CN101790100A - 基于1931cie-xyz系统的激光电视色域虚拟扩展方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于1931CIE-XYZ系统的激光电视色域虚拟扩展方法。它具有可以充分利用激光大色域，高饱和度的优势，使电视图像表现色彩更加丰富，呈现图像更具有层次，更加接近自然界的真实色彩等优点，它的步骤为：步骤1：在1931CIE-RGB系统下进行坐标变换，得到CIE1931颜色空间下的坐标；步骤2：进行激光显示矩阵变换；步骤3：求解虚拟扩展系数；步骤4：等色调扩展；步骤5：建立三维查找表，利用立方体插值算法，根据输入电视信号的RGB值得出需要输出的虚拟扩展数值，最终实现虚拟扩展。

Description

基于1931CIE-XYZ系统的激光电视色域虚拟扩展方法

技术领域

本发明涉及一种基于1931CIE-XYZ系统的激光电视色域虚拟扩展方法。

背景技术

激光显示技术采用红、绿、蓝全固态激光器作为三基色，通过输入信号对三色激光的调制，达到在屏幕上显示视频图像的目的。因激光单色性好、色纯度高，所以激光显示技术与其它显示技术相比具有大色域、高亮度和高饱和度的优势，能更加逼真自然的反映自然界的色彩。

近年来，全固态激光器技术取得了突飞猛进的发展，相继开发出体积小、功率高的瓦级以上的红、绿、蓝DPL(diode pump laser)全固态激光器，这为发展激光视频显示奠定了基础。由于激光单色性好，色纯度极高，按三色合成原理，它在色度图上形成的色三角区域最大，因而与现有其它显示(CRT-阴极射线管、LCD-液晶电视、PDP-等离子电视、背投电视)相比具有不可取代的优势，即拥有更大的色域、更高的亮度、对比度和色饱和度；颜色更加鲜艳亮丽、更能反映自然界的真实色彩。因此，利用激光实现色彩显示引起人们的极大兴趣，但是因为无论NTSC制信号还是PAL制信号，都是基于荧光粉显示的，也就是说，激光显示利用普通的色彩还原技术进行显示，仅仅能复现荧光粉色域内的颜色，无法充分发挥激光显示系统具有更大色域，更高饱和度的优势。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种具有可以充分利用激光大色域，高饱和度的优势，使电视图像表现色彩更加丰富，呈现图像更具有层次，更加接近自然界的真实色彩等优点的基于1931CIE-XYZ系统的激光电视色域虚拟扩展方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于1931CIE-XYZ系统的激光电视色域虚拟扩展方法，它的步骤为：

步骤1：坐标变换

分别对R、G、B在0到255范围内，间隔数值N均匀取值，得到3组采样点，分别为：R₀-R_N，G₀-G_N，B₀-B_N；用R_i表示R₀-R_N中的一个数值，用G_j表示G₀-G_N中的一个数值，用B_k表示B₀-B_N中的一个数值，得到(N+1)³个数据对(R_i，G_j，B_k)；按照色度学原理，根据NTSC制式下的从1931CIE-RGB系统到1931CIE-XYZ系统的转换矩阵求出数据对在1931CIE-XYZ系统下坐标值(X，Y，Z)值和在CIE 1931色度图中坐标值(x，y，z)值；

步骤2：激光显示矩阵变换

对于激光光源的红、绿、蓝光，根据格拉斯曼颜色混合定律，求解出从1931CIE-XYZ系统到1931CIE-RGB系统的转换矩阵，根据步骤1中的(X、Y、Z)值求出对应的激光显示系统下红、绿、蓝三刺激值数据对(RL，GL，BL)；

步骤3：求解虚拟扩展系数

以白点w和色域三角形三个顶点把色域划分为三个部分，对步骤1得出的每一组(x，y，z)值，判其所在的部分，计算(x，y，z)所对应的点到白点的距离以及白点经过此点到对应色域边界的线段长度，根据距离比值，最终得到所有采样点的拉伸系数；

步骤4：等色调扩展

对步骤2中转换后的激光色域下的三刺激值数据对(RL，GL，BL)，令rg＝(RL-GL)，rb＝(RL-BL)，bg＝(BL-GL)，如果rg≤0同时rb≤0，则RL为这个数据对的最小值；如果rg≤0同时rb≥0，则BL为这个数据对的最小值；如果rg≥0同时rb≤0，则GL为这个数据对的最小值；如果rg≥0、rb≥0同时bg≥0，则GL为这个数据对的最小值；如果rg≥0、rb≥0同时bg≤0，则BL为这个数据对的最小值；若三刺激值数据对(RL，GL，BL)的RL为最小值，则扩展之后的三刺激值分别为：

RLC＝RL-RL*c

GLC＝GL-RL*c

BLC＝BL-RL*c

若三刺激值数据对(RL，GL，BL)的GL为最小值，则扩展之后的三刺激值分别为：

RLC＝RL-GL*c

GLC＝GL-GL*c

BLC＝BL-GL*c

若三刺激值数据对(RL，GL，BL)的BL为最小值，则扩展之后的三刺激值分别为：

RLC＝RL-BL*c

GLC＝GL-BL*c

BLC＝BL-BL*c

对大于255的值，取最大值为255；对小于0的值，取0；最终得到，所有采样点的输出值；

步骤5：建立三维查找表；利用立方体插值算法，根据输入电视信号的RGB值得出需要输出的虚拟扩展数值，最终实现虚拟扩展。

所述步骤1的具体过程为：在1931CIE-RGB系统下进行坐标变换，根据NTSC制式下转换公式：

X＝0.607*R+0.1734*G+0.2006*B；

Y＝0.299*R+0.5864*G+0.1146*B；

Z＝0.0661*G+1.1175*B；

进行坐标变换归一化，得到CIE 1931色度图的坐标：

x＝X/(X+Y+Z)

y＝Y/(X+Y+Z)

z＝Z/(X+Y+Z)。

所述步骤2的具体过程为：根据三基色激光中红光、绿光、蓝光波长和选定的参照白光，得到转换公式为：

$\left(\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right)=T\left(\begin{array}{c}\mathrm{RL}\\ \mathrm{GL}\\ \mathrm{BL}\end{array}\right)$

其中，矩阵T由所选的三基色激光的波长和参照光源决定；

$\left(\begin{array}{c}\mathrm{RL}\\ \mathrm{GL}\\ \mathrm{BL}\end{array}\right){=T}^{\′}\left(\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right)$

其中，T′为T逆矩阵；

根据上述公式，由步骤1所得(X，Y，Z)值，计算得到激光显示系统下(RL，GL，BL)的值，对大于255的值，取最大值255，对小于0的值，取0。

所述步骤3的具体过程为：以白点w和色域三角形三个顶点把色域划分为三个部分，取一个采样点A，判断点A所在区域，计算点A到白点w的距离d1以及白点经过点A到所在区域色域边界的线段长度d2，拉伸系数可表示为：c＝d1/d2，最终得到所有采样点的拉伸系数。

所述建立三维查找表时，对步骤1得到采样对(R_i，G_j，B_k)，用8bit二进制表示R_i、G_j、B_k为：R_i7 R_i6 R_i5 R_i4 R_i3 R_i2 R_i1 R_i0、G_j7 G_j6 G_j5 G_j4 G_j3 G_j2 G_j1 G_j0、B_k7 B_k6 B_k5 B_k4 B_k3 B_k2 B_k1 B_k0分别取其高四位，组成12位地址R_i7 R_i6 R_i5 R_i4 G_j7 G_j6 G_j5 G_j4 B_k7 B_k6 B_k5 B_k4，并把由采样对(R_i，G_j，B_k)计算出的三刺激值数据对(RLC，GLC，BLC)放入以R_i7 R_i6 R_i5 R_i4 G_j7 G_j6 G_j5 G_j4 B_k7 B_k6 B_k5 B_k4为地址的存储空间中，建立三维查找表。

本发明中根据格拉斯曼颜色混合定律，可以利用颜色混合的方法来产生或代替所需要的颜色，其亮度等于组成混合色的各种颜色光亮度的总和。

这种转换关系因白场和三基色选择的不同而不同。对CRT电视显示系统，以NTSC制式为例，选用标准照明体G_白为白场标准，色度坐标是x＝0.310，y＝0.316。

CIF 1931色度图分布特点是色度图不均匀，在CIE 1931色度图中等色调线近似直线，等饱和度线近似椭圆。见图2所示。

色域扩展方法

虚拟颜色扩展是1931CIE-XYZ系统下，根据荧光粉色域颜色坐标和其等色调饱和化坐标，得到拉伸系数，然后在激光色域对色彩还原后的颜色进行等色调拉伸，保证在颜色色调不失真的情况下，增大颜色饱和度，充分利用激光大色域、高饱和度的优势。见图3所示。

取色域内的某一点A，到白点W的距离为d1.白点W经过点A，与色域边界交于一点D，线段WD长度为d2。扩展系数即为c＝d1/d2。见图4所示。

在CIE1931色度图，等色调线近似为从白点到边界点的直线。对点A的r、g、b值减去相应的某个数值后，得到点B。点A，点B，白点W在同一条直线上。

对转换后的激光三刺激值RL、GL、BL进行判断，求出最小的一个值，假设其为RL，则扩展之后的三刺激值为：

RLC＝RL-RL*c

GLC＝GL-RL*c

BLC＝BL-RL*c

虚拟扩展效果分析见图5。

由于激光电视采用的激光光源波长不同于普通彩色电视制式三基色光源波长，为了实现颜色复现的逼真和准确，需要对激光电视的视频输入信号进行转换。在完成色域映射之后，激光显示系统就可以准确复现彩色电视图像，充分发挥激光大色域、高饱和度的优点。

本发明的有益效果是：方法简便易行，可准确复现彩色图像，充分发挥激光显示色彩的优势。

附图说明

图1为本发明工作流程图；

图2为图1 CIE1931色度图上的等色调线(曲线段)和色度图(环形线)；

图3为激光色域和荧光粉色域示意图；

图4为扩展系数运算图；

图5为扩展后色域对比图。

具体实施方式

下面结合附图与实例对本发明做进一步说明。

图1中，一种基于1931CIE-XYZ系统的激光电视色域虚拟扩展方法，它的步骤为：

步骤1：坐标变换

分别对R、G、B在0到255范围内，间隔数值N均匀取值，得到3组采样点，分别为：R₀-R_N，G₀-G_N，B₀-B_N。用R_i表示R₀-R_N中的一个数值，用G_j表示G₀-G_N中的一个数值，用B_k表示B₀-B_N中的一个数值，得到(N+1)³个数据对(R_i，G_j，B_k)；按照色度学原理，根据NTSC制式下的从1931CIE-RGB系统到1931CIE-XYZ系统的转换矩阵求出数据对在1931CIE-XYZ系统坐标值(X，Y，Z)值和CIE 1931色度图的坐标值(x，y，z)值；

具体过程为：在1931CIE-RGB系统下进行坐标变换，根据NTSC制式下转换公式：

X＝0.607*R+0.1734*G+0.2006*B；

Y＝0.299*R+0.5864*G+0.1146*B；

Z＝0.0661*G+1.1175*B；

进行坐标变换归一化，得到CIE1931色度图的坐标：

x＝X/(X+Y+Z)

y＝Y/(X+Y+Z)

z＝Z/(X+Y+Z)。

三基色对应的坐标如下表所示：

通过计算，可以得其转换方程为：

X＝0.607*R+0.1734*G+0.2006*B；

Y＝0.299*R+0.5864*G+0.1146*B；

Z＝0.0661*G+1.1175*B；

步骤2：激光显示矩阵变换

根据三基色激光中红光、绿光、蓝光波长，查CIE1931标准色度观察者光谱三刺激色和光谱轨迹色度坐标表，可得，红光色度坐标为(x_r，y_r，z_r)，绿光色度坐标为(x_g，y_g，z_g)，蓝光色度坐标为(x_b，y_b，z_b)，采用的参照白光的三刺激值为(X′，Y′，Z′)，得到转换公式为：

X＝C_r x_r R+C_g x_g G+C_b x_b B

Y＝C_r y_r R+C_g y_g G+C_b y_b B

Z＝C_r z_r R+C_g z_b G+C_b z_b B

其中，

C_r＝{X′(y_g z_b-y_b z_g)+Y′(x_b z_g-x_g z_b)+Z′(x_g y_b-x_b y_g)}/Δ′，

C_g＝{X′(y_b z_r-y_r z_b)+Y′(x_r z_b-x_b z_r)+Z′(x_b z_r-x_r y_b)}/Δ′，

C_b＝{X′(y_r z_g-y_g z_r)+Y′(x_g z_r-x_r z_g)+Z′(x_r z_g-x_g y_r)}/Δ′，

Δ′＝x_r(y_g z_b-y_b z_g)+x_g(y_b z_r-y_r z_b)+(y_r z_g-y_g z_r)

可以得到

$\left(\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right)=T\left(\begin{array}{c}\mathrm{RL}\\ \mathrm{GL}\\ \mathrm{BL}\end{array}\right)$

其中， $T=\left(\begin{array}{ccc}{C}_r{x}_r& C_g{x}_g& C_b{x}_b\\ C_r{y}_r& C_g{y}_g& C_b{y}_b\\ C_r{z}_r& C_g{z}_b& C_b{z}_b\end{array}\right),$ 则

$\left(\begin{array}{c}\mathrm{RL}\\ \mathrm{GL}\\ \mathrm{BL}\end{array}\right)=T^{\′}\left(\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right)$

其中，T′为T逆矩阵。根据步骤1中的(X，Y，Z)值求出对应的激光显示系统下红、绿、蓝三刺激值数据对(RL，GL，BL)。

根据上述公式，由步骤1所得(x，Y，Z)值，汁算得到激光显示系统下(RL，GL，BL)的值，对大于255的值，取最大值255，对小于0的值，取0；

采用的激光三基色光源波长分别为：640nm、532nm、447nm；三基色对应的坐标如下：

选用标准照明体D 65为白场标准，可以得到转换方程为：

X＝0.5850*RL+0.1607*GL+0.2044*BL

Y＝0.2286*RL+0.7519*GL+0.0195*BL

Z＝0.0314*GL+1.0575*BL

从而得到：

RL＝1.8589*X-0.3826*Y-0.3522*Z

GL＝-0.5656*X+1.4474*Y+0.0826*Z

BL＝0.0168*X-0.0430*Y+0.9432*Z

步骤3：求解虚拟扩展系数

以白点w和色域三角形三个顶点把色域划分为三个部分，对步骤1得出的每一组(x，y，z)值，判其所在的部分，计算(x，y，z)所对应的点到白点的距离以及白点经过此点到对应色域边界的线段长度，根据距离比值，最终得到所有采样点的拉伸系数；

具体过程为：以白点w和色域三角形三个顶点把色域划分为三个部分，取一个采样点A，判断点A所在区域，计算点A到白点w的距离的d1以及白点经过点A到所在区域色域边界的线段长度d2，拉伸系数可表示为：c＝d1/d2，最终得到所有采样点的拉伸系数。

步骤4：等色调扩展

根据CIE 1931色度图中等色调线近似直线的特点，对步骤2中转换后的激光色域下的三刺激值数据对(RL，GL，BL)，令rg＝(RL-GL)，rb＝(RL-BL)，bg＝(BL-GL)，如果rg≤0同时rb≤0，则RL为这个数据对的最小值；如果rg≤0同时rb≥0，则BL为这个数据对的最小值；如果rg≥0同时rb≤0，则GL为这个数据对的最小值；如果rg≥0、rb≥0同时bg≥0，则GL为这个数据对的最小值；如果rg≥0、rb≥0同时bg≤0，则BL为这个数据对的最小值；若三刺激值数据对(RL，GL，BL)的RL为最小值，则扩展之后的三刺激值分别为：

RLC＝RL-RL*c

GLC＝GL-RL*c

BLC＝BL-RL*c

若三刺激值数据对(RL，GL，BL)的GL为最小值，则扩展之后的三刺激值分别为：

RLC＝RL-GL*c

GLC＝GL-GL*c

BLC＝BL-GL*c

若三刺激值数据对(RL，GL，BL)的BL为最小值，则扩展之后的三刺激值分别为：

RLC＝RL-BL*c

GLC＝GL-BL*c

BLC＝BL-BL*c

对大于255的值，取最大值为255，对小于0的值，取0；最终得到，所有采样点的输出值。

步骤5：步骤5：对步骤1得到采样对(R_i，G_j，B_k)，用8bit二进制表示R_i、G_j、B_k为：R_i7 R_i6 R_i5 R_i4 R_i3 R_i2 R_i1 R_i0、G_j7 G_j6 G_j5 G_j4 G_j3 G_j2 G_j1 G_j0、B_k7 B_k6 B_k5 B_k4 B_k3 B_k2 B_k1 B_k0分别取其高四位，组成12位地址R_i7 R_i6 R_i5 R_i4 G_j7 G_j6 G_j5 G_j4 B_k7 B_k6 B_k5 B_k4，并把由采样对(R_i，G_j，B_k)计算出的三刺激值数据对(RLC，GLC，BLC)放入以R_i7 R_i6 R_i5 R_i4 G_j7 G_j6 G_j5 G_j4 B_k7 B_k6 B_k5 B_k4为地址的存储空间中，建立三维查找表；利用立方体插值算法，可以根据输入电视信号的RGB值得出需要输出的虚拟扩展数值，最终实现虚拟扩展。

实施例1：

步骤1的具体过程为

分别对R、G、B在0到255范围内，间隔16均匀取值，得到17个数据，把R、G、B看做一个数组，可得到17³个采样点。按照色度学原理，根据NTSC制式下的从1931CIE-RGB系统到1931CIE-XYZ系统的转换矩阵：

X＝0.607*R+0.1734*G+0.2006*B；

Y＝0.299*R+0.5864*G+0.1146*B；

Z＝0.0661*G+1.1175*B；

进行坐标变换，得到1931CIE-XYZ系统下的坐标XYZ。根据公式：

x＝X/(X+Y+Z)；

y＝Y/(X+Y+Z)

z＝Z/(X+Y+Z)

得到在1931CIE-XYZ系统下，对应的17³个点。

步骤2的具体过程为

采用640nm(红)、532nm(绿)、447nm(蓝)三个波长的激光源，选用D65为参照白光，

根据色度学原理，推导RGB与XYZ的转换关系如下：

X＝X_r R+X_g G+X_b B

Y＝Y_r R+Y_g G+Y_b B

Z＝Z_r R+Z_g G+Z_b B

其中，X_r、Y_r和Z_r表示在基色R中虚基色X、Y、Z分别占有的分量系数；X_g、Y_g和Z_g表示在基色G中虚基色X、Y、Z分别占有的分量系数；X_b、Y_b和Z_b表示在基色R中虚基色X、Y、Z分别占有的分量系数。根据色系数公式：

X_r＝C_r x_r，X_g＝C_g x_g，X_b＝C_b x_b；

Y_r＝C_r y_r，Y_g＝C_g y_g，Y_b＝C_b y_b；

Z_r＝C_r z_r，Z_g＝C_g z_g，Z_b＝C_b z_b；

得到

X＝C_r x_r R+C_g x_g G+C_b x_b B

Y＝C_r y_r R+C_g y_g G+C_b y_b B    (1)

Z＝C_r z_r R+C_g z_b G+C_b z_b B

其中，C_r、C_g、C_b为未知系数。为求解这三个数的未知系数，列出其逆方程为：

R＝X(y_g z_b-y_b z_g)/(C_rΔ′)+Y(x_b z_g-x_g z_b)/(C_rΔ′)+Z(x_g y_b-x_b y_g)/(C_r Δ′)，

G＝X(y_b z_r-y_r z_b)/(C_gΔ′)+Y(x_r z_b-x_b z_r)/(C_gΔ′)+Z(x_b z_r-x_r y_b)/(C_gΔ′)，(2)

R＝X(y_r z_g-y_g z_r)/(C_bΔ′)+Y(x_g z_r-x_r z_g)/(C_bΔ′)+Z(x_r z_g-x_g y_r)/(C_bΔ′)，

这里Δ′＝x_r(y_g z_b-y_b z_g)+x_g(y_b z_r-y_r z_b)+(y_r z_g-y_g z_r)

将Δ′带入式(2)，并选取D65为参照白光，将其X＝95.00、Y＝100、Z＝108.89三刺激值带入式(2)，并令R＝G＝B＝1，进行归化，从而求出未知系数C_r、C_g、C_b。最后将C_r、C_g、C_b代入式(1)，从而求出转换方程

得到转换公式为：

X＝0.5850*RL+0.1607*GL+0.2044*BL

Y＝0.2286*RL+0.7519*GL+0.0195*BL

Z＝0.0314*GL+1.0575*BL

从而得到：

RL＝1.8589*X-0.3826*Y-0.3522*Z

GL＝-0.5656*X+1.4474*Y+0.0826*Z

BL＝0.0168*X-0.0430*Y+0.9432*Z

由步骤1所得X、Y、Z值，可得到激光显示系统下，RL、GL、BL的值，并进行判断，对大于255的值，取最大值255，对小于0的值，取0；

步骤3的具体过程为：

以白点w和色域三角形三个顶点把色域划分为三个部分，对一个采样点A，利用点A与白点连线的斜率和色域三角形三个顶点与白点连线的斜率相比较，判断出点A所在的部分。计算点A到白点w的距离的d1以及白点经过点A到所在区域色域边界的线段长度d2，拉伸系数可表示为：c＝d1/d2，最终得到所有采样点的拉伸系数。

步骤4的具体过程为

对步骤2中激光色域下的一组RL、GL、BL值，进行相互比较，得出其中的最小值。若采样点A的RL为最小值，则扩展之后的三刺激值为：

RLC＝RL-RL*c

GLC＝GL-RL*c

BLC＝BL-RL*c

并进行判断对大于255的值，取最大值为255，对小于0的值，取0，并进行取整处理，最终得到所有采样点的输出值

步骤5的具体过程为

对8位的采样点R、G、B，分别取其高四位，按顺序组成12位地址。并把与其对应的计算结果RLC、GLC、BLC放入相应的地址空间中，建立三维查找表。利用立方体插值算法，可以根据输入电视信号的RGB值得出需要输出的虚拟扩展数值，最终实现虚拟扩展。

对某一输入信号的R、G、B值用二进制表示，分别为R₇ R₆ R₅ R₄ R₃ R₂ R₁ R₀、G₇ G₆ G₅ G₄ G₃ G₂ G₁ G₀、B₇ B₆ B₅ B₄ B₃ B₂ B₁ B₀。根据其高四位可以得到起始地址为：R₇ R₆ R₅ R₄ G₇ G₆ G₅ G₄ B₇ B₆ B₅ B₄，用十进制表示为(R′、G′、B′)，对应的输出数据对为p₀，

则其余7组数据的地址十进制表示为：(R′、G′、B′+1)、(R′、G′+1、B′)、(R′、G′+1、B′+1)、(R′+1、G′、B′)、(R′+1、G′、B′+1)、(R′+1、G′+1、B′)、(R′+1、G′+1、B′+1)，分别对应输出数据对p₁、p₂、p₃、p₄、p₅、p₆、p₇。

令RH＝R₀+R₁*2+R₂*4+R₃*8，GH＝G₀+G₁*2+G₂*4+G₃*8，BH＝B₀+B₁*2+B₂*4+B₃*8则v₀＝RH*GH*BH，v₁＝RH*GH*(16-BH)，v₂＝RH*(16-GH)*BH，v₃＝RH*(16-GH)*(16-BH)，v₄＝(16-RH)*GH*BH，v₅＝(16-RH)*GH*(16-BH)，v₆＝(16-RH)*(16-GH)*BH，v₇＝(16-RH)*(16-GH)*(16-BH)；

则其输出数据对 $P=\frac{(\underset{i=0}{\overset{7}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i\·v_{7-i})}{\underset{i=0}{\overset{7}{\mathrm{\Σ}}}{V}_i}.$

Claims (5)

1.一种基于1931CIE-XYZ系统的激光电视色域虚拟扩展方法，其特征是，它的步骤为：

步骤1：坐标变换

分别对R、G、B在0到255范围内，间隔数值N均匀取值，得到3组采样点，分别为：R₀-R_N，G₀-G_N，B₀-B_N；用R_i表示R₀-R_N中的一个数值，用G_j表示G₀-G_N中的一个数值，用B_k表示B₀-B_N中的一个数值，得到(N+1)³个数据对(R_i，G_j，B_k)；按照色度学原理，根据NTSC制式下的从1931CIE-RGB系统到1931CIE-XYZ系统的转换矩阵求出数据对在1931CIE-XYZ系统下坐标值(X，Y，Z)值和在CIE 1931色度图中坐标值(x，y，z)值；

步骤2：激光显示矩阵变换

对于激光光源的红、绿、蓝光，根据格拉斯曼颜色混合定律，求解出从1931CIE-XYZ系统到1931CIE-RGB系统的转换矩阵，根据步骤1中的(X、Y、Z)值求出对应的激光显示系统下红、绿、蓝三刺激值数据对(RL，GL，BL)；

步骤3：求解虚拟扩展系数

以白点w和色域三角形三个顶点把色域划分为三个部分，对步骤1得出的每一组(x，y，z)值，判其所在的部分，计算(x，y，z)所对应的点到白点的距离以及白点经过此点到对应色域边界的线段长度，根据距离比值，最终得到所有采样点的拉伸系数；

步骤4：等色调扩展

对步骤2中转换后的激光色域下的三刺激值数据对(RL，GL，BL)，令rg＝(RL-GL)，rb＝(RL-BL)，bg＝(BL-GL)，如果rg≤0同时rb≤0，则RL为这个数据对的最小值；如果rg≤0同时rb≥0，则BL为这个数据对的最小值；如果rg≥0同时rb≤0，则GL为这个数据对的最小值；如果rg≥0、rb≥0同时bg≥0，则GL为这个数据对的最小值；如果rg≥0、rb≥0同时bg≤0，则BL为这个数据对的最小值；若三刺激值数据对(RL，GL，BL)的RL为最小值，则扩展之后的三刺激值分别为：

RLC＝RL-RL*c

GLC＝GL-RL*c

BLC＝BL-RL*c

若三刺激值数据对(RL，GL，BL)的GL为最小值，则扩展之后的三刺激值分别为：

RLC＝RL-GL*c

GLC＝GL-GL*c

BLC＝BL-GL*c

若三刺激值数据对(RL，GL，BL)的BL为最小值，则扩展之后的三刺激值分别为：

RLC＝RL-BL*c

GLC＝GL-BL*c

BLC＝BL-BL*c

对大于255的值，取最大值为255；对小于0的值，取0；最终得到，所有采样点的输出值；

步骤5：建立三维查找表；利用立方体插值算法，根据输入电视信号的RGB值得出需要输出的虚拟扩展数值，最终实现虚拟扩展。

2.如权利要求1所述的基于1931CIE-XYZ系统的激光电视色域虚拟扩展方法，其特征是，所述步骤1的具体过程为：在1931CIE-RGB系统下进行坐标变换，根据NTSC制式下转换公式：

X＝0.607*R+0.1734*G+0.2006*B；

Y＝0.299*R+0.5864*G+0.1146*B；

Z＝0.0661*G+1.1175*B；

进行坐标变换归一化，得到CIE 1931色度图的坐标：

x＝X/(X+Y+Z)

y＝Y/(X+Y+Z)

z＝Z/(X+Y+Z)。

3.如权利要求1所述的基于1931CIE-XYZ系统的激光电视色域虚拟扩展方法，其特征是，所述步骤2的具体过程为：根据三基色激光中红光、绿光、蓝光波长和选定的参照白光，得到转换公式为：

$\left(\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right)=T\left(\begin{array}{c}\mathrm{RL}\\ \mathrm{GL}\\ \mathrm{BL}\end{array}\right)$

其中，矩阵T由所选的三基色激光的波长和参照光源决定；

$\left(\begin{array}{c}\mathrm{RL}\\ \mathrm{GL}\\ \mathrm{BL}\end{array}\right)=T^{\′}\left(\begin{array}{c}X\\ Y\\ X\end{array}\right)$

其中，T`为T逆矩阵；

根据上述公式，由步骤1所得(X，Y，Z)值，计算得到激光显示系统下(RL，GL，BL)的值，对大于255的值，取最大值255，对小于0的值，取0。

4.如权利要求1所述的基于1931CIE-XYZ系统的激光电视色域虚拟扩展方法，其特征是，所述步骤3的具体过程为：以白点w和色域三角形三个顶点把色域划分为三个部分，取一个采样点A，判断点A所在区域，计算点A到白点w的距离d1以及白点经过点A到所在区域色域边界的线段长度d2，拉伸系数可表示为：c＝d1/d2，最终得到所有采样点的拉伸系数。

5.如权利要求1所述的基于1931CIE-XYZ系统的激光电视色域虚拟扩展方法，其特征是，所述建立三维查找表时，对步骤1得到采样对(R_i，G_j，B_k)，用8bit二进制表示R_i、G_j、B_k为：R_i7 R_i6 R_i5 R_i4 R_i3 R_i2 R_i1 R_i0、G_j7 G_j6 G_j5 G_j4 G_j3 G_j2 G_j1 G_j0、B_k7 B_k6 B_k5 B_k4 B_k3 B_k2 B_k1 B_k0分别取其高四位，组成12位地址R_i7 R_i6 R_i5 R_i4 G_j7 G_j6 G_j5 G_j4 B_k7 B_k6 B_k5 B_k4，并把由采样对(R_i，G_j，B_k)计算出的三刺激值数据对(RLC，GLC，BLC)放入以R_i7 R_i6 R_i5 R_i4 G_j7 G_j6 G_j5 G_j4 B_k7 B_k6 B_k5 B_k4为地址的存储空间中，建立三维查找表。

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