CN103426393A

CN103426393A - 显示设备色彩校正方法

Info

Publication number: CN103426393A
Application number: CN2013102503566A
Authority: CN
Inventors: 刘太庆; 丁桂芝; 蒋继春; 王晓红; 孙平; 吕兆锋; 许诗旸; 章婷
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2033-06-21
Also published as: CN103426393B

Abstract

本发明提出视觉灰平衡模型,通过调整显示设备的视觉中性灰色，从而达到显示设备色彩校正的目的。首先，以视觉灰平衡模型计算的中性灰色色度值为标准，使用查找表的方法获取显示设备的各阶调的视觉灰平衡数据，将该数据拟合成视觉灰平衡阶调再现曲线，并把曲线加载到显示图像中。然后，设计包含视觉中性灰色显示设备特性化色表，并利用Profilemaker5.0.8软件重新制作显示设备ICC.最后，在系统级的色彩管理流程中加载ICC，显示设备的色彩再现能力显著提高。

Description

显示设备色彩校正方法

技术领域

本发明属于显示设备领域，尤其是显示设备的色彩校正。

背景技术

目前，常用的显示设备的色彩校正方法有：Gamma色彩校正方法调整Gamma的值从而达到调整显示图像色彩的目的，Gamma是CRT显示设备色彩校正的重要参数，但是现在显示设备种类多样化，如LCD、LED显示设备，其成像原理与CRT显示设备的成像原理是不同的，通过调整Gamma值对于校正不同类型显示设备的色彩质量还需进一步研究；利用显示设备白平衡进行颜色校正，图像中的各阶调灰色会偏向设定白点的色彩。利用绝对的中性灰模型，校正显示图像的中性灰部分，但是忽略了人眼视觉对中性灰色感知特性。

发明内容

针对上述问题，本发明提出视觉灰平衡的概念和模型,校正显示设备的中性灰色，从而达到色彩校正的目的。理想中性灰色R=G=B周围找出一组RGB值，其加色后与人眼视觉灰度相匹配，这一组RGB值称为视觉灰平衡。

本发明为了实现上述目的，可以使用以下方案：

本发明提供了一种基于视觉中性灰的显示设备色彩校正方法,其特征在于，具有以下步骤：（1）采用视觉灰平衡模型在0-255的阶调上，视觉中性灰色度值是阶调的线性函数：

a_{T} = (a_{2} - a_{1}) \times \frac{T}{255} + a_{1} - - - (1)

b_{T} = (b_{2} - b_{1}) \times \frac{T}{255} + b_{1} - - - (2)

其中，T在0-255的阶调范围内取值，(a₁，b₁)是显示设备全黑状态下的黑点色度值，(a₂，b₂)是显示设备全白状态下的白点色度值，用于计算视觉中性灰色色度值，a_T和b_T分别是视觉中性灰色度值；（2）在显示器的RGB空间上选取复数个理想中性灰阶调，以每个理想中性灰阶调为中心，将RGB各通道上扩张成复数个节点的立方体，将各个节点的坐标生成包含色块的色表文件；（3）得到色块的色度值，即、每个理想中性灰阶调为中心立方体的节点色度值，计算色度值与各阶中性灰色色度值的色差，并根据色差得到对应的RGB值为视觉灰平衡值，从而获取显示设备的各阶调的视觉灰平衡数据；（4）将视觉灰平衡数据利用多项式拟合的方法拟合成视觉灰平衡阶调再现曲线，并把曲线加载到显示图像中；（5）根据ECI2002色表原则，通过增加视觉中性灰色块，扩大RGB组合色，增加中调和亮调色块的数量设计包含视觉中性灰色显示设备特性化色表；（6）将视觉平衡阶调再现曲线加载到包含视觉中性灰色显示设备特性化色表，制作生成显示设备特性化文件；（7）将显示设备特性化文件加载到系统级的色彩管理流程中，以达到校正显示设备色彩的目标。

本发明所涉及的显示设备色彩校正方法，在显示器的RGB空间上选取15个理想中性灰阶调，以每个理想中性灰阶调为中心，将RGB各通道上扩张成11个节点的立方体。

进一步，计算每个理想中性灰阶调为中心立方体的节点色度值与各阶调视觉灰度值的色差，当色差小于3时，对应的RGB值为视觉灰平衡值，获取显示设备的各阶调的视觉灰平衡数据。

附图说明

图1是视觉中性灰显示设备的色差校正方法的流程图。

图2是视觉灰平衡数据的表格。

图3是视觉灰平衡数据在0-255的阶调范围内拟合的视觉灰平衡阶调再现曲线图。

图4是根据ECI2002原则重新设计的特性化色表的组分和数量。

具体实施方法

以下结合附图对本发明所涉及的一种基于视觉中性灰的显示设备色彩校正方法的优选实施例作详尽的阐述，但本发明不仅限于该实施例。为了使公众对本发明有彻底的了解，在本发明优选实施例有彻底的了解，在以下本发明的优选实施例中说明了具体的细节。

本发的优选实施例是依据显示设备视觉中性灰模型以Acer V173 LCD显示器为例校正显示设备的步骤如下：

使用Profilemake5.0.8软件中的Monitor calibration模块对Acer V173 LCD显示器进行设置和校正，其中gamma值2.2，色温6500K，亮度120cd/m²。

图3为视觉中性灰显示设备的色差校正方法的流程图。

如图3所示，视觉中性灰显示设备的色差校正方法的流程有如下步骤组成。

步骤S1-101:

在R=G=B周围，通过人眼视觉感知找出一组RGB值，加色后与人眼视觉灰度匹配，这组RGB值称为视觉灰平衡。显示设备从全白状态至全黑状态的灰度阶调范围内，人眼视觉感知相同的中性灰色感觉时，显示设备所显示色度值a，b是不同的。本发明提出显示设备视觉中性灰模型如下：在0-255的阶调上，视觉中性灰色度值a_T和b_T是阶调T的线性函数：

a_{T} = (a_{2} - a_{1}) \times \frac{T}{255} + a_{1} - - - (1)

b_{T} = (b_{2} - b_{1}) \times \frac{T}{255} + b_{1} - - - (2)

其中，T在0-255的阶调范围内取值，（a₁，b₁）是显示设备全黑状态下的黑点色度值，a_T和b_T分别是视觉中性灰色度值；（a₂，b₂）是显示设备全白状态下的白点色度值，用于计算视觉中性灰色色度值。

步骤S1-102a：在显示器的RGB空间上选取(16,16,16)、（32,32,32）、（48,48,48）、(64,64,64)、(80,80,80)、（96、96、96）、（112,112,112）、（128,128,128）、（144,144,144（160,160,160）、（176,176,176）、（192,192,192）、（208,208,208）、（224,224,224）、（240,240,240）15个理想中性灰阶调。以每个理想中性灰阶调为中心RGB各通道上扩张成11个节点的立方体，其中每个节点之间的步长是2，总共个1331点。使用matlab编程将各点的坐标生成色表text文件，共有19965个色块。

将色表text文件导入Profilemake5.0.8软件的measure tool模块，使用X-RiteEye-Pro测量色表，得到每个色块的Lab色度值。

步骤S1-102b:

图2为视觉灰平衡数据的表格。

如图2所示，对应的RGB值为视觉灰平衡值的表格，即、可以通过查找表的方法获取显示设备的各阶调的视觉灰平衡数据。计算每个理想中性灰阶调为中心立方体的节点色度值、即每个色块的Lab色度值与各阶调视觉中性灰色色度值的色差△E_ab，其中△E_ab色差小于3时，对应的RGB值为视觉灰平衡值,从而获取显示设备的各阶调的视觉灰平衡数据。

步骤S1-103a:

图3为视觉灰平衡值在0-255的阶调范围内拟合的视觉灰平衡阶调再现曲线图。

如图3所示，将步骤S1-103中得到的视觉灰平衡数据值在0-255的阶调范围内使用多项式拟合的方法拟合成视觉灰平衡阶调再现曲线。

步骤S1-103b:

将步骤S1-103a中获得的视觉灰平衡曲线加载至显示器的显示图像中。

步骤S1-104:

图4为根据ECI2002原则重新设计的特性化色表的组分和数量的表格。

如图4所示，根据ECI2002特性化色表设计的基本原则，本发明重新设计特性化色表：新增加视觉中性灰色块，扩大RGB组合色，增加中调、亮调色块的数量。新色表的组分和数量，见附图4的表格。

步骤S1-105:

将视觉灰平衡阶调再现曲线加载到新设计的特性化色表中，并利用Profilemaker5.0.8软件制作Acer V173 LCD显示设备的设备特性化文件ICC。

步骤S1-106：

将步骤S1-105中的设备特性化文件ICC加载到计算机系统级的色彩管理流程中。

人眼对图像中性灰区域具有高度的敏感性。本发明首次提出视觉中性灰模型校正显示设备显示图像的色彩，经该模型校正后的显示设备再现的中性灰色彩符合人眼的视觉感知；其次，基于对现有显示设备特性化色表缺陷的分析，从新设计显示设备特性化色表，包含视觉中性灰色块。利用新色表生成设备特性化文件ICC在系统级的色彩管理流程中，明显改善显示设备显示色彩的能力。

Claims

1.一种基于视觉中性灰的显示设备色彩校正方法,其特征在于，具有以下步骤：

（1）采用视觉灰平衡模型在0-255的阶调上，视觉中性灰色度值a，b是阶调T的线性函数：

a_{T} = (a_{2} - a_{1}) \times \frac{T}{255} + a_{1} - - - (1)

b_{T} = (b_{2} - b_{1}) \times \frac{T}{255} + b_{1} - - - (2)

其中（a₁，b₁）是显示设备全黑状态下的黑点色度值，（a₂，b₂）是显示设备全白状态下的白点色度值，用于计算视觉中性灰色色度值；

（2）在显示器的RGB空间上选取复数个理想中性灰阶调，以每个所述理想中性灰阶调为中心，将RGB各通道上扩张成复数个节点的立方体，将所述各个节点的坐标生成以色块表示的色表文件；

（3）得到所述色块的色度值，即、每个所述理想中性灰阶调为中心立方体的节点色度值，计算所述色度值与各阶所述中性灰色色度值的色差，并根据所述色差得到对应的RGB值为视觉灰平衡值，从而获取显示设备的各阶调的视觉灰平衡数据；

（4）将所述视觉灰平衡数据利用多项式拟合的方法拟合成视觉灰平衡阶调再现曲线，并把曲线加载到显示图像中；

（5）根据ECI2002色表原则，通过增加视觉中性灰色块，扩大RGB组合色，增加中调和亮调色块的数量设计包含视觉中性灰色显示设备特性化色表；

（6）将所述视觉平衡阶调再现曲线加载到所述包含视觉中性灰色显示设备特性化色表，制作生成显示设备特性化文件；

（7）将所述显示设备特性化文件加载到系统级的色彩管理流程中，以达到校正显示设备色彩的目标。

2.根据权利要求1所述的显示设备色彩校正方法，其特征在于：

其中，在显示器的RGB空间上选取15个理想中性灰阶调，以每个所述理想中性灰阶调为中心，将RGB各通道上扩张成11个节点的立方体。

3.根据权利要求1所述的显示设备色彩校正方法，其特征在于：

其中，计算每个所述理想中性灰阶调为中心立方体的节点色度值与各阶调视觉灰度值的色差，当所述色差小于3时，对应的所述RGB值为视觉灰平衡值，获取显示设备的各阶调的视觉灰平衡数据。