CN113299250B - 一种图像显示方法、装置和显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像显示方法、装置和显示设备，方法包括：调整屏幕的色温，使屏幕的色温范围为5500K±300K；使用5500K±300K的标准光源作为环境照明光源和/或摄像照明光源；使用sRGB色域标准进行色域匹配，形成图像数据的色彩标准；对输入的原始图像进行RGBA调整处理以获得新的图像并进行显示；所述新的图像的显示效果与原作观看效果一致。本发明适用于色彩应用相关行业或领域(如艺术、美术等行业中进行美术色彩教学、艺术色彩教学、色彩沟通、在线教学、电子商务等的应用)，能够实现图像在显示设备上的显示效果与原作观看效果一致，满足色彩应用相关行业或领域中对于图像显示的色彩真实度的要求。

Description

一种图像显示方法、装置和显示设备

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种图像显示方法、装置和显示设备。

背景技术

随着显示屏技术的不断进步发展，人们将艺术、美术等领域的作品进行拍摄并展示在显示设备(如液晶显示屏)上，以进行美术色彩教学、艺术色彩教学、色彩沟通、在线教学、电子商务等等的应用。但是，目前市面上的显示设备无法实现屏幕色温、拍摄光源等没有统一的色彩标准，导致图像在不同的显示设备上的色彩显示不一致。特别地，现有的显示设备在常规的参数下，液晶屏模组的显示色温在6000K以上，导致显示的艺术、美术等图像，与原作色彩差异较大。而在艺术、美术等领域，图像显示需要达到色彩高度还原，以满足对于色彩真实度的要求。因此，现有技术无法满足通过显示设备进行美术色彩教学、艺术色彩教学、色彩沟通、在线教学、电子商务等的互动需求。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种图像显示方法、装置和显示设备，适用于色彩应用相关行业或领域(如艺术、美术等行业中进行美术色彩教学、艺术色彩教学、色彩沟通、在线教学、电子商务等的应用)，能够实现图像在显示设备上的显示效果与原作观看效果一致，满足色彩应用相关行业或领域中对于图像显示的色彩真实度的要求。

本发明采用如下技术方案：

一方面，一种图像显示方法，包括：

调整屏幕的色温，使屏幕的色温范围为5500K±300K；

使用5500K±300K的标准光源作为环境照明光源和/或摄像照明光源；

使用sRGB色域标准进行色域匹配，形成图像数据的色彩标准；

对输入的原始图像进行RGBA调整处理以获得新的图像并进行显示；所述新的图像的显示效果与原作观看效果一致。

优选的，对输入的原始图像进行RGBA调整处理以获得新图像并进行显示，包括：

获取输入的原始图像，并获取原始图像中每个像素点的RGBA值；

对像素点的RGBA值进行参数调整，生成新的RGBA值；其中，调整的参数包括亮度、对比度、饱和度和画面色温中的一个或多个；

根据新的RGBA值生成新的图像；

判断新的图像的显示效果是否与原作观看效果一致，如果一致，停止参数调整；如果不一致，重复对像素点的RGBA值进行参数调整步骤。

优选的，像素点的RGBA值的调整的方法包括矩阵运算法，具体为采用一个4*5的颜色矩阵M来对原始像素的RGBA值进行矩阵运算得到新的R1G1B1A1值，如下：

其中，第一行中a、b、c、d、e的值用来决定新的颜色值中的红色R1；第二行中f、g、h、i、j的值用来决定新的颜色值中的绿色G1；第三行中k、l、m、n、o的值用来决定新的颜色值中的蓝色B1；第四行中p、q、r、s、t的值用来决定新的颜色值中的透明度A1；第五列中e、j、o、t的值分别用来决定每个分量中的offset，即偏移量。

优选的，所述颜色矩阵M的获取方法包括：

获取调整后的亮度和对比度参数，基于调整后的亮度和对比度参数获得一个4*5的颜色矩阵M1；

获取调整后的饱和度参数，基于调整后的饱和度参数获得一个4*5的颜色矩阵M2；

获取调整后的画面色温参数，基于调整后的画面色温参数获得一个4*5的颜色矩阵M3；

通过矩阵叠加方法将颜色矩阵M1、颜色矩阵M2和颜色矩阵M3进行矩阵混合处理得到颜色矩阵M。

优选的，所述颜色矩阵M1表示如下：

其中，e1＝j1＝o1＝127.5*(1+B)-127.5*(1-B)*k1；a1＝m1＝g1＝k1；

brightness表示调整后的亮度值；contrast表示调整后的对比度值。

优选的，所述颜色矩阵M2表示如下：

其中，sat表示调整后的饱和度值，r2＝0.213*(1-sat)；g2＝0.715*(1-sat)；b2＝0.072*(1-sat)。

优选的，所述颜色矩阵M3表示如下：

其中，

MAX＝max(r3,g3,b3)；MIN＝min(r3,g3,b3)；画面色温参数包括r3、g3和b3，r3、g3和b3分别表示调整后的R、G、B参数值。

优选的，生成新的RGBA值之后，还包括：

接收对Gamma的调整，获取调整后的Gamma值，对新的RGBA进行Gamma校正。

另一方面，一种图像显示装置，包括：

屏幕色温调整模块，用于调整屏幕的色温，使屏幕的色温范围为5500K±300K；

光源调整模块，用于使用5500K±300K的标准光源作为环境照明光源和/或摄像照明光源；

标准色域匹配模块，用于使用sRGB色域标准进行色域匹配，形成图像数据的色彩标准；

屏幕色彩调整模块，用于对输入的原始图像进行RGBA调整处理以获得新的图像并进行显示；所述新的图像的显示效果与原作观看效果一致。

再一方面，一种显示设备，用于实现所述图像显示方法。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明首先将显示设备(包括平板电脑、显示器、电视屏幕、手机屏幕等)的屏幕的色温设定为5500K±300K色温，同时将用于照明的灯光使用5500K±300K色温的光源，能够使得用于艺术、美术等作品展示的图像和原作的色彩基本接近；

(2)不同显示设备间的RGB色彩，会发生一些变化，因而经过不同的显示设备后针对同一原作的图像其色彩显示不一样，因此，本发明进一步使用sRGB技术消除不同显示设备在色彩还原上的原有差异，确保得到统一的色彩；

(3)本发明还接收对屏幕色彩的微调，满足色彩应用相关行业或领域(如艺术、美术等行业中进行美术色彩教学、艺术色彩教学、色彩沟通、在线教学、电子商务等应用)中对于图像显示的色彩真实度的要求，实现色彩高度还原。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下列举本发明的具体实施方式。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述及其他目的、优点和特征。

附图说明

图1为本发明实施例的图像显示方法流程图；

图2为本发明实施例的图像调整方法的流程图；

图3为本发明实施例的图像调整的界面示意图；

图4为本发明实施例的显示图像与原作的比对图；

图5为本发明实施例的图像显示装置的结构框图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

参见图1所示，本发明一种图像显示方法，包括：

S101，调整屏幕的色温，使屏幕的色温范围为5500K±300K；

S102，使用5500K±300K的标准光源作为环境照明光源和/或摄像照明光源；

S103，使用sRGB色域标准进行色域匹配，形成图像数据的色彩标准；

S104，对输入的原始图像进行RGBA调整处理以获得新的图像并进行显示；所述新的图像的显示效果与原作观看效果一致。

具体的，调整屏幕的色温，使屏幕的色温范围为5500K±300K，可以通过硬件实现或通过软件实现。本实施例中，可以通过硬件实现，如通过调节LED灯珠中LED芯片的波长大小和/或调节LED芯片上涂覆Y4651荧光粉的配比来实现。

进一步的，将波长大小和/或荧光粉配比经过调整后的LED灯珠(或者包括一个或多个LED灯珠的LED灯条)作为照明光源。

使用sRGB色域标准进行色域匹配，可以通过现有技术实现，本实施例不做具体说明。

本实施例中，对输入的原始图像进行RGBA调整处理以获得新图像并进行显示，包括：

S201，获取输入的原始图像，并获取原始图像中每个像素点的RGBA值；

S202，对像素点的RGBA值进行参数调整，生成新的RGBA值；其中，调整的参数包括亮度、对比度、饱和度和画面色温中的一个或多个；

S203，根据新的RGBA值生成新的图像；

S204，判断新的图像的显示效果是否与原作观看效果一致，如果一致，停止参数调整；如果不一致，重复对像素点的RGBA值进行参数调整步骤。

需要说明的是，所述输入的原始图像可以是通过显示设备直接拍摄作品获得的图像，也可以是已存储在显示设备中的图像，还可以是其他方式获取的图像，本实施例不做具体限制。

进一步的，像素点的RGBA值的调整的方法包括矩阵运算法，具体为采用一个4*5的颜色矩阵M来对原始像素的RGBA值进行矩阵运算得到新的R1G1B1A1值，如下：

其中，第一行中a、b、c、d、e的值用来决定新的颜色值中的红色R1；第二行中f、g、h、i、j的值用来决定新的颜色值中的绿色G1；第三行中k、l、m、n、o的值用来决定新的颜色值中的蓝色B1；第四行中p、q、r、s、t的值用来决定新的颜色值中的透明度A1；第五列中e、j、o、t的值分别用来决定每个分量中的offset，即偏移量。因此只需要修改颜色矩阵M的数据就可以改变原始图片的显示。

当然，像素点的RGBA值的调整的方法还可以包括其他方法，不局限于矩阵运算法。

进一步的，上述的颜色矩阵M的获取方法包括：

获取调整后的亮度和对比度参数，基于调整后的亮度和对比度参数获得一个4*5的颜色矩阵M1；

获取调整后的饱和度参数，基于调整后的饱和度参数获得一个4*5的颜色矩阵M2；

获取调整后的画面色温参数，基于调整后的画面色温参数获得一个4*5的颜色矩阵M3；

通过矩阵叠加方法将颜色矩阵M1、颜色矩阵M2和颜色矩阵M3进行矩阵混合处理得到颜色矩阵M。

具体的，参数调整的方法可以通过界面输入，也可以调节滑动条来实现。本发明不做具体限制。参见图3所示，以修改滑动条为例，通过界面滑动相应滑动条来达到快速调整相应的效果。

进一步的，所述颜色矩阵M1(亮度和对比度公共的颜色矩阵)表示如下：

通过调节亮度对应地修改该矩阵中e1、j1和o1的值，增加或者减少RGB的值即可。

对应示例图亮度栏的滑动条，以亮度50对应原始像素的RGB值，设定调节范围为0～100为例。

调节对比度则对应地修改该矩阵中a1、g1和m1，将RGB的值成倍数变化来达到调整对比度的效果。

对应示例图对比度栏的滑动条，以对比度50对应原始像素的RGB值，设定调节范围为0～100为例。

使用如下方法传入亮度和对比度调节参数以及图像像素的RGB值得到调整过后新的RGB值：

其中，V_int为原始图像的RGB值，V_out为调整后的输出RGB值；brightness为示例图亮度栏对应滑动条的值，取值范围为0～100；contrast为示例图对比度栏对应滑动条的值，取值范围为0～100；

转换成颜色矩阵中对应的参数即为：

e1＝j1＝o1＝127.5*(1+B)-127.5*(1-B)*k1

a1＝m1＝g1＝k1。

进一步的，所述颜色矩阵M2(调节饱和度的矩阵)表示如下：

其中，sat表示调整后的饱和度值，r2＝0.213*(1-sat)；g2＝0.715*(1-sat)；b2＝0.072*(1-sat)。

即分别设置矩阵M1中的abc、fgh和klm位置的值，通过颜色矩阵算法改变RGB对应值的比例。

对应示例图饱和度栏的滑动条，以饱和度100％对应原始像素的RGB值，设定调节范围为90％～110％为例，则sat取值范围为90％～110％，其值对应滑动条的具体值。

进一步的，所述颜色矩阵M3表示如下：

该颜色矩阵通过微调R、G、B的值来达到调整画面色温的效果。

其中，

MAX＝max(r3,g3,b3)；MIN＝min(r3,g3,b3)；画面色温参数包括r3、g3和b3，r3、g3和b3分别表示调整后的R、G、B参数值。

对应图3中青-红栏的滑动条设置r3的值，以取值范围为-5～5为例，则r3取值范围为-5～5，其值对应滑动条的具体值；

对应图3中品-绿栏的滑动条设置g3的值，以取值范围为-5～5为例，则g3取值范围为-5～5，其值对应滑动条的具体值；

对应图3中黄-蓝栏的滑动条设置b3的值，以取值范围为-5～5为例，则b3取值范围为-5～5，其值对应滑动条的具体值。

具体的，可以通过矩阵叠加算法将所有需要叠加效果的矩阵混合处理得到一个新的矩阵，再通过矩阵算法得到一张新的图像，叠加流程如下：

假定调整亮度和对比度后的颜色矩阵为M1，调整饱和度后的颜色矩阵为M2，调整色温后的颜色矩阵为M3，混合叠加后的颜色矩阵为M，则：

M＝setConcat(setConcat(M1，M2)，M3)

需要说明的是，也可以是M1和M3先进行地接，再和M2进行叠加。即将颜色矩阵M1、颜色矩阵M2和颜色矩阵M3种的任意两个矩阵进行矩阵叠加后获得一个新的颜色矩阵，再将新的颜色矩阵与未进行叠加的颜色矩阵进行矩阵叠加获得颜色矩阵M即可。此外，如果参数没有进行调整，则对应的颜色矩阵不需要进行叠加，如亮度和对比度没有调整，则只需要将颜色矩阵M2和颜色矩阵M3进行叠加。

具体的矩阵叠加算法如下：

进一步的，由于设备显示屏等差异，图像显示效果达不到还原真实作品的效果，因此需要进行Gamma校正，调整Gamma不能简单通过颜色矩阵来调整，还需对图像的像素RGB值进行幂运算，以达到调整gamma值进行图像中灰色值的调整。

具体如下：

V_out＝V_int ^gamma

其中，V_out为像素RGB输出，V_int为上述通过矩阵叠加处理过后新的像素RGB输入。对应示例图Gamma栏的滑动条设置gamma的值，以取值范围为0.7～1.3为例，则Gamma的取值范围为0.7～1.3，其值对应滑动条的具体值。

参见图4所示，本实施例一种图像显示方法，适用于色彩应用相关行业或领域(如艺术、美术等行业中进行美术色彩教学、艺术色彩教学、色彩沟通、在线教学、电子商务等的应用)，能够实现图像在显示设备上的显示效果与原作观看效果一致，满足色彩应用相关行业或领域中对于图像显示的色彩真实度的要求。

另一方面，参见图5所示，一种图像显示装置，包括：

屏幕色温调整模块501，用于调整屏幕的色温，使屏幕的色温范围为5500K±300K；

光源调整模块502，用于使用5500K±300K的标准光源作为环境照明光源和/或摄像照明光源；

标准色域匹配模块503，用于使用sRGB色域标准进行色域匹配，形成图像数据的色彩标准；

屏幕色彩调整模块504，用于对输入的原始图像进行RGBA调整处理以获得新的图像并进行显示；所述新的图像的显示效果与原作观看效果一致。

本实施例中，显示装置的具体实现及有益效果与所述的显示方法的具体实现及有益效果相同，不再赘述。

再一方面，一种显示设备，用于实现所述图像显示方法。所述的显示设备包括但不限于平板电脑、显示器、电视屏幕、手机屏幕等。

本实施例中，显示设备的具体实现及有益效果与所述的显示方法的具体实现及有益效果相同，不再赘述。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，“S101”、“S102”等关于步骤的表述仅是为了更方便地进行表述，并不代表实际执行的顺序。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种图像显示方法，其特征在于，包括：

调整屏幕的色温，使屏幕的色温范围为5500K±300K；

使用5500K±300K的标准光源作为环境照明光源和/或摄像照明光源；

使用sRGB色域标准进行色域匹配，形成图像数据的色彩标准；

对输入的原始图像进行RGBA调整处理以获得新的图像并进行显示；所述新的图像的显示效果与原作观看效果一致；

对输入的原始图像进行RGBA调整处理以获得新图像并进行显示，包括：

获取输入的原始图像，并获取原始图像中每个像素点的RGBA值；

对像素点的RGBA值进行参数调整，生成新的RGBA值；其中，调整的参数包括亮度、对比度、饱和度和画面色温中的一个或多个；

根据新的RGBA值生成新的图像；

判断新的图像的显示效果是否与原作观看效果一致，如果一致，停止参数调整；如果不一致，重复对像素点的RGBA值进行参数调整步骤；

像素点的RGBA值的调整的方法包括矩阵运算法，具体为采用一个4*5的颜色矩阵M来对原始像素的RGBA值进行矩阵运算得到新的R1G1B1A1值，如下：

其中，第一行中a、b、c、d、e的值用来决定新的颜色值中的红色R1；第二行中f、g、h、i、j的值用来决定新的颜色值中的绿色G1；第三行中k、l、m、n、o的值用来决定新的颜色值中的蓝色B1；第四行中p、q、r、s、t的值用来决定新的颜色值中的透明度A1；第五列中e、j、o、t的值分别用来决定每个分量中的offset，即偏移量；

所述颜色矩阵M的获取方法包括：

获取调整后的亮度和对比度参数，基于调整后的亮度和对比度参数获得一个4*5的颜色矩阵M1；

获取调整后的饱和度参数，基于调整后的饱和度参数获得一个4*5的颜色矩阵M2；

获取调整后的画面色温参数，基于调整后的画面色温参数获得一个4*5的颜色矩阵M3；

通过矩阵叠加方法将颜色矩阵M1、颜色矩阵M2和颜色矩阵M3进行矩阵混合处理得到颜色矩阵M；

所述颜色矩阵M1表示如下：

其中，e1＝j1＝o1＝127.5*(1+B)-127.5*(1-B)*k1；a1＝m1＝g1＝k1；

brightness表示调整后的亮度值；contrast表示调整后的对比度值；

所述颜色矩阵M2表示如下：

其中，sat表示调整后的饱和度值，r2＝0.213*(1-sat)；g2＝0.715*(1-sat)；b2＝0.072*(1-sat)；

所述颜色矩阵M3表示如下：

其中，

MAX＝max(r3,g3,b3)；MIN＝min(r3,g3,b3)；画面色温参数包括r3、g3和b3，r3、g3和b3分别表示调整后的R、G、B参数值。

2.根据权利要求1所述的图像显示方法，其特征在于，生成新的RGBA值之后，还包括：

接收对Gamma的调整，获取调整后的Gamma值，对新的RGBA进行Gamma校正。

3.一种图像显示装置，其特征在于，包括：

屏幕色温调整模块，用于调整屏幕的色温，使屏幕的色温范围为5500K±300K；

光源调整模块，用于使用5500K±300K的标准光源作为环境照明光源和/或摄像照明光源；

标准色域匹配模块，用于使用sRGB色域标准进行色域匹配，形成图像数据的色彩标准；

屏幕色彩调整模块，用于对输入的原始图像进行RGBA调整处理以获得新的图像并进行显示；所述新的图像的显示效果与原作观看效果一致；

对输入的原始图像进行RGBA调整处理以获得新图像并进行显示，包括：

获取输入的原始图像，并获取原始图像中每个像素点的RGBA值；

对像素点的RGBA值进行参数调整，生成新的RGBA值；其中，调整的参数包括亮度、对比度、饱和度和画面色温中的一个或多个；

根据新的RGBA值生成新的图像；

判断新的图像的显示效果是否与原作观看效果一致，如果一致，停止参数调整；如果不一致，重复对像素点的RGBA值进行参数调整步骤；

像素点的RGBA值的调整的方法包括矩阵运算法，具体为采用一个4*5的颜色矩阵M来对原始像素的RGBA值进行矩阵运算得到新的R1G1B1A1值，如下：

其中，第一行中a、b、c、d、e的值用来决定新的颜色值中的红色R1；第二行中f、g、h、i、j的值用来决定新的颜色值中的绿色G1；第三行中k、l、m、n、o的值用来决定新的颜色值中的蓝色B1；第四行中p、q、r、s、t的值用来决定新的颜色值中的透明度A1；第五列中e、j、o、t的值分别用来决定每个分量中的offset，即偏移量；

所述颜色矩阵M的获取方法包括：

获取调整后的亮度和对比度参数，基于调整后的亮度和对比度参数获得一个4*5的颜色矩阵M1；

获取调整后的饱和度参数，基于调整后的饱和度参数获得一个4*5的颜色矩阵M2；

获取调整后的画面色温参数，基于调整后的画面色温参数获得一个4*5的颜色矩阵M3；

通过矩阵叠加方法将颜色矩阵M1、颜色矩阵M2和颜色矩阵M3进行矩阵混合处理得到颜色矩阵M；

所述颜色矩阵M1表示如下：

其中，e1＝j1＝o1＝127.5*(1+B)-127.5*(1-B)*k1；a1＝m1＝g1＝k1；

brightness表示调整后的亮度值；contrast表示调整后的对比度值；

所述颜色矩阵M2表示如下：

其中，sat表示调整后的饱和度值，r2＝0.213*(1-sat)；g2＝0.715*(1-sat)；b2＝0.072*(1-sat)；

所述颜色矩阵M3表示如下：

其中，

MAX＝max(r3,g3,b3)；MIN＝min(r3,g3,b3)；画面色温参数包括r3、g3和b3，r3、g3和b3分别表示调整后的R、G、B参数值。

4.一种显示设备，其特征在于，用于实现如权利要求1至2中任意一项所述方法。

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