CN107886918B

CN107886918B - 一种视频图像实时修正方法

Info

Publication number: CN107886918B
Application number: CN201711109553.0A
Authority: CN
Inventors: 杨建军
Original assignee: Shanghai Benqu Network Technology Co ltd
Current assignee: SHANGHAI BENQU NETWORK TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Priority date: 2017-11-11
Filing date: 2017-11-11
Publication date: 2020-04-28
Anticipated expiration: 2037-11-11
Also published as: CN107886918A

Abstract

本文的实施例关于一种对视频播放时的图像进行实时修正的方法，包括监控视频中的多个采样帧，在第一和第二采样帧中分别计算每种颜色子像素的图像修正参数的全局平均值和个别平均值，根据两个采样帧之中全局平均值的差别和个别平均值的差别计算实时修正系数，以及对于实时修正系数在第一取值区间和第二取值区间之内时分别调整输入图像中的灰度值和调整子像素驱动电压。该方法可以在视频播放过程中进行实时修正以避免子像素性能差异所造成的图像色彩或亮度不均匀现象。

Description

一种视频图像实时修正方法

技术领域

本公开关于显示技术的领域，更具体地，关于一种对视频图像进行实时修正的方法。

背景技术

LCD显示面板中包括大量按阵列排列的彩色像素组成。每个彩色像素中一般包括三个或更多的子像素，每个子像素可以配置为显示绿色、红色或蓝色中的一种，且绿色、红色或蓝色中的每种颜色至少包括一个子像素。例如，蓝色子像素可以为两个，而红色和绿色各包括一个子像素。在生产过程中，由于工艺条件所限，使得每个子像素或对于的TFT相互之间会出现性能差别，具有不同的亮度、对比的、饱和度等参数。在使用过程中，子像素中可能因为阈值电压漂移、进水、高温、老化等各种原因而使得亮度、对比度、饱和度等参数出现变化，甚至可能产生短路或断路等而形成坏点。这都会使得显示图像的色彩不够均匀，在播放视频时，会出现某些区域明细具有与其他区域异常的亮度或色彩。例如，某些区域可能相比之下会偏冷，偏黄或者过暗。由于每种颜色子像素的性能变化曲线并不相同，可能仅在播放视频中对比度较高等特定的帧时会产生显示不均匀，也可能显示异常屏幕区域中的子像素会在显示某些颜色的异常，而显示其他颜色时则正常。传统的显示器校准方法较为繁杂，无法随着视频图像的播放同步实时进行，而需要额外运行校准程序进行调整，且即使进行了调整，也不一定能保证对于所播放特定视频的画面具有优化的均匀性。

发明内容

本公开实施例的目的是解决现有技术的上述问题，并提供一种对图像显示进行实时修正的方法，其包括在连续显示的图像帧中监控多个采样帧，在多个采样帧中的第一采样帧中计算每种颜色所有子像素的图像修正参数的第一全局平均值以及每种颜色每个子像素的图像修正参数的第一个别值，图像修正参数对于每种颜色仅根据子像素的灰度变化而变化，在多个采样帧中在第一采样帧之后的第二采样帧中计算每种颜色所有子像素的图像修正参数的第二全局平均值以及每种颜色每个子像素的图像修正参数的第二个别值，对于每种颜色每个子像素确定实时修正系数，该实时修正系数等于第二全局平均值减去第一全局平均值的全局平均值差与第二个别值减去第一个别值的个别值差之间的差别再除以全局平均值差，在子像素的实时修正系数的绝对值在第一取值区间之内时，在第二采样帧之后的图像帧中根据实时修正系数调整输入图像数据中对应于该子像素的灰度值，以及在子像素的实时修正系数的绝对值在大于第一取值区间的第二取值区间之内时，在第二采样帧之后的图像帧中根据实时修正系数调整该子像素的驱动电压。

上述实施例有助于根据所播放视频图像提供最适合该视频图像的个别化的修正方法，通过上述定义的图像修正参数的变化量来确定实时修正系数，可以更灵敏地反映图像在每帧之间的变化，将显示不均匀的子像素修正为更接近正常灰度。而且通过对实时修正系数的不同区间进行不同的修正方法，可以更好地修正因制造缺陷或老化产生性能漂移的子像素。

在一些实施例中，在子像素的实时修正系数的绝对值在大于第二取值区间的第三取值区间之内时，在预先定义的修复周期中调整输入图像数据中对应于该子像素的灰度值以使得该子像素交替显示最大灰度值和最小灰度值，该修复周期在时间上与多个采样帧不重叠。

在一些实施例中，每个子像素的图像修正参数定义为P＝g+C₁g³，其中P为图像修正参数，g为灰度值，C₁为小于1的常数。

在一些实施例中，根据实时修正系数调整输入图像数据中对应于该子像素的灰度值包括对灰度值增加一个正比于实时修正系数的增加量。

在一些实施例中，根据实时修正系数调整该子像素的驱动电压包括将驱动电压增加一个增加量ΔV＝sgn(L)·C₂ln(L)，其中sgn()为符号函数，C₂为正的常数，L为实时修正系数。

在一些实施例中，在一个子像素的实时修正系数的绝对值在第二取值区间之内时，查找该一个子像素周围相同颜色的相邻子像素的实时修正系数，以及在至少一个相邻子像素的实时修正系数大于该一个子像素的实时修正系数且不处于第三取值区间时，将该一个子像素的实时修正系数修改为至少一个相邻子像素中绝对值最大的实时修正系数。

在一些实施例中，相邻子像素为该一个子像素所在像素周围8个最近邻像素中相同颜色的子像素。

在一些实施例中，第二采样帧为第一采样帧之后显示的下一帧。

在一些实施例中，多个采样帧为连续显示的多个帧。

在一些实施例中，第一取值区间为5％以上并小于15％，所述第二取值区间为15％以上并小于50％，以及所述第三取值区间为50％以上。

本公开的实施例可用于在播放动态图像时实时进行图像修正，使得所播放的视频的显示不均匀现象得到修正，且根据实时修正系数判断子像素性能异常的种类，相应地选择进行灰度修正，驱动电压修正或者修复程序，对造成显示不均匀的各种原因均可以起到效果。

附图说明

本公开提供了附图以便说明根据本公开原则的一些非限制性的示例，而不是用于构成任何限制。

图1是示出像素内子像素结构的示意图。

图2是根据本公开实施例的方法步骤的流程图。

具体实施方式

术语第一、第二、第三、上、下、左、右等并不限制元件的具***置，也不用于定义任何方向或顺序上的限制。本文所公开的优选实施例仅为了方便本领域技术人员的理解，而不是为了限制本公开的范围，本公开的范围包括在所公开实施例的原则下的各种等同或替代性的实施方式，以及本领域技术人员能够从本公开显而易见地推断出的内容。

如图1所示，液晶显示器的每个像素一般包括至少一个红色子像素10，至少一个蓝色子像素11，以及至少一个绿色子像素12。三种颜色的子像素作为一个整体即可形成一个彩色像素。红色子像素10，蓝色子像素11以及绿色子像素12的排列方式可以是RGB排列或者Pentile排列。因为像素的尺寸较小，在远处观察显示器的用户看来无法分辨出像素内的子像素，而是只能看到一个亮点。像素内的RGB子像素可以各种具有不同的亮度或者灰度，从而使得用户看到不同的彩色。例如，在三种颜色灰度值均为0时，用户将看到黑色，而在三种颜色灰度值均为最大(例如255)时，用户将看到白色。由于像素的数量可能是数百万甚至更多，难以避免其中的一些像素和子像素在生产过程中或者使用过程中出现亮度、对比度、饱和度等参数的变化。这在人眼所观察到的图像中将表现为与其他部分具有明显对比的不均匀区域，从而影响用户体验。驱动电路13一般为矩阵驱动电路，例如可以包括TFT阵列以用于分别为每个像素提供驱动电压和驱动电流。

图2示出了根据本公开实施例的自动修正方法的各步骤。在步骤S201中，首先在视频播放过程中监控多个采样帧。该多个采样帧可以为连续显示的多个帧，起始的一帧可以随机选择，也可以根据预定的时间周期进行选择。在多个采样帧中的第一采样帧中计算每种颜色所有子像素的图像修正参数的第一全局平均值P_G1以及每种颜色每个子像素的图像修正参数的第一个别值P_i。而在第一采样帧之后下一帧的第二采样帧中计算每种颜色所有子像素的图像修正参数的第二全局平均值P_G2以及每种颜色每个子像素的图像修正参数的第二个别值P_i’。其中图像修正参数优选为P＝g+C₁g³，其中P是图像修正参数，g是子像素灰度值，或者可以是子像素灰度值与共同的基准灰度值的差，C₁为小于1的常数，且可以为负数，但不为零。C₁对于不同颜色的子像素可以有不同的取值。以上所述的图像修正参数能够提供相对较均衡的修正准确度和检测灵敏度。本领域技术人员可以根据显示器的特性，如LED，OLED，CRT等来定义修改的图像修正参数，以符合不同类型的特性曲线。例如，可以定义P＝(g-G)+C₁(g-G)³，其中G为参考图像中定义的该颜色子像素的基准灰度值，也可以对于使用时间较久的显示器定义P＝g+C₁ln(g)，以更加符合其灰度与使用次数的函数关系。

在步骤S202中，根据上一步骤确定的两个采样帧的全局平均值，将第二全局平均值减去第一全局平均值以得到全局平均值差P_G2-P_G1。类似地，将每个子像素i的图像修正参数个别值也进行相减以得到个别值差P_i’-P_i。因视频播放每秒将播放24帧以上，且显示器的刷新频率一般在60Hz以上，在类似场景的每相邻两帧图像中所显示的图像将较为近似，因此全局平均值的差与个别值的差之间的差别也应在较小的范围内。此时为了进行实时图像修正，定义实时修正系数L_i，该实时修正系数L_i＝1-(P_i’-P_i)/(P_G2-P_G1)。即全局平均值差与个别值差之间的差别除以全局平均值差。若该实时修正系数的绝对值明显过大，例如超过100％甚至达到更大，则说明出现了场景变化，即相邻的两个采样帧恰好反映的是整体图像的突然变化，此时不适合进行修正。此外，视频图像因为自身图像质量的原因可能会出现各种不均匀噪点，从而使得实时修正系数变化过大，这种情况下同样不适合进行修正。若该实时修正系数的绝对值小于允差水平，例如5％，则说明在计算误差范围内或者没有出现显示不均匀，不需要进行修正。

在步骤203中，在实时修正***在合适的范围内时进行图像修正。在一些实施例中，在实时修正系数为5％-15％之间时，子像素并未出现明显的性能劣化，可以通过简单地对输入视频图像中相对应子像素的灰度进行调整来完成修正。可以对实时修正系数在该范围内的子像素的灰度值增加一个正比于所述实时修正系数的增加量。例如，实时修正系数为10％时，子像素的灰度值也会增加10％，从而减轻显示不均匀现象。

在步骤S204中，，在实时修正***在其他合适的范围内时进行图像修正。一些实施例中，在实时修正系数为15％-50％之间时，子像素可能出现了阈值电压偏移等影响使得甚至TFT不再工作在饱和区，其灰度值显示出现了较高的偏差。此时，将实时修正系数为15％-50％之间的子像素所对应的驱动电压增加ΔV＝sgn(L)·C₂ln(L)，其中sgn()为符号函数，C2为正的常数，L为实时修正系数。因为子像素性能曲线与其他子像素产生了差别，通过输入图像进行调整不能保证对偏差进行正确的修正，所以需要对驱动电压进行直接调整。

在一些实施例中，若实时修正系数为50％以上，且小于确保未出现场景变化的合适的阈值，则在采样帧完结之后，定义一个与采样帧无重叠的修复周期，例如500毫秒，5秒等。在修复周期中调整输入图像数据中对应于该子像素的灰度值以使得该子像素交替显示最大灰度值，例如255和最小灰度值，例如0。这时实时修正系数过大，说明子像素出现了较大的性能变化，例如出现了可修复的坏点。可修复的坏点例如因液晶部分出现故障，而导致子像素出现故障而仅显示一种错误的灰度。此时通过一定的频率(例如最大刷新频率)交替显示最大灰度和最小灰度，高频交替显示可以刺激该子像素所对应的液晶部分，驱动电路等，可能修复该子像素使其重新正常显示。

在近邻多个子像素的灰度值均出现较大偏差的一些实施例中，可以对近邻的子像素进行一致性的修正，以便在局部区域中进一步增加图像的均匀性。若一个子像素i₀的实时修正系数的绝对值在15％以上，小于50％时，查找该一个子像素周围相同颜色的相邻子像素i₁,…,i₈的实时修正系数。其中，为i₀所在像素周围8个最近邻像素中相同颜色的子像素。仅在至少一个相邻子像素i₁,…,i₈的实时修正系数大于i₀的实时修正系数也小于50％时，将该i₀的实时修正系数修改为至少一个相邻子像素i₁,…,i₈中绝对值最大的实时修正系数。这样，可以减少不均匀色块或者噪点的出现。

上文所述的仅为本发明原则和范围之内的示例实施例，本领域技术人员在阅读本文之后容易想到的其他等同实施例也应属于本发明的范畴之内。描述本发明某些特性或方面时使用的特殊术语或者特殊数值也不应视为暗示本发明的范围仅限于该特殊含义。

Claims

1.一种对图像显示进行实时修正的方法，其特征在于包括：

在连续显示的图像帧中监控多个采样帧；

在所述多个采样帧中的第一采样帧中计算每种颜色所有子像素的图像修正参数的第一全局平均值以及每种颜色每个子像素的所述图像修正参数的第一个别值，所述图像修正参数对于每种颜色仅根据子像素的灰度变化而变化；

在所述多个采样帧中所述第一采样帧之后的第二采样帧中计算每种颜色所有子像素的图像修正参数的第二全局平均值以及每种颜色每个子像素的所述图像修正参数的第二个别值；

对于每种颜色每个子像素确定实时修正系数，该实时修正系数等于所述第二全局平均值减去所述第一全局平均值的全局平均值差与所述第二个别值减去所述第一个别值的个别值差之间的差别再除以所述全局平均值差；

在子像素的所述实时修正系数的绝对值在第一取值区间之内时，在所述第二采样帧之后的图像帧中根据所述实时修正系数调整输入图像数据中对应于该子像素的灰度值；以及

在子像素的所述实时修正系数的绝对值在大于所述第一取值区间的第二取值区间之内时，在所述第二采样帧之后的图像帧中根据所述实时修正系数调整该子像素的驱动电压。

2.权利要求1所述的方法，其特征在于还包括在子像素的所述实时修正系数的绝对值在大于所述第二取值区间的第三取值区间之内时，在预先定义的修复周期中调整所述输入图像数据中对应于该子像素的灰度值以使得该子像素交替显示最大灰度值和最小灰度值，该修复周期在时间上与所述多个采样帧不重叠。

3.权利要求2所述的方法，其特征在于其中每个子像素的所述图像修正参数定义为：

P＝g+C₁g³，其中P为图像修正参数，g为灰度值，C₁为小于1的常数。

4.权利要求3所述的方法，其特征在于根据所述实时修正系数调整输入图像数据中对应于该子像素的灰度值包括对所述灰度值增加一个正比于所述实时修正系数的增加量。

5.权利要求4所述的方法，其特征在于根据所述实时修正系数调整该子像素的驱动电压包括将驱动电压增加一个增加量ΔV＝sgn(L)·C₂ln(|L|)，其中sgn()为符号函数，C₂为正的常数，L为所述实时修正系数。

6.权利要求5所述的方法，其特征在于还包括在一个子像素的所述实时修正系数的绝对值在所述第二取值区间之内时，查找该一个子像素周围相同颜色的相邻子像素的所述实时修正系数，以及在至少一个所述相邻子像素的所述实时修正系数大于该一个子像素的所述实时修正系数且不处于所述第三取值区间时，将该一个子像素的所述实时修正系数修改为所述至少一个相邻子像素中绝对值最大的所述实时修正系数。

7.权利要求6所述的方法，其特征在于所述相邻子像素为该一个子像素所在像素周围8个最近邻像素中相同颜色的子像素。

8.权利要求7所述的方法，其特征在于所述第二采样帧为所述第一采样帧之后显示的下一帧。

9.权利要求8所述的方法，其特征在于所述多个采样帧为连续显示的多个帧。

10.权利要求9所述的方法，其特征在于所述第一取值区间为5％以上并小于15％，所述第二取值区间为15％以上并小于50％，以及所述第三取值区间为50％以上。