CN101976540B - 一种自动调整显示器灰阶一致性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动调整显示器灰阶一致性的方法，包括步骤：在显示器上显示任意一个灰阶i的图片；调节灰阶的Cb、Cr的值，直到T、△uv分别满足色温合格标准和色差合格标准；然后通过预设的信号转换公式将每个灰阶的差分信号YCbCr转换为RGB的值；根据所述RGB值对显示器的RGB值进行调整，实现调整显示器的灰阶，最终使得显示器满足灰阶一致性要求。本发明公开的一种自动调整显示器灰阶一致性的方法，可以通过自动调整显示器灰阶一致性，使得有效地减少显示器的亮度与输入电压信号之间存在的失真，使得显示器的亮度显示正常，提高显示器的图像显示效果，有利于提高用户对显示器的产品使用感受，具有重大的生产实践意义。

Description

一种自动调整显示器灰阶一致性的方法

技术领域

 本发明涉及显示器技术领域，特别是涉及一种自动调整显示器灰阶一致性的方法。

背景技术

随着人类科学技术的不断发展，计算机、电视机、摄像机、照相机等家用电器设备在人们日常生活中越来越普及，人们经常使用计算机来了解外面的信息以及进行学习，计算机已经成为人们生活不可缺少的组成部分。

对于目前的计算机显示器，输入电压信号将在屏幕上产生亮度的输出，但是由于液晶分子的发光特性，使得显示器的亮度与输入的电压信号不成正比，存在一种失真，如果输入的是黑白图像信号，这种失真将使被显示的图像的中间偏暗，从而使图像的整体比原始场景偏暗；如果输入的是彩色图像信号，这种失真除了使显示的图像偏暗以外，还会使显示的图像的色调发生偏移。因而，通常需要对显示器的灰阶一致性进行调整来矫正这种失真，同时这也是进行TCO（The Swedish Confederation of Professional Employees，瑞典专业职员联盟）认证时需要测量的项目之一。

需要说明的是，对于显示器，输入电压信号与灰阶之间成线性正比关系，例如灰阶0（用RGB（红、绿、蓝）信号表示为R=0，G=0，B=0）对应的输入电压是0V，灰阶255（R=255，G=255，B=255）对应的输入电压是0.7V，这也是电压信号的最大值。显示器的亮度与灰阶之间、亮度与输入电压信号之间是非线性的正比关系。电脑发出某一灰阶的信号，经过显示器图像处理芯片进行处理，处理后的电压信号控制显示屏的液晶分子，从而显示出一定的亮度。

但是，目前还没有一种技术可以有效地减少显示器的亮度与输入的电压信号之间存在的失真，保证显示器的亮度显示正常，显示器画面显示具有良好的效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种自动调整显示器灰阶一致性的方法，可以通过自动调整显示器灰阶一致性，使得有效地减少显示器的亮度与输入电压信号之间存在的失真，使得显示器的亮度显示正常，提高显示器的图像显示效果，有利于提高用户对显示器的产品使用感受，具有重大的生产实践意义。

为此本发明提供了一种自动调整显示器灰阶一致性的方法，包括步骤：

A）在显示器上显示任意一个灰阶i的图片；

B）测量显示器的色温T，如果色温T符合预设的色温合格标准，那么执行步骤C），否则，改变该显示器差分信号YCbCr中的蓝色色度分量Cb的值，直到显示器的色温T符合预设色温合格标准；

C）继续测量显示器的色差△uv，如果色差△uv符合预设的色差合格标准，那么执行步骤D），否则，改变该显示器差分信号YCbCr中的红色色度分量Cr的值，直到显示器的色差△uv符合预设的色差合格标准；

D）再次测量该显示器的色温T，如果色温T符合预设的色温合格标准，那么执行步骤E），否则，返回执行步骤B）；

E）通过预设的信号转换公式，将符合预设色温合格标准和预设色差合格标准的显示器的差分信号YCbCr转换为红绿蓝RGB信号值；

F）根据所述RGB值对显示器的RGB值进行调整，实现调整显示器的灰阶，最终使得显示器满足灰阶一致性要求。

其中，通过一个显示器色彩分析仪CA-210来测试显示器的色温T和色差△uv。 

其中，在步骤B）中，所述色温合格标准为：对于显示器的任意两个相差16的灰阶，低灰阶的色温比高灰阶的色温高100~150K。

其中，在步骤C）中，所述色差合格标准为：显示器的每个灰阶的色差与255灰阶色差之间的差值为-0.0005~+0.0005。

其中，在步骤E）中，所述预设的信号转换公式为：R=Y+1.402×Cr，G=Y-0.34414×Cb-0.71414×Cr，B=Y+1.772×Cr。

其中，在显示器上依次显示255、240、224、208、192、176、160、144、128、112、96、80、64、48、32灰阶的图片，分别调节这些灰阶的Cb、Cr的值，直到T、△uv分别满足色温合格标准和色差合格标准，然后通过预设的信号转换公式将每个灰阶的差分信号YCbCr转换为RGB的值，最后通过求平均值的方法就可以得到0~255每一灰阶的RGB值，最终实现对0~255灰阶的自动调整。 

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种自动调整显示器灰阶一致性的方法，可以通过自动调整显示器灰阶一致性，使得有效地减少显示器的亮度与输入电压信号之间存在的失真，提高显示器的图像显示效果，有利于提高用户对显示器的产品使用感受，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本发明提供的一种自动调整显示器灰阶一致性的方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

为了便于理解本发明，下面对液晶显示器中灰阶、色温T、色差△uv等参数之间的关系进行说明。

对于液晶显示器，由于液晶显示屏具有的特性，显示器的亮度与输入电压信号不成正比，存在一种失真，所以通常需要对显示器的灰阶一致性进行调整，使色温T、色差△uv满足预设的规格。其中，色温是颜色的一个重要量化参数，定量的以开尔文温度（K）来表示色彩。色温越大，颜色越暗，色温越小，颜色越明亮。现在的显示器的设计和生产都是以国际标准的D65（6500K）光源来设计的，所以255灰阶色温T的规格应在 6500±700K以内。对于0~255的灰阶，它们的△uv越接近，那么它们的一致性越好。

因此，在本发明中，为了使显示器具有很好的灰阶一致性，需要调整色温T和色差△uv，使得色温T和色差△uv符合合格标准。其中，色温T的合格标准（即规格）为：对于显示器的任意两个相差16的灰阶之间，低灰阶比高灰阶依次高100~150K。例如，240灰阶色温比255灰阶的色温高100~150K，224灰阶比240灰阶的色温高100~150K。色差△uv的合格标准（即规格）为：显示器的每个灰阶均与255灰阶相近，与255灰阶之间的差值在-0.0005~+0.0005之间。对于本发明，按照这样的色温规格和色差规格，则可以使得0~255灰阶可以均匀的由暗到亮变化，而且各灰阶之间不会有明显的偏色。其中，0灰阶为最暗的区域，255灰阶为最亮的区域。

在本发明中，为了调整显示器灰阶的一致性，主要是对每一个需要调整灰阶的显示器的YCbCr（Y是指亮度分量，Cb指蓝色色度分量，Cr指红色色度分量）中的Cb、Cr进行调整，使色温T、色差△uv满足预设的规格（即合格标准），最后通过公式计算出RGB值（具体可以以RGB函数表的形式），将该RGB值写入到显示器的图像显示芯片中，使显示器灰阶一致性满足要求。

需要说明的是，本发明根据Cb、Cr与T、Δuv的关系确定调整方法。它们的关系是：T随着Cb增加而增加，Δuv随着Cb增加而减小，其中Cb对T的影响较大；T 随着Cr的增加而减小，Δuv随着Cr的增加而减小，其中Cr对△uv的影响较大。所以，本发明主要是通过Cb调整T，通过Cr调整Δuv。

基于上述的理论基础，参见图1，本发明提供了一种自动调整显示器灰阶一致性的方法，包括以下步骤：

步骤S101：在显示器上显示任意一个灰阶i的图片；

步骤S102：测量显示器的色温T，如果色温T符合预设的色温合格标准，那么执行步骤S103，否则，改变该显示器差分信号YCbCr中的蓝色色度分量Cb的值，直到显示器的色温T符合预设色温合格标准；

如前所述，本发明根据Cb、Cr与T、Δuv的关系确定调整方法。它们的关系是：T随着Cb增加而增加，Δuv随着Cb增加而减小，其中Cb对T的影响较大；T 随着Cr的增加而减小，Δuv随着Cr的增加而减小，其中Cr对△uv的影响较大。

如前所述，本发明主要是通过Cb调整T，通过Cr调整Δuv。

具体实现上，本发明通过一个显示器色彩分析仪CA-210来测试显示器的色温T。

需要说明的是，所述色温合格标准可以根据用户的需要预先进行设定，在本发明中，所述色温合格标准优选为：对于显示器的任意两个相差16的灰阶，低灰阶的色温比高灰阶的色温高100~150K。

步骤S103：继续测量显示器的色差△uv，如果色差△uv符合预设的色差合格标准，那么执行步骤S104，否则，改变该显示器差分信号YCbCr中的红色色度分量Cr的值，直到显示器的色差△uv符合预设的色差合格标准；

具体实现上，本发明通过一个显示器色彩分析仪CA-210来测试显示器的色差△uv。

如前所述，本发明主要是通过Cb调整T，通过Cr调整Δuv。

需要说明的是，所述色差合格标准可以根据用户的需要预先进行设定，在本发明中，所述色差合格标准优选为：显示器的每个灰阶的色差与255灰阶色差之间的差值为-0.0005~+0.0005，即每个灰阶的色差均与255灰阶的色差接近。

步骤S104：再次测量该显示器的色温T，如果色温T符合预设的色温合格标准，那么执行步骤S105，否则，返回执行步骤S102；

需要说明的是，如前所述，所述显示器的YCbCr信号（差分信号）包括有：亮度分量Y、蓝色色度分量Cb和红色色度分量Cr。

步骤S105：通过预设的信号转换公式，将符合预设色温合格标准和预设色差合格标准的显示器的YCbCr（差分信号）转换为RGB（红绿蓝）信号值；

需要说明的是，通过该步骤S105，获得符合预设色温合格标准和预设色差合格标准的RGB值。

在本发明中，所述YCbCr差分信号转换为RGB信号值的公式为：R=Y+1.402×Cr，G=Y-0.34414×Cb-0.71414×Cr，B=Y+1.772×Cr。

步骤S106：根据所述RGB值对显示器的RGB值进行调整，实现调整显示器的灰阶，最终使得显示器满足灰阶一致性要求（也就是说使得显示器上显示的图片符合灰阶一致性的要求）。

需要说明的是，对于任意一个灰阶i，用RGB信号表示为R=r，G= g，B= b。例如，灰阶16，用RGB（红、绿、蓝）信号表示为R=17，G=16，B=18。因此，通过该步骤S106，可以获得符合预设色温合格标准和预设色差合格标准的灰阶i，也就是说，显示器的每个灰阶i可以满足一致性要求。

在本发明中，具体实现上，可以在显示器上依次显示并调节255、240、224、208、192、176、160、144、128、112、96、80、64、48、32灰阶的Cb、Cr的值，直到T、△uv满足规格，并根据上述转换公式将YCbCr（差分信号）转换为RGB的值。最后通过求平均值的方法就可以得到0~255每一灰阶的RGB值。例如，对于240~224之间的任意灰阶i，其RGB值如下：

R（i）=R（240）+（（R（i）-R（240））/（R（240）-R（224））

G（i）=G（240）+（（G（i）-G（240））/（G（240）-G（224））

B（i）=B（240）+（（B（i）-B（240））/（B（240）-B（224））

通过上述公式，依次进行计算即可获得任意灰阶i的RGB值。 从而可以根据该RGB值，实现对显示器灰阶的调整。

      对于本发明，其提供了一种自动调整显示器灰阶一致性的方法，主要是对每一个需要调整灰阶i的YCbCr（差分信号）的Cb、Cr进行调整，使色温T、色差△uv满足预先设定的合格标准（规格），最后通过公式计算出RGB值，将该RGB值写入到显示器的图像显示芯片中，使显示器灰阶一致性满足要求。本发明提供的这种方法实现了自动调整灰阶一致性的功能，使得显示器具有很好的灰阶一致性，能够满足瑞典专业职员联盟TCO测试的需求，节省了大量的人力，有效的提高了工作效率。

综上所述，与现有技术相比较，本发明提供了一种自动调整显示器灰阶一致性的方法，可以通过自动调整显示器灰阶一致性，使得有效地减少显示器的亮度与输入电压信号之间存在的失真，使得显示器的亮度显示正常，提高显示器的图像显示效果，有利于提高用户对显示器的产品使用感受，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种自动调整显示器灰阶一致性的方法，其特征在于，包括步骤：

A）在显示器上显示任意一个灰阶i的图片；

B）测量显示器的色温T，如果色温T符合预设的色温合格标准，那么执行步骤C），否则，改变该显示器差分信号YCbCr中的蓝色色度分量Cb的值，直到显示器的色温T符合预设色温合格标准；

C）继续测量显示器的色差△uv，如果色差△uv符合预设的色差合格标准，那么执行步骤D），否则，改变该显示器差分信号YCbCr中的红色色度分量Cr的值，直到显示器的色差△uv符合预设的色差合格标准；

D）再次测量该显示器的色温T，如果色温T符合预设的色温合格标准，那么执行步骤E），否则，返回执行步骤B）；

E）通过预设的信号转换公式，将符合预设色温合格标准和预设色差合格标准的显示器的差分信号YCbCr转换为红绿蓝RGB信号值；

F）根据所述RGB值对显示器的RGB值进行调整，实现调整显示器的灰阶，最终使得显示器满足灰阶一致性要求。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过一个显示器色彩分析仪CA-210来测试显示器的色温T和色差△uv。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤B）中，所述色温合格标准为：对于显示器的任意两个相差16的灰阶，低灰阶的色温比高灰阶的色温高100~150K。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤C）中，所述色差合格标准为：显示器的每个灰阶的色差与255灰阶色差之间的差值为-0.0005~+0.0005。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤E）中，所述预设的信号转换公式为：R=Y+1.402×Cr，G=Y-0.34414×Cb-0.71414×Cr，B=Y+1.772×Cr。

6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在显示器上依次显示255、240、224、208、192、176、160、144、128、112、96、80、64、48、32灰阶的图片，分别调节这些灰阶的Cb、Cr的值，直到T、△uv分别满足色温合格标准和色差合格标准，然后通过预设的信号转换公式将每个灰阶的差分信号YCbCr转换为RGB的值，最后通过求平均值的方法就可以得到0~255每一灰阶的RGB值，最终实现对0~255灰阶的自动调整。

Images