一种LED色域校正方法与流程

本发明涉及led图像处理及显示技术领域，具体涉及一种led色域校正方法。

背景技术：

色域是对一种颜色进行编码的方法，也指一个技术系统能够产生的颜色的总和。在计算机图形处理中，色域是颜色的某个完全的子集。颜色子集最常见的应用是用来精确地代表一种给定的情况。例如一个给定的色彩空间或是某个输出装置的呈色范围。绝大多数系统的色域都是由于很难生成单色(单波长)的光线所导致的。最好的接近单色光的技术就是激光，对于大多数系统来说这种方法过于昂贵，不太现实。随着激光技术的进步，成本进一步降低，这种方法也逐渐有所应用。除了激光之外，大多数系统都是用大致近似的方法表示高度饱和的颜色，这些光线通常包含所期望的颜色之外多种颜色。

crt及类似的显示器都有一个大致为三角形的能够覆盖可见色彩空间大部分的色域。crt显示器的色域受限于产生红色、绿色、蓝色光线的荧光物质。除了显示器本身之外，显示实际的图像的时候，通常还受限于如数码相机、扫描仪等设备中的色彩传感器的质量相关。液晶显示器(lcd)的屏幕通过对背光进行过滤进行显示。因此lcd的色域完全取决于背光的光谱。通常lcd显示器使用荧光灯作为背光，而荧光灯的色域通常比crt显示器要小很多。

在1931cie-xyz标准色度系统中，led的色域空间大于且包含lcd的色域空间，特别是绿色部分，再就是红色部分，其次是绿色部分，因此，一些使用了led的lcd显示屏(lcd拼接屏)就会因为色域的差异而导致整体的显示效果变差，此时就需要一种可以对led色域进行校正，从而使led色域逼近lcd的方法。

技术实现要素：

本发明提供了一种led色域校正方法，其应用时，可以对led的色域进行有效的压缩校正，使其逼近lcd的色域，从而解决led与lcd组合使用时，因色域差异而导致的整体显示效果差的问题。

本发明所采用的技术方案为：

一种led色域校正方法，包括以下步骤：s1、确定led原始色域空间三刺激值矩阵[xyz_original]和目标lcd色域空间三刺激值矩阵[xyz_target]；

s2、根据led原始色域空间三刺激值矩阵[xyz_original]和目标lcd色域空间三刺激值矩阵[xyz_target]计算得到转换系数矩阵[conversion_coefficient]；

s3、将转换系数矩阵[conversion_coefficient]植入led显示源信号；

s4、将植入转换系数矩阵[conversion_coefficient]后的led显示源信号输入led显示控制系统，通过led显示控制系统执行植入转换系数矩阵[conversion_coefficient]后的led显示源信号，实现led的色域校正。

作为上述技术方案的优选，在步骤s1中，所述led原始色域空间三刺激值矩阵

其中，rx_orig、ry_orig和rz_orig为led原始色域空间中红色的三刺激值，gx_orig、gy_orig和gz_orig为led原始色域空间中绿色的三刺激值，bx_orig、by_orig和bz_orig为led原始色域空间中蓝色的三刺激值。

作为上述技术方案的优选，在步骤s1中，所述目标lcd色域空间三刺激值矩阵

其中，rx_targ、ry_targ和rz_targ为目标lcd色域空间中红色的三刺激值，gx_targ、gy_targ和gz_targ为目标lcd色域空间中绿色的三刺激值，bx_targ、by_targ和bz_targ为目标lcd色域空间中蓝色的三刺激值。

作为上述技术方案的优选，在步骤s2中，所述转换系数矩阵

其中：

rr为显示源信号为红色时，红灯的亮度系数；

rg为显示源信号为红色时，绿灯的亮度系数；

rb为显示源信号为红色时，蓝灯的亮度系数；

gr为显示源信号为绿色时，红灯的亮度系数；

gg为显示源信号为绿色时，绿灯的亮度系数；

gb为显示源信号为绿色时，蓝灯的亮度系数；

br为显示源信号为蓝色时，红灯的亮度系数；

bg为显示源信号为蓝色时，绿灯的亮度系数；

bb为显示源信号为蓝色时，蓝灯的亮度系数。

作为上述技术方案的优选，在步骤s2中，led原始色域空间三刺激值矩阵[xyz_original]、目标lcd色域空间三刺激值矩阵[xyz_target]和转换系数矩阵[conversion_coefficient]之间的换算公式为[conversion_coefficient]*[xyz_original]＝[xyz_target]。

作为上述技术方案的优选，在步骤s2中，所述转换系数矩阵[conversion_coefficient]的计算公式为[conversion_coefficient]＝[xyz_target]*[xyz_original]-1。

作为上述技术方案的优选，在步骤s2中，所述转换系数矩阵

作为上述技术方案的优选，在步骤s3中，所述led显示源信号包含红色原始色度值r、绿色原始色度值g和蓝色原始色度值b，植入转换系数矩阵[conversion_coefficient]后的led显示源信号包含要显示的红色色度值r’、绿色色度值g’和蓝色色度值b’。

作为上述技术方案的优选，所述要显示的红色色度值r’、绿色色度值g’和蓝色色度值b’计算公式分别为：

r’＝r*rr+g*gr+b*br；

g’＝r*rg+g*gg+b*bg；

b’＝r*rb+g*gb+b*bb。

本发明的有益效果为：

本发明通过确定的led原始色域空间三刺激值矩阵[xyz_original]和目标lcd色域空间三刺激值矩阵[xyz_target]计算得到转换系数矩阵[conversion_coefficient]，然后将转换系数矩阵[conversion_coefficient]植入led显示源信号，通过led显示源信号来控制实现led的色域压缩校正，使其逼近目标lcd的色域，从而解决led与lcd组合使用时，因色域差异而导致的整体显示效果差的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的步骤示意框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。

应当理解，术语第一、第二等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。尽管本文可以使用术语第一、第二等等来描述各种单元，这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。

应当理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，单独存在b，同时存在a和b三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，a/和b，可以表示：单独存在a，单独存在a和b两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

应当理解，在本发明的描述中，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

应当理解，当将单元称作与另一个单元“连接”、“相连”或“耦合”时，它可以与另一个单元直相连接或耦合，或中间单元可以存在。相対地，当将单元称作与另一个单元“直接相连”或“直接耦合”时，不存在中间单元。应当以类似方式来解释用于描述单元之间的关系的其他单词(例如，“在……之间”对“直接在……之间”,“相邻”对“直接相邻”等等)。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不意在限制本发明的示例实施例。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解术语“包括”、“包括了”、“包含”、和/或“包含了”当在本文中使用时,指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性,并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。

还应当注意到在一些备选实施例中，所出现的功能/动作可能与附图出现的顺序不同。例如,取决于于所涉及的功能/动作,实际上可以实质上并发地执行,或者有时可以以相反的顺序来执行连续示出的两个图。

在下面的描述中提供了特定的细节,以便于对示例实施例的完全理解。然而,本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实施例中，可以不以非必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。

实施例1：

本实施例提供了一种led色域校正方法，如图1至所示：

包括以下步骤：

s1、确定led原始色域空间三刺激值矩阵[xyz_original]和目标lcd色域空间三刺激值矩阵[xyz_target]；

s2、根据led原始色域空间三刺激值矩阵[xyz_original]和目标lcd色域空间三刺激值矩阵[xyz_target]计算得到转换系数矩阵[conversion_coefficient]；

s3、将转换系数矩阵[conversion_coefficient]植入led显示源信号；

s4、将植入转换系数矩阵[conversion_coefficient]后的led显示源信号输入led显示控制系统，通过led显示控制系统执行植入转换系数矩阵[conversion_coefficient]后的led显示源信号，实现led的色域校正。

其应用时，可通过确定的led原始色域空间三刺激值矩阵[xyz_original]和目标lcd色域空间三刺激值矩阵[xyz_target]计算得到转换系数矩阵[conversion_coefficient]，然后将转换系数矩阵[conversion_coefficient]植入led显示源信号，通过led显示源信号来控制实现led的色域压缩校正，使其逼近目标lcd的色域，从而解决led与lcd组合使用时，因色域差异而导致的整体显示效果差的问题。

实施例2：

作为对上述实施例的优化，在步骤s1中，所述led原始色域空间三刺激值矩阵

其中，rx_orig、ry_orig和rz_orig为led原始色域空间中红色的三刺激值，gx_orig、gy_orig和gz_orig为led原始色域空间中绿色的三刺激值，bx_orig、by_orig和bz_orig为led原始色域空间中蓝色的三刺激值。

所述目标lcd色域空间三刺激值矩阵

其中，rx_targ、ry_targ和rz_targ为目标lcd色域空间中红色的三刺激值，gx_targ、gy_targ和gz_targ为目标lcd色域空间中绿色的三刺激值，bx_targ、by_targ和bz_targ为目标lcd色域空间中蓝色的三刺激值。

在步骤s2中，所述转换系数矩阵

其中：

rr为显示源信号为红色时，红灯的亮度系数；

rg为显示源信号为红色时，绿灯的亮度系数；

rb为显示源信号为红色时，蓝灯的亮度系数；

gr为显示源信号为绿色时，红灯的亮度系数；

gg为显示源信号为绿色时，绿灯的亮度系数；

gb为显示源信号为绿色时，蓝灯的亮度系数；

br为显示源信号为蓝色时，红灯的亮度系数；

bg为显示源信号为蓝色时，绿灯的亮度系数；

bb为显示源信号为蓝色时，蓝灯的亮度系数。

根据格拉斯曼颜色匹配原理，选择三种原色，三原色中任何一种颜色不能由其他两种原色相加混合得到，如rgb三原色，通过选一特定白光做为标准，定出三原色的相对亮度单位，则其他颜色的光可以看成是由不同数量的三原色光混合而成，所需的三原色各自的数量就是三刺激值。

1931cie-xyz标准色度系统使用了三个假想的原色[x]、[y]、[z]替代rgb三原色，通过匹配等能白光定出三种原色的单位。在定量表达某种光源的亮度与色度时，色度学方程可表达为：c[c]＝x[x]+y[y]+z[z]，式中的x、y、z即三刺激值，而混合色的三刺激值为各组成色的三刺激值之和。三原色中只有[y]原色既代表色品又代表亮度，[x]、[z]只代表色品。

1931cie-xyz标准色度系统中的色坐标a、b、c与三刺激值x、y、z之间的关系式如下：

可以看到，a、b、c并不独立，a+b+c＝1，因此一般只用a、b两个色坐标即可唯一地表达色品。有了三刺激值，就可以计算得到色坐标a、b，反之，有了色坐标a、b和三刺激值中的y，也可以计算出三刺激值x、y、z，具体如下式所示：

y＝y；

三刺激值x、y、z是混色叠加计算的基础，而混色叠加计算正是色度校正的理论基础。对于led显示屏来说，对应到1931cie-xyz图上，就是三原色色坐标连线构成的色域三角形和设定的白点。三原色色域三角形决定了该led显示屏能表现的色彩。而白点定义了所需要的三原色配比，也就是单位量。一张显示屏生产完成，其色域三角形就确定了，而调整白平衡可通过调电阻等方法改变rgb的配比来实现。三原色色域三角形内部的颜色为显示屏通过三原色的混色可实现的全部颜色，因此，一张led显示屏的原始色域空间定义应包含以下参数：红色色坐标(ra，rb)，绿色色坐标(ga，gb)，蓝色色坐标(ba，bb)，白色色坐标(wa，wb)。以上四组色坐标分别为显示屏显示为(r255，g0，b0)、(r0，g255，b0)、(r0，g0，b255)以及(r255，g255，b255)等红绿蓝白四色时的色坐标。白色由rgb三原色混色而成，因此，如给出rgb三色的亮度值ry，gy，by，就可以计算出rgb三色各自的三刺激值如下：

而白色的色坐标wa、wb以及白色亮度值wy都可以通过rgb三色的xyz三刺激值的叠加计算得到：

反之，给出白色的色坐标和亮度值，也可以计算得到所需的rgb三原色亮度值。色度校正的原理就是色域空间变换。将led屏固有的宽色域空间变换到一个用户设定的目标色域空间上，该目标色域空间可以是标准色域空间，也可以是用户自定义的一个色域空间。对于led屏来说，要保证显示质量，必须在色度校正的同时，保证亮度的均匀度。因此亮色校正一定是同步完成的。因此应同时给出校正的目标亮度值。

实施例3：

作为对上述实施例的优化，在步骤s2中，led原始色域空间三刺激值矩阵[xyz_original]、目标lcd色域空间三刺激值矩阵[xyz_target]和转换系数矩阵[conversion_coefficient]之间的换算公式为[conversion_coefficient]*[xyz_original]＝[xyz_target]。转换系数矩阵[conversion_coefficient]的计算公式即为[conversion_coefficient]＝[xyz_target]*[xyz_original]-1。具体的，最终转换系数矩阵

实施例4：

作为对上述实施例的优化，在步骤s3中，所述led显示源信号包含红色原始色度值r、绿色原始色度值g和蓝色原始色度值b，植入转换系数矩阵[conversion_coefficient]后的led显示源信号包含要显示的红色色度值r’、绿色色度值g’和蓝色色度值b’。要显示的红色色度值r’、绿色色度值g’和蓝色色度值b’计算公式分别为：

r’＝r*rr+g*gr+b*br；

g’＝r*rg+g*gg+b*bg；

b’＝r*rb+g*gb+b*bb。

本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。