專利名稱：用于led背光白平衡的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例包括用于顯示器背光元件白平衡的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一些顯示器(諸如IXD顯示器)具有背光陣列，該背光陣列所具有的各個(gè)單獨(dú)的元件能夠各自獨(dú)立地被尋址和調(diào)制。所顯示的圖像特性可以通過系統(tǒng)地尋址背光陣列元件而得到改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一些實(shí)施例包括用于對(duì)LED顯示器背光執(zhí)行白平衡操作的方法和系統(tǒng)。 一些方面涉及迭代處理，在該迭代處理中，以LED背光的分辨率和IXD顯示器的分辨率之間的中間分辨率對(duì)顯示器背光亮度和顏色進(jìn)行采樣。一些方面涉及使用反卷積技術(shù)確定r、g 和b驅(qū)動(dòng)值差分的處理。一些實(shí)施例涉及用于顯示器背光白平衡的方法。該方法包括以下步驟a)獲得顯示器參數(shù)；b)捕獲所述顯示器的傳感器數(shù)據(jù)；c)執(zhí)行所捕獲的傳感器數(shù)據(jù)和所述顯示器之間的幾何校準(zhǔn)；d)計(jì)算顯示器背光的顏色轉(zhuǎn)換矩陣；e)以所選擇的白色值顯示所述背光；f)測(cè)量處于所選擇的白色值的所述背光的實(shí)際顏色，由此確定測(cè)量的背光顏色；g)基于可視亮度變化的最小化和測(cè)量的背光顏色來確定目標(biāo)亮度；h)確定目標(biāo)顏色；i)確定測(cè)量的背光顏色和所述目標(biāo)顏色之間的色差；j)基于所述色差確定歸一化的RGB色差；k)確定rgb色差驅(qū)動(dòng)值；和1)基于所述rgb色差值和用于顯示所選擇的白色值的原始驅(qū)動(dòng)值來確定新的rgb 驅(qū)動(dòng)值。一些實(shí)施例涉及另一種用于顯示器背光白平衡的方法。該方法包括以下步驟a)獲得顯示器參數(shù)；b)捕獲所述顯示器的傳感器數(shù)據(jù)；c)執(zhí)行所捕獲的傳感器數(shù)據(jù)和所述顯示器之間的幾何校準(zhǔn)；d)計(jì)算顯示器背光的顏色轉(zhuǎn)換矩陣；e)以所選擇的顏色值顯示所述背光；f)測(cè)量處于所選擇的顏色值的所述背光的實(shí)際顏色，由此確定測(cè)量的背光顏色， 所述測(cè)量是以顯示器LED背光分辨率和顯示器IXD像素分辨率之間的中間分辨率執(zhí)行的；g)基于可視亮度變化的最小化和測(cè)量的背光顏色來確定目標(biāo)亮度，所述目標(biāo)亮度是以所述中間分辨率確定的。h)確定目標(biāo)顏色；i)以所述中間分辨率確定測(cè)量的背光顏色和所述目標(biāo)顏色之間的色差；j)基于所述色差以所述中間分辨率確定歸一化的RGB色差；k)以所述中間分辨率確定rgb色差驅(qū)動(dòng)值；和1)基于所述rgb色差值和用于顯示所選擇的白色值的原始驅(qū)動(dòng)值來確定新的rgb 驅(qū)動(dòng)值，所述rgb驅(qū)動(dòng)值是以所述顯示器LED背光分辨率確定的。另外，一些實(shí)施例涉及用于變更顯示器背光白平衡的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用于感測(cè)顯示器的背光的光輸出的傳感器。該系統(tǒng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)被用于基于所述感測(cè)來確定適合于調(diào)節(jié)背光的白平衡的變更，并且所述計(jì)算機(jī)基于該變更來調(diào)節(jié)背光的白平衡。在考慮了結(jié)合附圖給出的本發(fā)明的以下詳細(xì)說明后，本發(fā)明的前述和其它目的、 特征和優(yōu)點(diǎn)將更容易地得到理解。


圖1是示出具有LED背光陣列的典型IXD顯示器的圖；圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施例的白平衡處理中的示例性步驟的流程圖；圖3是示出幾何顯示器結(jié)構(gòu)的示例性測(cè)試圖案的圖；圖4是示出用于獲得目標(biāo)亮度值的示例性濾波方法的圖；圖5是示出人類視覺系統(tǒng)的示例性對(duì)比敏感度函數(shù)的圖；圖6是示出示例性顯示器幾何結(jié)構(gòu)和采樣尺寸的圖；圖7是示出用于確定背光驅(qū)動(dòng)值差分的示例性迭代處理的流程圖；圖8是示出用于變更顯示器的特性的示例性計(jì)算裝置的圖。
具體實(shí)施例方式通過參考附圖，本發(fā)明的實(shí)施例將最好地得到理解，在附圖中同樣的部分始終用同樣的附圖標(biāo)記表示。特意將上面列出的附圖結(jié)合在此作為該詳細(xì)說明的一部分。容易理解的是，在本文的附圖中一般性地描述和示出的本發(fā)明的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。因此，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的實(shí)施例的以下更詳細(xì)的說明并非旨在對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限制，而僅僅是本發(fā)明的目前優(yōu)選實(shí)施例的代表。本發(fā)明的實(shí)施例的元件可以以硬件、固件和/或軟件來實(shí)施。盡管這里揭示的示例性實(shí)施例可能僅描述了這些形式中的一種，但應(yīng)理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠以這些形式中的任何一種來實(shí)現(xiàn)這些元件，同時(shí)不超出本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的一些實(shí)施例包括用于實(shí)現(xiàn)LED顯示器背光的白點(diǎn)平衡處理的系統(tǒng)和方法。在一些實(shí)施例中，LED白點(diǎn)平衡可以在沒有IXD面板的情況下執(zhí)行。在一些實(shí)施例中， 白點(diǎn)平衡可以在安裝有LCD面板的情況下執(zhí)行。在具有LCD面板的實(shí)施例中，可以將LCD 設(shè)置成白色以避免LCD灰色軌跡問題。在白點(diǎn)平衡中涉及的系統(tǒng)和處理的一些方面可以關(guān)于圖1進(jìn)行描述，圖1示出示例性LED白平衡系統(tǒng)。在該示例性系統(tǒng)中，計(jì)算裝置16(諸如個(gè)人計(jì)算機(jī))可以控制LCD 控制電路2和相關(guān)的LCD面板4，LED控制電路8和相關(guān)的LED背光源6，以及成像色度計(jì)
610 (攝像機(jī)/傳感器)。在該示例性系統(tǒng)中，來自計(jì)算裝置16的控制可以通過可包括各種有線和無線連接在內(nèi)的連接12、14和18實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，成像色度計(jì)10可以經(jīng)由通用串行總線(USB)連接而連接到計(jì)算裝置16。在一些實(shí)施例中，計(jì)算裝置16可以采用USB 連接、諸如數(shù)字視覺接口(DVI)連接、視頻圖形陣列(VGA)電纜等的視頻電纜連接14而連接到LED控制電路8。在一些實(shí)施例中，計(jì)算裝置16可以采用USB連接、諸如數(shù)字視覺接口 (DVI)連接、視頻圖形陣列(VGA)連接等的視頻電纜連接12而連接到IXD控制電路2。在一些實(shí)施例中，計(jì)算裝置16可以采用無線連接來連接到成像色度計(jì)10、IXD控制電路2和 /或LED控制電路8。在示例性白平衡處理中，使用從計(jì)算裝置16通過連接14發(fā)送給LED控制電路8 的初始LED驅(qū)動(dòng)值來點(diǎn)亮LED背光源6。成像色度計(jì)10然后測(cè)量來自LED背光源6的光輸出并確定LED背光源6的色度。LCD面板4可以存在或者可以不存在，并且如果存在，則可以被設(shè)置成全白狀態(tài)。基于來自成像色度計(jì)10的測(cè)量值，可以調(diào)節(jié)LED背光驅(qū)動(dòng)值以校正 LED背光源6的色度?？梢灾貜?fù)該處理直到成像色度計(jì)10檢測(cè)到正確的色度為止。本發(fā)明的一些實(shí)施例可以參考圖2來描述，圖2示出LED顯示器背光的示例性白平衡算法的流程圖。最初，可以為顯示器建立顯示器參數(shù)(S20)。這些顯示器參數(shù)可以包括幾何顯示器參數(shù)，諸如LED塊(LED背光元件)和/或LCD像素的尺寸、形狀、方向和數(shù)目。 也可以在所捕獲的攝像機(jī)(傳感器)數(shù)據(jù)和顯示器之間執(zhí)行幾何校準(zhǔn)(S22)。在一些實(shí)施例中，幾何校準(zhǔn)(S2》可以包括使所捕獲的攝像機(jī)/色度計(jì)(傳感器)像素相關(guān)從而顯示 LED位置。在一些實(shí)施例中，也可以執(zhí)行顏色校準(zhǔn)(S24)。顏色校準(zhǔn)(S24)可以包括計(jì)算一個(gè)或多個(gè)顏色轉(zhuǎn)換矩陣，諸如RGB到XYZ矩陣及其逆向的XYZ到RGB矩陣。在顏色校準(zhǔn)(S24)之后，可以接著發(fā)生迭代處理25以實(shí)現(xiàn)LED背光白平衡。該迭代處理25可以包括顯示設(shè)置成白色值或所選擇的顏色值的LED背光以及測(cè)量背光輸出的實(shí)際顏色(S^)?；跍y(cè)量到的亮度圖(背光顏色)，于是可以確定使可視亮度變化(亮度不均勻)最小化的目標(biāo)亮度(S^)。這可以基于人類視覺系統(tǒng)的低空間頻率和高空間頻率處的降低的敏感度。在一些實(shí)施例中，可以用期望的色度(例如&和％)來計(jì)算目標(biāo)顏色X和Z (S30)。 示例性處理如下面的等式1所示。在一些實(shí)施例中，也可以確定測(cè)量的XYZ(測(cè)量的背光顏色)和目標(biāo)ΧΥΖ(目標(biāo)顏色)之間的CTZ坐標(biāo)差分(S32)。用于該步驟的示例性方法如下面的等式2所示。在一些實(shí)施例中，通過經(jīng)由下面的等式3獲得相應(yīng)的歸一化RGB (例如，歸一化RGB色差)(S34)，迭代處理25于是可以繼續(xù)進(jìn)行。在一些實(shí)施例中，然后可以使用反卷積(S36)來確定LED驅(qū)動(dòng)值r、g和b(rgb色差驅(qū)動(dòng)值)，諸如用下面的等式4來確定。在一些實(shí)施例中，可以例如通過使用下面的等式5來確定新的LED驅(qū)動(dòng)值(rgb驅(qū)動(dòng)值)(S38)。在一些實(shí)施例中，可以將LED驅(qū)動(dòng)值歸一化為最大脈寬調(diào)制(PWM) (S40)，使得LED驅(qū)動(dòng)值不超出范圍。然后可以重復(fù)包括如上所述的圖2中的步驟S^至S40的該迭代處理25，直到對(duì)于LED白平衡算法而言達(dá)到目標(biāo)顏色為止。在包括IXD面板4的示例性實(shí)施例中，可以通過在攝像機(jī)/色度計(jì)10 (傳感器) 捕獲到網(wǎng)格圖案并在捕獲到的圖像中檢測(cè)到網(wǎng)格位置時(shí)在LCD面板4上顯示網(wǎng)格圖案，來執(zhí)行幾何校準(zhǔn)(S22)。本發(fā)明的一些實(shí)施例的一些方面可以參考圖3來描述。在這些實(shí)施例中，當(dāng)不存在LCD面板4時(shí)，四個(gè)拐角LED塊50、5254和56 (拐角背光元件)可以被開啟并然后由攝像機(jī)/色度計(jì)10 (傳感器)捕獲。在一些實(shí)施例中，可以使用透視變換來將所捕獲的圖像映射到LED背光位置。在一些實(shí)施例中，除了 LED背光位置之外，還可以開啟中心LED 58 或者不靠近顯示器邊緣的另一 LED?？梢允褂迷摲沁吘壔蛑行腖ED 58來得到LED背光源6 的亮度分布。在一些實(shí)施例中，也可以執(zhí)行顏色校準(zhǔn)(S24)。顏色校準(zhǔn)(S24)可以包括計(jì)算一個(gè)或多個(gè)顏色轉(zhuǎn)換矩陣，諸如RGB到XYZ矩陣及其逆向的XYZ到RGB矩陣。在一些實(shí)施例中， 該處理可以使用以下步驟來執(zhí)行1. 一次開啟R、G和B背光LED中的一個(gè)；2.用色度計(jì)(例如，CA2000成像色度計(jì))捕獲所開啟的顏色；3.求所測(cè)量的顏色(XYZ)的平均值，并填充RGB2XYZ矩陣；4.計(jì)算作為RGB2XYZ矩陣的逆矩陣的XYZ2RGB矩陣。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，可以通過與每個(gè)LED相關(guān)的相應(yīng)的測(cè)量到的顏色值， 來為該LED導(dǎo)出XYZ2RGB和RGB2XYZ矩陣。本發(fā)明的實(shí)施例也可以包括以下迭代處理。1.顯示白色值或所選擇的顏色值(設(shè)置或估計(jì)RGB使得顯示器輸出接近于目標(biāo)白色值或所選擇的顏色值)(S26)(圖2)。2.測(cè)量顯示器的顏色(例如，CIE三色值X、Y、Z，和CIE色度x、y)。應(yīng)注意的是， 所測(cè)量的數(shù)據(jù)可以具有高于LED分辨率的空間分辨率。3.基于所測(cè)量的亮度圖，確定使可視亮度變化(不均勻)最小化的目標(biāo)亮度 (S28) 0這可以基于a.如圖5所示的人類視覺系統(tǒng)的低空間頻率和高空間頻率處的降低的敏感度；b.不需要校正人類視覺系統(tǒng)不能看到的亮度變化(例如可以確定與人類視覺系統(tǒng)的敏感度的提高相對(duì)應(yīng)的截止頻率以進(jìn)行濾波)在一些實(shí)施例中，可以將目標(biāo)亮度設(shè)置成近似為(例如使用人類視覺系統(tǒng)濾波器)低通濾波后的背光亮度，如圖4所示。在一些實(shí)施例中，可以使用以下等式用期望的色度&和％來計(jì)算目標(biāo)顏色X和 Z(S30)
權(quán)利要求
1.一種用于顯示器背光白平衡的方法，所述方法包括a)獲得顯示器的顯示器參數(shù)；b)捕獲所述顯示器的傳感器數(shù)據(jù)；c)執(zhí)行所捕獲的傳感器數(shù)據(jù)和所述顯示器之間的幾何校準(zhǔn)；d)計(jì)算顯示器背光的顏色轉(zhuǎn)換矩陣；e)以所選擇的白色值顯示所述背光；f)測(cè)量處于所選擇的白色值的所述背光的實(shí)際顏色，由此確定測(cè)量的背光顏色；g)基于可視亮度變化的最小化和測(cè)量的背光顏色來確定目標(biāo)亮度；h)確定目標(biāo)顏色；i)確定測(cè)量的背光顏色和所述目標(biāo)顏色之間的色差；j)基于所述色差確定歸一化色差；k)確定色差驅(qū)動(dòng)值；和1)基于所述色差值和用于顯示所選擇的白色值的原始驅(qū)動(dòng)值來確定新的驅(qū)動(dòng)值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括將所述新的驅(qū)動(dòng)值歸一化。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述顯示器參數(shù)包括由以下參數(shù)組成的一組參數(shù)中的至少一個(gè)參數(shù)所述顯示器背光的背光元件的尺寸、形狀、方向和數(shù)量。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述顯示器參數(shù)包括由以下參數(shù)組成的一組參數(shù)中的至少一個(gè)參數(shù)所述顯示器中的像素元件的尺寸、形狀、方向和數(shù)量。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述捕獲傳感器數(shù)據(jù)的步驟包括捕獲所述顯示器的色度計(jì)圖像。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述捕獲傳感器數(shù)據(jù)的步驟包括在所述顯示器的拐角背光元件和不接近邊緣的背光元件被點(diǎn)亮?xí)r捕獲所述顯示器的圖像。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述執(zhí)行所捕獲的傳感器數(shù)據(jù)和顯示器之間的幾何校準(zhǔn)的步驟包括使所捕獲的傳感器數(shù)據(jù)與顯示器元件相關(guān)聯(lián)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述計(jì)算顏色轉(zhuǎn)換矩陣的步驟包括將紅色、綠色和藍(lán)色背光元件各自獨(dú)立地點(diǎn)亮，以及測(cè)量每種顏色的顏色輸出。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述以所選擇的白色值顯示背光的步驟包括使用與目標(biāo)白色值匹配的估計(jì)的R、G和B背光值。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述測(cè)量處于所選擇的白色值的背光的實(shí)際顏色的步驟包括用色度計(jì)捕獲顯示器輸出。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述確定目標(biāo)亮度的步驟包括對(duì)亮度值進(jìn)行濾波以使可視亮度變化最小化。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述確定目標(biāo)亮度的步驟包括用低通濾波器對(duì)亮度值進(jìn)行濾波，所述低通濾波器具有與人類視覺系統(tǒng)的敏感度的提高相對(duì)應(yīng)的截止頻率。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中基于歸一化色差(AR，AG,ΔB)和所述顯示器的測(cè)量的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(Psf)，所述確定rgb色差驅(qū)動(dòng)值(Ar，Ag, Ab)的步驟包括使用以下關(guān)系式的反卷積(*)運(yùn)算
14.一種用于顯示器背光白平衡的方法，所述方法包括a)獲得顯示器的顯示器參數(shù)；b)捕獲所述顯示器的傳感器數(shù)據(jù)；c)執(zhí)行所捕獲的傳感器數(shù)據(jù)和所述顯示器之間的幾何校準(zhǔn)；d)計(jì)算顯示器背光的顏色轉(zhuǎn)換矩陣；e)以所選擇的顏色值顯示所述背光；f)測(cè)量處于所選擇的顏色值的所述背光的實(shí)際顏色，由此確定測(cè)量的背光顏色，所述測(cè)量是以顯示器背光分辨率和顯示器像素分辨率之間的中間分辨率執(zhí)行的；g)基于可視亮度變化的最小化和測(cè)量的背光顏色來確定目標(biāo)亮度，所述目標(biāo)亮度是以所述中間分辨率確定的；h)確定目標(biāo)顏色；i)以所述中間分辨率確定測(cè)量的背光顏色和所述目標(biāo)顏色之間的色差；j)基于所述色差以所述中間分辨率確定歸一化色差；k)以所述中間分辨率確定色差驅(qū)動(dòng)值；和1)基于所述色差值和用于顯示所選擇的白色值的原始驅(qū)動(dòng)值來確定新的驅(qū)動(dòng)值，所述驅(qū)動(dòng)值是以所述中間分辨率確定的。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括將所述新的驅(qū)動(dòng)值歸一化。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述捕獲傳感器數(shù)據(jù)的步驟包括在所述顯示器的拐角背光元件和不接近邊緣的背光元件被點(diǎn)亮?xí)r捕獲所述顯示器的圖像。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述計(jì)算顏色轉(zhuǎn)換矩陣的步驟包括將紅色、綠色和藍(lán)色背光元件各自獨(dú)立地點(diǎn)亮，以及測(cè)量每種顏色的顏色輸出。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述確定目標(biāo)亮度的步驟包括對(duì)亮度值進(jìn)行濾波以使可視亮度變化最小化。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述確定目標(biāo)亮度的步驟包括用低通濾波器對(duì)亮度值進(jìn)行濾波，所述低通濾波器具有與人類視覺系統(tǒng)的敏感度的提高相對(duì)應(yīng)的截止頻率。
20.如權(quán)利要求14所述的方法，其中基于歸一化色差(AR，AG，ΔΒ)和所述顯示器的測(cè)量的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(Psf)，所述確定色差驅(qū)動(dòng)值(ΔΓ，Ag, Ab)的步驟包括使用以下關(guān)系式的反卷積(*)運(yùn)算
21. 一種用于變更顯示器背光白平衡的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括(a)感測(cè)所述顯示器的背光的光輸出的傳感器；(b)基于所述感測(cè)來確定適合于調(diào)節(jié)所述背光的白平衡的變更，并且基于所述變更來調(diào)節(jié)所述背光的白平衡的計(jì)算機(jī)。
22.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述計(jì)算機(jī)包括接收由所述傳感器感測(cè)的光輸出的數(shù)據(jù)接收單元。
23.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述計(jì)算機(jī)包括校準(zhǔn)單元，該校準(zhǔn)單元基于由所述傳感器感測(cè)的光輸出來校準(zhǔn)所述顯示器以確定所述變更。
24.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述計(jì)算機(jī)包括基于所述變更來確定對(duì)所述背光的白平衡的調(diào)節(jié)的確定單元。
全文摘要
本發(fā)明的各方面涉及用于對(duì)LED顯示器背光執(zhí)行白平衡操作的系統(tǒng)和方法。一種方法包括獲得顯示器參數(shù)和捕獲顯示器的傳感器數(shù)據(jù)(S20)。執(zhí)行所捕獲的傳感器數(shù)據(jù)和顯示器之間的幾何校準(zhǔn)(S22)。也可以計(jì)算顯示器背光的顏色轉(zhuǎn)換矩陣(S24)。以所選擇的白色值顯示背光，然后執(zhí)行對(duì)背光的實(shí)際顏色的測(cè)量(S26)。接著，基于可視亮度變化的最小化和測(cè)量的背光顏色來確定目標(biāo)亮度(S28)。然后確定目標(biāo)顏色，并使用目標(biāo)顏色來確定測(cè)量的背光顏色和目標(biāo)顏色之間的色差(S30、S32)。由此，確定歸一化RGB色差和RGB色差驅(qū)動(dòng)值(S34、S36)。然后基于RGB色差值和原始驅(qū)動(dòng)值來確定新的RGB驅(qū)動(dòng)值(S38)。
文檔編號(hào)G09G3/34GK102165514SQ20098013842
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月30日
發(fā)明者X-F·馮, 藤原晃史 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社