CN108597442A - 基于多目标关联数学模型的OLED模组Gamma调校方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多目标关联数学模型的OLED模组Gamma调校方法和装置，本发明方法的步骤包括：建立目标函数；2)建立约束条件：模组的所有绑点的R、G、B寄存器值呈正线性或者负线性相关性；由多目标关联优化，转化为单目标优化；再由双目标优化，转化为单目标优化，最后解得F对应R、G、B寄存器值按照设置向模组芯片中该灰阶绑点m对应的R、G、B寄存器的输出。本发明支持Gamma调节多样化的方式，具备平台化、并行性的特性，具有调节高效、稳定、渐变效果良好的特点。实验结果表明，本发明提出的数学模型能有效降低复杂度，变常规的演算法为演算加计算，调校效率非常理想，克服了模组一致性差等问题。

Description

基于多目标关联数学模型的OLED模组Gamma调校方法和系统

技术领域

本发明涉及液晶模组的显示和测试领域，具体地指一种基于多目标关联数学模型的OLED模组Gamma调校方法和系统。

背景技术

随着OLED相关技术的发展和国内外在建产能的增加，OLED产品的市场迅速扩大，智能手机将会是OLED最大的市场，在未来，可穿戴式设备、TV、照明、虚拟现实和汽车将会广泛采用OLED。人眼对灰度变化的敏感性比对色度变化高，对低亮度变化的敏感性比对高亮度变化高，为了更好地使得OLED模组显示效果更符合人眼视觉曲线，就需要对模组做伽玛校正(Gamma tuning)。

OLED模组Gamma及白平衡，作为复杂和非线性的对象，需找到一种对应的数学模型，以非常规调校的方式，直接计算自变量，以达到OLED模组Gamma快速调校的目的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于多目标关联数学模型的OLED模组Gamma调校方法和系统，具有很好的适应性和鲁棒性，克服了模组一致性差等问题，实现了达到满足调节效果的同时，提升模组厂商产能的目的。

为实现上述目的，本发明所设计的一种基于多目标关联数学模型的OLED模组Gamma调校方法，其特殊之处在于，包括如下步骤：

1)建立目标函数：

minf_lvm(R,G,B)≤γ_ERROR，minf_lvm＝∣γ_m－2.2∣ (1)

min f_xm(R,G,B)≤X_ERRORm，minf_xm＝∣X_m－X_sm∣ (2)

min f_ym(R,G,B)≤Y_ERRORm，minf_ym＝∣Y_m－Y_sm∣ (3)

其中minf_lvm(R,G,B)表示模组的绑点m的亮度值符合Gamma2.2曲线的函数，变量为模组的绑点m对应的R、G、B寄存器值，γ_ERROR为亮度值对应的γ目标误差，γ_m为绑点m的实际亮度值对应的γ；min f_xm(R,G,B)表示模组的绑点m的x色坐标值符合色坐标x目标误差范围的函数，变量为模组的绑点m对应的R、G、B寄存器值，X_m为绑点m的实际x色坐标值，X_sm为绑点m的色坐标x目标值，X_ERRORm为绑点m的色坐标x目标误差，min f_ym(R,G,B)表示模组的绑点m的y色坐标值符合色坐标y目标误差范围的函数，变量为模组的绑点m对应的R、G、B寄存器值，Y_m为绑点m的实际y色坐标值，Y_sm为绑点m的为色坐标y目标值，Y_ERRORm为绑点m的色坐标y目标误差；

2)建立约束条件：模组的所有绑点的R、G、B寄存器值呈正线性或者负线性相关性；

3)令目标函数中式(1)minf_lvm(R,G,B)＝F，min f_xm(R,G,B)＝t₁，min f_ym(R,G,B)＝t₂，则目标函数记为F(t₁,t₂)，0≤t₁≤X_ERRORm，0≤t₂≤Y_ERRORm；

4)由多目标关联优化，转化为单目标优化，即固定f_xm和f_ym，求解F；再由双目标优化，转化为单目标优化，即固定f_xm求解t₂，转步骤5)；

5)求解t₁，得到满足0≤t₁≤X_ERRORm的R寄存器值，转步骤6)；

6)求解t₂，得到满足0≤t₂≤Y_ERRORm的B寄存器值，且满足0≤t₁≤X_ERRORm，否则转5)；

7)求解F，得到满足minf_lvm≤γ_ERROR的R、B、B寄存器值，且满足0≤t₁≤X_ERRORm及0≤t₂≤Y_ERRORm，否则转5)；

8)将F对应R、G、B寄存器值按照设置向模组芯片中该灰阶绑点m对应的R、G、B寄存器的输出。

优选地，所述步骤5)求解t₁的具体方法为：根据模组芯片的正相关性或负相关性，循环调节R寄存器并采集模组绑点m的实际x色坐标值X_m，直至∣X_m－X_sm∣≤X_ERRORm，即0≤t₁≤X_ERROR。

优选地，所述步骤6)求解t₂的具体方法为：根据模组芯片的正相关性或负相关性，循环调节G寄存器并采集模组绑点m的实际y色坐标Y_m，直至∣Y_m－Y_sm∣≤Y_ERRORm，即0≤t₂≤Y_ERRORm，并在调节过程中循环检测是否满足0≤t₁≤X_ERRORm。

优选地，所述步骤7)求解F的具体方法为：根据模组芯片的正相关或负相关特性，循环同时调节R、G、B寄存器值并采集模组绑点m的实际亮度值对应的γ值γ_m，直至满足∣γ_m－2.2∣≤γ_ERROR；调节过程中循环检测是否满足0≤t₁≤X_ERRORm及0≤t₂≤Y_ERRORm。

优选地，γ_ERROR＝2.2*(1±2％)；X_ERRORm＝X_sm±0.005；Y_ERRORm＝Y_sm±0.005。

本发明还提出一种用于实现上述基于多目标关联数学模型的OLED模组Gamma调校方法的系统，其特殊之处在于，包括PC、控制器、图像发生器和光学测试仪，所述PC与控制器连接，所述控制器分别与图像发生器和光学测试仪连接，所述图像发生器和光学测试仪均与OLED模组连接；

所述PC用于向控制器发送光学测试仪配置参数和Gamma完整配置参数；

所述控制器用于根据所述光学测试仪配置参数和Gamma完整配置参数控制图像发生器调节OLED模组的IC中的R、G、B寄存器值，使得模组芯片支持的每一个绑点的亮度值和色坐标当前值均落在目标值的误差范围内，然后通过控制图像发生器执行OTP烧录；

所述图像发生器用于根据控制器的控制指令调节OLED模组的IC中的寄存器值并将调节完成的寄存器值烧录至OLED模组的IC中；

所述光学测试仪用于根据控制器的控制指令采集OLED模组显示的目标绑点的亮度值和色坐标当前值。

进一步地，所述控制器与图像发生器通过RJ-45接口连接，所述控制器与光学测试仪通过串口连接。

本发明还提出一种基于多目标关联数学模型的OLED模组Gamma调校方法的系统，包括存储器、处理器以及存储在该存储器中并可在该处理器上运行的计算机程序，其特殊之处在于，该处理器被配置为执行该计算机程序时实现上述方法的步骤。

本发明解决的最优化问题的目的有两个，一是求出满足一定条件下，函数的最大值最小值；二是求出取得最大最小值时变量的取值。最优化问题所涉及的内容种类很多，但是它们都有共同的因素即变量，约束条件和目标函数。变量是指最优化问题中所涉及的与目标函数和约束条件有关的待确定的量。而约束条件指求目标函数的极值时变量必须满足的限制。与变量有关的待求最大值最小值的函数称为目标函数。

用于OLED Gamma及白平衡调校的约束多目标关联数学模型的建立和实现，具有常规数学模型的步骤，即分为如下四个步骤进行：

步骤1：建立模型

提出最优化问题，建立最优化问题数学模型：确定变量，建立目标函数，列出约束条件——建立模型。

步骤2：确定求解方法

分析模型，根据数学模型的性质，选择优化求解方法——确定求解方法。

步骤3：计算机求解

编程序(或使用数学计算软件)，应用计算机求最优解——计算机求解。

步骤4：结果分析

对算法的可行性、收敛性、通用性、时效性、稳定性、灵敏性和误差等等作出评价——结果分析。

本发明的有益效果在于：本发明支持Gamma调节多样化的方式，具备平台化、并行性的特性，具有调节高效、稳定、渐变效果良好的特点。实验结果表明，本发明提出的数学模型能有效降低复杂度，变常规的演算法为演算加计算，调校效率非常理想，克服了模组一致性差等问题。以最终达到满足调节效果的同时，提升模组厂商产能的目的。

附图说明

图1为本发明基于多目标关联数学模型的OLED模组Gamma调校方法的系统的结构框图。

图中：PC1，控制器2，图像发生器3，光学测试仪4，OLED模组5。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明所提供的一种基于多目标关联数学模型的OLED模组Gamma调校方法，包括如下步骤：

1)建立目标函数：

minf_lvm(R,G,B)≤γ_ERROR，minf_lvm＝∣γ_m－2.2∣ (1)

min f_xm(R,G,B)≤X_ERRORm，minf_xm＝∣X_m－X_sm∣ (2)

min f_ym(R,G,B)≤Y_ERRORm，minf_ym＝∣Y_m－Y_sm∣ (3)

其中minf_lvm(R,G,B)表示模组的绑点m的亮度值符合Gamma2.2曲线的函数，变量为模组的绑点m对应的R、G、B寄存器值，γ_ERROR为亮度值对应的γ目标误差，γ_m为绑点m的实际亮度值对应的γ；min f_xm(R,G,B)表示模组的绑点m的x色坐标值符合色坐标x目标误差范围的函数，变量为模组的绑点m对应的R、G、B寄存器值，X_m为绑点m的实际x色坐标值，X_sm为绑点m的色坐标x目标值，X_ERRORm为绑点m的色坐标x目标误差，min f_ym(R,G,B)表示模组的绑点m的y色坐标值符合色坐标y目标误差范围的函数，变量为模组的绑点m对应的R、G、B寄存器值，Y_m为绑点m的实际y色坐标值，Y_sm为绑点m的为色坐标y目标值，Y_ERRORm为绑点m的色坐标y目标误差；

2)建立约束条件：模组的所有绑点的R、G、B寄存器值呈正线性或者负线性相关性；

3)令目标函数中式(1)minf_lvm(R,G,B)＝F，min f_xm(R,G,B)＝t₁，min f_ym(R,G,B)＝t₂，则目标函数记为F(t₁,t₂)，0≤t₁≤X_ERRORm，0≤t₂≤Y_ERRORm；

4)由多目标关联优化，转化为单目标优化，即固定f_xm和f_ym，求解F；再由双目标优化，转化为单目标优化，即固定f_xm，求解t₂；转步骤5)；

5)求解t₁，得到满足0≤t₁≤X_ERRORm的R寄存器值，转步骤6)；求解t₁的具体方法为：根据模组芯片的正相关性或负相关性，循环调节R寄存器并采集模组绑点m的实际x色坐标值X_m，直至∣X_m－X_sm∣≤X_ERRORm，即0≤t₁≤X_ERROR。

6)求解t₂，得到满足0≤t₂≤Y_ERRORm的B寄存器值，且满足0≤t₁≤X_ERRORm，否则转5)；求解t₂的具体方法为：根据模组芯片的正相关性或负相关性，循环调节G寄存器并采集模组绑点m的实际y色坐标Y_m，直至∣Y_m－Y_sm∣≤Y_ERRORm，即0≤t₂≤Y_ERRORm，并在调节过程中循环检测是否满足0≤t₁≤X_ERRORm。

7)求解F，得到满足minf_lvm≤γ_ERROR的R、B、B寄存器值，且满足0≤t₁≤X_ERRORm及0≤t₂≤Y_ERRORm，否则转5)；求解F的具体方法为：根据模组芯片的正相关或负相关特性，循环同时调节R、G、B寄存器值并采集模组绑点m的实际亮度值对应的γ值γ_m，直至满足∣γ_m－2.2∣≤γ_ERROR；调节过程中循环检测是否满足0≤t₁≤X_ERRORm及0≤t₂≤Y_ERRORm。

8)将F对应R、G、B寄存器值按照设置向模组芯片中该灰阶绑点m对应的R、G、B寄存器的输出。

本发明还提出一种基于多目标关联数学模型的OLED模组Gamma调校方法的系统，包括存储器、处理器以及存储在该存储器中并可在该处理器上运行的计算机程序，该处理器被配置为执行该计算机程序时实现上述方法的步骤。

本发明基于多目标关联数学模型的OLED模组Gamma调校方法可以通过下述系统实现，但该系统并不是实现本发明方法的唯一方式，只是本发明提出的一种实施方式。

基于多目标关联数学模型的OLED模组Gamma调校方法的系统，如图1所示，包括PC1、控制器2、图像发生器3和光学测试仪4。PC1与控制器2连接，控制器2通过RJ-45接口与图像发生器3连接，并通过串口与光学测试仪4连接，图像发生器3和光学测试仪4均与OLED模组5连接。

PC1用于向控制器2发送光学测试仪配置参数和Gamma完整配置参数。控制器2用于根据所述光学测试仪配置参数和Gamma完整配置参数控制图像发生器3调节OLED模组5的IC中的寄存器值，使得模组芯片支持的每一目标绑点的亮度值和色坐标当前值均落在目标值的误差范围内，然后通过控制图像发生器3执行OTP烧录。图像发生器3用于根据控制器2的控制指令调节OLED模组5的IC中的寄存器值并将调节完成的寄存器值烧录至OLED模组5的IC中。光学测试仪4用于根据控制器2的控制指令采集OLED模组5显示的亮度值lv和色坐标x、y的当前值。

本发明系统工作时，首先进行光学测试仪配置和Gamma完整配置。

控制器2从PC1获取光学测试仪4配置参数，对光学测试仪4进行常规配置、校准及基本功能测试，具体包括：

●设备ID：按系统配置里的串口号来排列

●连接状态：表示光学测试仪4连接是否成功，界面显示OK/NG

●校零：点击按钮，设备自动校零，并回复结果

●显示模式：光学测试仪4工作模式切换

●内存通道：D100通道号

●连接探头位置：光学测试仪4所接探头的数量及位置

●测量探头选择：选择通讯测试用的探头

●测量：点击MES按钮，测量数据并显示

控制器2从PC1获取Gamma完整配置参数，进行Gamma基本配置、Gamma调节配置、白平衡调节配置、OTP配置和IC配置，具体包括：

●Gamma基本配置

配置Gamma指数，满足γ在2.0～2.6区间。不同的Gamma指数，调节完成后屏显示的效果与设定值相符合；

配置Gamma调节模式，W调节(白平衡)或者RGB调节；

配置寄存器初值处理，勾选后，对于相同Gamma测试文件名，每次Gamma调节成功的数据会经过处理记录到寄存器初值中。

●Gamma调节配置

配置坐标x、y目标值，Gamma调节以该值为目标值来调节，调节完成后，回读绑点色坐标需在该值误差范围内；坐标x、y目标值的误差范围为±0.005。

配置Gamma超时时间，调节时间最大值，在范围内未找到合适的寄存器值时，表示Gamma调节失败。

●白平衡调节配置

配置白平衡使能，不使能，则不进入白平衡调节；普通模式，则调节一次白平衡；多次白平衡模式，则调节多次白平衡。

配置WB亮度，即最高目标亮度，调节白平衡后判断W₂₅₅亮度Lv是否在目标值的误差范围内，亮度lv目标值的误差范围为±2％。

●OTP配置

选择OLED模组5的IC类型，配置是否勾选OTP继续。勾选后，调节NG时弹框，是否继续进行OTP烧录，调节OK时直接烧录。

●IC配置

根据IC使用手册，确定OLED模组5的IC支持的绑点数及寄存器地址，按照绑点由高到低的顺序，配置各绑点及对应的寄存器地址。

上述配置完成后，控制器2对Gamma完整配置进行解析，做相应的初始化。按下启动按键，然后自动进行Gamma调节。

具体调节时，先确定模组芯片指定的目标绑点，再调节白色画面，即按照步骤1)～8)调节绑点m＝255，然后依次调节指定的目标绑点，直至所有目标绑点的亮度值、色坐标值均在误差范围以内。

利用本发明以5.48FHD-RM67198为例进行实验，实现的Gamma调校过程如下表所示，表中Item表示绑点灰阶，count表示调节次数，x、y、L分别表示该绑点对应的色坐标x、y和亮度的实际值，x_Spec、y_Spec、L_Spec分别表示色坐标x、y和亮度的误差范围。

实验结果表明，本发明提出的数学模型能有效降低复杂度，变常规的演算法为演算加计算，调校效率非常理想，克服了模组一致性差等问题。以最终达到满足调节效果的同时，提升模组厂商产能的目的。

以上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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以设计出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种基于多目标关联数学模型的OLED模组Gamma调校方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)建立目标函数：

minf_lvm(R,G,B)≤γ_ERROR，minf_lvm＝∣γ_m－2.2∣ (1)

min f_xm(R,G,B)≤X_ERRORm，minf_xm＝∣X_m－X_sm∣ (2)

min f_ym(R,G,B)≤Y_ERRORm，minf_ym＝∣Y_m－Y_sm∣ (3)

其中minf_lvm(R,G,B)表示模组的绑点m的亮度值符合Gamma2.2曲线的函数，变量为模组的绑点m对应的R、G、B寄存器值，γ_ERROR为亮度值对应的γ目标误差，γ_m为绑点m的实际亮度值对应的γ；min f_xm(R,G,B)表示模组的绑点m的x色坐标值符合色坐标x目标误差范围的函数，变量为模组的绑点m对应的R、G、B寄存器值，X_m为绑点m的实际x色坐标值，X_sm为绑点m的色坐标x目标值，X_ERRORm为绑点m的色坐标x目标误差，min f_ym(R,G,B)表示模组的绑点m的y色坐标值符合色坐标y目标误差范围的函数，变量为模组的绑点m对应的R、G、B寄存器值，Y_m为绑点m的实际y色坐标值，Y_sm为绑点m的为色坐标y目标值，Y_ERRORm为绑点m的色坐标y目标误差；

2)建立约束条件：模组的所有绑点的R、G、B寄存器值呈正线性或者负线性相关性；

3)令目标函数中式(1)minf_lvm(R,G,B)＝F，min f_xm(R,G,B)＝t₁，min f_ym(R,G,B)＝t₂，则目标函数记为F(t₁,t₂)，0≤t₁≤X_ERRORm，0≤t₂≤Y_ERRORm；

4)由多目标关联优化，转化为单目标优化，即固定f_xm和f_ym，求解F；再由双目标优化，转化为单目标优化，即固定f_x求解t₂，转步骤5)；

5)求解t₁，得到满足0≤t₁≤X_ERRORm的R寄存器值，转步骤6)；

6)求解t₂，得到满足0≤t₂≤Y_ERRORm的B寄存器值，且满足0≤t₁≤X_ERRORm，否则转5)；

7)求解F，得到满足minf_lvm≤γ_ERROR的R、B、B寄存器值，且满足0≤t₁≤X_ERRORm及0≤t₂≤Y_ERRORm，否则转5)；

8)将F对应R、G、B寄存器值按照设置向模组芯片中该灰阶绑点m对应的R、G、B寄存器的输出。

2.根据权利要求1所述的基于多目标关联数学模型的OLED模组Gamma调校方法，其特征在于：所述步骤5)求解t₁的具体方法为：根据模组芯片的正相关性或负相关性，循环调节R寄存器并采集模组绑点m的实际x色坐标值X_m，直至∣X_m－X_sm∣≤X_ERRORm，即0≤t₁≤X_ERROR。

3.根据权利要求1所述的基于多目标关联数学模型的OLED模组Gamma调校方法，其特征在于：所述步骤6)求解t₂的具体方法为：根据模组芯片的正相关性或负相关性，循环调节G寄存器并采集模组绑点m的实际y色坐标Y_m，直至∣Y_m－Y_sm∣≤Y_ERRORm，即0≤t₂≤Y_ERRORm，并在调节过程中循环检测是否满足0≤t₁≤X_ERRORm。

4.根据权利要求1所述的基于多目标关联数学模型的OLED模组Gamma调校方法，其特征在于：所述步骤7)求解F的具体方法为：根据模组芯片的正相关或负相关特性，循环同时调节R、G、B寄存器值并采集模组绑点m的实际亮度值对应的γ值γ_m，直至满足∣γ_m－2.2∣≤γ_ERROR；调节过程中循环检测是否满足0≤t₁≤X_ERRORm及0≤t₂≤Y_ERRORm。

5.根据权利要求1所述的基于多目标关联数学模型的OLED模组Gamma调校方法，其特征在于：γ_ERROR＝2.2*(1±2％)；X_ERRORm＝X_sm±0.005；Y_ERRORm＝Y_sm±0.005。

6.一种用于权利要求1～5中任一项所述的基于多目标关联数学模型的OLED模组Gamma调校方法的系统，其特征在于：包括PC(1)、控制器(2)、图像发生器(3)和光学测试仪(4)，所述PC(1)与控制器(2)连接，所述控制器(2)分别与图像发生器(3)和光学测试仪(4)连接，所述图像发生器(3)和光学测试仪(4)均与OLED模组(5)连接；

所述PC(1)用于向控制器(2)发送光学测试仪配置参数和Gamma完整配置参数；

所述控制器(2)用于根据所述光学测试仪配置参数和Gamma完整配置参数控制图像发生器(3)调节OLED模组(5)的IC中的R、G、B寄存器值，使得模组芯片支持的每一个绑点的亮度值和色坐标当前值均落在目标值的误差范围内，然后通过控制图像发生器(3)执行OTP烧录；

所述图像发生器(3)用于根据控制器(2)的控制指令调节OLED模组(5)的IC中的寄存器值并将调节完成的寄存器值烧录至OLED模组(5)的IC中；

所述光学测试仪(4)用于根据控制器(2)的控制指令采集OLED模组(5)显示的目标绑点的亮度值和色坐标当前值。

7.根据权利要求6所述的基于多目标关联数学模型的OLED模组Gamma调校方法的系统，其特征在于：所述控制器(2)与图像发生器(3)通过RJ-45接口连接，所述控制器(2)与光学测试仪(4)通过串口连接。

8.一种基于多目标关联数学模型的OLED模组Gamma调校方法的系统，包括存储器、处理器以及存储在该存储器中并可在该处理器上运行的计算机程序，其特征在于：该处理器被配置为执行该计算机程序时实现如权利要求1～5中任一项所述方法的步骤。