CN103763538B - 一种实现信号颜色显示的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电视机技术领域，提供了一种实现信号颜色显示的方法及装置。在本发明实施例中，将接收到的原始数据进行格式转换并根据预设算法对转换结果进行计算得到第一非线性数据，并将第一非线性数据转换为第一线性数据；再将第一线性数据转换为三维数据，并对三维数据进行色域边界转换；然后将进行色域边界转换后的三维数据转换为第二线性数据，并将第二线性数据转换为第二非线性数据，最后将第二非线性数据进行量化，删除量化后的数据中的溢出部分，根据删除后的结果输出相应信号颜色。本发明基于预设算法，通过将数据格式转换后进行色域收缩，使xvYCC信号的色域与显示系统的色域相匹配，解决了在宽色域显示系统上xvYCC信号颜色还原的问题。

Description

一种实现信号颜色显示的方法及装置

技术领域

本发明涉及电视机领域，特别涉及一种应用于各平面光电全彩色显示领域的实现信号颜色显示的方法及装置。

背景技术

目前在宽色域系统上，应用xvYCC（中文名称：视频应用扩展YCC比色法，英文全称：Extended-gamut YCC colour space for video application,IEC61966-2-4）标准实现宽色域显示，可以不必修改目前ITU-R BT.601/709所规定的信号格式，且在信号编码层面上对产品推广的阻碍较小。xvYCC编码可以使得信号携带1.8倍于sRGB色域面积的颜色信息。但是在应用到具体的宽色域显示系统时，由于xvYCC的编码原理会导致信号系统与显示系统的色域不匹配，从而使得信号所携带的颜色直接解码后，在宽色域显示系统上显示时会出现较为严重的还原失真问题。

发明内容

为了解决现有技术中xvYCC信号颜色还原失真的问题，本发明提供了一种实现信号颜色显示的方法及装置。所述技术方案如下：

一种实现信号颜色显示的方法，包括：

将接收到的原始数据进行格式转换，并根据预设算法对转换结果进行计算得到第一非线性数据；

将所述第一非线性数据转换为第一线性数据，再将所述第一线性数据转换为三维数据；

对所述三维数据进行色域边界转换；

将进行色域边界转换后的三维数据转换为第二线性数据，再将所述第二线性数据转换为第二非线性数据；

将所述第二非线性数据进行量化，并删除量化后的数据中的溢出部分，根据删除后的结果输出相应信号颜色。

进一步地，所述的将接收到的原始数据进行格式转换，并根据预设算法对转换结果进行计算得到第一非线性数据，具体为：当原始数据为xvYCC数据时，将xvYCC数据由YCbCr数据根据第一公式转换为Y’Cb’Cr’数据，然后将Y’Cb’Cr’数据根据第二公式转换为第一非线性R’G’B’数据。

进一步的，所述的将所述第一非线性数据转换为第一线性数据，再所述第一线性数据转换为三维数据，具体为：对所述第一非线性R’G’B’数据去Gamma伽玛值后转换为所述第一线性RGB数据，根据转换矩阵对第一线性RGB数据进行计算得到所述三维数据；所述的对所述三维数据进行色域边界转换，具体为：根据第三公式对所述三维数据进行色域边界转换得到新的三维数据。

进一步的，所述步骤将进行色域边界转换后的三维数据转换为第二线性数据，再将所述第二线性数据转换为第二非线性数据，具体为：根据所述转换矩阵的逆矩阵将所述新的三维数据转换为第二线性RGB数据；对所述第二线性RGB数据补回所述Gamma伽玛值，将补回结果转换为第二非线性R’G’B’数据。

进一步的，所述第三公式为：

$\left[X^{\text{'}}{Y}^{\text{'}}{Z}^{\text{'}}\right]=\left[\mathrm{XYZ}\right]\left[\begin{array}{ccc}0.8257& 0.0577& 0.0624\\ 0.0028& 0.7738& 0.0035\\ 0.0140& 0.0147& 0.7870\end{array}\right],$ 其中[X Y Z]为所述的三维数据，[X' Y' Z']表示所述的三维数据由xvYCC色域边界转换到sRGB色域得到新的三维数据。

本发明提供的一种实现信号颜色显示的装置，包括：

转换计算模块，用于将接收到的原始数据进行格式转换，并根据预设算法对转换结果进行计算得到第一非线性数据；

第一转换模块，用于将所述第一非线性数据转换为第一线性数据，再将所述第一线性数据转换为三维数据；

第二转换模块，用于对所述三维数据进行色域边界转换；

第三转换模块，用于将进行色域边界转换后的三维数据转换为第二线性数据，再将所述第二线性数据转换为第二非线性数据；

量化模块，用于将所述第二非线性数据进行量化；

删除显示模块，用于删除量化后的数据中的溢出部分，根据删除后的结果输出相应信号颜色。

进一步的，所述转换计算模块还包括：转换计算子模块，用于当原始数据为xvYCC数据时，将xvYCC数据由YCbCr数据根据第一公式转换为Y’Cb’Cr’数据，然后将Y’Cb’Cr’数据根据第二公式转换为第一非线性R’G’B’数据。

进一步的，所述第一转换模块还包括：第一转换子模块，用于对所述第一非线性R’G’B’数据去Gamma伽玛值后转换为所述第一线性RGB数据，根据转换矩阵对第一线性RGB数据进行计算得到所述三维数据；所述第二转换模块还包括：第二转换子模块，用于根据第三公式对所述三维数据进行色域边界转换得到新的三维数据。

进一步的，所述第三转换模块，还包括：第三转换子模块，用于根据所述转换矩阵的逆矩阵将所述新的三维数据转换为第二线性RGB数据，再所述第二线性RGB数据补回所述Gamma伽玛值，将补回结果转换为第二非线性R’G’B’数据。

进一步的，所述第三公式为：

$\left[X^{\text{'}}{Y}^{\text{'}}{Z}^{\text{'}}\right]=\left[\mathrm{XYZ}\right]\left[\begin{array}{ccc}0.8257& 0.0577& 0.0624\\ 0.0028& 0.7738& 0.0035\\ 0.0140& 0.0147& 0.7870\end{array}\right],$ 其中[X Y Z]为所述的三维数据，[X' Y' Z']表示所述的三维数据由xvYCC色域边界转换到sRGB色域得到新的三维数据。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明基于预设算法，通过将数据格式转换后进行色域收缩，使xvYCC信号的色域与显示系统的色域相匹配，解决了在宽色域显示系统上xvYCC信号颜色还原的问题。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种实现信号颜色显示的方法流程图；

图2为本发明实施例二提供的一种实现信号颜色显示的装置方框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明实施例提供的一种实现信号颜色显示的方法的实现流程，详述如下：

步骤S1：将接收到的原始数据进行格式转换，并根据预设算法对转换结果进行计算得到第一非线性数据。

具体的，在本实施例中，原始数据为数字YCbCr数据，预设算法为：xvYCC标准算法。那么当原始数据为xvYCC数据时，将xvYCC数据由YCbCr数据根据第一公式转换为Y’Cb’Cr’数据，然后将Y’Cb’Cr’数据根据第二公式转换为第一非线性R’G’B’数据。上述第一公式为：

Y'=(Y_xvYCC(8)-16)/219

Cb'=(Cb_xvYCC(8)-128)/224， （1）

Cr'=(Cr_xvYCC(8)-128)/224

上述第二计算公式为ITU-R BT.709公式，具体为：

$\left[\begin{array}{c}{R}^{\text{'}}\\ G^{\text{'}}\\ B^{\text{'}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 1.5748\\ 1& -0.1873& -0.4681\\ 1& 1.8556& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{Y^{\text{'}}}_{709}\\ {{\mathrm{Cb}}^{\text{'}}}_{709}\\ {{\mathrm{Cr}}^{\text{'}}}_{709}\end{array}\right]---\left(2\right)$

这样就将xvYCC数据由数字的YCbCr数据转换为模拟的Y’Cb’Cr’数据，然后将模拟的Y’Cb’Cr’数据转换为非线性的R’G’B’数据。

比如，测试图像为xvYCC12%ColorBar（ASTRO VG871），以8bit1920*1080P60HzYCbCr为例，图像各块ColorBar的YCbCr数据分别为表1所示：

表1

按照第一公式 $\begin{array}{c}{Y}^{\text{'}}=(Y_{\mathrm{xvYCC}\left(8\right)}-16)/219\\ {\mathrm{Cb}}^{\text{'}}=({\mathrm{Cb}}_{\mathrm{xvYCC}\left(8\right)}-128)/224\\ {\mathrm{Cr}}^{\text{'}}=({\mathrm{Cr}}_{\mathrm{xvYCC}\left(8\right)}-128)/224\end{array},$ 将数字的YCbCr数据转换为模拟的Y’Cb’Cr’数据，如表2所示：

表2

然后将Y’Cb’Cr’数据根据第二公式ITU-R BT.709公式： $\left[\begin{array}{c}{R}^{\text{'}}\\ G^{\text{'}}\\ B^{\text{'}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 1.5748\\ 1& -0.1873& -0.4681\\ 1& 1.8556& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{Y^{\text{'}}}_{709}\\ {{\mathrm{Cb}}^{\text{'}}}_{709}\\ {{\mathrm{Cr}}^{\text{'}}}_{709}\end{array}\right]$ 转换为第一非线性的R’G’B’数据，转换后的R’G’B’数据如表3所示：

表3

现有技术中，解码得到非线性的R’G’B’数据后，就按照显示屏幕的情况，将非线性的R’G’B’数据作8bit或10bit量化后发送给屏幕了，以8bit量化为例，将表3以8bit量化后，如表4所示：

表4

如表4所示，已经出现很多超出8bit范围（0～255）的数值，去掉溢出部分之后可以发现，每一列ColorBar的RGB数值几乎完全相同，显示即表现为每一列三块ColorBar几乎不能区分，这样颜色还原明显是不准确的。

考虑到xvYCC信号需要应用在宽色域显示系统上，而第二计算公式中的矩阵实际上是基于sRGB色域的，也就是说按照第二计算公式将Y’Cb’Cr’数据转换为R’G’B’数据后，取值范围为0～1的数据实际上对应为sRGB色域，与显示系统的宽色域是不匹配的，而这也就是此时的R’G’B’数据不能直接量化供屏幕显示使用的原因。因此，本发明在转换为第一非线性的R’G’B’数据后，并不直接进行量化输出显示，而是执行步骤S2。

步骤S2：将上述第一非线性数据转换为第一线性数据，再将第一线性数据转换为三维数据。

优选的，本发明实施例中，对上述第一非线性R’G’B’数据去Gamma伽玛值后转换为第一线性RGB数据，根据转换矩阵对第一线性RGB数据进行计算得到三维数据，再采用坐标映射的方法根据第三公式对三维数据进行色域边界转换得到新的三维数据。具体的，对第一非线性R’G’B’数据去Gamma伽玛值后转换为第一线性RGB数据，遵循Gamma=1/0.45的规定，近似公式如下：

当R'、G'、B'<-0.081时：

$\begin{array}{c}R=-{\left(\frac{R^{\text{'}}-0.099}{-1.099}\right)}^{\frac{1}{0.45}}\\ G=-{\left(\frac{G^{\text{'}}-0.099}{-1.099}\right)}^{\frac{1}{0.45}}\\ B=-{\left(\frac{B^{\text{'}}-0.099}{-1.099}\right)}^{\frac{1}{0.45}}\end{array}---\left(3\right)$

当-0.081≤R'、G'、B'≤0.081时，

$\begin{array}{c}R=\frac{R^{\text{'}}}{4.5}\\ G=\frac{G^{\text{'}}}{4.5}\\ B=\frac{B^{\text{'}}}{4.5}\end{array}---\left(4\right)$

当R'、G'、B'>0.081时，

$\begin{array}{c}R={\left(\frac{R^{\text{'}+}0.099}{-1.099}\right)}^{\frac{1}{0.45}}\\ G={\left(\frac{G^{\text{'}+}0.099}{-1.099}\right)}^{\frac{1}{0.45}}\\ B={\left(\frac{B^{\text{'}+}0.099}{-1.099}\right)}^{\frac{1}{0.45}}\end{array}---\left(5\right)$

同样如步骤S1中所举的例子，按照公式（3）、（4）、（5），将表3中所得到的第一非线性R’G’B’数据去伽马值得到第一线性RGB数据，如表5所示：

表5

然后将得到的第一线性RGB数据，根据转换矩阵进行计算得到三维数据。具体的，将线性RGB数据转换为CIE XYZ数据，上述转换矩阵为 $\left[\begin{array}{ccc}0.4124& 0.3576& 0.1805\\ 0.2126& 0.7152& 0.0722\\ 0.0193& 0.1192& 0.9505\end{array}\right],$ 即将线性RGB数据转换为CIE XYZ数据，转换公式为：

$\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}0.4124& 0.3576& 0.1805\\ 0.2126& 0.7152& 0.0722\\ 0.0193& 0.1192& 0.9505\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]---\left(6\right)$

同样，如前述例子，将表5中的线性RGB数据根据公式（6）转换为CIE XYZ数据，如表6所示：

表6

步骤S3、对上述三维数据进行色域边界转换。

得到三维数据后，再根据第三公式对三维数据进行色域边界转换得到新的三维数据，具体的，将得到的CIE XYZ数据的边界由xvYCC色域收缩到sRGB色域，上述第三公式为如下公式（7）：

$\left[X^{\text{'}}{Y}^{\text{'}}{Z}^{\text{'}}\right]=\left[\mathrm{XYZ}\right]\left[\begin{array}{ccc}0.8257& 0.0577& 0.0624\\ 0.0028& 0.7738& 0.0035\\ 0.0140& 0.0147& 0.7870\end{array}\right]---\left(7\right)$

其中[X Y Z]为上述的三维数据，[X' Y' Z']表示所述的三维数据由xvYCC色域边界转换到sRGB色域得到新的三维数据。

例如，接前述例子，将表6中得到的CIE XYZ数据，根据公式（7）转换为新的三维数据，如表7所示：

表7

步骤S4：将进行色域边界转换后的三维数据转换为第二线性数据，再将所述第二线性数据转换为第二非线性数据。

优选的，步骤S4为：根据前述转换矩阵的逆矩阵将上述新的三维数据转换为第二线性RGB数据；对第二线性RGB数据补回Gamma伽玛值，将补回结果转换为第二非线性R’G’B’数据。

具体的，根据前述转换矩阵的逆矩阵将上述新的三维数据转换为第二线性RGB数据。前述转换矩阵 $\left[\begin{array}{ccc}0.4124& 0.3576& 0.1805\\ 0.2126& 0.7152& 0.0722\\ 0.0193& 0.1192& 0.9505\end{array}\right]$ 的逆矩阵为 $\left[\begin{array}{ccc}3.241& -1.5374& -0.4986\\ -0.9692& 1.876& 0.0416\\ 0.0556& -0.204& 1.057\end{array}\right],$ 即根据前述转换矩阵的逆矩阵将上述新的三维数据转换为第二线性RGB数据，具体转换公式为：

$\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}3.241& -0.5374& -0.4986\\ -0.9692& 1.876& 0.0416\\ 0.0556& -0.204& 1.057\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{X}^{\text{'}}\\ Y^{\text{'}}\\ Z_{\text{'}}\end{array}\right]---\left(8\right)$

例如，接前述例子，将表7中的新的三维数据根据公式（8）转换为第二线性RGB数据，如表8所示：

表8

得到第二线性RGB数据后，然后再将第二线性RGB数据对第二线性RGB数据补回Gamma伽玛值，将补回结果转换为第二非线性R’G’B’数据。具体的，遵循Gamma=0.45，根据如下公式进行转换：

当R、G、B<-0.018时：

R'=-1.099×(-R)^0.45+0.099

G'=-1.099×(-G)^0.45+0.099 （9）

B'=-1.099×(-B)^0.45+0.099

当-0.018≤R、G、B≤0.018时：

R'=4.5×R

G'=4.5×G （10）

B'=4.5×B

当R、G、B>0.018时：

R'=1.099×R^0.45-0.099

G'=1.099×G^0.45-0.099 （11）

B'=1.099×B^0.45-0.099

例如，接前述例子，按照公式（9）、（10）、（11）将表8中的第二线性RGB数据转换成第二非线性R’G’B’数据，如表9所示：

表9

步骤S5：将上述第二非线性数据进行量化，删除量化后的数据中的溢出部分，根据删除后的结果输出相应信号颜色。

得到第二非线性R’G’B’数据后，对第二非线性数据进行量化，删除量化后的数据中的溢出部分，根据删除后的结果输出相应信号颜色，具体的，在本实施例中在宽色域屏幕上输出相应信号颜色。

例如，接前述例子，表9中得到的第二非线性R’G’B’数据进行8bit量化后，量化后的数据如表10所示：

表10

由表10可见，此时各块ColorBar中出现溢出的情况要好很多。直接截断溢出部分、不做其他修正处理送入显示，测试各ColorBar的物理色度如表11所示：

表11

与表12中的理论值相比较：

表12

可见各ColorBar的数值是非常接近的。由此可以判断，本发明的技术在宽色域电视机上对于xvYCC信号的颜色还原是非常准确的。

本实施例的方法是基于IEC61966-2-4的xvYCC信号标准解码算法，通过将数据格式转换后进行色域收缩，使xvYCC信号的色域与显示系统的色域相匹配，解决了在宽色域显示系统上xvYCC信号颜色还原失真的问题。由IEC61966-2-4规格书知，xvYCC与ITU-RBT.601/709除了YCbCr数据取值范围不同之外没有本质区别，所以本实施例的方法同时也解决了非xvYCC的YCbCr信号在宽色域显示系统上的颜色还原失真问题。

进一步的，为了更加详细的描述前述实施例中第三计算公式的推导过程，本发明实施例做以下更为具体的描述:

先排除显示系统在物理上的颜色差异，假定在理想情况下，宽色域显示系统的色域边界与xvYCC色域边界完全相同。则由于信号色域为sRGB，小于物理色域xvYCC，显示会出现放大失真，必须将信号数据进行反映射处理，即需要将物理色域的坐标映射到信号色域内，得到如下关系式：

${\left[\begin{array}{ccc}{X}_R& Y_R& Z_R\\ X_G& Y_G& Z_G\\ X_B& Y_B& Z_B\\ X_W& Y_W& Z_W\end{array}\right]}_{\mathrm{xvYCC}}\&times;T={\left[\begin{array}{ccc}{X}_R& Y_R& Z_R\\ X_G& Y_G& Z_G\\ X_B& Y_B& Z_B\\ X_W& Y_W& Z_W\end{array}\right]}_{\mathrm{sRGB}}---\left(12\right)$

其中T为一个3×3矩阵。其中，xvYCC色域坐标如表13所示：

表13

	R	G	B	W
					x:	0.6922	0.299	0.1371	0.3127
y:	0.3301	0.6217	0.0386	0.3290

sRGB色域坐标如表14所示：

表14

	R	G	B	W
					x:	0.64	0.3	0.15	0.3127
y:	0.33	0.6	0.06	0.3290

由CIE1931XYZ与Yxy之间的关系式：

$\begin{array}{c}X=\frac{x}{y}Y\\ Y=Y\\ Z=\frac{1-x-y}{y}Y\end{array}---\left(13\right)$

先转换xvYCC的xy坐标到XYZ坐标，如表15所示：

表15

	R	G	B	W
					X:	2.09694YR	0.48094YG	3.55181YB	0.95046YW
Y:	YR	YG	YB	YW

Z:

-0.06756YR

0.12756YG

21.35492YB

1.08906YW

其中Y_R、Y_G、Y_B、Y_W未知，Y_R+Y_G+Y_B=Y_W，然后利用xvYCC颜色空间XYZ与RGB的转换公式：

$\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{a}_1& a_2& a_3\\ b_1& b_2& b_3\\ c_1& c_2& c_3\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]---\left(14\right)$

公式等号右侧矩阵第二行即为Y_R、Y_G、Y_B的比例，令Y_W=1即可得：

Y_R:Y_G:Y_B:Y_W=b₁:b₂:b₃:1 （15）

为方便推导，先求公式（14）的逆转换公式，即：

$\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{x}_1& x_2& x_3\\ y_1& y_2& y_3\\ z_1& z_2& z_3\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]---\left(16\right)$

解出矩阵数据的推导过程如下：

先解x₁、x₂、x₃，由于公式（16）表示RGB颜色模型各分量与XYZ颜色模型各分量的关系，考虑在RGB颜色模型各顶点处的RGB数值，如表16所示：

表16

	红	绿	蓝	白
					R:	1	0	0	1
G:	0	1	0	1
					B:	0	0	1	1

将G、B、W各点代入公式（16），可以得出如下关系式：

x₁X_G+x₂Y_G+x₃Z_G=0

x₁X_B+x₂Y_B+x₃Z_B=0 （17）

x₁X_W+x₂Y_w+x₃Z_W=1

代入XYZ的数值得到：

0.48094x₁+x₂+0.12756x₃=0

3.55181x₁+x₂+21.35492x₃=0 （18）

(0.95046x₁+x₂+1.08906x₃)Y_w=1

将Y_W=1代入计算，得到：

x₁=3.0265

x₂=-1.3997 （19）

x₃=-0.4378

同理可计算出y₁、y₂、y₃、z₁、z₂、z₃的数值，解得公式（16）为如下公式（20）：

$\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}3.0265& -1.3997& -0.4378\\ -0.8163& 1.7155& 0.0554\\ 0.1186& -0.1823& 0.9821\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]---\left(20\right)$

对公式(20)求逆，即得前述公式（14）为如下公式（21）：

$\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}0.4214& 0.3616& 0.1674\\ 0.2010& 0.7519& 0.0471\\ -0.0136& 0.0959& 1.0067\end{array}\right]---\left(21\right)$

则公式（15）即为公式（22）：

Y_R:Y_G:Y_B:Y_W=0.201:0.7519:0.0471:1 （22）

由上即得xvYCC颜色空间的XYZ坐标，如表17所示：

表17

	R	G	B	W
					X:	0.4214YW	0.3616YW	0.1674YW	0.9505YW
Y:	0.201YW	0.7519YW	0.0471YW	YW
					Z:	-0.0136YW	0.0959YW	1.0067YW	1.0891YW

同理，可得sRGB颜色空间的XYZ坐标，如表18所示：

表18

	R	G	B	W
					X:	0.4124YW	0.3576YW	0.1805YW	0.9505YW
Y:	0.2126YW	0.7152YW	0.0722YW	YW
					Z:	0.0193YW	0.1192YW	0.9505YW	1.0891YW

考虑白平衡点色度相同，为计算简便，将白色点的漂移忽略，则公式（14）可近似改写为：

${\left[\begin{array}{ccc}{X}_R& Y_R& Z_R\\ X_G& Y_G& Z_G\\ X_B& Y_B& Z_B\end{array}\right]}_{\mathrm{xvYCC}}\&times;T={\left[\begin{array}{ccc}{X}_R& Y_R& Z_R\\ X_G& Y_G& Z_G\\ X_B& Y_B& Z_B\end{array}\right]}_{\mathrm{sRGB}}---\left(23\right)$

同时，sRGB与xvYCC之间的包含关系为：

Y_xvYCC=1.1839Y_sRGB （24）

另外，由sRGB与xvYCC之间的包含关系Y_xvYCC=1.1839Y_sRGB，联立公式（23）与（24），以及由xvYCC以及sRGB两个颜色空间的XYZ坐标计算可得：

$T={\left[\begin{array}{ccc}0.4214& 0.201& -0.0136\\ 0.3616& 0.7519& 0.0959\\ 0.1674& 0.0471& 1.0067\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{ccc}0.3483& 0.1796& 0.0163\\ 0.302& 0.6041& 0.1007\\ 0.1524& 0.061& 0.8029\end{array}\right]---\left(25\right)$

得到：

$T=\left[\begin{array}{ccc}0.8257& 0.0577& 0.0624\\ 0.0028& 0.7738& 0.0035\\ 0.0140& 0.0147& 0.7870\end{array}\right]---\left(26\right)$

将公式（26）代入公式（23），得到：

$\left[X^{\text{'}}{Y}^{\text{'}}{Z}^{\text{'}}\right]=\left[\mathrm{XYZ}\right]\left[\begin{array}{ccc}0.8257& 0.0577& 0.0624\\ 0.0028& 0.7738& 0.0035\\ 0.0140& 0.0147& 0.7870\end{array}\right]---\left(27\right)$

公式（27）即为第三计算公式，也即将CIE XYZ数据的边界由xvYCC色域收缩到sRGB色域的计算公式。

图2示出了本发明实施例提供的实现信号颜色显示的装置，该装置可以实现前述实施例所描述的方法。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。参照图2，该实现信号颜色显示装置，包括：转换计算模块21、第一转换模块22、第二转换模块23、第三转换模块24、量化模块25、删除显示模块26。

转换计算模块22，用于将接收到的原始数据进行格式转换，根据预设算法对转换结果进行计算得到第一非线性数据。进一步的，所述转换计算模块22还包括：转换计算子模块221，用于当原始数据为xvYCC数据时，将xvYCC数据由YCbCr数据根据第一公式转换为Y’Cb’Cr’数据，然后将Y’Cb’Cr’数据根据第二公式转换为第一非线性R’G’B’数据。

第一转换模块22，用于将所述第一非线性数据转换为第一线性数据，再将所述第一线性数据转换为三维数据。进一步的，所述第一转换模块22还包括：第一转换子模块221，用于对上述第一非线性R’G’B’数据去Gamma伽玛值后转换为所述第一线性RGB数据，根据转换矩阵对第一线性RGB数据进行计算得到上述三维数据，具体的，第一转换子模块221根据转换矩阵 $\left[\begin{array}{ccc}0.4124& 0.3576& 0.1805\\ 0.2126& 0.7152& 0.0722\\ 0.0193& 0.1192& 0.9505\end{array}\right],$ 对第一线性RGB数据进行计算得到三维数据。

第二转换模块23，用于对所述三维数据进行色域边界转换。进一步的，第二转换模块还包括：第二转换子模块231，用于根据第三公式对所述三维数据进行色域边界转换得到新的三维数据。其中第三公式为： $\left[X^{\text{'}}{Y}^{\text{'}}{Z}^{\text{'}}\right]=\left[\mathrm{XYZ}\right]\left[\begin{array}{ccc}0.8257& 0.0577& 0.0624\\ 0.0028& 0.7738& 0.0035\\ 0.0140& 0.0147& 0.7870\end{array}\right],$ 其中[X Y Z]为所述的三维数据，[X' Y' Z']表示所述的三维数据由xvYCC色域边界转换到sRGB色域得到新的三维数据。

第三转换模块24，用于将进行色域边界转换后的三维数据转换为第二线性数据，再将第二线性数据转换为第二非线性数据。进一步的，所述第三转换模块24，还包括：第三转换子模块241，用于根据上述转换矩阵的逆矩阵将上述新的三维数据转换为第二线性RGB数据；然后对第二线性RGB数据补回所述Gamma伽玛值，将补回结果转换为第二非线性R’G’B’数据。具体的，第三转换子模块241根据前述转换矩阵 $\left[\begin{array}{ccc}0.4124& 0.3576& 0.1805\\ 0.2126& 0.7152& 0.0722\\ 0.0193& 0.1192& 0.9505\end{array}\right]$ 的逆矩阵为 $\left[\begin{array}{ccc}3.241& -1.5374& -0.4986\\ -0.9692& 1.876& 0.0416\\ 0.0556& -0.204& 1.057\end{array}\right]$ 将上述新的三维数据转换为第二线性RGB数据。

量化模块25，用于将所述第二非线性数据进行量化。

删除显示模块26，用于删除量化后的数据中的溢出部分，根据删除后的结果输出相应信号颜色。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种实现信号颜色显示的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将接收到的原始数据进行格式转换，并根据预设算法对转换结果进行计算得到第一非线性数据；

将所述第一非线性数据转换为第一线性数据，再将所述第一线性数据转换为三维数据；

对所述三维数据进行色域边界转换；

将进行色域边界转换后的三维数据转换为第二线性数据，再将所述第二线性数据转换为第二非线性数据；

将所述第二非线性数据进行量化，并删除量化后的数据中的溢出部分，根据删除后的结果输出相应信号颜色；

所述的对所述三维数据进行色域边界转换，具体为：根据第三公式对所述三维数据进行色域边界转换得到新的三维数据；

所述第三公式为：

其中[X Y Z]为所述的三维数据，[X' Y' Z']表示所述的三维数据由xvYCC色域边界转换到sRGB色域得到新的三维数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将接收到的原始数据进行格式转换，并根据预设算法对转换结果进行计算得到第一非线性数据，具体为：

当原始数据为xvYCC数据时，将xvYCC数据由YCbCr数据根据第一公式转换为Y’Cb’Cr’数据，然后将Y’Cb’Cr’数据根据第二公式转换为第一非线性R’G’B’数据；

所述第一公式具体为：

Y'＝(Y_xvYCC(8)-16)/219

Cb'＝(Cb_xvYCC(8)-128)/224；

Cr'＝(Cr_xvYCC(8)-128)/224

所述第二公式具体为：

$\left[\begin{array}{c}{R}^{\&prime;}\\ G^{\&prime;}\\ B^{\&prime;}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 1.5748\\ 1& -0.1873& -0.4681\\ 1& 1.8556& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{Y^{\&prime;}}_{709}\\ {{\mathrm{Cb}}^{\&prime;}}_{709}\\ {{\mathrm{Cr}}^{\&prime;}}_{709}\end{array}\right].$

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述的将所述第一非线性数据转换为第一线性数据，再所述第一线性数据转换为三维数据，具体为：对所述第一非线性R’G’B’数据去Gamma伽玛值后转换为所述第一线性RGB数据，根据转换矩阵对第一线性RGB数据进行计算得到所述三维数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的将进行色域边界转换后的三维数据转换为第二线性数据，再将所述第二线性数据转换为第二非线性数据，具体为：

根据所述转换矩阵的逆矩阵将所述新的三维数据转换为第二线性RGB数据；对所述第二线性RGB数据补回所述Gamma伽玛值，将补回结果转换为第二非线性R’G’B’数据。

5.一种实现信号颜色显示的装置，其特征在于，包括：

转换计算模块，用于将接收到的原始数据进行格式转换，并根据预设算法对转换结果进行计算得到第一非线性数据；

第一转换模块，用于将所述第一非线性数据转换为第一线性数据，再将所述第一线性数据转换为三维数据；

第二转换模块，用于对所述三维数据进行色域边界转换；

第三转换模块，用于将进行色域边界转换后的三维数据转换为第二线性数据，再将所述第二线性数据转换为第二非线性数据；

量化模块，用于将所述第二非线性数据进行量化；

删除显示模块，用于删除量化后的数据中的溢出部分，根据删除后的结果输出相应信号颜色；

所述第二转换模块还包括：第二转换子模块，用于根据第三公式对所述三维数据进行色域边界转换得到新的三维数据；

所述第三公式为：

其中[X Y Z]为所述的三维数据，[X' Y' Z']表示所述的三维数据由xvYCC色域边界转换到sRGB色域得到新的三维数据。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述转换计算模块还包括：

转换计算子模块，用于当原始数据为xvYCC数据时，将xvYCC数据由YCbCr数据根据第一公式转换为Y’Cb’Cr’数据，然后将Y’Cb’Cr’数据根据第二公式转换为第一非线性R’G’B’数据；

所述第一公式具体为：

Y'＝(Y_xvYCC(8)-16)/219

Cb'＝(Cb_xvYCC(8)-128)/224；

Cr'＝(Cr_xvYCC(8)-128)/224

所述第二公式具体为：

$\left[\begin{array}{c}{R}^{\&prime;}\\ G^{\&prime;}\\ B^{\&prime;}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 1.5748\\ 1& -0.1873& -0.4681\\ 1& 1.8556& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{Y^{\&prime;}}_{709}\\ {{\mathrm{Cb}}^{\&prime;}}_{709}\\ {{\mathrm{Cr}}^{\&prime;}}_{709}\end{array}\right].$

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述第一转换模块还包括：第一转换子模块，用于对所述第一非线性R’G’B’数据去Gamma伽玛值后转换为所述第一线性RGB数据，根据转换矩阵对第一线性RGB数据进行计算得到所述三维数据。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第三转换模块，还包括：

第三转换子模块，用于根据所述转换矩阵的逆矩阵将所述新的三维数据转换为第二线性RGB数据，再所述第二线性RGB数据补回所述Gamma伽玛值，将补回结果转换为第二非线性R’G’B’数据。