CN109410875A - 三色数据到四色数据的转换方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种三色数据到四色数据的转换方法及装置。所述转换方法中，通过对每个所述像素点中所述红色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的第一刺激值信号、所述绿色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的第二刺激值信号以及所述蓝色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的第三刺激值信号进行增益处理，使得所述白色子像素的刺激值信号可根据所述像素点的亮度进行调整，以使后续可根据所述白色子像素的刺激值信号计算所述白色子像素的灰阶值，提高了光的穿透率和画面亮度，同时还可以减少所述白色子像素在各方向上的投射亮度的差异，从而改善大视角色偏的情况。
Description
技术领域
本发明涉及显示领域，尤其涉及一种三色数据到四色数据的转换方法及装置。
背景技术
一般液晶显示器由红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素产生的三色光源混色生成需要显示的色彩。红绿蓝三色光源是由红绿蓝子像素(即红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素)中的吸收光阻材料对非红绿蓝的光波段进行吸收，使得红绿蓝子像素产生对应的红绿蓝三色光源。例如，红色子像素的红色光阻材料对于非红色波长范围的可见光吸收，对应红色波长范围的可见光穿透，同理绿色子像素的绿色光阻材料对于非绿色波长范围的可见光吸收，对应绿色波长范围的可见光穿透，蓝色子像素的蓝色光阻材料对于非蓝色波长范围的可见光吸收，对应蓝色波长范围的可见光穿透。由此可以理解以白光为主的可见光背光光源通过红绿蓝子像素时仅会有部分光源通过。
随着显示器解析度的提高，从现行普遍4K解析度显示器发展到8K解析度显示器后，子像素的增加导致对应像素开口率的下降，高解析度显示器穿透率降低，光利用率下降。因此，对应4色子像素开发，除了原来的红绿蓝三个子像素对应混色色彩，第4色子像素开发采用高穿透率的子像素技术，使得显示器可以有高的解析度呈现并且兼顾显示器穿透率的提升，光效率的提升，确保高解析度显示器同时能兼顾背光架构的成本。现行市面上已完成开发并产品化的4色子像素是以白色子像素、红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素构成的混色色彩显示器，其中白色子像素无需要吸收可见光能量的光阻吸收材料，可以提升显示器中光的穿透率得提升，进而提高光的利用效率。
但是目前市售的4色子像素产品为采用液晶模式为IPS(In-Plane Switching，平面转换)型的液晶显示器，IPS型液晶显示器由于具备全波长正视角及大视角相同得穿透率全波长穿透率比例特性，因此可以确保正视角观赏与大视角观赏的光学特性维持相同的颜色表现，不会产生色差。VA(Vertical Alignment，垂直配向技术)型液晶显示器相较于IPS显示器具备生产量率高，生产成本低的特性，但是由于VA型液晶显示器正视角及大视角的可见光全波长穿透率特性并不相同，使得VA型液晶显示器在大视角观赏的光学特性无法维持与正视角观赏时的颜色相同，存在大视角色偏缺陷。
发明内容
基于此，本发明提供了一种三色数据到四色数据转换方法以及装置，以解决光穿透率低以及大视角色偏的问题。
本发明提供了一种三色数据到四色数据的转换方法，包括：
获取当前帧画面每个像素点中红色子像素的灰阶值、绿色子像素的灰阶值和蓝色子像素的灰阶值；
根据所述红色子像素的灰阶值、所述绿色子像素的灰阶值和所述蓝色子像素的灰阶值，分别计算所述红色子像素的三刺激值信号、所述绿色子像素的三刺激值信号和所述蓝色子像素的三刺激值信号；
根据每个所述子像素的增益值，分别对第一刺激值信号、第二刺激值信号以及第三刺激值信号进行增益处理，其中所述第一刺激值信号为所述红色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号，所述第二刺激值信号为所述绿色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号，所述第三刺激值信号为所述蓝色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号；以及
根据所述增益处理后的第一刺激值信号、所述增益处理后的第二刺激值信号和所述增益处理后的所述第三刺激值信号的最小值确定白色子像素的刺激值信号。
在其中一个实施例中，当所述白色子像素的刺激值信号大于或等于1时，所述白色子像素的刺激值信号取值为1。
在其中一个实施例中，所述转换方法还包括：
根据每个所述像素点对应的所述增益处理后的第一刺激值信号、所述增益处理后的第二刺激值信号、所述增益处理后的所述第三刺激值信号以及白色子像素的刺激值信号，确定在所述四色数据对应的色域中所述红色子像素、所述绿色子像素和所述蓝色子像素分别对应的刺激值信号。
在其中一个实施例中，将所述增益处理后的第一刺激值信号与所述白色子像素的刺激值信号的差值，作为所述四色数据对应的色域中所述红色子像素的刺激值信号；
将所述增益处理后的第二刺激值信号与所述白色子像素的刺激值信号的差值，作为所述四色数据对应的色域中所述绿色子像素的刺激值信号；以及
将所述增益处理后的第三刺激值信号与所述白色子像素的刺激值信号的差值作为所述四色数据对应的色域中所述蓝色子像素的刺激值信号。
在其中一个实施例中，
所述红色子像素三刺激值信号中的刺激值信号RX为所述红色子像素三刺激值信号中对混色颜色最大的刺激值信号，所述第一刺激值信号为所述刺激值信号RX；
所述绿色子像素三刺激值信号中的刺激值信号GY为所述绿色子像素三刺激值信号中对混色颜色最大的刺激值信号，所述第二刺激值信号为所述刺激值信号GY；以及
所述蓝色子像素三刺激值信号中的刺激值信号BZ为所述蓝色子像素三刺激值信号中对混色颜色最大的刺激值信号，所述第三刺激值信号为所述刺激值信号BZ。
在其中一个实施例中，在所述分别对所述第一刺激值信号、所述第二刺激值信号和所述第三刺激值信号进行增益处理之前，所述转换方法还包括：
根据每个所述像素点对应的所述红色子像素的灰阶值、所述绿色子像素的灰阶值和所述蓝色子像素的灰阶值确定所述像素点对应的颜色，并判断所述像素点对应的颜色的色调和饱和度；以及
根据每个所述像素点对应的颜色的色调和饱和度确定所述像素点对应的增益值。
在其中一个实施例中，所述转换方法还包括：
根据所述四色数据对应的色域中所述红色子像素的刺激值信号、所述绿色子像素的刺激值信号、所述蓝色子像素的刺激值信号以及所述白色子像素的刺激值信号，分别计算并输出所述红色子像素、所述绿色子像素、所述蓝色子像素以及所述白色子像素的输出灰阶值。
基于同一发明构思，本发明还提供了另一种三色数据到四色数据的转换方法，包括：
获取当前帧画面第n个像素点中红色子像素的灰阶值、绿色子像素的灰阶值和蓝色子像素的灰阶值；
根据所述红色子像素的灰阶值、所述绿色子像素的灰阶值和所述蓝色子像素的灰阶值，分别计算所述红色子像素的三刺激值信号、所述绿色子像素的三刺激值信号和所述蓝色子像素的三刺激值信号；
根据第n个所述子像素的增益值，分别对第一刺激值信号、第二刺激值信号以及第三刺激值信号进行增益处理，其中所述第一刺激值信号为所述红色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号，所述第二刺激值信号为所述绿色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号，所述第三刺激值信号为所述蓝色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号；以及
根据所述增益处理后的第一刺激值信号、所述增益处理后的第二刺激值信号和所述增益处理后的所述第三刺激值信号的最小值确定所述第n个像素点中白色子像素的刺激值信号；
其中n为大于或等于1的整数。
在其中一个实施例中，所述转换方法还包括：
根据所述第n个像素点对应的所述增益处理后的第一刺激值信号、所述增益处理后的第二刺激值信号、所述增益处理后的所述第三刺激值信号以及白色子像素的刺激值信号，确定在所述四色数据对应的色域中所述红色子像素、所述绿色子像素和所述蓝色子像素分别对应的刺激值信号。
基于同一发明构思，本发明还提供了一种三色数据到四色数据的转换装置，所述转换装置采用上述的转换方法将三色数据转换为四色数据。
综上，本发明提供了一种三色数据到四色数据的转换方法及装置。所述转换方法中，通过获取的当前帧画面每个像素点中红色子像素的灰阶值、绿色子像素的灰阶值和蓝色子像素的灰阶值，分别计算所述红色子像素的三刺激值信号、所述绿色子像素的三刺激值信号和所述蓝色子像素的三刺激值，并分别对第一刺激值信号、第二刺激值信号以及第三刺激值信号进行增益处理，以及根据所述增益处理后的第一刺激值信号、所述增益处理后的第二刺激值信号和所述增益处理后的所述第三刺激值信号的最小值确定白色子像素的刺激值信号；其中所述第一刺激值信号为所述红色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号，所述第二刺激值信号为所述绿色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号，所述第三刺激值信号为所述蓝色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号。本发明提供的转换方法中，通过对每个所述像素点中所述红色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的第一刺激值信号、所述绿色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的第二刺激值信号以及所述蓝色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的第三刺激值信号进行增益处理，使得所述白色子像素的刺激值信号可根据所述像素点的亮度进行调整，以使后续可根据所述白色子像素的刺激值信号计算得到所述白色子像素的灰阶值，提高了光的穿透率和画面亮度，同时还可以减少所述白色子像素在各方向上的投射亮度的差异，从而改善大视角色偏的情况。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种三色数据到四色数据的转换方法的流程示意图；
图2为IPS型液晶显示器中刺激值RY、GY、BY与亮度值的比例特性示意图；
图3为VA型液晶显示器中刺激值RY、GY、BY与亮度值的比例特性示意图；
图4为VA型液晶显示器中刺激值RX、GY和BZ与亮度值的比例特性示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种三色数据到四色数据的转换方法的流程示意图；
图6为HSV颜色模型；
图7为增益值Gain与饱和度S的关系曲线图；
图8为本发明实施例提供的又一种三色数据到四色数据的转换方法的流程示意图；
图9为本发明实施例提供的一种三色数据到四色数据的转换装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
请参见图1，本发明实施例提供了一种三色数据到四色数据的转换方法，包括：
步骤S110，获取当前帧画面每个像素点中红色子像素的灰阶值、绿色子像素的灰阶值和蓝色子像素的灰阶值；
步骤S120，根据所述红色子像素的灰阶值、所述绿色子像素的灰阶值和所述蓝色子像素的灰阶值，分别计算所述红色子像素的三刺激值信号、所述绿色子像素的三刺激值信号和所述蓝色子像素的三刺激值信号；
步骤S150，根据所述子像素的增益值，分别对第一刺激值信号、第二刺激值信号以及第三刺激值信号进行增益处理，其中所述第一刺激值信号为所述红色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号，所述第二刺激值信号为所述绿色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号，所述第三刺激值信号为所述蓝色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号；以及
步骤S160，根据所述增益处理后的第一刺激值信号、所述增益处理后的第二刺激值信号和所述增益处理后的所述第三刺激值信号的最小值确定白色子像素的刺激值信号。
VA型液晶显示器相较于IPS显示器的红绿蓝子像素光学特性不同。IPS显示器的红绿蓝子像素信号对应光学亮度刺激值变化如附图2所示，红绿蓝子像素信号对应光学亮度刺激值信号RY、GY和BY变化相同。VA型液晶显示器红绿蓝子像素信号对应光学亮度度刺激值信号RY、GY和BY变化如附图3所示，红绿蓝子像素信号对应光学亮度度刺激值信号变化不相同，即RY≠GY≠BY。
VA型液晶显示器中，红绿蓝子像素对于混色颜色的影响主要是以红色子像素的三刺激值信号(RX、RY、RZ)中的RX刺激值影响最大，绿色子像素的三刺激值信号(GX、GY、GZ)中的GY刺激值影响最大，蓝色子像素的三刺激值信号(BX、BY、BZ)中的BZ刺激值影响最大。请参考图4，图4中红绿蓝子像素的刺激值信号RX、GY和BZ变化(RX≈GY≈BZ)相较于图3中红绿蓝子像素的刺激值信号RY、GY和BY的变化(RY≠GY≠BY)的比例权重更为接近，基于RX、GY和BZ确定出的白色像素的刺激值信号能够降低像素点各个方向的亮度值差异，以减小大视角色差的产生。
本实施例中，所述三色数据指的是RGB数据，所述四色数据指的是WRGB数据，所述三色数对应的色域指的是RGB色域，所述四色数据对应的色域指的是WRGB色域。
本发明中，通过每个所述像素点对应的增益值确定所述白色子像素的刺激值信号，可使得所述白色子像素的增益与所述像素点的增益保持一致，在提高画面亮度的同时，也改善了四色数据混色后颜色失真的问题，提高了画质饱和度。
在其中一个实施例中，所述红色子像素三刺激值信号中的刺激值信号RX为所述红色子像素三刺激值信号中对混色颜色最大的刺激值信号，所述第一刺激值信号为所述刺激值信号RX。
所述绿色子像素三刺激值信号中的刺激值信号GY为所述绿色子像素三刺激值信号中对混色颜色最大的刺激值信号，所述第二刺激值信号为所述刺激值信号GY。
所述蓝色子像素三刺激值信号中的刺激值信号BZ为所述蓝色子像素三刺激值信号中对混色颜色最大的刺激值信号，所述第三刺激值信号为所述刺激值信号BZ。
本实施例中，所述红色子像素的三刺激值信号：
其中，所述R为红色子像素的灰阶值，所述RX、所述RY和所述RZ为所述红色子像素的三刺激值信号，所述所述和所述分别为所述RX、所述RY和所述RZ对应的幂次函数。
本实施例中，确定出所述红色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的第一刺激值信号的方法包括：
计算刺激函数X、刺激函数Y和刺激函数Z分别与所述红色子像素的穿透谱的重叠，其中所述红色子像素的穿透谱与所述刺激函数X的重叠部分最大；
根据计算结果确定所述红色子像素三刺激值信号中的刺激值信号RX为所述红色子像素三刺激值信号中对混色颜色最大的刺激值信号；以及
将所述刺激值信号RX作为所述第一刺激值信号。
即，在VA型液晶显示器中，红色子像素中刺激值信号RX对混色颜色影响最大，因此将所述红色子像素对应的刺激值信号RX作为所述第一刺激值信号。
所述绿色子像素的三刺激值信号：
其中，所述G为绿色子像素的灰阶值，所述GX、所述GY和所述GZ为所述绿色子像素的三刺激值信号，所述所述和所述分别为所述GX、所述GY和所述GZ对应的幂次函数。
本实施例中，确定出所述绿色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的第二刺激值信号，包括：
计算刺激函数X、刺激函数Y和刺激函数Z分别与所述绿色子像素的穿透谱的重叠，其中所述绿色子像素的穿透谱与所述刺激函数Y的重叠部分最大；
根据计算结果确定所述绿色子像素三刺激值信号中的刺激值信号GY为所述绿色子像素三刺激值信号中对混色颜色最大的刺激值信号；以及
将所述刺激值信号GY作为所述第二刺激值信号。
即，VA型液晶显示器中，绿色子像素中GY对混色颜色影响最大，因此将所述绿色子像素对应的刺激值GY作为所述第二刺激值信号。
所述蓝色子像素的三刺激值信号：
其中，所述B为蓝色子像素的灰阶值，所述BX、所述BY和所述BZ为所述蓝色子像素的三刺激值信号，所述所述和所述分别为所述BX、所述BY和所述BZ对应的幂次函数。
本实施例中，确定出所述蓝色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的第三刺激值信号，包括：
计算刺激函数X、刺激函数Y和刺激函数Z分别与所述蓝色子像素的穿透谱的重叠，其中所述蓝色子像素的穿透谱与所述刺激函数Z的重叠部分最大；
根据计算结果确定所述蓝色子像素三刺激值信号中的刺激值信号BZ为所述蓝色子像素三刺激值信号中对混色颜色最大的刺激值信号；以及
将所述刺激值信号BZ作为所述第三刺激值信号。
即，VA型液晶显示器中，蓝色子像素中BZ对混色颜色影响最大，因此将所述蓝色子像素对应的刺激值BZ作为所述第三刺激值信号。
其中一个实施例中，请参见图5，在所述分别对所述第一刺激值信号、所述第二刺激值信号和所述第三刺激值信号进行增益处理之前，所述转换方法还包括：
步骤S130，根据每个所述像素点对应的所述红色子像素的灰阶值、所述绿色子像素的灰阶值和所述蓝色子像素的灰阶值确定所述像素点对应的颜色，并判断所述像素点对应的颜色的色调和饱和度；以及
步骤S140，根据每个所述像素点对应的颜色的色调和饱和度确定所述像素点对应的增益值。
本实施例中，当RGB三色数据转换为WRGB四色数据时，红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的归一化刺激值信号的增益值Cain(增益)为预先设计的增益G(H，S)函数，所述增益G(H，S)函数表明对于具有不同色相和/或不同饱和度的像素点，其对应的子像素的归一化刺激值信号的增益值不同，即红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的归一化刺激值信号的增益值不同。其中H为色相，S为饱和度，所述色相H和饱和度S是根据所述RGB显示模式下的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素输入的灰阶值确定的。
请参考图6，本实施例中，通过将输入的红色子像素的灰阶值R，绿色子像素的灰阶值G和蓝色子像素的灰阶值B转换成HSV(Hue Saturation and Value，色调、饱和度和色明度)颜色模型，计算所述像素点对应的颜色的色调和饱和度。其中，红色子像素的灰阶值R、绿色子像素的灰阶值G和蓝色子像素的灰阶值B均为0，1，…，255的8比特(bit)灰阶数位信号，各灰阶信号对应于最大灰阶值255的亮度归一化信号分别为r、g和b，其中和所述γr、γg和γb为亮度增益gamma(伽马)信号，将数位灰阶信号转换为亮度信号的指数参数。将红色子像素的灰阶值R，绿色子像素的灰阶值G和蓝色子像素的灰阶值B转换成HSV颜色模型的算法如下：
其中，h为色调的对应值，s为饱和度的对应值。
在其中一个实施例中，当所述白色子像素的刺激值信号大于或等于1时，所述白色子像素的刺激值信号取值为1。
可以理解，本实施例中所述增益处理后的第一刺激值信号R′X＝G(H，S)RX，所述增益处理后的第二刺激值信号G′Y＝G(H，S)GY，所述增益处理后的第三刺激值信号B′Z＝G(H，S)BZ。
可以理解，在WRGB显示模式中，红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的穿透率等于白色子像素的穿透率，因此红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素的刺激值之和最大只能等于红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的刺激值之和的2倍。因此，当所述白色子像素的刺激值信号的增益值Gain小于1时，所述增益值Gain等于根据增益G(H，S)函数计算出的值。当所述白色子像素的刺激值信号大于或等于1时，所述白色子像素的刺激值信号取值为1。
请参见图7，根据所述增益G(H，S)函数与饱和度S的关系曲线图可知，当饱和度S越接S＝1饱和度最高时，对应G(H，S)＝1。当饱和度S接近不饱和条件(即S＝0)时则对应G(H，S)＝2。此外，不同色相H要求增益G(H，S)函数从1到2的变化可以根据需求或重点颜色做设计，如图7中的增益函数G(H1，S)与G(H2，S)，其中H2色相的R，G，B刺激值增益值较小，因此白色子像素信号刺激值可以取刺激值信号R′X、G′Y和B′Z中的最小值，即WY＝Min(R′X，G′Y，B′Z)的刺激值相较于H1色相来说较小，反应在画质上则是因为刺激信号WY较小，对于画质饱和度的影响也较小，H2色相的色彩鲜艳度相对较H1色相的色彩鲜艳度显得更加饱和。
可以理解，本实施例中根据每个像素点对应的增益值对该像素点中的白色子像素的刺激信号进行增益处理，可使得所述白色子像素的增益与所述像素点的增益保持一致，降低白色子像素的增益对混色颜色的影响，使得在提高画面亮度的同时，还可以改善四色数据混色后颜色失真的问题，提高画质饱和度。
可以理解，由于白色子像素的归一化刺激值信号输出值不大于1，因此根据上述方法计算出的白色子像素的刺激值信号大于或等于1时，所述白色子像素的刺激值信号取值为1。
为使RGB显示模式下的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的混色颜色与WRGB显示模式下的白色子像素、红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的混色颜色相同或尽量接近，即R′X＝R″X+WY，G′Y＝G″Y+WY，B′Z＝B″Z+WY，应消除所述白色子像素的刺激值对所述红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的影响。
因此，在其中一个实施例中，所述转换方法还包括：
根据每个所述像素点对应的所述增益处理后的第一刺激值信号、所述增益处理后的第二刺激值信号、所述增益处理后的所述第三刺激值信号以及白色子像素的刺激值信号，确定在所述四色数据对应的色域中所述红色子像素、所述绿色子像素和所述蓝色子像素分别对应的刺激值信号。
本实施例中，在所述四色数据对应的色域中，所述红色子像素的刺激值信号R″X＝R′X-WY，所述绿色子像素的刺激值信号G″Y＝G′Y-WY，所述蓝色子像素的刺激值信号B″Z＝B′Z-WY。可见，所述红、绿和蓝子像素中均消除了白色子像素的重叠部分，从而使得RGB显示模式下的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的混色颜色与WRGB显示模式下的白色子像素、红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的混色颜色相同或尽量接近。
在其中一个实施例中，所述转换方法还包括：
步骤S170，根据所述四色数据对应的色域中所述红色子像素的刺激值信号、所述绿色子像素的刺激值信号、所述蓝色子像素的刺激值信号以及所述白色子像素的刺激值信号，分别计算并输出所述红色子像素、所述绿色子像素、所述蓝色子像素以及所述白色子像素的输出灰阶值。
本实施例中，所述白色子像素、红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的输出灰阶值分别为：
其中，所述Wout、Rout、Gout、Bout和Wout分别为所述白色子像素、红色子像素、所述绿色子像素、所述蓝色子像素和所述白色子像素的输出灰阶值，所述为所述WY对应的幂次函数。
基于同一发明构思，请参见图8，本发明还提供了另一种三色数据到四色数据的转换方法，包括：
步骤S210，获取当前帧画面第n个像素点中红色子像素的灰阶值、绿色子像素的灰阶值和蓝色子像素的灰阶值；
步骤S220，根据所述红色子像素的灰阶值、所述绿色子像素的灰阶值和所述蓝色子像素的灰阶值，分别计算所述红色子像素的三刺激值信号、所述绿色子像素的三刺激值信号和所述蓝色子像素的三刺激值信号；
步骤S230，根据第n个所述子像素的增益值，分别对第一刺激值信号、第二刺激值信号以及第三刺激值信号进行增益处理，其中所述第一刺激值信号为所述红色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号，所述第二刺激值信号为所述绿色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号，所述第三刺激值信号为所述蓝色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号；以及
步骤S240，根据所述增益处理后的第一刺激值信号、所述增益处理后的第二刺激值信号和所述增益处理后的所述第三刺激值信号的最小值确定所述第n个像素点中白色子像素的刺激值信号；
其中n为大于或等于1的整数。
VA型液晶显示器相较于IPS显示器的红绿蓝子像素光学特性不同。VA型液晶显示器中，红绿蓝子像素对于混色颜色的影响主要是以红色子像素的三刺激值信号(RX、RY、RZ)中的RX刺激值影响最大，绿色子像素的三刺激值信号(GX、GY、GZ)中的GY刺激值影响最大，蓝色子像素的三刺激值信号(BX、BY、BZ)中的BZ刺激值影响最大。请参考图4，图4中红绿蓝子像素的刺激值信号RX、GY和BZ变化(RX≈GY≈BZ)相较于图3中红绿蓝子像素的刺激值信号RY、GY和BY的变化(RY≠GY≠BY)的比例权重更为接近，基于RX、GY和BZ确定出的白色像素的刺激值信号能够降低像素点各个方向的亮度值差异，以减小大视角色差的产生。
本发明中，通过所述第n个像素点对应的增益值确定所述白色子像素的刺激值信号，可使得所述白色子像素的增益与所述像素点的增益保持一致，在提高画面亮度的同时，也改善了四色数据混色后颜色失真的问题，提高了画质饱和度。
在其中一个实施例中，
所述红色子像素三刺激值信号中的刺激值信号RX为所述红色子像素三刺激值信号中对混色颜色最大的刺激值信号，所述第一刺激值信号为所述刺激值信号RX。
所述绿色子像素三刺激值信号中的刺激值信号GY为所述绿色子像素三刺激值信号中对混色颜色最大的刺激值信号，所述第二刺激值信号为所述刺激值信号GY。
所述蓝色子像素三刺激值信号中的刺激值信号BZ为所述蓝色子像素三刺激值信号中对混色颜色最大的刺激值信号，所述第三刺激值信号为所述刺激值信号BZ。
本实施例中，所述红色子像素的三刺激值信号：
其中，所述R为红色子像素的灰阶值，所述RX、所述RY和所述RZ为所述红色子像素的三刺激值信号，所述所述和所述分别为所述RX、所述RY和所述RZ对应的幂次函数。
所述绿色子像素的三刺激值信号：
其中，所述G为绿色子像素的灰阶值，所述GX、所述GY和所述GZ为所述绿色子像素的三刺激值信号，所述所述和所述分别为所述GX、所述GY和所述GZ对应的幂次函数。
所述蓝色子像素的三刺激值信号：
其中，所述B为蓝色子像素的灰阶值，所述BX、所述BY和所述BZ为所述蓝色子像素的三刺激值信号，所述所述和所述分别为所述BX、所述BY和所述BZ对应的幂次函数。
确定出所述红色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的第一刺激值信号的过程具体包括，包括：
计算刺激函数X、刺激函数Y和刺激函数Z分别与所述红色子像素的穿透谱的重叠，其中所述红色子像素的穿透谱与所述刺激函数X的重叠部分最大；
根据计算结果确定所述红色子像素三刺激值信号中的刺激值信号RX为所述红色子像素三刺激值信号中对混色颜色最大的刺激值信号；以及
将所述刺激值信号RX作为所述第一刺激值信号。
在VA型液晶显示器中，红色子像素中刺激值信号RX对混色颜色影响最大，因此将所述红色子像素对应的刺激值信号RX作为所述第一刺激值信号。绿色子像素中GY对混色颜色影响最大，因此将所述绿色子像素对应的刺激值GY作为所述第二刺激值信号。蓝色子像素中BZ对混色颜色影响最大，因此将所述蓝色子像素对应的刺激值BZ作为所述第三刺激值信号。确定所述第二刺激值信号和所述第三刺激值信号的具体过程可参考上述确定所述第一刺激值信号的过程，此处不再赘述。
其中一个实施例中，在所述分别对所述第一刺激值信号、所述第二刺激值信号和所述第三刺激值信号进行增益处理之前，所述转换方法还包括：
根据所述第n个像素点对应的所述红色子像素的灰阶值、所述绿色子像素的灰阶值和所述蓝色子像素的灰阶值确定所述第n个像素点对应的颜色，并判断所述第n个像素点对应的颜色的色调和饱和度；以及
根据所述第n个像素点对应的颜色的色调和饱和度确定所述第n个像素点对应的增益值。
本实施例中，当RGB三色数据转换为WRGB四色数据时，红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的归一化刺激值信号的增益值Gain(增益)为预先设计的增益G(H，S)函数，所述增益G(H，S)函数表明对于具有不同色相和/或不同饱和度的像素点，其对应的子像素的归一化刺激值信号的增益值不同，即红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的归一化刺激值信号的增益值不同。其中H为色相，S为饱和度，所述色相H和饱和度S是根据所述RGB显示模式下的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素输入的灰阶值确定的。
请参考图6，本实施例中，通过将输入的红色子像素的灰阶值R，绿色子像素的灰阶值G和蓝色子像素的灰阶值B转换成HSV(Hue Saturation and Value，色调、饱和度和色明度)颜色模型，计算所述像素点对应的颜色的色调和饱和度。其中，红色子像素的灰阶值R、绿色子像素的灰阶值G和蓝色子像素的灰阶值B均为0，1，…，255的8比特(bit)灰阶数位信号，各灰阶信号对应于最大灰阶值255的亮度归一化信号分别为r、g和b，其中和所述γr、γg和γb为亮度增益gamma(伽马)信号，将数位灰阶信号转换为亮度信号的指数参数。将红色子像素的灰阶值R，绿色子像素的灰阶值G和蓝色子像素的灰阶值B转换成HSV颜色模型的算法如下：
其中，h为色调的对应值，s为饱和度的对应值。
在其中一个实施例中，当所述白色子像素的刺激值信号大于或等于1时，所述白色子像素的刺激值信号取值为1。
可以理解，本实施例中所述增益处理后的第一刺激值信号R′X＝G(H，S)RX，所述增益处理后的第二刺激值信号G′Y＝G(H，S)GY，所述增益处理后的第三刺激值信号B′Z＝G(H，S)BZ。
可以理解，在WRGB显示模式中，红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的穿透率等于白色子像素的穿透率，因此红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素的刺激值之和最大只能等于红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的刺激值之和的2倍。因此，当所述白色子像素的刺激值信号的增益值Gain小于1时，所述增益值Gain等于根据增益G(H，S)函数计算出的值。当所述白色子像素的刺激值信号大于或等于1时，所述白色子像素的刺激值信号取值为1。
请参见图7，根据所述增益G(H，S)函数与饱和度S的关系曲线图可知，当饱和度S越接S＝1饱和度最高时，对应G(H，S)＝1。当饱和度S接近不饱和条件(即S＝0)时则对应G(H，S)＝2。此外，不同色相H要求增益G(H，S)函数从1到2的变化可以根据需求或重点颜色做设计，如图7中的增益函数G(H1，S)与G(H2，S)，其中H2色相的R，G，B刺激值增益值较小，因此白色子像素信号刺激值可以取刺激值信号R′X、G′Y和B′Z中的最小值，即WY＝Min(R′X，G′Y，B′Z)的刺激值相较于H1色相来说较小，反应在画质上则是因为刺激信号WY较小，对于画质饱和度的影响也较小，H2色相的色彩鲜艳度相对较H1色相的色彩鲜艳度显得更加饱和。
可以理解，本实施例中根据每个像素点对应的增益值对该像素点中的白色子像素的刺激信号进行增益处理，可使得所述白色子像素的增益与所述像素点的增益保持一致，降低白色子像素的增益对混色颜色的影响，使得在提高画面亮度的同时，还可以改善四色数据混色后颜色失真的问题，提高画质饱和度。
可以理解，由于白色子像素的归一化刺激值信号输出值不大于1，因此根据上述方法计算出的白色子像素的刺激值信号大于或等于1时，所述白色子像素的刺激值信号取值为1。
为使RGB显示模式下的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的混色颜色与WRGB显示模式下的白色子像素、红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的混色颜色相同或尽量接近，即R′X＝R″X+WY，G′Y＝G″Y+WY，B′Z＝B″Z+WY，应消除所述白色子像素的刺激值对所述红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的影响。
在其中一个实施例中，所述转换方法还包括：
根据所述第n个像素点对应的所述增益处理后的第一刺激值信号、所述增益处理后的第二刺激值信号、所述增益处理后的所述第三刺激值信号以及白色子像素的刺激值信号，确定在所述四色数据对应的色域中所述红色子像素、所述绿色子像素和所述蓝色子像素分别对应的刺激值信号。
本实施例中，在所述四色数据对应的色域中，所述红色子像素的刺激值信号R″X＝R′X-WY，所述绿色子像素的刺激值信号G″Y＝G′Y-WY，所述蓝色子像素的刺激值信号B″Z＝B′Z-WY。可见，所述红、绿和蓝子像素中均消除了白色子像素的重叠部分，从而使得RGB显示模式下的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的混色颜色与WRGB显示模式下的白色子像素、红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的混色颜色相同或尽量接近。
在其中一个实施例中，所述转换方法还包括：
根据所述四色数据对应的色域中所述红色子像素的刺激值信号、所述绿色子像素的刺激值信号、所述蓝色子像素的刺激值信号以及所述白色子像素的刺激值信号，分别计算并输出所述红色子像素、所述绿色子像素、所述蓝色子像素以及所述白色子像素的灰阶值。
本实施例中，所述白色子像素、红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的输出灰阶值分别为：
其中，所述Wout、Rout、Gout、Bout和Wout分别为所述白色子像素、红色子像素、所述绿色子像素、所述蓝色子像素和所述白色子像素的输出灰阶值，所述为所述WY对应的幂次函数。
基于同一发明构思，本发明还提供了一种三色数据到四色数据的转换装置，所述转换装置采用上述转换方法将三色数据转换为四色数据。
其中一个实施例中，请参见图9，所述转换装置包括：输入模块310、第一色域计算模块320和第二色域计算模块330。
所述输入模块310，用于获取当前帧画面每个像素点中红色子像素的灰阶值、绿色子像素的灰阶值和蓝色子像素的灰阶值；
所述第一色域计算模块320，用于根据所述红色子像素的灰阶值、所述绿色子像素的灰阶值和所述蓝色子像素的灰阶值，分别计算所述红色子像素的三刺激值信号、所述绿色子像素的三刺激值信号和所述蓝色子像素的三刺激值信号；和
所述第二色域计算模块330，用于根据所述子像素的增益值，分别对第一刺激值信号、第二刺激值信号以及第三刺激值信号进行增益处理，以及根据所述增益处理后的第一刺激值信号、所述增益处理后的第二刺激值信号和所述增益处理后的所述第三刺激值信号的最小值确定白色子像素的刺激值信号；
其中所述第一刺激值信号为所述红色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号，所述第二刺激值信号为所述绿色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号，所述第三刺激值信号为所述蓝色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号。
本实施例中，由于白色子像素的归一化刺激值信号输出值不大于1，因此根据上述方法计算出的白色子像素的刺激值信号大于或等于1时，所述白色子像素的刺激值信号取值为1。所述第一色域为RGB色域，所述第二色域为WRGB色域。
在其中一个实施例中，所述第二色域计算模块330还用于：
根据所述第n个像素点对应的所述增益处理后的第一刺激值信号、所述增益处理后的第二刺激值信号、所述增益处理后的所述第三刺激值信号以及白色子像素的刺激值信号，确定在所述WRGB中所述红色子像素、所述绿色子像素和所述蓝色子像素分别对应的刺激值信号。
在其中一个实施例中，将所述增益处理后的第一刺激值信号与所述白色子像素的刺激值信号的差值，作为所述WRGB中所述红色子像素的刺激值信号；
将所述增益处理后的第二刺激值信号与所述白色子像素的刺激值信号的差值，作为所述WRGB中所述绿色子像素的刺激值信号；以及
将所述增益处理后的第三刺激值信号与所述白色子像素的刺激值信号的差值作为所述WRGB中所述蓝色子像素的刺激值信号。
在其中一个实施例中，在所述分别对所述第一刺激值信号、所述第二刺激值信号和所述第三刺激值信号进行增益处理之前，所述第二色域计算模块330还用于：
根据每个所述像素点对应的所述红色子像素的灰阶值、所述绿色子像素的灰阶值和所述蓝色子像素的灰阶值确定所述像素点对应的颜色，并判断所述像素点对应的颜色的色调和饱和度；以及
根据每个所述像素点对应的颜色的色调和饱和度确定所述像素点对应的增益值。
在其中一个实施例中，在所述分别对第一刺激值信号、第二刺激值信号以及第三刺激值信号进行增益处理之前，所述第一色域计算模块320还用于：
计算刺激函数X、刺激函数Y和刺激函数Z分别与所述红色子像素的穿透谱的重叠，其中所述红色子像素的穿透谱与所述刺激函数X的重叠部分最大，根据计算结果确定所述红色子像素三刺激值信号中的刺激值信号RX为所述红色子像素三刺激值信号中对混色颜色最大的刺激值信号，并将所述刺激值信号RX作为所述第一刺激值信号；
计算刺激函数X、刺激函数Y和刺激函数Z分别与所述绿色子像素的穿透谱的重叠，其中所述绿色子像素的穿透谱与所述刺激函数Y的重叠部分最大，根据计算结果确定所述绿色子像素三刺激值信号中的刺激值信号GY为所述绿色子像素三刺激值信号中对混色颜色最大的刺激值信号，并将所述刺激值信号GY作为所述第二刺激值信号；以及
计算刺激函数X、刺激函数Y和刺激函数Z分别与所述蓝色子像素的穿透谱的重叠，其中所述蓝色子像素的穿透谱与所述刺激函数Z的重叠部分最大，根据计算结果确定所述蓝色子像素三刺激值信号中的刺激值信号BZ为所述蓝色子像素三刺激值信号中对混色颜色最大的刺激值信号，并将所述刺激值信号BZ作为所述第三刺激值信号。
在其中一个实施例中，所述三色数据到四色数据的转换装置还包括输出模块340，用于根据WRGB色域中所述红色子像素的刺激值信号、所述绿色子像素的刺激值信号、所述蓝色子像素的刺激值信号以及所述白色子像素的刺激值信号，分别计算并输出所述红色子像素、所述绿色子像素、所述蓝色子像素以及所述白色子像素的灰阶值。
综上，本发明提供了一种三色数据到四色数据的转换方法及装置。所述转换方法中，通过对每个所述像素点中所述红色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的第一刺激值信号、所述绿色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的第二刺激值信号以及所述蓝色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的第三刺激值信号进行增益处理，使得所述白色子像素的刺激值信号可根据所述像素点的亮度进行调整，以使后续可根据所述白色子像素的刺激值信号计算得到所述白色子像素的灰阶值，提高了光的穿透率和画面亮度，同时还可以减少所述白色子像素在各方向上的投射亮度的差异，从而改善大视角色偏的情况。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种三色数据到四色数据的转换方法，其特征在于，包括：
获取当前帧画面每个像素点中红色子像素的灰阶值、绿色子像素的灰阶值和蓝色子像素的灰阶值；
根据所述红色子像素的灰阶值、所述绿色子像素的灰阶值和所述蓝色子像素的灰阶值，分别计算所述红色子像素的三刺激值信号、所述绿色子像素的三刺激值信号和所述蓝色子像素的三刺激值信号；
根据所述子像素的增益值，分别对第一刺激值信号、第二刺激值信号以及第三刺激值信号进行增益处理，其中所述第一刺激值信号为所述红色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号，所述第二刺激值信号为所述绿色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号，所述第三刺激值信号为所述蓝色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号；以及
根据所述增益处理后的第一刺激值信号、所述增益处理后的第二刺激值信号和所述增益处理后的所述第三刺激值信号的最小值确定白色子像素的刺激值信号。
2.如权利要求1所述的转换方法，其特征在于，当所述白色子像素的刺激值信号大于或等于1时，所述白色子像素的刺激值信号取值为1。
3.如权利要求1或2所述的转换方法，其特征在于，还包括：
根据每个所述像素点对应的所述增益处理后的第一刺激值信号、所述增益处理后的第二刺激值信号、所述增益处理后的所述第三刺激值信号以及白色子像素的刺激值信号，确定在所述四色数据对应的色域中所述红色子像素、所述绿色子像素和所述蓝色子像素分别对应的刺激值信号。
4.如权利要求3所述的转换方法，其特征在于，
将所述增益处理后的第一刺激值信号与所述白色子像素的刺激值信号的差值，作为所述四色数据对应的色域中所述红色子像素的刺激值信号；
将所述增益处理后的第二刺激值信号与所述白色子像素的刺激值信号的差值，作为所述四色数据对应的色域中所述绿色子像素的刺激值信号；以及
将所述增益处理后的第三刺激值信号与所述白色子像素的刺激值信号的差值作为所述四色数据对应的色域中所述蓝色子像素的刺激值信号。
5.如权利要求1-4任一权项所述的转换方法，其特征在于，
所述红色子像素三刺激值信号中的刺激值信号RX为所述红色子像素三刺激值信号中对混色颜色最大的刺激值信号，所述第一刺激值信号为所述刺激值信号RX；
所述绿色子像素三刺激值信号中的刺激值信号GY为所述绿色子像素三刺激值信号中对混色颜色最大的刺激值信号，所述第二刺激值信号为所述刺激值信号GY；以及
所述蓝色子像素三刺激值信号中的刺激值信号BZ为所述蓝色子像素三刺激值信号中对混色颜色最大的刺激值信号，所述第三刺激值信号为所述刺激值信号BZ。
6.如权利要求1-5任一权项所述的转换方法，其特征在于，在所述分别对所述第一刺激值信号、所述第二刺激值信号和所述第三刺激值信号进行增益处理之前，所述转换方法还包括：
根据每个所述像素点对应的所述红色子像素的灰阶值、所述绿色子像素的灰阶值和所述蓝色子像素的灰阶值确定所述像素点对应的颜色，并判断所述像素点对应的颜色的色调和饱和度；以及
根据每个所述像素点对应的颜色的色调和饱和度确定所述像素点对应的增益值。
7.如权利要求3或4所述的转换方法，其特征在于，还包括：
根据所述四色数据对应的色域中所述红色子像素的刺激值信号、所述绿色子像素的刺激值信号、所述蓝色子像素的刺激值信号以及所述白色子像素的刺激值信号，分别计算并输出所述红色子像素、所述绿色子像素、所述蓝色子像素以及所述白色子像素的输出灰阶值。
8.一种三色数据到四色数据的转换方法，其特征在于，包括：
获取当前帧画面第n个像素点中红色子像素的灰阶值、绿色子像素的灰阶值和蓝色子像素的灰阶值；
根据所述红色子像素的灰阶值、所述绿色子像素的灰阶值和所述蓝色子像素的灰阶值，分别计算所述红色子像素的三刺激值信号、所述绿色子像素的三刺激值信号和所述蓝色子像素的三刺激值信号；
根据第n个所述子像素的增益值，分别对第一刺激值信号、第二刺激值信号以及第三刺激值信号进行增益处理，其中所述第一刺激值信号为所述红色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号，所述第二刺激值信号为所述绿色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号，所述第三刺激值信号为所述蓝色子像素的三刺激值信号中对混色颜色影响最大的刺激值号；以及
根据所述增益处理后的第一刺激值信号、所述增益处理后的第二刺激值信号和所述增益处理后的所述第三刺激值信号的最小值确定所述第n个像素点中白色子像素的刺激值信号；
其中n为大于或等于1的整数。
9.如权利要求8所述的转换方法，其特征在于，还包括：
根据所述第n个像素点对应的所述增益处理后的第一刺激值信号、所述增益处理后的第二刺激值信号、所述增益处理后的所述第三刺激值信号以及白色子像素的刺激值信号，确定在所述四色数据对应的色域中所述红色子像素、所述绿色子像素和所述蓝色子像素分别对应的刺激值信号。
10.一种三色数据到四色数据的转换装置，其特征在于，所述转换装置采用如权利要求1-9任一权项的所述转换方法将三色数据转换为四色数据。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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