Adaptive LC/BL Feedback Control in Field Sequential Color LCD Technique for Color Breakup Minimization

A full-color image on field sequential color (FSC) displays is composed of color fields in temporal sequence. With the FSC mechanism, color filters of liquid crystal displays (LCDs) can be removed to heighten the light efficiency and lower the material cost. Color breakup (CBU), however, has appeared intrinsically to degrade visual qualities. A novel gray level determination of liquid crystal and backlight (LC/BL) was proposed to suppress the CBU artifact on FSC-LCDs. Based on the image content in each frame, a dominated color-mixed field was found to minimize the color difference between the CBU and original image. Additionally, the feedback algorithm for the adaptive LC/BL signals was developed and implemented on a 32-inch optically compensated bend (OCB) mode LC panel. According to the evaluation of experiments and observations, the proposed method has been demonstrated to greatly suppress CBU in LCD applications.      

基于FPGA的色彩空间RGB与HSI的相互转化算法

以LED背光源液晶电视为应用背景,研究了在FPGA硬件平台上实现两色彩空间RGB、HSI的相互转化的算法及电路。     

关于点阵式LED动态背光源及其驱动电路的设计

由于液晶本身不发光,需要通过背光照明,因此目前大多数产品采用冷阴极射线荧光灯（CCFL）作为背光源,但因CCFL的亮度不容易控制和响应速度慢等缺点,造成液晶显示的能源浪费和动态模糊。文章提出了一种基于点阵式LED的动态背光源结构,将单个LED发出的光投射区域限制在散光膜的单一区域,即每个LED只负责液晶部分区域的背光照明。文章还设计了动态背光源的驱动电路,通过对显示的画面进行分析．采用亮度动态控制的方式可以得到不同区域的最佳亮度,同时驱动LED背光达到相应的亮度。并利用Matlab软件仿真LED背光源,结果表明采用动态背光源能有效地降低功耗．提高图像对比度。     

基于PDP的液晶场序驱动物理仿真研究

在分析等离子体显示器（Plasma display panel,PDP）和LCD场序驱动原理的基础上,提出了一种场序液晶（Field sequential color LCD,FSC—LCD）色彩分离（Color breakup,CBU）现象的物理仿真方法,并建立了基于PDP的场序驱动物理仿真平台。实验验证表明该实验平台能够实现对FSC-LCD的CBU仿真。在此基础上,利用彩色分离角度方法定量评价了图像运动速度、图像亮度、观察距离、子场频率和图像尺寸对CBU的影响,实验结果表明图像运动速度对CBU的影响最为严重。     

一种基于LCD-LED双调制显示器的HDR图像显示方法

提出一种针对HDR图像的显示方法,该方法应用于LCD-LED双调制高动态显示器,旨在使显示器更好地显示HDR图像要求的亮度细节,提高视觉质量。首先,建立HDR图像亮度与LED亮度范围对应关系,使用光扩散函数作为背光LED亮度取值范围的权重。然后,统计LED的亮度辐射区域内不同LED发光强度等级的权重,取权重最大者对应的亮度作为该背光LED亮度。最后,利用依据LED亮度生成LED背光扩散图像与HDR图像计算出LCD显示图像。仿真结果表明,该算法可以使显示器亮度失真率系数低至0.006以下。在LCD-LED双调制高动态显示器上实验验证结果表明,该算法可以有效提高图像的层次感,有效抑制LCD-LED双调制高动态显示器的"光晕"以及亮度截断现象,提高显示质量。     

LED波长一致性和温度均匀性对背光源色差的影响

直下式动态三基色LED背光源具有色域广、寿命长、节能环保、对比度高等优势,但许多因素限制了其颜色的表现力。研究了LED波长一致性、背光温度均匀度两个因素对色差的影响,指出为使色差小于人眼所能分辨范围(CIE1976色坐标体系Δu′v′小于0.005),LED的主波长波动范围应低于5nm,背光源不同位置的最大温差应低于8℃。     

大尺寸TFT-LCD的LED背光技术

传统的薄膜晶体管液晶显示器(thin film transister crystal display,TFT-LCD)通常采用冷阴极荧光灯(cold cathode fluorescent lamps,CCFL)作为背光光源。相比较而言,由于发光二极管(LED)TFT-LCD背光源系统具有色彩还原性好、对比度高、亮度高等优点,近年来应用于大尺寸TFT-LCD的LED背光技术取得了长足的进步。当前应用于大尺寸TFT-LCD的LED背光源主要有两种:RGBLED背光源和白光LED背光源。大尺寸的LED背光系统结构主要采用直下式和侧式结构。本文将对这几方面进行系统阐述,并对大尺寸TFT-LCD的LED背光系统的应用前景进行预测。     

全色LED显示器中亮度参数的研究

近年全彩色的LED视频显示屏得到了广泛的应用。但是很多全彩色LED显示屏会随着环境温度的变化,出现显示色彩畸变的现象。在不同环境温度下,由于LED器件的特性使LED显示屏的红、绿、蓝色的显示亮度都会不同程度地发生偏移,其中蓝色LED的亮度偏移量较小,红色LED的偏移量较大。LED的这种特性严重影响了全色显示屏的白场平衡,导致显示屏色度发生畸变。文章根据LED的环境特性,提出了一种亮度补偿技术,来修复由温度引起的RGB三基色LED的亮度,以校正全色显示屏的色度畸变问题。文中为了补偿RGB三基色的亮度误差,提出根据不同的环境温度,设定RGB三基色的伽玛校正曲线,使LED显示屏在不同灰度级情况下,得到不同的亮度补偿,以获得高质量的图像。     

数字电视宽色域测量的色块校准方法

数字电视显示器的宽色域技术是显示领域的发展方向.近年来,宽色域显示器件和显示方式有长足进步,以发光二极管为背光源的液晶显示器等已商品化.采用三维色域测量方法,可以比传统测量方法更加准确地衡量产品的色域.提出了利用显示器宽色域色块校准方法,解决三维色域测量的准确性问题.     

基于FPGA动态背光源及其驱动电路设计

LCD显示离不开背光源的辅助,而现在绝大多数显示器采用恒定亮度背光源,存在显示效果动态模糊以及低对比度等问题,并且耗能也较为严重.文章着重叙述一种基于视频内容逐帧分析,然后选择最佳背光亮度的一种由FPGA控制的动态背光源设计方案.实验采用的是TI公司的TLC5947,具有多个输出通道,可以适用于大规模显示屏.     

白光LED对直下式TV背光色域的影响

白光LED背光源具有光学特性好、功耗低、寿命长、对比度高、驱动系统简便等优势,但并不是所有的LED产品都适合做背光光源。研究了液晶面板和不同的白光LED产品对色域的影响,指出只有通过选择适当波长的LED和与之相匹配的彩膜,才能得到较高的色彩还原性。一般照明用二波段LED产品由于形成混合峰,相互之间的制约使得其最高只能达到75.2%的NTSC色域;而对三波段LED产品,三波峰相对独立,故能实现较高的84.2%色域。     

Application of Taguchi Method in Light-Emitting Diode Backlight Design for Wide Color Gamut Displays

This paper utilizes the Taguchi design method to optimize the design parameters of a light-emitting diode (LED) backlight unit for wide color gamut liquid crystal displays (LCDs). In optimizing the design, the parametric analyses consider two particular regions of the backlight unit, namely, the color-mixing zone and the extractor zone. The Taguchi experiments are configured in ${rm L} _{9} (3 ^{4} )$ orthogonal arrays and are designed to evaluate the effects of the design parameters on the color-difference, optical efficiency and luminance of the unit. The analysis of variance (ANOVA) results reveal that the optical efficiency and color-difference properties are determined primarily by the reflector design and the length of the color mixing zone, respectively, while the luminance to the LCD panel is affected principally by the taper angle of the optical microstructures in the extractor zone. The optimal design parameters of the color-mixing zone and extractor zone are estimated from the Taguchi ${rm S}/{rm N}$ ratio data and the ANOVA results, and are verified via ray-tracing simulations. For an input flux of 1501 lm, the optimal design shows 0.01 of the color differences in CIE 1976 color space, 85% of the optical efficiency, and 10675 nits of luminance. Thus, the optimized backlight unit provides an ideal solution for the illumination of large-scale LCD display devices.      

LED背光对LCD色彩的影响

通过试验研究了不同驱动电流下LED背光透过液晶器件时TFT-LCD白色色度坐标在驱动电流影响下的变化规律、LCD的红绿蓝3色辉度以及LCD色域与驱动电流变化的关系。实验结果表明液晶屏平均亮度和液晶屏中心RGB亮度随驱动电流呈线性变化,而液晶屏中心色域值几乎与驱动电流变化无关。     

一种基于FPGA伪彩液晶显示系统的设计

根据场序法彩色液晶显示原理和功能要求，基于XILINX公司Spartan3系列FPGA，采用硬件描述语言Verilog设计了一种伪彩液晶显示控制电路，并利用单色液晶屏和三基色的LED背光源完成了场序法伪彩液晶显示控制系统的设计与实现。仿真和测试结果表明，该系统的设计控制灵活可靠，能够实现场序法彩色液晶显示时序和控制功能。     

不同防蓝光眼镜对屏幕显示效果的影响比较

为了定量分析不同防蓝光眼镜的使用对屏幕显示画面彩色三要素的影响,分别采集6 500K和5 000K色温下的OLED屏幕与LED背光的LCD的光谱分布,以及当前销量较大的5种不同材质防蓝光眼镜透射率数据,通过OriginPro拟合、色度软件分析、Matlab计算,定量比较5种防蓝光眼镜对不同色温下两种屏幕1931CIE XYZ色坐标、主波长、饱和度及光通量的影响,结合人眼分辨率对计算结果进行分析。结果表明,5种眼镜对屏幕色坐标Z值降低效果相差最大值高达1 881倍,相同色温同一眼镜对LED背光的LCD屏的防蓝光效果略强于OLED屏;5种防蓝光眼镜对色温为5 000K的LED背光的LCD屏幕主波长影响不大;能过滤掉色温6 500K的OLED屏幕99.626%蓝光的眼镜,可使其饱和度增加22.7倍。能过滤掉色温6 500K的LED背光LCD屏幕99.59%蓝光的眼镜,可使其色温下降为原来的0.322倍,均严重影响屏幕的显示效果。该研究方法与结论可为相关产品的使用和研发提供借鉴。     

高动态范围LCD显示中区域控制型LED背光驱动信号的导出

LED背光技术不仅显著增强了LCD显示的动态范围,同时使现有图像达到了更逼真的显示效果。通过对LED单独控制,可为显示提供区域可控的LED背光。然而,LED之间的干扰在这里不仅仅为我们提供了较高的亮度,同时也是产生潜在虚假图像的原因,这使得导出最佳LED驱动信号成为一项具有挑战性的工作。本文通过两个数学模型:迭代解旋法和线性优化法,计算分析了上述问题。并给出了这两个数学模型的算法,同时建立了一个包含161个高动态范围图像的图像数据库,对上述两种方法的效果进行了评估。     

LED背光源用于场序彩色LCD的研究

以红色LED材料AlGaInP，绿色和蓝色LED材料InGaN三芯合一的全彩LED为研究对象，通过大量实验及所测数据，研究用高密高位LED作场序彩色液晶显示器背光源，在不同情况下形成的彩色对人眼的视觉影响；研究在不同场频和不同占空比情况下，LED的发光特性曲线，确定白平衡情况下LED三基色的等量关系；研究LED三基色形成的白光光谱与三基色各光谱之间的关系；比较LED三基色与电视系统三基色在色度图上所覆盖的彩色范围，确定LED管子的选择方法及使用注意事项。     

LED背光对LCD色彩的影响

研究LED背光对液晶器件色彩的影响和CSTN及TFT—LCD白色色度坐标的变化规律，以及LCD的红、绿、蓝三色受LED背光的影响规律及色彩还原性的变化，并对背光发光光谱和液晶屏的透过光谱进行了测量比较。     

基于S曲线全局动态调光的改进算法

S曲线全局动态调光算法可以降低LED液晶显示器的功耗,同时能够提高显示图像的静态对比度,但该算法会造成部分图像色彩失真和细节丢失。针对这一问题,本文提出一种图像细节层分离与视觉显著性理论相结合的S曲线改进算法。首先,将原始图像转换至HSV色彩空间进行亮度和色度分离;然后,在图像亮度分量上采用双边滤波得到图像的基础层与细节层,基础层采用S曲线进行动态范围拉伸,实现像素补偿,细节层则运用视觉显著性理论进行分区与权值增强,弥补由像素补偿带来的细节损失;最后,将处理后的各层图像转换至RGB空间显示。将本文算法的仿真结果与原S曲线算法的结果进行对比。结果显示,本文算法在维持原算法功耗降低和静态对比度提升水平不变的基础上,解决了原算法在部分图像中出现的色彩失真和细节丢失问题,提升了图像的视觉显示效果,同时本文算法的仿真结果具有更大的信息熵和平均梯度。     

基于二分法的RGB-LEDs配色研究

研究如何快速、精确地匹配三基色RGB的比例得到任意颜色的光具有重要意义.提出一种结构简单易于实现的RGB-LEDs配色模型,通过振幅调制电流来改变三基色LED辐射功率,从而调节各基色在混合色中的亮度比例,使得RGB-LEDs能够匹配到任意颜色.同时给出使用该模型进行配色的精确度评价指标.在此模型基础上提出一种基于二分法的RGB配色算法,使得混合颜色的色品坐标能够快速、精确地匹配到指定范围.仿真实验证明了算法的正确性和有效性.该算法收敛速度快,配色精确度高,具有很高的实用价值.