LED顯示屏的色度處理技術(shù)從最基本的基色波長選擇、到白場色溫的調(diào)配、再到為提高色彩還原度而進行的色彩空間變換處理和為改善畫質(zhì)的色度均勻性處理、直到今天我們?yōu)榱藬U大色域再現(xiàn)更多的自然界色彩而采取的多基色(大于三基色)處理。各種色度處理技術(shù)貫穿著LED顯示屏的發(fā)展史,成為LED顯示屏這門綜合性學科中最核心的技術(shù)之一。
各類色度處理技術(shù)
1、基色波長的選擇
LED顯示屏在各行各業(yè)有著非常廣泛的應用,而在不同的應用場所對LED的基色波長有著不同的要求,對于LED基色波長的選擇有些是為了取得良好的視覺效果,有些是為了符合人們的習慣,而有些更是行業(yè)標準、國家標準甚至國際標準的規(guī)定。比如,對全彩顯示屏中綠管基色波長的選擇;早期大家普遍選用波長為570nm黃綠色LED,雖然成本較低,但顯示屏的色域較小、色彩還原度差、亮度低。而在選擇了波長為525nm的純綠管之后,顯示屏色域擴大了近一倍,且色彩還原度大幅提高,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$表示平盤。而在交通行業(yè)則是由國家標準嚴格規(guī)定了藍綠波段表示通行、紅色波段為禁行。因而,基色波長的選擇是LED顯示屏重要環(huán)節(jié)之一。
2、白場色坐標的調(diào)配
白場色坐標調(diào)配是全彩色LED顯示屏最基本的技術(shù)之一。但是在二十世紀90年代中期,由于缺乏行業(yè)標準和基本的測試手段,通常只是靠人眼、憑感覺確定白場色坐標,從而造成嚴重偏色和白場色溫的隨意性。隨著行業(yè)標準的頒布和測試手段的完備,許多制造商開始規(guī)范全彩屏配色工藝。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(diào)配百場色坐標,綜合性能得不到提高。
3、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(yè)內(nèi)人士的一大難題,一般認為LED的亮度不均勻可以進行單點校正,來改善亮度均勻性。而色度不均勻是無法進行校正的,只能通過對LED色坐標進行細分和篩選來改善。
隨著人們對LED顯示屏的要求越來越高,只對LED色坐標進行細分和篩選已無法滿足人們挑剔的目光,對顯示屏進行綜合校正處理,使色度均勻性得到改善是可實現(xiàn)的。
我們發(fā)現(xiàn)即使是國際第一品牌同一檔LED也存在較大的波長偏差和色飽和度偏差,而且該偏差范圍大大超過了人眼對綠色色差鑒別的閾值因此,進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(xiàn):在G檔范圍內(nèi)的任意一點綠色混合一定比例的紅色和藍色,都可以將混合色的色坐標調(diào)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)過校正后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內(nèi)紅綠藍三種LED盡可能采用集中分布使得紅綠藍的混色距離盡可能的近,才能取得較好的效果。而目前業(yè)內(nèi)通常采用的是LED均勻分布方法將會給色度均勻性校正帶來混亂。另外,數(shù)以萬計的紅綠藍LED色坐標的測量工作如何展開也是一個極為棘手的難題。
4、色彩還原處理
純藍、純綠LED的誕生,使全彩色LED顯示屏以其色域范圍寬、亮度高受到業(yè)內(nèi)的追捧。但是,由于紅綠藍LED的色品坐標與PAL制電視紅綠藍的色品坐標有較大的偏差,使得LED全彩屏的色彩還原度較差。尤其在表現(xiàn)人的膚色時,視覺上存在較為明顯的偏差。由此,色彩還原處理技術(shù)應運而生。下面推薦兩種色彩還原處理的方法:
其一:對紅綠藍三基色LED進行色坐標空間變換,使LED與PAL制電視兩者之間的三基色色坐標盡可能靠近,從而大大提高LED顯示屏的色彩還原度。但是,該方法大幅度縮減了LED顯示屏的色域范圍,使畫面的色飽和度大幅下降。
其二:只對人眼最敏感的膚色色域進行適當校正;而對其它人眼不夠敏感的色域盡可能少降低原有的色飽和度。如此處理,可在色彩還原度和色彩飽和度之間得到平衡。
各項色度處理技術(shù)在具體實施時,都是相互關聯(lián)的。綜合LED顯示屏還須進行亮度均勻性校正、灰度非線性變換、降噪處理、圖像增強處理、動態(tài)象素處理等,整個信號處理流程非常復雜。因此,我們必須從系統(tǒng)的角度對各項性能進行綜合權(quán)衡,把握好各項處理的次序,并加大信號處理的深度,才能使LED全彩色顯示屏展現(xiàn)一個五彩繽紛、絢麗多姿的精彩世界。