LED显示屏色度处理及扩大技术概述.pdf

LED显示屏色度处理及扩大技术概述

1引言

LED显示屏技术从二十世纪80年代初的单色显示屏，到80年

代末的双基色显示屏，再到90年代中期的三基色(全彩色)显示屏，直

到今天我们在平板显示领域广泛讨论的多基色(大于三基色)处理技

术。LED显示屏的色度处理技术从最基本的基色波长选择、到白场色

温的调配、再到为提高色彩还原度而进行的色彩空间变换处理和为改

善画质的色度均匀性处理、直到今天我们为了扩大色域再现更多的自

然界色彩而采取的多基色(大于三基色)处理。各种色度处理技术贯穿

着LED显示屏的发展史，成为LED显示屏这门综合性学科中最核心的

技术之一。

2各类色度处理技术

2.1基色波长的选择

LED显示屏在各行各业有着非常广泛的应用，而在不同的应

用场所对LED的基色波长有着不同的要求，对于LED基色波长的选择

有些是为了取得良好的视觉效果，有些是为了符合人们的习惯，而有

些更是行业标准、国家标准甚至国际标准的规定。比如，对全彩色

LED显示屏中绿管基色波长的选择;早期大家普遍选用波长为570nm

黄绿色LED，虽然

成本较低，但显示屏的色域较小、色彩还原度差、亮度低。

而在选择了波长为525nm的纯绿管之后，显示屏色域扩大了近一倍，

且色彩还原度大幅提高，极大地提高了显示屏的视觉效果。再比如，
证券行情显示屏，人们通常习惯于用红色表示股价上涨、用绿色表示

股价下跌、而用黄色表示平盘。而在交通行业则是由国家标准严格规

定了蓝绿波段表示通行、红色波段为禁行。因而，基色波长的选择是

LED显示屏重要环节之一。

2.2白场色坐标的调配

白场色坐标调配是全彩色LED显示屏最基本的技术之一。但

是在二十世纪90年代中期，由于缺乏行业标准和基本的测试手段，

通常只是靠人眼、凭感觉确定白场色坐标，从而造成严重偏色和白场

色温的随意性。随着行业标准的颁布和测试手段的完备，许多制造

商开始规范全彩屏配色工艺。但是仍然有部分制造商由于缺乏配色的

理论指导，常常以牺牲某些基色的灰度等级来调配百场色坐标，综合

性能得不到提高。

2.3色度均匀性处理.

LED显示屏色度均匀性问题一直以来是困扰业内人士的一大

难题，一般认为LED的亮度不均匀可以进行单点校正，来改善亮度均

匀性。而色度不均匀是无法进行校正的，只能通过对LED色坐标进行

细分和筛选来改善。

随着人们对LED显示屏的要求越来越高，只对LED色坐标进

行细分和筛选已无法满足人们挑剔的目光，对显示屏进行综合校正处

理，使色度均匀性得到改善是可实现的。

我们发现即使是国际第一品牌同一档LED也存在较大的波长

偏差和色饱和度偏差，而且该偏差范围大大超过了人眼对绿色色差鉴
别的阈值因此，进行色度均匀性校正是有重要意义的。

在CIE1931色度图中，按重力中心定律，我们发现：在G档

范围内(□abcd)的任意一点绿色混合一定比例的红色和蓝色，

都可以将混合色的色坐标调整到直线cR和直线dB的交叉点O。

虽然可以使色度均匀性极大地改善。但是，经过校正后的色

饱和度明显下降。同时，采用红和蓝来校正绿色色度均匀性的另一个

前提是同一个象素内红绿蓝三种LED尽可能采用集中分布使得红绿

蓝的混色距离尽可能的近，才能取得较好的效果。而目前业内通常采

用的是LED均匀分布方法将会给色度均匀性校正带来混乱。另外，数

以万计的红绿蓝LED色坐标的测量工作如何展开也是一个极为棘手

的难题。对此我们给了提示。

2.4色彩还原处理

纯蓝、纯绿LED的诞生，使全彩色LED显示屏以其色域范围

宽、亮度高受到业内的追捧。但是，由于红绿蓝LED的色品坐标与

PAL制电视红绿蓝的色品坐标有较大的偏差(见表1)，使得LED全彩

屏的色彩还原度较差。尤其在表现人的肤色时，视觉上存在较为明显

的偏差。由此，色彩还原处理技术应运而生。在此笔者推荐两种色彩

还原处理的方法：

其一：对红绿蓝三基色LED进行色坐标空间变换，使LED与

PAL制电视两者之间的三基色色坐标尽可能靠近，从而大大提高LED

显示屏的色彩还原度。但是，该方法大幅度缩减了LED显示屏的色域

范围，使画面的色饱和度大幅下降。
其二：只对人眼最敏感的肤色色域进行适当校正;而对其它人

眼不够敏感的色域尽可能少降低原有的色饱和度。如此处理，可在色

彩还原度和色彩饱和度之间得到平衡。

2.53+2多基色色度处理方法

春天万物复苏，在蓝天的辉映下，绿草青青;秋天麦浪滚滚;

在阳光的普照下，一片金黄。五彩缤纷的大自然是那么的美好，遗憾

的是现有的LED显示屏无法完全再现这美好的景色。LED虽然属于单

色光，但是各色LED仍然有30