液晶电视的白平衡调整

（7）
fRCoffy=（CIEY2－CIEY1）/2δ
（8）
同 理 也 可 计 算 绿 色 和 蓝 色 的 系 数 ：fGCoffX，
fGCoffy，fBCoffX，fBCoffY。
最后根据式（1），有：
fRCoffX fGCoffx fBCoffX nRDiffVal ΔCIEX
fRCoffY fGCoffY fBCoffY × nGDiffVal = ΔGIEY 0.229 0.587 0.114 nBDiffVal ΔY
有线电视技术
设备器件
刘长凯 吉林蛟河广电局
摘要：本文提出了一种白平衡调整方案，采用 P C 机与彩色分析仪 Chroma7120，通过曲线拟合的方法补偿色温差 异，实现液晶电视白平衡的调整。实验结果表明该方案既方便又能满足白平衡的调整要求。
关键词：白平衡 色温 液晶电视
1引言
为了适应不同人种对颜色的主观感受，液晶电视 在生产过程中需要进行白平衡的调整。目前，生产线 上大都采用 PC 机与彩色分析仪实现白平衡自动调 整，如图 1 所示。
图 1 现有白平衡系统调整框图
现有调整方法一般只考虑色温的误差，基本未考 虑色差，所以在显示不同亮度的白信号时，有些信号 的色差值较大，影响电视的主观效果。本文提出一种 白 平 衡 调 整 方 案 ， 采 用 PC 机 与 彩 色 分 析 仪 Chroma7120，通过曲线拟合的方法补偿色温差异，实 现液晶电视白平衡的调整。
6 基于色度比特性的显示器色度特性化. 液晶与显示，2008蒉
90
201 2 年第 6 期（总第 270 期）
（1）EoC 模块的电源线与开关电源连接。 （2）EoC 模块的 RF 端口通过同轴线连接到光机。 （3）EoC 模块的网口通过网线上联到 ONU。 （4）运行 EoC 模块设备无需驱动程序。
（8）完成设备的安装与调试。 5.7.2 注意事项
（1）通过局端模块面板指示灯观察设备运行状况。 （2）使用 ping 工具测试网络是否连通。 （3）使用 SNMP/Web/SSH/Console 工具登录。 在第一次使用设备的时候一定要通读使用说明 书，注意其中的安全说明，禁止拆卸 EoC 模块。在干
拟合到伽马表中。
系统软件首先进行暗平衡调整，产生低亮度白信
号输入到 LCD 中，调整 OFFSET 使色温和色差都达
到要求。然后进行亮平衡调整，产生高亮度白信号输
入到 LCD 中，调整 GAIN 使色温和色差都达到要求。
由于 OFFSET 和 GAIN 对输出信号改变是相互的，暗
平衡和亮平衡需要交替调整数次。当调整完成后，信
相对于视频解码芯片 （比如 NXP 的 SAA7114）， 格式变换器属于数字电路，对数字电路中的寄存器进 行调整，不仅可以减少画面中图像的纹波干扰，而且 调整值的改变更加准确。所以，在产品设计时一般都 调整 Scaler 中的寄存器。Scaler 中可供选择的寄存器 组有 2 种。第 1 组是三基色分别对应的偏移 （OFFSET）和增益（GAIN）寄存器，共 6 个。而第 2 组 共由 768 个寄存器组成，共 3 张表，每张表各包含 256 个寄存器，分别对应 3 种颜色每一采样输入值的 调整输出值，也称为伽马校正寄存器。很显然，系统一 般都是调整 OFFSET 和 GAIN。
彩色分析仪读出 CIEX’，CIEY’，Y’，然后计算： ΔCIEX=CIEX’－ CIEX ΔCIEY =CIEY’－ CIEY ΔY=Y’－Y
（3） （4） （5）
由 ΔCIEX，ΔCIEY 和 ΔY 计算算术平均值 Δ：
Δ=（ΔCIEX ＋ΔCIEY＋ΔY）/ 3
（6）
由 Δ 的大小可以确定大、中、小 3 种不同的调整
4 结束语
液晶电视白平衡的调整方案，对电视机质量及生 产厂家的效率都有着非常重要的影响。上述调整方 案，在各级显示亮度上不但能满足色温特性的调整要 求，还能满足色差特性的调整要求，大大提升了电视 的主观效果。
参考文献 1 液晶显示应用技术. 北京电子工业出版社，2001 2 基于虚拟仪器技术的彩电白平衡测试系统. 光学仪器，2001 3 单机片实现 LCD 白平衡的自动调整. 光学仪器，2008 4 色度学. 北京理工大学出版社，1990 5 彩色电视机原理. 人民邮电出版社，2009
步长，这里为描述方便统一命名为 δ。
设定红色偏置寄存器为 OFFSETR＋δ，从彩色分
析仪读出 CIEX1’，CIEY1’和 Y1’，再设定红色偏置寄存 器为 OFFSETR－δ，从彩色分析仪读出 CIEX2’，CIEY2’， Y2’，假设小范围调整是直线关系，可以得到：
fRCoffx=（CIEx2－CIEX1)/2δ
（5）按照 5.7.1 完成设备的连接并通电后，指示灯 燥的地方使用 EoC 模块，不要在 EoC 模块的开口处
PWR、ETH1 或 ETH2 亮。
塞入任何东西。蒉
蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉
（上接第 82 页）
85%的白信号，按照上述算法进行白平衡的调整，可以 得到拟合直线①。然后改变输入的低亮度白信号为 5% 的白信号，保持增益为 1 只进行暗平衡的调整，得到拟 合直线②。可以知道，直线②基本反映了低亮度白信号 色温偏差的真实情况，所以，在低亮度部分（比如 10% 以下），伽马表中的寄存器值是由两条直线平均得到的。
调整显示信号的 3 种基色的配比，使其达到规定的色
温值并将调整结果存入 E2PROM 中。这些数据可在系
统上电初始化过程中使用，也可以开放给用户使用。
3 方案设计
图 2 白平衡系统调整框图
3.1 软件设计思路 液晶电视信号处理电路首先接受高频信号进行
图像和声音的分离，再在视频解码芯片中将 CVBS 信 号进行 A/D 变换以及视频解码，然后以 ITU601/656 格式输入显示格式变换器 Scaler，经过处理（一般包括 隔行变逐行以及显示信号分辨力的变换）后将信号送 入液晶屏中的控制电路。
2 基本知识
不同的人种对颜色的感觉是不一样的，比如白色
人种的眼球是蓝色的，就要求色温偏蓝，而黄色人种
就要求色温偏红。为此，国际照明委员会（CIE）定义了
标准白色光源，用“色温”表示。
根据三基色原理存在如下公式：
Y=0.029R＋0.587G＋0.114B
（1）
式中：Y 是显示信号的亮度，白平衡调整就是要
系统方案采用 PC 机、信号发生器和彩色分析仪 Chroma7120 组成，参见图 2。这里，不同亮度复合视频 广播信号（Composite Video Broadcast Signal，CVBS） 白信号由自制的 PCI 卡产生，当然也可以采用标准成 品。而彩色分析仪 Chroma7120 可以测量显示信号的 色温和色差值。
器值。而 RINPUT，GINPUT，BINPUT，ROUT，GOUT 和
BOUT 分别对应红绿蓝 3 色的输入和输出的数字信
号值。
由于 OFFSET，GAIN 寄存器与伽马处理是属于
串行信号处理流程，两者交换顺序对整个系统的信
号处理没有影响。所以系统软件利用式（2）可以完成
直线在伽马表中的拟合。红绿蓝 3 种颜色的输入值
（6）将场强仪连接到 Out1、 Out2（混 合 输 出 端
口），测量 MER、BER 和电平，应符合 《设备装机标
准》中规定的数值；当与标准值不符合时，准规定的数值。
（7）调试完成后，将用户线通过同轴电缆分别与
图 10
光机的 Out1、Out2 连接。
面板如图 10 所示。信号指示灯说明如表 3 所示。 5.7 宽带 EoC和窄带 EoC的安装调试 5.7.1 设备安装及调试步骤
器中的 GAIN 寄存器组。
3.3 直线拟合的方法
实验发现：低亮度和高亮度白信号越接近时，色
温、色差的一致性较好但亮度的动态显示范围较小。
当设定的白信号分别为最大亮度的 15%（左右）和
85%（左右）时，液晶电视所表现出来的色温、色差的
一致性以及亮度的动态显示范围基本满足要求。只在
输入信号亮度特别低的情况下色温和色差特性表现出
是 0~255 的整数，计算后四舍五入得到伽马表中各
相应寄存器的值。这样，也能实现相同的白平衡校正
功能。
3.2 色温及色差逼近算法
调整 OFFSET 或 GAIN 寄存器的值，使色温、色
差和亮度都满足要求，其逼近算法具体描述如下。
为了保证产品在比较大的动态显示范围内都具
有较好的色温和色差一致性，采用 CIE 坐标系进行逼
施工与测量
有线电视技术
表3
指示灯 面板标示 状态
含义
电源指示灯
Pwr
亮 IPG 供电正常 灭 电源关闭或电源故障
宽带 Cable Cab
指示灯
亮 窄带 Cable 链路建立 闪 Cable 端口在收发数据 灭 宽带 Cable 链路断开
上联以太网 Eth1/Eth2
指示灯
亮 以太网链路建立 闪 以太网端口在收发数据 灭 以太网链路未建立
较大的差异。但如果只是简单地扩大设定值的范围，不
仅不能提升效果，还会使调整时间更加延长。由于系统
软件设计时实际改变的是伽马表中的寄存器的值。所
以，在实际进行直线拟合时，采用的方法描述如下。
首先设定低亮度和高亮度白信号分别为 15%和
（下转第 90 页）
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（9）
求解上述方程，可得到 nRDiffVal，nGDiffVal 和
nBDiffVal。
如果 nRDiffVal 的绝对值大于调整步长 δ，那就
有：
OFFSETR=OFFSETR±δ