CN103747223B - 色域调整装置、方法及显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种色域调整装置、方法及显示系统，所述色域调整装置包括：色域测量模块，用于根据RGB信号的灰阶值和由所述RGB信号转换得到的RGBW信号的灰阶值，分别得到RGB色域的色坐标和RGBW色域的色坐标；色域比较模块，用于判断所述RGB色域的色坐标所对应的第一色品点和所述RGBW色域的色坐标所对应的第二色品点之间的距离是否大于预设阈值；色域补正模块，用于当所述色域比较模块判断所述距离大于预设阈值时，调整所述第二色品点的色坐标以使所述距离不大于预设阈值，根据调整后的第二色品点的色坐标得到补正后的RGBW信号的灰阶值。本发明能纠正RGB信号转换为RGBW信号时产生的色偏，确保了显示色彩的准确性。

Description

色域调整装置、方法及显示系统

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种色域调整装置、方法及显示系统。

背景技术

低功耗及良好的画质是显示器业界不断追求的目标。消费者在挑选显示器时已经不只是关注产品的技术指标与产品价格，功耗及显示效果已经成为选择显示器的一个重要考虑因素。而对于图像的显示效果来说，颜色的饱和度与亮度又是最直观、最容易被人眼感知的因素。环境光也会对显示器的显示效果产生影响，环境光较暗时可以减小背光亮度，从而降低功耗，然而，环境光较亮时，如果不提升背光亮度会使显示效果变差。目前在市面上销售的多数具有显示功能的产品，特别是手机、PDA、平板电脑、笔记本电脑等便携产品，大多存在亮度不足的缺陷，且功耗较高。

RGBW液晶显示器的设计原理是通过改变现有的像素结构，即在每个像素现有的红(R)、绿(G)、蓝(B)子像素结构上再加入一个白(W)子像素，并且对原有的红(R)、绿(G)、蓝(B)信号进行红(R)、绿(G)、蓝(B)系统到红(R)、绿(G)、蓝(B)、白(W)系统的转换后形成红(R)、绿(G)、蓝(B)、白(W)信号，这样则能在不增加功耗的前提下，提高显示图像的亮度。但是，如果单纯提高亮度会引起视觉上色彩的饱和度降低，因此，必须综合考虑亮度和色彩饱和度之间的相互影响因素。

目前的RGBW液晶显示器在色域方面存在不足，RGB信号转换为RGBW信号时会产生的色偏。

发明内容

本发明的目的是为了克服RGB信号转换为RGBW信号时产生的色偏、颜色溢出的缺陷。

为此目的，本发明提出了一种色域调整装置，包括：包括：

色域测量模块，用于根据RGB信号的灰阶值和由所述RGB信号转换得到的RGBW信号的灰阶值，分别得到RGB色域的色坐标和RGBW色域的色坐标；

色域比较模块，用于判断所述RGB色域的色坐标所对应的第一色品点和所述RGBW色域的色坐标所对应的第二色品点之间的距离是否大于预设阈值；

色域补正模块，用于当所述色域比较模块判断所述距离大于预设阈值时，调整所述第二色品点的色坐标以使所述距离小于预设阈值，根据调整后的第二色品点的色坐标得到补正后的RGBW信号的灰阶值。

优选地，所述预设阈值为刚辨差。

优选地，所述调整所述第二色品点的色坐标为将所述第二色品点的色坐标置换为所述第一色品点的色坐标。

本发明还提出了一种显示系统，包括RGBW转换装置、显示面板和上述色域调整装置，其中：

所述RGBW转换装置，用于将RGB信号转换为RGBW信号；

所述色域调整装置对所述RGBW转换装置得到的RGBW信号的灰阶值进行补正，并将补正后的RGBW信号的灰阶值输出到所述显示面板。

本发明还提出了一种色域调整方法，包括：

根据RGB信号的灰阶值和由所述RGB信号转换得到的RGBW信号的灰阶值，分别得到RGB色域的色坐标和RGBW色域的色坐标；

计算RGB色域的色坐标所对应的第一色品点和RGBW色域的色坐标所对应的第二色品点之间的距离；

判断所述距离是否大于预设阈值；

当所述距离大于所述预设阈值时，调整所述第二色品点的色坐标以使所述距离小于预设阈值，根据调整后的第二色品点的色坐标得到补正后的RGBW信号的灰阶值。

优选地，所述预设阈值为刚辨差。

优选地，所述调整所述第二色品点的色坐标为将所述第二色品点的色坐标置换为所述第一色品点的色坐标。

优选地，所述根据RGB信号的灰阶值和RGBW信号的灰阶值，分别得到RGB色域的色坐标和RGBW色域的色坐标包括：

根据RGB信号的灰阶值和sRGB色彩空间下RGB子像素三刺激值，得到RGB色域的三刺激值；根据所述RGB色域的三刺激值，得到RGB色域的色坐标；根据RGBW信号的灰阶值和sRGB色彩空间下RGBW子像素三刺激值，得到RGBW色域的三刺激值；根据所述RGBW色域的三刺激值，得到RGBW色域的色坐标。

通过采用本发明所公开的色域调整装置、方法及显示系统，对由RGB信号转换得到的RGBW信号的灰阶值进行补正，从而纠正由RGB信号转换为RGBW信号而产生的色偏，确保了显示色彩的准确性，能够在一定程度上消除RGBW液晶显示器在色域方面的缺陷。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了根据本发明实施例的显示系统的示意图；

图2示出了根据本发明实施例的色域调整装置的示意图；

图3示出了根据本发明实施例的色域补正方法的示意图；

图4示出了根据本发明实施例的色域调整方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。

图1示出了根据本发明实施例的显示系统的示意图。

如图1所示，输入的RGB信号经过RGBW转换模块101完成RGB至RGBW的转换，RGBW转换模块101将转换后的RGBW信号输入到色域调整装置102，其将RGB色域与RGBW色域进行测量比较，并根据RGB色域对RGBW色域进行补正，然后将补正后的RGBW信号加载至显示面板103，从而纠正RGB信号转换为RGBW信号时产生的色偏。

如图2所示，色域调整装置102主要包括三个模块，分别是：色域测量模块201、色域比较模块202和色域补正模块203。

色域测量模块201接收RGB信号和RGBW信号，其理论依据是CIE1976UCS色坐标计算公式。色坐标u’=4X/(X+15Y+3Z)，v’=9Y/(X+15Y+3Z)，式中X、Y、Z为三刺激值，CIE1976UCS色品图是近似均匀的色品图，图中色品点间相等的距离代表相等的感知色差的大小，因此只要保证RGB和变换后的RGBW的色坐标接近，那么两者的色域就会接近。

假设子像素采用相同的彩膜，亮度由面积决定，则RGBW的三刺激值是RGB的0.75倍，已知sRGB色彩空间下RGB子像素三刺激值和sRGB色彩空间下RGBW的三刺激值分别为：

$\left[\begin{array}{ccc}{X}_{11}& X_{12}& X_{13}\\ Y_{21}& Y_{22}& Y_{23}\\ Z_{31}& Z_{32}& Z_{33}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}0.4124& 0.2126& 0.0193\\ 0.3576& 0.7152& 0.0722\\ 0.1805& 0.0722& 0.9505\end{array}\right]---\left(1\right)$

$\left[\begin{array}{cccc}{X}_{11}^{\′}& X_{12}^{\′}& X_{13}^{\′}& X_{14}^{\′}\\ Y_{21}^{\′}& Y_{22}^{\′}& Y_{23}^{\′}& Y_{24}^{\′}\\ Z_{31}^{\′}& Z_{32}^{\′}& Z_{33}^{\′}& Z_{34}^{\′}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}0.4124& 0.2126& 0.0193& 0.9505\\ 0.3576& 0.7152& 0.0722& 1\\ 0.1805& 0.0722& 0.9505& 1.089\end{array}\right]*0.75---\left(2\right)$

色域测量模块201的具体计算流程如下：

首先，将输入的灰阶值R、G、B及sRGB色彩空间下RGB子像素三刺激值（公式1）代入如下的公式3中，

X_RGB=R×X₁₁+G×X₁₂+B×X₁₃

Y_RGB=R×Y₁₁+G×Y₁₂+B×Y₁₃（3）

Z_RGB=R×Z₁₁+G×Z₁₂+B×Z₁₃

以计算出RGB色域的三刺激值X_RGB、Y_RGB、Z_RGB；

然后，将sRGB色彩空间下RGBW的三刺激值（公式2）和由所述RGB信号转换得到的RGBW信号的灰阶值R′、G′及B′及W代入如下的公式4中，

$\begin{array}{c}{X}_{\mathrm{RGBW}}=R^{\′}\×X_{11}^{\′}+G^{\′}\×X_{12}^{\′}+B^{\′}\×X_{13}^{\′}+W\×X_{14}^{\′}\\ Y_{\mathrm{RGBW}}=R^{\′}\×Y_{21}^{\′}+G^{\′}\×Y_{22}^{\′}+B^{\′}\×Y_{23}^{\′}+W\×Y_{24}^{\′}\\ Z_{\mathrm{RGBW}}=R^{\′}\×Z_{31}^{\′}+G^{\′}\×Z_{32}^{\′}+B^{\′}\×Z_{33}^{\′}+W\×Z_{34}^{\′}\end{array}---\left(4\right)$

从而得到RGBW色域的三刺激值X_RGBW、Y_RGBW、Z_RGBW。

将得到的X_RGBW、Y_RGBW、Z_RGBW和X_RGB、Y_RGB、Z_RGB分别代入到如下的公式5中，

$u^{\′}=\frac{4X}{X+15Y+3Z}$ （5）

$v^{\′}=\frac{9Y}{X+15Y+3Z}$

从而计算出分别表示RGB和RGBW的两个色品点的色坐标。

色域比较模块202判断两个色品点（即两个色坐标所对应的坐标点）之间的距离是否超出预设的阈值A，如果超出则发送到色域补正模块203中进行补正，如果未超出则直接输出RGBW信号。阈值A优选采用刚辨差，其单位为JND，在UCS制中，1JND＝0.00384UCS坐标线段值，因此取阈值A=0.00384UCS。假定输入的R、G、B信号在CIE1976UCS图中的坐标为(u_RGB,v_RGB)，R、G、B转换为R、G、B、W后在CIE1976UCS图中的坐标为(u_RGBW,v_RGBW)，则两点间的距离为 $\sqrt{{(u_{\mathrm{RGB}}-u_{\mathrm{RGBW}})}^2{(v_{\mathrm{RGB}}-v_{\mathrm{RGBW}})}^2},$ 如果该距离小于阈值A，则直接将该R、G、B、W灰阶值输出给显示面板进行显示。如果该距离大于阈值A，则由色域补正模块203进行补正。

色域补正模块203调整超出阈值A的RGBW色品点的坐标以使两个色品点之间的距离小于预设阈值。如图3所示，假设R、G、B的色坐标为a点，R、G、B、W的色坐标为b点。以a点为圆心，作出一个半径为阈值A的圆，要使两个色品点之间的距离小于预设阈值，则调整b点的坐标以使b点的位置由圆外调整到圆内。将调整后的b点坐标代入公式4即可推导出RGBW补正后得到的R′、G′及B′，然后和之前转换得到的W值一起输出给Panel进行显示。一种优选的调整方式是直接把b点调整到a点，此时则有X_RGBW=X_RGB、Y_RGBW=Y_RGB、Z_RGBW=Z_RGB。

图4示出了根据本发明实施例的色域调整方法的流程图，该方法包括如下步骤：

步骤S401：根据RGB信号的灰阶值和由所述RGB信号转换得到的RGBW信号的灰阶值，分别得到RGB色域的色坐标和RGBW色域的色坐标。

具体而言，先将RGB信号的灰阶值和sRGB色彩空间下RGB子像素三刺激值代入公式（3）中计算得到RGB色域的三刺激值，然后代入公式（5）中得到RGB色域的色坐标；将RGBW信号的灰阶值和sRGB色彩空间下RGBW子像素三刺激值代入公式（4）中计算得到RGBW色域的三刺激值，然后代入公式（5）中得到RGBW色域的色坐标，这在上文中已经进行了详细描述。

步骤S402：计算RGB色域的色坐标所对应的第一色品点和RGBW色域的色坐标所对应的第二色品点之间的距离。

步骤S403：判断两个色品点之间的距离是否大于预设阈值，当该距离小于预设阈值时，进入到步骤S406；当该距离大于预设阈值时，进入到步骤S404。

步骤S404：调整所述第二色品点的色坐标以使所述距离不大于预设阈值。一种优选方式是将所述第二色品点的色坐标置换为所述第一色品点的色坐标。

步骤S405：根据调整后的第二色品点的色坐标计算得到补正后的RGBW信号的灰阶值。

步骤S406：输出RGBW信号的灰阶值进行显示。

根据上述方法，实现了RGBW灰阶信号的色域调整，从而纠正由RGB信号转换为RGBW信号产生的色偏。具体的计算方法已在上文中进行了详细描述，在此不再累述。

通过采用根据本发明实施例的色域调整装置、方法及显示系统，对由RGB信号转换得到的RGBW信号的灰阶值进行补正，从而纠正由RGB信号转换为RGBW信号而产生的色偏，确保了显示色彩的准确性，能够在一定程度上消除RGBW液晶显示器在色域方面的缺陷。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (8)

1.一种色域调整装置，包括：

色域测量模块，用于根据RGB信号的灰阶值和由所述RGB信号转换得到的RGBW信号的灰阶值，分别得到RGB色域的色坐标和RGBW色域的色坐标；

色域比较模块，用于判断所述RGB色域的色坐标所对应的第一色品点和所述RGBW色域的色坐标所对应的第二色品点之间的距离是否大于预设阈值；

色域补正模块，用于当所述色域比较模块判断所述距离大于预设阈值时，调整所述第二色品点的色坐标以使所述距离小于预设阈值，根据调整后的第二色品点的色坐标得到补正后的RGBW信号的灰阶值。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述预设阈值为刚辨差。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述调整所述第二色品点的色坐标为将所述第二色品点的色坐标置换为所述第一色品点的色坐标。

4.一种显示系统，包括RGBW转换装置、显示面板和根据权利要求1-3其中任一项所述的色域调整装置，其中：

所述RGBW转换装置，用于将RGB信号转换为RGBW信号；

所述色域调整装置对所述RGBW转换装置得到的RGBW信号的灰阶值进行补正，并将补正后的RGBW信号的灰阶值输出到所述显示面板。

5.一种色域调整方法，包括：

根据RGB信号的灰阶值和由所述RGB信号转换得到的RGBW信号的灰阶值，分别得到RGB色域的色坐标和RGBW色域的色坐标；

计算RGB色域的色坐标所对应的第一色品点和RGBW色域的色坐标所对应的第二色品点之间的距离；

判断所述距离是否大于预设阈值；

当所述距离大于所述预设阈值时，调整所述第二色品点的色坐标以使所述距离小于预设阈值，根据调整后的第二色品点的色坐标得到补正后的RGBW信号的灰阶值。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述预设阈值为刚辨差。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述调整所述第二色品点的色坐标为将所述第二色品点的色坐标置换为所述第一色品点的色坐标。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述根据RGB信号的灰阶值和由所述RGB信号转换得到的RGBW信号的灰阶值，分别得到RGB色域的色坐标和RGBW色域的色坐标包括：

根据RGB信号的灰阶值和sRGB色彩空间下RGB子像素三刺激值，得到RGB色域的三刺激值；

根据所述RGB色域的三刺激值，得到RGB色域的色坐标；

根据RGBW信号的灰阶值和sRGB色彩空间下RGBW子像素三刺激值，得到RGBW色域的三刺激值；

根据所述RGBW色域的三刺激值，得到RGBW色域的色坐标。