專利名稱：一種構(gòu)建液晶顯示器顏色特征化分段分空間模型的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及現(xiàn)代數(shù)字圖像顏色管理系統(tǒng)中的顯示設(shè)備，尤其是指一種構(gòu)建液晶顯示器顏色特征化分段分空間模型的方法。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)和多媒體技術(shù)的發(fā)展，掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、顯示器和彩色打印機(jī)等數(shù)字圖像設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中得到了廣泛應(yīng)用，但人們?cè)谙硎軘?shù)字圖像設(shè)備帶來(lái)好處的同時(shí)，也受到了不同設(shè)備間顏色傳輸時(shí)失真的困擾。以彩色電子印前系統(tǒng)(CEPS，Color Electronic Prepress Systems)為代表的傳統(tǒng)顏色管理系統(tǒng)采用閉環(huán)方式對(duì)顏色進(jìn)行管理，隨著顏色管理的開放式和網(wǎng)絡(luò)化，這種顏色管理系統(tǒng)越來(lái)越不能滿足需要。為了解決不同數(shù)字圖像設(shè)備傳輸顏色不一致的問(wèn)題，1993年由Adobe、Agfa、Apple、Kodak、FOGRA、Microsoft、Silicon Graphics、Sun Microsystem及Taliget等公司發(fā)起并成立了國(guó)際顏色協(xié)會(huì)(ICC，International Color Consortium)，它為現(xiàn)代顏色管理系統(tǒng)規(guī)定了一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的顏色傳輸流程如圖1所示，首先生成不同數(shù)字圖像設(shè)備的顏色特征化文件，然后再通過(guò)顏色管理模塊(CMM，Color Management Module)調(diào)用這些顏色特征化文件實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的顏色傳輸，其中設(shè)備的顏色特征化文件實(shí)質(zhì)上就是建立設(shè)備驅(qū)動(dòng)值和設(shè)備無(wú)關(guān)顏色空間即設(shè)備特征描述文件鏈接空間(CIEXYZ或CIELAB)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
數(shù)字圖像設(shè)備分為輸入設(shè)備、顯示設(shè)備和輸出設(shè)備，例如掃描儀、數(shù)碼相機(jī)屬于輸入設(shè)備，顯示器屬于顯示設(shè)備，打印機(jī)則屬于輸出設(shè)備。一般一幅圖像的處理過(guò)程為首先圖像經(jīng)掃描儀掃描或數(shù)碼相機(jī)拍攝后傳輸?shù)诫娔X上，根據(jù)需要將圖像做相應(yīng)處理，直接觀看或通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸或通過(guò)打印機(jī)打印輸出，在整個(gè)數(shù)字圖像處理流程中，顯示器處于中轉(zhuǎn)樞紐地位，因此對(duì)顯示設(shè)備的顏色特征化顯得很重要。由于液晶顯示器在功耗、亮度和體積等方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的陰極射線管顯示器，得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，因此對(duì)液晶顯示器的準(zhǔn)確顏色特征化顯得更為重要。
傳統(tǒng)陰極射線管顯示器的顏色特征化模型是建立在假設(shè)顯示器滿足色品恒定性和通道獨(dú)立性基礎(chǔ)上的，由于陰極射線管顯示器已經(jīng)有幾十年的發(fā)展歷史，制造工藝相對(duì)成熟，大部分陰極射線管顯示器都能滿足這兩個(gè)假設(shè)條件，因此用簡(jiǎn)單的GOG(Gain Offset Gamma)等模型就能很好的顏色特征化這種顯示器，而液晶顯示器的發(fā)展歷史比較短，工藝還不是很成熟，尤其是發(fā)光機(jī)理和特性上和陰極射線管顯示器都有很大不同，大部分液晶顯示器還不能很好的滿足通道獨(dú)立性和色品恒定性這兩個(gè)假設(shè)條件，因此若簡(jiǎn)單的用GOG等模型來(lái)顏色特征化這種顯示器，模型預(yù)測(cè)精度比較低。
目前，很少有簡(jiǎn)單且實(shí)用的液晶顯示器顏色特征化模型，有些甚至需要建立液晶顯示器設(shè)備驅(qū)動(dòng)值RGB和CIE1931XYZ的三維查找表，需要大量的測(cè)量數(shù)據(jù)，既費(fèi)時(shí)又加大了顏色管理系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間，無(wú)法滿足需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種簡(jiǎn)單、需要測(cè)量的訓(xùn)練樣本少且精度高的構(gòu)建液晶顯示器顏色特征化分段分空間模型的方法。
一種構(gòu)建液晶顯示器顏色特征化分段分空間模型的方法，包括以下步驟(1)通過(guò)液晶顯示器的色溫、亮度和對(duì)比度設(shè)置按鈕設(shè)置顯示器，使顯示器色溫、亮度和對(duì)比度滿足使用需求，同時(shí)保證在顯示器驅(qū)動(dòng)值很高時(shí)對(duì)應(yīng)顏色的CIE1931XYZ三刺激值(國(guó)際照明委員會(huì)1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者三刺激值)不出現(xiàn)飽和現(xiàn)象；(2)檢驗(yàn)液晶顯示器單色通道的色品特性，分別測(cè)量單色通道不同驅(qū)動(dòng)值時(shí)對(duì)應(yīng)顏色的色品坐標(biāo)x、y和z，若測(cè)量得到的為CIE1931XYZ值，則去除黑點(diǎn)(R＝G＝B＝0，R、G和B分別為紅色、綠色和藍(lán)色通道的驅(qū)動(dòng)值)后通過(guò)下式得到其色品坐標(biāo)x、y和zx=XX+Y+Z]]>y=YX+Y+Z]]>z＝1-x-y
若測(cè)量得到的是Yxy(亮度為Y，色品坐標(biāo)為x，y)，則通過(guò)下式計(jì)算色品坐標(biāo)zz＝1-x-y分別找出紅色通道驅(qū)動(dòng)值和對(duì)應(yīng)的x色品坐標(biāo)的關(guān)系，綠色通道驅(qū)動(dòng)值和對(duì)應(yīng)的y色品坐標(biāo)的關(guān)系，藍(lán)色通道驅(qū)動(dòng)值和對(duì)應(yīng)的z色品坐標(biāo)的關(guān)系；(3)檢驗(yàn)液晶顯示器通道間的干擾特性，分別測(cè)量每個(gè)通道對(duì)應(yīng)的單色通道(其他兩個(gè)通道的驅(qū)動(dòng)值為零)和混合色通道(其他兩個(gè)通道驅(qū)動(dòng)值為最大值)在該通道不同驅(qū)動(dòng)值下對(duì)應(yīng)顏色的CIE1931XYZ值，若測(cè)量得到的是Yxy，通過(guò)下式計(jì)算對(duì)應(yīng)的X、Y和Z值X=xy×Y]]>Y＝Y(jié)Z=1-x-yy×Y]]>畫出每個(gè)通道對(duì)應(yīng)的單色通道和混合色通道的階調(diào)再現(xiàn)曲線，具體紅色通道為歸一化X和歸一化紅色通道驅(qū)動(dòng)值的函數(shù)曲線，綠色通道為歸一化Y和歸一化綠色通道驅(qū)動(dòng)值的函數(shù)曲線，藍(lán)色通道為歸一化Z和歸一化藍(lán)色通道驅(qū)動(dòng)值的函數(shù)曲線。找出每個(gè)通道受另外兩個(gè)通道的干擾情況；(4)根據(jù)各通道不同驅(qū)動(dòng)值下的色品特性和通道間的干擾特性，將各通道的驅(qū)動(dòng)值分為三段，紅色通道的兩個(gè)分界點(diǎn)記為(MR，NR)，綠色通道記為(MG，NG)，藍(lán)色通道記為(MB，NB)；(5)分別用二次多項(xiàng)式表示單色通道各個(gè)分段區(qū)間內(nèi)X、Y和Z三刺激值隨該通道在這個(gè)區(qū)間內(nèi)歸一化驅(qū)動(dòng)值的關(guān)系，如以紅色通道為例，三刺激值可以表示為TRi=a1i+b1i×r+c1i×r2R<=MRTRi=a2i+b2i×r+c2i×r2MR<R<=NRTRi=a3i+b3i×r+c3i×r2R>NR]]>(i為X、Y或Z)式中，r為紅色通道的歸一化驅(qū)動(dòng)值，TRi(i為X、Y或Z)為紅色通道對(duì)應(yīng)顏色的三刺激值，aji、bji和cji(j＝1，2，3)為常數(shù)，MR和NR分別為紅色通道驅(qū)動(dòng)值的低中分界點(diǎn)和中高分界點(diǎn)，通過(guò)顯示器的色品恒定特性和通道獨(dú)立特性確定；
對(duì)于綠色和藍(lán)色通道也做同樣處理；(6)通過(guò)三個(gè)通道的6個(gè)分界點(diǎn)，將整個(gè)驅(qū)動(dòng)值空間分為27個(gè)子空間，根據(jù)通道間的干擾特性，再將上述27個(gè)子空間分為三類a.三個(gè)通道的驅(qū)動(dòng)值中最多只有一個(gè)大于對(duì)應(yīng)通道的分界點(diǎn)M，共7個(gè)子空間；b.三個(gè)通道的驅(qū)動(dòng)值中有兩個(gè)大于對(duì)應(yīng)通道的驅(qū)動(dòng)值M，共12個(gè)子空間；c.三個(gè)通道的驅(qū)動(dòng)值都大于對(duì)應(yīng)通道的驅(qū)動(dòng)值M，共8個(gè)子空間；(7)分別計(jì)算驅(qū)動(dòng)值位于三類空間時(shí)對(duì)應(yīng)顏色的三刺激值當(dāng)三個(gè)通道的驅(qū)動(dòng)值位于a類空間時(shí)，不考慮通道間的干擾，各個(gè)驅(qū)動(dòng)值對(duì)應(yīng)通道分段函數(shù)求得的三刺激值直接相加后，再加上黑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的三刺激值即得混合色通道對(duì)應(yīng)顏色的三刺激值，例如當(dāng)混合色三個(gè)通道驅(qū)動(dòng)值位于7個(gè)子空間中的R＜＝MR、G＜＝MG、B＜＝MB子空間時(shí)，其對(duì)應(yīng)顏色的三刺激值可以表示為Ti＝TBlack+TRi+TGi+TBi其中TBlack為黑點(diǎn)的三刺激值，TRi、TGi和TBi分別為紅色、綠色和藍(lán)色通道驅(qū)動(dòng)值對(duì)應(yīng)分段函數(shù)的三刺激值。其它a類子空間也做同樣處理；當(dāng)三個(gè)通道的驅(qū)動(dòng)值位于b類空間時(shí)，除a類空間得到的三刺激值外，還需考慮驅(qū)動(dòng)值大于對(duì)應(yīng)分界點(diǎn)M的兩個(gè)通道間的干擾，例如當(dāng)混合色三個(gè)通道驅(qū)動(dòng)值位于12個(gè)子空間中的MR＜R＜＝NR、MG＜G＜＝NG、B＜＝MB子空間時(shí)，其對(duì)應(yīng)顏色的三刺激值可以表示為Ti＝TBlack+TRi+TGi+TBi+di+ei×r×g其中r和g分別為紅色和綠色通道的歸一化驅(qū)動(dòng)值，后面兩項(xiàng)為干擾項(xiàng)，di和ei為常數(shù)，可通過(guò)該子空間的訓(xùn)練樣本來(lái)擬合確定。其它b類子空間也做同樣處理；當(dāng)三個(gè)通道驅(qū)動(dòng)值位于c類空間時(shí)，除a類空間得到的三刺激值外，還需考慮三個(gè)通道間的干擾，例如當(dāng)混合色三個(gè)通道驅(qū)動(dòng)值位于8個(gè)子空間中的MR＜R＜＝NR、MG＜G＜＝NG、MB＜B＜＝NB子空間時(shí)，其對(duì)應(yīng)顏色的三刺激值可以表示為Ti＝TBlack+TRi+TGi+TBi+di+ei×r×g+fi×g×b+hi×r×b+ki×r×g×b其中b為藍(lán)色通道的歸一化驅(qū)動(dòng)值，后面五項(xiàng)為干擾項(xiàng)，di、ei、fi、hi和ki為常數(shù)，可通過(guò)該子空間的訓(xùn)練樣本擬合確定。其它c(diǎn)類子空間也做同樣處理；(8)按照IEC 61966-4標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置實(shí)驗(yàn)裝置，獲得包括如下三個(gè)數(shù)據(jù)集合的訓(xùn)練樣本第一個(gè)數(shù)據(jù)集合為(R，G，B)＝(IR，0，0)，(R，G，B)＝(0，IG，0)，(R，G，B)＝(0，0，IB)，其中紅色通道的IR＝MR/3、2×MR/3、MR、MR+(NR-MR)/3、MR+2×(NR-MR)/3、NR、NR+(Rmax-NR)/3、NR+2×(Rmax-NR)/3和Rmax，其中Rmax為紅色通道的最大驅(qū)動(dòng)值。藍(lán)色和綠色通道IG和IR的取法類似于紅色通道，該數(shù)據(jù)集合共有27個(gè)訓(xùn)練樣本；第二個(gè)數(shù)據(jù)集合為(R，G，B)＝(JR，JG，MB/2)，(R，G，B)＝(JR，MG/2，JB)，(R，G，B)＝(MR/2，JG，JB)，其中JR為MR、NR和Rmax，JG為MG、NG和Gmax，JB為MB、NB和Bmax，其中Gmax和Bmax分別為綠色和藍(lán)色通道的最大驅(qū)動(dòng)值，該數(shù)據(jù)集合共有27個(gè)樣本組合；第三個(gè)數(shù)據(jù)集合為(R，G，B)＝(LR，LG，LB)，其中LR為MR、NR和Rmax，LG為MG、NG和Gmax，LB為MB、NB和Bmax，共有27個(gè)樣本組合；上述三個(gè)數(shù)據(jù)集合中若計(jì)算得到的驅(qū)動(dòng)值為小數(shù)，則就近取整。將上述所有測(cè)量的數(shù)據(jù)集合進(jìn)行黑點(diǎn)去除，作為分段分空間模型的訓(xùn)練樣本。其中第一個(gè)數(shù)據(jù)集合得到的訓(xùn)練樣本用于分段函數(shù)系數(shù)的擬合，第二個(gè)數(shù)據(jù)集合得到的訓(xùn)練樣本用于b類空間干擾項(xiàng)系數(shù)的擬合，第三個(gè)數(shù)據(jù)集合得到的訓(xùn)練樣本用于c類空間干擾項(xiàng)系數(shù)的擬合；上述三個(gè)數(shù)據(jù)集合還可以根據(jù)不同分段區(qū)間或空間內(nèi)顯示器的色品不恒定、通道干擾特性以及區(qū)間或空間大小均勻選取適當(dāng)數(shù)目的訓(xùn)練樣本，且分界點(diǎn)上的訓(xùn)練樣本用于與它相鄰的兩個(gè)分段函數(shù)或兩個(gè)空間中方程的系數(shù)擬合，這樣既可以高效地利用訓(xùn)練樣本，又可以使在分界點(diǎn)附近的三刺激值保持連續(xù)；(9)利用最小二乘法，用步驟(8)中獲得的各個(gè)分段函數(shù)及子空間內(nèi)的訓(xùn)練樣本分別對(duì)其對(duì)應(yīng)分段函數(shù)及子空間干擾項(xiàng)系數(shù)擬合(其中分界點(diǎn)上的訓(xùn)練樣本用于與它相鄰的兩個(gè)分段函數(shù)或兩個(gè)空間中方程的系數(shù)擬合)，得到各個(gè)子空間內(nèi)顯示器歸一化驅(qū)動(dòng)值r、g、b和CIE1931XYZ三刺激值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，完成顯示器的顏色特征化。
本發(fā)明通過(guò)驅(qū)動(dòng)值空間的劃分有效的減弱了色品不恒定和通道不獨(dú)立對(duì)液晶顯示器顏色特征化精度的影響，提高了模型預(yù)測(cè)精度。另外本發(fā)明盡量選取分界點(diǎn)作為訓(xùn)練樣本，且處于分界點(diǎn)上的訓(xùn)練樣本用于與之相鄰的兩個(gè)分段函數(shù)或子空間中函數(shù)系數(shù)的擬合，這樣既高效地利用了訓(xùn)練樣本又增加了模型預(yù)測(cè)三刺激值在分界點(diǎn)附近的連續(xù)性。本發(fā)明在訓(xùn)練樣本數(shù)不多的情況下實(shí)現(xiàn)了對(duì)液晶顯示器的準(zhǔn)確顏色特征化。


圖1為現(xiàn)代顏色管理系統(tǒng)顏色傳輸流程圖；圖2為本發(fā)明液晶顯示器三色通道色品坐標(biāo)隨驅(qū)動(dòng)值的變化關(guān)系圖；圖3為本發(fā)明綠色和藍(lán)色通道對(duì)紅色通道階調(diào)再現(xiàn)曲線的影響關(guān)系圖；圖4為本發(fā)明分段分空間模型的實(shí)驗(yàn)裝置圖。
具體實(shí)施例方式
以數(shù)字化驅(qū)動(dòng)值為8位的一臺(tái)液晶顯示器為例，顏色特征化這臺(tái)顯示器的分段分空間模型包括以下步驟(1)通過(guò)色溫設(shè)置按鈕設(shè)置液晶顯示器的色溫，使色溫滿足使用需求，通過(guò)亮度和對(duì)比度設(shè)置按鈕使液晶顯示器亮度和對(duì)比度滿足需求，同時(shí)保證在顯示器驅(qū)動(dòng)值很高時(shí)對(duì)應(yīng)顏色的CIE1931XYZ三刺激值不出現(xiàn)飽和現(xiàn)象；(2)檢驗(yàn)液晶顯示器單色通道的色品特性，用PR-650光譜輻射度計(jì)分別測(cè)量紅色、綠色和藍(lán)色通道驅(qū)動(dòng)值分別在16、32、48、64、80、96、112、128、144、160、176、192、208、224、240和255下對(duì)應(yīng)顏色的CIE1931XYZ值，去除黑點(diǎn)(R＝G＝B＝0，R、G和B分別為紅色、綠色和藍(lán)色通道的驅(qū)動(dòng)值)后通過(guò)下式得到其色品坐標(biāo)x、y和zx=XX+Y+Z]]>y=YX+Y+Z]]>z＝1-x-y分別找出紅色通道驅(qū)動(dòng)值和對(duì)應(yīng)的x色品坐標(biāo)的關(guān)系，綠色通道驅(qū)動(dòng)值和對(duì)應(yīng)的y色品坐標(biāo)的關(guān)系，藍(lán)色通道驅(qū)動(dòng)值和對(duì)應(yīng)的z色品坐標(biāo)的關(guān)系，如圖2所示；(3)檢驗(yàn)液晶顯示器通道間的干擾特性，用PR-650光譜輻射度計(jì)分別測(cè)量每個(gè)通道對(duì)應(yīng)的單色通道(另外兩個(gè)通道的驅(qū)動(dòng)值為零)和混合色通道(另外兩個(gè)通道的驅(qū)動(dòng)值為最大值)在不同驅(qū)動(dòng)值下對(duì)應(yīng)顏色的CIE1931XYZ值。三個(gè)單色通道對(duì)應(yīng)顏色的三刺激值已在步驟(2)中獲得，需要測(cè)量的混合色通道對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)值為(HR，255，255)，(255，HG，255)和(255，255，HB)，其中HR、HG和HB都為16、32、48、64、80、96、112、128、144、160、176、192、208、224、240和255。
畫出每個(gè)通道對(duì)應(yīng)的單色通道和混合色通道對(duì)應(yīng)的階調(diào)再現(xiàn)曲線，具體紅色通道為歸一化X和歸一化紅色通道驅(qū)動(dòng)值的關(guān)系，綠色通道為歸一化Y和歸一化綠色通道驅(qū)動(dòng)值的關(guān)系，藍(lán)色通道為歸一化Z和歸一化藍(lán)色通道驅(qū)動(dòng)值的關(guān)系。找出每個(gè)通道受其他兩個(gè)通道的干擾情況，圖3所示為紅色通道受綠色和藍(lán)色兩個(gè)通道的干擾情況；(4)根據(jù)各通道不同驅(qū)動(dòng)值下的色品特性和通道間的干擾特性，將各通道的驅(qū)動(dòng)值分為三段，紅色、綠色和藍(lán)色通道的兩個(gè)分界點(diǎn)都分別取64和128。
(5)分別用二次多項(xiàng)式擬合單色通道各個(gè)分段區(qū)間內(nèi)X、Y和Z三刺激值隨該通道在這個(gè)區(qū)間內(nèi)歸一化驅(qū)動(dòng)值的關(guān)系，如以紅色通道為例，三刺激值可以表示為TRi=a1i+b1i×r+c1i×r2R<=64TRi=a2i+b2i×r+c2i×r264<R<=128TRi=a3i+b3i×r+c3i×r2R>128]]>(i為X、Y或Z)式中，r為紅色通道的歸一化驅(qū)動(dòng)值，TRi(i為X、Y或Z)為三刺激值，aji、bji和cji(j＝1，2，3)為常數(shù)；對(duì)于綠色和藍(lán)色通道也做同樣處理；(6)通過(guò)三個(gè)通道的6個(gè)分界點(diǎn)將整個(gè)驅(qū)動(dòng)值空間劃分為27個(gè)子空間，并根據(jù)通道間的干擾特性，再將這27個(gè)子空間分為三類a.三個(gè)通道的驅(qū)動(dòng)值中最多只有一個(gè)大于64，共7個(gè)子空間；b.三個(gè)通道的驅(qū)動(dòng)值中有兩個(gè)大于64，共12個(gè)子空間；c.三個(gè)通道的驅(qū)動(dòng)值都大于64，共8個(gè)子空間；(7)分別計(jì)算驅(qū)動(dòng)值位于三類空間時(shí)對(duì)應(yīng)的三刺激值
當(dāng)三個(gè)通道的驅(qū)動(dòng)值位于a類空間時(shí)，不考慮通道間的干擾，各個(gè)驅(qū)動(dòng)值對(duì)應(yīng)通道分段函數(shù)求得的三刺激值直接相加后，再加上黑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的三刺激值即得混合色通道的三刺激值，例如當(dāng)混合色三個(gè)通道驅(qū)動(dòng)值位于7個(gè)子空間中的R＜＝64、G＜＝64、B＜＝64子空間時(shí)，其對(duì)應(yīng)顏色的三刺激值可以表示為Ti＝TBlack+TRi+TGi+TBi其中TBlack為黑點(diǎn)的三刺激值，TRi、TGi和TBi分別為紅色、綠色和藍(lán)色通道驅(qū)動(dòng)值對(duì)應(yīng)分段函數(shù)的三刺激值。其它a類子空間也做同樣處理；當(dāng)三個(gè)通道的驅(qū)動(dòng)值位于b類空間時(shí)，除a類空間得到的三刺激值外，還需考慮驅(qū)動(dòng)值大于64的兩個(gè)通道間的干擾，例如當(dāng)混合色三個(gè)通道的驅(qū)動(dòng)值位于12個(gè)子空間中的64＜R＜＝128、64＜G＜＝128、B＜＝64子空間時(shí)，其對(duì)應(yīng)顏色的三刺激值可以表示為Ti＝TBlack+TRi+TGi+TBi+di+ei×r×g其中r和g分別為紅色和綠色通道的歸一化驅(qū)動(dòng)值，后面兩項(xiàng)為干擾項(xiàng)，di和ei為常數(shù)，可通過(guò)該子空間的訓(xùn)練樣本來(lái)擬合確定。其它b類子空間也做同樣處理；當(dāng)三個(gè)通道驅(qū)動(dòng)值位于c類空間時(shí)，除a類空間得到的三刺激值外，還需考慮三個(gè)通道間的干擾，例如當(dāng)混合色三個(gè)通道的驅(qū)動(dòng)值位于8個(gè)子空間中的64＜R＜＝128、64＜G＜＝128、64＜B＜＝128子空間時(shí)，其對(duì)應(yīng)顏色的三刺激值可以表示為Ti＝TBlack+TRi+TG+TBi+di+ei×r×g+fi×g×b+hi×r×b+ki×r×g×b其中b為藍(lán)色通道的歸一化驅(qū)動(dòng)值，后面五項(xiàng)為干擾項(xiàng)，di、ei、fi、hi和ki為常數(shù)，可通過(guò)該子空間的訓(xùn)練樣本擬合確定。其它c(diǎn)類子空間也做同樣處理；(8)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖4所示，屏幕有效高度為h，屏幕和測(cè)量?jī)x器之間的距離為4h，待測(cè)色塊大小為h/5×h/5，將待測(cè)色塊顯示在屏幕正中央，屏幕的其它區(qū)域設(shè)置為黑色；用PR-650光譜輻射度計(jì)測(cè)量訓(xùn)練樣本，訓(xùn)練樣本包括如下三個(gè)數(shù)據(jù)集合第一個(gè)數(shù)據(jù)集合為(R，G，B)＝(IR，0，0)，(R，G，B)＝(0，IG，0)，(R，G，B)＝(0，0，IB)。以紅色通道為例，其中IR為21、43、64、85、107、128、170、213和255。其中(21，0，0)、(43，0，0)和(64，0，0)用于TRi＝a1i+b1i×r+c1i×r2(R＜＝64)的多項(xiàng)式擬合，(64，0，0)、(85，0，0)、(107，0，0)和(128，0，0)用于TRi＝a2i+b2i×r+c2i×r2(64＜R＜＝128)的多項(xiàng)式擬合，(128，0，0)、(170，0，0)、(213，0，0)和(255，0，0)用于TRi＝a3i+b3i×r+c3i×r2(R＞128)的多項(xiàng)式擬合。藍(lán)色和綠色通道IG和IB的取法及用法類似于紅色通道。該數(shù)據(jù)集合共有27個(gè)訓(xùn)練樣本；第二個(gè)數(shù)據(jù)集合為(R，G，B)＝(JR，JG，32)，(R，G，B)＝(JR，32，JB)，(R，G，B)＝(32，JG，JB)，其中JR、JG和JB都為64、128或255，三個(gè)集合共有27個(gè)訓(xùn)練樣本，用于b類空間干擾項(xiàng)的數(shù)據(jù)擬合，使每一子空間均有4個(gè)訓(xùn)練樣本。例如64＜R＜＝128、64＜G＜＝128且B＜＝64子空間的訓(xùn)練樣本為(64，64，32)、(64，128，32)、(128，64，32)和(128，128，32)，其它11個(gè)子空間的訓(xùn)練樣本取法類似于64＜R＜＝128、64＜G＜＝128、B＜＝64子空間；第三個(gè)數(shù)據(jù)集合為(R，G，B)＝(LR，LG，LB)，其中LR、LG和LB都為64，128或255，共有27個(gè)樣本組合，用于c類空間干擾項(xiàng)的數(shù)據(jù)擬合，使每一子空間有8個(gè)訓(xùn)練樣本。例如64＜R＜＝128，64＜G＜＝128且64＜B＜＝128子空間，其訓(xùn)練樣本為(64，64，64)、(64，64，128)、(64，128，64)、(64，128，128)、(128，64，64)、(128，64，128)，(128，128，64)和(128，128，128)。其它7個(gè)子空間的取法類似于64＜R＜＝128、64＜G＜＝128、64＜B＜＝128子空間；其中上述數(shù)據(jù)集合必須經(jīng)過(guò)黑點(diǎn)去除后才能作為訓(xùn)練樣本；(9)利用最小二乘法，用步驟(8)中獲得的各個(gè)分段函數(shù)及子空間內(nèi)的訓(xùn)練樣本分別對(duì)其對(duì)應(yīng)分段函數(shù)及子空間干擾項(xiàng)系數(shù)擬合(其中分界點(diǎn)上的訓(xùn)練樣本用于與它相鄰的兩個(gè)分段函數(shù)或兩個(gè)空間中方程的系數(shù)擬合)，得到各個(gè)子空間內(nèi)顯示器歸一化驅(qū)動(dòng)值r、g、b和CIE1931XYZ三刺激值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，完成顯示器的顏色特征化。
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)建液晶顯示器顏色特征化分段分空間模型的方法，其特征在于包括以下步驟(1)通過(guò)液晶顯示器的色溫、亮度和對(duì)比度設(shè)置按鈕設(shè)置顯示器，使顯示器色溫、亮度和對(duì)比度滿足使用需求，同時(shí)保證顯示器在驅(qū)動(dòng)值很高時(shí)對(duì)應(yīng)顏色的CIE1931XYZ三刺激值不出現(xiàn)飽和現(xiàn)象；(2)檢驗(yàn)液晶顯示器紅色、綠色、藍(lán)色通道的色品特性，分別測(cè)量各個(gè)通道不同驅(qū)動(dòng)值時(shí)對(duì)應(yīng)顏色的色品坐標(biāo)x、y和z，找出紅色通道驅(qū)動(dòng)值和對(duì)應(yīng)的x色品坐標(biāo)的關(guān)系，綠色通道驅(qū)動(dòng)值和對(duì)應(yīng)的y色品坐標(biāo)的關(guān)系，藍(lán)色通道驅(qū)動(dòng)值和對(duì)應(yīng)的z色品坐標(biāo)的關(guān)系；(3)檢驗(yàn)液晶顯示器通道間的干擾特性，分別測(cè)量每個(gè)通道對(duì)應(yīng)的單色通道和混合色通道在該通道不同驅(qū)動(dòng)值下對(duì)應(yīng)顏色的CIE1931XYZ值，畫出每個(gè)通道對(duì)應(yīng)的單色通道和混合色通道的階調(diào)再現(xiàn)曲線，找出每個(gè)通道受另外兩個(gè)通道的干擾情況；(4)根據(jù)各通道不同驅(qū)動(dòng)值下的色品特性和通道間的干擾特性，將各通道的驅(qū)動(dòng)值分為三段，紅色通道的兩個(gè)分界點(diǎn)記為(MR，NR)、綠色通道記為(MG，NG)，藍(lán)色通道記為(MB，NB)；(5)分別用二次多項(xiàng)式表示單色通道各個(gè)分段區(qū)間內(nèi)X、Y和Z三刺激值隨該通道在該區(qū)間內(nèi)歸一化驅(qū)動(dòng)值的關(guān)系；(6)通過(guò)步驟(4)所述的三個(gè)通道的6個(gè)分界點(diǎn)，將整個(gè)驅(qū)動(dòng)值空間劃分為27個(gè)子空間，根據(jù)通道間的干擾特性，再將上述27個(gè)子空間分為三類a.三個(gè)通道的驅(qū)動(dòng)值中最多只有一個(gè)大于對(duì)應(yīng)通道的分界點(diǎn)M，共7個(gè)子空間；b.三個(gè)通道的驅(qū)動(dòng)值中有兩個(gè)大于對(duì)應(yīng)通道的驅(qū)動(dòng)值M，共12個(gè)子空間；c.三個(gè)通道的驅(qū)動(dòng)值都大于對(duì)應(yīng)通道的驅(qū)動(dòng)值M，共8個(gè)子空間；(7)分別計(jì)算驅(qū)動(dòng)值位于三類空間時(shí)對(duì)應(yīng)顏色的三刺激值，當(dāng)三個(gè)通道的驅(qū)動(dòng)值位于a類空間時(shí)，無(wú)需考慮通道間的干擾，各個(gè)驅(qū)動(dòng)值對(duì)應(yīng)通道分段函數(shù)求得的三刺激值相加后，再加上黑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的三刺激值即得混合色通道對(duì)應(yīng)顏色的三刺激值；當(dāng)三個(gè)通道的驅(qū)動(dòng)值位于b類空間時(shí)，除a類空間得到的三刺激值外，還需考慮驅(qū)動(dòng)值大于對(duì)應(yīng)分界點(diǎn)M的兩個(gè)通道間的干擾；當(dāng)三個(gè)通道驅(qū)動(dòng)值位于c類空間時(shí)，除a類空間得到的三刺激值外，還需考慮三個(gè)通道間的干擾；(8)按照IEC 61966-4標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置實(shí)驗(yàn)裝置，選取分界點(diǎn)及均勻劃分分段區(qū)間或空間的驅(qū)動(dòng)值對(duì)應(yīng)的顏色進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量得到的三刺激值進(jìn)行黑點(diǎn)去除，作為分段分空間模型的訓(xùn)練樣本；(9)利用最小二乘法，用步驟(8)中獲得的各個(gè)分段函數(shù)及子空間內(nèi)的訓(xùn)練樣本分別對(duì)其對(duì)應(yīng)分段函數(shù)及子空間干擾項(xiàng)系數(shù)擬合，得到各個(gè)子空間內(nèi)顯示器歸一化驅(qū)動(dòng)值r、g、b和CIE1931XYZ三刺激值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，完成顯示器的顏色特征化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種構(gòu)建液晶顯示器顏色特征化分段分空間模型的方法，該模型根據(jù)顯示器不同驅(qū)動(dòng)值下的色品特性和通道間干擾特性將顯示器的驅(qū)動(dòng)值空間分為三類子空間，根據(jù)這三類子空間的不同特性分別對(duì)顯示器進(jìn)行顏色特征化。通過(guò)空間的劃分，有效的減弱了色品不恒定和通道不獨(dú)立對(duì)顏色特征化精度的影響。本發(fā)明還設(shè)計(jì)了相應(yīng)的訓(xùn)練樣本，特意選取分界點(diǎn)上的值作為分段分空間模型的訓(xùn)練樣本，分界點(diǎn)上的訓(xùn)練樣本用于和它相鄰的兩個(gè)分段函數(shù)或子空間中函數(shù)系數(shù)的擬合，這樣既高效地利用了訓(xùn)練樣本，同時(shí)又增加了分界點(diǎn)處三刺激值的連續(xù)性。分段分空間模型在訓(xùn)練樣本數(shù)不多的情況下取得了較高的顏色預(yù)測(cè)精度。
文檔編號(hào)G09G5/02GK101042832SQ200710068350
公開日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月27日
發(fā)明者徐海松, 張顯斗 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)