改善校正后低辉均匀度的算法探索.docVIP

改善校正后低辉均匀度的算法研究 正如画龙最后须点睛，逐点校正已经成为高端显示屏制造必备工序，也是让旧屏和“花”屏一夜之间焕然一新的售后法宝。然而，虽然校正后整体亮色均匀度得到了极大的提升，但在校正后0～30灰阶上，低辉显示均匀度却存在瑕疵，在个别灰度级别上均匀度甚至出现严重恶化现象。虽然这种瑕疵对绝大部分显示内容的播放效果并没有影响，但如何能加以改善，让校正后的显示质量更加完美，依然是受到业界广泛关注的课题。 本文将对校正后低辉均匀度存在的问题和成因进行探讨，并提出在现有硬件基础的条件下，通过改进应用校正系数的软件算法，来改善低辉均匀度效果的方法，最后通过软件模拟校正效果，验证算法可行性。 校正后低辉均匀度存在的问题 亮度校正后，0～30灰阶的低辉段，往往存在如下问题： RGB单色临近起辉点的灰阶会呈现出一部分灯点亮，一部分灯点不亮的“满天星”图样；而白色临近起辉点的灰阶则表现为彩色的 “满天星”； RGB单色及白色的低辉段，出现个别灰阶，均匀度明显恶化，甚至不如不校正； RGB单色及白色的低辉段，可能会出现“灰阶亮度逆变”，即高灰阶的亮度低于相邻的低灰阶亮度，和“灰阶亮度跃升”，即高灰阶的亮度相对相邻的低灰阶，出现异常的陡升。 而亮色一体校正，除了以上问题外，还会出现单色点亮显示屏时，部分灰阶出现色斑。 校正后低辉均匀度问题成因分析 简单地说，校正后低辉均匀度问题的成因，是LED屏低辉段原始灰阶亮度的阶梯跃升。这种阶梯跃升的产生有多方面的深层原因，包括控制系统的伽玛校正精度，灰阶位数与实际实现能力，扫描屏的行扫描电流冲击，驱动芯片的响应，LED的启动电压，PCB的电路设计等等等等，这里不做详细分析。 LED屏原始低辉段灰阶亮度非平滑过渡可以归纳为以下几种现象： 起辉灰阶以下，所有灯点不亮； 起辉灰阶到30灰阶之间，亮度呈阶梯状上升； 起辉灰阶到30灰阶之间，可能存在“灰阶亮度逆变”和“灰阶亮度跃升”； 以下为我们对一P6表贴屏使用PR655色彩亮度计实测的RGB低辉段灰阶亮度曲线： 从曲线中可以看到： 1）该屏在当前控制系统参数设置条件下，起辉灰阶为14级； 2）RGB三色在低辉段均存在台阶式的亮度变化，在14-16级，17-19级，RGB三色均无亮度变化，GB两色在20-23共4级灰阶无明显亮度变化，G在25-26级无亮度变化； 3）R亮度在17，25，28灰阶有较大的亮度跃升；B在17，25灰阶有轻微亮度跃升； 正是这种低辉度的亮度台阶和跃升跳变乃至逆变等现象，导致应用校正系数后，起辉点附近的灰阶上，会出现部分灯点处于起辉点下的“满天星”现象；而在某些灰阶，不同区域的灯点亮度分处于台阶的上下沿，就会造成均匀度不佳，遇到亮度大幅跃升的灰阶附近，均匀性会严重恶化。 均匀性不理想的灰阶出现在哪些级别，与校正目标值、灰阶亮度台阶的位置，以及屏原始亮度均匀性相关。 在上述P6表贴屏上，用90%的亮度平均值作为校正目标值时： 没有出现起辉点附近“满天星”；出现均匀度恶化的灰阶为B17，B18，G17，G19，G25，R17，R25，R29；均位于灰阶亮度跃升的台阶附近； 而在用80%的亮度平均值作为校正目标值时： RGB的14，15灰阶均表现为“满天星”，或多或少的灯点落在起辉点下；出现均匀度恶化的灰阶为：B18，B19，G18，G21，G26，R18，R27，R32； 可以看到，校正目标值降低，即校正幅度变深时，起辉点附近会出现严重恶化的“满天星”，有多少灰阶会出现“满天星”，则是由屏的原始均匀度决定的，原始均匀度越差，就会有越多的“满天星”灰阶级别出现。 均匀度恶化的灰阶级别数量与校正幅度无关，只与灰阶亮度台阶数相关，台阶数越多，均匀度恶化的灰阶也就越多；但校正目标值降低，出现恶化的灰阶级别会提高。 改善校正后低辉均匀度的算法 由于存在上述的低辉段灰阶亮度非平滑阶梯跃升，事实上低辉段不加校正，均匀性表现优于校正后。那么，如果设计一种分段处理的算法，让逐点校正系数的应用不是简单的全灰阶应用，而是一种从起辉灰阶开始不加校正，而在一段灰阶范围逐渐“缓释”过渡到正常应用的方式，将会对低辉段的均匀性表现起到非常大的改善。 综合考虑算法的简洁和起辉点附近不应用系数的需要，我们采用平方函数作为“缓释”函数。 如某像素的单色校正系数为 “CorrectionFactor”； 令起辉灰阶为“BreakPoint”；当前灰阶为“GrayScale”； 令缓释灰阶范围为“SlowReleaseRange”； 常规系数灰阶应用曲线为全灰阶应用，示意图如下： 而低辉改良算法中， 即：1）0 GrayScale BreakPoint区间，校正系数=1； 2）BreakPoint GrayScale (BreakPoint + SlowRel