[发明专利]液晶显示装置的色深改善方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置的色深改善方法，尤其涉及一种基于动态伽玛控制技术来改善画面色深的方法。

背景技术

显示装置作为个人电脑显示器和电视机一直存在广泛的需求，其技术发展也十分迅速。阴极射线管(cathode ray tube，CRT)显示器因具有优异的显示品质与技术成熟性，因此曾经长年独占显示器市场。然而近年来，由于市场对于轻、薄、短、小、美以及低消耗功率的市场趋势。因此，具有高画质、空间利用效率佳、低消耗功率、无辐射等优越特性的薄膜晶体管液晶显示器(thin filmtransistor liquid crystal display，TFT-LCD)已逐渐成为市场的主流。

CRT显示器和LCD显示器等各种不同的显示装置都有其自身的伽玛特性。在CRT时代，伽玛特性是指电子枪打出的电压与亮度所满足的一定关系，即亮度与电压的γ(Gamma，音译伽玛)次方成正比，这就是CRT的γ曲线，电视台发射出来的信号是配合这条γ曲线的。

到了液晶时代，液晶显示器也被设计成遵循CRT的γ曲线，以使画面明暗对比的表现保持正确。对液晶显示而言，γ描述输入数字信号input(0-255，8比特)与显示亮度output之间的非线性关系，归一化后，可以用一简单的函数来表示：

output＝(input)^γ，γ就是指数函数中的幂，其曲线如图1所示。

γ调整可以改变亮度、画面对比度、画面颜色与色温，对画面质量有很大影响。一种动态伽玛控制技术(Dynamic Gamma Control，DGC)根据输入的图像信号和背光源亮度动态局部地调整γ，从而提高画面的层次感、增加对比度、改善画面质量。通常在一个黑暗的画面中，很难分辨出细节，若把全部亮度提升，虽然看得到暗处，但是又会造成失真，例如蓝天的部分就会褪色。因此改变局部的γ曲线，即可修正局部的亮度，增加对比。γ曲线有一些典型，例如表现夜景可能用一种γ、表现阳光反射的部分可能用另外一种γ、表现阴影又可能用第三种γ等。动态伽玛控制技术根据每个画面的不同动态修正γ值，此技术可以大大提高画面的层次感、增加对比度、改善画面质量。

液晶面板的色彩显示能力通常用在每一种色彩通道上液晶面板能显示灰阶的位数来加以描述。如果在每个色彩通道上能显示256(2的8次方＝256)级灰阶，我们就称其为8bit面板；如果每个通道上只能显示64(2的6次方＝64)级灰阶，那么我们就称其为6bit面板。

随着液晶电视的大尺寸化趋势，原来在小尺寸液晶显示中不易察觉的缺陷越来越明显，目前，如何提高大尺寸液晶电视的画面质量是众多一线面板厂商和整机厂商发展的一个重点。现在液晶电视高画质技术发展的一个趋势是高比特色深，高比特色深支持更细致的色彩解析度，使色彩表现更佳。从画面显示效果来看，采用高比特高清晰度液晶面板技术可以使色彩过渡更平滑细腻，色彩更丰富艳丽，bit值越高，色彩过渡越好。

动态伽玛控制技术(DGC)的实现一般通过查表法(Look up table，LUT)实现，在通过查表法数字化处理γ校正过程中，为了保证γ校正精度，需要进行比特位数的扩展以防止因数字量的舍入误差造成的颜色数减少，因此输出比特位数值会大于输入比特位数值。如果γ校正后输出比特位数值不够，图像质量就会发生退化失真，这完全是因为量化舍入误差所导致。以输入数据按通常的每通道8位计算，当显卡精度只有8位时，其输入x为0-255灰阶，即

x＝0:255；

输出y变量为整数型变量，为

y＝uint8((x/255)^γ*255)

通过柱状图分析，n＝histc(y，x)；

可以得到输出量的个数为

count＝sum(n)，n＞0；

假定当γ＝2(或0.5)时，结果count＝192，即原先的256色变成了192色，如果RGB三通道γ值(校正系统)相同，则总共的颜色为：

192*192*192＝707，7888色；

这较之原来24位色原本颜色数量256*256*256＝16,777,216减少了57％之多。

但是当γ校正后输出比特位数的值增加之后，相应γ参考电压电路的规模和后续阶段的运行电路的规模都需要相应的增加，这会导致制作成本的大规模上涨。以10bit色深与8bit色深为例，虽然10bit色深可以改善画质输出，增加画面细腻度等优势，但是随着高bit色深的实现，在偏压电路上需要更多的电阻来实现不同的γ电压值。