CN101794565A - 一种图像显示方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种图像显示方法、装置和图像显示系统，涉及图像显示，为解决现有技术中无法灵活调整图像的亮度和色彩饱和度以增进图像的质量的问题，在本发明实施例中，将图像的原始RGB色度坐标转换为目的色域空间中的色度坐标；在所述目的色域空间中调整所述图像的色度坐标；将在目的色域空间中调整后的色度坐标转换到RGB色域空间以得到目的RGB色度坐标；根据所述目的RGB色度坐标显示所述图像，从而实现了灵活调整图像的亮度和/或色彩饱和度，并可实时调整光源强度以节省能耗。

Description

一种图像显示方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及图像显示技术，特别涉及一种图像显示方法、装置及系统。

背景技术

以红绿蓝(RGB)三基色激光为光源的彩色显示称为激光显示技术，激光显示技术具有色域大、亮度高、能耗低、寿命长等特点，激光显示技术的色彩表现能力约是其他显示技术的两倍，图像清晰、色彩逼真，所以，激光显示技术已开始在电视机、微型投影仪、商用或娱乐显示系统中得到了越来越广泛地应用。

在现有技术中，为进一步提高图像的色彩饱和度和亮度，以提高图像的质量和清晰度等，通常的在RGB色域空间中对图像的上述处理过程都是针对色彩饱和度和亮度进行调整。

但是，由于在RGB色域空间中，图像的色彩饱和度和亮度由红色R、绿色G和蓝色B三种色参数来获取，所以，亮度和色彩饱和度不是独立变量，在调整图像的亮度时必然会调整到色彩饱和度，同理，调整图像的色彩饱和度必然会调整到亮度，无法灵活调整图像的亮度和色彩饱和度以增进图像的质量。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种图像显示方法、装置和系统，用以灵活调整图像的亮度和色彩饱和度。

一方面，在一个实施例中，提供了一种图像显示方法，该方法包括：

将图像的原始RGB色度坐标转换为目的色域空间中的色度坐标；

在所述目的色域空间中调整所述图像的色度坐标；

将在目的色域空间中调整后的色度坐标转换到RGB色域空间以得到目的RGB色度坐标；

根据所述目的RGB色度坐标显示所述图像。

该方法具备如下有益效果：

通过将图像在RGB色域空间中红色R、绿色G和蓝色B的色度坐标转换到目的色域空间中，在目的色域空间中，需要调整的色度坐标为独立变量，所以可以单独调整，相互之间并不影响，也可以同时调整目的色域空间中的各个独立变量，再将调整之后的色度坐标转换到RGB色域空间中以得到目的RGB色度坐标，根据目的RGB色度坐标来显示图像，从而提高了图像增进的灵活性和精确度，有利于提高图像的质量。

进一步的，在上述方法基础上，还提供了一种图像显示方法，在所述目的色域空间为LUV色域空间时，所述在所述目的色域空间调整所述图像的色度坐标包括：

在所述LUV色域空间调整所述图像的亮度。

该方法具备如下有益效果：

在LUV色域空间中，亮度L为独立变量，所以，在LUV色域空间可以独立调整图像的亮度参数而不影响图像的色度。

进一步的，在上述方法基础上，还提供了一种图像显示方法，在所述目的色域空间为HSV色域空间或LCH色域空间时，所述在所述目的色域空间调整所述图像的色度坐标包括：

在所述HSV色域空间或LCH色域空间调整所述图像的亮度和/或色彩饱和度。

该方法具备如下有益效果：

在HSV色域空间中，图像的亮度H和色彩饱和度S为独立变量，可以分别独立调整上述两个参数的色度坐标值，相互之间不影响，也可以同时调整上述两个参数的色度坐标值；同样，在LCH色域空间中，图像的亮度L和色彩饱和度C为独立变量，可以分别独立调整上述两个参数的色度坐标值，相互之间不影响，也可以同时调整上述两个参数的色度坐标值，使在图像增进以提高图像质量时更加灵活，并提高了对图像画面质量控制的准确性，当改变色彩饱和度做色域扩展时，图像的色彩更鲜艳、更纯和更丰富。

进一步的，在上述方法基础上，还提供了一种图像显示方法，所述方法还包括：

根据所述图像的原始RGB色度坐标在所述目的色域空间中对应的亮度参数来设置显示所述图像的光源的输出功率。

该方法具备如下有益效果：

根据图像的在目的色域空间中原始RGB色度坐标对应的亮度参数，以实时动态地设置光源的输出功率，从而在保持图像亮度不变的前提下减少光源的输出功率，节省光源的能耗。

进一步的，在上述方法基础上，还提供了一种图像显示方法，所述方法中调整所述图像亮度的方式包括：

灰度变换、图像平滑和锐化。

该方法具备如下有益效果：

可以根据激光器光源的类型或型号等选择、灰度变换、图像平滑和锐化等方式调整图像亮度，易于实现。

另一方面，在一个实施例中，提供了一种图像显示装置，该装置包括：

转换模块，用于将图像的原始RGB色度坐标转换为目的色域空间中的色度坐标，以及将在目的色域空间调整后的色度坐标转换到RGB色域空间以得到目的RGB色度坐标；

调整模块，用于在所述目的色域空间调整所述图像的色度坐标；

显示模块，用于根据所述目的RGB色度坐标显示所述图像。

该装置具备如下有益效果：

通过转换模块将图像的RGB色域空间中的色度坐标转换到目的色域空间中，目的色域空间中需要调整的色度坐标为独立变量，例如亮度为独立变量，所以调整模块可以单独调整图像的亮度，而对其它的色度坐标的值没有影响，将在目的色域空间调整后的亮度和色彩饱和度等色度坐标转换到RGB色域空间中，以得到目的RGB色度坐标，并根据目的RGB色度坐标来显示图像，从而提高了图像增进时的灵活性和精确度，有利于提高图像的质量。

进一步的，在上述装置的基础上，还提供了一种图像显示装置，该装置还包括：

设置模块，用于根据所述图像所述原始RGB色度坐标在所述目的色域空间中对应的亮度参数来设置显示所述图像的光源的输出功率。

通过设置模块根据图像的在目的色域空间中原始RGB色度坐标对应的亮度参数，以动态调整光源的输出功率，从而在不减少图像清晰度的前提下减少光源的输出功率，节省了光源的能耗。

进一步的，在上述装置的基础上，还提供了一种图像显示装置，述调整模还包括用于：

在LUV色域空间中调整所述图像的亮度。

该装置具备如下有益效果：

在目的色域空间为LUV色域空间时，通过可以单独调整图像在LUV色域空间中的亮度，以提高图像的亮度，在图像增进以提高图像质量更加灵活。

进一步的，在上述装置的基础上，还提供了一种图像显示装置，述调整模还包括用于：

在HSV色域空间或LCH色域空间中调整所述图像的亮度和/或色彩饱和度。

在目的色域空间为HSV色域空间或LCH色域空间时，通过可以单独调整图像在HSV色域空间或LCH色域空间中的亮度或色彩饱和度，相互之间并不影响，也可以同时调整亮度和色彩饱和度，以提高图像的亮度，在图像增进以提高图像质量更加灵活。

又一方面，在一个实施例中，提供了一种图像显示系统，该系统包括：

图像显示装置，所述图像显示装置包括权利要求7-9任意一项所述的图像显示装置。

该装置具备如下有益效果：

通过转换模块将图像的RGB色域空间中的色度坐标转换到目的色域空间中，目的色域空间中需要调整的色度坐标为独立变量，例如亮度为独立变量，所以调整模块可以单独调整图像的亮度，而对其它的色度坐标的值没有影响，将在目的色域空间调整后的亮度和色彩饱和度等色度坐标转换到RGB色域空间中，以得到目的RGB色度坐标，并根据目的RGB色度坐标来显示图像，从而提高了图像增进时的灵活性和精确度，有利于提高图像的质量，并可以根据设置模块在目的色域空间将所述原始RGB色度坐标转换的亮度来设置显示图像的光源的输出功率，以实时调整光源输出的光强，从而节省能量。

附图说明

图1为本发明实施例中图像显示方法的流程图；

图2为本发明一个实施例中图像显示装置的结构示意图；

图3为本发明另一个实施例中图像显示装置的结构示意图；

图4为本发明实施例图像显示系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

图1为本发明实施例中图像显示方法的流程图，如图1所示，本发明实施例提供了一种图像显示方法，该方法可以包括：

步骤101，将图像的原始RGB色度坐标转换为目的色域空间中的色度坐标；

步骤102，在目的色域空间中调整图像的色度坐标；

步骤103，将在目的色域空间中调整后的色度坐标转换到RGB色域空间以得到目的RGB色度坐标；

步骤104，根据目的RGB色度坐标显示图像。

如图1所示，在本发明实施例中，以单色性好的激光器作为视频图像的显示光源。

在步骤101中，首先要获取将要显示的图像的原始RGB色度坐标，该原始RGB色度坐标包括图像中各个像素的RGB色度坐标，本实施例中获取图像中各个像素RGB色度坐标与现有技术相同，在此不再赘述；将图像的RGB色度坐标通过色域映射的方式转换到目的色域空间，在目的色域空间中，需要调整的图像的各色度坐标为独立变量，从而可以分别单独进行调整图像的色度坐标，色度坐标可以包括亮度或色彩饱和度，也只包括亮度或色彩饱和度中的一个色度坐标。

在步骤102中，在目的色域空间中，对图像作为独立变量的色度坐标进行调整，可以同时调整各个独立变量的色度坐标，也可以只是调整各个独立变量中一个，以使图像画面更符合人眼的要求，然后进入步骤104。

在步骤103中，图像在目的色域空间调整完其为独立变量的色度坐标之后，再将图像的色度坐标从目的色域空间中转换到RGB色域空间，从而得到目的RGB色域空间中的色度坐标。

在步骤104中，根据目的RGB色度坐标将图像显示出来，从而获得图像增进后的高质量图像。

进一步的，目的色域空间可以为LUV色域空间，LUV色域空间中的色度坐标为亮度L、色度U和色度V，在LUV色域空间中，图像的亮度L为独立变量，可以独立调整，并不影响色度U和色度V的色度坐标，在只需要调整亮度L的情况下，可以在LUV色域空间中调整亮度L。

在LUV色域空间中，由于色度U和色度V都与色彩饱和度有关，因此，如果只需要调整图像的亮度，则在LUV色域空间中就可完成，如果需要进一步调整图像的色彩饱和度，则需要再将图像从LUV色域空间转换到HSV色域空间中，HSV色域空间中的亮度和色彩饱和度为变量，可以独立调整，也可以同时调整，根据公式(1)将图像的色度坐标从LUV色域空间转换到HSV色域空间中，公式(1)如下所示：

$H=a\tan \left(\frac{U^{*}}{V^{*}}\right)$

$S=\sqrt{{\left(U^{*}\right)}^2+{\left(V\right)*}^2}---\left(1\right)$

V＝L^*

其中，H、S和V分别为HSV色域空间中的色调H、色彩饱和度S和亮度V，L、U和V分别为LUV色域空间中的亮度L、色度U和色度V。

进一步的，目的域空间为HSV色域空间，可以将图像的RGB色度坐标直接转换到HSV色域空间，HSV色域空间包括HSI色域空间、HSB色域空间或HSL色域空间，在HSV色域空间中，色调(Hue)、色彩饱和度S(Saturation)和亮度V(Value)为独立变量，所以，可以在HSV色域空间中独立调整色彩饱和度S或亮度V，也可以同时调整色彩饱和度S和亮度V，以得到清晰度和亮度俱佳的图像，当改变色彩饱和度做色域扩展时，图像的色彩更鲜艳、更纯和更丰富。

进一步的，目的色域空间可以为LCH色域空间，可以将图像的RGB色度坐标直接转换到LCH色域空间中，在LCH色域空间中，色度坐标为亮度L(Luminosity)、色彩饱和度C(Chroma)和色调H(Hue)都为独立变量，所以，可以在LCH色域空间中可以独立调整亮度L或色彩饱和度C，也可以同时亮度L或色彩饱和度C，以得到清晰度和亮度俱佳的图像，当改变图像的色彩饱和度做色域扩展时，图像的色彩更鲜艳、更纯和更丰富。

在目的色域空间中得到图像的亮度参数，为了精确控制激光器光源的输出功率，以节省激光器光源的能耗，还可以根据公式(2)实时调整激光器光源的输出功率，公式(2)如下所示：

$p=\sqrt{\frac{I}{256}}---\left(2\right)$

其中，I为图像的像素亮度值，p为归一化光源功率；通常情况下，I可以是图像在目的色域空间中原始RGB色度坐标对应的各像素的平均亮度值，也可以是图像在目的色域空间中原始RGB色度坐标对应的各像素中最大的亮度，激光器光源可以根据上述公式(2)的计算结果来适时调整输出功率。

在一个实施例中，以表1所示的8×8像素的图像为例来介绍技术方案，在步骤101中将图像的原始RGB色度坐标转换为目的色域空间中的色度坐标后，得到图像中各个像素的亮度值，如表1所示。

52	55	61	66	70	61	64	73
								63	59	55	90	109	85	69	72
62	59	68	113	144	104	66	73
								63	58	71	122	154	106	70	69
67	61	68	104	126	88	68	70
								79	65	60	70	77	68	58	75
81	71	64	59	55	61	65	83
								87	79	69	68	65	76	78	94

表1

在上述图像的各个像素中，最小的亮度值为52，最大的亮度为154，根据公式(1)计算最大的亮度对应的归一化光源功率为0.77，则调整激光器光源，如果激光器光源的输出功率为10mW，这时可以调控激光器光源的输出功率为7.7mW，从而节省了激光器的能耗；

在步骤103中，可以通过灰度变换中的直方图均衡化算法将表1中的亮度值从52-154扩展到如表2中0-255的范围，表2如下：

0	12	53	93	146	53	73	166
								65	32	12	215	235	202	130	158
57	32	117	239	251	227	93	166
								65	20	154	243	255	231	146	130
97	53	117	227	247	210	117	146
								190	85	36	146	178	117	20	170
202	154	73	32	12	53	85	194
								206	190	130	117	85	174	182	219

表2

根据表2中的亮度值来显示图像，使图像的各个像素的亮度值范围从52-154扩展到0-255，增进了各个像素之间的对比度，使图像更加清晰，而且此时输出功率是根据图像的原始像素值计算得到的，因此，人眼看到的图像的最大亮度不变，图像更加清晰了，在实际应用中，还可以通过现有技术中的图像平滑和锐化等方式扩展图像中各个像素的亮度值范围，在此不再赘述；

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可以包括上述实施例方法中的全部或部分步骤，所述的存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘、光盘等。

图2为本发明一个实施例中图像显示装置的结构示意图。如图2所示，本发明一个实施例中的图像显示装置包括：转换模块201、调整模块202和显示模块203，其中，转换模块201将图像的原始RGB色度坐标转换为目的色域空间中的色度坐标，以及在目的色域空间将调整后的色度坐标转换到RGB色域空间以得到目的RGB色度坐标；调整模块202在目的色域空间调整所述图像的色度坐标；显示模块203根据目的RGB色度坐标显示所述图像，显示模块203可以为液晶显示器(liquid crystal display，LCD)，硅基液晶显示器(Liquid Crystal on Silicon，LCoS)或数字光处理显示器(Digital LightProcession，DLP)。

在一个实施例中，图像在目的色域空间中的亮度和色彩饱和度的色度坐标为独立的参数，可以独立调整而不相互影响，也可以同时调整，例如，目的色域空间可以为HSV色域空间或LCH色域空间，在上述两个色域空间中，图像的亮度和色彩饱和度为独立变量，因此可以单独调整图像的亮度或色彩饱和度，也可同时调整，可以根据图像的实际需要灵活设置亮度或色彩饱和度的值，从而提高了图像增进的灵活性和精确性，提高图像的质量，当改变色彩饱和度做色域扩展时，图像的色彩更鲜艳、更纯和更丰富。

在另一个实施例中，图3为本发明另一个实施例中图像显示装置的结构示意图，图像的增进装置还可以包括设置模块204，设置模块204用于根据转换模块在目的色域空间将原始RGB色度坐标转换的如表1所示的亮度值来设置显示图像的光源的输出功率，该亮度值未经过调整模块进行调整，该亮度值可以是表1中图像的各个像素亮度值的平均值，也可以是表1中图像的各像素中亮度值最大的一个。

图4为本发明实施例图像显示系统的结构示意图。如图4所示，本发明实施例图像显示系统包括光源40和图像显示装置20，在本实施例中，光源40为激光器，图像增进装置20采用图3所示的结构，包括转换模块201、调整模块202、显示模块203和设置模块204。本实施例中，经过转换模块201将原始RGB色度坐标转换到目的色域空间中，调整模块202可以同时调整目的色域空间中的亮度和色彩饱和度的色度坐标，也可以单独调整亮度和色彩饱和度中的任何一个色度坐标，从而提高了图像增进的灵活性和精确度，设置模块204可以根据原始RGB色度坐标在所述目的色域空间中对应的亮度参数来设置显示所述图像的光源的输出功率，目的色域空间中的亮度为独立变量。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述的实施例仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种图像显示方法，其特征在于，包括：

将图像的原始RGB色度坐标转换为目的色域空间中的色度坐标；

在所述目的色域空间中调整所述图像的色度坐标；

将在目的色域空间中调整后的色度坐标转换为RGB色域空间以得到目的RGB色度坐标；

根据所述目的RGB色度坐标显示所述图像。

2.根据权利要求1所述的图像显示方法，其特征在于，在所述目的色域空间为LUV色域空间时，所述在所述目的色域空间调整所述图像的色度坐标包括：

在所述LUV色域空间调整所述图像的亮度。

3.根据权利要求1所述的图像显示方法，其特征在于，在所述目的色域空间为HSV色域空间或LCH色域空间时，所述在所述目的色域空间调整所述图像的色度坐标包括：

在所述HSV色域空间或LCH色域空间调整所述图像的亮度和/或色彩饱和度。

4.根据权利要求2或3所述的图像显示方法，其特征在于还包括：

根据所述图像的原始RGB色度坐标在所述目的色域空间中对应的亮度参数来设置显示所述图像的光源的输出功率。

5.根据权利要求2或3所述的图像显示方法，其特征在于，调整所述图像亮度的方式包括：

灰度变换、图像平滑或锐化。

6.一种图像显示装置，其特征在于包括：

转换模块，用于将图像的原始RGB色度坐标转换为目的色域空间中的色度坐标，以及将在目的色域空间调整后的色度坐标转换到RGB色域空间以得到目的RGB色度坐标；

调整模块，用于在所述目的色域空间调整所述图像的色度坐标；

显示模块，用于根据所述目的RGB色度坐标显示所述图像。

7.根据权利要求6所述的图像显示装置，其特征在于包括：

设置模块，用于根据所述图像的原始RGB色度坐标在所述目的色域空间中对应的亮度参数来设置显示所述图像的光源的输出功率。

8.根据权利要求6所述的图像显示装置，其特征在于，所述调整模还包括用于：

在LUV色域空间中调整所述图像的亮度。

9.根据权利要求6所述的图像显示装置，其特征在于，所述调整模块包括用于：

在HSV色域空间或LCH色域空间中调整所述图像的亮度和/或色彩饱和度。

10.一种采用权利要求6-9任意一项所述的图像显示装置的图像显示系统。

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