CORDIC迭代法快速计算LED显示屏色域边界

针对色域映射过程中快速并精确地计算出任意映射线与色域边界交点坐标的问题,提出一种基于改进的CORDIC算法的迭代逼近求解方法。该方法利用CIE LUV颜色空间的特性可沿映射线逼近边缘交点。无需边界搜索和插值计算过程,可大量节省存储器资源和计算时间,并具有较高的计算精度和广泛的适用性。文章详细分析了算法的计算原理、精度和速度,并以LED显示屏为例,在D65标准光源下进行边界拟合并做出误差分析。实验结果表明:12次迭代运算后,拟合边界非常光滑,最大色差值仅为0.16,计算500个映射线交点的总计算时间约为1 s。与插值类计算方法相比,最大色差值降低了2.15,计算时间从10 s降低到1 s,速度提高了近10倍。     

基于Zernike多项式表示色域边界的色域映射

在彩色图像的跨媒体复制中,由于不同媒体有不同的色域,所以在大多数情况下色域映射是不可避免的。不论采用何种映射算法,色域映射的第一步是确定有关媒体的色域边界。目前大多数的色域边界都是用一组测量的或用其它方法得到的离散数据来表示的。然而,由于这种表示方式是利用一组离散数据来实施色域映射的两个基本处理(即确定任一指定的等色调面平面中色域的边缘线以及确定色域边界与一条映射线的交点),比较复杂和费时,因此希望找到一种色域边界的解析表达式来解决这一问题。简述了不久前提出的一种解析函数色域边界表示方法,并用实例说明了如何利用这种解析表示(Zernike多项式)来实现上述的边缘线确定和交点确定。最后给出了几种映射算法的色域映射完整过程及其结果。     

普通LCD显示器色域边界的准确计算

目前针对普通LCD显示器色域边界计算的研究较少,本文耦合迭代求解法和反向特征化计算方法提出一种准确快速计算普通LCD显示屏色域边界点的方法。其中的反向特征化计算方法是:利用GOG模型初步计算已知颜色点的近似输入值,然后利用正向特征化模型、原色的主刺激值与设备输入值的函数关系,采用逐步逼近法计算颜色点对应的输入值RGB。计算步骤为:首先确定迭代计算初始值,迭代计算任意色相面上任意仰角上的颜色的XYZ;然后计算XYZ值对应的输入值RGB;最后,以RGB来判断颜色点是否在色域边界上。实验结果表明,与SMGBD相比,本算法无需插值计算,需要的样本少,其计算结果比SMGBD更能满足实际需求。     

基于LED背光源区域控制的LCD系统色域分析

介绍了液晶显示(LCD)系统普遍使用的色域计算方法。针对LCD系统的色域主要由背光源的光谱特性、彩膜的光谱透过率特性和液晶面板的特性三个方面的因素决定,采用LED作为背光源来提高系统整体的色彩表现能力,利用色度学的方法,通过对LED背光源光谱的分析计算,比较了有无区域控制的背光源经过彩膜后系统色域的大小,并分析了液晶面板对比度的变化分别对两种模式下背光源色域的影响情况。分析和计算结果表明：采用区域控制的LED背光源可以改善由于彩膜性能的不完善所引起的再现三基色色彩饱和度降低的现象,同时该模式下系统色域受液晶面板对比度变化的影响很小,即降低了系统色域对彩膜性能和液晶面板性能的要求,因此对于提高现有LCD系统的色域具有非常重要的意义。     

应用于LED显示屏中的光纤放大器

目前国内LED显示屏行业都是采用通讯线进行数据传输，但采用这种方式传输的不足是，在传输过程中信号间存在干扰，在终端的接口处还有较强的静电，在对显示屏进行检测时，通常是带电操作，这会对检测带来不便，严重时还会损坏器件。随着光纤通讯产品的发展，使得这一问题得以解决，在长距离数据通讯部分利用光纤放大，不仅可以增大通讯距离，还可以消除静电、干扰等不良影响，使显示屏有更优越的传输性能。光纤放大器利用掺铒光纤的特性进行光信号的传输，通过光合器及光检测器稳定信号系统和控制泵光源强度。输入信号光对传输系统起到决定性的作用，在电路中采用LD数字式光源驱动，输出采用直流偏置，可得到稳定的光信号输出。在LD光源驱动电路中，温度及老化现象会造成激光器输出功率下降，而自动温度控制电路及自动功率控制电路可对之进行补偿。     

LED电子显示屏播放软件的设计

随着LED电子显示屏硬件技术的发展，要求相应的播放控制软件也要提高到一个新的水平。我公司原有的LED编辑播放软件已经不能满足客户要求。为最大限度的把LED电子显示屏的优点展示出来，开发一套新的播放软件势在必行。     

基于LED电脉冲响应的LED显示屏像素灰度校正方法

基于发光二极管(Light-emitting Diode,LED)的电脉冲响应过程,建立了一个简便计算LED电脉冲响应模型。在此模型基础上研究了采用脉宽调制(Pulse-width Modulation,PWM)控制LED亮度时,由于LED响应延迟所导致的发光强度随占空比的非线性误差的变化情况,并进行了实验测试。结果表明:在PWM频率为2.5MHz时,LED发光强度与占空比的平均非线性误差为10%左右。最后,针对LED电脉冲响应模型,提出了显示屏像素亮度校正方法。该方法有效减小了由LED响应过程所造成的显示屏亮度控制误差,使得LED实际发光强度与所给亮度值近似成线性关系,从而减小了LED显示屏的色彩偏离,增强了显示效果。     

LED显示屏相机采集的渐晕校正

为了克服采集相机渐晕在LED显示屏逐点一致化校正过程中产生的亮度不均匀缺陷,提出了一种基于LED显示屏本身和若干屏幕离散位置亮度测量的采集相机渐晕校正方法。首先分析了相机对LED显示屏进行数据成像采集过程及成像特征,在此基础上,提出了采集相机渐晕的标定方法,得到了代表相机渐晕的拟合曲面,从而计算出采集相机上每一像素点的渐晕修正系数。利用上述方法对LED显示屏进行了单箱亮度校正实验。实验结果表明:单箱校正的显示均匀性从渐晕修正前的6.69%缩小到修正后的1.49%。经过对相机影像渐晕修正以后,可以完全消除修正前的亮度曲面分布,从而克服了修正前LED显示屏中心暗、四周亮的缺陷,达到了理想的多屏拼接校正效果。     

我国独创世界首台LED“集成三合一”显示屏

由中科院长春光机所控股的长春希达电子技术有限公司日前成功开发出世界首台“全彩色LED集成三合一显示屏”，这是该公司具有自主知识产权的一项重大创新成果．该项成果采用了“亮度、色度逐点一致化校正技术”的“集成三合一”显示屏，是世界LED显示屏领域里的重大突破．     

高密度LED显示屏莫尔条纹抑制研究

为了抑制数码相机拍摄LED显示屏时图像中存在的莫尔条纹现象,对莫尔条纹产生的机理及其特性进行了理论分析。提出了利用多层散射膜抑制高密度LED显示屏莫尔条纹的方法。利用光学模拟程序对莫尔条纹抑制装置进行了仿真验证,对其中的关键参数进行了优化。利用优化后的莫尔条纹抑制结果在P2.5 mm 高密度LED显示样箱上进行了实验验证。实验观察结果与理论分析吻合,该装置可大幅度降低莫尔条纹的对比度,证明了方法的有效性。     

显示量化误差对色域转换的影响

彩色显示的研究或设计人员经常面对不同显示系统之间的色域转换,由于多种因素的影响,转换后的色域往往存在着偏差。阐述了不同色域之间转换的基本原理和量化形式确定情况下的具体转换方式;同时在色域的三维模型上对转换误差进行了分析,并在这种偏差分析的基础上,详细论述了量化误差给色域变换带来的影响。其中结论可以用来评估色域转换的质量;同时,针对于确定的显示基色参数,是否能正确获得转换的颜色,以及这种相互关系可以由确立的三维模型更清楚地表现出来。     

液晶显示器广色域技术的研究

针对当前液晶显示器存在色彩表现不佳的缺点, 从原理上研究了影响液晶显示器色域的主要因素。通过实验, 分别验证了彩色滤光片厚度、LED光源光谱以及量子点材料对液晶显示器色域的影响。通过增加液晶面板的彩色滤光片厚度, 将色域增加了8%;通过更改LED光源光谱, 将色域提升到85%NTSC以上;通过采用量子点材料, 实现了100%NTSC以上色域。     

高色域量子点LED及其在背光显示中的应用研究

量子点因其独特优异的光学特性而被广泛应用于发光领域,其中最突出的特点是光谱调谐方便,只需要改变材料的尺寸,就可实现发光光谱的调谐。结合实际应用的需要,选取CdSe材料作为主要研究对象,通过改进工艺,采用希莱克技术隔绝水氧,使用高温热注入法,调整原料中镉源和锌源,硒源和硫源的比例,获得了尺寸分别约为6.0和4.2 nm,发光峰分别为625和525 nm,半高宽分别为30和28 nm,荧光量子产率分别达到82%和61%的粒径均一、色纯度高且高效稳定核壳结构CdSe/ZnS红光和绿光量子点材料。然后对量子点LED在背光显示中的应用进行了研究,采用合成的红光和绿光量子点材料替代传统工艺中的荧光粉材料,通过改进封装方式,对量子点光转换层采用双层环氧树脂AB胶保护,同时引入PMMA透镜包覆,从根本上隔绝水氧。最终得到的量子点白光LED,红绿蓝光发射峰分别为630, 535和453 nm,半高宽别为20, 28和30 nm,三段光谱发射峰两侧对称性良好,有效解决了传统荧光粉白光LED在红色光谱波段缺失的问题,并同时实现了单色性好、色纯度高、色彩饱和度高等优点。在LED积分球光色电测试系统中20 mA电流条件下测试,得到了CIE色坐标为(0.329, 0.324)的白光量子点LED,这是非常接近标准白光的色坐标。其色温为5 094 K,光效达到94.72 lm·W-1,显色指数Ra可达78.6,寿命超过400 h。最后对量子点LED灯条进行封装得到背光源,根据测试获取的白光量子点LED发射光谱,可以得到sRGB颜色三角形,即色域,通过对比NTSC1931标准色域,得到了色域覆盖率可以达到109.7%的高色域量子点LED背光源。开发的LED背光由240个白光量子点LED制成,并且首次成功演示了29英寸液晶电视面板,这一结果将进一步开发量身定制的量子点,特别是在高性能显示器应用领域。     

Color Conversion Method for Multiprimary Display Using Matrix Switching

The range of reproducible color, i.e., color gamut, of conventional three-primary display devices is sometimes insufficient for reproducing the natural color of an object through color imaging systems. A multiprimary display is being developed for the purpose of reproducing an expanded color gamut using more than three primary colors. In this paper, a color conversion method is proposed to reproduce the natural color by additive mixture of multiprimary colors. The multiprimary color signal in this conversion method is calculated from the three-dimensional color coordinates CIE-XYZ, considering the dynamic range of each primary color. Divided into some linear elements from the polyhedral color solid of the multiprimary display, the conversion considering the constraint of the dynamic range can be performed by simple calculation without iterative calculation or a huge three-dimensional look up table. A fast computation method with a two-dimensional look-up-table is also presented. Using the proposed method, the result of the color reproduction is experimentally demonstrated by a six-primary projection display.     

CRT与LCD显示器色域特性研究

 显示器的色域（Color Gamut）决定了显示器能够显示的颜色范围。由于CRT和LCD的显色原理不同,同样的RGB值在不同的显示器上将表现出不同的颜色。通过实验的方法,对不同显示器进行大量不同颜色样块的测量,研究比较LCD和CRT的显色特性和色域。结果表明：LCD的显示色域比CRT要小,并且基本上被完全包围,也就是在CRT上能表现出的图像颜色无法在LCD上表现出来;另外从颜色视觉的感知属性来看,它们所表现出来的颜色明度、彩度和色调范围也有很大的差别。     

Multidimensional Polyhedral Gamut Representation of Reflective Objects and Calculation of Metamer Ensembles

The spectral reflectance of most reflective objects, such as natural objects and color hardcopy, is relatively smooth and can be approximated by several principal components with high accuracy. Although the subspace spanned by those principal components represents a space in which reflective objects exist, it does not provide the limit of the object distribution or the gamut. In this paper we propose to represent the gamut of reflective objects as a convex polyhedron in the subspace spanned by several principal components. The concept of the polyhedral gamut representation based on the spectral reflectance database and its application to the calculation of metamer ensembles are described. The color-mismatch volume caused by different illuminant and/or observer for a metamer ensemble is also calculated and compared with the theoretical ones.     

彩色视觉测量中的LED照明系统设计

设计并制作了一套基于发光二极管(LED)的具有多颜色特征的光源系统,分析了光源工作原理,进行了光学结构设计.应用MAX16807芯片和脉宽调制(PWM)技术设计专用驱动电路,实现了LED的恒流驱动和亮度数字调制.实验证明,该光源预热后的照度、主波长和色品坐标稳定,辐照均匀度达到90%以上,可以满足彩色视觉测量的需要并取...     

二分法优化计算LED光源相关色温

色温和相关色温是LED光源的重要参量.从原始光谱数据到色品坐标(u,v)再到色温和相关色温的计算过程相当复杂,需要一种优化算法来简化计算量.因此,从色温的色度学定义出发,简要分析了直接内插法、逐点法和甬数曲线拟合法三种色温计算的经典算法,并分别指出了它们的优缺点,在此基础上提出了二分法这种新的色温优化算法.详细介绍了二分法的基本思想、程序流程等.利用软件编程实现这几种算法,通过普朗克黑体辐射公式计算得到一系列色温的理论光谱和白光LED仪器实际测试光谱,对比二分法和各种经典算法的速度和结果,证明了二分法是一种适合于计算机程序化实现的高精度高速度的色温算法.