一種基于局域基色去飽和算法的彩色顯示控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于局域基色去飽和算法的彩色顯示控制方法，屬于顯示技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來以液晶顯示器(LCD)為代表的數(shù)字平板顯示技術(shù)得到了飛速發(fā)展。隨著液 晶材料技術(shù)的發(fā)展、TFT制造工藝的改進(jìn)以及數(shù)字電路硬件的處理速度的提升，液晶響應(yīng)速 度不斷加快，顯示器的刷新率也由傳統(tǒng)的60Hz普遍提升為120Hz，240Hz刷新率的屏幕也進(jìn) 入了小規(guī)模量產(chǎn)階段。隨著刷新率的不斷提高，時(shí)序混色液晶顯示器的實(shí)現(xiàn)成為可能。相比 利用紅綠藍(lán)三基色子像素進(jìn)行空間混色的傳統(tǒng)液晶顯示器，時(shí)序混色方式不需要濾色片， 不僅提高了 3倍以上的光效，還減少了將近19%的模組材料成本。由于之前面板上的子像素 均可獨(dú)立顯示圖像內(nèi)容，相同工藝條件下時(shí)序混色顯示器面板的分辨率將增大3倍。這些優(yōu) 勢(shì)使得時(shí)序混色液晶顯示器全面滿足了下一代顯示器在高清畫質(zhì)、綠色環(huán)保、低耗節(jié)能等 方面的要求。
[0003] 然而，由于人眼在觀看過程中的掃視、平滑追蹤等現(xiàn)象，當(dāng)被觀看物體與眼球存在 相對(duì)速度時(shí)，時(shí)序混色顯示器多場(chǎng)內(nèi)容往往不能在視網(wǎng)膜上完全重合，即形成色分離現(xiàn)象 (Color Breakup)。該現(xiàn)象會(huì)引起物體輪廓出現(xiàn)不規(guī)律的彩色線條，嚴(yán)重影響了時(shí)序混色顯 示器的顯示效果。一般通過提高顯示器刷新率并增加額外的基色場(chǎng)可以緩解色分離問題， 但這將大大提高顯示器生產(chǎn)成本。
[0004] 本發(fā)明在180Hz刷新率驅(qū)動(dòng)的液晶面板條件下，充分利用背光區(qū)域調(diào)制，通過對(duì)每 一塊背光分區(qū)內(nèi)所包含的色彩范圍進(jìn)行基色去飽和化(Local Primary Desaturation)處 理，放棄原有紅綠藍(lán)背光基色，根據(jù)區(qū)域色彩分布重新計(jì)算3場(chǎng)基色色坐標(biāo)并盡量縮小新基 色三角形的尺寸，使得構(gòu)成一幀的相鄰3子場(chǎng)圖像色差減小，有效抑制了傳統(tǒng)紅綠藍(lán)基色時(shí) 序液晶顯示器的色分離現(xiàn)象，提高了時(shí)序液晶顯示器的圖像質(zhì)量并降低了液晶顯示器的整 機(jī)功耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種基于局域基色去飽 和算法的彩色顯示控制方法。該方法通過倍頻背光和液晶顯示的刷新時(shí)鐘，通過時(shí)間混色 實(shí)現(xiàn)彩色顯示，可以去除濾色片，提高光效。同時(shí)，通過減少相鄰子場(chǎng)圖像之間的顏色差，避 免傳統(tǒng)紅綠藍(lán)基色時(shí)序彩色顯示的色彩分裂現(xiàn)象，提高顯示圖像質(zhì)量;根據(jù)區(qū)域圖像或視 頻內(nèi)容設(shè)置背光驅(qū)動(dòng)信號(hào)的絕對(duì)強(qiáng)度，進(jìn)一步降低顯示器件功耗。
[0006] 技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0007] -種基于局域基色去飽和算法的彩色顯示控制方法，其特征在于:根據(jù)圖象內(nèi)容 動(dòng)態(tài)調(diào)整子場(chǎng)背光的亮度和顏色分布，通過時(shí)間混色實(shí)現(xiàn)彩色顯示，具體包括如下步驟：
[0008] 對(duì)輸入的圖像或視頻內(nèi)容根據(jù)背光單元個(gè)數(shù)進(jìn)行分區(qū)，并對(duì)每個(gè)分區(qū)進(jìn)行色度和 亮度的分析，獲得每個(gè)分區(qū)的色度分布;根據(jù)每個(gè)分區(qū)的色度分布，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的選取相應(yīng)分 區(qū)每個(gè)子場(chǎng)的三基色代替?zhèn)鹘y(tǒng)R-G-B三基色;再根據(jù)選取的動(dòng)態(tài)基色組合，控制每個(gè)子場(chǎng)每 個(gè)背光單元的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，設(shè)置對(duì)應(yīng)背光單元的背光色彩和強(qiáng)度;最后基于輸入的圖像或視 頻信號(hào)和背光單元驅(qū)動(dòng)信號(hào)，設(shè)置每個(gè)子場(chǎng)每個(gè)象素的液晶驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0009] 有益效果:本發(fā)明提供的基于局域基色去飽和算法的彩色顯示控制方法，為無濾 色片液晶顯示提供了一種有效方法。該方法通過時(shí)序混色實(shí)現(xiàn)彩色顯示，不需要濾色片，避 免了濾色片光學(xué)損耗，提高光效大三倍之多。該方法基于圖像和視頻內(nèi)容實(shí)時(shí)調(diào)整子場(chǎng)的 背光顏色，通過基色去飽和化處理，減少相鄰子場(chǎng)圖像之間的顏色差，可以有效避免傳統(tǒng)紅 綠藍(lán)基色時(shí)序彩色顯示的色彩分裂現(xiàn)象，從而提高了時(shí)序彩色顯示的圖像質(zhì)量。同時(shí)在基 色去飽和化處理的過程中，根據(jù)圖像或視頻內(nèi)容控制每個(gè)區(qū)域背光單元色度的同時(shí)，根據(jù) 區(qū)域圖像或視頻內(nèi)容設(shè)置背光驅(qū)動(dòng)信號(hào)的絕對(duì)強(qiáng)度，即根據(jù)區(qū)域圖像和視頻內(nèi)容實(shí)現(xiàn)區(qū)域 背光亮度調(diào)節(jié)，可進(jìn)一步降低了顯示器件的功耗。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011] 圖2為本發(fā)明中圖像內(nèi)容區(qū)域劃分示意圖；
[0012] 圖3為本發(fā)明中基色去飽和算法示意圖；
[0013] 圖4為本發(fā)明的背光驅(qū)動(dòng)設(shè)置與實(shí)現(xiàn)示意圖；
[0014]圖5為本發(fā)明的所述子場(chǎng)灰度確定方法；
[0015] 圖6為本發(fā)明的所述方法的實(shí)施流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0017] 本發(fā)明利用三個(gè)基色在空間和時(shí)間上動(dòng)態(tài)變化的子場(chǎng)，通過時(shí)間混色實(shí)現(xiàn)彩色顯 不。
[0018] 該方法在實(shí)現(xiàn)圖像或視頻顯示時(shí)，協(xié)同控制背光單元和液晶顯示模塊。一幀時(shí)間 內(nèi)分成三個(gè)子場(chǎng)，背光單元顏色亮度分區(qū)可控，各個(gè)子場(chǎng)時(shí)間內(nèi)獨(dú)立可控;液晶顯示模塊各 個(gè)象素透過率，各個(gè)子場(chǎng)時(shí)間內(nèi)獨(dú)立可控。
[0019] 該方法通過對(duì)接受到的圖像或視頻內(nèi)容進(jìn)行分區(qū)；并對(duì)每個(gè)分區(qū)的圖像或視頻內(nèi) 容進(jìn)行色度和亮度的分析。通過記錄每個(gè)分區(qū)單元對(duì)應(yīng)圖像或視頻內(nèi)容的色度和亮度分 布，根據(jù)保證原始圖像或視頻內(nèi)容完全復(fù)現(xiàn)或接近完全復(fù)現(xiàn)的前提下，最大限度減少一幀 內(nèi)相鄰三個(gè)子場(chǎng)圖像之間的顏色差的這一基本原則，確定三個(gè)子場(chǎng)的基色Pil、Pi2和Pi3。
[0020] 該方法基于輸入的圖像和視頻內(nèi)容，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的選取三個(gè)子場(chǎng)的基色Pil、Pi2和 Pi3，而不是傳統(tǒng)的固定的紅R綠G藍(lán)B三基色組合。動(dòng)態(tài)基色組合Pil-Pd-Pd，與R-G-B相比， 基色飽和度降低，從而減少相鄰子場(chǎng)圖像之間的顏色差，可有效避免傳統(tǒng)紅綠藍(lán)基色時(shí)序 彩色顯示的色彩分裂現(xiàn)象。
[0021 ]該方法所述背光單元顏色亮度分區(qū)可控，各個(gè)子場(chǎng)時(shí)間內(nèi)獨(dú)立可控;每個(gè)單元三 個(gè)子場(chǎng)的背光驅(qū)動(dòng)信號(hào)BDd、BDi2和BDi3(15)，分別對(duì)應(yīng)基色Pil、Pi2和Pi3。對(duì)于每個(gè)背光單 元，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的選取三個(gè)子場(chǎng)的基色組合Pd 可以通過光譜可調(diào)的放光單元或不 同光譜的發(fā)光單元組合構(gòu)成，可由但不限于紅、綠、藍(lán)或多色發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)。
[0022] 該方法根據(jù)每個(gè)子場(chǎng)所有背光單元驅(qū)動(dòng)信號(hào)，考慮實(shí)際背光模組的光學(xué)特性，計(jì) 算三個(gè)子場(chǎng)對(duì)應(yīng)的整體背光分布BP1、BP2和BP3。根據(jù)目標(biāo)圖像或視頻內(nèi)容和三個(gè)子場(chǎng)的背 光分布8?1、8?2、8?3，計(jì)算每個(gè)子場(chǎng)對(duì)應(yīng)的光透過率分布1'132和了3。利用液晶顯示光透過 率與驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的關(guān)系，根據(jù)計(jì)算得到的每個(gè)子場(chǎng)對(duì)應(yīng)的光透過率分布T1、T2和T3,確定 每個(gè)子場(chǎng)對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)或灰度值分布LC1、LC2和LC3。
[0023] 如圖1和圖2所示。該方法通過對(duì)接收到的圖像或視頻內(nèi)容1進(jìn)行分區(qū)，圖像或單幀 視頻內(nèi)容一般包含HXV個(gè)像素。根據(jù)背光單元個(gè)數(shù)分成MXN個(gè)分區(qū)2,每個(gè)分區(qū)2之間可以 有交疊。單個(gè)分區(qū)2中包含PX Q個(gè)像素。PXQXMXN2HXV。分區(qū)數(shù)與背光單元數(shù)對(duì)應(yīng)，但相 鄰分區(qū)之間可以存在不同程度交疊。
[0024] 對(duì)每個(gè)分區(qū)圖像或視頻內(nèi)容2進(jìn)行色度和亮度的分析。如圖1和圖3所示，與傳統(tǒng)的 時(shí)序彩色顯示采用紅R(8)綠G(9)藍(lán)B(10)三色不同，該方法通過記錄每個(gè)分區(qū)單元內(nèi)容的 色度分布4,根據(jù)保證原始圖像或視頻色彩完全復(fù)現(xiàn)或接近完全復(fù)現(xiàn)的前提下，最大限度減 少一幀內(nèi)相鄰三個(gè)子場(chǎng)圖像之間的顏色差的這一基本原則，確定三個(gè)子場(chǎng)的基色？""）、 Pi2(6)和Pi3(7)，i為分區(qū)序號(hào)。
[0025] 對(duì)每一個(gè)分區(qū)內(nèi)的各個(gè)像素的色坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算與統(tǒng)計(jì)。計(jì)算和統(tǒng)計(jì)時(shí)并不限于 哪一種色坐標(biāo)體系，可以是xy，可以是uv，也可以u(píng)'v'，也可以是rgb。這里以xy坐標(biāo)體系為 例作說明。設(shè)某像素點(diǎn)灰階值為(61^，61^，61^)，則該像素在1931(：此4￥2計(jì)色系統(tǒng)下色坐標(biāo) 點(diǎn)(x，y)計(jì)算公式入下：
[0026]
[0027]
[0028]
[0029]式（1)中γ為輸入圖像或視頻系統(tǒng)制式的伽馬值，通常為2.2。255是對(duì)應(yīng)8bit圖像 系統(tǒng)的歸一化值，如果是l〇bit，則該值為1023。以此類推。統(tǒng)計(jì)某一分區(qū)內(nèi)所有像素點(diǎn)色坐 標(biāo)，其色度分布4如1和圖3所示，包含PXQ個(gè)點(diǎn)。為了保證原始圖像或視頻色彩完全復(fù)現(xiàn)或 接近完全復(fù)現(xiàn)的前提下，三基色應(yīng)該包含所有的像素坐標(biāo)；同時(shí)為了最大限