一种rgbw类型四基色显示器灰阶组合转换方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及显示器设计领域，具体涉及一种RGBW类型四基色显示器灰阶组合转 换方法。
【背景技术】
[0002] IXD(液晶显示器）已经被广泛运用于移动设备中，比如手机、笔记本电脑等。然而 由于液晶面板被动式的显示原理，为了实现全彩色分别使用了红（R)、绿（G)、蓝（B)三种颜 色的滤色片作为基色混色。加上偏振膜的使用，据统计仅有5%~10%的背光能量可以被 观测者感知，其余全部被液晶模组吸收而浪费。为了提高液晶显示器的光效，RGBW四基色技 术被提出。该技术的核心为在原始子像素排布中增加一个白色（W)子像素。由于白色（W) 子像素显示为白色，无需使用滤色片，可由液晶直接透过背光实现，大大增加了模组的光透 过率，进而提高了显示器整体的光效。
[0003] 相比RGB显示器三通道的图像输入格式，对于RGBW显示器每一个像素共需要4个 子像素的灰阶值。这就涉及RGB到RGBW的灰阶组合转换问题。由于引入了白色（W)子像 素使得液晶面板的构造发生了改变，不是所有RGB中的颜色都能在RGBW中复现。
[0004] 如何在尽可能保证颜色不失真的前提下实现转换成为RGBW显示器显示效果的关 键。在已经提出的传统算法中，灰阶转换可概括为3步：1、提取白色分量；2、白色分量增益 缩放；3、产生RGB分量。其中第一步的白色分量往往为RGB三通道数值中的最小值，第二步 中的增益系数随着方法不同而不同。传统方法直接从灰阶数值的角度入手，可以实现3通 道向4通道的快速转换。
[0005] 然而这些方法并未严格计算每一种颜色的色相、饱和度、亮度等色彩属性，也没有 从显示器整体色域的角度出发以充分利用4基色显示器的色域空间。
【发明内容】
[0006] 发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种RGBW类型四基色显 示器灰阶组合转换方法，通过分别计算RGB色域和RGBW色域，并进利用色域映射算法行色 域匹配，实现了RGB向RGBW的快速转换，并获得较高的图像质量，解决了现有技术的不足。
[0007] 技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0008] 一种RGBW类型四基色显示器灰阶组合转换方法，其特征在于，该方法包括以下步 骤：
[0009] 1)计算RGB到RGBW基色增益系数；
[0010] 2)RGB显示器色域计算；
[0011] 3)RGBW显示器色域计算；
[0012] 4)利用色域映射算法进行色域匹配。
[0013] 步骤1)计算获得RGBW显示器红绿蓝基色最强时的光通量tnOT、Ygn"、Yb 并设 置RGBW基色的色坐标分别为：（Xuyj、（xg,yg)、（xb，yb)、（xw,yw)。
[0014] 本发明首次将色域映射算法引入到RGB向RGBW的转换中，利用映射算法能够方便 的进行色域匹配。
[0015] 进一步的，所述步骤2)具体包括以下步骤：
[0016] 2.1)在LCH颜色空间内，将色相角h以间隔A0采样，亮度轴L以间隔AL采样；
[0017] 2. 2)在设定的条件下，以和设定值相同的色相角h和亮度轴L，彩度C从极远处以 步长△ C递减；
[0018] 2. 3)将步骤2. 2)每次以步长AC递减后所在的LCH坐标转换为LW坐标；之后 将l/al/坐标转换为三刺激值XYZ;具体公式如下：
[0019]LCH坐标转换为LW坐标：
【主权项】
1. 一种RGBW类型四基色显示器灰阶组合转换方法，其特征在于，该方法包括以下步 骤： 1) 计算RGB到RGBW基色增益系数； 2. RGB显示器色域计算； 3. RGBW显示器色域计算； 4) 利用色域映射算法进行色域匹配。 步骤1)计算获得RGBW显示器红绿蓝基色最强时的光通量tn6W、Ygn6W、Ybn6W;并设置RGBW基色的色坐标分别为：（xr,yr)、（xg,yg)、（xb，yb)、（xw,yw)。
2. 如权利要求1所述的一种RGBW类型四基色显示器灰阶组合转换方法，其特征在于， 所述步骤2)具体包括以下步骤： 2. 1)在LCH颜色空间内，将色相角h以间隔A0采样，亮度轴L以间隔AL采样； 2. 2)在设定的条件下，以和设定值相同的色相角h和亮度轴L，彩度C从极远处以 步长△C递减； 2. 3)将步骤2. 2)每次以步长AC递减后所在的LCH坐标转换为l/al/坐标；之后将LH/坐标转换为三刺激值XYZ;具体公式如下： LCH坐标转换为LW坐标：
坐标转换为三刺激值XYZ: 式中：
YWSRGB显不器白场的光通量； 2. 4)以三刺激值XYZ为条件带入所需转换的显示器实际的基色参数RGB显示器基色计 算三基色强度比例r:g:b;具体公式如下：
2. 5)随着彩度C以步长AC递减重复步骤2. 1)-步骤2. 4)，若得到合理解，则该点为 色域边界；所述合理解为当rgb均处于[0, 1]区间内； 2. 6)遍历0~360°色相角，0~100亮度范围，记录所有的色域边界点，构成响应标准 的立体色域；可以得到RGB显示器在L*a*b*空间的色域结构。
3. 如权利要求1所述的一种RGBW类型四基色显示器灰阶组合转换方法，其特征在于， 所述步骤3)具体包括以下步骤： 3. 1)在LCH颜色空间内，将色相角h以间隔A0采样，亮度轴L以间隔AL采样； 3. 2)在设定的条件下，以和设定值相同的色相角h和亮度轴L，彩度C从极远处以步长AC递减； 3. 3)将步骤3. 2)每次以步长AC递减后所在的LCH坐标转换为l/al/坐标；之后将LH/坐标转换为三刺激值XYZ;具体公式如下： LCH坐标转换为LW坐标：
坐标转换为三刺激值XYZ:
式中： YWSRGB显不器白场的光通量； 3. 4)以三刺激值XYZ为条件带入所需转换的显示器实际的基色参数RGB显示器基色计 算三基色强度比例r:g:b:w;规定以w分量最小min(w)作为不定方程求解时的目标函数带 入公式求解，最终得到唯一一组四基色强度比例r:g:b:w;具体公式如下：
3. 5)随着彩度C以步长AC递减重复步骤3. 1)-步骤3. 4)，若得到合理解，则该点为 色域边界；所述合理解为当rgbw均处于[0, 1]区间内； 3. 6)遍历0~360°色相角，0~100亮度范围，记录所有的色域边界点，构成响应标准 的立体色域；可以得到RGBW显示器在L*a*b*空间的色域结构。
【专利摘要】本发明公开了一种RGBW类型四基色显示器灰阶组合转换的方法，本方法基于色域匹配原理，通过合理的色度学模型，计算出原始RGB三基色显示器的在L*a*b*空间的色域作为源色域，以RGBW四基色显示器在L*a*b*空间的色域作为目标色域。运用合理的色域匹配算法可将源色域一一映射到目标色域中，之后进行色域空间变换，最终实现RGB到RGBW灰阶组合的匹配转换。相较于传统的RGBW转换算法，本方案严格计算了各个灰阶组合的三刺激值并变换到L*a*b*空间，通过色域匹配，最大限度的利用了RGBW的彩色复现能力，同时在转换过程中保证了转换前后色相角不变，减少了色彩失真。
【IPC分类】G09G5-02, H04N9-64, G09G3-36
【公开号】CN104809994
【申请号】CN201510204219
【发明人】曹建伟, 王坚, 李晓华, 董玉珍, 杨 嘉
【申请人】青岛海信电器股份有限公司, 东南大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月24日