一种自发光显示设备间颜色测量与校正方法

本发明涉及一种自发光显示设备间颜色测量与校正方法，属于印刷。

背景技术：

1、颜色的测量与校正，在印刷、显示、照明等领域都起到了重要的作用。颜色匹配函数能够定量表征人眼视锥细胞的光谱响应，是实现颜色感觉定量化计算的重要工具。

2、cie国际照明委员会于1931年基于wright和guild的17名观察者颜色匹配实验结果，提出了cie 1931 2°cmfs，适用于1°～4°视角范围的颜色计算；基于stiles和burch的49名观察者颜色匹配实验结果，cie国际照明委员会提出了cie 196410°颜色匹配函数，适用于大于4°视角范围的颜色计算。2006年，cie tc1-36分会考虑到了观察者年龄(20岁～80岁)和视角(1°～10°)两个因素，提出了个体观察者颜色匹配函数计算模型；为使用方便，2015年cie国际照明委员会推荐使用cie2006 2°(视角小于4°)和cie 2006 10°(视角大于4°)两套颜色匹配函数，用于颜色的色度计算。

3、随着宽色域、窄带显示设备的发展，如led与oled等使用不同呈色方式与显示尺寸的自发光显示设备在人们日常生活中被广泛使用，观察者同色异谱现象日益明显。研究表明，现有商用色彩管理软件中使用cie 1931 2°颜色匹配函数进行不同显示屏间颜色的计算校正，已出现较大的计算缺陷。

4、因此，如何选择合适的cie颜色匹配函数，进行不同显示设备间的颜色测量与校正，以此正确表征不同尺寸、不同呈色方式的显示屏间的颜色感知差异，就成为该技术领域亟需解决的技术难题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种自发光显示设备间颜色测量与校正方法，通过颜色匹配实验，检验cie2006颜色匹配函数的不同视角参数(1°～10°)的计算性能，以确定在不同观察视角下，适用于自发光显示设备间颜色测量与校正的颜色匹配函数。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、一种自发光显示设备间颜色测量与校正方法，包括如下步骤：

4、(1)选取多台不同的自发光显示设备，将显示亮度调至最高，使用光谱辐射度计，测量显示设备的红、绿、蓝三原色光谱能量分布；

5、(2)根据自发光显示设备峰值波长位置、光谱半波带宽、原色光谱形状或色域，在选取的自发光显示设备之中，先确定目标设备，再根据目标设备特点确定匹配显示设备；

6、(3)将选取的目标设备和匹配显示设备白场下的参数调节至相同或接近，检验所选取匹配显示设备的显示特性，保证满足颜色匹配实验要求；

7、(4)选取cie推荐的五个颜色中心以及白色作为目标色，在目标设备的显示屏中央依次呈现；

8、(5)组织色觉正常观察者，进行基于不同自发光显示设备间的颜色匹配实验；

9、(6)待观察者完成颜色匹配后，用光谱辐射度计，测量目标设备上当前显示颜色和观察者在不同待匹配显示设备上匹配颜色的光谱能量分布；

10、(7)通过改变自发光显示设备发光面积大小以及观察者距离显示设备的距离，得到不同观察视角，重复步骤(5)-(6)，进行相同颜色、不同观察视角的颜色匹配实验；

11、(8)将步骤(6)中测量的光谱信息，依次代入cie2006(1°～10°)颜色匹配函数，计算目标色和匹配色间的色度值xyz和u’v’；

12、(9)计算步骤(8)中目标设备上显示的6个颜色和观察者在不同视角下匹配颜色间的色差值，并计算色差值的平均值；

13、(10)比较步骤(9)中得到的不同视角下色差值的平均值，将最小色差值对应的颜色匹配函数确定为与观察者视锥细胞光谱响应最一致的颜色匹配函数。

14、优选地，步骤(1)中，所述不同自发光显示设备指显示设备的红、绿、蓝三原色单通道光谱能量分布不同；不同自发光显示设备间具有不同的光谱形状、光谱半波带宽或峰值波长位置。

15、优选地，步骤(1)中，所述自发光显示设备为不同品牌、不同显示屏材质、不同显示技术(lcd、oled、led等)的专业显示设备、手机、平板电脑或彩色电视。

16、优选地，步骤(1)中，在用光谱辐射度计测量时，分别设置并测量显示屏可显示的最饱和红色(r＝255,g＝0,b＝0)，绿色(r＝0,g＝255,b＝0)，蓝色(r＝0,g＝0,b＝255)三个均匀色块。

17、优选地，步骤(2)中，选定匹配设备的光谱形状、光谱半波带宽或峰值波长位置，相对于目标设备，应有不同程度的差异，目标设备与匹配设备间的差异越大越好。

18、优选地，步骤(2)中，为保证颜色匹配的实验精度，选取的匹配设备的色域大于目标设备的色域。

19、优选地，步骤(3)中，白场下的参数指色温和亮度。

20、优选地，步骤(3)中，为使目标设备和匹配设备(待测试显示设备)状态稳定，对显示设备预热30分钟，并将匹配设备的亮度、色温调至相同或接近的状态。

21、优选地，步骤(3)中，将目标设备和匹配设备的色温调至6500k或5000k，或根据具体使用需求调至规定的色温；亮度调至80cd/cm2-120cd/cm2；同时要求目标设备和匹配设备间的色温变化范围在±100k，亮度的变化范围在±10cd/cm2。

22、优选地，步骤(4)中，选择cie推荐的5个颜色中心，较为均匀的分布在cielab颜色空间，且没有饱和度很高的颜色，均能在目标与匹配设备上准确呈现，保证颜色匹配的精度。

23、优选地，步骤(4)中，显示接近步骤(3)中接近显示设备白场的白色，方便不同显示设备间进行颜色白场校正的计算。

24、优选地，步骤(4)中，为保证颜色显示的均匀性，颜色刺激均在显示设备的屏幕中间区域显示；用光谱辐射度计，在距离颜色中心40-60cm(可根据呈色区域的尺寸，调整测量距离)处，与颜色中心保持垂直，测量其光谱能量分布并代入cie1964 10°颜色匹配函数，计算得到其色度值，其与cie推荐的颜色中心相同或接近，cielab色差值小于2.0。

25、优选地，步骤(5)中，组织色觉正常的年轻观察者进行颜色匹配实验；在实验前，搭建颜色匹配实验装置，将目标设备和待匹配设备并排放置，根据不同观察视角，设置不同尺寸的方形或圆形开窗，目标设备与匹配设备显示颜色的尺寸相同或不同；为保证颜色匹配实验精度，目标设备与匹配设备应无间隔放置，待匹配设备显示的颜色与目标设备显示的颜色距离观察平面的高度相同；实验过程中，为避免其他杂光的干扰，观察环境为暗室；观察者通过调节匹配设备的r、g、b三原色驱动值进行颜色匹配，直至匹配设备中心显示的颜色与目标设备显示的颜色感觉相同，达到色觉匹配。

26、优选地，步骤(6)中，使用光谱辐射度计，在观察者的目视位置，距离目标色和匹配色50cm(可根据呈色区域的尺寸，调整测量距离)处，测量头的测量方向垂直于显示设备中央区域显示的颜色，进行测量。

27、优选地，步骤(7)中，所述目标设备与匹配设备发光面积可以相同，也可以不同；在切换不同观察视角时，观察者的目视方向与显示色中央保持垂直，仅需对显示色的尺寸或观察距离做相应调整；待匹配设备上观察者匹配颜色和目标设备显示颜色的xyz三刺激值和l*a*b*色度值，在观察视角大于10°时，使用10°视角下的颜色匹配函数下进行计算。

28、优选地，步骤(8)中，基于采集到的不同观察者视角下的目标色和观察者匹配颜色的光谱能量分布，使用cie2006(1°～10°)颜色匹配函数分别代入，计算xyz和u’v’等色度参数；比较不同观察视角下，使用不同颜色匹配函数计算的不同颜色中心的δ(u’v’)值；根据计算最小δ(u’v’)值，推荐不同观察视角下，适用于自发光显示设备间的颜色校正方法。

29、优选地，步骤(9)中，在6个颜色中选取白色、红色和蓝色，进行色差平均值的计算，检验颜色匹配函数的计算结果，与6个颜色的平均计算结果进行比较；发现选取6个颜色的计算结果与3个颜色的计算结果具有较好的一致性；可推荐使用3个颜色进行cie推荐颜色匹配函数的性能检验。

30、有益效果：

31、本发明通过挑选多台不同原色光谱的显示设备(包括目标设备与匹配设备)，为实现不同观察视角，并模拟日常应用场景，将各显示设备发光面积设置为相同或不同尺寸；在目标设备色域范围内，分别显示cie推荐的5个颜色中心以及白色，组织多名色觉正常的观察者开展颜色匹配实验；观察者通过调节匹配设备的r、g、b通道驱动值，使匹配色与目标色实现色觉感知一致；使用光谱辐射计采集目标设备和匹配设备的白场以及3个颜色刺激的光谱能量分布，使用cie 2006颜色匹配函数(1°～10°)计算目标色和匹配色的xyz，u’v’等色度参数，从而计算得到色度差δ(u’v’)；由计算最小色度差δ(u’v’)，确定与观察者视锥细胞光谱响应最一致的颜色匹配函数；可根据观察视角的不同，在不同显示设备间选用推荐的颜色匹配函数进行颜色的测量与校正。

32、本发明的方法通过组织不同色觉正常观察者开展颜色匹配实验的方式，在不同观察视角下，为不同光谱原色显示设备间的颜色测量和校正的颜色匹配函数选择提供参考建议，并为工业界不同技术类型的显示器间色彩校正，自发光显示设备间进行跨媒体颜色复制的颜色计算提供改进的解决方案。

33、下面通过附图和具体实施方式对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。