一种对称式窄带光谱图像驱动的多基色显示方法及装置

本发明涉及彩色图像显示，特别是涉及一种对称式窄带光谱图像驱动的多基色显示方法及装置。

背景技术：

1、传统彩色图像显示系统通常采用红、绿、蓝三个基色来实现颜色再现。随着人们对显示系统的颜色再现质量要求的日益提高，多基色显示技术也逐步得到发展。多基色显示系统通常采用4个以上的基色，以实现更广范围的色域显示。现有多基色显示系统的技术途径主要包括多基色led点阵显示屏、多基色lcd显示屏、多基色投影仪、多基色oled显示屏等等。

2、多基色显示系统的关键技术之一是：获取多基色显示屏的n通道驱动图像，然而迄今为止该技术尚未得到很好的解决。文献“广色域多基色显示系统的驱动图像生成方法”，《光学学报》，2023，43(01)，介绍了一种将传统的rgb彩色图像转换为多基色显示系统驱动图像的方法，但是该方法存在“各通道图像亮度分布的非均匀性”问题，这对显示设备的寿命带来不利影响。文献“基于色域界定的多基色亮度均衡颜色转换算法”，《光学技术》，2021，47(03)，也介绍了一种多基色驱动图像的生成算法，但是也没有解决多基色显示系统驱动图像的实际获取问题。

3、总之，现有方法都试图通过颜色空间的转换方法来间接获取多基色显示系统的驱动图像，然而它们在驱动图像的质量以及驱动图像获取效率等方面都存在问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种对称式窄带光谱图像驱动的多基色显示方法及装置，提高了彩色目标场景颜色再现的准确性。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种对称式窄带光谱图像驱动的多基色显示方法，方法包括：

4、获取待用窄带光谱相机中任一通道的中心波长和带宽、待用多基色显示屏中任一基色通道的中心波长和光谱带宽以及待拍摄目标的光谱反射率；所述待用窄带光谱相机中通道的数量与所述待用多基色显示屏中基色通道的数量相等；

5、基于所述待拍摄目标的光谱反射率，计算所述待拍摄目标的三刺激值；

6、根据所述待用窄带光谱相机中任一通道的中心波长和带宽，计算所述通道的光谱透过率；根据所述待用多基色显示屏中任一基色通道的中心波长和光谱带宽，计算所述基色通道的光谱发射功率；

7、基于所述待用窄带光谱相机中任一通道的光谱透过率、所述待用多基色显示屏中对应基色通道的光谱发射功率以及所述待拍摄目标的光谱反射率，计算所述待用多基色显示屏输出颜色的三刺激值；

8、根据所述待拍摄目标的三刺激值和所述待用多基色显示屏输出颜色的三刺激值，计算色差数据；

9、基于所述色差数据调节所述待用窄带光谱相机中任一通道的中心波长和带宽；所述调节后的待用窄带光谱相机用于对目标对象进行图像拍摄，并将拍摄得到的图像作为所述待用多基色显示屏的驱动图像，以得到目标彩色显示图像。

10、可选地，基于所述待用窄带光谱相机中任一通道的光谱透过率、所述待用多基色显示屏中对应基色通道的光谱发射功率以及所述待拍摄目标的光谱反射率，计算所述待用多基色显示屏输出颜色的三刺激值，具体包括：

11、根据所述待用窄带光谱相机中任一通道的光谱透过率、所述待拍摄目标的光谱反射率，计算所述通道的输出值；

12、根据所述待用窄带光谱相机中任一通道的输出值以及所述待用多基色显示屏中对应基色通道的光谱发射功率，计算所述基色通道的相对输出光谱功率；

13、基于所述待用多基色显示屏中各基色通道的相对输出光谱功率，计算各基色通道的三刺激值；

14、将所述待用多基色显示屏中各基色通道的三刺激值进行加和计算，以得到所述待用多基色显示屏输出颜色的三刺激值。

15、可选地，根据所述待拍摄目标的三刺激值和所述待用多基色显示屏输出颜色的三刺激值，计算色差数据，具体包括：

16、将预设标准色卡中的任一色块，作为所述待拍摄目标；

17、基于cie976l*a*b*色差公式，根据任一色块的三刺激值和所述待用多基色显示屏输出颜色的三刺激值，计算色差子值；

18、根据多个所述色差子值，确定最大色差子值、最小色差子值以及色差平均子值；所述最大色差子值、所述最小色差子值以及所述色差平均子值构成色差数据。

19、可选地，基于所述色差数据调节所述待用窄带光谱相机中任一通道的中心波长和带宽，具体包括：

20、基于所述色差数据，按照预设步长，分别对所述多基色显示屏中任一基色的中心波长和光谱带宽进行初步调节、对所述待用窄带光谱相机中任一通道的中心波长和带宽进行初步调节；

21、基于初步调节后的所述待用窄带光谱相机和所述多基色显示屏，计算对应的色差数据；

22、将调节次数加一，然后判断所述调节次数是否达到预设次数；

23、若所述调节次数达到预设次数，则停止调节，并基于多次调节对应的色差数据，确定最优调节以及所述最优调节后得到的所述待用窄带光谱相机中任一通道的中心波长和带宽；

24、若所述调节次数未达到预设次数，则返回基于所述色差数据，按照预设步长，分别对所述多基色显示屏中任一基色的中心波长和光谱带宽进行初步调节、对所述待用窄带光谱相机中任一通道的中心波长和带宽进行初步调节的步骤。

25、为达上述目的，本发明还提供了如下技术方案：

26、一种对称式窄带光谱图像驱动的多基色显示装置，装置包括调节部件、驱动部件以及对称设置的窄带光谱相机和多基色显示屏；所述窄带光谱相机中通道的数量与所述多基色显示屏中基色通道的数量相等；

27、所述窄带光谱相机通过所述驱动部件与所述多基色显示屏连接，所述调节部件分别与所述窄带光谱相机和所述多基色显示屏连接；

28、所述窄带光谱相机用于对目标对象进行图像拍摄，以得到多基色目标图像；所述驱动部件用于以所述多基色目标图像作为驱动图像，使得所述多基色显示屏生成目标彩色显示图像；

29、所述调节部件用于执行对称式窄带光谱图像驱动的多基色显示方法。

30、可选地，所述窄带光谱相机中通道的数量大于或等于4；

31、所述窄带光谱相机中通道的中心波长的值处于400nm至700nm之间。

32、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

33、本发明公开一种对称式窄带光谱图像驱动的多基色显示方法及装置，基于待拍摄目标的光谱反射率计算待拍摄目标的三刺激值；根据待用窄带光谱相机中任一通道的中心波长和带宽计算通道的光谱透过率；根据待用多基色显示屏中任一基色通道的中心波长和光谱带宽计算基色通道的光谱发射功率；然后根据上述光谱透过率、光谱发射功率以及光谱反射率计算待用多基色显示屏输出颜色的三刺激值；通过上述对于光谱数据的处理，避免同色异谱问题，进而解决了多基色显示系统在颜色再现过程中因同色异谱现象导致的颜色感知误差问题。进而，根据待拍摄目标的三刺激值和待用多基色显示屏输出颜色的三刺激值，计算色差数据；基于色差数据调节待用窄带光谱相机中任一通道的中心波长和带宽，以使得最终得到的窄带光谱相机中的数据与多基色显示屏中的数据对应，采用调节后的窄带光谱相机对目标对象进行图像拍摄，并将拍摄得到的图像作为多基色显示屏的驱动图像，以得到目标彩色显示图像，实现目标对象的颜色的精准再现。