗电、极高反应速度等优点。

OLED显示技术广泛的运用于手机、数码摄像机、DVD机、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑、汽车音响和电视。OLED显示器很薄很轻，因为它不使用背光。OLED显示器还有一个最大为160度的宽屏视角，其工作电压为二到十伏特(volt，用V来表示)。

Gamma源于CRT(显示器/电视机)的响应曲线，即其亮度与输入电压的非线性关系。

Gamma曲线是一种特殊的色调曲线，当Gamma值等于1的时候，曲线为与坐标轴成45°的直线，这个时候表示输入和输出密度相同。高于1的Gamma值将会造成输出暗化，低于1的Gamma值将会造成输出亮化。

gamma校正是指更改gamma值以匹配液晶模组的中间灰度。

OLED因为技术还待成熟，所以出厂时必须经过gamma校正。

使得输出的灰阶亮度曲线与人眼感觉一致，即符合gamma指数曲线。一般会设置调节的gamma曲线为2.2。

色温是照明光学中用于定义光源颜色的一个物理量。即把某个黑体加热到一个温度，其发射的光的颜色与某个光源所发射的光的颜色相同时，这个黑体加热的温度称之为该光源的颜色温度，简称色温。

一般显示设备有9300K、6500K、5000K三个选择，6500输出x0.313y 0.329色坐标。

R，G,B三原色的不同配比就可以配比出可见光中各种不同光色。国际照明委员会(CIE)规定R，G,B三原色的波长分别为700nm,546.1nm，435.8nm,在颜色匹配实验中，当这三原色光的相对亮度比例为1.0000：4.5907：0.0601时就能匹配白光。

光谱三刺激值，波长遍及可见光范围，则得到刺激值按波长的变化，这个变化称为光谱三刺激值。匹配光谱每一波长为等能光谱色所对应的红，绿，蓝三原色数量，称为CIE-RGB光谱三刺激值，记为X,Y,Z。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种最高及最低灰阶的gamma及色温自动调节方法，其特征在于，该方法主要包括如下步骤：

完成调节前的初始配置；

调节最高、最低灰阶亮度及色温；

调节中间灰阶亮度及色温；

其中所述调节最高灰阶亮度包括如下步骤：

将所述初始配置中设置的理论X、Y坐标以及理论亮度转化为三刺激值；依据光谱三刺激值函数求得三刺激理论值X、Y、Z；获取当前测试显示模组的X、Y、Z刺激值，调节最高灰阶伽马b寄存器值，使所述当前测试的Z刺激值最先达到所述刺激理论值；

调节最高灰阶伽马r寄存器值，使x色坐标达到所述初始配置中设置的理论值；

调节最高灰阶伽马g寄存器值，使y色坐标达到所述初始配置中设置的理论值；

调节最高灰阶伽马b寄存器值，使得目标亮度值达到所述初始配置中设置的理论值。

进一步地，所述最高灰阶伽马b寄存器值与所述当前测试的Z刺激值的关系为非线性关系，所述非线性关系由实时获得的正交多项式作最小二乘拟合获得。

进一步地，所述使x色坐标达到所述初始配置中设置的理论值的调节方法如下：

T＝(real.x-theory.x)/x(r+1)-x(r)，其中，所述T为所述r寄存器值的调节步进，real.x为所测x色坐标，theory.x为所述初始配置中设置的理论值。

进一步地，所述使y色坐标达到所述初始配置中设置的理论值的调节方法如下：

T’＝(real.y-theory.y)/y(g+1)-y(g)，其中，所述T’为所述g寄存器值的调节步进，real.y为所测y色坐标，theory.y为所述初始配置中设置的理论值。

进一步地，所述使得目标亮度值达到所述初始配置中设置的理论值的调节方法如下：

T’’＝(real.lv-theory.lv)/lv(b+1)-lv(b)，其中，所述T’’为所述b寄存器值的调节步进，real.lv为所测亮度，theory.lv为所述初始配置中设置的理论值。

进一步地，所述最低灰阶亮度由用户设置的值读取。

进一步地，所述最低灰阶亮度由实时的测试值直接获取。

进一步地，所述调节中间灰阶亮度的方法如下：

中间灰阶亮度＝(当前灰阶值/255)2.2*(最大灰阶亮度-最小灰阶亮度)+最小灰阶亮度。

进一步地，将所述初始配置中设置的理论X、Y坐标以及理论亮度转化为三刺激值的方法为：

XYZTheory.X＝(xTheory/yTheory)*lvTheory；

XYZTheory.Y＝lvTheory；

XYZTheory.Z＝((1-xTheory-yTheory)/yTheory)*lvTheory；

其中，xTheory，yTheory，lvTheory所述初始配置中设置的理论X、Y坐标以及理论亮度。

进一步地，所述最高灰阶伽马b寄存器值与所述当前测试的Z刺激值的非线性关系为：Z＝10*b3-7*b2+b。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，按照本发明的调节方法，能够支持调节W最高最低灰阶亮度来对研究特性屏及Gamma参数提供积极效应。

附图说明

图1是按照本发明实现的调节方法的流程示意图；

图2是按照本发明实现的基于OLED模组W最高及最低灰阶Gamma调节系统的整体模块组成结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的技术方案中，适用于各类显示模组的调节，在本实施例中，针对OLED模组的调节来进行示例说明。

如图2所示，本发明的调节方法中，所基于的系统包括上位机1、串口接口模块2、网口接口模块3、中央处理模块4、信号输出及处理模块5、内存6和电源模块7，待测液晶模组8、亮度测试装置9，光学探头10。

其中，上位机1的测试指令通信端通过网口接口模块3连接中央处理模块4的测试指令通信端，中央处理模块4的测试信号通信端连接信号输出及处理模块5的测试信号通信端，中央处理模块4的存储数据通信端连接内存6，中央处理模块4的电源控制信号输出端连接电源模块7的控制端，电源模块7的输出端用于给待测液晶模组8供电，上位机1的测试指令通信端通过串口接口模块2连接亮度测试装置9，亮度测试装置9分别连接光学探头10。

上位机1，运行模组操作软件；

串口接口模块2，串口测试指令通道；

网口接口模块3，网口测试指令通道；

中央处理模块4，运行对模组需要电源模块，信号模块，提供输出；

信号输出及处理模块5，输出模组信号；

内存6，中央处理模块程序运行器件；

电源模块7，输出模组电源；

待测液晶模组8，液晶模组厂家模组设备；

亮度测试装置9，CA310；

光学探头10，采集光学参数。

其中，按照上述的调节系统主要完成的调节工作过程主要包括如下步骤：

步骤1：中央处理模块4启动后，中央处理模块4从内存6引导系统及应用程序；

步骤2：亮度测试装置9首先进行0点校正，然后再设置到亮度(LV)，X色坐标(x),Y色坐标(y)状态；

步骤3：亮度测试装置9稳定放置在待测液晶模组8上，尽量没有外界光干扰；

步骤4：运行上位机1内的模组操作软件，在模组操作软件中进行液晶模组测试参数配置及gamma参数的配置；

步骤5：gamma参数配置(IC类型，gamma曲线指数，x色坐标误差，y色坐标误差，最高灰阶，最低灰阶，最高灰阶调节亮度，最低灰阶调节亮度/最高最低灰阶亮度对比度，调节模式(RGB/W),亮度判断，色坐标x,y判断；

步骤6：上述液晶模组测试用参数配置好后保存，再进入上位机的液晶模组测试界面；

步骤7：上位机1通过网口接口模块3、中央处理模块4、信号输出及处理模块5和电源模块7向待测液晶模组8下发各种测试通信指令，完成液晶模组的信号输出及电源输出；

步骤8：点击上位机按钮进入gamma调节功能；

步骤9：上位机1通过网口接口模块3、中央处理模块4、信号输出及处理模块5向待测液晶模组下发各种测试通信指令，完成液晶模组W255灰阶的输出及最高亮度gamma调节和色坐标调节，W0灰阶的输出及最低亮度gamma调节和色坐标调节。

液晶模组的R，G，B灰阶的输出及灰阶的gamma调节；

步骤10：上位机按界面配置将所有灰阶调节完成，此时液晶模组gamma调节完成；

步骤11：上位机通过网口接口模块发送gamma调节检查，完成液晶模组的R，G，B所有灰阶显示及通过串口从亮度测试装置获取当前待测液晶模组的所有灰阶的亮度值及色坐标值；

步骤12：上位机完成当前gamma调节亮度曲线绘制，并绘制标准gamma2.0,gamma2.2,gamma2.4亮度曲线绘制，如调节亮度符合曲线gamma2.0及gamma2.4范围及调节成功，否则当前调节失败。

本发明的调节的技术指标主要如下：

一台上位机1在窗口配置液晶模组测试参数及gamma参数，W最高灰阶亮度及色坐标，W最低灰阶亮度及色坐标，PG设备电源模块带一路信号输出，PG设备信号输出及处理模块带一路信号输出，亮度测试装置带一路探头。

1.上位机软件支持：

上位机软件一路窗口配置液晶模组测试参数及gamma参数。

Gamma调节实际上是将待测试的driver IC oled屏，每一个灰阶按gamma指数方程的亮度值调节。根据驱动IC的datasheet,可知各个gamma对应的灰阶值和gamma寄存器值。

gamma指数，满足γ在1.8～2.6区间。

上位机配置MaxGrayLv:最大灰阶亮度

上位机配置MinGrayLv:最小灰阶亮度

调节gamma寄存器值，改变gamma亮度及色坐标。

根据此款IC屏，在上位机1上完成MaxGrayLv，MinGrayLv，色坐标配置，灰阶数及对应寄存器配置，gamma指数配置。

6500K色温的色坐标x＝0.313y＝0.329

gamma指数配置2.2

需要完成所有灰阶gamma亮度调节，按照如下方程式来完成所有灰阶gamma亮度调节：

当前灰阶Gamma 2.2亮度＝(当前灰阶值/255)^2.2*(MaxGrayLv-MinGrayLv)+MinGrayLv。

其中，作为本发明重要的改进点，本发明在调节过程中主要遵循如下的调节改进：

如图1所示，本发明的调节方法中，主要包括如下步骤：

完成调节前的初始配置；

调节最高、最低灰阶亮度及色温；

调节中间灰阶亮度及色温。

最高灰阶亮度和最低灰阶亮度可以改变中间灰阶的理论亮度值。

(1)调节最高灰阶亮度及色坐标过程。

将上位机配置的xTheory，yTheory，lvTheory转换为三刺激值

XYZTheory.X＝(xTheory/yTheory)*lvTheory；

XYZTheory.Y＝lvTheory；

XYZTheory.Z＝((1-xTheory-yTheory)/yTheory)*lvTheory；

光学测量设备根据1931CIE-XYZ光谱三刺激值函数求得三刺激值X,Y,Z。

通过光学设备获取当前X，Y,Z。

调节最高灰阶gamma b寄存器，使Z刺激值最先达到Z理论刺激值，在本发明中，可以发现，通过对b的调节，能够获得对Z刺激值的影响是对大的，由此，在本发明中，先使得Z刺激值达到Z理论刺激值。光谱三刺激值，波长遍及可见光范围，则得到刺激值按波长的变化，这个变化称为光谱三刺激值。匹配光谱每一波长为等能光谱色所对应的红，绿，蓝三原色数量，称为CIE-RGB光谱三刺激值，记为X,Y,Z，gamma r g b寄存器分别对应红绿蓝的变化。所以调节b,可以改变Z刺激值。

利用正交多项式作最小二乘拟合获得两者之间的调节关系，其中调节关系中的其中一个实施例为：Z＝10*b³-7*b²+b，每个屏可能不同这个对应关系，该实施例只对应光谱曲线一致的一类屏。

通过设置光学设备获取方式获取当前x，y,lv，并且在调节中观测，调节最高灰阶gamma r寄存器，使x达到理论x色坐标值。

r和x属于线性一次方程:

T＝(real.x-theory.x)/x(r+1)-x(r)

r＝r+T；其中T是表示在调节中的对寄存器值进行调节的步进宽度值。

调节最高灰阶gamma g寄存器，使y达到理论y色坐标值。

g和y属于线性一次方程。

T’＝(real.y-theory.y)/y(g+1)-y(g)

g＝g+T’；

x,y色坐标达到理论值。

调节lv达到理论值：

b和lv属于线性一次方程。

T’’＝(real.lv-theory.lv)/lv(b+1)-lv(b)

b＝b+T’’；

lv达到理论值。

2)调节最低灰阶亮度及色坐标过程。

利用正交多项式作最小二乘拟合，使用亮度优先达到最佳值，左右步进微调，如亮度不变，色坐标更合理在x＝0.313y＝0.329，继续微调，否则取拟合点gamma r,g,b寄存器值。

其中，需要注意的是，最高灰阶亮度与最低灰阶亮度的调节顺序并不严格限定。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种最高及最低灰阶的gamma及色温自动调节方法，其特征在于，该方法主要包括如下步骤：

完成调节前的初始配置；

调节最高、最低灰阶亮度及色温；

调节中间灰阶亮度及色温；

其中所述调节最高灰阶亮度包括如下步骤：

2.如权利要求1中所述的最高及最低灰阶的gamma及色温自动调节方法，其特征在于，所述最高灰阶伽马b寄存器值与所述当前测试的Z刺激值的关系为非线性关系，所述非线性关系由实时获得的正交多项式作最小二乘拟合获得。

3.如权利要求1或2所述的最高及最低灰阶的gamma及色温自动调节方法，其特征在于，所述使x色坐标达到所述初始配置中设置的理论值的调节方法如下：

4.如权利要求3所述的最高及最低灰阶的gamma及色温自动调节方法，其特征在于，所述使y色坐标达到所述初始配置中设置的理论值的调节方法如下：

5.如权利要求4所述的最高及最低灰阶的gamma及色温自动调节方法，其特征在于，所述使得目标亮度值达到所述初始配置中设置的理论值的调节方法如下：

T”＝(real.lv-theory.lv)/lv(b+1)-lv(b)，其中，所述T”为所述b寄存器值的调节步进，real.lv为所测亮度，theory.lv为所述初始配置中设置的理论值。

6.如权利要求5所述的最高及最低灰阶的gamma及色温自动调节方法，其特征在于，所述最低灰阶亮度由用户设置的值读取。

7.如权利要求5所述的组最高及最低灰阶的gamma及色温自动调节方法，其特征在于，所述最低灰阶亮度由实时的测试值直接获取。

8.如权利要求6或7所述的最高及最低灰阶的gamma及色温自动调节方法，其特征在于，所述调节中间灰阶亮度的方法如下：

中间灰阶亮度＝(当前灰阶值/255)^2.2*(最大灰阶亮度-最小灰阶亮度)+最小灰阶亮度。

9.如权利要求8所述的最高及最低灰阶的gamma及色温自动调节方法，其特征在于，将所述初始配置中设置的理论X、Y坐标以及理论亮度转化为三刺激值的方法为：

XYZTheory.X＝(xTheory/yTheory)*lvTheory；

XYZTheory.Y＝lvTheory；

XYZTheory.Z＝((1-xTheory-yTheory)/yTheory)*lvTheory；

10.如权利要求9所述的最高及最低灰阶的gamma及色温自动调节方法，其特征在于，所述最高灰阶伽马b寄存器值与所述当前测试的Z刺激值的非线性关系为：Z＝10*b³-7*b²+b。