一种Mini-LED分区背光液晶显示的光晕评测方法及系统

本发明属于信息显示，涉及高动态范围(hdr)显示和区域调光(localdimming)技术等，主要针对mini-led分区背光液晶显示设备的显示质量。

背景技术：

1、随着mini-led器件技术和生产工艺的成熟，国内外显示行业厂商纷纷推出低功耗、高动态范围(hdr)、高分辨率、广色域的mini-led背光液晶显示器。同时，也推动了液晶显示技术的进一步升级，从而达到甚至超过了oled显示器相关显示指标。因此，这种显示设备在电子竞技显示器、家庭电视以及监视器等消费领域和专业应用领域越来越受欢迎。随着mled-lcd的普及，其显示质量受到越来越多的关注，因为其使用了local dimming的背光技术和需要达到hdr的显示要求，从而也带来了一些新的显示质量问题；如在远离显示区域的mini-led背光区域led灯珠实现了关闭，因此在屏幕上这些区域也实现了暗态的基本要求，但在显示区域的周围仍存在背光泄漏的现象，即出现光晕现象的问题，在环境越暗的环境下，视觉体验就会越差。因此，光晕是这类显示中需要改进的新技术问题。由于该类显示器的硬件特性，光晕现象很难完全消除，但通过优化软硬件的方式可以降低光晕的影响，目前还缺乏基于客观测量的光晕强烈程度的评测方法。现有评测方法缺乏对客观量测量(如光晕的宽度和亮度)，且受到眩光的影响。

技术实现思路

1、发明目的：

2、随着各类mini-led分区背光显示器的不断普及，其显示性能质量中光晕(halo)的问题越来越受用户的关注，但由于目前还缺乏关于mini-led分区背光显示器的光晕评测方法。因此，本发明从光晕的主要影响机制和强烈程度等级两个维度来以主客观结合的方式量化实现光晕强烈程度的表征，建立全面的光晕评测方法体系。本发明将明确光晕物理亮度的准确测量方法，避免其它因素的干扰，如眩光和杂散光的影响。本发明方法将明确影响光晕的主要客观参量，并从显示设备核心组成部件背光模组和显示面板等部件本身属性进行分析提取影响因素，明确这些因素和光晕强烈程度之间的变化关系，从而可以帮助指导评测和改善mini-led分区背光显示器的光晕问题。

3、技术方案：

4、本发明提供一种mini-led分区背光液晶显示的光晕评测方法，包括如下步骤：

5、对暗室环境下的测试用mini-led背光显示器进行光晕测量，获取暗室环境下光晕亮度分布；

6、根据光晕亮度分布构建光晕的二维亮度分布通用表达式；

7、根据光晕亮度分布和二维亮度分布通用表达式模拟光晕测试图片，根据光晕测试图片复现不同光晕影响因素下的光晕图片，将光晕图片按光晕视敏度进行分级；光晕影响因素包括发光区域亮度、面板原生透光率和mini-led背光分区大小；

8、根据光晕影响因素构建暗室环境下mini-led背光显示器光晕视敏度的通用表征公式：

9、s＝a·f(lhalob·wc)d+e      (1)

10、式中，a、b、c、d和e为常系数，w为光晕的宽度，lhalo为光晕的最大亮度；

11、将所述的不同光晕影响因素下的光晕图片对应的s、lhalo、w带入公式(1)，拟合出a、b、c、d和e，得到光晕视敏度的具体表征公式：

12、

13、对待测mini-led背光显示器进行光晕测量，获取光晕的最大亮度和宽度，带入公式(2)中，得到光晕视敏度的数值，完成光晕表征。

14、优选的，对暗室环境下的测试用mini-led背光显示器进行光晕测量，获取暗室环境下光晕亮度分布，具体步骤包括：

15、在测试用mini-led背光显示器上显示测试白盒，移动测试白盒至光晕最强烈的位置；

16、制作与测试白盒尺寸一致且不透光不反光的掩膜片，用该掩膜片遮挡住测试白盒；

17、利用成像亮度计测量暗室环境下mini-led背光显示器显示测试白盒时显示屏幕上所有像素点的亮度值，对显示屏幕上所有像素点的亮度值进行处理，并提取光晕单一方向上的亮度值，得到光晕的单一方向亮度分布。

18、优选的，移动测试白盒至光晕最强烈的位置，具体步骤包括：将测试白盒设置于测试用mini-led背光显示器的屏幕中心，将测试白盒在屏幕的水平向右方向依次移动背光分区边长的十分之一的距离，通过肉眼观察测试白盒右侧的光晕宽度是否发生跳跃性增大，若发生跳跃性增大则此时的位置为测试白盒在水平方向上的最终位置；测试白盒继续垂直向上依次移动背光分区边长的十分之一的距离，通过肉眼观察测试白盒上侧的光晕宽度是否发生跳跃性增大，若发生跳跃性增大则此时的位置为测试白盒在垂直方向上的最终位置，至此确定了测试白盒在屏幕水平方向和垂直方向上的最终的显示位置。

19、优选的，根据光晕亮度分布构建光晕的二维亮度分布通用表达式，具体步骤包括：

20、根据暗室环境下光晕亮度分布确定测试用mini-led背光显示器的光晕亮度分布满足高斯分布，构建光晕在暗室环境下mini-led背光显示器显示屏幕单一方向上的亮度分布关系通用表达式为：

21、

22、式中，lmax代表单一方向光晕的峰值亮度，σ是光晕沿高斯分布的方差，进一步表征光晕的宽度大小，k代表位移量，即高斯分布曲线的起始位置；

23、进一步构建光晕在暗室环境下背光显示器显示屏幕水平方向和垂直方向的亮度分布关系通用表达式：

24、

25、式中，a、b、c、d是常系数，dyc物理意义表示为该像素点距离测试白盒中心在竖直方向上的距离，dxc物理意义表示为该像素点距离测试白盒中心在水平方向上的距离。

26、优选的，将不同状态下的光晕图片根据光晕视敏度由低到高进行光晕分级，光晕视敏度s分成n级，s取1～n，每一级的光晕视敏度逐渐递增，设置光晕视敏度s的可见阈值m，m∈[1，n]，当s小于m时光晕肉眼视觉上不可见。

27、本发明还提供一种mini-led分区背光显示器的光晕表征系统，包括：

28、光晕测量模块，用于对暗室环境下的测试用mini-led背光显示器进行光晕测量，获取暗室环境下光晕亮度分布；

29、光晕分级模块，用于根据获取的暗室环境下光晕亮度分布，对光晕进行模拟复现，并按照光晕视敏度进行分级；

30、构建表征公式模块，用于根据光晕视敏度和光晕影响因素构建暗室环境下mini-led背光显示器光晕视敏度的通用表征公式和具体表征公式；

31、暗室光晕表征模块，用于在暗室环境下对待测mini-led背光显示器进行光晕测量，计算得到暗室环境下待测mini-led背光显示器光晕视敏度的数值，完成光晕表征。

32、优选的：所述光晕测量模块中首先搭建暗室环境和光晕测量装置，该光晕测量装置包括测试用mini-led背光显示器、用于向测试用mini-led背光显示器输送测试图片的主机、用于测量背光显示器亮度的成像亮度计以及用于输出光晕亮度分布的计算机，暗室环境中物体表面亮度小于0.001cd/m2；

33、制作与测试白盒尺寸一致且不透光不反光的掩膜片，用该掩膜片遮挡住测试白盒，成像亮度计测量暗室环境下mini-led背光显示器显示测试白盒时显示屏幕上所有像素点的亮度值，对显示屏幕上所有像素点的亮度值进行处理，并提取光晕单一方向上的亮度值，得到光晕的单一方向亮度分布。

34、优选的：所述光晕分级模块中根据获取的暗室环境下光晕亮度分布确定测试用mini-led背光显示器的光晕亮度分布满足高斯分布，构建光晕在暗室环境下mini-led背光显示器显示屏幕单一方向上的亮度分布关系通用表达式为，如公式(3)。

35、进一步构建光晕在暗室环境下背光显示器显示屏幕水平方向和垂直方向的亮度分布关系通用表达式，如公式(4)。

36、根据光晕测量模块中获取的暗室环境下光晕亮度分布和公式(4)模拟出光晕测试图片，将光晕测试图片输送至oled显示器，利用oled显示器复现不同状态下光晕现象的图片；

37、将不同状态下的光晕图片根据光晕视敏度由低到高进行光晕分级，光晕视敏度s分成n级，s取1～n，每一级的光晕可视敏感度逐渐递增，设置光晕视敏度s的可见阈值m，m∈[1，n]，当s小于m时光晕肉眼视觉上不可见。

38、优选的：所述构建表征公式模块中根据光晕影响因素，构建暗室环境下mini-led背光显示器光晕视敏度s的通用表征公式，如公式(1)。

39、将所述的不同光晕影响因素下的光晕图片对应的s、lhalo、w带入公式(1)，拟合出a、b、c、d和e，得到光晕视敏度的具体表征公式，如公式(2)。

40、优选的：所述暗室光晕表征模块中利用光晕测量装置在暗室环境下对mini-led背光显示器进行光晕测量，获取暗室环境下光晕亮度分布；

41、制作与测试白盒尺寸一致且不透光不反光的掩膜片，用该掩膜片遮挡住测试白盒，成像亮度计测量暗室环境下mini-led背光显示器显示测试白盒时显示屏幕上所有像素点的亮度值，对显示屏幕上所有像素点的亮度值进行处理，并提取光晕单一方向上的亮度值，得到光晕的单一方向亮度分布；

42、光晕的最大亮度lhalo、宽度w数值从光晕单一方向上的亮度分布中获取；

43、将得到的lhalo和w的数值代入到公式(2)，得到暗室环境下mini-led背光显示器光晕可视敏感度s的数值，将光晕可视敏感度s的数值与可见阈值m进行比较，完成光晕表征。

44、有益效果：本发明采用以上表征方法具有以下优点：

45、本发明提出的一种mini-led分区背光显示器的光晕评测方法是一种基于实测光晕亮度和光晕宽度客观量的全面科学针对光晕的评测方法，可以给显示设备制造厂家提供改善光晕的具体指标，帮助开发者针对不同mini-led分区背光显示明确器光晕问题的优化方案。因此本发明将有助于mini-led区域背光显示器光学性能的提升，使得用户可以体验更好的mini-led分区背光显示器，同时可以帮助该类显示器的行业评测标准的完善。

46、通过本发明方法能实现mini-led分区背光显示器的光晕强烈程度的评测，基于实测光晕亮度和光晕宽度，并对图像亮度、面板透光率和背光分区尺寸等主要硬件因素进行了分析和提取，这对于该类显示器的设计优化提供了很大帮助，本发明可以更加符合人眼主观评价与mini-led背光显示器之间的关系，根据光晕强烈程度的表征公式可以帮助mini-led分区背光显示器开发商明确其提升的方向和方法，比如：区域调光技术(localdimming)的算法、显示面板像素补偿，和硬件成面的mini-led分区大小、数量及物理结构等，这些可以让液晶作为显示面板的显示性能可以得到进一步提升，让用户获得更加完美的高亮度、高对比度、宽色域和高分辨率等带来更好的视觉体验。