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簡單說說LED顯示屏各類色度處理技術

作者:深圳市安百納科技有限公司   時間:2023-07-28

LED雖然屬于單色光,但是各色LED仍然有30~50nm左右的半波寬,因此其色飽和度是有限的。
LED雖然屬于單色光,但是各色LED仍然有30~50nm左右的半波寬,因此其色飽和度是有限的。
 一、3+2多基色色度處理方法:
   近年來,在平闆顯示領域熱衷于讨論3+3多基色顯示(紅、綠、藍加黃、青、紫),以擴大色域,再現更爲豐富的自然界色彩。那麼(me),LED顯示屏可否實現3+3多基色顯示?下面(miàn)強力巨彩就跟大家一起(qǐ)讨論一下。
   我們知道(dào)在可見光範圍内,黃、青爲單色光,我們已擁有高飽和度的黃色、青色LED。而紫色爲複色光,單芯片紫色LED則是不存在的。雖然我們無法實現紅、綠、藍加黃、青、紫3+3多基色led顯示屏。但是,研究紅、綠、藍加黃、青3+2多基色led顯示屏卻是可行的。由于自然界存在大量高飽和度的黃色和青色;因此,該項研究是有一定價值的。

   在現行的各種(zhǒng)電視标準中,視頻源隻有紅綠藍三基色,而沒(méi)有黃、青二色。那麼(me),顯示終端黃、青二基色如何驅動?

 其實,在确定黃、青二基色驅動強度時;我們因遵循以下三點原則:
1、在提高色飽和度的同時,不得改變色調;

2、增加黃、青二基色的目的是爲了擴大色域,從而提高色飽和度。而總體亮度值不能(néng)改變;

3、以D65爲中心;以RYGCB色域邊界爲端點,在色域範圍内各點作線性擴張。
 在上述三原則的指導下;按重力中心定律,我們可以找到3+2多基色色度處理方法。但是,要想真正實現3+2多基色全彩屏,我們還(hái)要克服黃、青色LED亮度不足;成(chéng)本上升較大等困難,目前僅限于理論探讨。
  二、色彩還(hái)原處理:
    純藍、純綠LED的誕生,使全彩色LED顯示屏以其色域範圍寬、亮度高受到業内的追捧。但是,由于紅綠藍LED的色品坐标與PAL制電視紅綠藍的色品坐标有較大的偏差(見表1),使得LED全彩屏的色彩還(hái)原度較差。尤其在表現人的膚色時,視覺上存在較爲明顯的偏差。由此,色彩還(hái)原處理技術應運而生。在此筆者推薦兩(liǎng)種(zhǒng)色彩還(hái)原處理的方法:
1、對(duì)紅綠藍三基色LED進(jìn)行色坐标空間變換,使LED與PAL制電視兩(liǎng)者之間的三基色色坐标盡可能(néng)靠近,從而大大提高led顯示屏的色彩還(hái)原度。但是,該方法大幅度縮減了led顯示屏的色域範圍,使畫面(miàn)的色飽和度大幅下降。

2、隻對(duì)人眼最敏感的膚色色域進(jìn)行适當校正;而對(duì)其它人眼不夠敏感的色域盡可能(néng)少降低原有的色飽和度。如此處理,可在色彩還(hái)原度和色彩飽和度之間得到平衡。
  三、基色波長(cháng)的選擇:
   led顯示屏在各随著(zhe)人們對(duì)led顯示屏的要求越來越高,隻對(duì)LED色坐标進(jìn)行細分和篩選已無法滿足人們挑剔的目光,對(duì)顯示屏進(jìn)行綜合校正處理,使色度均勻性得到改善是可實現的。
   我們發(fā)現即使是國(guó)際第 一品牌同一檔LED也存在較大的波長(cháng)偏差和色飽和度偏差,而且該偏差範圍大大超過(guò)了人眼對(duì)綠色色差鑒别的阈值因此,進(jìn)行色度均勻性校正是有重要意義的。
   在CIE1931色度圖中,按重力中心定律,我們發(fā)現:在G檔範圍内(□abcd)的任意一點綠色混合一定比例的紅色和藍色,都(dōu)可以將(jiāng)混合色的色坐标調整到直線cR和直線dB的交叉點O.
   雖然可以使色度均勻性極大地改善。但是,經(jīng)過(guò)校正後(hòu)的色飽和度明顯下降。同時,采用紅和藍來校正綠色色度均勻性的另一個前提是同一個象素内紅綠藍三種(zhǒng)LED盡可能(néng)采用集中分布使得紅綠藍的混色距離盡可能(néng)的近,才能(néng)取得較好(hǎo)的效果。而目前業内通常采用的是LED均勻分布方法將(jiāng)會給色度均勻性校正帶來混亂。另外,數以萬計的紅綠藍LED色坐标的測量工作如何展開(kāi)也是一個極爲棘手的難題。對(duì)此我們給了提示。
四、色度均勻性處理:
   led顯示屏色度均勻性問題一直以來是困擾業内人士的一大難題,一般認爲LED的亮度不均勻可以進(jìn)行單點校正,來改善亮度均勻性。而色度不均勻是無法進(jìn)行校正的,隻能(néng)通過(guò)對(duì)LED色坐标進(jìn)行細分和篩選來改善。
五、白場色坐标的調配:
   白場色坐标調配是全彩色LED顯示屏最基本的技術之一。但是在二十世紀90年代中期,由于缺乏行業标準和基本的測試手段,通常隻是靠人眼、憑感覺确定白場色坐标,從而造成(chéng)嚴重偏色和白場色溫的随意性。随著(zhe)行業标準的頒布和測試手段的完備,許多制造商開(kāi)始規範全彩屏配色工藝。但是仍然有部分制造商由于缺乏配色的理論指導,常常以犧牲某些基色的灰度等級來調配百場色坐标,綜合性能(néng)得不到提高。
 綜上所述,我們主要讨論了三個方面(miàn)的問題:
 1、如何提高led顯示屏色度均勻性;
 2、如何擴大色域,還(hái)原更多自然界色彩;
 3、如何提高led顯示屏的色彩還(hái)原度;

上述各項色度處理技術在具體實施時,都(dōu)是相互關聯的,某些方面(miàn)甚至是魚和熊掌不可兼得的。綜合led顯示屏還(hái)須進(jìn)行亮度均勻性校正、灰度非線性變換、降噪處理、圖像增強處理、動态象素處理等,整個信号處理流程非常複雜。因此,我們必須從系統的角度對(duì)各項性能(néng)進(jìn)行綜合權衡,把握好(hǎo)各項處理的次序,并加大信号處理的深度,才能(néng)使LED全彩色顯示屏展現一個五彩缤紛、絢麗多姿的精彩世界。
   行各業有著(zhe)非常廣泛的應用,而在不同的應用場所對(duì)LED的基色波長(cháng)有著(zhe)不同的要求,對(duì)于LED基色波長(cháng)的選擇有些是爲了取得良好(hǎo)的視覺效果,有些是爲了符合人們的習慣,而有些更是行業标準、國(guó)家标準甚至國(guó)際标準的規定。
   比如,對(duì)全彩色LED顯示屏中綠管基色波長(cháng)的選擇;早期大家普遍選用波長(cháng)爲570nm黃綠色LED,雖然成(chéng)本較低,但顯示屏的色域較小、色彩還(hái)原度差、亮度低。而在選擇了波長(cháng)爲525nm的純綠管之後(hòu),顯示屏色域擴大了近一倍,且色彩還(hái)原度大幅提高,極大地提高了顯示屏的視覺效果。再比如,證券行情顯示屏,人們通常習慣于用紅色表示股價上漲、用綠色表示股價下跌、而用黃色表示平盤。而在交通行業則是由國(guó)家标準嚴格規定了藍綠波段表示通行、紅色波段爲禁行。因而,基色波長(cháng)的選擇是led顯示屏重要環節之一。

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