RGBW液晶显示装置的亮度调节方法及装置与流程

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种rgbw液晶显示装置的亮度调节方法及装置。

背景技术：

随着显示技术的发展，液晶显示器(liquidcrystaldisplay，lcd)等平面显示装置因具有高画质、省电、机身薄及应用范围广等优点，而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流。

现有的液晶显示器通常包括多个阵列排布的像素单元，每一个像素单元又包括依次排列的红色子像素、绿色子像素、及蓝色子像素，这种三色像素单元的液晶显示器由于亮度水平较低，所以仍可沿用传统的阴极射线管(cathoderaytube，crt)显示器的电光特性曲线，也即灰阶与亮度曲线遵循伽马(gamma)值等于2.2的伽马曲线，也即lum＝lmax×(gray/255)^2.2，其中，gray为灰阶值，lum为灰阶值gray对应的亮度，lmax为该液晶显示器的最大亮度。进一步地，现有技术出现了一种红绿蓝白(rgbw)四色显示装置，其是在传统红绿蓝(rgb)三色显示装置中增加白色子像素，所述白色子像素由高透过率的有机材料形成，可大幅提升液晶显示器的亮度和穿透率，具体地，目前rgb三色显示装置的最大亮度通常在400-500nits水平，而rgbw四色显示装置的最大亮度则可以达到700-1200nits左右。人眼对于不同亮度的识别能力不同，在较低的亮度区间中，人眼能够识别出极小的亮度差异，而在较高的亮度区间中，人眼对于较大的亮度差异才能具体识别其中的差异，因而对于最大亮度值较高的显示器件，若继续沿用传统的阴极射线管显示器的电光特性曲线，会影响人眼对高亮区域的亮度识别，无法呈现高动态对比度(highdynamicrange，hdr)的优质图像。

为解决上述问题现有技术提出了一种新的电光转换函数(electro-opticaltransferfunction，eotf)，其采用10比特度编码至最大10000nits的亮度，能够呈现高动态对比度的优质图像，但是，由于液晶显示器为被动发光器件，灰阶的亮暗需要通过液晶分子的双折射效应与偏光片的偏振特性结合来控制，双折射效应与偏光片的偏振特性往往具有非理想性，因而相对于主动发光型的显示器件，液晶显示器通常在暗态时表现不够理想，因而在具体操作上无法充分利用上述的新eotf在低亮度区间的特性，并且相对于电视产品通常应用于较暗的环境中，移动智能设备通常应用于日常室内环境与户外环境中，具有较大的环境光亮度，因而移动智能设备的显示器在暗部切分过多的灰阶在环境光影响时并不具备实际的应用价值，因此，需要一种新的rgbw液晶显示装置的亮度调节方法及装置，兼顾液晶显示器本身暗态特性较差与rgbw液晶显示器最大亮度值较高的特性，提升rgbw液晶显示器在高灰阶画面的细节呈现能力。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种rgbw液晶显示装置的亮度调节方法，能够兼顾液晶显示装置本身暗态特性较差与rgbw液晶显示装置最大亮度值较高的特点，提升rgbw液晶显示装置在高灰阶画面的细节呈现能力。

本发明的目的还在于提供一种rgbw液晶显示装置的亮度调节装置，能够兼顾液晶显示装置本身暗态特性较差与rgbw液晶显示装置最大亮度值较高的特点，提升rgbw液晶显示装置在高灰阶画面的细节呈现能力。

为实现上述目的，本发明提供了一种rgbw液晶显示装置的亮度调节方法，包括如下步骤：

步骤1、提供一rgbw液晶显示装置，获取所述rgbw液晶显示装置的最大亮度值、预设的第一亮度阈值、预设的第二亮度阈值、和预设的伽马值，所述第二亮度阈值大于第一亮度阈值；

步骤2、根据预设的第一亮度阈值、预设的伽马值、及预设的第一电光转换函数，计算得到该第一亮度阈值对应的灰阶值，定义该灰阶值为灰阶阈值；

步骤3、根据所述rgbw液晶显示装置的最大亮度值、步骤2中计算得到的灰阶阈值、预设的第一电光转换函数以及预设的第二电光转换函数生成所述rgbw液晶显示装置的灰阶亮度查找表；

在0灰阶到灰阶阈值的灰阶区间内，所述灰阶亮度查找表中的灰阶与亮度的关系与第一电光转换函数对应；在灰阶阈值到255灰阶的灰阶区间内，所述灰阶亮度查找表中的灰阶与亮度的关系与第二电光转换函数对应；

在第二亮度阈值到最大亮度值的区间内，所述第二电光转换函数的曲线斜率大于第一电光转换函数的曲线斜率；

步骤4、根据所述步骤3中生成的灰阶亮度查找表调节所述rgbw液晶显示装置的亮度。

所述第一电光转换函数为预设的伽马值的标准伽马曲线函数：

lum＝lmax×(g/255)^gamma；

其中，g为8比特编码的灰阶值，lum为该灰阶值对应的亮度值，lmax为所述rgbw液晶显示装置的最大亮度值，gamma为预设的伽马值。

所述第二电光转换函数为：

其中，grayx为根据预设的灰阶压缩公式计算得到的8比特编码的灰阶值g对应的10比特编码的灰阶值，m1＝0.159，m2＝78.844，c1＝0.836，c2＝18.85，c3＝18.69；

所述预设的灰阶压缩公式为：

其中，gt为步骤2中计算得到的灰阶阈值，gray1为根据预设的第一亮度阈值和预设的10比特亮度灰阶转换公式计算得到的所述第一亮度阈值对应的10比特编码的灰阶值，gray2为根据最大亮度值和预设的10比特亮度灰阶转换公式计算得到的最大亮度值对应的10比特编码的灰阶值，所述grayx的取值范围为gray1至gray2；

所述10比特亮度灰阶转换公式为：

其中，l为亮度值，gray为该亮度值对应的10比特编码的灰阶值。

所述预设的伽马值的取值范围为1.8至2.4。

所述步骤3中采用插值法生成所述rgbw液晶显示装置的灰阶亮度查找表。

本发明还提供一种rgbw液晶显示装置的亮度调节装置，包括：参数获取模块、与所述参数获取模块关联的灰阶阈值计算模块、与所述参数获取模块和灰阶阈值计算模块关联的查找表生成模块、与所述查找表生成模块关联的亮度调节模块；

所述参数获取模块用于获取所述rgbw液晶显示装置的最大亮度值、预设的第一亮度阈值、预设的第二亮度阈值、和预设的伽马值，所述第二亮度阈值大于第一亮度阈值；

所述灰阶阈值计算模块用于根据预设的第一亮度阈值、预设的伽马值、及预设的第一电光转换函数，计算得到该第一亮度阈值对应的灰阶值，并定义该灰阶值为灰阶阈值；

所述查找表生成模块用于根据所述rgbw液晶显示装置的最大亮度值、灰阶阈值、预设的第一电光转换函数以及预设的第二电光转换函数生成所述rgbw液晶显示装置的灰阶亮度查找表，使得在0灰阶到灰阶阈值的灰阶区间内，所述灰阶亮度查找表中的灰阶与亮度的关系与第一电光转换函数对应；在灰阶阈值到255灰阶的灰阶区间内，所述灰阶亮度查找表中的灰阶与亮度的关系与第二电光转换函数对应；

在第二亮度阈值到最大亮度值的区间内，所述第二电光转换函数的曲线斜率大于第一电光转换函数的曲线斜率；

所述亮度调节模块用于根据所述查找表生成模块生成的灰阶亮度查找表调节所述rgbw液晶显示装置的亮度。

所述第一电光转换函数为预设的伽马值的标准伽马曲线函数：

lum＝lmax×(g/255)^gamma；

其中，g为8比特编码的灰阶值，lum为该灰阶值对应的亮度值，lmax为所述rgbw液晶显示装置的最大亮度值，gamma为预设的伽马值。

所述第二电光转换函数为：

其中，grayx为根据预设的灰阶压缩公式计算得到的8比特编码的灰阶值g对应的10比特编码的灰阶值，m1＝0.159，m2＝78.844，c1＝0.836，c2＝18.85，c3＝18.69；

所述预设的灰阶压缩公式为：

其中，gt为灰阶阈值，gray1为根据预设的第一亮度阈值和预设的10比特亮度灰阶转换公式计算得到的所述第一亮度阈值对应的10比特编码的灰阶值，gray2为根据最大亮度值和预设的10比特亮度灰阶转换公式计算得到的最大亮度值对应的10比特编码的灰阶值，所述grayx的取值范围为gray1至gray2；

所述10比特亮度灰阶转换公式为：

其中，l为亮度值，gray为该亮度值对应的10比特编码的灰阶值。

所述预设的伽马值的取值范围为1.8至2.4。

所述查找表生成模块采用插值法生成所述rgbw液晶显示装置的灰阶亮度查找表。

本发明的有益效果：本发明提供一种rgbw液晶显示装置的亮度调节方法，该方法首先根据预设的第一亮度阈值、预设的伽马值、及预设的第一电光转换函数，计算得到该第一亮度阈值对应的灰阶值，定义该灰阶值为灰阶阈值，再根据所述rgbw液晶显示装置的最大亮度值、灰阶阈值、预设的第一电光转换函数以及预设的第二电光转换函数生成所述rgbw液晶显示装置的灰阶亮度查找表，并使得该灰阶亮度查找表在0灰阶到灰阶阈值的低灰阶区间内的灰阶与亮度的关系与预设的伽马值的标准伽马曲线函数即第一电光转换函数对应，在灰阶阈值到255灰阶的高灰阶区间内灰阶与亮度的关系与第二电光转换函数对应，所述第二电光转换函数在高亮区间内的曲线斜率大于所述预设的伽马值的标准伽马曲线函数的曲线斜率，通过在低灰阶与高灰阶区间采用不同的电光转换函数，能够兼顾液晶显示装置本身暗态特性较差与rgbw液晶显示装置最大亮度值较高的特点，提升rgbw液晶显示装置在高灰阶画面的细节呈现能力。本发明提供还一种rgbw液晶显示装置的亮度调节装置，能够兼顾液晶显示装置本身暗态特性较差与rgbw液晶显示装置最大亮度值较高的特点，提升rgbw液晶显示装置在高灰阶画面的细节呈现能力。

附图说明

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图中，

图1本发明的rgbw液晶显示装置的亮度调节方法中灰阶与亮度的变化曲线和现有的液晶显示装置中的灰阶与亮度的变化曲线的对比图；

图2为本发明的rgbw液晶显示装置的亮度调节装置的模块图；

图3为本发明的rgbw液晶显示装置的亮度调节方法的流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。

请参阅图3，本发明提供一种rgbw液晶显示装置的亮度调节方法，包括如下步骤：

步骤1、提供一rgbw液晶显示装置，获取所述rgbw液晶显示装置的最大亮度值、预设的第一亮度阈值、预设的第二亮度阈值、和预设的伽马值，所述第二亮度阈值大于第一亮度阈值。

具体地，所述预设的伽马值的取值范围为1.8至2.4，所述第一亮度阈值和第二亮度阈值可参考最大亮度值结合实际情况进行选择，所述rgbw液晶显示装置采用8比特编码的灰阶，即0灰阶到255灰阶。

举例说明，在本发明的一个实施例中，提供的rgbw液晶显示装置的最大亮度值为1000nits，预设的第一亮度阈值为100nits，预设的第二亮度阈值为700nits，预设的伽马值为2.2。

步骤2、根据预设的第一亮度阈值预设的伽马值、及预设的第一电光转换函数，计算得到该第一亮度阈值对应的灰阶值，定义该灰阶值为灰阶阈值。

具体地，在所述步骤2中，所述第一电光转换函数为预设的伽马值的标准伽马曲线函数：lum＝lmax×(g/255)^gamma；

其中，g为8比特编码的灰阶值，lum为该灰阶值对应的亮度值，lmax为所述rgbw液晶显示装置的最大亮度值，gamma为预设的伽马值。

所述步骤2根据预设的伽马值的标准伽马曲线函数计算得到灰阶阈值，具体在上述实施例中所述灰阶阈值等于255×(100/1000)^1/2.2，即90灰阶。

步骤3、根据所述rgbw液晶显示装置的最大亮度值、步骤2中计算得到的灰阶阈值、预设的第一电光转换函数以及预设的第二电光转换函数生成所述rgbw液晶显示装置的灰阶亮度查找表；

在0灰阶到灰阶阈值的灰阶区间内，所述灰阶亮度查找表中的灰阶与亮度的关系与第一电光转换函数对应；在灰阶阈值到255灰阶的灰阶区间内，所述灰阶亮度查找表中的灰阶与亮度的关系与第二电光转换函数对应；

在第二亮度阈值到最大亮度值的区间内，所述第二电光转换函数的曲线斜率大于第一电光转换函数的曲线斜率。

具体地，在上述步骤3中，所述第一电光转换函数为预设的伽马值的标准伽马曲线函数：lum＝lmax×(g/255)^gamma。

所述第二电光转换函数为：

其中，grayx为根据预设的灰阶压缩公式计算得到的8比特编码的灰阶值g对应的10比特编码的灰阶值，m1＝0.159，m2＝78.844，c1＝0.836，c2＝18.85，c3＝18.69；

所述预设的灰阶压缩公式为：

其中，gt为步骤2中计算得到的灰阶阈值，gray1为根据预设的第一亮度阈值和预设的10比特亮度灰阶转换公式计算得到的所述第一亮度阈值对应的10比特编码的灰阶值，gray2为根据最大亮度值和预设的10比特亮度灰阶转换公式计算得到的最大亮度值对应的10比特编码的灰阶值，所述grayx的取值范围为gray1至gray2；

所述10比特亮度灰阶转换公式为：

其中，l为亮度值，gray为该亮度值对应的10比特编码的灰阶值。

具体地，所述8比特编码的灰阶值的取值范围为0至255，所述10比特编码的灰阶值的取值范围为0至1023。

需要说明的是，如图1所示，图1中的虚线部分和0灰阶到gt灰阶的实线部分共同组成的了第一电光转换函数的曲线，gt到255灰阶的实线为第二电光转换函数的曲线，从图1可知，本发明通过第二电光转换函数的曲线取代原有虚线部分的第一电光转换函数的曲线，可提升所述rgbw液晶显示装置的灰阶亮度曲线在高亮区间(即第二亮度阈值到最大亮度值的区间)内的曲线斜率，从而使得高亮区间中相同灰阶差值对应的亮度差值变大，以适应人眼对高亮度画面的亮度差异识别能力，达到接近hdr显示的效果。与此同时，通过使得0灰阶到灰阶阈值之间保留为原有的伽马曲线，以兼顾液晶显示装置在本身暗态特性较差的特点。

优选地，所述步骤3中采用插值法生成所述rgbw液晶显示装置的灰阶亮度查找表，通过插值法使得灰阶亮度查找表中灰阶值均为整数灰阶。

步骤4、根据所述步骤3中生成的灰阶亮度查找表调节所述rgbw液晶显示装置的亮度。

请参阅图2，本发明还提供一种rgbw液晶显示装置的亮度调节装置，包括：参数获取模块1、与所述参数获取模块2关联的灰阶阈值计算模块3、与所述参数获取模块1和灰阶阈值计算模块2关联的查找表生成模块4、与所述查找表3生成模块关联的亮度调节模块4；

所述参数获取模块1用于获取所述rgbw液晶显示装置的最大亮度值、预设的第一亮度阈值、预设的第二亮度阈值、和预设的伽马值，所述第二亮度阈值大于第一亮度阈值；

所述灰阶阈值计算模块2用于根据预设的第一亮度阈值、预设的伽马值、及预设的第一电光转换函数，计算得到该第一亮度阈值对应的灰阶值，并定义该灰阶值为灰阶阈值；

所述查找表生成模块3用于根据所述rgbw液晶显示装置的最大亮度值、灰阶阈值、预设的第一电光转换函数以及预设的第二电光转换函数生成所述rgbw液晶显示装置的灰阶亮度查找表，使得在0灰阶到灰阶阈值的灰阶区间内，所述灰阶亮度查找表中的灰阶与亮度的关系与第一电光转换函数对应；在灰阶阈值到255灰阶的灰阶区间内，所述灰阶亮度查找表中的灰阶与亮度的关系与第二电光转换函数对应；

在第二亮度阈值到最大亮度值的区间内，所述第二电光转换函数的曲线斜率大于第一电光转换函数的曲线斜率；

所述亮度调节模块4用于根据所述查找表生成模块3生成的灰阶亮度查找表调节所述rgbw液晶显示装置的亮度。

具体地，所述预设的伽马值的取值范围为1.8至2.4，所述第一亮度阈值和第二亮度阈值可参考最大亮度值结合实际情况进行选择，所述rgbw液晶显示装置采用8比特编码的灰阶，即0灰阶到255灰阶。

举例说明，在本发明的一个实施例中，提供的rgbw液晶显示装置的最大亮度值为1000nits，预设的第一亮度阈值为100nits，预设的第二亮度阈值为700nits，预设的伽马值为2.2。

具体地，所述第一电光转换函数为预设的伽马值的标准伽马曲线函数：

lum＝lmax×(g/255)^gamma；

其中，g为8比特编码的灰阶值，lum为该灰阶值对应的亮度值，lmax为所述rgbw液晶显示装置的最大亮度值，gamma为预设的伽马值。

所述第二电光转换函数为：

其中，grayx为根据预设的灰阶压缩公式计算得到的8比特编码的灰阶值g对应的10比特编码的灰阶值，m1＝0.159，m2＝78.844，c1＝0.836，c2＝18.85，c3＝18.69；

所述预设的灰阶压缩公式为：

其中，gt为灰阶阈值，gray1为根据预设的第一亮度阈值和预设的10比特亮度灰阶转换公式计算得到的所述第一亮度阈值对应的10比特编码的灰阶值，gray2为根据最大亮度值和预设的10比特亮度灰阶转换公式计算得到的最大亮度值对应的10比特编码的灰阶值，所述grayx的取值范围为gray1至gray2；

所述10比特亮度灰阶转换公式为：

其中，l为亮度值，gray为该亮度值对应的10比特编码的灰阶值。

需要说明的是，如图1所示，图1中的虚线部分和0灰阶到gt灰阶的实线部分共同组成的了第一电光转换函数的曲线，gt到255灰阶的实线为第二电光转换函数的曲线，从图1可知，本发明通过第二电光转换函数的曲线取代原有虚线部分的第一电光转换函数的曲线，可提升所述rgbw液晶显示装置的灰阶亮度曲线在高亮区间(即第二亮度阈值到最大亮度值的区间)内的曲线斜率，从而使得高亮区间中相同灰阶差值对应的亮度差值变大，以适应人眼对高亮度画面的亮度差异识别能力，达到接近hdr显示的效果。与此同时，通过使得0灰阶到灰阶阈值之间保留为原有的伽马曲线，以兼顾液晶显示装置在本身暗态特性较差的特点。

优选地，所述查找表生成模块3采用插值法生成所述rgbw液晶显示装置的灰阶亮度查找表，通过插值法使得灰阶亮度查找表中灰阶值均为整数灰阶。

综上所述，本发明提供一种rgbw液晶显示装置的亮度调节方法及装置，该方法通过在低灰阶与高灰阶区间采用不同的电光转换函数，能够兼顾液晶显示装置本身暗态特性较差与rgbw液晶显示装置最大亮度值较高的特点，提升rgbw液晶显示装置在高灰阶画面的细节呈现能力。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。