CN104103254A - 提高wrgb色彩饱和度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高WRGB色彩饱和度的方法，包括如下步骤：步骤1、输入原始RGB信号；步骤2、将原始RGB信号转换到HSV色彩空间；步骤3、对S、V进行变换，得到新的H S’V’色彩空间，以增强色彩饱和度；步骤4、对步骤3得到的H S’V’进行转换处理得到R’G’B’信号；步骤5、对步骤4得到的R’G’B’信号进行转换处理得到W”R”G”B”信号；步骤6、输出W”R”G”B”信号。该方法能够使得液晶显示面板的色彩饱和度提升，显示效果更加鲜艳，画质更佳，解决现有WRGB技术中存在的灰阶过渡不平滑、在某些灰阶出现水印现象等问题。

Description

提高WRGB色彩饱和度的方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种提高WRGB色彩饱和度的方法。

背景技术

液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)与有机发光二极管显示器(Organic Light Emitting Diode，OLED)等平板显示装置已经逐步取代CRT显示器，成为了当今市场的主流产品。显示面板是LCD、OLED等平板显示装置的重要组成部分。对LCD而言，其液晶显示面板的结构是一般由一彩色滤光片基板(Color Filter，CF)、一薄膜晶体管阵列基板(Thin Film Transistor ArraySubstrate，TFT Array Substrate)、以及一配置于两基板间的液晶层(LiquidCrystal Layer)所构成，其工作原理是通过在两片玻璃基板上施加驱动电压来控制液晶层的液晶分子的旋转，将背光模组提供的光线折射出来产生图像。

传统的液晶显示面板具有多个呈矩阵式排列的像素，每一像素又包括红(Red，R)、绿(Green，G)、蓝(Blue，B)三个子像素。由于现有技术中所采用的R、G、B彩色滤光片都是吸收型色层，当光线入射时，只有相应颜色的光才能透过，而另外两种颜色的光均被吸收，使得显示面板的透光率较低。由此，出现了在一个像素内形成红、绿、蓝、空白(White，W)四个子像素的显示技术。其中，W子像素不添加色层，通过控制其对应的灰阶来控制该W子像素的透光量，可以提高显示面板的透光率。目前，具有WRGB四个子像素的液晶显示面板已经在LCD显示器中广泛使用，但该类显示面板由于W子像素的加入，导致人眼观察到的彩色画面的色彩饱和度(Saturation，S)降低，色彩不够鲜艳，且显示的画面出现泛白的状况。

WminRGB演算法是一种使用最广泛的将RGB信号转换至WRGB信号的演算方法，该方法计算简单，但因缺少适当的亮度与灰阶的转换，导致图像的色彩饱和度较差，即使采用正弦函数S’＝Sin(π/2×S)将实际的色彩饱和度S增强至S’，最终的WRGB图像色彩饱和度的增强效果也并不十分明显。请参阅图4，使用三星技术将RGB转换至WRGB后，存在灰阶过渡不平滑、在某些灰阶出现水印现象等问题。

因此，需要进一步增强液晶显示面板的色彩饱和度，提升其亮度，以达到更好的显示效果。

HSV(Hue、Saturation、Value)色彩模型与增强色彩饱和度有密切的联系，它是根据颜色的直观特性创建的一种颜色空间，又称为六角锥体模型。这个模型中的颜色参数分别是：色调(Hue，H),饱和度(Saturation，S),亮度(Value，V)，其中色调采用角度进行标定，取值范围是0°～360°，饱和度的取值范围是0.0～1.0，亮度的取值范围是0.0(黑色)～1.0(白色)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高WRGB色彩饱和度的方法，使得液晶显示面板的色彩饱和度提升，显示效果更加鲜艳，画质更佳，并解决了现有WRGB技术中存在的灰阶过渡不平滑、在某些灰阶出现水印现象等问题。

为实现上述目的，本发明提供一种提高WRGB色彩饱和度的方法，包括如下步骤：

步骤1、输入原始RGB信号；

步骤2、将原始RGB信号转换到HSV色彩空间；

H代表色调，S代表饱和度，V代表亮度；

步骤3、对S、V进行变换，得到新的H S’V’色彩空间，以增强色彩饱和度；

变换公式为：

$S^{,}\left(S\right)=\frac{N\×(1+N)}{{(\frac{N\×(1+N)}{{(s-1)}^2+N}-N-1)}^2+N}-N$

$V^{,}\left(V\right)=\frac{M\×(1+M)}{{(\frac{M\×(1-M)}{{(v-1)}^2+M}-M-1)}^2+M}-M$

S’代表变换后的色彩饱和度，V’代表变换后的亮度，s、v分别为对应于S、V的取值，N为大于1的常数，M为大于1的常数；

步骤4、对步骤3得到的H S’V’进行转换处理得到R’G’B’信号；

步骤5、对步骤4得到的R’G’B’信号进行转换处理得到W”R”G”B”信号；

W”信号为对应于空白子像素的信号；

步骤6、输出W”R”G”B”信号。

所述步骤2将原始RGB信号转换到HSV色彩空间，所采用的转换公式为：

$s=\left\{\begin{array}{cc}0,& \mathrm{if}\max =0\\ \frac{\max -\min }{\max }=1-\frac{\min }{\max },& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.$

v＝max

h、s、v分别为对应于H、S、V的取值，r表示R子像素的亮度，g表示G子像素的亮度，b表示B子像素的亮度，max＝max(r，g，b)，min＝min(r，g，b)。

所述步骤3中的常数N与M可以相等，也可以不等。

所述步骤4对H S’V’进行转换处理得到R’G’B’信号，所采用的转换公式为：

$f=\frac{h}{60}-h_i$

p＝v’×(1-s’)

q＝v’×(1-f×s’)

t＝v’×(1-(1-f)×s’)

$(R^{,},G^{,},B^{,})=\left\{\begin{array}{cc}(v,t,p)& {\mathrm{ifh}}_i=0\\ (q,v,p)& {\mathrm{ifh}}_i=1\\ (p,v,t)& {\mathrm{ifh}}_i=2\\ (p,q,v)& {\mathrm{ifh}}_i=3\\ (t,p,v)& {\mathrm{ifh}}_i=4\\ (v,p,q)& {\mathrm{ifh}}_i=5\end{array}\right.$

h、v’、s’分别对应于H、经步骤3变换后的V’、S’的取值。

所述步骤5采用WminRGB演算法得到W”信号，取W”信号为R”G”B”信号的最小灰阶值。

一种提高WRGB色彩饱和度的方法，包括如下步骤：

步骤1’、输入原始RGB信号；

步骤2’、将原始RGB信号进行转换处理得到W’R’G’B’信号；

W’信号为对应于空白子像素的信号；

步骤3’、将R’G’B’信号转换到HSV色彩空间；

H代表色调，S代表饱和度，V代表亮度；

步骤4’、对S、V进行变换，得到新的H S’V’色彩空间，以增强色彩饱和度；

变换公式为：

$S^{,}\left(S\right)=\frac{N\×(1+N)}{{(\frac{N\×(1+N)}{{(s-1)}^2+N}-N-1)}^2+N}-N$

$V^{,}\left(V\right)=\frac{M\×(1+M)}{{(\frac{M\×(1-M)}{{(v-1)}^2+M}-M-1)}^2+M}-M$

S’代表变换后的色彩饱和度，V’代表变换后的亮度，s、v分别为对应于S、V的取值，N为大于1的常数，M为大于1的常数；

步骤5’、对步骤4’得到的H S’V’进行转换处理得到R”G”B”信号；

步骤6’、输出W’R”G”B”信号。

所述步骤2’采用WminRGB演算法得到W’信号，取W’信号为R’G’B’信号的最小灰阶值。

所述步骤3’将R’G’B’信号转换到HSV色彩空间,所采用的转换公式为：

$s=\left\{\begin{array}{cc}0,& \mathrm{if}\max =0\\ \frac{\max -\min }{\max }=1-\frac{\min }{\max },& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.$

v＝max

h、s、v分别为对应于H、S、V的取值，r表示R像素对应于转换后的信号R’的亮度，g表示G像素对应于转换后的信号G’的亮度，b表示B像素对应于转换后的信号B’的亮度，max＝max(r，g，b)，min＝min(r，g，b)。

所述步骤4’中的常数N与M可以相等，也可以不等。

所述步骤5’对H S’V’进行转换处理得到R”G”B”信号，所采用的转换公式为：

$f=\frac{h}{60}-h_i$

p＝v’×(1-s’)

q＝v’×(1-f×s’)

t＝v’×(1-(1-f)×s’)

$(R^{,,},G^{,,},B^{,,})=\left\{\begin{array}{cc}(v,t,p)& {\mathrm{ifh}}_i=0\\ (q,v,p)& {\mathrm{ifh}}_i=1\\ (p,v,t)& {\mathrm{ifh}}_i=2\\ (p,q,v)& {\mathrm{ifh}}_i=3\\ (t,p,v)& {\mathrm{ifh}}_i=4\\ (v,p,q)& {\mathrm{ifh}}_i=5\end{array}\right.$

h、v’、s’分别对应于H、经步骤4’变换后的V’、S’的取值。

本发明的有益效果：本发明的提高WRGB色彩饱和度的方法，通过在HSV色彩空间中对色彩饱和度S和亮度V进行变换，使色彩饱和度S增强，能够使得液晶显示面板的色彩饱和度提升，显示效果更加鲜艳，画质更佳，并解决了现有WRGB技术中存在的灰阶过渡不平滑、在某些灰阶出现水印现象等问题。

附图说明

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图中:

图1为本发明提高WRGB色彩饱和度的方法的一种实施方式的流程图；

图2为本发明提高WRGB色彩饱和度的方法的另一种实施方式的流程图；

图3为由本发明提高WRGB色彩饱和度的方法得到的色彩饱和度S’与原色彩饱和度S的曲线关系图；

图4为本发明提高WRGB色彩饱和度的方法与现有技术的灰阶对比图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。

请参阅图1，为本发明提高WRGB色彩饱和度的方法的一种实施方式的流程图，包括如下步骤：

步骤1、输入原始RGB信号。

步骤2、将原始RGB信号转换到HSV色彩空间。

H代表色调，S代表饱和度，V代表亮度。

该步骤2所采用的转换公式为：

$s=\left\{\begin{array}{cc}0,& \mathrm{if}\max =0\\ \frac{\max -\min }{\max }=1-\frac{\min }{\max },& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.---\left(2\right)$

20

v＝max  (3)

其中：h、s、v为对应于H、S、V的取值，r表示R子像素的亮度，g表示G子像素的亮度，b表示B子像素的亮度，max＝max(r，g，b)，min＝min(r，g，b)。

步骤3、对S、V进行变换，得到新的H S’V’色彩空间，以增强色彩饱和度。

该步骤3所采用的变换公式为：

$S^{,}\left(S\right)=\frac{N\×(1+N)}{{(\frac{N\×(1+N)}{{(s-1)}^2+N}-N-1)}^2+N}-N---\left(4\right)$

$V^{,}\left(V\right)=\frac{M\×(1+M)}{{(\frac{M\×(1-M)}{{(v-1)}^2+M}-M-1)}^2+M}-M---\left(5\right)$

其中：S’代表变换后的色彩饱和度，V’代表变换后的亮度，s、v分别为对应于S、V的取值，N为大于1的常数，M为大于1的常数，N与M可以相等也可以不等。

由调节(3)式、(4)式中的参数N、M，即可通过变换得到不同的色彩饱和度S’、亮度V’，达到不同的色彩模拟效果。

针对(4)式，其基本函数形式为：

$F\left(X\right)=\frac{N\×(1+N)}{{(x-1)}^2+N}-N---\left(6\right)$

其中：x∈[0，1]。

图3为通过该步骤3得到的色彩饱和度S’与原色彩饱和度S的曲线关系图，由图可知：在S∈[0，1]范围内，S’>S，且参数N可以调节，N值越大，在中低饱和度范围内(S<0.5)，S’与S的差值越大，对中低色彩饱和度的增强效果越明显，色彩越鲜艳。

步骤4、对步骤3得到的H S’V’进行转换处理得到R’G’B’信号。

该步骤4所采用的转换公式为：

$f=\frac{h}{60}-h_i---\left(7\right)$

p＝v’×(1-s’)

q＝v’×(1-f×s’)

t＝v’×(1-(1-f)×s’)

$(R^{,},G^{,},B^{,})=\left\{\begin{array}{cc}(v,t,p)& {\mathrm{ifh}}_i=0\\ (q,v,p)& {\mathrm{ifh}}_i=1\\ (p,v,t)& {\mathrm{ifh}}_i=2\\ (p,q,v)& {\mathrm{ifh}}_i=3\\ (t,p,v)& {\mathrm{ifh}}_i=4\\ (v,p,q)& {\mathrm{ifh}}_i=5\end{array}\right.---\left(8\right)$

h、v’、s’分别对应于H、经步骤3变换后的V’、S’的取值。

步骤5、对步骤4得到的R’G’B’信号进行转换处理得到W”R”G”B”信号。

其中，W”信号为对应于空白子像素的信号。具体的，在该步骤5中采用WminRGB演算法得到W”信号，取W”信号为R”G”B”信号的最小灰阶值。

步骤6、输出W”R”G”B”信号。

请参阅图2，为本发明提高WRGB色彩饱和度的方法的另一种实施方式的流程图，包括如下步骤：

步骤1’、输入原始RGB信号。

步骤2’、将原始RGB信号进行转换处理得到W’R’G’B’信号。

其中，W’信号为对应于空白子像素的信号。具体的，在该步骤2’中采用WminRGB演算法得到W’信号，取W’信号为R’G’B’信号的最小灰阶值。

步骤3’、将R’G’B’信号转换到HSV色彩空间。

H代表色调，S代表饱和度，V代表亮度。

该步骤3’所采用的转换公式为：

$s=\left\{\begin{array}{cc}0,& \mathrm{if}\max =0\\ \frac{\max -\min }{\max }=1-\frac{\min }{\max },& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.---\left(2^{,}\right)$

v＝max  (3’)

h、s、v分别为对应于H、S、V的取值，r表示R像素对应于转换后的信号R’的亮度，g表示G像素对应于转换后的信号G’的亮度，b表示B像素对应于转换后的信号B’的亮度，max＝max(r，g，b)，min＝min(r，g，b)。

步骤4’、对S、V进行变换，得到新的H S’V’色彩空间，以增强色彩饱和度；

该步骤4’所采用的变换公式为：

$S^{,}\left(S\right)=\frac{N\&times;(1+N)}{{(\frac{N\&times;(1+N)}{{(s-1)}^2+N}-N-1)}^2+N}-N---\left(4^{,}\right)$

$V^{,}\left(V\right)=\frac{M\&times;(1+M)}{{(\frac{M\&times;(1-M)}{{(v-1)}^2+M}-M-1)}^2+M}-M---\left(5^{,}\right)$

其中：S’代表变换后的色彩饱和度，V’代表变换后的亮度，s、v分别为对应于S、V的取值，N为大于1的常数，M为大于1的常数，N与M可以相等也可以不等。

由调节(3’)式、(4’)式中的参数N、M，即可通过变换得到不同的色彩饱和度S’、亮度V’，达到不同的色彩模拟效果。

针对(4’)式，其基本函数形式为：

$F\left(X\right)=\frac{N\&times;(1+N)}{{(x-1)}^2+N}-N---\left(6^{,}\right)$

其中：x∈[0，1]。

图3为通过该步骤4’得到的色彩饱和度S’与原色彩饱和度S的曲线关系图，由图可知：在S∈[0，1]范围内，S’>S，且参数N可以调节，N值越大，在中低饱和度范围内(S<0.5)，S’与S的差值越大，对中低色彩饱和度的增强效果越明显，色彩越鲜艳。

步骤5’、对步骤4’得到的H S’V’进行转换处理得到R”G”B”信号。

该步骤5’所采用的转换公式为：

$f=\frac{h}{60}-h_i---\left(7^{,}\right)$

p＝v’×(1-s’)

q＝v’×(1-f×s’)

t＝v’×(1-(1-f)×s’)

$(R^{,,},G^{,,},B^{,,})=\left\{\begin{array}{cc}(v,t,p)& {\mathrm{ifh}}_i=0\\ (q,v,p)& {\mathrm{ifh}}_i=1\\ (p,v,t)& {\mathrm{ifh}}_i=2\\ (p,q,v)& {\mathrm{ifh}}_i=3\\ (t,p,v)& {\mathrm{ifh}}_i=4\\ (v,p,q)& {\mathrm{ifh}}_i=5\end{array}\right.---\left(8^{,}\right)$

h、v’、s’分别对应于H、经步骤4’变换后的V’、S’的取值。

步骤6’、输出W’R”G”B”信号。

与现有技术比较，使用本发明提高WRGB色彩饱和度的方法进行显示，画面的鲜艳程度大幅提升，尤其是在肤色部分最接近原始图像，显示效果更好。请参阅图4，本发明提高WRGB色彩饱和度的方法与现有技术比较，灰阶过渡较平滑、无水印现象产生。

综上所述，本发明的提高WRGB色彩饱和度的方法，通过在HSV色彩空间中对色彩饱和度S和亮度V进行变换，使色彩饱和度S增强，能够使得液晶显示面板的色彩饱和度提升，显示效果更加鲜艳，画质更佳，并解决了现有WRGB技术中存在的灰阶过渡不平滑、在某些灰阶出现水印现象等问题。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种提高WRGB色彩饱和度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、输入原始RGB信号；

步骤2、将原始RGB信号转换到HSV色彩空间；

H代表色调，S代表饱和度，V代表亮度；

步骤3、对S、V进行变换，得到新的H S’V’色彩空间，以增强色彩饱和度；

变换公式为：

$S^{,}\left(S\right)=\frac{N\&times;(1+N)}{{(\frac{N\&times;(1+N)}{{(s-1)}^2+N}-N-1)}^2+N}-N$

$V^{,}\left(V\right)=\frac{M\&times;(1+M)}{{(\frac{M\&times;(1-M)}{{(v-1)}^2+M}-M-1)}^2+M}-M$

S’代表变换后的色彩饱和度，V’代表变换后的亮度，s、v分别为对应于S、V的取值，N为大于1的常数，M为大于1的常数；

步骤4、对步骤3得到的H S’V’进行转换处理得到R’G’B’信号；

步骤5、对步骤4得到的R’G’B’信号进行转换处理得到W”R”G”B”信号；

W”信号为对应于空白子像素的信号；

步骤6、输出W”R”G”B”信号。

2.如权利要求1所述的提高WRGB色彩饱和度的方法，其特征在于，所述步骤2将原始RGB信号转换到HSV色彩空间，所采用的转换公式为：

$s=\left\{\begin{array}{cc}0,& \mathrm{if}\max =0\\ \frac{\max -\min }{\max }=1-\frac{\min }{\max },& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.$

v＝max

h、s、v分别为对应于H、S、V的取值，r表示R子像素的亮度，g表示G子像素的亮度，b表示B子像素的亮度，max＝max(r，g，b)，min＝min(r，g，b)。

3.如权利要求1所述的提高WRGB色彩饱和度的方法，其特征在于，所述步骤3中的常数N与M相等或不等。

4.如权利要求1所述的提高WRGB色彩饱和度的方法，其特征在于，所述步骤4对H S’V’进行转换处理得到R’G’B’信号，所采用的转换公式为：

$f=\frac{h}{60}-h_i$

p＝v’×(1-s’)

q＝v’×(1-f×s’)

t＝v’×(1-(1-f)×s’)

$(R^{,},G^{,},B^{,})=\left\{\begin{array}{cc}(v,t,p)& {\mathrm{ifh}}_i=0\\ (q,v,p)& {\mathrm{ifh}}_i=1\\ (p,v,t)& {\mathrm{ifh}}_i=2\\ (p,q,v)& {\mathrm{ifh}}_i=3\\ (t,p,v)& {\mathrm{ifh}}_i=4\\ (v,p,q)& {\mathrm{ifh}}_i=5\end{array}\right.$

h、v’、s’分别对应于H、经步骤3变换后的V’、S’的取值。

5.如权利要求1所述的提高WRGB色彩饱和度的方法，其特征在于，所述步骤5采用WminRGB演算法得到W”信号，取W”信号为R”G”B”信号的最小灰阶值。

6.一种提高WRGB色彩饱和度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1’、输入原始RGB信号；

步骤2’、将原始RGB信号进行转换处理得到W’R’G’B’信号；

W’信号为对应于空白子像素的信号；

步骤3’、将R’G’B’信号转换到HSV色彩空间；

H代表色调，S代表饱和度，V代表亮度；

步骤4’、对S、V进行变换，得到新的H S’V’色彩空间，以增强色彩饱和度；

变换公式为：

$S^{,}\left(S\right)=\frac{N\&times;(1+N)}{{(\frac{N\&times;(1+N)}{{(s-1)}^2+N}-N-1)}^2+N}-N$

$V^{,}\left(V\right)=\frac{M\&times;(1+M)}{{(\frac{M\&times;(1-M)}{{(v-1)}^2+M}-M-1)}^2+M}-M$

S’代表变换后的色彩饱和度，V’代表变换后的亮度，s、v分别为对应于S、V的取值，N为大于1的常数，M为大于1的常数；

步骤5’、对步骤4’得到的H S’V’进行转换处理得到R”G”B”信号；

步骤6’、输出W’R”G”B”信号。

7.如权利要求6所述的提高WRGB色彩饱和度的方法，其特征在于，所述步骤2’采用WminRGB演算法得到W’信号，取W’信号为R’G’B’信号的最小灰阶值。

8.如权利要求6所述的提高WRGB色彩饱和度的方法，其特征在于，所述步骤3’将R’G’B’信号转换到HSV色彩空间,所采用的转换公式为：

$s=\left\{\begin{array}{cc}0,& \mathrm{if}\max =0\\ \frac{\max -\min }{\max }=1-\frac{\min }{\max },& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.$

v＝max

h、s、v分别为对应于H、S、V的取值，r表示R像素对应于转换后的信号R’的亮度，g表示G像素对应于转换后的信号G’的亮度，b表示B像素对应于转换后的信号B’的亮度，max＝max(r，g，b)，min＝min(r，g，b)。

9.如权利要求6所述的提高WRGB色彩饱和度的方法，其特征在于，所述步骤4’中的常数N与M相等或不等。

10.如权利要求6所述的提高WRGB色彩饱和度的方法，其特征在于，所述步骤5’对H S’V’进行转换处理得到R”G”B”信号，所采用的转换公式为：

$f=\frac{h}{60}-h_i$

p＝v’×(1-s’)

q＝v’×(1-f×s’)

t＝v’×(1-(1-f)×s’)

$(R^{,,},G^{,,},B^{,,})=\left\{\begin{array}{cc}(v,t,p)& {\mathrm{ifh}}_i=0\\ (q,v,p)& {\mathrm{ifh}}_i=1\\ (p,v,t)& {\mathrm{ifh}}_i=2\\ (p,q,v)& {\mathrm{ifh}}_i=3\\ (t,p,v)& {\mathrm{ifh}}_i=4\\ (v,p,q)& {\mathrm{ifh}}_i=5\end{array}\right.$

h、v’、s’分别对应于H、经步骤4’变换后的V’、S’的取值。