專利名稱：：一種led顯示屏視頻信號處理中對色域進行修正的方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種LED顯示屏視頻信號處理技術，尤其涉及一種LED顯示屏視頻信號處理中對色域進行修正的方法。
背景技術：
：LED顯示屏全彩顯示的色域修正用來完成現(xiàn)有視頻信號源制式與LED顯示屏的色域匹配，改善因二者的三基色特性不同而造成的顏色失真。其原理是通過一種變換，把各顏色的三基色值轉(zhuǎn)換為新的值去控制LED顯示屏的驅(qū)動電流，顯示出所需要的顏色?，F(xiàn)有的用于LED顯示屏的色域修正方法有兩種第一種方法是分別求得現(xiàn)有視頻源制式的三原色系統(tǒng)、LED顯示屏的三原色系統(tǒng)與CIE1931XYZ表色系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化關系，把CIE1931XYZ表色系統(tǒng)中三刺激值作為中間量，得到彩色LED顯示屏的三原色系統(tǒng)與現(xiàn)有視頻源制式的三原色系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換關系，達到保持原色域，保證視頻的顯示質(zhì)量的目的；第二種方法是將現(xiàn)有視頻源色域作為目標色域，使LED顯示屏色域中的不同色品對應多組不同的轉(zhuǎn)移矩陣，并映射到視頻源色域中，得到LED實際的驅(qū)動電流值，改善顏色失真。方法一與方法二都將現(xiàn)有視頻源色域作為目標色域，縮減了LED顯示屏的色域范圍，沒有突出LED顯示屏之寬色域的色彩表現(xiàn)力；方法二需要大量轉(zhuǎn)移矩陣，算法復雜，實際中實現(xiàn)困難。
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術存在的上述問題，本發(fā)明的目的是基于保持白平衡、保持視頻源的亮度，在色差允許的前提下，提出一種LED顯示屏視頻信號處理中對色域進行修正的方法，僅用一個轉(zhuǎn)移矩陣對視頻源信號進行色品坐標修正，使現(xiàn)有視頻源制式的三基色坐標盡可能向LED顯示屏的三基色坐標靠近，改善LED顯示屏的顏色失真，擴展視頻源信號的色域、展現(xiàn)更豐富的顏色。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下一種LED顯示屏視頻處理中對色域進行修正的方法，包括顏色空間轉(zhuǎn)換模塊A、XYZ/Yxy規(guī)格化模塊、色品坐標修正模塊、Yxy/XYZ反規(guī)格化模塊、顏色空間轉(zhuǎn)換模塊B和對比模塊，具體包括以下步驟A、通過顏色空間轉(zhuǎn)換模塊A完成視頻源制式的三原色系統(tǒng)向CIE1931XYZ表色系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換顏色空間轉(zhuǎn)換模塊A的輸入信號RP、GP、BP與輸出X、Y、Z之間的轉(zhuǎn)換關系如下1其中，矩陣虬中的元素由現(xiàn)有視頻源制式?jīng)Q定，X、Y、Z為視頻源信號在1931XYZ表色系統(tǒng)到CIE1931Yxy色度系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，得到視頻數(shù)據(jù)在CIE1931Yxy色度圖中的色品坐標xP、yP、zP；其輸入X、Y、Z與輸出xP、yP、zP之間的轉(zhuǎn)換關系如下4xp=x/x+y+zzp=1-xp-ypC、在Yxy色度系統(tǒng)中用一個轉(zhuǎn)移矩陣對色品坐標進行擴展修正色品坐標修正模塊的輸入xP、yP、zP與輸出Xl、yL>zL的關系由Mcorrect=Ml*(Mp)公式(5)、公式(6)中的元素分別是現(xiàn)有視頻源制式、LED顯示屏的紅綠藍三基色的色品坐標；D、將修正后的色品坐標&、yL,zL通過Yxy/XYZ反規(guī)格化模塊得到新的XYZ值Yxy/XYZ反規(guī)格化模塊的輸入為&、^、k、Y，保持視頻源各顏色亮度不變，輸出CIE1931XYZ新的三刺激值X'、V、V；E、經(jīng)顏色空間轉(zhuǎn)換模塊B得到擴展后的三基色值顏色空間轉(zhuǎn)換模塊B的輸入{丨號X'、V、Z'與輸出RpGpB,的關系為E、經(jīng)顏色空間轉(zhuǎn)換模塊B得到擴展后的■Y'、Z'與輸出&、GpBj勺關系為其中，矩陣M2的元素由LED顯示屏的發(fā)光其中，矩陣M2的元素由LED顯示屏的發(fā)光二極管特性所決定。在執(zhí)行所述的步驟A的同時，用比較模塊判斷輸入信號RP、GP、BP是否相等，如果RP、GP、Bp的值都相等，則跳過步驟C；否則，按照步驟A至步驟E的順序執(zhí)行。本發(fā)明所述的步驟C中，僅用一個轉(zhuǎn)移矩陣，對視頻源信號的色品坐標Xp、yp、zp進行修正，將視頻源制式的色域擴展至LED顯示屏的色域。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果1、本發(fā)明以LED顯示屏的色域作為目標色域，用公式(3)將視頻源信號的色品坐標映射到目標色域中，使得到的視頻信號色域與物理媒介色域相符合，擴展了視頻源信號的色域，突出了LED顯示屏色彩表現(xiàn)力強的優(yōu)勢。2、由于本發(fā)明在CIE1931Yxy色度系統(tǒng)中僅用一個轉(zhuǎn)移矩陣對視頻源信號進行修正，以較簡單的算法改善LED顯示屏的顏色失真。3、本發(fā)明通過改進軟件實現(xiàn)，與現(xiàn)有方法比較可以提高處理的實時性，同時也節(jié)約了硬件的改造費用。本發(fā)明共有附圖2張，其中圖1是本發(fā)明的信號處理流程圖。圖2是實施方式中核心算法的色品坐標對應圖。圖中11、顏色空間轉(zhuǎn)換模塊A，12、XYZ/Yxy規(guī)格化模塊，13、色品坐標修正模塊，14、Yxy/XYZ反規(guī)格化模塊，15、顏色空間轉(zhuǎn)換模塊B，16、對比模塊，17、PAL制式的色域，18、LED顯示屏的色域。具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步地描述。如圖1所示，一種LED顯示屏視頻處理中對色域進行修正的方法，所述的LED顯示屏的視頻處理系統(tǒng)包括顏色空間轉(zhuǎn)換模塊All、XYZ/Yxy規(guī)格化模塊12、色品坐標修正模塊13、Yxy/XYZ反規(guī)格化模塊14、顏色空間轉(zhuǎn)換模塊B15和對比模塊16，具體包括以下步驟A、通過顏色空間轉(zhuǎn)換模塊All完成視頻源制式的三原色系統(tǒng)向CIE1931XYZ表色系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換顏色空間轉(zhuǎn)換模塊All的輸入信號RP、GP、BP與輸出X、Y、Z之間的轉(zhuǎn)換關系如下其中，矩陣虬中的元素由現(xiàn)有視頻源制式?jīng)Q定，X、Y、Z為視頻源信號在CIE1931XYZ表色系統(tǒng)中的值；B、用XYZ/Yxy規(guī)格化模塊12完成CIE1931XYZ表色系統(tǒng)到CIE1931Yxy色度系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，得到視頻數(shù)據(jù)在CIE1931Yxy色度圖中的色品坐標xP、yP、zP；其輸入X、Y、Z與輸出xP、yP、zP之間的轉(zhuǎn)換關系如下zP=l-xp-ypC、在Yxy色度系統(tǒng)中用一個轉(zhuǎn)移矩陣對色品坐標進行擴展修正色品坐標修正模塊13的輸入xP、yP、zP與輸出xL、yL、zL的關系由公式(5)、公式(6)中的元素分別是現(xiàn)有視頻源制式、LED顯示屏的紅綠藍三基色的色品坐標；D、將修正后的色品坐標Xl、yL>zL通過Yxy/XYZ反規(guī)格化模塊14得到新的XYZ值:Yxy/XYZ反規(guī)格化模塊14的輸入為&、yL,zL,Y，保持視頻源各顏色亮度不變，輸出CIE1931XYZ新的三刺激值X、Y、Z；E、經(jīng)顏色空間轉(zhuǎn)換模塊B15得到擴展后的三基色值顏色空間轉(zhuǎn)換模塊B15的輸其中，矩陣M2的元素由LED顯示屏的發(fā)光二極管特性所決定。在執(zhí)行所述的步驟A的同時，用比較模塊16判斷輸入信號RP、GP、BP是否相等，如果RP、GP、Bp的值都相等，則跳過步驟C；否則，按照步驟A至步驟E的順序執(zhí)行。所述的步驟C中，僅用一個轉(zhuǎn)移矩陣，對視頻源信號的色品坐標xP、yP、zP進行修正，將視頻源制式的色域擴展至LED顯示屏的色域。下面以圖2為例，以PAL制式的電視信號作為現(xiàn)有視頻源，LED顯示屏作為目標顯示設備，介紹本發(fā)明軟件部分的核心，即色品修正模塊的實現(xiàn)方式。小三角形內(nèi)區(qū)域為PAL制式的色域(17)，大三角形內(nèi)區(qū)域為LED顯示屏的色域(18)。色域(17)的三個頂點分別是PAL制式的三基色在CIE1931Yxy色度系統(tǒng)中的位置，色域(18)的三個頂點分別是LED顯示屏的三基色在CIE1931Yxy色度系統(tǒng)中的位置。色域(17)的頂點向色域(18)頂點對應移動至重合，由公式⑶可以得到唯一的轉(zhuǎn)移矩陣M。。m。t。色域(17)內(nèi)，除白點保持不變外，其他各點的色品坐標均用上述轉(zhuǎn)移矩陣M。。e。t進行修正。若干顏色樣本的修正結(jié)果如圖2中箭頭方向所示，在色差允許的條件下，擴展了視頻源信號的色域。權利要求一種LED顯示屏視頻信號處理中對色域進行修正的方法，包括顏色空間轉(zhuǎn)換模塊A(11)、XYZ/Yxy規(guī)格化模塊(12)、色品坐標修正模塊(13)、Yxy/XYZ反規(guī)格化模塊(14)、顏色空間轉(zhuǎn)換模塊B(15)和對比模塊(16)，其特征在于具體包括以下步驟A、通過顏色空間轉(zhuǎn)換模塊A(11)完成視頻源制式的三原色系統(tǒng)向CIE1931XYZ表色系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換顏色空間轉(zhuǎn)換模塊A(11)的輸入信號RP、GP、BP與輸出X、Y、Z之間的轉(zhuǎn)換關系如下<mrow><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><mi>X</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>Y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>Z</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>=</mo><msub><mi>M</mi><mn>1</mn></msub><mo>*</mo><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>R</mi><mi>P</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>G</mi><mi>P</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>B</mi><mi>P</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>其中，矩陣M1中的元素由現(xiàn)有視頻源制式?jīng)Q定，X、Y、Z為視頻源信號在CIE1931XYZ表色系統(tǒng)中的值；B、用XYZ/Yxy規(guī)格化模塊(12)完成CIE1931XYZ表色系統(tǒng)到CIE1931Yxy色度系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，得到視頻數(shù)據(jù)在CIE1931Yxy色度圖中的色品坐標xP、yP、zP；其輸入X、Y、Z與輸出xP、yP、zP之間的轉(zhuǎn)換關系如下<mrow><msub><mi>x</mi><mi>P</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mi>X</mi><mrow><mi>X</mi><mo>+</mo><mi>Y</mi><mo>+</mo><mi>Z</mi></mrow></mfrac></mrow><mrow><msub><mi>y</mi><mi>P</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mi>Y</mi><mrow><mi>X</mi><mo>+</mo><mi>Y</mi><mo>+</mo><mi>Z</mi></mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>zP＝1-xP-yPC、在Yxy色度系統(tǒng)中用一個轉(zhuǎn)移矩陣對色品坐標進行擴展修正色品坐標修正模塊(13)的輸入xP、yP、zP與輸出xL、yL、zL的關系由<mrow><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>x</mi><mi>L</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>y</mi><mi>L</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>z</mi><mi>L</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>=</mo><msub><mi>M</mi><mi>correct</mi></msub><mo>*</mo><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>x</mi><mi>P</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>y</mi><mi>P</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>z</mi><mi>P</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>3</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>決定，其中Mcorrect＝ML*(MP)-1(4)<mrow><msub><mi>M</mi><mi>P</mi></msub><mo>=</mo><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>x</mi><mi>RP</mi></msub></mtd><mtd><msub><mi>x</mi><mi>GP</mi></msub></mtd><mtd><msub><mi>x</mi><mi>BP</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>y</mi><mi>RP</mi></msub></mtd><mtd><msub><mi>y</mi><mi>GP</mi></msub></mtd><mtd><msub><mi>y</mi><mi>BP</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>z</mi><mi>RP</mi></msub></mtd><mtd><msub><mi>z</mi><mi>GP</mi></msub></mtd><mtd><msub><mi>z</mi><mi>BP</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>5</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><msub><mi>M</mi><mi>L</mi></msub><mo>=</mo><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>x</mi><mi>RL</mi></msub></mtd><mtd><msub><mi>x</mi><mi>GL</mi></msub></mtd><mtd><msub><mi>x</mi><mi>BL</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>y</mi><mi>RL</mi></msub></mtd><mtd><msub><mi>y</mi><mi>GL</mi></msub></mtd><mtd><msub><mi>y</mi><mi>BL</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>z</mi><mi>RL</mi></msub></mtd><mtd><msub><mi>z</mi><mi>GL</mi></msub></mtd><mtd><msub><mi>z</mi><mi>BL</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>6</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>公式(5)、公式(6)中的元素分別是現(xiàn)有視頻源制式、LED顯示屏的紅綠藍三基色的色品坐標；D、將修正后的色品坐標xL、yL、zL通過Yxy/XYZ反規(guī)格化模塊(14)得到新的XYZ值Yxy/XYZ反規(guī)格化模塊(14)的輸入為xL、yL、zL、Y，保持視頻源各顏色亮度不變，輸出CIE1931XYZ新的三刺激值X、Y、Z；E、經(jīng)顏色空間轉(zhuǎn)換模塊B(15)得到擴展后的三基色值顏色空間轉(zhuǎn)換模塊B(15)的輸入信號X、Y、Z與輸出RL、GL、BL的關系為<mrow><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>R</mi><mi>L</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>G</mi><mi>L</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>B</mi><mi>L</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>=</mo><msub><mi>M</mi><mn>2</mn></msub><mo>*</mo><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msup><mi>X</mi><mo>'</mo></msup></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mi>Y</mi><mo>'</mo></msup></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mi>Z</mi><mo>'</mo></msup></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>7</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>其中，矩陣M2的元素由LED顯示屏的發(fā)光二極管特性所決定；在執(zhí)行步驟A的同時，用比較模塊16判斷輸入信號RP、GP、BP是否相等，如果RP、GP、BP的值都相等，則跳過步驟C；否則，按照步驟A至步驟E的順序執(zhí)行。2.根據(jù)權利要求1所述的一種LED顯示屏視頻信號處理中對色域進行修正的方法，其特征在于所述的步驟C中，僅用一個轉(zhuǎn)移矩陣，對視頻源信號的色品坐標Xp、yP、Zp進行修正，將視頻源制式的色域擴展至LED顯示屏的色域。全文摘要本發(fā)明公開了一種LED顯示屏視頻信號處理中對色域進行修正的方法，針對現(xiàn)有方法縮減了LED顯示屏的色域范圍和算法復雜的缺點，提出一種僅用一個轉(zhuǎn)移矩陣擴展視頻源信號色域的方法顏色空間轉(zhuǎn)換模塊完成視頻源制式的三原色系統(tǒng)與CIE1931XYZ表色系統(tǒng)的相互轉(zhuǎn)換，通過XYZ/Yxy規(guī)格化模塊得出信號在CIE1931Yxy色度圖中的色品坐標；在Yxy色度系統(tǒng)中用一個轉(zhuǎn)移矩陣對色品坐標進行擴展修正；修正后的色品坐標通過Yxy/XYZ反規(guī)格化模塊得到新的XYZ值；后經(jīng)顏色空間轉(zhuǎn)換模塊得到擴展后的三基色值。本發(fā)明突出了LED顯示屏色彩表現(xiàn)力強的優(yōu)勢，以較簡單的算法改善了LED顯示屏的顏色失真。文檔編號G09G3/32GK101854558SQ201010180220公開日2010年10月6日申請日期2010年5月18日優(yōu)先權日2010年5月18日發(fā)明者彭周華,王丹,王瑜,胡曉靜申請人:大連海事大學