CN108877693A - 一种四场时序液晶显示控制方法 - Google Patents

一种四场时序液晶显示控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108877693A
CN108877693A CN201810812468.9A CN201810812468A CN108877693A CN 108877693 A CN108877693 A CN 108877693A CN 201810812468 A CN201810812468 A CN 201810812468A CN 108877693 A CN108877693 A CN 108877693A
Authority
CN
China
Prior art keywords
backlight
liquid crystal
crystal display
subregion
slope
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810812468.9A
Other languages
English (en)
Inventor
张宇宁
屠彦
王保平
郦光选
耿迪
王萍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN201810812468.9A priority Critical patent/CN108877693A/zh
Priority to PCT/CN2018/105396 priority patent/WO2020019431A1/zh
Publication of CN108877693A publication Critical patent/CN108877693A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3406—Control of illumination source
    • G09G3/3413—Details of control of colour illumination sources
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3406—Control of illumination source
    • G09G3/342—Control of illumination source using several illumination sources separately controlled corresponding to different display panel areas, e.g. along one dimension such as lines
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133621—Illuminating devices providing coloured light
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种四场时序液晶显示控制方法，该方法在传统三场时序显示的基础上，提出了基于四场的时序显示控制方法，该系统由分区数目可调的直下式背光源，匀光模组，以及不带滤色片的液晶显示层组成。通过四场局部基色去饱和算法，实时改变四场的局部背光颜色和亮度，减少四场图像之间的颜色差，从而有效地抑制色彩分裂现象。其具体步骤包括：根据背光情况对输入图像进行分区，利用四场局部基色去饱和算法缩小分区色域范围，确定四场背光的新基色，进一步确定四场背光驱动信号，根据四场背光信号重新计算四场液晶信号的透过率。本发明提出的方法适用于240HZ四场的时序液晶显示，能够有效抑制色彩分裂现象，提高画质，降低整机功耗。

Description

一种四场时序液晶显示控制方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是一种四场时序液晶显示控制方法。
背景技术
近年来，随着液晶材料技术的进步，液晶响应速度不断得到提高，240HZ液晶显示已经渐渐得到普及，特别是在电竞领域得到迅速推广。同时由于小间距LED及mini LED制备工艺的进步，LCD背光分区的数量得到了迅速的提高，为HDR显示及时序显示等带来了新的契机。相较于传统利用红绿蓝子像素进行空间混色的显示器，时序混色方式不需要滤色片，不仅提高了3倍以上的光效，同时因为不需要红绿蓝子像素，其像素密度也可以提高三倍，这些优势使场序显示器在高清画质及节能领域远远胜过普通显示器。
但是，由于人眼在观看过程中的扫视、平滑追踪等现象，当被观看物体与眼球存在相对速度时,时序混色显示器多场内容往往不能在视网膜上完全重合,即形成色分离现象(Color Breakup)，该现象会引起物体轮廓出现不规律的彩色线条,严重影响了时序混色显示器的显示效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种四场时序液晶显示控制方法，该方法采用240HZ刷新率的液晶面板和RGB矩阵背光，通过将一帧图像分割为四场显示，减少了每场图像之间的颜色差，抑制了色彩分裂现象。同时该方法可以根据图像内容，动态控制分区背光的亮度，达到降低功耗的目的。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
根据本发明提出的一种四场时序液晶显示控制方法，包括以下步骤：
步骤1、根据输入视频图像对背光进行分区，并对相应分区内像素点的色度进行分析计算；
步骤2、根据分区内像素点的色度分布实时动态计算分区内新的背光四基色；
计算分区内新的背光四基色的方法有如下三种：
第一种：基于标准RGB色域三角形，利用LPD算法进行颜色去饱和，得到缩小的相似三角形R1G1B1，以三角形三个顶点作为三个新的背光基色，第四背光基色的选取方式为：取三角形R1G1B1三条中线的交点作为第四背光基色，或采用取分区像素重心点的方法，即取所有像素色度坐标的横坐标x平均值和纵坐标y平均值得到点以该点作为第四背光基色，或采用取分区像素加权重心点的方法，即取所有像素色度坐标的加权x平均值和加权y平均值，得到的点作为第四背光基色；
第二种：基于标准RGB色域三角形，利用LPD算法进行颜色去饱和，得到缩小的三角形色域R1G1B1，以该三角形一条边平行移动，截去该条边对应的三角形的一个角，截取原则为在保证不截去像素点的情况下使截取后剩下的四边形面积尽可能小，剩下的四边形区域即为该分区新的背光色域，四个顶点为新的背光四基色；
第三种：基于标准RGB色域三角形，利用LPD算法进行颜色去饱和，得到缩小的三角形色域R1G1B1，选择该三角形一条边上的中点，然后以斜率逼近法寻找分区内所有像素点与该点形成的最大斜率线和最小斜率线，当选择的边为R1G1或B1G1时，以斜率逼近寻找到斜率最大的直线和斜率最小的直线，当选择的边为R1B1时，此时寻找的两条斜率线有所不同，应当是负数斜率中的斜率绝对值最小线以及正数斜率中的斜率值最小线，以斜率逼近得到的两条直线与三角形另外两条边构成一个四边形，该四边形四个顶点即为新的背光基色；
步骤3、根据选取的每个分区的背光四基色确定四场背光的驱动信号；
步骤4、根据四场背光驱动信号确定新的四场液晶透过率，继而确定四场液晶驱动信号。
作为本发明所述的一种四场时序液晶显示控制方法进一步优化方案，所述步骤1中的背光采用直下式背光源，该背光源由多个发光单元等间距排列而成，每个发光单元是集成的RGB发光器件，或每个发光单元是由多种不同颜色的发光器件排列在一起所组成的发光单元。
作为本发明所述的一种四场时序液晶显示控制方法进一步优化方案，发光器件采用紧密聚合的方式排列在一起形成矩形或者菱形网格，或采用错位相交的方式排列形成矩形或菱形网格；每个发光单元之间采用障壁隔开，即障壁将单个发光单元包围在内形成格栅。
作为本发明所述的一种四场时序液晶显示控制方法进一步优化方案，根据计算得到的四场背光驱动和液晶驱动信号实现四场时序显示，四场所占的时间相同，即每场的显示时间都占一帧的1/4；或令四场所占的显示时间各不相同，由各场背光的强度来决定每场所占的显示时间比例。
作为本发明所述的一种四场时序液晶显示控制方法进一步优化方案，根据输入图像，实时计算背光驱动和液晶驱动信号，并同步地将背光驱动和液晶驱动信号送给直下式背光源和液晶面板，一帧时间的四个场中，每场每个分区的背光驱动和液晶驱动独立可控，各场各分区的背光驱动和液晶驱动同步对应。
作为本发明所述的一种四场时序液晶显示控制方法进一步优化方案，由计算得到的背光驱动信号控制每个发光单元的亮度和色度，对发光器件亮度的控制采用占空比方法，即通过控制一场时间内发光器件点亮的时间来控制亮度，或采用电流控制的方法，即通过改变流过发光器件的电流强度来调节亮度，通过控制不同发光颜色器件的亮度比例来产生不同的色度。
作为本发明所述的一种四场时序液晶显示控制方法进一步优化方案，在一场显示时间的开始阶段关闭背光；在一场的前10％时间内将背光亮度置0，而在剩下的90％时间内根据背光驱动信号设置背光亮度和色度。
作为本发明所述的一种四场时序液晶显示控制方法进一步优化方案，对于采用自上而下行扫描方式刷新的液晶面板，背光采用行扫描的形式刷新，每行背光的刷新时间不同步，一行背光的刷新时间与对应区域的液晶刷新同步。
作为本发明所述的一种四场时序液晶显示控制方法进一步优化方案，根据四场每个背光单元的驱动信号BLi(1)、BLi(2)、BLi(3)、BLi(4)，其中i为分区号，考虑实际背光模组的光学特性，计算确定四场背光的整体光分布BP1、BP2、BP3、BP4，整体光分布包括整体的亮度分布信息和色度分布信息。
作为本发明所述的一种四场时序液晶显示控制方法进一步优化方案，根据原始视频图像的内容，结合计算得到的四场背光整体光分布BP1、BP2、BP3、BP4，分别计算四场每个像素点的液晶透过率T1、T2、T3、T4，再根据液晶透过率和液晶面板的伽马特性曲线确定四场液晶的驱动信号；根据新的四场液晶驱动信号，来设置四场的显示顺序，每一帧的四场显示顺序独立且实时变化，保证在四场显示的过程中，每相邻两场的平均液晶透过率变化幅度最小。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明提供的基于四场动态背光的时序显示控制方法，相较于传统三场180HZ时序显示方法，其每场图像之间的颜色差可以大大降低，有效地抑制色彩分裂现象，大大提高显示画质和画面流畅性。同时能够根据视频图像内容实时计算分区背光的亮度，达到降低整机功耗的目的。
附图说明
图1为本发明所述的四场时序液晶显示器整体结构图；其中，(a)为第一场显示时背光源和液晶面板的状态图示，(b)为第二场显示时背光源和液晶面板的状态图示，(c)为第三场显示时背光源和液晶面板的状态图示，(d)为第四场显示时背光源和液晶面板的状态图示。
图2为以紧密聚合形式排列的背光源结构图。
图3为以交错形式排列的背光源结构图。
图4为采用格栅障壁的背光源结构。
图5为采用障壁后发光单元光分布的改变图示。
图6为系统整体机构框图。
图7为本发明所述方法的流程图。
图8为根据区域图像内容和标准RGB色域三角形所得到的初始分区三角形色域R1G1B1。
图9为采用三角形中线交点法形成的四场基色重构图。
图10为采用取分区像素点重心的方法形成的四场基色重构图。
图11为采用取分区像素点加权重心的方法形成的四场基色重构图。
图12为在三角形R1G1B1基础上采用截取法产生的四场基色重构图。
图13为在三角形R1G1B1基础上采用斜率逼近法产生的四场基色重构图。
图14为四场背光按时间的变化图。
图15为背光采用行扫描形式刷新的原理图。
图16为背光采用整体刷新形式的原理图。
图17为基于时间占空比的背光亮度控制方法。
图18为液晶驱动信号与真实透过率之间的关系。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
本发明基于240HZ刷新率的液晶面板和RGB矩阵背光，抛弃传统的红绿蓝三场时序刷新的方式，采用四场240HZ刷新的时序显示方式，根据图像内容实时动态计算分区的四场背光基色，并尽量缩小四个基色之间的距离，使得构成一帧的四场图像的颜色差别尽量小，有效抑制色彩分裂现象，同时降低了场序液晶显示器的功耗。
本发明利用四个基色在空间和时间上动态变化的子场,通过时间混色实现彩色显示。
该方法在实现四场时序显示时,协同控制各个分区内发光单元和液晶的驱动。如图1所示，一帧显示时间分成四场,各个分区的背光颜色和亮度独立可控,液晶显示模块各个像素透过率独立可控；图1中的(a)为第一场显示时背光源和液晶面板的状态图示，图1中的(b)为第二场显示时背光源和液晶面板的状态图示，图1中的(c)为第三场显示时背光源和液晶面板的状态图示，图1中的(d)为第四场显示时背光源和液晶面板的状态图示。
该方法所描述的四场时序显示系统由分区数目可调的直下式背光源，背光匀光模组，以及不带滤色片的液晶显示层组成。直下式背光源由一系列强度和颜色可调的发光单元组成，每个发光单元为集成的RGB发光器件，如RGB LED，或是由几种不同颜色的发光器件排列在一起所组成的发光单元，发光单元所能实现的颜色范围即是该时序显示器的色域。如图2所示，组成一个发光单元的几种器件可以采用紧密聚合的方式排列在一起形成矩形网格或者菱形网格；如图3所示，也可以采用错位相交的方式排列形成矩形或菱形网格。如图4背光结构图所示，每个发光单元之间可采用障壁隔开，即障壁将单个发光单元包围在内，障壁可使用高反射率的材料或者贴上表面反射膜，采用障壁格栅的背光源其每个发光单元之间的光串扰可以大大降低，且整体匀光性能也将得到提高，如图5所示，单个发光单元的光分布近似服从高斯分布，当加上高反射属性的障壁格栅后，其光分布曲线可以变得更加平缓，即背光源的整体光分布可以更加均匀。同时为提高背光亮度，可以将几个发光单元排列在一起作为一个整体的发光单元。根据选择的分区数目，可以将一个或几个发光单元组合为一个区域，该区域发光单元的颜色和强度由对应该区域的图像内容决定。四场时序显示的颜色信息全部包含在背光里，液晶面板只用于改变每场的背光透过率而不提供颜色信息。
如图6所示为本发明的整体系统结构框图，该系统接收输入的视频信号，经过内部处理计算后，输出四场背光驱动信号和四场液晶驱动信号。如图7所示为本发明方法的具体步骤：(1)根据输入视频图像对背光进行分区，并对相应分区内像素点的色度进行计算，色度坐标的选用不限，本方法采用CIE1931—XYZ标准色度系统；(2)根据分区内像素点色度分布实时动态计算分区内新的背光四基色，以代替传统的红绿蓝三基色；(3)根据选取的每个分区的背光四基色确定四场背光的驱动信号；(4)根据四场背光驱动信号确定新的四场液晶透过率。
对于步骤1，每个像素点的具体计算方法如下：设输入视频图像某点像素灰阶值为(GLr,GLg,GLb),则该像素对应的实际XYZ三刺激值计算公式如下：
式(1)中γ为输入视频系统的伽马值，一般取2.2，具体以实际测量为准，计算得到的r,g,b代表输入像素对应的RGB三个子像素的透过率。式(2)为根据r,g,b值计算得到的像素实际三刺激值色度，其中(Xr,Yr,Zr)代表输入视频系统在(255，0，0)灰阶下的屏幕三刺激值，(Xg,Yg,Zg)代表输入视频系统在(0，255，0)灰阶下的屏幕三刺激值，(Xb,Yb,Zb)代表输入视频系统在(0，0，255)灰阶下的屏幕三刺激值，这三组值可以由实际测量获得。式(3)为计算得到的该像素点对应的实际色度坐标。
如图8所示，在新的四场基色重构过程中，首先根据标准RGB色域三角形，利用相似三角形三条边向内平行逼近的方法确定初始三基色三角形R1G1B1，该三角形将分区内的像素点全部包括在内且使面积尽可能小。
当构建完初始三基色三角形后，主要有以下三类方案来构建四场新基色：①如图9所示，基于初始三基色三角形R1G1B1，以该三角形的三个顶点作为四个新基色中的三个基色，再取三角形R1G1B1三条中线的交点作为第四背光基色点，或采用取分区像素重心点作为第四背光基色的方法，如图10所示，取所有像素色度坐标的横坐标x平均值和纵坐标y平均值得到点以该点作为第四背光基色点。也可以采用取分区像素加权重心点的方法，如图11，取所有像素色度坐标的加权x平均值和加权y平均值，每个像素点的分配权重由其距离标准白光点的距离决定，距离白光点越近，权重越高，白光点的坐标一般为(0.3333，0.3333)。②如图12所示，基于初始三基色三角形R1G1B1，以该三角形一条边平行移动，截去该条边对应的三角形的一个角，截取原则为在保证不截去像素点的情况下使截取后剩下的四边形面积尽可能小，剩下的四边形区域即为该分区新的背光色域，四个顶点为新背光基色。③如图13所示，基于初始三基色三角形R1G1B1，选择该三角形一条边上的中点，然后以斜率逼近法寻找分区内全部像素点与该点形成的最大斜率线和最小斜率线。当选择的边为R1G1或B1G1时，以斜率逼近寻找到斜率最大的直线和斜率最小的直线，当选择的边为R1B1时，此时寻找的两条斜率线有所不同，应当是负数斜率中的斜率绝对值最小线以及正数斜率中的斜率值最小线，以斜率逼近得到的两条直线与三角形另外两条边构成一个四边形，该四边形四个顶点即为新的背光基色。
实际中，为尽量缩小四边形的面积，可以容许部分点落在四边形之外，特别是对于亮度低于一定阈值，对区域图像显示效果没有显著影响的点，可以容许其部分落在四边形之外，以达到更好的缩小四边形，减小四场图像颜色差的效果。
由于液晶本身的响应速度问题，在每一场显示时间的开始阶段，液晶往往无法迅速调整到给定驱动信号所要求的状态，即处于两场状态之间的中间态，若在这时点亮背光不仅会使显示画面出现失真，而且增加了背光的耗能。根据这一特性可以在一场显示时间的开始阶段暂时关闭背光，图14表示四场背光按时间的变化图示，在一场的前10％时间内背光亮度为0，而在剩下的90％时间内根据背光驱动信号设置背光亮度和色度，具体的分配比例由实际的液晶响应速度决定。
对于采用自上而下行扫描方式刷新的液晶面板，如图15所示，为保证液晶信号和对应区域的背光信号在时间上一一对应，背光采用行扫描的形式刷新，每行背光的刷新时间不同步，一行背光的刷新时间与对应区域的液晶刷新同步。而对于采用整幅画面同时刷新的液晶面板，如图16所示，其背光可采用整体刷新的方式，所以背光单元同时开始刷新，且刷新时间与液晶层的刷新同步。
在确定了四场背光色度的基础上，需要进一步确定背光的各分区亮度信息，各分区背光亮度信息同样可以由分区内像素点的内容而确定，当分区内像素的最大亮度较高时，背光亮度也保持较高的水平，当分区像素的最大亮度较低时，背光亮度也相应降低，即完成动态背光亮度分区调控的功能。四场背光亮度和四场背光色度共同决定了四场的背光驱动信号BLi(1)、BLi(2)、BLi(3)、BLi(4)。
由计算得到的背光驱动信号控制每个背光发光器件的亮度和色度，对发光器件亮度的控制可以采用基于时间的占空比方法，即通过控制一场时间内发光器件点亮的时间来控制亮度，如图17所示，一场时间内发光器件的驱动信号占空比越高，该发光单元亮度越大。也可以采用电流控制的方法控制发光器件亮度，即通过改变流过发光器件的电流强度来调节亮度。通过控制不同颜色发光器件的亮度比来产生不同的色度。
在实际矩阵背光显示器中，背光源发出的光需要经过匀光模组的匀光处理，所以需要通过背光驱动信号BLi(1)、BLi(2)、BLi(3)、BLi(4)和液晶模组的实际特性计算出最终匀光后的整体光分布BP1、BP2、BP3、BP4。可采用高斯低通滤波器或光扩散函数法对背光信号进行模拟平滑，计算出最终的背光分布，具体方法和参数的选择根据背光和匀光模组的特性而决定。设视频图像的分辨率为H*V，则整体光分布BP1、BP2、BP3、BP4分别由H*V个构成，即每一场图像的每个像素点都有一个与其对应的背光三刺激值其中j为场序号。
由得到的四场背光整体光分布BP1、BP2、BP3、BP4，可以分别计算四场的液晶透过率T1、T2、T3、T4。其计算公式如下：
其中Xt，Xt，Xt为对应输入视频图像的像素点三刺激值。四个子场的光透过率分别由H*V个T1、T2、T3和T4组成。
然而，式(4)的方程组中含有四个未知数T1、T2、T3、T4，却只有三个独立方程，理论上可以得出无数个解。可以对T1、T2、T3和T4四个未知量再加入一个限定条件，考虑到液晶本身的响应速度问题，可取使T1、T2、T3、T4方差最小情况下的那组解为最终解。进一步地，考虑到四场液晶的刷新顺序，可以令(T1-T2)2+(T2-T3)2+(T3-T4)2+(T4-T1)2为最小值情况下的解为最终解。也可以采用如下的限定条件：使四场中的其中两场显示亮度相等，如令第一场和第三场的显示亮度相等，显示亮度指的是该像素对应背光亮度和液晶透过率的乘积。
得到T1、T2、T3和T4后，再计算出最后的液晶驱动信号，如图18，以8bit位宽的液晶驱动信号为例，该图表示了液晶驱动信号和透过率之间的关系。它们满足如下的关系式：
根据新的四场液晶驱动信号，考虑到液晶本身的响应速度问题，来设置四个子场的显示顺序，保证在四场显示的过程中，每相邻两场的平均液晶透过率变化幅度最小。
实现四场时序显示时,四场所占的时间既可以相同，即每场的显示时间都占一帧的1/4，也可以令四场所占的显示时间各不相同，如由各个场背光的强度或者显示亮度来决定每场所占的显示时间比。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种四场时序液晶显示控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、根据输入视频图像对背光进行分区，并对相应分区内像素点的色度进行分析计算；
步骤2、根据分区内像素点的色度分布实时动态计算分区内新的背光四基色；
计算分区内新的背光四基色的方法有如下三种：
第一种：基于标准RGB色域三角形，利用LPD算法进行颜色去饱和，得到缩小的相似三角形R1G1B1，以三角形三个顶点作为三个新的背光基色，第四背光基色的选取方式为：取三角形R1G1B1三条中线的交点作为第四背光基色，或采用取分区像素重心点的方法，即取所有像素色度坐标的横坐标x平均值和纵坐标y平均值，得到点，以该点作为第四背光基色，或采用取分区像素加权重心点的方法，即取所有像素色度坐标的加权x平均值和加权y平均值，得到的点作为第四背光基色；
第二种：基于标准RGB色域三角形，利用LPD算法进行颜色去饱和，得到缩小的三角形色域R1G1B1，以该三角形一条边平行移动，截去该条边对应的三角形的一个角，截取原则为在保证不截去像素点的情况下使截取后剩下的四边形面积尽可能小，剩下的四边形区域即为该分区新的背光色域，四个顶点为新的背光四基色；
第三种：基于标准RGB色域三角形，利用LPD算法进行颜色去饱和，得到缩小的三角形色域R1G1B1，选择该三角形一条边上的中点，然后以斜率逼近法寻找分区内所有像素点与该点形成的最大斜率线和最小斜率线，当选择的边为R1G1或B1G1时，以斜率逼近寻找到斜率最大的直线和斜率最小的直线，当选择的边为R1B1时，此时寻找的两条斜率线有所不同，应当是负数斜率中的斜率绝对值最小线以及正数斜率中的斜率值最小线，以斜率逼近得到的两条直线与三角形另外两条边构成一个四边形，该四边形四个顶点即为新的背光基色；
步骤3、根据选取的每个分区的背光四基色确定四场背光的驱动信号；
步骤4、根据四场背光驱动信号确定新的四场液晶透过率，继而确定四场液晶驱动信号。
2.根据权利要求1所述的一种四场时序液晶显示控制方法，其特征在于，所述步骤1中的背光采用直下式背光源，该背光源由多个发光单元等间距排列而成，每个发光单元是集成的RGB发光器件，或每个发光单元是由多种不同颜色的发光器件排列在一起所组成的发光单元。
3.根据权利要求2所述的一种四场时序液晶显示控制方法，其特征在于，发光器件采用紧密聚合的方式排列在一起形成矩形或者菱形网格，或采用错位相交的方式排列形成矩形或菱形网格；每个发光单元之间采用障壁隔开，即障壁将单个发光单元包围在内形成格栅。
4.根据权利要求1所述的一种四场时序液晶显示控制方法，其特征在于，根据计算得到的四场背光驱动和液晶驱动信号实现四场时序显示，四场所占的时间相同，即每场的显示时间都占一帧的1/4；或令四场所占的显示时间各不相同，由各场背光的强度来决定每场所占的显示时间比例。
5.根据权利要求1所述的一种四场时序液晶显示控制方法，其特征在于，根据输入图像，实时计算背光驱动和液晶驱动信号，并同步地将背光驱动和液晶驱动信号送给直下式背光源和液晶面板，一帧时间的四个场中，每场每个分区的背光驱动和液晶驱动独立可控，各场各分区的背光驱动和液晶驱动同步对应。
6.根据权利要求5所述的一种四场时序液晶显示控制方法，其特征在于，由计算得到的背光驱动信号控制每个发光单元的亮度和色度，对发光器件亮度的控制采用占空比方法，即通过控制一场时间内发光器件点亮的时间来控制亮度，或采用电流控制的方法，即通过改变流过发光器件的电流强度来调节亮度，通过控制不同发光颜色器件的亮度比例来产生不同的色度。
7.根据权利要求5所述的一种四场时序液晶显示控制方法，其特征在于，在一场显示时间的开始阶段关闭背光；在一场的前10%时间内将背光亮度置0，而在剩下的90%时间内根据背光驱动信号设置背光亮度和色度。
8.根据权利要求5所述的一种四场时序液晶显示控制方法，其特征在于，对于采用自上而下行扫描方式刷新的液晶面板，背光采用行扫描的形式刷新，每行背光的刷新时间不同步，一行背光的刷新时间与对应区域的液晶刷新同步。
9.根据权利要求5所述的一种四场时序液晶显示控制方法，其特征在于，根据四场每个背光单元的驱动信号BLi(1)、BLi(2)、BLi(3)、BLi(4)，其中i为分区号，考虑实际背光模组的光学特性，计算确定四场背光的整体光分布BP1、BP2、BP3、BP4，整体光分布包括整体的亮度分布信息和色度分布信息。
10.根据权利要求9所述的一种四场时序液晶显示控制方法，其特征在于，根据原始视频图像的内容，结合计算得到的四场背光整体光分布BP1、BP2、BP3、BP4，分别计算四场每个像素点的液晶透过率T1、T2、T3、T4，再根据液晶透过率和液晶面板的伽马特性曲线确定四场液晶的驱动信号；根据新的四场液晶驱动信号，来设置四场的显示顺序，每一帧的四场显示顺序独立且实时变化，保证在四场显示的过程中，每相邻两场的平均液晶透过率变化幅度最小。
CN201810812468.9A 2018-07-23 2018-07-23 一种四场时序液晶显示控制方法 Pending CN108877693A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810812468.9A CN108877693A (zh) 2018-07-23 2018-07-23 一种四场时序液晶显示控制方法
PCT/CN2018/105396 WO2020019431A1 (zh) 2018-07-23 2018-09-13 一种四场时序液晶显示控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810812468.9A CN108877693A (zh) 2018-07-23 2018-07-23 一种四场时序液晶显示控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108877693A true CN108877693A (zh) 2018-11-23

Family

ID=64304287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810812468.9A Pending CN108877693A (zh) 2018-07-23 2018-07-23 一种四场时序液晶显示控制方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN108877693A (zh)
WO (1) WO2020019431A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111538181A (zh) * 2020-06-05 2020-08-14 京东方科技集团股份有限公司 一种电子设备及其驱动方法
CN113408655A (zh) * 2021-07-13 2021-09-17 中山大学 一种基于深度学习的色序型显示器控制方法及装置
CN113438458A (zh) * 2021-06-11 2021-09-24 屏丽科技(深圳)有限公司 一种时序混色液晶投影初始亮度优化方法
CN114025107A (zh) * 2021-12-01 2022-02-08 北京七维视觉科技有限公司 图像重影的拍摄方法、装置、存储介质和融合处理器

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113721396B (zh) * 2021-08-31 2023-10-20 京东方科技集团股份有限公司 显示装置、显示图像的方法及装置、光源模组的驱动方法及装置
CN114779530B (zh) * 2022-05-16 2023-08-15 中国民用航空飞行学院 一种低光晕型Mini-LED背光显示器

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006111926A1 (en) * 2005-04-21 2006-10-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. Converting a three-primary input color signal into an n-primary color drive signal
CN1875396A (zh) * 2003-11-07 2006-12-06 伊斯曼柯达公司 用于将三色输入信号变换为更多彩色信号的方法
CN101369407A (zh) * 2008-10-14 2009-02-18 复旦大学 场序制彩色led背光源技术的控制方法
CN101460988A (zh) * 2006-06-02 2009-06-17 三星电子株式会社 具有动态色域映射的多基色显示
CN101517633A (zh) * 2004-04-09 2009-08-26 三星电子株式会社 为图像显示器选择白色点的系统和方法
US20090238456A1 (en) * 2008-03-19 2009-09-24 Seiko Epson Corporation Image Data Analysis Apparatus, Image Data Analysis Method, and Program
CN102414733A (zh) * 2009-03-04 2012-04-11 全球Oled科技有限责任公司 利用去饱和的四通道显示器功率降低
CN104769664A (zh) * 2012-10-30 2015-07-08 皮克斯特隆尼斯有限公司 采用帧特定复合贡献色彩的显示设备
CN105469750A (zh) * 2016-02-01 2016-04-06 东南大学 一种基于局域基色去饱和算法的彩色显示控制方法
CN106652928A (zh) * 2016-09-28 2017-05-10 东南大学 一种基于四场时序液晶显示器的色彩显示方法
CN107578737A (zh) * 2017-09-11 2018-01-12 东南大学 一种背光分区颜色去饱和优化方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010147293A1 (ko) * 2009-06-15 2010-12-23 엘지전자 주식회사 디스플레이 장치
CN104809994B (zh) * 2015-04-24 2017-09-29 青岛海信电器股份有限公司 一种rgbw类型四基色显示器灰阶组合转换方法
CN108231013B (zh) * 2015-12-09 2019-11-29 青岛海信电器股份有限公司 一种图像处理方法及液晶显示设备
CN106782375B (zh) * 2016-12-27 2018-02-13 惠科股份有限公司 液晶显示器件及其驱动方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1875396A (zh) * 2003-11-07 2006-12-06 伊斯曼柯达公司 用于将三色输入信号变换为更多彩色信号的方法
CN101517633A (zh) * 2004-04-09 2009-08-26 三星电子株式会社 为图像显示器选择白色点的系统和方法
WO2006111926A1 (en) * 2005-04-21 2006-10-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. Converting a three-primary input color signal into an n-primary color drive signal
CN101460988A (zh) * 2006-06-02 2009-06-17 三星电子株式会社 具有动态色域映射的多基色显示
US20090238456A1 (en) * 2008-03-19 2009-09-24 Seiko Epson Corporation Image Data Analysis Apparatus, Image Data Analysis Method, and Program
CN101369407A (zh) * 2008-10-14 2009-02-18 复旦大学 场序制彩色led背光源技术的控制方法
CN102414733A (zh) * 2009-03-04 2012-04-11 全球Oled科技有限责任公司 利用去饱和的四通道显示器功率降低
CN104769664A (zh) * 2012-10-30 2015-07-08 皮克斯特隆尼斯有限公司 采用帧特定复合贡献色彩的显示设备
CN105469750A (zh) * 2016-02-01 2016-04-06 东南大学 一种基于局域基色去饱和算法的彩色显示控制方法
CN106652928A (zh) * 2016-09-28 2017-05-10 东南大学 一种基于四场时序液晶显示器的色彩显示方法
CN107578737A (zh) * 2017-09-11 2018-01-12 东南大学 一种背光分区颜色去饱和优化方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WANG J, ZHANG Y, LI X,: "Color breakup visibility thresholds for 2-field sequential colors", 《COLOR RES APPL》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111538181A (zh) * 2020-06-05 2020-08-14 京东方科技集团股份有限公司 一种电子设备及其驱动方法
CN113438458A (zh) * 2021-06-11 2021-09-24 屏丽科技(深圳)有限公司 一种时序混色液晶投影初始亮度优化方法
CN113408655A (zh) * 2021-07-13 2021-09-17 中山大学 一种基于深度学习的色序型显示器控制方法及装置
CN113408655B (zh) * 2021-07-13 2023-09-15 中山大学 一种基于深度学习的色序型显示器控制方法及装置
CN114025107A (zh) * 2021-12-01 2022-02-08 北京七维视觉科技有限公司 图像重影的拍摄方法、装置、存储介质和融合处理器
CN114025107B (zh) * 2021-12-01 2023-12-01 北京七维视觉科技有限公司 图像重影的拍摄方法、装置、存储介质和融合处理器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020019431A1 (zh) 2020-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108877693A (zh) 一种四场时序液晶显示控制方法
JP4082689B2 (ja) 液晶表示装置
TWI393102B (zh) Reduced display method for color separation of liquid crystal display
CN108206016B (zh) 像素单元及其驱动方法、显示装置
CN109036295A (zh) 图像显示处理方法及装置、显示装置及存储介质
CN106782375A (zh) 液晶显示器件及其驱动方法
TWI413078B (zh) 色彩序列控制方法及使用其之場色序法顯示器
CN104517580B (zh) 液晶显示器及其驱动方法
CN108447449A (zh) 信号处理方法及显示装置
CN105355182B (zh) 一种图像处理方法及液晶显示设备
US20080273005A1 (en) Mixed color sequential controlling method and back ligh module and display device using the same
CN106782377A (zh) 液晶显示器件及其驱动方法
TW201222516A (en) Local dimming method and liquid crystal display
US20080094344A1 (en) Display Device and Method, Recording Medium, and Program
CN106652928B (zh) 一种基于四场时序液晶显示器的色彩显示方法
US11263987B2 (en) Method of enhancing contrast and a dual-cell display apparatus
CN101369407A (zh) 场序制彩色led背光源技术的控制方法
Lin et al. Color‐breakup suppression and low‐power consumption by using the Stencil‐FSC method in field‐sequential LCDs
CN108510952B (zh) 液晶显示装置的驱动方法
CN104155804B (zh) 一种基于时空混色技术的显示器件
CN108877708A (zh) 双色场的色序影像系统及其方法
Lin et al. Color breakup suppression by local primary desaturation in field-sequential color LCDs
CN104851397B (zh) 驱动光源模块的方法和使用该方法的显示装置
Chen et al. Mixed color sequential technique for reducing color breakup and motion blur effects
CN110310606B (zh) 一种时序混色显示器子场背光调制方案

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181123

RJ01 Rejection of invention patent application after publication