本發(fā)明涉及一種顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于高色域顯示器的飽和度調(diào)節(jié)方法及調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前高色域顯示已經(jīng)成為液晶電視的發(fā)展趨勢(shì)，但由于通常LCD顯示器是通過調(diào)節(jié)RGB三基色的亮度來實(shí)現(xiàn)全彩顯示，通常其顯示色域?yàn)槿切蚊娣e。隨著量子點(diǎn)等高色域技術(shù)的出現(xiàn)，可顯示的色域越來越高。按照目前國(guó)際電信聯(lián)盟推薦的色域標(biāo)準(zhǔn)BT.2020來看，其色域面積大大增加超出了真實(shí)物體色的顏色，所以盡管顯示器的顯示色域面積可以達(dá)到BT.2020的色域面積，但由于超出真實(shí)物體色部分的顏色，人眼看上去會(huì)過于鮮艷而變現(xiàn)得不夠“真實(shí)”；如何能夠?qū)⒉徽鎸?shí)的這部分顏色變得與證實(shí)物體色，是一個(gè)值得研究的課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于高色域顯示器的色彩調(diào)節(jié)方法及調(diào)節(jié)系統(tǒng)，從而在高色域顯示器色彩艷麗的同時(shí)能夠保證色彩真實(shí)的目的。

本發(fā)明提供了一種基于高色域顯示器的色彩調(diào)節(jié)方法，包括如下步驟：

步驟S1、將一RGB輸入信號(hào)由RGB色彩空間轉(zhuǎn)換為HSV色彩空間；

步驟S2、將HSV色彩空間在色域圖中所表示的HSV色域面積與RGB色彩空間在色域圖中所表示的RGB色域面積重疊，對(duì)HSV色域面積中超出RGB色域面積的色域超出部分進(jìn)行調(diào)整，使HSV色域面積完全置于RGB色域面積的范圍內(nèi)，得到調(diào)整后的H’S’V’色彩空間；

步驟S3、將調(diào)整后的H’S’V’色彩空間轉(zhuǎn)換為R’G’B’色彩空間后輸出。

進(jìn)一步地，所述步驟S2中HSV色域面積通過將HSV色彩空間在色度圖中的各點(diǎn)相連形成；所述RGB色域面積通過將RGB色彩空間在色度圖中RGB三基色所在位置的點(diǎn)相連形成。

進(jìn)一步地，所述步驟S2中對(duì)HSV色域面積中超出RGB色域面積的色域超出部分進(jìn)行調(diào)整為對(duì)HSV色彩空間中的色彩飽和度S進(jìn)行調(diào)整，色調(diào)H以及亮度V保持不變，從而獲得調(diào)整后的H’S’V’色彩空間。

進(jìn)一步地，所述對(duì)HSV色彩空間中的色彩飽和度S進(jìn)行調(diào)整包括：

以RGB色域的紅色為起點(diǎn)，以白色為圓心，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一周將HSV色域面積與RGB色域面積相交的6個(gè)點(diǎn)、起點(diǎn)以及圓心分別定義為B、C、D、E、F、G、A、W并將各點(diǎn)與圓心相連，通過將HSV色彩空間中的色調(diào)H的角度與A點(diǎn)和6個(gè)點(diǎn)之間的夾角進(jìn)行比較，獲得調(diào)整后色彩飽和度S’的值。

進(jìn)一步地，所述調(diào)整后色彩飽和度S’值通過以下方式獲得：

當(dāng)0°≤H≤∠AWB；S’＝F1×S；H’＝H，V’＝V；

當(dāng)∠AWB＜H＜∠AWC；S’＝S；H’＝H，V’＝V；

當(dāng)∠AWC≤H≤∠AWD；S’＝F2×S；H’＝H，V’＝V；

當(dāng)∠AWD＜H＜∠AWE；S’＝S；H’＝H，V’＝V；

當(dāng)∠AWE≤H≤∠AWF；S’＝F3×S；H’＝H，V’＝V；

當(dāng)∠AWF＜H＜∠AWG；S’＝S；H’＝H，V’＝V；

當(dāng)∠GWA≤H≤360°；S’＝F4×S；H’＝H，V’＝V；

所述F1、F2、F3和F4滿足：F＝f(H)＝aH⁵+bH⁴+cH³+dH²+eH+f，其中a、b、c、d、e、f為常數(shù)，通過數(shù)值函數(shù)擬合得到。

本發(fā)明還提供了一種基于高色域顯示器的色彩調(diào)節(jié)系統(tǒng)，色彩調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括：

轉(zhuǎn)換模塊，用于將一RGB輸入信號(hào)由RGB色彩空間轉(zhuǎn)換為HSV色彩空間或?qū)’S’V’色彩空間轉(zhuǎn)換為RGB色彩空間后輸出；

壓縮模塊，用于將HSV色彩空間在色度圖中的HSV色域面積與RGB色彩空間在色度圖中的RGB色域面積重疊，對(duì)HSV色域面積中超出RGB色域面積的色域超出部分進(jìn)行調(diào)整，使HSV色域面積完全置于RGB色域面積的范圍內(nèi)，并將調(diào)整后的H’S’V’色彩空間發(fā)送至轉(zhuǎn)換模塊。

進(jìn)一步地，所述HSV色域面積通過將HSV色彩空間在色度圖中的各點(diǎn)相連形成；所述RGB色域面積通過將RGB色彩空間在色度圖中RGB三基色所在位置的點(diǎn)相連形成。

進(jìn)一步地，所述對(duì)HSV色域面積中超出RGB色域面積的色域超出部分進(jìn)行調(diào)整為對(duì)HSV色彩空間中的色彩飽和度S進(jìn)行調(diào)整，色調(diào)H以及亮度V保持不變，從而獲得調(diào)整后的H’S’V’色彩空間。

進(jìn)一步地，所述對(duì)HSV色彩空間中的色彩飽和度S進(jìn)行調(diào)整包括：

以RGB色域的紅色為起點(diǎn)，以白色為圓心，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一周將HSV色域面積與RGB色域面積相交的6個(gè)點(diǎn)、起點(diǎn)以及圓心分別定義為B、C、D、E、F、G、A、W并將各點(diǎn)與圓心相連，通過將HSV色彩空間中的色調(diào)H的角度與A點(diǎn)和6個(gè)點(diǎn)之間的夾角進(jìn)行比較，獲得調(diào)整后色彩飽和度S’的值。

進(jìn)一步地，所述調(diào)整后色彩飽和度S’值通過以下方式獲得：

當(dāng)0°≤H≤∠AWB；S’＝F1×S；H’＝H，V’＝V；

當(dāng)∠AWB＜H＜∠AWC；S’＝S；H’＝H，V’＝V；

當(dāng)∠AWC≤H≤∠AWD；S’＝F2×S；H’＝H，V’＝V；

當(dāng)∠AWD＜H＜∠AWE；S’＝S；H’＝H，V’＝V；

當(dāng)∠AWE≤H≤∠AWF；S’＝F3×S；H’＝H，V’＝V；

當(dāng)∠AWF＜H＜∠AWG；S’＝S；H’＝H，V’＝V；

當(dāng)∠GWA≤H≤360°；S’＝F4×S；H’＝H，V’＝V；

所述F1、F2、F3和F4滿足：F＝f(H)＝aH⁵+bH⁴+cH³+dH²+eH+f，其中a、b、c、d、e、f為常數(shù)，通過數(shù)值函數(shù)擬合得到。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過將RGB色彩空間轉(zhuǎn)換為HSV色彩空間后對(duì)HSV色彩空間所對(duì)應(yīng)的HSV色域面積中超出RGB色彩空間所對(duì)應(yīng)的RGB色域面積的色域超出部分進(jìn)行調(diào)整，使HSV色域面積整體置于RGB色域面積內(nèi)，實(shí)現(xiàn)在高色域顯示器色彩艷麗的前提下，色彩能夠體現(xiàn)真實(shí)物體色。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的色彩調(diào)節(jié)方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明的色彩調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是本發(fā)明HSV色域面積與RGB色域面積重疊后的示意圖；

圖4是本發(fā)明對(duì)HSV色域面積進(jìn)行壓縮后的示意圖；

圖5是本發(fā)明對(duì)HSV色彩空間中的色彩飽和度進(jìn)行壓縮的色調(diào)與調(diào)節(jié)后的S’的關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明的一種基于高色域顯示器的色彩調(diào)節(jié)方法，包括如下步驟：

步驟S1、將一RGB輸入信號(hào)由RGB色彩空間轉(zhuǎn)換為HSV色彩空間；

步驟S2、將HSV色彩空間在色域圖中所表示的HSV色域面積與RGB色彩空間在色域圖中所表示的RGB色域面積重疊，對(duì)HSV色域面積中超出RGB色域面積的色域超出部分進(jìn)行調(diào)整，使HSV色域面積完全置于RGB色域面積的范圍內(nèi)(圖4所示)，得到調(diào)整后的H’S’V’色彩空間；

步驟S3、將調(diào)整后的H’S’V’色彩空間轉(zhuǎn)換為R’G’B’色彩空間后輸出。

步驟S1中RGB色彩空間轉(zhuǎn)換為HSV色彩空間采用現(xiàn)有的轉(zhuǎn)換方法實(shí)現(xiàn)，具體為：

其中H(色調(diào))的獲得通過以下計(jì)算得到：

其中，式(1)中θ由以下公式計(jì)算得到：

所述式(2)中R、G、B為R、G、B三基色分別歸一化的灰階值；

S(飽和度)的獲得通過以下計(jì)算得到：

式(3)中Δ通過以下公式計(jì)算得到：

Δ＝max(R₁,G₁,B₁)-min(R₁,G₁,B₁) (4)

所述

其中R、G、B為R、G、B三基色分別歸一化的灰階值；

V(亮度)的獲得通過以下計(jì)算得到：

V＝max(R₁,G₁,B₁) (5)

所述

其中R、G、B為R、G、B三基色分別歸一化的灰階值。

如圖3所示，在步驟S2中HSV色域面積通過將HSV色彩空間在色度圖中的各點(diǎn)相連形成；所述RGB色域面積通過將RGB色彩空間在色度圖中RGB三基色所在位置的點(diǎn)相連形成，RBG色域的形狀為三角形。

對(duì)HSV色域面積中超出RGB色域面積的色域超出部分進(jìn)行調(diào)整為對(duì)HSV色彩空間中的色彩飽和度S進(jìn)行調(diào)整，色調(diào)H以及亮度V保持不變，從而獲得調(diào)整后的H’S’V’色彩空間。

通過上述的RGB色彩空間轉(zhuǎn)換成HSV色彩空間的公式，以反推的形式將調(diào)整后的H’S’V’色彩空間轉(zhuǎn)換為R’G’B’色彩空間的輸入信號(hào)，從而獲得了色彩艷麗但不失真的畫面。

如圖2所示，一種基于高色域顯示器的色彩調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述色彩調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括：

轉(zhuǎn)換模塊，用于將一RGB輸入信號(hào)由RGB色彩空間轉(zhuǎn)換為HSV色彩空間或?qū)’S’V’色彩空間轉(zhuǎn)換為R’G’B’色彩空間后輸出；

壓縮模塊，用于將HSV色彩空間在色度圖中的HSV色域面積與RGB色彩空間在色度圖中的RGB色域面積重疊，對(duì)HSV色域面積中超出RGB色域面積的色域超出部分進(jìn)行調(diào)整，使HSV色域面積完全置于RGB色域面積的范圍內(nèi)，并將調(diào)整后的H’S’V’色彩空間發(fā)送至轉(zhuǎn)換模塊，具體地，HSV色域面積通過將HSV色彩空間在色度圖中的各點(diǎn)相連形成；所述RGB色域面積通過將RGB色彩空間在色度圖中RGB三基色所在位置的點(diǎn)的相連形成，RGB色域的形狀為三角形。

壓縮模塊對(duì)HSV色域面積中超出RGB色域面積的色域超出部分進(jìn)行調(diào)整具體為對(duì)HSV色彩空間中的色彩飽和度S進(jìn)行調(diào)整，色調(diào)H以及亮度V保持不變，從而獲得調(diào)整后的H’S’V’色彩空間。

本發(fā)明中對(duì)HSV色彩空間中的色彩飽和度S進(jìn)行調(diào)整采用如下方法實(shí)現(xiàn)：

如圖3所示，以RGB色域的紅色為起點(diǎn)，以白色為圓心，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一周將HSV色域面積與RGB色域面積相交的6個(gè)點(diǎn)、起點(diǎn)以及圓心分別定義為B、C、D、E、F、G、A、W并將各點(diǎn)與圓心相連，通過將HSV色彩空間中的色調(diào)H的角度與A點(diǎn)和6個(gè)點(diǎn)之間的夾角進(jìn)行比較，獲得調(diào)整后色彩飽和度S’的值。

由于本發(fā)明針對(duì)的是高色域顯示器，因此其HSV色域面積與RGB色域面積相交會(huì)形成6個(gè)交點(diǎn)。

如圖5所示，為色調(diào)H與調(diào)整后色彩飽和度S’的壓縮函數(shù)的擬合關(guān)系圖，根據(jù)圖3中獲得的B、C、D、E、F、G、A、W八個(gè)點(diǎn)，從A點(diǎn)開始(色調(diào)H＝0)，A點(diǎn)與W點(diǎn)與真實(shí)物體色的交點(diǎn)P可以確定，可以得到A點(diǎn)的壓縮函數(shù)F＝WA/WP，同理，依次調(diào)整色點(diǎn)位置，可以得到色調(diào)H從0到∠AWB對(duì)應(yīng)的壓縮函數(shù)值，通過多次方函數(shù)的擬合可以得到函數(shù)表達(dá)式：F＝f(H)＝aH⁵+bH⁴+cH³+dH²+eH+f。

本發(fā)明中調(diào)整后色彩飽和度S’的值有以下7種情況，分別為：

1、當(dāng)0°≤H≤∠AWB；S’＝F1×S；H’＝H，V’＝V；

2、當(dāng)∠AWB＜H＜∠AWC；S’＝S；H’＝H，V’＝V；

3、當(dāng)∠AWC≤H≤∠AWD；S’＝F2×S；H’＝H，V’＝V；

4、當(dāng)∠AWD＜H＜∠AWE；S’＝S；H’＝H，V’＝V；

5、當(dāng)∠AWE≤H≤∠AWF；S’＝F3×S；H’＝H，V’＝V；

6、當(dāng)∠AWF＜H＜∠AWG；S’＝S；H’＝H，V’＝V；

7、當(dāng)∠GWA≤H≤360°；S’＝F4×S；H’＝H，V’＝V；

所述F1、F2、F3和F4滿足：F＝f(H)＝aH⁵+bH⁴+cH³+dH²+eH+f，其中a、b、c、d、e、f為常數(shù)，可通過數(shù)值函數(shù)擬合得到。

比如我們對(duì)色調(diào)H進(jìn)行歸一化，得到A點(diǎn)的色調(diào)＝0，B點(diǎn)H＝0.060617；C點(diǎn)色調(diào)＝0.185185，D點(diǎn)H＝0.4166667，E點(diǎn)H＝0.581854，F(xiàn)點(diǎn)H＝0.757576，G點(diǎn)H＝0.860508；

通過擬合可以得到并將其代入上述7種情況中可知：

1、0°≤H≤∠AWB，其中∠AWB＝0.060617；那么F1的值為：

F1＝7166315.71813965*h^5-1124804.61575317*h^4+59806.6086301803*h^3-1178.1637178212*h^2+9.5874067085*h+0.7484364775，最終得到F1的值，從而獲得S’＝F1×S；H’＝H，V’＝V；

2、∠AWB＜H＜∠AWC，其中，當(dāng)∠AWB＝0.060617，∠AWC＝0.185185；那么S’＝S；H’＝H，V’＝V；

3、∠AWC≤H≤∠AWD，其中，當(dāng)∠AWC＝0.185185，∠AWD＝0.4166667；那么

F2＝-226.8330348*h^4+353.5082393*h^3-179.9344453*h^2+35.970329*h-1.4771837，最終得到F2的值，從而獲得S’＝F2×S；H’＝H，V’＝V；

4、∠AWD＜H＜∠AWE，其中，當(dāng)∠AWD＝0.4166667，∠AWE＝0.581854；那么S’＝S；H’＝H，V’＝V；

5、∠AWE≤H≤∠AWF，其中，當(dāng)∠AWE＝0.581854，∠AWF＝0.757576；那么F3的值為：

F3＝-23966.8572303*h^5+79633.2994006*h^4-105634.5888261*h^3+69954.7901649*h^2-23136.4375137*h+3059.3124787，最終得到F3的值，從而獲得S’＝F3×S；H’＝H，V’＝V；

6、∠AWF＜H＜∠AWG，其中，當(dāng)∠AWF＝0.757576，∠AWG＝0.860508；那么S’＝S；H’＝H，V’＝V；

7、∠GWA≤H≤360^°，其中，當(dāng)∠GWA＝0.860508，360°代表為1；那么F4的值為F4＝92.87857*h^3-248.08727*h^2+218.21275*h-62.25236，最終得到F4的值，從而得到S’＝F4×S；H’＝H，V’＝V。

如圖4所示，圖中三角形為RGB色彩空間中RGB三基色所在位置的點(diǎn)相連所形成，其為真實(shí)物體色的色域，圖中填充灰色部分為HSV色彩空間對(duì)該真實(shí)物體色的色域過分鮮艷，已經(jīng)超出了真是物體色的應(yīng)有顏色，通過上述方法，把顯示器超出真實(shí)物體色的部分顏色壓縮到真實(shí)物體色的色域內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)高色域顯示器艷麗且真實(shí)的目的。

雖然已經(jīng)參照特定實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解：在不脫離由權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可在此進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。