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浅谈LED显示屏的色度处置技术

  LED显示屏技术从二十世纪80年代初的单色显示屏,到80年代末的双基色显示屏,再到90年代中期的三基色(全彩色)显示屏,直到今天我们在平板显现范畴普遍讨论的多基色(大于三基色)处置技术。led显示屏的色度处置技术从最根本的基色波长选择、到白场色温的分配、再到为进步颜色复原度而停止的颜色空间变换处置和为改善画质的色度平均性处置、直到今天我们为了扩展色域再现更多的自然界颜色而采取的多基色(大于三基色)处置。各种色度处置技术贯串着LED显示屏的开展史,成为LED显示屏这门综合性学科中最中心的技术之一。

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  基色波长的选择

  LED显示屏在各行各业有着十分普遍的应用,而在不同的应用场所对LED的基色波长有着不同的请求,关于LED基色波长的选择有些是为了获得良好的视觉效果,有些是为了契合人们的习气,而有些更是行业规范、国度规范以至国际规范的规则。比方,对全彩LED显示屏中绿管基色波长的选择;早期大家普遍选用波长为570nm黄绿色LED,固然本钱较低,但显示屏的色域较小、颜色复原度差、亮度低。而在选择了波长为525nm的纯绿管之后,显示屏色域扩展了近一倍,且颜色复原度大幅进步,极大地进步了显示屏的视觉效果。再比方,证券行情显示屏,人们通常习气于用红色表示股价上涨、用绿色表示股价下跌、而用黄色表示平盘。而在交通行业则是由国度规范严厉规则了蓝绿波段表示通行、红色波段为禁行。因此,基色波长的选择是LED显示屏重要环节之一。

  02

  白场色坐标的分配

  白场色坐标分配是全彩色LED显示屏最根本的技术之一。但是在二十世纪90年代中期,由于缺乏行业规范和根本的测试手腕,通常只是靠人眼、凭觉得肯定白场色坐标,从而形成严重偏色和白场色温的随意性。随着行业规范的公布和测试手腕的完备,许多制造商开端标准全彩屏配色工艺。但是依然有局部制造商由于缺乏配色的理论指导,常常以牺牲某些基色的灰度等级来分配百场色坐标,综合性能得不到进步。

  03

  色度平均性处置

  LED显示屏色度平均性问题不断以来是搅扰业内人士的一大难题,普通以为LED的亮度不平均能够停止单点校正,来改善亮度平均性。而色度不平均是无法停止校正的,只能经过对LED色坐标停止细分和挑选来改善。

  随着人们对LED显示屏的请求越来越高,只对LED色坐标停止细分和挑选已无法满足人们挑剔的眼光,对显示屏停止综合校正处置,使色度平均性得到改善是可完成的。

  我们发现即便是国际第一品牌同一档LED也存在较大的波长偏向和色饱和度偏向,而且该偏向范围大大超越了人眼对绿色色差鉴别的阈值因而,停止色度平均性校正是有重要意义的。

  在CIE1931色度图中,按重力中心定律,我们发现:在G档范围内(□abcd)的恣意一点绿色混合一定比例的红色和蓝色,都能够将混合色的色坐标调整到直线cR和直线dB的穿插点O.

  固然能够使色度平均性极大地改善。但是,经过校正后的色饱和度明显降落。同时,采用红和蓝来校正绿色色度平均性的另一个前提是同一个象素内红绿蓝三种LED尽可能采用集中散布使得红绿蓝的混色间隔尽可能的近,才干获得较好的效果。而目前业内通常采用的是LED平均散布办法将会给色度平均性校正带来紊乱。另外,数以万计的红绿蓝LED色坐标的丈量工作如何展开也是一个极为棘手的难题。对此我们给了提示。

  04

  颜色复原处置

  纯蓝、纯绿LED的降生,使全彩色LED显示屏以其色域范围宽、亮度高遭到业内的追捧。但是,由于红绿蓝LED的色品坐标与PAL制电视红绿蓝的色品坐标有较大的偏向,使得LED全彩屏的颜色复原度较差。特别在表现人的肤色时,视觉上存在较为明显的偏向。由此,颜色复原处置技术应运而生。在此笔者引荐两种颜色复原处置的办法:

  其一:对红绿蓝三基色LED停止色坐标空间变换,使LED与PAL制电视两者之间的三基色色坐标尽可能靠近,从而大大进步LED显示屏的颜色复原度。但是,该办法大幅度缩减了LED显示屏的色域范围,使画面的色饱和度大幅降落。

  其二:只对人眼最敏感的肤色色域停止恰当校正;而对其它人眼不够敏感的色域尽可能少降低原有的色饱和度。如此处置,可在颜色复原度和颜色饱和度之间得到均衡。

  05

  3+2多基色色度处置办法

  春天万物复苏,在蓝天的辉映下,绿草青青;秋天麦浪滚滚;在阳光的普照下,一片金黄。五彩缤纷的大自然是那么的美妙,遗憾的是现有的LED显示屏无法完整再现这美妙的风光。LED固然属于单色光,但是各色LED依然有30~50nm左右的半波宽,因而其色饱和度是有限的。从图3中能够看出:在大自然界颜色极为丰厚的黄色和青色区域LED全彩屏的色饱和度是严重缺乏的。

  近年来,在平板显现范畴热衷于讨论3+3多基色显现(红、绿、蓝加黄、青、紫),以扩展色域,再现更为丰厚的自然界颜色。那么,LED显示屏可否完成3+3多基色显现?

  我们晓得在可见光范围内,黄、青为单色光,我们已具有高饱和度的黄色、青色LED.而紫色为复色光,单芯片紫色LED则是不存在的。固然我们无法完成红、绿、蓝加黄、青、紫3+3多基色LED显示屏。但是,研讨红、绿、蓝加黄、青3+2多基色LED显示屏却是可行的。由于自然界存在大量高饱和度的黄色和青色;因而,该项研讨是有一定价值的。

  在现行的各种电视规范中,视频源只要红绿蓝三基色,而没有黄、青二色。那么,显现终端黄、青二基色如何驱动?其实,在肯定黄、青二基色驱动强度时;我们因遵照以下三点准绳:

  (1)增加黄、青二基色的目的是为了扩展色域,从而进步色饱和度。而总体亮度值不能改动;

  (2)在进步色饱和度的同时,不得改动色彩;

  (3)以D65为中心;以RYGCB色域边境为端点,在色域范围内各点作线性扩张。

  在上述三准绳的指导下;按重力中心定律,我们能够找到3+2多基色色度处置办法。但是,要想真正完成3+2多基色全彩屏,我们还要克制黄、青色LED亮度缺乏;本钱上升较大等艰难,目前仅限于理论讨论。

  综上所述,我们主要讨论了三个方面的问题:

  (1)如何进步LED显示屏色度平均性;

  (2)如何进步LED显示屏的颜色复原度;

  (3)如何扩展色域,复原更多自然界颜色。

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