专利名称：用于图像显示器件的图像色调的调整方法
所属领域本发明涉及图像显示设备的色调调整修正方法，具体地说涉及投影显示系统等投影图像显示器件色调的修正。
背景技术：
在投影式显示系统(如LCOS、DLP背投)中，需要外加光源，这类光源的光谱特性与CRT中通常采用的荧光粉的光谱特性差异较大，还原后的图像出现明显的色调偏差。如图1所示，图1是一种LCOS显示器图像的色坐标图，R、G、B是正常显示的图像色坐标点，R′、G′、B′是失真的图像色坐标点。此显示器由于光源的问题，显示的图像色调严重失真，对于蓝色、红色能够比较准确地反映出来，但是对于绿色、肤色等视觉上敏感的色彩则严重地偏黄，从图1中可以看出，R、G、B偏移到R′、G′、B′，其中，R、B的偏移比较小，但是G的失真很严重，偏向了R的方向。
对这个问题，一些投影显示器研发厂商，采用特定滤光器对这类光源的光谱成分进行修正，但滤光器将对光源的亮度产生很大的衰减，从而使显示器最大亮度明显变暗(需要说明的是，比如在LCOS显示器中，高亮度是其付出了较高的代价才取得的优势之一)，效果也不理想。另外，其它的一些被动发光式的显示器件，如LCD显示屏，或主动发光式显示器如LED显示器，也会因光谱问题引起图像色调的偏差，需要对图像色调进行修正调整。
发明内容
基于上述的分析，本发明提出了一种新的用于图像显示器件的图像色调的调整方法，该方法通过对R、G、B信号的补偿，对图像显示器显示的色调失真做较好的修正，不牺牲亮度，而达到调整色调的目的。
本发明的另一个目的是以等色调线为基准调整失真的色彩信号，使之经过修正调整后能够达到最佳的显示效果，且损失色域最小。
当光源的光谱成分难于满足成像色调还原的要求时，采用本发明可在不降低图像亮度的情况下使图像的色调还原误差大幅减小。其原理可以参照图1，以图1为例来说明。图中，GW为标准绿等色调线，它与偏移的G′W′线相交于G″，对G′加入适量的蓝色，使之向蓝色移动，落在GW(G等色调线)上，即G″点，其色彩就能够恢复正常绿色的显示状态，显示出来的绿色色调是正确的，同样，其它含有绿色的合成颜色的色调的失真也得到修正，图1中的R′G″B′三角区域就是作了上述的修正后的色坐标图，R′G″B′与RGB相比，牺牲了少量的色域，高饱和度的青色和黄色的饱和度会有所下降，但是高饱和度的青色和黄色在画面中出现的概率很小，且人眼对色饱和度不敏感，对画面效果的影响很小。
参照附图1所说明的是针对G点偏移修正的情况，同样对于其它的色彩点，如R、B都可以采用相同的处理方式，而且可以处理RGB都进行修正的情况。
以上所说的色调修正调整的处理方式是在显示处理之前，对需要调整修正的R、G、B信号进行适当的处理，使基色的色调向补偿的方向移动，修正基色的色调失真，从而使合成的颜色色调得到修正。例如G基色偏黄，则需要向蓝色方向偏移，则在输出的B信号中叠加和G信号幅度成一定比例的信号。
对R、G、B信号是按照下述的方式进行补偿的RCOR＝R+krgG+krbBGcor＝kgrR+G+kgbBBcor＝kbrR+kbgG+B其中，krg、krb、kgr、kgb、kbr、kbg为非负系数(kgr、kbr是R基色修正系数，krg、kbg是G基色修正系数，krb、kgb是B基色修正系数)，R、G、B为输入信号，RCOR、Gcor、Bcor为输出信号。
系数krg、krb、kgr、kgb、kbr、kbg为可调值，取值和可调范围根据色调的需要和实际的最佳显示效果确定。对于特定的光源，通常情况下是预先设置好、固定不变的。但是不同光源，其频谱特性不一致，这些系数的取值是不同的。
这里说明怎样确定这些系数，以G基色修正系数krg、kbg为例，确定系数krg、kbg时，先输入全绿信号，测出色温坐标，标记为(XG，YG)；然后将其与标准色坐标图比较，调整krg、kbg，使(XG，YG)落在或者接近等色调线GW上。确定另外的基色修正系数时，输入相应的基色信号，用同样的方法确定。
对于图1所表示的需要修正调整的情况，处理方式是从G的输入信号提取一定的G信号，叠加到B信号中，作为B信号的输出信号，叠加方式按照下列公式进行Bcor＝B+kGGcor＝GRcor＝R其中，R、G、B是输入信号，Bcor、Gcor、Rcor是输出信号，k是修正系数，可以按照上述的方式由实验确定。一般对于LCOS显示器，k的取值为0.7。
修正可以是对R、G、B基带信号，也可以是受R、G、B信号控制，调制后用于显示的转换信号。
上述的R、G、B信号，可以先经过修正调整处理，再进行信号转换、显示处理；也可以先进行信号转换，将转换后的R、G、B信号进行修正调整，再进行显示处理。
本发明适用于投影显示器图像的色调修正。
本发明还适用于被动发光式的显示器(如LCD显示器)显示的图像修正。
本发明还适用于主动发光式的显示器(如LED显示器)显示的图像修正。
图1为色坐标变化图，图2为一种UGP光源的频谱特性图，图3为本发明实施例的处理流程方框图，图4为本发明另一个实施例的处理流程方框图，图5为本发明实施例的电路控制图，图6为本发明另一个实施例软件控制流程图。
具体实施例方式
如前所述，图1中(RGB及R′G′B′)给出一种LCOS显示器图像的色坐标图。图中所示，W为白色点，GW为标准绿等色调线，BW为标准蓝等色调线，RW为标准红等色调线，G′W为失真的绿等色调线。此显示器采用的是气体放电灯(UGP)，由于光源的频谱问题，频谱图如图2所示，显示出频谱中R、G、B分布的情况，与一般CRT产生的R、G、B频谱比较，其频谱中绿色频段波峰处波长较长(更靠近红色)，而实际画面中，绿色成分占到60％以上，要达到高亮度，就必须利用这一波峰所在位置的频段，所以显示的图像色调严重失真，尤其是绿色、肤色等观众敏感的颜色(记忆色)严重偏黄。它的色坐标图(R′G′B′)与广播电视图像的标准色坐标图(RGB)相比有一定的差异，绿色G偏向了红色R的方向。
针对上述的问题，我们对绿色G的色调进行修正，在绿色中加入蓝色，绿色会从G′点向蓝色方向(左下方向)移动。加入适量的蓝色，绿色会落在G等色调线GW上。这样显示出来绿色的色调就是正确的，其他含绿色的合成颜色的色调失真也就得到了修正，这样，可得到色调还原偏差较小的图像。图1中的阴影三角区R′G″B′，就是作了上述修正后的色坐标图。
R′G″B′与RGB相比，绿色和青色的饱和度会有下降，但由于人眼对色饱和度不敏感，在实际收看时影响极微，而色调的还原较好。这样的方法，可以保证在不降低图像亮度的情况下，得到人的视觉可以接受的图像色调还原偏差。
色坐标的修正方法是对RGB基带信号，或受RGB信号控制、调制后用于显示的转换信号(如LCOS显示器中灰度生成电路SCALER的输出信号，其本身不是基带信号，但与输入的基带信号对应，下文简称转换RGB，或分别称作转换R、转换G、转换B)进行处理，如图3、4所示。这里的RGB基带信号、转换RGB可以是模拟量，也可以是数字量。
对于前述的LCOS显示器所示的修正，采用电路控制修正调整时，其电路形式如图5。当有G信号时，B信号中就加上了幅度为kG的信号，从图像色彩的表现上，等于按绿色的比例增加了蓝色。一般情况下，图5所示方式主要用于处理信号为模拟量的失真情况。
如果信号是数字量，可以通过DSP控制实现。其主要的控制流程参见图6所示开始，第一步，锁存输入的R、G、B；
第二步，计算出B+kG，并赋值给临时寄存器Bcor；第三步，检查Bcor是否溢出。如有溢出，Bcor取最大值，否则，Bcor保留原值；第四步，将Bcor值赋给B；第五步，输出R、G、B；结束修正。
图5及图6中的k为一非负的可调整系数，由实验确定，也可由实验结合主观评价确定。方式是先把k调为0或最小，被修正的显示器调好白平衡，然后输入全绿信号，测出色温座标，记为(XG，YG)，与标准色座标图比较，调整k，使(XG，YG)落在或接近等色调线WG(见图1)，然后重调白平衡，反复几次，并结合主观评价，以视觉效果确定最佳图像色调点，最后确定对应k的最隹取值；也可开放给最终用户，由最终用户根据喜好调整。本实例中，k的取值范围为0.7，设计中其取值范围为0-1.2。
以上实例中，由于光源中绿色光谱的原因，图像偏黄，所以为了修正色调，增加了蓝色。
在其它的情况下，RGB基色偏向的情况可能不同。在应用中，针对实际各基色的色调偏向，依上述的方式，在对RGB信号(或转换RGB)进行叠加偏移的信号量后，使显示的RGB三基色的座标，更接近标准色座标图中相应的等色调线，当然最好的方式是使其落在相应的等色调线上。
本发明所列举的实施方式，仅是能够实现本发明的具体的方案，并不代表能够实现本发明的所有技术方案，凡是能够采取与本发明相同或者近似的方法，达到相同的效果的技术方案，都应该在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于图像显示器件的图像色调的调整方法，其特征在于在显示处理之前，对需要调整修正的R、G、B信号进行适当的色调补偿。
2.如权利要求1所述的用于图像显示器件的图像色调的调整方法，其特征在于对R、G、B信号是按照下述的方式进行补偿的RCOR＝R+krgG+krbBGcor＝kgrR+G+kgbBBcor＝kbrR+kbgG+B其中，krg、krb、kgr、kgb、kbr、kbg为非负系数(kgr、kbr是R基色修正系数，krg、kbg是G基色修正系数，krb、kgb是B基色修正系数)，R、G、B为输入信号，RCOR、Gcor、Bcor为输出信号。
3.如权利要求2所述的用于图像显示器件的图像色调的调整方法，其特征在于系数krg、krb、kgr、kgb、kbr、kbg为可调值，可调范围根据色调的需要和实际的最佳显示效果确定。
4.如权利要求3所述的用于图像显示器件的图像色调的调整方法，其特征在于确定R基色修正系数时，输入全红信号，测出色温坐标，标记为(XR，YR)；将其与标注色坐标图比较，调整kgr、kbr，使(XR，YR)落在等色调线上，即可得到kgr、kbr值。
5.如权利要求4所述的用于图像显示器件的图像色调的调整方法，其特征在于确定G基色修正系数时，输入全绿信号，测出色温坐标，标记为(XG，YG)；将其与标注色坐标图比较，调整krg、kbg，使(XG，YG)落在等色调线上，即可得到krg、kbg值。
6.如权利要求4所述的用于图像显示器件的图像色调的调整方法，其特征在于确定B基色修正系数时，输入全红信号，测出色温坐标，标记为(XB，YB)；将其与标注色坐标图比较，调整krb、kgb，使(XB，YB)落在等色调线上，即可得到krb、kgb值。
7.如权利要求1所述的用于图像显示器件的图像色调的调整方法，其特征在于所需要修正调整的可以是R、G、B基带信号，也可以是受R、G、B信号控制，调制后用于显示的转换信号。
8.如权利要求7所述的用于图像显示器件的图像色调的调整方法，其特征在于上述的R、G、B信号，可以先经过修正调整处理，再进行信号转换、显示处理；也可以先进行信号转换，将转换后的R、G、B信号进行修正调整，再进行显示处理。
9.如权利要求1所述的用于图像显示器件的图像色调的调整方法，其特征在于该方法适用于投影显示器图像的色调调整修正。
10.如权利要求1所述的用于图像显示器件的图像色调的调整方法，其特征在于该方法还适用于被动发光式的显示器显示的图像修正调整。
11.如权利要求1所述的用于图像显示器件的图像色调的调整方法，其特征在于该方法还适用于主动发光式的显示器显示的图像修正调整。
全文摘要
本发明涉及投影显示系统等投影图像显示器件色调的修正，在显示处理之前，对需要调整修正的R、G、B信号进行适当的处理，使基色的色调向补偿的方向移动，修正基色的色调失真，从而使合成的颜色色调得到修正。能够对图像显示器显示的色调失真做较好的修正，不牺牲亮度，而达到调整色调的目的。
文档编号H04N5/74GK1505391SQ0215338
公开日2004年6月16日 申请日期2002年11月29日 优先权日2002年11月29日
发明者黄凯华, 董宁斌 申请人:Tcl王牌电子(深圳)有限公司