一種顯示設備色域邊界描述方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種顯示設備色域邊界描述方法，可精確描述出彩色顯示設備的色域邊界，其技術(shù)方案是：先對顯示設備基礎(chǔ)定標，并測量獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。根據(jù)彩色顯示設備呈色原理，判斷顏色是否在設備色域內(nèi)；在均勻顏色空間中，采用迭代方法，計算每一色相面上的色域邊界點。設備色域邊界描述以及色域映射是保證顏色在不同媒體設備上準確復現(xiàn)的核心技術(shù)，色域邊界描述是色域映射的前提，本發(fā)明在明顯提高設備色域邊界描述精度的同時，大大提局了計算效率，可有效提高跨媒體顏色再現(xiàn)的精度。
【專利說明】一種顯示設備色域邊界描述方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及顏色顯示及色彩管理領(lǐng)域，具體涉及一種顯示設備色域邊界描述方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 顯示設備色域邊界的準確描述是設備色域分析以及色域映射的基礎(chǔ)，色域邊界的 計算精度及計算速度直接影響著色域應用的準確性和效率。
[0003] 設備色域一般在設備無關(guān)色空間中描述，其在設備無關(guān)色空間中的形狀較為復 雜，目前廣泛采用的是基于插值法的設備色域邊界求解方法，其典型代表是國際照明委員 會（CIE)推薦的局部最大值色域邊界描述（SMGBD)。SMGBD方法需要測量大量色塊，將測量 所得顏色值在設備無關(guān)色空間表示，把設備無關(guān)色空間劃分為多個分區(qū)，尋找并記錄各分 區(qū)中的最大值，完成對色域邊界關(guān)鍵點的采樣，然后根據(jù)采樣所得邊界點插值計算出期望 色相面上的色域邊界。具體實施過程中，對不存在采樣點的分區(qū)，需要插值計算得到色域邊 界關(guān)鍵點；求解期望色相面上的色域邊界時還需對插值所得邊界點數(shù)據(jù)進行擬合。過多的 插值和擬合計算，一方面影響了色域邊界描述的精度，另一方面需要較長的運算時間，不利 于在實際應用中準確快速地描述設備色域邊界。目前，有研究者提出先對插值進行預測以 提高求解色域邊界速度，也有研究者提出小樣本測量和樣條插值相結(jié)合的色域邊界算法， 以減少采樣數(shù)據(jù)存儲量。
[0004] 鄧意成、宋超與王瑞光等先后運用迭代方法逼近計算LED顯示器的色域邊界。其 方法首先在設備無關(guān)顏色空間球坐標系中指定迭代初始坐標，以GOG(Gain-Offset-Gamma) 模型為理論依據(jù)，計算該點的設備驅(qū)動值，通過設備驅(qū)動值判斷該點代表的顏色是否在設 備色域內(nèi)，經(jīng)過多次迭代使得顏色逐步逼近設備色域邊界。與插值法相比，該方法提高了運 算速度和計算精度。但該方法只適用于符合G0G模型的顯示設備，否則，計算誤差會較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種顯示設備色域邊界描述方法，無需測量 大量顏色樣本，即可實現(xiàn)對顯示設備色域邊界的準確描述。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案，提供一種顯示設備色域邊界描述方 法，其特征在于，包含以下具體步驟。
[0007] 步驟1，對顯示設備進行基礎(chǔ)定標?；A(chǔ)定標在開機預熱1小時候后進行，確定其 白平衡、色溫和Ga_a值等基礎(chǔ)參數(shù)，對于只有亮度可調(diào)整的移動終端類顯示設備，需要先 確定其亮度值。
[0008] 步驟2,獲取邊界描述所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。以R、G、B三基色顯示設備為例，測量顯示設 備顯示的白色（r)、黑色GO和各基色0?，&們的三刺激值并按白色的7=100進行歸一化 處理，記為Ο^.，7 σ /，J，/?，G兒計算各基色的色品坐標，記為（七，j〇.，~)， J= R, G, B。
[0009] 步驟3,選擇均勻的設備無關(guān)色空間，在其球坐標系中，顏色點表示為(r，α0 )， r是顏色點到球坐標系原點Ε的距離，〇·是色相角，取值范圍為[0，360°], 〃是色相角為 時的仰角，取值范圍為[_90°，90°]。
[0010] 步驟4,指定〃確定等色相面，在等色相面上指定仰角〃，將色域邊界點的計算從 三維球坐標系降維到二維極坐標系中。由坐標原點Ε沿仰角〃射出映射線，映射線與色域 邊界的交點即是指定色相角〃和仰角〃處的色域邊界點。映射線與色域邊界交點的求解 采用迭代算法，在第Α次迭代時,--是映射線上包含交點的線段，其中點為Α，計算點ft到 點E的距離:

【權(quán)利要求】
1. 一種顯示設備色域邊界描述方法，其特征在于包括具體步驟如下： (1) 首先對顯示設備進行基礎(chǔ)定標； (2) 獲取邊界描述所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，測量顯示設備的白、黑和各基色的三刺激值，計算各 基色的色品坐標； (3) 選擇均勻的設備無關(guān)色空間，在其球坐標系中表示顏色為(r，〃，〃），r是顏色點 到球坐標系原點E的距離，σ是色相角，〃是色相角為σ時的仰角； (4) 在由〇確定的等色相面上，指定仰角〃，從坐標原點E沿仰角〃射出映射線，映 射線與色域邊界的交點即是指定色相角〃和仰角〃處的色域邊界點，交點的求解采用迭 代算法，在第々次迭代時，映射線中點為Λ ; (5) 將點Α的球坐標值轉(zhuǎn)化為三刺激值； (6) 利用顯示設備遵循通道相加性呈色原理并具有色品恒定的特點，計算顏色ft的各 基色分量的7值； (7) 判斷顏色/^是否在設備色域內(nèi)，重復步驟（4)?步驟（6)，直至顏色位于色域邊界 表面，迭代中止； (8) 改變仰角〃，重復步驟（4)?步驟（7)，直至〃等色相面上色域邊界完全求出為 止； (9) 改變色相角〃，重復步驟（4)?步驟（8)，直至所有等色相面上的色域邊界都被求 出為止，完成顯示設備全部色域邊界點的計算。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種顯示設備色域邊界描述方法，其特征在于步驟（2)中顯 示設備的白色（r)、黑色GO和各基色0?，G們的三刺激值表示為7,」，&」），/=#， TP, G凡各基色的色品坐標，記為（Xy, A.，G召。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種顯示設備色域邊界描述方法，其特征在于步驟（4)中迭 代求解邊界點的方法具體為：由坐標原點E沿仰角〃射出映射線皿，在第々次迭代時,-- 是映射線上包含交點的線段，其中點為Λ，計算點A到點 E的距離:
式1 式中，分別是到點^的距離，當々=1，即第一次迭代時，Au =〇,為 計算方便，A i可以取明顯位于色域之外的常數(shù)值，以CIELAB均勻色空間為例，取A i = sqrt(502+1282+1282) =188。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種顯示設備色域邊界描述方法，其特征在于步驟（5)中計 算顏色A的三刺激值，具體過程如下： 先按下列公式將點Λ的球坐標α，〃）轉(zhuǎn)換成CIELAB標準色空間中的色度值：
式2 式中，（Z/，a/，f，V)分別是點E和點/^^CIELW色度值； 隨后，按照下列公式，計算顏色內(nèi)的三刺激值CT，7, Z):
式3 其中：
式中，α^，為步驟（2)中參照白點的三刺激值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種顯示設備色域邊界描述方法，其特征在于步驟（6)中計 算顏色內(nèi)的各基色分量的7值（7#，7,，7 5)，由于顯示設備遵循通道相加性呈色原理并具 有色品恒定的特點，需求解下列方程組：
式4 式中，α 7, Ζ)是步驟（5)中計算所得三刺激值，（七，J0.，是步驟（2)中所得各 基色的色品坐標，尸兄6*，召。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種顯示設備色域邊界描述方法，其特征在于步驟（7)中迭 代終止條件的判斷，其過程表述如下： 若滿足下列條件：
式5 則表明顏色Λ恰好位于色域邊界表面，迭代中止；否則，若滿足下列條件：
式6 則表明顏色Λ位于色域內(nèi)，令^Vi+1= rPj，r"j+1= 重復步驟（4)?（6)，直至滿足條 件(式5)，迭代中止；否則，則表明顏色位于色域外，令rw_i+1= 重復步驟 (4)?（6)，直至滿足條件(式5)，迭代中止。
【文檔編號】H04N9/64GK104219512SQ201410516108
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】蔡芳, 張建青, 劉真, 吳光遠, 田全慧 申請人:曲阜師范大學