CN106782422A - 一种液晶显示器全屏数字亮度均衡器及其校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液晶显示器全屏数字亮度均衡器，用于校准下位机显示器的亮度，其特征是，包括上位机和亮度测试仪；所述上位机通过数据线分别与亮度测试仪和所述待校准显示器连接，所述亮度测试仪通过数据线连接有亮度测量探头，所述亮度测量探头用于探测下位机显示器的亮度信息并通过数据线传输给所述亮度测量仪。优点：1)整屏亮度均匀性误差从未校正前的20%甚至更高缩小到5%以内；2)整屏亮度均匀性完好，无色斑色块或者边缘轮廓突兀；3)逐点差值校正，亮度均匀，过渡自然；4)技术流程简单，对软硬件消耗少，最终量产的显示器额外增加的数字电路资源少，成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器全屏数字亮度均衡器及其校正方法，属于亮度均衡技术领域。
背景技术
无论是液晶显示器过去的CCFL背光还是现在的LED背光，由于在物理生产和装配工艺上存在的天然误差，会导致液晶显示屏背光的不均匀性。这种背光的不均匀性又会造成显示亮度的不均匀性。亮度不均匀性轻者降低使用者对全屏视频观看的舒适度，重者在某些领域比如医疗领域阅片的误诊。为了消除这种不均匀性，传统的做法是采用几十万以上的昂贵设备对显示器全屏拍摄，逐点判断拍摄图像，生成全屏校正系数表；这种方法的优点是精度高，但缺点也是显而易见：拍摄设备昂贵、测量过程复杂、全屏校正系数表格庞大、较正时消耗显示屏内部硬件巨大的资源。一般的中低端显示器是根本用不起这种校正方法的。能否存在一种液晶显示器全屏数字亮度均衡器技术，它的精度并不是特别的高，但可以大幅降低对周围设备和自身软硬件系统的要求，在中低端显示器上实现一种全面的亮度均衡，这一直是显示领域所渴求的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种液晶显示器全屏数字亮度均衡器及其校正方法，实现显示器得到全屏显示亮度均衡，且成本低廉。
为解决上述技术问题，本发明提供一种液晶显示器全屏数字亮度均衡器，用于校准下位机显示器的亮度，其特征是，包括上位机和亮度测试仪；所述上位机通过数据线分别与亮度测试仪和所述待校准显示器连接，所述亮度测试仪通过数据线连接有亮度测量探头，所述亮度测量探头用于探测下位机显示器的亮度信息并通过数据线传输给所述亮度测量仪；所述上位机生成测量图像在下位机显示器上显示，引导亮度测量仪完成对指定区域块的亮度测量，亮度测量仪将测量值记录并发送至上位机，上位机根据这些测量值生成相对透光率表和各个区域校正系数，计算相邻测量点之间的均匀过渡校正系数步进值。
进一步地，所述上位机用于生成网格状显示图片引导亮度测量仪器测量区域块亮度、记录亮度测量仪器的亮度值、记录下位机显示器显示屏不同数字驱动下相对透光率、生成每个测量点数字亮度校正系数、计算生成横向纵向测量点之间校正系数步进数值、下发测量点数字亮度校正系数和横向纵向测量点之间校正系数给下位机显示器。
进一步地，所述下位机显示器用于接受上位机下发的参数并使用这些参数最终完成逐点亮度均衡校正系数的生成。
一种液晶显示器全屏数字亮度均衡器的校正方法，其特征是，包括如下步骤：
1）上位机生成M×N块白底黑线网格显示图片，并通过视频信号线将下位机显示器点亮并呈现M×N块白底黑线网格图片，M和N分别表示网格图片在显示屏横向和纵向上网格个数；
2）亮度测量仪按照一定顺序将下位机显示屏每个网格内的亮度测量出来并通过数据线上传至上位机，上位机调整输出最小至最大所有的灰阶值，亮度测量仪记录每个数字驱动灰阶值的亮度，计算得到所有灰阶值相对最大亮度的液晶分子相对透光率表；
3）通过查询液晶分子相对透光率表，得到所有测量点亮度的校正系数，校准目标为所有测量点亮度的最低值，校正系数等于校准值除以驱动值，计算相邻两测量点横向和纵向校准系数的差值并除以它们之间间隔的像素点数，得到这两个测量点之间的校准系数的步进值；
4）上位机通过通信信号线，将这些测量值在图像上的坐标位置，校正系数和校准系数的步进值下发给下位机显示器；
5）下位机显示器接受上位机下发的测量点数字亮度校正系数和横向纵向测量点之间校正系数，通过主板上的数字电路芯片计算预算得到每个像素点的校准值；任何一个像素点的校准值等于附近测量点的校准值加横向/纵向步进值乘上相对测量点的横向/纵向步进数；
6）输入下位机显示器的视频信号每个像素点的数值乘上它的校正系数，在经过图像处理模块的处理，即为上屏点屏的最终驱动值，显示屏最终呈现亮度均衡的实际效果。
进一步地，所述网格图片在显示屏横向和纵向上都是等分的，M和N数值根据显示屏的分辨率和物理尺寸，灵活调整，当要求精度比较高时，增大M和N数值；当要求节省测量时间时，减少M和N数值。
进一步地，所述步骤2）中的一定顺序指的是M×N块网格的测量排布顺序，由上位机根据实际需要确定。
本发明所达到的有益效果：
1)整屏亮度均匀性误差从未校正前的20%甚至更高 缩小到5%以内；
2)整屏亮度均匀性完好，无色斑色块或者边缘轮廓突兀；
3)逐点差值校正，亮度均匀，过渡自然；
4)技术流程简单，对软硬件消耗少，最终量产的显示器额外增加的数字电路资源少，成本低廉。
附图说明
图1本发明的测量、计算和通信系统框架图；
图2为本发明的计算和通信系统框架图；
图3为本发明的测量用网状图片分割示意图；
图4-1、4-2和4-3为本发明的显示图片不同地方的计算用亮度取值图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1和3所示，一种液晶显示器全屏数字亮度均衡器，并将其命名为JUSHA-SLE-1，上位机应用程序生成一副测试图片在下位机显示器上显示，该测试图片在显示器显示区域显示成6×4网格状待测区域。操作人员使用亮度测量设备 对这些待测区域进行亮度测量并存入到上位机应用软件，上位机应用程序将记录到这些亮度值之后，通过查询该显示屏透光率表并以所有测量值的最低值为校准目标，得到每个测试区域的校准系数。将相邻测量区域的校准系数值除以它们之间的显示器像素点数，得到校准系数的步进值。上位机最终将这些测量值和步进值下发给下位机显示器，下位机显示器上的主板得到这些值，通过初始值加步进值乘步进的方法得到某像素点的最终校准值。视频信号输入乘上最终的校准值，即可得到数字亮度均衡校准之后的有效值。
如图2所示，上位机通过UART总线下发参数给下位机主板的通信芯片再将参数数据传给数字图像芯片，数字图像芯片使用这些参数完成逐点亮度校正系数生成计算。
如图3所示，显示屏划分成均匀的6×4块测量区域，使用测量仪测量并记录每块区域的中心点亮度值。两个中心点的亮度取平均值得到区域块交界处的小圆点亮度值，边区域和角区域的测量区域小圆点亮度值直接取本区域测量值。
如图4-1所示，序号22网格的四边中心点亮度值由于在图片中心区域内，每边有交界则22号网格的①②③④点均取平均值；如图4-2所示，序号32网格的①②④点取平均值，③点取该区域测量值；如图4-3所示，序号31网格的①④点取平均值，②③点取该区域测量值。
液晶显示器全屏数字亮度均衡器，使用数字电路的校正方法，其包括如下步骤：
1）上位机应用软件生成M×N块白底黑线网格显示图片，并通过视频信号线将下位机显示器点亮并呈现M×N块白底黑线网格图片。网格图片在显示屏横向和纵向上都是等分的；M和N数值根据显示屏的分辨率和物理尺寸，灵活调整。当要求精度比较高时，M和N数值可以大一些；当要求节省测量时间时，M和N数值可以小一些。
2）亮度测量仪按照一定的顺序将下位机显示屏每个网格内的亮度测量出来并通过数据线上传至上位机；上位机调整输出最小至最大所有的灰阶值，亮度测量仪记录每个数字驱动灰阶值的亮度，计算得到所有灰阶值相对最大亮度的液晶分子相对透光率表。
3）中间区域取平均值，边角区域直接取测量值，得到每个网格四边中心点亮度值。这些亮度值作为计算用像素点亮度值。
4）通过查询液晶分子相对透光率表，得到所有计算用像素点亮度的校正系数。校准目标为所有计算用像素点亮度的最低值，校正系数等于校准值除以驱动值。计算相邻两计算用像素点（横向和纵向）校准系数的差值并除以它们之间间隔的像素点数，得到这两个点之间的校准系数的步进值。
5）上位机通过通信信号线，将这些测量值的在图像上的坐标位置，校正系数和校准系数的步进值下发给下位机显示器。
6）显示器接受上位机下发的这些参数，通过主板上的数字电路芯片计算预算得到每个像素点的校准值；任何一个像素点的校准值等于附近计算用像素点的校准值加横向/纵向步进值乘上相对测量点的横向/纵向步进数。
7）输入显示器的视频信号每个像素点的数值乘上它的校正系数，在经过其它图像处理模块的处理，即为上屏点屏的最终驱动值。显示屏将最终呈现亮度均衡的实际效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种液晶显示器全屏数字亮度均衡器，用于校准下位机显示器的亮度，其特征是，包括上位机和亮度测试仪；所述上位机通过数据线分别与亮度测试仪和所述待校准显示器连接，所述亮度测试仪通过数据线连接有亮度测量探头，所述亮度测量探头用于探测下位机显示器的亮度信息并通过数据线传输给所述亮度测量仪；所述上位机生成测量图像在下位机显示器上显示，引导亮度测量仪完成对指定区域块的亮度测量，亮度测量仪将测量值记录并发送至上位机，上位机根据这些测量值生成相对透光率表和各个区域校正系数，计算相邻测量点之间的均匀过渡校正系数步进值。
2.根据权利要求1所述的一种液晶显示器全屏数字亮度均衡器，其特征是，所述上位机用于生成网格状显示图片引导亮度测量仪器测量区域块亮度、记录亮度测量仪器的亮度值、记录下位机显示器显示屏不同数字驱动下相对透光率、生成每个测量点数字亮度校正系数、计算生成横向纵向测量点之间校正系数步进数值、下发测量点数字亮度校正系数和横向纵向测量点之间校正系数给下位机显示器。
3.根据权利要求1所述的一种液晶显示器全屏数字亮度均衡器，其特征是，所述下位机显示器用于接受上位机下发的参数并使用这些参数最终完成逐点亮度均衡校正系数的生成。
4.一种基于权利要求1-3任意一项的液晶显示器全屏数字亮度均衡器的校正方法，其特征是，包括如下步骤：
1）上位机生成M×N块白底黑线网格显示图片，并通过视频信号线将下位机显示器点亮并呈现M×N块白底黑线网格显示图片，M和N分别表示网格图片在显示屏横向和纵向上网格个数；
2）亮度测量仪按照一定顺序将下位机显示屏每个网格内的亮度测量出来并通过数据线上传至上位机，上位机调整输出最小至最大所有的灰阶值，亮度测量仪记录每个数字驱动灰阶值的亮度，计算得到所有灰阶值相对最大亮度的液晶分子相对透光率表；
3）通过查询液晶分子相对透光率表，得到所有测量点亮度的校正系数，校准目标为所有测量点亮度的最低值，校正系数等于校准值除以驱动值，计算相邻两测量点横向和纵向校准系数的差值并除以它们之间间隔的像素点数，得到这两个测量点之间的校准系数的步进值；
4）上位机通过通信信号线，将这些测量值在图像上的坐标位置，校正系数和校准系数的步进值下发给下位机显示器；
5）下位机显示器接受上位机下发的测量点数字亮度校正系数和横向纵向测量点之间校正系数，通过主板上的数字电路芯片计算预算得到每个像素点的校准值；任何一个像素点的校准值等于附近测量点的校准值加横向/纵向步进值乘上相对测量点的横向/纵向步进数；
6）输入下位机显示器的视频信号每个像素点的数值乘上它的校正系数，在经过图像处理模块的处理，即为上屏点屏的最终驱动值，显示屏最终呈现亮度均衡的实际效果。
5.根据权利要求4所述的一种液晶显示器全屏数字亮度均衡器的校正方法，其特征是，所述网格图片在显示屏横向和纵向上都是等分的，M和N数值根据显示屏的分辨率和物理尺寸，灵活调整，当要求精度比较高时，增大M和N数值；当要求节省测量时间时，减少M和N数值。
6.根据权利要求4所述的一种液晶显示器全屏数字亮度均衡器的校正方法，其特征是，所述步骤2）中的一定顺序指的是M×N块网格的测量排布顺序,由上位机根据实际需要确定。
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