一种显示设备色域边界的计算方法与流程

本发明涉及颜色显示复制以及色彩管理领域，特别涉及一种显示设备色域边界的计算方法。

背景技术：

随着科学技术的不断进步，彩色图像显示设备得到了长足的发展，各类智能移动终端的颜色再现能力不断提升，使用者越来越多地在智能手机、平板电脑等类移动终端上观看视频、图片等信息。同样的彩色信息可能会在不同的显示媒体上被显示，因此，保证颜色在不同承载介质之间准确传递尤为重要。设备色域是衡量设备颜色再现能力的重要指标，不同的显示媒体其色域范围会有差异，准确地描述设备色域是尽可能准确再现颜色的前提，具有重要的意义。

设备的色域边界是指设备能够再现的颜色范围的最外围。在设备相关的颜色空间里，设备色域表现为规则的多面体，其边界是规则多面体的外表面。对于外表面上的任一颜色点，其某一个或多个设备驱动值应取到最大或最小。因此，在设备相关颜色空间中，根据某颜色的具体数据，比如rgb值，即可判断该颜色点是否是色域边界点。

而在设备无关颜色空间中，设备色域的形状是不规则的多面体，无法直接根据表示该颜色的具体数据，比如ciexyz值或ciela*b*值，判断其是否为边界点。因此，在设备无关颜色空间中描述设备的色域边界比较复杂。

但是，为了保证颜色在不同设备间的准确传递和再现，必须在设备无关颜色空间中进行色域边界描述。一般地，设备的色域边界描述指的是在设备无关颜色空间中进行的色域边界描述。已有的显示设备色域边界的描述方法可分为两类：一类是物理模型法，适用于专业显示器或传统的crt显示器，这些显示器具有较好的色品恒定性和通道可加性，或者起码具有较好的通道可加性，其正向特征化模型同样可以用于实现反向特征化，如gog、plcc等模型，可以利用特征化模型来计算设备色域边界；另一类是通用的描述方法，基于一定的样本点集确定色域边界，目前主要有凸壳法、alpha法和分区最大边界法，此类方法主要利用插值方法计算得到所需的色域边界点，与模型法相比，此类方法误差较大，且需要存储大量数据。

宋超、邓意成、王瑞光等提出了迭代计算led显示器的设备色域边界点值的方法，通过设备基色标量的计算值的范围是否属于[0,1]来判断颜色点在设备色域内或者在设备色域外，经过指定次数的迭代计算，逼近色域边界点，该方法适用于色品恒定性和通道可加性良好的显示设备。

对于大部分商用lcd显示器和各类智能移动终端的显示器，其色品恒定性和通道可加性都相对较差，通常采用通用的描述方法实现设备色域边界描述，此类方法误差大，计算耗时长，需要存储大量数据点，不利于颜色的准确再现。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种计算误差小的，计算耗时短的，显示设备色域边界的计算方法。

本发明提供的一种显示设备色域边界的计算方法，具有这样的特征，包括以下步骤：

步骤1，在lch颜色空间中确定球半径r的初始最大值rmax和初始最小值rmin；

步骤2，读取色相角α值，其初始值α＝0°，α∈[0°,360°]；

步骤3，读取仰角θ值，其初始值θ＝-90°，θ∈[-90°,90°]；

步骤4，按预定公式迭代计算r值；

步骤5，由颜色点的球坐标(α，θ，rk)计算颜色点的ciexyz值；

步骤6，判断x,y,z三个值中，某一个值是否小于0并分别比较x，y，z和xw，yw，zw；

步骤7，将x，y，z值代入反向特征化模型进行计算；

步骤8，利用设备驱动值rgb判断颜色点是否是色域边界点；

步骤9，记录颜色点的色度值；

步骤10，令仰角θ值＝θ+δθ，直至θ＝90°；

步骤11，令色相角α值＝α+δα，直至α＝360°；以及

步骤12，记录所有的色域边界点。

本发明提供的一种显示设备色域边界的计算方法，还具有这样的特征：其中，初始最小值rmin是色域内的迭代初始值，一般常用l^*轴的中点，即点e(50，0，0)作为颜色空间的中心，则有rmin＝0，初始最大值rmax是色域外的迭代初始值。

本发明提供的一种显示设备色域边界的计算方法，还具有这样的特征：其中，预定公式为

rk＝(ri_k-1+ro_k-1)/2，

下标k表示第k次迭代，rk表示第k次迭代计算的逼近色域边界点的球半径值，ri_k-1表示在色域内的迭代初始值，ro_k-1表示在色域外的迭代初始值。

本发明提供的一种显示设备色域边界的计算方法，还具有这样的特征：其中，xw，yw，zw是白点的ciexyz归一化值。

本发明提供的一种显示设备色域边界的计算方法，还具有这样的特征：其中，步骤6，若x,y,z三个值中，某一个值是否小于0或者x>xw或者y>yw或者z>zw；判定颜色点在色域外，返回步骤4。

本发明提供的一种显示设备色域边界的计算方法，还具有这样的特征：其中，步骤7，若可计算得到对应的设备驱动值rgb，进入步骤8；否则，判定颜色点在色域外，返回步骤4。

本发明提供的一种显示设备色域边界的计算方法，还具有这样的特征：其中，步骤8，如果是色域边界点，进入步骤9，若不是色域边界点，返回步骤4。

本发明提供的一种显示设备色域边界的计算方法，还具有这样的特征：其中，δθ是仰角θ值递增的步进值，δα是色相角α值递增的步进值。

本发明提供的一种显示设备色域边界的计算方法，还具有这样的特征：其中，步骤8，具有以下步骤：

步骤8-1，判断r值，若满足r∈(0，255)，进入步骤8-2；若满足r＝＝0||r＝＝255，进入步骤8-4；否则，进入步骤8-7；

步骤8-2：判断g值，若满足g∈(0，255)，进入步骤8-3；若满足g＝＝0||g＝＝255，进入步骤8-5；否则，进入步骤8-7；

步骤8-3：判断b值，若满足b∈(0，255)，进入步骤8-6；若满足b＝＝0||b＝＝255，进入步骤8-8；否则，进入步骤8-7；

步骤8-4：判断g值，若满足g∈[0，255]，进入步骤8-5；否则，进入步骤8-7；

步骤8-5：判断b值，若满足b∈[0，255]，进入步骤8-8；否则，进入步骤8-7；

步骤8-6：颜色点在色域内，返回步骤4；

步骤8-7：颜色点在色域外，返回步骤4；以及

步骤8-8：颜色点是色域边界点，终止迭代，进入步骤9。

发明作用和效果

根据本发明所涉及一种显示设备色域边界的计算方法，针对非专业型液晶显示器以及移动终端类显示设备，其设备色域边界点的计算精度高；利用显示设备的反向特征化模型计算设备驱动值，对反向特征化模型没有特别要求，只要是该反向特征化模型适用的显示设备，均可用在本发明提出的显示设备色域边界计算中；本发明原理简单，计算快捷，便于实际工业生产应用和推广。

附图说明

图1是本发明在实施例中的一种显示设备色域边界的计算方法的流程图；以及

图2是本发明在实施例中的利用rgb值判断颜色点是否是色域边界点的流程图。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明所涉及的一种显示设备色域边界的计算方法作详细的描述。

实施例

本实施例以ipad2为显示设备，在常规使用环境下测量ipad2所显示的颜色，垂直ipad2表面的照度为320lx。以下实施例只是描述性的，不是限定性的，因此不能以此限定本发明的保护范围。

图1是本发明在实施例中的一种显示设备色域边界的计算方法的流程图。

如图1所示，一种显示设备色域边界的计算方法具有以下步骤：

步骤1：在lch颜色空间中确定球半径r的初始最大值rmax和初始最小值rmin，进入步骤2。

初始最小值rmin是色域内的迭代初始值，一般常用l^*轴的中点，即点e(50，0，0)作为颜色空间的中心，则有rmin＝0，所述初始最大值rmax是色域外的迭代初始值。

步骤2：读取色相角α值，其初始值α＝0°，α∈[0°,360°]，进入步骤3。

步骤3：读取仰角θ值，其初始值θ＝-90°，θ∈[-90°,90°]，进入步骤4。

步骤4：按预定公式迭代计算r值，进入步骤5。

预定公式为

rk＝(ri_k-1+ro_k-1)/2，

下标k表示第k次迭代，所述rk表示第k次迭代计算的逼近所述色域边界点的球半径值，所述ri_k-1表示在色域内的迭代初始值，所述ro_k-1表示在色域外的迭代初始值。

步骤5：由颜色点的球坐标(α，θ，rk)计算所述颜色点的ciexyz值，进入步骤6。

步骤5具有以下步骤：

步骤5-1：首先，由已知的(α，θ，rk)值计算l^*，a^*，b^*值，如公式所述：

进入步骤5-2。

步骤5-2：按公式3由l^*a^*b^*值计算x，y，z值，公式如下

其中，xw，yw，zw是白点的ciexyz归一化值。

步骤6：判断x，y，z三个值中是否友小于0的值并分别比较x，y，z和xw，yw，zw，若满足x<0||y<0||z<0||x>xw||y>yw||z>zw，则该颜色点在色域外，令ri_k＝ri_k-1，ro_k＝rk，返回步骤4，否则，进入步骤7。

步骤7：将所述x，所述y，所述z值代入反向特征化模型进行计算，若可计算得到对应的设备驱动值rgb，进入步骤8；否则，该颜色点在色域外，令ri_k＝ri_k-1，ro_k＝rk，返回步骤4。

步骤8：利用设备驱动值rgb判断所述颜色点是否是色域边界点，如果是色域边界点，进入步骤9；若不是色域边界点，返回步骤4。

图2是本发明在实施例中的利用rgb值判断颜色点是否是色域边界点的程图。

如图2所述，步骤8具有以下步骤：

步骤8-1，判断r值，若满足r∈(0，255)，进入步骤8-2；若满足r＝＝0||r＝＝255，进入步骤8-4；否则，进入步骤8-7。

所述步骤8-2：判断g值，若满足g∈(0，255)，进入步骤8-3；若满足g＝＝0||g＝＝255，进入步骤8-5；否则，进入所述步骤8-7。

所述步骤8-3：判断b值，若满足b∈(0，255)，进入步骤8-6；若满足b＝＝0||b＝＝255，进入步骤8-8；否则，进入所述步骤8-7。

所述步骤8-4：判断g值，若满足g∈[0，255]，进入所述步骤8-5；否则，进入所述步骤8-7。

所述步骤8-5：判断b值，若满足b∈[0，255]，进入所述步骤8-8；否则，进入所述步骤8-7。

所述步骤8-6：所述颜色点在色域内，令ri_k＝rk，ro_k＝ro_k-1，返回所述步骤4。

所述步骤8-7：所述颜色点在色域外，令ri_k＝ri_k-1，ro_k＝rk，返回所述步骤4。

所述步骤8-8：所述颜色点是所述色域边界点，终止迭代，进入所述步骤9。

步骤9：记录所述颜色点的色度值，进入步骤10。

步骤10：令所述仰角θ值＝θ+δθ，δθ是所述仰角θ值递增的步进值，直至θ＝90°，进入步骤11。

步骤11：令所述色相角α值＝α+δα，所述δα是所述色相角α值递增的步进值，直至α＝360°，进入步骤12。

步骤12：记录所有的所述色域边界点，结束。

本发明的目的在于提供一种适用于在常规光照环境条件下，普通商用lcd显示器或移动终端类显示屏适用的设备色域边界计算方法，本发明中所有颜色的色度值数据均是在常规使用环境下测量所得，而不是在传统的标准暗室中进行测量。本发明选择与设备无关的lch颜色空间，在lch颜色空间中，逐色相面计算色域边界点。先确定球半径r的最大和最小初始值，对给定色相角α和仰角θ，迭代计算球半径r值，每一次迭代，都利用反向特征化模型求出球半径r对应的设备驱动值，并判断该驱动值是否是边界点。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及一种显示设备色域边界的计算方法，针对非专业型液晶显示器以及移动终端类显示设备，其设备色域边界点的计算精度高；利用显示设备的反向特征化模型计算设备驱动值，对反向特征化模型没有特别要求，只要是该反向特征化模型适用的显示设备，均可用在本发明提出的显示设备色域边界计算中；本发明原理简单，计算快捷，便于实际工业生产应用和推广。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。