伽马修正系统和方法

摘要

本发明提供一种伽马修正系统和方法。在本发明中，用于液晶显示器的显示面板的伽马修正方法包括：测量显示面板的中心区域的预设的最高灰阶和最低灰阶的实际亮度值；基于中心区域的所述预设的最高灰阶和最低灰阶的实际亮度值，计算中心区域的各个预设绑点灰阶的目标亮度值，所述各个预设绑点灰阶在所述预设的最高灰阶和最低灰阶之间；根据中心区域的所述各个预设绑点灰阶的目标亮度值来分别调整中心区域和两侧区域的所述各个预设绑点灰阶，计算调整后的中心区域和两侧区域的各个预设绑点灰阶的补偿灰阶值；存储中心区域和两侧区域的补偿灰阶值，并利用所存储的中心区域和两侧区域的补偿灰阶值修正中心区域和两侧区域的伽马曲线。

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示器领域，具体来讲，涉及一种用于液晶显示器的显示面板的伽马修正系统和方法。

背景技术

目前，现有的液晶显示器只有一组伽马电压，光学工程师通常只能针对显示面板的中心点去调节伽马曲线，造成面板的中心区域的显示效果最佳(伽马值为2.2)，而面板的两侧的显示效果较差。例如，测量一片显示面板的模组，以中心点以及另外四个位置(如图1所示)的伽马曲线为例。如图2所示，中心点的伽马曲线已经调到最佳，通过测量可以得到另外四个位置的伽马曲线。可以得出结论：测量位置越远离中心点，其伽马曲线也越偏离2.2。

申请号为201510387860.X的中国专利申请公开了一种液晶显示面板的伽马调整方法，所述方法包括：对液晶显示面板的显示区域进行划分，以获取n个子显示区域，将全灰阶画面划分为n组，以获取n个灰阶画面组，使n个子显示区域同时显示相应的灰阶画面组中的第一选定灰阶画面，使用设置在子像素区域(通常为中心区域)上的光电传感器检测第一选定灰阶画面的亮度，根据第一选定灰阶画面的灰阶以及第一选定灰阶画面的亮度，获取液晶显示面板的伽马曲线，以及根据预设的伽马曲线对液晶显示面板的伽马曲线进行调整。这种方法无法针对显示面板的不同区域调整伽马曲线。

在现有技术中，通常使用的伽马调节方法仅针对显示面板的中心点来调节伽马电压，图1是液晶显示器上的多个位置的示图，图2是针对图1中的多个位置的使用上述伽马调节方法调节后的伽马曲线图。

如图1所示，中心点位于显示面板的中心位置，位置1、2、3和4依次偏离中心点，通过针对中心点调节伽马曲线来调整整个显示面板的显示效果。通常液晶显示器的标准伽马值为2.2，该值下的显示效果最佳。在这个实施例中，通过调整伽马电压来使中心点的伽马值等于或趋近于2.2。如图2所示，对于越远离中心点的位置，测量到的伽马曲线越偏离2.2，即，越偏离中心区域的位置，其显示效果越差。由此可见，仅调节中心点的伽马电压难以保证整个显示面板的显示效果，尤其是针对不同的区域，随着位置偏离中心点，其显示效果变得 越来越差。

因此，就调节显示面板的不同区域的显示效果而言，现有的伽马调节方法存在着诸多不足。如何更有效地调节显示面板的伽马曲线并针对不同区域进行伽马调节以改善显示效果成为当前的难题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种伽马修正系统和方法。

根据本发明的示例性实施例，提供一种用于液晶显示器的显示面板的伽马修正方法，所述方法包括：测量显示面板的中心区域的预设的最高灰阶和最低灰阶的实际亮度值；基于中心区域的所述预设的最高灰阶和最低灰阶的实际亮度值，计算中心区域的各个预设绑点灰阶的目标亮度值，所述各个预设绑点灰阶在所述预设的最高灰阶和最低灰阶之间；根据中心区域的所述各个预设绑点灰阶的目标亮度值来分别调整中心区域和两侧区域的所述各个预设绑点灰阶，计算调整后的中心区域和两侧区域的各个预设绑点灰阶的补偿灰阶值；存储中心区域和两侧区域的补偿灰阶值，并利用所存储的中心区域和两侧区域的补偿灰阶值修正中心区域和两侧区域的伽马曲线。

可选地，测量显示面板的中心区域的预设的最高灰阶和最低灰阶的实际亮度值的步骤包括：使显示面板显示预设的最高灰阶和最低灰阶的画面；分别测量并记录显示面板的中心区域的所述预设的最高灰阶和最低灰阶的实际亮度值。

可选地，根据中心区域的所述目标亮度值来调整中心区域和两侧区域的所述各个预设绑点灰阶并计算调整后的中心区域和两侧区域的补偿灰阶值的步骤包括：使显示面板显示所述各个预设绑点灰阶的画面，测量显示面板的中心区域的所述各个预设绑点灰阶的实际亮度值；根据中心区域的所述各个预设绑点灰阶的目标亮度值来调整中心区域的所述各个预设绑点灰阶，以使所述各个预设绑点灰阶的实际亮度值分别等于各个预设绑点灰阶的目标亮度值；计算调整后的中心区域的各个预设绑点灰阶的补偿灰阶值。

可选地，根据中心区域的所述目标亮度值来调整中心区域和两侧区域的所述各个预设绑点灰阶并计算调整后的中心区域和两侧区域的补偿灰阶值的步骤还包括：测量显示面板的两侧区域的所述各个预设绑点灰阶的实际亮度值；根据调整后的中心区域的各个预设绑点灰阶的亮度值来调整两侧区域的对应的各个预设绑点灰阶，以使两侧区域的各个预设绑点灰阶的实际亮度值分别等于中 心区域的各个预设绑点灰阶的目标亮度值；计算调整后的两侧区域的各个预设绑点灰阶的补偿灰阶值。

可选地，通过调整伽马电压来调整中心区域和两侧区域的各个预设绑点灰阶。

可选地，所述预设的最高灰阶和最低灰阶分别是255灰阶和0灰阶。

可选地，所述方法还可包括：根据灰阶亮度公式计算中心区域的各个预设绑点灰阶的目标亮度值，其中，灰阶亮度公式为：Tn(n为灰阶的值，Tn为与灰阶值对应的目标亮度值，L255为255灰阶的实际亮度值，L0为0灰阶的实际亮度值)。

可选地，所述各个预设绑点灰阶分别为16灰阶、31灰阶、127灰阶和223灰阶。

可选地，所述方法还包括：接收原始图像数据，区分图像显示区域，在存储的各个区域的补偿灰阶值中查找与图像显示区域对应的补偿灰阶值，利用查找到的补偿灰阶值相应地修正各个区域的伽马曲线，将修正后的图像数据发送到显示面板。

根据本发明的示例性实施例，提供一种用于液晶显示器的显示面板的伽马修正系统，包括伽马调节模块和控制模块。伽马调节模块包括主传感器模块、副传感器模块和计算模块。主传感器模块安装在显示面板的中心区域上，并用于测量显示面板的中心区域的多个灰阶的实际亮度值。副传感器模块安装在显示面板的两侧区域上，并用于测量显示面板的两侧区域的多个灰阶的实际亮度值。计算模块被配置为：使显示面板显示预设的最高灰阶和最低灰阶的画面，从主传感器模块接收显示面板的中心区域的所述预设的最高灰阶和最低灰阶的实际亮度值；基于中心区域的所述预设的最高灰阶和最低灰阶的实际亮度值，计算中心区域的各个预设绑点灰阶的目标亮度值，所述各个预设绑点灰阶在所述预设的最高灰阶和最低灰阶之间；使显示面板显示所述各个预设绑点灰阶的画面；从主传感器模块接收中心区域的所述各个预设绑点灰阶的实际亮度值，计算通过控制模块调整后的中心区域的各个预设绑点灰阶的补偿灰阶值；从副传感器模块接收两侧区域的所述各个预设绑点灰阶的实际亮度值，计算通过控制模块调整后的两侧区域的各个预设绑点灰阶的补偿灰阶值。控制模块被配置为：根据计算出的中心区域的所述各个预设绑点灰阶的目标亮度值来调整中心 区域和两侧区域的所述各个预设绑点灰阶，以使中心区域和两侧区域的所述各个预设绑点灰阶的实际亮度值分别等于中心区域的各个预设绑点灰阶的目标亮度值；从计算模块接收中心区域和两侧区域的补偿灰阶值以进行存储，利用所存储的中心区域和两侧区域的补偿灰阶值修正中心区域和两侧区域的伽马曲线。

可选地，控制模块还被配置为：根据计算出的中心区域的所述各个预设绑点灰阶的目标亮度值来调整中心区域的所述各个预设绑点灰阶，以使中心区域的所述各个预设绑点灰阶的实际亮度值分别等于所述各个预设绑点灰阶的目标亮度值。

可选地，控制模块还被配置为：根据调整后的中心区域的各个预设绑点灰阶的亮度值来调整两侧区域的对应的各个预设绑点灰阶，以使两侧区域的各个预设绑点灰阶的实际亮度值分别等于中心区域的各个预设绑点灰阶的目标亮度值。

可选地，控制模块通过调整伽马电压来调整中心区域和两侧区域的各个预设绑点灰阶。

可选地，所述预设的最高灰阶和最低灰阶分别是255灰阶和0灰阶。

可选地，计算模块还被配置为：根据灰阶亮度公式计算中心区域的各个预设绑点灰阶的目标亮度值，其中，灰阶亮度公式为：Tn(n为灰阶的值，Tn为与灰阶值对应的目标亮度值，L255为255灰阶的实际亮度值，L0为0灰阶的实际亮度值)。

可选地，所述各个预设绑点灰阶分别为16灰阶、31灰阶、127灰阶和223灰阶。

可选地，控制模块还可被配置为：接收原始图像数据，区分图像显示区域，在存储的各个区域的补偿灰阶值中查找与图像显示区域对应的补偿灰阶值，利用查找到的补偿灰阶值相应地修正各个区域的伽马曲线，将修正后的图像数据发送到显示面板。

将在接下来的描述中部分阐述本发明另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本发明的实施而得知。

附图说明

通过下面结合附图进行的对实施例的描述，本发明的上述和/或其它目的和 优点将会变得更加清楚，其中：

图1是液晶显示器的显示面板上的多个位置的示图；

图2是使用现有的伽马调节方法调节后的多个位置的伽马曲线图；

图3是根据本发明的实施例的用于液晶显示器的显示面板的伽马修正系统的架构图；

图4是根据本发明的实施例的控制模块的结构图；

图5是根据本发明的实施例的针对液晶显示器的显示面板的中心区域的操作流程图；

图6是根据本发明的实施例的针对液晶显示器的显示面板的两侧区域的操作流程图；

图7是根据本发明的实施例的一组示例性的灰阶与亮度数据；

图8是根据本发明的实施例的修正液晶显示器的显示面板的伽马曲线的操作流程图；

图9示出了根据本发明的实施例的用于图像显示的图像数据流。

具体实施方式

在下文中，将结合附图详细描述本发明的实施例。在附图中，清楚而简明地示出了与发明构思有关的主要元件，可夸大层或区域的形状，并且可省略次要的元件以避免表述不清楚。在整个说明书附图中，相同的附图标记始终指示相同的元件。然而，本发明不局限于下述实施例。在各个实施例或相应的方法描述中涉及的特征、元件或结构，均可单独或组合应用于其他实施例。

本发明提出一种区域性的伽马修正方案，来针对显示面板的不同区域调节伽马曲线。本文以薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)的应用为例来进行具体说明。

图3是根据本发明的实施例的用于显示面板的伽马修正系统的架构图。该系统为用于液晶显示器(LCD)的显示面板101的伽马修正系统，系统包括伽马调节模块，所述伽马调节模块包括：主传感器模块103、副传感器模块102和104、计算模块106。系统还包括控制模块105。计算模块106可以是计算机、处理器等硬件装置或者可通过软件代码实现的固件或应用程序。控制模块105 可以通过硬件电路板等硬件装置来实现，或者可通过软件代码来实现。

主传感器模块103安装在LCD的显示面板101的中心区域上，并用于测量显示面板101的中心区域的多个灰阶的实际亮度值。副传感器模块102和104安装在显示面板的两侧区域上，并用于分别测量显示面板101的两侧区域的多个灰阶的实际亮度值。主传感器模块103与副传感器模块102和104相互连接并进行通信。主传感器模块103通过通用串行总线(USB)或通用异步收发传输器(UART)连接到计算模块106，以与计算模块106进行通信。主传感器模块103通过I2C总线或串行外设接口(SPI)连接到控制模块105，以与控制模块105进行通信。此外，计算模块106还可通过有线和/或无线连接方式与控制模块105进行通信。

计算模块106使显示面板101显示预设的最高灰阶和最低灰阶的画面，其中，预设的最高灰阶可以是255灰阶，预设的最低灰阶可以是0灰阶。可选地，预设的最高灰阶和最低灰阶可以是其它灰阶值。相应地，主传感器模块103测量显示面板101的中心区域的所述预设的最高灰阶和最低灰阶的实际亮度值，并将测得的亮度值发送到计算模块106。

计算模块106从主传感器模块103接收显示面板101的中心区域的所述预设的最高灰阶和最低灰阶的实际亮度值。然后，计算模块106基于中心区域的所述预设的最高灰阶和最低灰阶的实际亮度值，来计算中心区域的各个预设绑点灰阶的目标亮度值。其中，所述各个预设绑点灰阶在所述预设的最高灰阶和最低灰阶之间，例如，各个预设绑点灰阶可以是16灰阶、31灰阶、127灰阶、223灰阶，等等。

然后，计算模块106使显示面板101显示所述各个预设绑点灰阶的画面，主传感器模块103测量显示面板101的中心区域的所述各个预设绑点灰阶的实际亮度值，并将测得的亮度值发送给计算模块106。计算模块106从主传感器模块103接收中心区域的所述各个预设绑点灰阶的实际亮度值。控制模块105根据计算出的中心区域的所述各个预设绑点灰阶的目标亮度值来调整中心区域的所述各个预设绑点灰阶，以使所述各个预设绑点灰阶的实际亮度值分别等于各个预设绑点灰阶的目标亮度值。主传感器模块103测量调整后的中心区域的各个预设绑点灰阶的实际亮度值，并将测得的亮度值发送给计算模块106。计算模块106计算调整后的中心区域的各个预设绑点灰阶的补偿灰阶值。

此外，副传感器模块102和104测量显示面板101的两侧区域的所述各个 预设绑点灰阶的实际亮度值，并将测得的亮度值发送给计算模块106。计算模块106从副传感器模块102和104接收两侧区域的所述各个预设绑点灰阶的实际亮度值。控制模块105根据调整后的中心区域的各个预设绑点灰阶的亮度值来调整两侧区域的对应的各个预设绑点灰阶，以使两侧区域的各个预设绑点灰阶的实际亮度值分别等于中心区域的各个预设绑点灰阶的目标亮度值。副传感器模块102和104测量调整后的两侧区域的各个预设绑点灰阶的实际亮度值，并将测得的亮度值发送给计算模块106。计算模块106计算调整后的两侧区域的各个预设绑点灰阶的补偿灰阶值。

然后，控制模块105从计算模块106接收中心区域和两侧区域的补偿灰阶值，并在存储器中存储接收到的补偿灰阶值，控制模块105可以利用所存储的中心区域和两侧区域的补偿灰阶值来修正中心区域和两侧区域的伽马曲线。

图4是根据本发明的实施例的用于伽马修正的控制模块的结构图。例如，控制模块可以是具有控制功能的控制电路板201。控制电路板201包括可编程伽马校正缓冲集成电路(P-gamma IC)202、时序控制器(TCON)203和存储器204。P-gamma IC 202可根据伽马修正操作来产生伽马基准电压。存储器204用于存储接收到的显示面板的不同区域的补偿灰阶值，存储器204可以是各种电子存储装置，例如闪存、电可擦可编程只读存储器(E2PROM)等。时序控制器203可以读取存储器204中的补偿数据，并基于补偿数据对显示面板的各个区域的伽马曲线进行修正。

图5是根据本发明的实施例的针对显示面板101的中心区域的操作流程图。

在步骤S101，通过计算模块106使液晶显示面板101显示255灰阶的画面，通过主传感器模块103测量显示面板101的中心区域的当前亮度值，并将该测量值记录为L255。在步骤S102，通过计算模块106使显示面板显示0灰阶的画面，通过主传感器模块103测量显示面板101的中心区域的当前亮度值，并将该测量值记录为L0。在步骤S103，计算模块106根据计算公式(1)计算各个预设绑点灰阶(例如，16灰阶、31灰阶、127灰阶、223灰阶等)的目标亮度值，并将计算出的目标亮度值分别记录为Tn，例如，T16、T31、T127、T223等。

Tn(n＝16、31、127、223等自然数) (1)

其中，n为灰阶的值，Tn为与灰阶值对应的目标亮度值，L255为255灰阶的实际亮度值，L0为0灰阶的实际亮度值。

在步骤S104，通过计算模块106使显示面板101显示需要调整的灰阶(即，各个预设绑点灰阶，例如16灰阶、31灰阶、127灰阶、223灰阶等)的画面，通过主传感器模块103测量显示面板101的中心区域的当前亮度值，并将该测量值分别记录为Ln。通过控制模块105调整伽马电压来使显示面板的中心区域的Ln等于Tn。然后，针对显示面板101的中心区域的操作结束。

图6是根据本发明的实施例的针对显示面板101的两侧区域的操作流程图。

在步骤S201，获取显示面板101的中心区域的各个绑点灰阶的亮度值，并将其记录为L0、L16、L31、L127等。在步骤S202，通过计算模块106将画面切换为需要调整的灰阶画面，并调整两侧区域的各个绑点灰阶，以使两侧区域的各个绑点灰阶的亮度值分别等于中心区域的各个预设绑点灰阶的亮度值(例如，16灰阶、31灰阶、127灰阶、223灰阶等灰阶的目标亮度值)，例如，当调整16灰阶的画面时，以16灰阶为调整的起点，增加或降低灰阶，直到两侧区域的绑点灰阶的亮度与中心区域的绑点灰阶的亮度一致。在步骤S203，将各个区域的灰阶数据和亮度数据发送到计算模块以进行进一步的处理。

图7是根据本发明的实施例的一组示例性的灰阶与亮度数据。如图7所示，标准灰阶的值为0、16、31、127、223、254、255等。当标准灰阶为16灰阶时，在根据本发明的实施例的伽马修正方案中，中心点的亮度为0.7尼特(nits)，侧边亮度为0.71尼特，相应的灰阶值为15。可见，通过使用本发明的伽马修正方法可以较好地修正显示面板中心区域和两侧区域的灰阶与亮度，有效改善整个显示面板的显示效果。

图8是根据本发明的实施例的修正显示面板的伽马曲线的操作流程图。

首先，控制模块中的时序控制器(TCON)上电以开始操作。在步骤S301，TCON从控制模块中的存储器读取所存储的各个区域的补偿灰阶值。在步骤S302，TCON从显示系统的前端电路板接收原始图像数据。在步骤S303，基于显示面板和图像数据来区分图像的显示区域。在步骤S304，根据不同的显示区域查找相应的补偿灰阶值，以针对不同的区域分别进行修正或补偿。在步骤S305，将补偿或修正后的图像数据发送到LCD，从而在LCD的显示面板上显示修正后的图像。至此，上述伽马修正过程结束。

图9示出了根据本发明的实施例的用于图像显示的图像数据流。显示系统的电路板301将原始图像数据流发送到控制模块302，在控制模块302中设置有 时序控制器(TCON)303和存储器304，TCON 303可执行伽马修正处理，存储器304可存储补偿灰阶值等数据或信息。控制模块302根据上述伽马修正操作对原始图像数据进行处理，以产生补偿或修正后的图像数据。然后，控制模块302将补偿后的图像数据发送到LCD 305，通过LCD 305的显示面板来显示修正后的图像。

在本文参照附图描述的各个操作过程中，可根据具体实施方式添加或删除一些步骤，并且不必按照附图示出的特定操作顺序来执行处理，或者可省略一些操作步骤。

通过采用本发明的伽马修正系统和方法，可以针对显示面板的不同区域进行灰阶补偿或修正，例如，可以使液晶显示面板水平区域上的伽马曲线最佳化，从而提高液晶显示面板的显示效果。

本发明的以上实施例仅仅是示例性的，而本发明并不受限于此。本领域技术人员应该理解：在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行改变，其中，本发明的范围在权利要求及其等同物中限定。