專利名稱：基于實(shí)驗(yàn)標(biāo)定法的激光電視顯示的色域轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光電視視頻顯示領(lǐng)域，特別是一種在激光顯示中將熒光粉三基色向激光三 基色進(jìn)行色域轉(zhuǎn)換的基于實(shí)驗(yàn)標(biāo)定法的激光電視顯示的色域轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換方法。
背景技術(shù)：
由于微電子技術(shù)和加工等相關(guān)技術(shù)的支持，激光電視迅速發(fā)展。激光電視以其色彩鮮明、 亮度高且色域?qū)?，高度飽和色彩等?yōu)點(diǎn)，有著廣闊的發(fā)展前景。然而由于現(xiàn)存的電視信號(hào)都 是基于CRT顯示系統(tǒng)的，CRT的顏色顯示是基于RGB三色熒光粉的，而激光電視的顯示系統(tǒng)采 用RGB三色激光，激光的色譜與熒光粉的光譜差別很大。根據(jù)色度學(xué)基本原理，在舌形區(qū)域內(nèi)， 任取三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的彩色作為基色，則由這三基色混合而成的所有彩色都包含在以這三點(diǎn)為頂點(diǎn) 的三角形內(nèi)。因而激光電視顯示系統(tǒng)與現(xiàn)存CRT的熒光顯示系統(tǒng)在色域上存在很大差別，必須 經(jīng)過轉(zhuǎn)化才能進(jìn)行正常的顯示。
目前存在的色域轉(zhuǎn)換方案大都基于純色度學(xué)的色彩標(biāo)定法，就是在CEIXYZ空間內(nèi)建立CRT 的三剌激值R。G。B。與激光電視的三刺激值R,G^之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。也就是說，通過CEIXYZ 空間這個(gè)平臺(tái)，建立理論上的轉(zhuǎn)換模型，這個(gè)模型能夠在給定CRT的剌激值R。G凡，找到與之 相對(duì)應(yīng)的LD的三剌激值R&Bi,使得兩者顯示的色彩理論上完全一致。遺憾的是，該空間是感 官非線性的，即它們不能根據(jù)相對(duì)位置來預(yù)測(cè)顏色。這就說明了經(jīng)過理論得出的結(jié)論在感官 上和計(jì)算值之間是非線性的，因而，使得映射前后的圖像有了一定的色度偏差。經(jīng)過上述轉(zhuǎn) 換后的圖像還要進(jìn)行相關(guān)的彩色圖像的處理才能得以修正，從而無形中增加了信號(hào)處理難度， 并且也為硬件的實(shí)現(xiàn)帶來了困難。而且基于純色度學(xué)的色彩標(biāo)定法是假定顯示器的純理想狀 態(tài)，如當(dāng)輸入電壓變化時(shí)，由RGB各槍單獨(dú)產(chǎn)生色坐標(biāo)不變、RGB各槍分別作用在各自對(duì)應(yīng) 的磷粉上，彼此之間互不影響、在給定位置的光輸出不依賴于其他位置的輸入、RGB各槍對(duì)一 個(gè)恒定輸入響應(yīng)不隨時(shí)間而變化、RGB通道的響應(yīng)獨(dú)立于屏幕位置等等，而往往顯示器并不完 全滿足這些假設(shè)，有時(shí)候遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于人眼可分辨色差對(duì)應(yīng)的色坐標(biāo)變化，因此用它們進(jìn)行定量 顯色的精度將受到理論模型的假設(shè)的限制而不會(huì)太高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于實(shí)驗(yàn)標(biāo)定法的激光電視顯示的色域轉(zhuǎn)換系 統(tǒng)的轉(zhuǎn)換方法，能夠?qū)崿F(xiàn)CRT熒光色域到激光顯示色域的完美轉(zhuǎn)換，并且計(jì)算量不大。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種基于實(shí)驗(yàn)標(biāo)定法的激光電視顯示的色域轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換方法，它的步驟為
1) 計(jì)算機(jī)輸出兩路數(shù)字RGB信號(hào)分別給CRT顯示器和LD顯示器；
2) 分光輻射光譜儀分別采集CRT顯示器和LD顯示器屏幕中顯示的RGB信號(hào)，并將其轉(zhuǎn) 換為L(zhǎng)ab值，然后送入計(jì)算機(jī)保存數(shù)據(jù)；
3) 計(jì)算機(jī)利用收到CRT顯示器和LD顯示器的Lab值，根據(jù)相同的Lab值分別對(duì)應(yīng)的CRT 顯示器RGB值和LD顯示器的RGB值，建立Lab值、CRT顯示器的原始RGB值和LD顯示器原 始對(duì)應(yīng)RGB值的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫，完成學(xué)習(xí)過程；
4) 利用對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫進(jìn)行色域匹配；
5) 然后進(jìn)行虛擬色域擴(kuò)展；
6) 最后在另一LD顯示器上顯示。
所述步驟2)中，CRT顯示器采用符合EBU標(biāo)準(zhǔn)的CRT顯示器；測(cè)試CRT顯示器過程為 計(jì)算機(jī)從0到255依次改變測(cè)試區(qū)域RGB三通道的數(shù)據(jù)值，相應(yīng)的發(fā)出的是24bit的真彩色； 對(duì)于CRT顯示器，這24bit的彩色信息，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器、Y變換后直接驅(qū)動(dòng)CRT顯示器的 RGB三槍，產(chǎn)生相應(yīng)的色彩；分光光度計(jì)測(cè)定測(cè)試區(qū)域測(cè)出每一組RGB值對(duì)應(yīng)的L，a,b色度值，并送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)紀(jì)錄并存儲(chǔ)這些L， a, b色度值和與之對(duì)應(yīng)的24bit的數(shù)值。
所述步驟2)中，LD顯示器測(cè)試過程為計(jì)算機(jī)還將24bit的真彩色信號(hào)直接送入激光 電視顯示屏，分光光度計(jì)對(duì)激光電視顯示屏進(jìn)行測(cè)定，將測(cè)試區(qū)域測(cè)出每一組RGB值對(duì)應(yīng)的 L, a， b色度值，送入計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)紀(jì)錄并存儲(chǔ)這些L, a, b色度值和與之對(duì)應(yīng)的24bit真彩 色的數(shù)值。
所述步驟4)色域匹配過程為根據(jù)步驟3)建立的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫，將在Lab空間中 Lab值相同的顏色從CRT的RGB值轉(zhuǎn)化成LD對(duì)應(yīng)的RGB值，完成色域匹配。
所述步驟5)中，虛擬色域擴(kuò)展過程為通過處理器將數(shù)字RGB轉(zhuǎn)換到XYZ色域空間，尋找 到色域圖中的白色中心點(diǎn)，對(duì)轉(zhuǎn)換后的RGB進(jìn)行處理，計(jì)算出顏色RGB與白點(diǎn)的中心距離，然 后按照距離成線性比例的進(jìn)行拉伸，將熒光色域的全部顏色都均勻轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的激光色域中。
本發(fā)明CRT的標(biāo)定裝置給定CRT的刺激值R。G。B。，用實(shí)驗(yàn)的方法通過自學(xué)習(xí)找到與之相對(duì)應(yīng) 的激光顯示的三刺激值^GiBj,使得兩者顯示的色彩理論上完全一致。色域匹配裝置基于快速 査找算法進(jìn)行色域的映射，使接收熒光粉三基色信號(hào)的激光顯示獲得正確的顏色再現(xiàn)，達(dá)到 顏色正確還原的目的。虛擬色域擴(kuò)展裝置在虛擬色域進(jìn)行按比例拉伸，從而將熒光粉三原色 的小色域擴(kuò)展為激光三原色大色域，實(shí)現(xiàn)熒光粉色域以外的激光色域中飽和度更高的顏色。 其特征在于色域轉(zhuǎn)換時(shí)采用了基于實(shí)驗(yàn)的自學(xué)習(xí)方法進(jìn)行色域標(biāo)定，而且標(biāo)定是在CIE L*a*b*空間進(jìn)行，Lab色彩模型色域?qū)掗煻宜鼜浹a(bǔ)了RGB色彩模型色彩分布不均的不 足。
CRT的標(biāo)定裝置，即實(shí)驗(yàn)標(biāo)定法的硬件為
顏色標(biāo)定的CRT顯示器采用符合EBU標(biāo)準(zhǔn)的CRT顯示器，將作為顏色標(biāo)定的模型顯示屏。 校正系數(shù)模塊采用國(guó)家廣播標(biāo)準(zhǔn)；y=2.3。
根據(jù)CIE標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，CRT顯示器、激光電視顯示屏標(biāo)定數(shù)據(jù)的測(cè)試在暗室中進(jìn)行， 測(cè)試前CRT顯示器按照CIE規(guī)定進(jìn)行12h預(yù)熱。 CRT顯示器參數(shù)設(shè)置為
CRT顯示器亮度64. 24cd/m2 (三個(gè)通道的RGB值(0-255)均為255時(shí))
LD顯示器亮度80cd/m2 (三個(gè)通道的RGB值(0-255)均為255時(shí))
CRT顯示器白場(chǎng)xi. 3127, y =0. 3290( D65)
LD顯示器白場(chǎng):x=0. 2824, y =0.2774( D65)
顯示器顏色偏移量0
分光光度計(jì)的參數(shù)設(shè)置為 視角1°
波長(zhǎng)范圍370-730nm
對(duì)CRT顯示器、激光電視顯示屏的顏色域按CIE規(guī)定的方式采樣，以與顯示器中心，同心的
邊長(zhǎng)為9cm的正方形為測(cè)試區(qū)域。保持顯示器屏幕測(cè)試區(qū)域以外為黑色背景。 .
數(shù)據(jù)采集如下計(jì)算機(jī)從0到255依次改變測(cè)試區(qū)域RGB三通道的數(shù)據(jù)值，相應(yīng)的發(fā)出 的是24bit的真彩色。對(duì)于CRT顯示器，這24bit的彩色信息，經(jīng)過DM數(shù)模轉(zhuǎn)換、y變換 后直接驅(qū)動(dòng)CRT顯示器的RGB三槍，產(chǎn)生相應(yīng)的色彩。而分光光度計(jì)測(cè)定測(cè)試區(qū)域測(cè)出每一 組RGB值對(duì)應(yīng)的L, a, b色度值，并送入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)紀(jì)錄并存儲(chǔ)這些L, a， b色度值和與之 對(duì)應(yīng)的24bit的數(shù)值。對(duì)于激光電視顯示屏，整個(gè)過程與CRT類似，只不過計(jì)算機(jī)發(fā)出的RGB三基色24bit的 數(shù)字彩色信息送入驅(qū)動(dòng)電路的數(shù)字口，由這個(gè)驅(qū)動(dòng)電路來完成對(duì)液晶板的控制，從而產(chǎn)生相 應(yīng)的顏色。這樣只要給定一個(gè)RGB三基色二進(jìn)制驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)，就能找到一個(gè)與之匹配的L,a，b 值，同時(shí)也就找到了與此L， a， b值匹配的驅(qū)動(dòng)LD的RGB24bit的數(shù)據(jù)值。
這樣通過學(xué)習(xí)建立好數(shù)據(jù)庫，然后利用快速査找就能夠在給定CRT顯示器的刺激值 RcGcBc,找到與之相對(duì)應(yīng)的激光電視顯示屏的三刺激值&GlBu就能在激光電視顯示器上顯示 與CRT顯示器上顯示的一樣的色彩，而且顯示的色彩范圍也和CRT —致。以上的整個(gè)過程其 實(shí)就是從CRT顯示器顯示的色彩到激光電視顯示屏的色彩的標(biāo)定過程，同時(shí)也完成了色域匹 配的過程。
這種色域匹配關(guān)系建立以后，普通的CRT現(xiàn)實(shí)的視頻信號(hào)能相應(yīng)地轉(zhuǎn)換成激光的電信號(hào)， 從而實(shí)現(xiàn)色彩的正確重現(xiàn)，即色彩重現(xiàn)。以上的色域匹配雖然能夠保證兩者的彩色顯示一致， 但卻不能展示激光顯示大色域、高飽和色的優(yōu)勢(shì)，因此，本發(fā)明又增加了虛擬顏色擴(kuò)展部分 來實(shí)現(xiàn)由熒光粉三基色的小色域延伸到激光顯示的大色域的方法。具體方法如下
將接收過來的現(xiàn)有制式信號(hào)轉(zhuǎn)換為激光RGB制式，尋找到色域圖中的白色中心點(diǎn)，對(duì)轉(zhuǎn) 換后的激光顏色制式進(jìn)行處理，計(jì)算出顏色三刺激值RJ3A與白點(diǎn)的中心距離，然后按照距離 成比例的進(jìn)行拉伸，將熒光色域的全部顏色都均勻轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的激光色域中。
本發(fā)明的有益效果是運(yùn)算量小，顯示效果好，能夠?qū)崿F(xiàn)CRT熒光色域到激光顯示色域 的完美轉(zhuǎn)換
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
一種基于實(shí)驗(yàn)標(biāo)定法的激光電視顯示的色域轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換方法，它的步驟為
1) 計(jì)算機(jī)輸出兩路數(shù)字RGB信號(hào)分別給CRT顯示器和LD顯示器；
2) 分光輻射光譜儀分別采集CRT顯示器和LD顯示器屏幕中顯示的RGB信號(hào)，并將其轉(zhuǎn) 換為L(zhǎng)ab值，然后送入計(jì)算機(jī)保存數(shù)據(jù)；
3) 計(jì)算機(jī)利用收到CRT顯示器和LD顯示器的Lab值，根據(jù)相同的Lab值分別對(duì)應(yīng)的CRT 顯示器RGB值和LD顯示器的RGB值，建立Lab值、CRT顯示器的原始RGB值和LD顯示器原 始對(duì)應(yīng)RGB值的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫，完成學(xué)習(xí)過程；
4) 利用對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫進(jìn)行色域匹配；
5) 然后進(jìn)行虛擬色域擴(kuò)展；
6) 最后在另一LD顯示器上顯示。
所述步驟2)中，CRT顯示器采用符合EBU標(biāo)準(zhǔn)的CRT顯示器；測(cè)試CRT顯示器過程為 計(jì)算機(jī)從0到255依次改變測(cè)試區(qū)域RGB三通道的數(shù)據(jù)值，相應(yīng)的發(fā)出的是24bit的真彩色； 對(duì)于CRT顯示器，這24bit的彩色信息，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器、Y變換后直接驅(qū)動(dòng)CRT顯示器的 RGB三槍，產(chǎn)生相應(yīng)的色彩；分光光度計(jì)測(cè)定測(cè)試區(qū)域測(cè)出每一組RGB值對(duì)應(yīng)的L, a， b色度 值，并送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)紀(jì)錄并存儲(chǔ)這些L,a,b色度值和與之對(duì)應(yīng)的24bit的數(shù)值。
所述步驟2)中，LD顯示器測(cè)試過程為計(jì)算機(jī)還將24bit的真彩色信號(hào)直接送入激光 電視顯示屏，分光光度計(jì)對(duì)激光電視顯示屏進(jìn)行測(cè)定，將測(cè)試區(qū)域測(cè)出每一組RGB值對(duì)應(yīng)的 L, a， b色度值，送入計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)紀(jì)錄并存儲(chǔ)這些L, a， b色度值和與之對(duì)應(yīng)的24bit真彩 色的數(shù)值。
所述步驟4)色域匹配過程為根據(jù)步驟3)建立的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫，將在Lab空間中 Lab值相同的顏色從CRT的RGB值轉(zhuǎn)化成LD對(duì)應(yīng)的RGB值，完成色域匹配。
所述步驟5)中，虛擬色域擴(kuò)展過程為通過處理器將數(shù)字RGB轉(zhuǎn)換到XYZ色域空間， 尋找到色域圖中的白色中心點(diǎn)，對(duì)轉(zhuǎn)換后的RGB進(jìn)行處理，計(jì)算出顏色RGB與白點(diǎn)的中心距 離，然后按照距離成線性比例的進(jìn)行拉伸，將熒光色域的全部顏色都均勻轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的激光 色域中。
權(quán)利要求
1. 一種基于實(shí)驗(yàn)標(biāo)定法的激光電視顯示的色域轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換方法，其特征是，它的步驟為1)計(jì)算機(jī)輸出兩路數(shù)字RGB信號(hào)分別給CRT顯示器和LD顯示器；2)分光輻射光譜儀分別采集CRT顯示器和LD顯示器屏幕中顯示的RGB信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ab值，然后送入計(jì)算機(jī)保存數(shù)據(jù)；3)計(jì)算機(jī)利用收到CRT顯示器和LD顯示器的Lab值，根據(jù)相同的Lab值分別對(duì)應(yīng)的CRT顯示器RGB值和LD顯示器的RGB值，建立Lab值、CRT顯示器的原始RGB值和LD顯示器原始對(duì)應(yīng)RGB值的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫，完成學(xué)習(xí)過程；4)利用對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫進(jìn)行色域匹配；5)然后進(jìn)行虛擬色域擴(kuò)展；6)最后在另一LD顯示器上顯示。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于實(shí)驗(yàn)標(biāo)定法的激光電視顯示的色域轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換方法，其 特征是，所述步驟2)中，CRT顯示器采用符合EBU標(biāo)準(zhǔn)的CRT顯示器；測(cè)試CRT顯示器過程 為計(jì)算機(jī)從0到255依次改變測(cè)試區(qū)域RGB三通道的數(shù)據(jù)值，相應(yīng)的發(fā)出的是24bit的真 彩色；對(duì)于CRT顯示器，這24bit的彩色信息，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器、Y變換后直接驅(qū)動(dòng)CRT顯 示器的RGB三槍，產(chǎn)生相應(yīng)的色彩；分光光度計(jì)測(cè)定測(cè)試區(qū)域測(cè)出每一組RGB值對(duì)應(yīng)的L， a， b 色度值，并送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)紀(jì)錄并存儲(chǔ)這些L, a， b色度值和與之對(duì)應(yīng)的24bit的數(shù)值。
3. 如權(quán)利要求1所述的基于實(shí)驗(yàn)標(biāo)定法的激光電視顯示的色域轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換方法，其 特征是，所述步驟2)中，LD顯示器測(cè)試過程為計(jì)算機(jī)還將24bit的真彩色信號(hào)直接送入 激光電視顯示屏，分光光度計(jì)對(duì)激光電視顯示屏進(jìn)行測(cè)定，將測(cè)試區(qū)域測(cè)出每一組RGB值對(duì) 應(yīng)的L, a, b色度值，送入計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)紀(jì)錄并存儲(chǔ)這些L, a, b色度值和與之對(duì)應(yīng)的24bit 真彩色的數(shù)值。
4. 如權(quán)利要求1所述的基于實(shí)驗(yàn)標(biāo)定法的激光電視顯示的色域轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換方法，其 特征是，所述步驟4)色域匹配過程為根據(jù)步驟3)建立的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫，將在Lab空間 中Lab值相同的顏色從CRT的RGB值轉(zhuǎn)化成LD對(duì)應(yīng)的RGB值，完成色域匹配。
5. 如權(quán)利要求1所述的基于實(shí)驗(yàn)標(biāo)定法的激光電視顯示的色域轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換方法，其 特征是，所述步驟5)中，虛擬色域擴(kuò)展過程為通過處理器將數(shù)字RGB轉(zhuǎn)換到XYZ色域空 間，尋找到色域圖中的白色中心點(diǎn)，對(duì)轉(zhuǎn)換后的RGB進(jìn)行處理，計(jì)算出顏色RGB與白點(diǎn)的中 心距離，然后按照距離成線性比例的進(jìn)行拉伸，將熒光色域的全部顏色都均勻轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的 激光色域中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于實(shí)驗(yàn)標(biāo)定法的激光電視顯示的色域轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換方法。它能夠?qū)崿F(xiàn)CRT熒光色域到激光顯示色域的完美轉(zhuǎn)換，計(jì)算量不大。其方法為1)計(jì)算機(jī)輸出兩路數(shù)字RGB信號(hào)分別給CRT顯示器和LD顯示器；2)分光輻射光譜儀分別采集CRT顯示器和LD顯示器屏幕中顯示的RGB信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ab值，然后送入計(jì)算機(jī)保存數(shù)據(jù)；3)計(jì)算機(jī)利用收到CRT顯示器和LD顯示器的Lab值，根據(jù)相同的Lab值分別對(duì)應(yīng)的CRT顯示器RGB值和LD顯示器的RGB值，建立Lab值、CRT顯示器的原始RGB值和LD顯示器原始對(duì)應(yīng)RGB值的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫，完成學(xué)習(xí)過程；4)利用對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫進(jìn)行色域匹配；5)然后進(jìn)行虛擬色域擴(kuò)展；6)最后在另一LD顯示器上顯示。
文檔編號(hào)H04N9/64GK101534452SQ20091002053
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日
發(fā)明者強(qiáng) 萬, 英 劉, 剛 宋, 張純波, 李慶華, 汪延?xùn)|, 王洪君, 王純純, 邱天星 申請(qǐng)人:山東大學(xué)