CN109192132B - 一种led显示屏显示白场的亮色度补偿方法 - Google Patents

一种led显示屏显示白场的亮色度补偿方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种LED显示屏显示白场的亮色度补偿方法，该方法根据显示屏红、绿、蓝三基色的亮度与白场的亮色度之间的关系，通过记录的显示屏原始状态下的白场亮色度和测量的显示屏当前使用状态下的白场亮色度，求得红、绿、蓝三基色的亮度补偿值，能够快速准确地对当前LED显示屏亮色度较原始状态的漂移进行补偿，维持显示屏的显示效果；通过设定的显示屏目标状态下的白场亮色度和测量的显示屏当前使用状态下的白场亮色度，求得红、绿、蓝三基色的亮度补偿值，能够快速准确地对当前LED显示屏亮色度进行补偿，使显示屏白场亮色度达到目标状态。

Description

一种LED显示屏显示白场的亮色度补偿方法
技术领域
本发明属于LED显示校正技术领域，涉及一种LED显示屏的显示白场亮色度补偿方法。
背景技术
LED显示屏白场显示成为行业内日益关注的重点，但是LED的物理特性使白场显示效果随使用时间的增加发生改变，主要表现为白场的亮度和色度发生改变，目前的解决方法不仅成本较高而且无法做到快速准确的修正和补偿。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种LED显示屏显示白场的亮色度补偿方法，该方法能够快速准确地修正基色波动导致的亮色度改变或者使显示屏白场色度坐标达到设定的目标状态。
为了解决上述技术问题，本发明的LED显示屏显示白场的亮色度补偿方法包括以下步骤：
步骤一、在显示屏原始状态下测量其红、绿、蓝三基色RGB的色度坐标xr,yr,xg,yg,xb,yb,，以及显示屏白场亮度Y0和色度坐标(x0,y0)；将xr,yr,xg,yg,xb,yb带入公式(1)求出针对该显示屏的待定系数Cr,Cg,Cb，并由此得到该显示屏的红、绿、蓝三基色的亮度值R、G、B与白场三刺激值之间的关系式(2)：
Figure GDA0002604697110000011
Figure GDA0002604697110000021
公式(1)中R＝G＝B＝1，XD、YD、ZD为标准光源的CIE1931颜色空间三刺激值；公式(2)中，X、Y、Z为显示屏的白场三刺激值，其中的Y既是三刺激值，同时也是显示屏的白场亮度；Cgry为红基色的贡献系数，Cggy为绿基色的贡献系数，Cgby为蓝基色的贡献系数；
步骤二、对公式(2)进行逆变换，得到该显示屏白场亮度和色度特性变化对红、绿、蓝三基色的亮度影响公式(3)；
Figure GDA0002604697110000022
其中
Figure GDA0002604697110000023
为通过逆变换得到的系数矩阵，(x,y)为显示屏白场色度坐标；
步骤三、如果该显示屏白场发生了漂移或者需要改变其白场色度和亮度时，根据测量的当前显示屏白场亮度Y和白场色度坐标(x,y)，通过公式(3)求出当前的红、绿、蓝三基色的亮度值R’、G’、B’；
步骤四、根据公式(4)求出红、绿、蓝三基色的亮度补偿值ΔR、ΔG、ΔB；
Figure GDA0002604697110000024
Rori、Gori、Bori为显示屏红、绿、蓝三基色的亮度目标状态值；
步骤五、控制系统按照步骤四得出的红、绿、蓝三基色的亮度补偿值ΔR、ΔG、ΔB调节显示屏红、绿、蓝三基色的显示亮度值，使红、绿、蓝三基色的显示亮度达到目标状态值。
所述显示屏的红、绿、蓝三基色的亮度目标状态值Rori、Gori、Bori分别等于显示屏原始状态下的红、绿、蓝三基色的亮度值R0、G0、B0；R0、G0、B0通过公式(5)计算得到：
Figure GDA0002604697110000031
所述显示屏的红、绿、蓝三基色的亮度目标状态值Rori、Gori、Bori分别等于显示屏设定状态下的红、绿、蓝三基色的亮度值Rs、Gs、Bs；Rs、Gs、Bs通过公式(6)计算得到：
Figure GDA0002604697110000032
公式(6)中Ys为设定的显示屏白场亮度目标状态值，(xs,ys)为设定的显示屏白场色度坐标目标状态值。
白场的亮色度指白场的显示亮度和白场的色度，其中色度主要指白场的色度坐标(x,y)，不同的x,y值，白场显示的色温不同，表现为有的白场为暖白色，有的白场为白炽灯颜色。
进一步，本发明可以通过改变红、绿、蓝三基色其中单基色的亮度、双基色的亮度或者同时改变三基色的亮度来改变白场亮度和色温。
本发明还可以通过对红、绿、蓝三基色单基色的亮度、双基色的亮度或者三基色的亮度进行测量并根据测量值或者修改值对白场或者红、绿、蓝亮度进行修正。
本发明还可以通过修改红、绿、蓝三基色的单基色亮色度、双基色的亮色度或者三基色的亮色度来改变白场亮度和色温。
本发明根据显示屏红、绿、蓝三基色的亮度与白场的亮色度之间的关系，通过记录的显示屏原始状态下的白场亮色度和测量的显示屏当前使用状态下的白场亮色度，求得红、绿、蓝三基色的亮度补偿值，能够快速准确地对当前LED显示屏亮色度较原始状态的漂移进行补偿，维持显示屏的显示效果；本发明还可以通过设定的显示屏目标状态下的白场亮色度和测量的显示屏当前使用状态下的白场亮色度，求得红、绿、蓝三基色的亮度补偿值，快速准确地对当前LED显示屏亮色度进行补偿，使显示屏白场亮色度达到目标状态。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为LED显示屏红基色亮度变化，绿、蓝基色亮度不变对白场色度影响模拟图。
图2为LED显示屏绿基色亮度变化，红、蓝基色亮度不变对白场色度影响模拟图。
图3为LED显示屏蓝基色亮度变化，红、绿基色亮度不变对白场色度影响模拟图。
图4为LED显示屏红、绿、蓝三基色亮度随机变化对白场色度影响模拟图。
图5为LED显示屏显示白场的亮色度补偿方法的流程图。
具体实施方式
如图5所示，本发明的LED显示屏显示白场漂移的补偿方法包括以下具体步骤：
步骤一、显示屏颜色空间与CIE1931颜色空间的转换关系如下：
X＝CrxrR+CgxgG+CbxbB
Y＝CryrR+CgygG+CbybB
Z＝CrzrR+CgzgG+CbzbB
在显示屏原始状态下测量其红、绿、蓝三基色RGB的色度坐标xr,yr,xg,yg,xb,yb，以及显示屏白场亮度Y0和色度坐标(x0,y0)；选择标准光源D65作为参考光源，对显示屏三基色进行归一化，令R＝G＝B＝1，X＝XD＝95.00，Y＝YD＝100.00,Z＝ZD＝108.89(XD、YD、ZD为标准光源D65的三刺激值)，将xr,yr,xg,yg,xb,yb带入公式(1)中，求出针对该显示屏的待定系数Cr,Cg,Cb，并由此得到该显示屏的红、绿、蓝三基色的亮度值R、G、B与白场三刺激值之间的关系式(2)：
Figure GDA0002604697110000051
Figure GDA0002604697110000052
公式(2)中，X、Y、Z就是显示屏白场的三刺激值，根据色度学原理可知，Y既是三刺激值，同时也是显示屏的白场亮度；白场的亮度是由R、G、B三基色按比例混合构成，所以白场的亮度等于R、G、B三基色的亮度相加之和。但是由于人眼对R、G、B三基色的亮度感官不同，所以红、绿、蓝的亮度值对白场亮度的贡献不同。根据公式(2)中的Y等式可知0.2847倍的R，0.6198倍的G和0.0978倍的B混合构成真实的白场亮度，红基色的贡献系数Cgry＝0.2847，绿基色的贡献系数Cggy＝0.6198，蓝基色的贡献系数Cgby＝0.0978；公式(2)表明了R、G、B的亮度变换会使白场的亮度和色度特性发生改变，使白场发生漂移，同时，R、G、B在任意亮度情况下都会有对应的白场亮度和色度特性，而且对于R、G、B三基色色度坐标已知的显示屏，其三基色的亮度和白场的亮色度特性存在固定关系，且已知，具体关系为公式(2)中的待定系数Cr，Cg，Cb所表示。
假设该显示屏三基色的色度坐标xr＝0.6970,yr＝0.3027，xg＝0.1610,yg＝0.7385，xb＝0.1265,yb＝0.0775,求得Cr＝0.9408,Cg＝0.8360，Cb＝1.2621，则公式(2)变换为：
Figure GDA0002604697110000061
步骤二、为了对白场进行补偿，对公式(2)求逆，再将公式(2)中的各基色亮度的贡献系数带入，最终得到白场的亮度和色度特性对红、绿、蓝三基色的亮度影响公式(3)；
Figure GDA0002604697110000062
其中
Figure GDA0002604697110000063
为逆变换得到的系数矩阵；(x,y)为显示屏白场色度坐标；
Figure GDA0002604697110000064
Figure GDA0002604697110000071
步骤三、在显示屏使用一段时间或者对其白场颜色和亮度有所有要求时，利用光谱色度计测量显示屏当前状态下的白场亮度Y和色度坐标(x,y)，带入公式(3)中即可求出当前红、绿、蓝三基色的亮度值R’、G’、B’；
步骤三、如果要求白场恢复到原始状态下的亮色度特性，则将显示屏原始状态的白场亮度Y0和色度坐标(x0，y0)带入公式(5)中，求出原始红、绿、蓝三基色的亮度值R0、G0、B0；将R’、G’、B’和R0、G0、B0带入公式(7)中，即可求出红、绿、蓝三基色的亮度补偿值ΔR、ΔG、ΔB；
Figure GDA0002604697110000072
Figure GDA0002604697110000073
通过控制系统按照红、绿、蓝三基色的亮度补偿值ΔR、ΔG、ΔB调节显示屏红、绿、蓝三基色的显示亮度值，即可显示屏白场的亮色度特性恢复原始状态。
如果要求改变显示屏白场的亮色度特性，使其具有新的亮色度特性，则将设定的显示屏白场亮度目标状态值Ys和显示屏白场色度坐标目标状态值(xs,ys)代入公式(6)即可求得显示屏设定状态下的红、绿、蓝三基色的亮度值Rs、Gs、Bs；将R’、G’、B’和Rs、Gs、Bs带入公式(8)中，即可求出红、绿、蓝三基色的亮度补偿值ΔR、ΔG、ΔB；
Figure GDA0002604697110000081
通过控制系统按照红、绿、蓝三基色的亮度补偿值ΔR、ΔG、ΔB调节显示屏红、绿、蓝三基色的显示亮度值，即可将显示屏调节至设定的亮色度特性。
本发明可以通过改变红绿蓝三基色其中单基色的亮度、双基色的亮度或者同时改变三基色的亮度来改变白场亮度和色温。
本发明还可以通过对红绿蓝三基色单基色的亮度、双基色的亮度或者三基色的亮度进行测量并根据测量值或者修改值对白场或者其他颜色进行修正。
本发明还可以通过修改红绿蓝三基色的单基色亮色度、双基色的亮色度或者三基色的亮色度来改变白场亮度和色温。

Claims (4)

1.一种LED显示屏显示白场的亮色度补偿方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、在显示屏原始状态下测量其红、绿、蓝三基色RGB的色度坐标xr,yr,xg,yg,xb,yb，以及显示屏白场亮度Y0和色度坐标(x0,y0)；将xr,yr,xg,yg,xb,yb带入公式(1)求出针对该显示屏的待定系数Cr,Cg,Cb，并由此得到该显示屏的红、绿、蓝三基色的亮度值R、G、B与白场三刺激值之间的关系式(2)：
Figure FDA0002604697100000011
Figure FDA0002604697100000012
公式(1)中R＝G＝B＝1，XD、YD、ZD为标准光源的CIE1931颜色空间三刺激值；公式(2)中，X、Y、Z为显示屏的白场三刺激值，其中的Y既是三刺激值，同时也是显示屏的白场亮度；Cgry为红基色的贡献系数，Cggy为绿基色的贡献系数，Cgby为蓝基色的贡献系数；
步骤二、对公式(2)进行逆变换，得到该显示屏白场亮度和色度特性变化对红、绿、蓝三基色的亮度影响公式(3)；
Figure FDA0002604697100000013
其中
Figure FDA0002604697100000014
为通过逆变换得到的系数矩阵，(x,y)为显示屏白场色度坐标；
步骤三、如果该显示屏白场发生了漂移或者需要改变其白场色度和亮度时，根据测量的当前显示屏白场亮度Y和白场色度坐标(x,y)，通过公式(3)求出当前的红、绿、蓝三基色的亮度值R’、G’、B’；
步骤四、根据公式(4)求出红、绿、蓝三基色的亮度补偿值ΔR、ΔG、ΔB；
ΔR＝R'-Rori
ΔG＝G'-Gori (4)
ΔB＝B'-Bori
Rori、Gori、Bori为显示屏红、绿、蓝三基色的亮度目标状态值；
步骤五、控制系统按照步骤四得出的红、绿、蓝三基色的亮度补偿值ΔR、ΔG、ΔB调节显示屏红、绿、蓝三基色的显示亮度值，使红、绿、蓝三基色的显示亮度达到目标状态值；
所述显示屏的红、绿、蓝三基色的亮度目标状态值Rori、Gori、Bori分别等于显示屏原始状态下的红、绿、蓝三基色的亮度值R0、G0、B0；R0、G0、B0通过公式(5)计算得到：
Figure FDA0002604697100000021
所述显示屏的红、绿、蓝三基色的亮度目标状态值Rori、Gori、Bori分别等于显示屏设定状态下的红、绿、蓝三基色的亮度值Rs、Gs、Bs；Rs、Gs、Bs通过公式(6)计算得到：
Figure FDA0002604697100000022
公式(6)中Ys为设定的显示屏白场亮度目标状态值，(xs,ys)为设定的显示屏白场色度坐标目标状态值。
2.根据权利要求1所述的LED显示屏显示白场的亮色度补偿方法，其特征在于通过改变红、绿、蓝三基色其中单基色的亮度、双基色的亮度或者同时改变三基色的亮度来改变白场亮度和色温。
3.根据权利要求1所述的LED显示屏显示白场的亮色度补偿方法，其特征在于通过对红、绿、蓝三基色单基色的亮度、双基色的亮度或者三基色的亮度进行测量并根据测量值或者修改值对白场或者红、绿、蓝亮度进行修正。
4.根据权利要求1所述的LED显示屏显示白场的亮色度补偿方法，其特征在于通过修改红、绿、蓝三基色的单基色亮色度、双基色的亮色度或者三基色的亮色度来改变白场亮度和色温。
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