CN115841521A - 显示数据转换方法及转换模块、介质、装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示数据转换方法及转换模块、介质、装置和电子设备。显示数据转换方法包括：获取色觉缺陷类型以及与色觉缺陷类型相对应的非辨识光谱范围；以一预设光谱进行图像显示，预设光谱包括第一光谱区间以及第二光谱区间，第一光谱区间的光强大于第二光谱区间的光强，第二光谱区间包括非辨识光谱范围；获取与显示图像相对应的第一显示数据、颜色信息和所述预设光谱；基于预设光谱，对第一显示数据进行转换，获得第二显示数据，使得第二显示数据基于预设光谱获得颜色信息。本发明能够提高色觉缺陷人群对颜色的准确感知和分辨能力，还能实现色觉缺陷人群和正常视觉人群的视觉共享，还可以扩大显示设备的色域范围，提高色彩的丰富性。

Description

显示数据转换方法及转换模块、介质、装置和电子设备

技术领域

本发明实施例涉及显示领域，尤其涉及一种显示数据转换方法及转换模块、介质、装置和电子设备。

背景技术

色觉缺陷人群对颜色的辨认出现障碍，主要以先天性因素为多见，可以分为单色觉者、二色觉者以及异常三色觉者。其中，单色觉者又称为全色盲，他们完全没有颜色分辨的能力，其颜色世界是一片灰色。二色觉者又称为色盲，他们不能分辨自然界中的部分颜色或某种颜色。异常三色觉又称为色弱，虽然他们能看到正常人所看到的颜色，但辨认颜色的能力迟缓，对部分颜色的辨识容易出现混淆。具有色觉缺陷的人群在生活工作、身心发展、个人健康等方面均受到了较多的负面影响。

为了辅助色觉缺陷人群能够无障碍地感知外界环境或电子影像等信息，目前发展了较多的视觉辅助技术。例如CN111770323A提供一种用于供色盲和非色盲使用的AR/VR智能眼镜。参考图1，示出了所述现有技术中一种智能眼镜的功能框图。所述智能眼镜包括：图像采集系统、色盲与非色盲者的切换控制键、色盲色弱颜色空间转换系统、传输模块、显示系统；图像采集系统，用于采集RGB三通道的完整图像数据，并将其输入至切换控制键；切换控制键，用于当色盲者使用时，将接收的完整图像数据输出至色盲色弱颜色空间转换系统；当非色盲者使用时，将接收的完整图像数据经传输模块输出显示系统显示；色盲色弱颜色空间转换系统，用于将RGB三通道的完整图像数据转换成为色盲色弱者能够识别的图像的红绿蓝像素值，并将其输出至显示系统进行显示。

虽然图1所示的智能眼镜能够帮助色盲色弱者识别图像信息，便利其生活。然而，所述智能眼镜仍然存在一些技术问题。比如：第一，当色盲者使用时，将接收的完整图像数据输出至色盲色弱颜色空间转换系统，通过改变图像本身的颜色信息帮助色盲色弱人群识别图像，但是这并没有提高他们对原本颜色的辨识能力。第二，非色盲和色盲在使用上述智能眼镜时，需要通过控制键进行切换，以满足不同用户的需求，色觉缺陷和色觉正常人群无法达到同时观看同一画面的目的，无法实现画面共享，影响了显示装置的普遍适用性。

发明内容

本发明实施例解决的问题是提供一种显示数据转换方法及转换模块、介质、装置和电子设备，以提高色觉缺陷人群对颜色的准确感知和分辨能力。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种显示数据转换方法，包括：获取色觉缺陷类型以及与色觉缺陷类型相对应的非辨识光谱范围；以一预设光谱进行图像显示，所述预设光谱包括第一光谱区间以及第二光谱区间，所述第一光谱区间的光强大于第二光谱区间光强，所述第二光谱区间包括所述非辨识光谱范围；获取与显示图像相对应的第一显示数据、颜色信息和所述预设光谱；基于所述预设光谱，对第一显示数据进行转换，获得第二显示数据，使得所述第二显示数据基于所述预设光谱获得所述颜色信息。

可选的，本发明实施例提供一种显示数据转换方法，包括：以一预设光谱进行图像显示的步骤包括：获取与显示图像相对应的第一出光光谱；以所述非辨识光谱范围对所述第一出光光谱进行滤波，获得第二出光光谱，所述第二出光光谱为所述预设光谱；所述转换的步骤包括：基于所述第二出光光谱，对第一显示数据进行转换，获得第二显示数据，使得所述第二显示数据基于所述第二出光光谱获得所述颜色信息。

相应地，本发明实施例提供一种显示数据转换模块，包括：色觉缺陷分析单元，用于获取色觉缺陷类型以及与色觉缺陷类型相对应的非辨识光谱范围；预设光谱单元，用于以一预设光谱进行图像显示，所述预设光谱包括第一光谱区间以及第二光谱区间，所述第一光谱区间内的光强大于第二光谱区间的光强，所述第二光谱区间包括所述非辨识光谱范围；基础数据单元，用于获取与显示图像相对应的第一显示数据、颜色信息和所述预设光谱；数据转换单元，用于基于所述预设光谱，对第一显示数据进行转换，获得第二显示数据，使得所述第二显示数据基于所述预设光谱获得所述颜色信息。

相应地，本发明实施例还提供一种介质，所述介质存储有一条或多条计算机指令，所述一条或多条计算机指令用于实现所述的显示数据转换方法。

相应地，本发明实施例还提供一种显示装置，包括：显示模组，用于提供本发明实施例显示数据转换方法得到的第二显示数据；滤光片，用于对与色觉缺陷类型相对应的非辨识光谱范围进行滤波。

相应地，本发明实施例还提供一种电子设备，包括本发明实施例提供的显示装置。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：

在光谱曲线中，横坐标为波长，纵坐标为光强，且在一些波长区间具有较大的光强，而在另一些波长区间具有较小的光强，本发明实施例，通过预设光谱进行显示，且第一光谱区间的光强大于第二光谱区间的光强，也就是说，第二光谱区间为光谱曲线中具有较小光强的部分，使预设光谱中第二光谱区间包括所述非辨识光谱范围，这样通过预设光谱显示时，色觉缺陷人群对应的非辨识光谱范围具有较小的光强，从而使预设光谱中具有较大光强的部分位于色觉缺陷人群可识别范围内；之后再基于同色异谱的原理，对原始的第一显示数据进行转换获得第二显示数据，显示设备通过预设光谱以及转换后的第二显示数据，输出的颜色与原色相同；这样，对于色觉缺陷人群而言，光谱位于其可识别范围内且颜色与原图同色，因而可以识别图像原本的颜色，从而提高了色觉缺陷人群的颜色准确感知和分辨能力。

可选方案中，以色觉缺陷人群的非辨识光谱范围对所述第一出光光谱进行滤波，从而可以将色觉缺陷人群无法分辨颜色的光谱范围进行过滤，进而使输出的第二出光光谱位于色觉缺陷人群可识别范围内；再基于同色异谱的原理，对原始的第一显示数据进行转换获得第二显示数据，显示设备通过第二出光光谱以及转换后的第二显示数据，输出的颜色与原色相同；这样，对于色觉缺陷人群而言，光谱位于其可识别范围内且颜色与原图同色，因而可以识别图像原本的颜色，从而提高了色觉缺陷人群的颜色准确感知和分辨能力。

此外，对于色觉正常人群而言，从颜色的角度，因为滤波带来的颜色失真通过对第一显示数据的转换得到了校正，使最终输出的图像仍为原色，色觉正常人群看到的也为与原图同色的图像，从而实现了两类人群同时观看同一显示图像的目的，实现了视觉共享，进而优化了两类人群的视觉体验。

可选方案中，第二出光光谱的宽度小于所述第一出光光谱的宽度，这样显示设备通过第二出光光谱进行图像显示时，可以扩大色域范围，提高色彩的丰富性。

附图说明

图1是现有技术一种智能眼镜的功能框图；

图2是本发明实施例一种显示数据转换方法的流程示意图；

图3是色觉正常人群和色觉缺陷人群的三种感光细胞的光谱灵敏度响应曲线示意图；

图4和图5是图2中步骤S2的示意图；

图6是图2中步骤S3的示意图；

图7是图6中滤光片设计原理示意图；

图8是图2中步骤S4中同色异谱的色坐标示意图；

图9是图2中步骤S4中同色异谱的光谱示意图；

图10是图2中步骤S4在转换过程中进行的伽玛校正的示意图；

图11是本发明实施例一种显示数据转换模块的功能框图；

图12是本发明实施例一种显示装置的结构示意图。

具体实施方式

如背景技术所述，现有的色觉缺陷辅助技术中，在进行图像显示时，需要通过图像切换的方式，分别为具有色觉缺陷和色觉正常人群显示不同的图像，色觉缺陷人群不仅不能辨别原图的颜色信息，而且无法与色觉正常人群同时观看同一图像，从而不能获得共享画面的体验。为了解决所述技术问题，本发明实施例提供一种显示数据转换方法包括：获取色觉缺陷类型以及与色觉缺陷类型相对应的非辨识光谱范围；以一预设光谱进行图像显示，所述预设光谱包括第一光谱区间以及第二光谱区间，所述第一光谱区间的光强大于第二光谱区间的光强，所述第二光谱区间包括所述非辨识光谱范围；获取与显示图像相对应的第一显示数据、颜色信息和所述预设光谱；基于所述预设光谱，对第一显示数据进行转换，获得第二显示数据，使得所述第二显示数据基于所述预设光谱获得所述颜色信息。

需要说明的是，在光谱曲线中，横坐标为波长，纵坐标为光强，且在一些波长区间具有较大的光强，而在另一些波长区间具有较小的光强(比如：光强接近于零)。本发明实施例，通过预设光谱进行显示，且第一光谱区间的光强大于第二光谱区间的光强，也就是说，第二光谱区间为光谱曲线中具有较小光强的部分，使预设光谱中第二光谱区间包括所述非辨识光谱范围，这样通过预设光谱显示时，色觉缺陷人群对应的非辨识光谱范围具有较小的光强，从而使预设光谱位于色觉缺陷人群可识别范围内；之后再基于同色异谱的原理，对原始的第一显示数据进行转换获得第二显示数据，显示设备通过预设光谱以及转换后的第二显示数据，输出的颜色与原色相同；这样，对于色觉缺陷人群而言，光谱位于其可识别范围内且颜色与原图同色，因而可以识别图像原本的颜色，从而提高了色觉缺陷人群的颜色准确感知和分辨能力。

需要说明的是，为了得到所述预设光谱，本发明实施例可以提供多种方式，例如，通过显示装置进行图像显示时，显示装置发出第一出光光谱。可以通过滤波的方式，对所述第一出光光谱中非辨识光谱范围进行过滤，获得第二出光光谱，所述第二出光光谱为所述预设光谱；之后基于所述第二出光光谱，对第一显示数据进行转换，获得第二显示数据，使得所述第二显示数据基于所述第二出光光谱获得所述颜色信息。

再例如，显示装置包括背光源，用于提供发光光谱。通过对背光源进行设计，使发光光谱在非辨识光谱范围具有较小的光强，从而获得本发明实施例所需要的预设光谱，之后通过显示数据的转换获得第二显示数据，也能达到提高色觉缺陷人群对颜色准确感知和分辨能力的效果。

或者，本领域技术人员，可以从背光源发光，以及背光源发光到人眼感知的光路上，通过其他的方式，对光谱中非辨识光谱范围进行处理，以实现通过预设光谱(非辨识光谱范围具有较小的光强)进行图像显示的目的。

为了使说明书较为简洁，本发明实施例以滤波的方案为例详细介绍本发明实施例的原理，其他可替代的方案仍然属于本发明要求保护的范围。

本发明实施例提供一种显示数据转换方法，以色觉缺陷人群的非辨识光谱范围对所述第一出光光谱进行滤波，从而可以将色觉缺陷人群无法分辨颜色的光谱范围进行过滤，进而使输出的第二出光光谱位于色觉缺陷人群可识别范围内；在进行滤波后图像信息有所失真；再基于同色异谱的原理，对原始的第一显示数据进行转换获得第二显示数据，显示设备通过第二出光光谱以及转换后的第二显示数据，输出的颜色与原色相同；这样，对于色觉缺陷人群而言，光谱位于其可识别范围内且颜色与原图同色，因而可以识别图像原本的颜色，从而提高了色觉缺陷人群的颜色准确感知和分辨能力。

为使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参考图2，示出了本发明实施例一种显示数据转换方法的流程示意图。所述转换方法，用于获得显示装置的显示数据，具体的，所述转换方法包括：

步骤S1，获取色觉缺陷类型以及与色觉缺陷类型相对应的非辨识光谱范围；

步骤S2，获取与显示图像相对应的第一显示数据、颜色信息和第一出光光谱；

步骤S3，以所述非辨识光谱范围对所述第一出光光谱进行滤波，获得第二出光光谱；

步骤S4，基于所述第二出光光谱，对所述显示图像的第一显示数据进行转换，获得第二显示数据，使得所述第二显示数据基于所述第二出光光谱获得所述颜色信息。

本实施例中，通过滤波得到的第二出光光谱即为所述预设光谱，因为在非辨识光谱范围内进行了滤波，因此预设光谱在非辨识光谱范围内具有较小的光强。

结合参考图3执行步骤S1，获取色觉缺陷以及与色觉缺陷相对应的非辨识光谱范围。

需要说明的是，色觉缺陷人群对颜色的感受能力较弱，从而无法准确区分颜色。

参考图3，示出了色觉正常人群和色觉缺陷人群的光谱灵敏度响应曲线示意图。图中横坐标为波长，纵坐标为感光灵敏度。正常人眼视网膜上存在S型、M型和L型三类视锥细胞，其中S型视锥细胞对短波段(蓝光)敏感，M型视锥细胞对中波段(绿光)敏感，L型视锥细胞对长波段(红光)敏感。对于正常人眼，在波长为540nm处，M型视锥细胞的光谱灵敏度与L型视锥细胞的光谱灵敏度有较大的差异，此时人眼主要感知的颜色为绿色，因而正常人能够区分红色和绿色。相比之下，对于色觉缺陷人群，由于M型视锥细胞和L型视锥细胞的光谱灵敏度曲线极其接近，在波长540nm处，M型视锥细胞和L型视锥细胞的响应程度接近，此时色觉缺陷人群无法较好地区分红色和绿色，从而表现出色弱。

基于相同的原理，具有不同色觉缺陷类型的人群，是指在不同的波长范围内无法区分相对应的颜色，从而产生了各种色觉缺陷类型，例如：红色弱、绿色弱和蓝黄色弱等。

每一种色觉缺陷类型均具有相对应的非辨识光谱范围，此处的非辨识光谱范围指的是，在该光谱范围内色觉缺陷人群不具备与正常人群相当的色觉能力，例如：在该光谱范围内色觉缺陷人群无法实现对有关颜色的区分，或者在该光谱范围内色觉缺陷人群不易实现对不饱和颜色的区分等等。具体地，红绿色觉缺陷人群无法较好地辨别540nm～580nm光谱范围对应的相关颜色，将该范围定义为非辨识光谱范围。

在实际应用中，可以根据人群的色觉缺陷类型设定相应的非辨识光谱范围，从而设计出相关色觉缺陷人群能辨识原始颜色的显示装置。

步骤S2，获取与显示图像相对应的第一显示数据、颜色信息和第一出光光谱。

如图4所示，图像显示是通过多个阵列排布的像素p实现的。例如，每一像素p包括多色子像素：红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B。所述多色子像素通过不同比例的混色，从而实现特定颜色的输出。

在其他实施例中，一个像素还可以包括：R(红色子像素)、G(绿色子像素)、B(蓝色子像素)和W(白色子像素)四个子像素，以获得更丰富的色彩。

具体地，在显示一帧图像时，每个子像素具有特定的位置，并分配对应的像素值，通过不同像素值表示其对应颜色的混色配比，从而在特定位置输出特定颜色的色块，再通过不同色块组成一幅图像。

以图4所示头发位置处的像素p为例说明，此处通过RGB三基色实现混色获得像素单元p的颜色信息，可将该像素p的颜色信息量化为RGB像素值，各像素值表示对应色彩的亮度，不同亮度的RGB混色后得到像素p的颜色，例如：R(214)G(215)B(216)，其中214、215、216为显示数据，根据显示数据混色后得到的像素单元p的颜色为颜色信息。相应地，为了实现人脸的显示，因为人脸跟头发颜色不同，在人脸位置处的像素则具有另一组显示数据。由此可见，所述显示数据(所述第一显示数据和第二显示数据)为与显示图像相对应的数据，例如，所述第一显示数据和第二显示数据为与显示图像相对应的像素值。

需要说明的是，显示数据除了与显示图像相对应，还可以与显示装置相关，即为了显示同一图像的同一颜色，不同显示装置具有不同的显示数据，为了获得图4所示的图像，不同的显示装置需要结合自身的工作原理，提供与显示装置对应的显示数据，使用户观察到相关图像。具体地，通过不同显示装置进行显示时，还要进行色域转换，此处的显示数据包括经过色域转换后获得的数据。

无论是自发光的显示器还是带背光源的显示器，均通过多个像素单元进行图像显示，所述像素单元包括多色子像素(例如：RGB、或RGBW)，显示装置提供的显示数据为与各子像素对应的亮度特征量(例如，体现214、215、216像素值的亮度特征量)，进而实现各色子像素不同配比的混色，以获得不同的颜色。此处的亮度特征量为可以表征各色子像素混色比例的值。

还需要说明的是，即使显示装置为液晶显示器，不同液晶显示器因为其配置不同，同一图像在不同液晶显示器上进行显示时，液晶显示器提供的显示数据也有所不同，由此可见，所述显示数据与显示图像相对应，在通过不同显示装置显示图像时，所述显示数据还要与显示装置相匹配。

为了方便理解，下面结合图5所示的液晶显示装置的侧视图解释显示数据和颜色信息的关系。液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)包括：

阵列基板(即TFT基板)17、位于所述阵列基板17上的电极层16，所述电极层16包括多条栅极线和多条数据线以及位于栅极线和数据线交界处的薄膜晶体管(Thin FilmTransistor，TFT)，所述栅极线和数据线围成一个子像素(Sub Pixel)的显示区域，所述薄膜晶体管的漏极连接有像素电极。

彩色滤光片基板(即Color Filter，CF基板)12，与所述阵列基板17相对设置，所述CF基板12上的B光阻、R光阻和G光阻与TFT基板17上的子像素一一对应，用于分别透过白光中的蓝光、红光和绿光，从而实现RGB三原色的显示。此外，所述CF基板12上还覆盖透明导电层(图未示)，彩色滤光基板12上的透明导电层和所述阵列基板17上的像素电极构成一子像素单元。RGB三个子像素组成一像素单元100。

液晶层15，位于所述阵列基板17和CF基板12之间。

在进行图像显示时，背光源10提供背光。在透明导电层上加载公共电压，各子像素单元的像素电极上加载像素电压，相对的两个电极可以控制液晶分子的偏转方向，从而控制透过子像素单元的光通过率。这样可以控制R、G或B的子像素具有不同亮度，对应具有不同的像素值，进而实现图像显示的目的。

由此可见，为了提供给终端用户的颜色信息，在图5所示的显示装置中，通过驱动电路13对每个子像素提供与亮度特征量(即像素值)相对应的像素电压，同时配合彩色滤光片的颜色，从而在显示装置最终输出端实现混光，获得像素单元的颜色。相应地，对于液晶显示器，所述显示数据为改变液晶分子偏转方向的电信号数据。例如：所述显示数据可以是驱动电路13提供的像素电压。

在其他实施例中，所述显示数据还可以是其他各子像素对应的亮度特征量。例如，通过自发光方式进行图像显示，所述显示数据为自发光强度对应的电驱动数据。

在进行一帧图像的显示时，每一子像素单元可等效为一特定颜色特定亮度出光的光源，所述光源具有第一出光光谱。需要说明的是，为了便于后续数据处理，本发明实施例，还可将RGB转换到CIE1931XYZ色度系统中进行各颜色的表示。两者可以实现一一对应的转换。

以P₁(λ)、P₂(λ)和P₃(λ)分别表示显示装置终端，各子像素输出的出光光谱，将其转换到CIE1931 XYZ系统可以表示为

相应地，在CIE1931 XYZ系统中的色坐标分别可以表示为：

/>

与像素单元100相对应的色坐标x、y，为可量化的颜色信息。

参考步骤S3，以所述非辨识光谱范围对所述第一出光光谱进行滤波，获得第二出光光谱。

为了能够使具有色觉缺陷的人群避免出现颜色无法区分的情况，采用所述非辨识光谱范围对第一出光光谱进行过滤。具体地说，将像素单元100输出的光谱中与非辨识光谱范围相对应的波段滤为低通波段，完成滤波后，第二出光光谱中，非辨识光谱范围具有较小的光强。

结合图6和图7所示，可以通过一滤光片101实现滤波。具体地，所述滤光片101在非辨识光谱范围为低透过率，且在其他光谱范围为高透过率。这样，色觉缺陷的人群无法实现颜色区分的波长区域被过滤。因此，像素单元100输出的光谱通过所述滤光片101过滤之后，输出的光谱中，具有较大光强的部分位于色觉缺陷人群可辨识的范围内。

以所述非辨识光谱范围对所述第一出光光谱进行滤波，获得第二出光光谱，所述第二出光光谱即为预设光谱。

第二出光光谱中的非辨识光谱范围具有较小光强，但是，在其他参数不变时，滤波后，显示装置各子像素单元的颜色发生了变化。

以

表示滤光片101的光谱透射函数，在显示装置上加入滤光片101之后，各个像素单元中RGB的输出光谱，将其转换到CIE1931 XYZ系统可以表示为：

相应地，经过滤波之后，各像素单元100在CIE1931 XYZ系统中的色坐标分别可以表示为：

即在滤波后，各像素单元100的色坐标发生了变化，对于显示装置用户而言，原始图像的颜色发生了失真。

执行步骤S4，结合所述第二出光光谱，对所述显示图像的第一显示数据进行转换，获得第二显示数据，使得所述第二显示数据基于所述第二出光光谱获得所述颜色信息。

通过步骤S3的滤波处理之后，色坐标由原来的x、y转换为x′、y′，也就是说，相对于原始显示图像而言，滤波后的第二出光光谱在色彩上有一定的失真。为了能使得显示装置输出的图像仍体现原始显示图像的颜色，需要对显示数据进行转换。此处的显示数据转换是根据同色异谱的原理进行的。

同色异谱指的是，颜色相同但是光谱组成不同。结合参考图8，为CIE1931XYZ色度系统中同色异谱的原理示意图。对于要混色后得到的颜色A，可通过R、G、B三点混色后得到，也可以通过另一种具有不同色坐标的R′、G′、B′混色后得到。两种混色方式的光谱并不相同。

结合参考图9，示出了显示同一颜色但具有不同光谱的示意图。横坐标表示波长，纵坐标表示强度。光谱曲线a和光谱曲线b具有同色异谱的匹配关系，因此显示相同颜色。但是光谱曲线a和光谱曲线b具有不同发光光谱，其峰值波长分布在不同的波段，因为光谱曲线a的峰值波长位于非辨识光谱区，通过同色异谱的原理转换为显示相同颜色的光谱曲线b，从而使得光谱曲线b峰值波长不位于色觉缺陷对应的非辨识光谱区。

如图9所示，对于第一出光光谱为光谱曲线a，第二出光光谱为光谱曲线b的实施例，因为滤波后，出光光谱更窄，即所述第二出光光谱的宽度小于所述第一出光光谱的宽度(此处宽度指的是光谱的半宽度或半峰宽)，这样显示设备通过第二出光光谱进行图像显示时，可以扩大显示设备的色域范围，提高色彩的丰富性。

需要说明的是，在其他实施例中，所述第二出光光谱的宽度还可以大于或等于第一出光光谱的宽度。因此通过滤波和数据转换之后，不仅能达到提高色觉缺陷人群对颜色准确感知和分辨的能力的目的，也能实现色觉缺陷人群和正常色觉人群的视觉共享的功能。

基于同色异谱的原理，结合完成滤波得到的具有不同光谱曲线的第二出光光谱对原始显示数据进行转换，即通过改变三原色的混光比例，从而在显示装置的输出端输出与原始显示图像各像素相同的颜色。

为了便于理解，结合公式对显示数据转换的过程进行说明。假设经过滤波和显示数据转换后，各子像素单元的出射光谱分别表示为：K₁P₁(λ)、K₂P₂(λ)和K₃P₃(λ)，K₁、K₂和K₃分别表示对第一出光光谱混光强度的调整比例，也是对第一显示数据的转换因子，是在转换过程中需要求解得出的结果。

相应地，在CIE1931 XYZ系统中，可表示为

具体的色坐标为：

/>

为了获得相同的颜色，转换因子K₁、K₂和K₃需要满足x＝x”、y＝y”、z＝z”，进而求得转换因子K₁、K₂和K₃，对第一显示数据进行转换获得第二显示数据。使显示装置通过第二出光光谱以及转换后的第二显示数据，输出的颜色与原色相同，避免显示图像颜色出现失真的问题。

需要说明的是，由于人眼对亮度的光敏感特性是非线性的，即人眼对低亮度的变化较为敏感，对高亮度的变化敏感度较低，显示设备进行图像显示时，为保证图像的亮度变化符合人眼的视觉特性，通常采用伽玛校正(Gamma Correction)建立图像的像素值RGB与其对应的亮度特征量之间的映射关系，因此，可选实施例中，通过转换获得第二显示数据的步骤中也包括进行伽玛校正的过程，以减小颜色失真问题。

具体地，步骤S4，至少包括以下分步骤：获取伽玛校正的像素值和亮度值的映射关系；根据所述映射关系，获取所述第一显示数据对应的第一亮度值；对所述第一亮度值进行转换，获得第二亮度值；根据所述映射关系，获取第二亮度值对应的第二显示数据，通过第二显示数据进行显示得到原色。

如图10所示，为步骤S4中进行伽玛校正示意图，横坐标为像素值RGB，纵坐标为亮度值，图中的曲线为像素值RGB与亮度值之间的映射关系。需要说明的是，具体的映射关系根据具体的显示装置而确定，此外，这种映射关系还可以通过公式或查找表的形式表示。

利用K₁、K₂和K₃转换因子获取第二显示数据的过程包括伽玛校正，具体地：由第一显示数据结合伽玛校正的映射关系获得第一显示数据RGB分别对应的第一亮度值L₁、L₂和L₃，再利用K₁、K₂和K₃转换因子分别乘以第一亮度值，获得第二显示数据对应的第二亮度值K₁*L₁、K₂*L₂、和K₃*L₃，然后根据第二亮度值结合伽玛校正的映射关系获得第二显示数据。最终使显示装置通过第二出光光谱以及转换后的第二显示数据，输出的颜色与原色相同，避免显示图像颜色失真的问题。

还需要说明的是，在显示数据转换的过程中，转换后的图像相对于转换前的图像存在亮度变化，为了平衡图像中各像素的亮度变化，使得转换后的图像与原图的对比度保持一致。可选实施例中，获得第二显示数据的步骤中还可以包括亮度补偿的步骤，以解决图像亮度的平衡问题。

实际应用中通过显示装置进行图像显示，所述显示装置包括光源，定义通过第一显示数据进行图像显示得到第一图像；通过数据转换(或者数据转换及伽玛校正)后进行图像显示得到的为第二图像，亮度补偿至少包括以下步骤：

获取第一图像中光源亮度最大值；

对完成数据转换(或者数据转换及伽玛校正)后得到的第二图像，获取光源亮度最大值对应的转换后光源亮度值；

计算光源亮度最大值与转换后光源亮度值的比值；

根据所述比值对数据转换(或者数据转换及伽玛校正)后所有像素的数据进行处理，获得包含亮度补偿的第二显示数据。

通过上述亮度补偿的方式可以实现转换后图像的亮度平衡。

结合图6所示的液晶显示器说明，此处显示数据为控制液晶分子偏转方向的电信号，第一显示数据时液晶分子偏转方向为第一角度，第一角度对应的混色比例为RGB。通过计算得到的转换因子K₁、K₂和K₃，获得符合同色异谱匹配关系的第二显示数据，所述第二显示数据时液晶分子偏转方向为第二角度，液晶分子在第二角度时的混色比例R′G′B′，两种混色比例均可以得到的像素单元100相同的颜色信息A。

采用第二显示数据进行显示时，对于色觉缺陷人群而言，光谱位于其可识别范围内且颜色与原图同色，因而可以识别图像原本的颜色，从而提高了色觉缺陷人群的颜色准确感知和分辨能力。

对于色觉正常人群而言，从颜色的角度，因为滤波带来的颜色失真通过对第一显示数据的转换得到了校正，使最终输出的图像仍为原色，色觉正常人群看到的也为与原图同色的图像，从而实现了两类人群同时观看同一显示图像的目的，实现了视觉共享，进而优化了两类人群的视觉体验。

还需要说明的是，在上述实施例中，是以显示数据为控制液晶分子偏转方向的电信号为例进行说明，在其他实施例中，可以采用自发光方式进行图像显示，所述第一显示数据和第二显示数据还可以为自发光强度对应的电驱动数据。例如通过电流或者电压驱动，使自发光的子像素单元发出RGB三种色彩的光，且电流或者电压的大小可以调节子像素单元的发光强度。通过电流或者电压等电驱动数据的改变，也能获得各色子像素不同的混色比例，从而实现同色异谱。

为了解决所述技术问题，本发明实施例还提供一种显示数据转换模块，参考图11，示出了本发明实施例一种显示数据转换模块的功能框图。色觉缺陷分析单元201，用于获取色觉缺陷类型以及与色觉缺陷类型相对应的非辨识光谱范围；预设光谱单元202，用于以一预设光谱进行图像显示，所述预设光谱包括第一光谱区间以及第二光谱区间，所述第一光谱区间内的光强大于第二光谱区间的光强，所述第二光谱区间包括所述非辨识光谱范围；基础数据单元203，用于获取与显示图像相对应的第一显示数据、颜色信息和所述预设光谱；数据转换单元204，用于基于所述预设光谱，对第一显示数据进行转换，获得第二显示数据，使得所述第二显示数据基于所述预设光谱获得所述颜色信息。

需要说明的是，所述预设光谱单元为了获得所述预设光谱，可以通过滤波的方式对显示装置的出光光谱中的非辨识光谱范围进行过滤。或者，所述预设光谱单元也可以对背光源进行设计，使其发光光谱在非辨识光谱范围具有较小的发光强度，从而获得预设光谱。所述背光源通过设计使发光光谱在非辨识光谱范围具有较小的发光强度。或者，可以从背光源发光，以及背光源发光到人眼感知的光路上，通过其他的方式，对光谱中非辨识光谱范围进行处理，以获得预设光谱，使显示图像的光谱位于色觉缺陷人群可识别范围内。

为了使说明书较为简洁，本发明实施例以滤波的方案为例详细介绍本发明实施例的原理，其他可替代的方案仍然属于本发明要求保护的范围。

需要说明的是，通过显示装置进行图像显示，显示装置作为终端具有出光光谱，本发明实施例一种显示数据转换模块用于获得显示图像的数据，具体地，为了获取所述预设光谱，所述预设光谱单元202包括：光谱获取单元2021和滤波单元2022。所述显示数据转换模块包括：

色觉缺陷分析单元201，用于获取色觉缺陷类型以及与色觉缺陷类型相对应的非辨识光谱范围；

光谱获取单元2021，用于获取与显示图像相对应的第一出光光谱；

滤波单元2022，用于以所述非辨识光谱范围对所述第一出光光谱进行滤波，获得第二出光光谱，所述第二出光光谱为所述预设光谱；

基础数据单元203，用于获取与显示图像相对应的第一显示数据、颜色信息和第二出光光谱(即预设光谱)；

数据转换单元204，用于基于所述第二出光光谱，对第一显示数据进行转换，获得第二显示数据，使得所述第二显示数据基于所述第二出光光谱获得所述颜色信息。

色觉缺陷分析单元201执行显示数据转换方法的步骤S1；光谱获取单元2021和基础数据单元203执行显示数据转换方法的步骤S2；滤波单元2022执行显示数据转换方法的步骤S3；数据转换单元204执行显示数据转换方法的步骤S4。具体实现方案参考方法实施例的描述，在此不做赘述。

需要说明的是，对于需要进行伽玛校正的实施例，所述数据转换单元204，还可以包括：存储器2041，用于存储伽玛校正的像素值和亮度值的映射关系；转换器2042，用于根据所述映射关系，获取所述第一显示数据对应的第一亮度值；用于对所述第一亮度值进行转换，获得第二亮度值；还用于根据所述映射关系，获取第二亮度值对应的第二显示数据。

具体地，存储器2041和转换器2042执行的数据处理的流程，请参考显示数据转换方法的步骤S4关于伽玛校正实施例的描述和图10。

还需要说明的是，数据转换后得到的图像亮度下降，为了解决亮度平衡的问题，可选实施例中还可设置亮度补偿器。

请继续参考图11，通过显示装置进行图像显示，所述显示装置包括光源；通过第一显示数据进行显示图像得到第一图像；通过数据转换后进行图像显示得到的为第二图像，所述数据转换单元204，还包括：亮度补偿器2043，用于获取第一图像中光源亮度最大值；用于在数据转换后得到的第二图像中，获取光源亮度最大值对应的转换后光源亮度值；用于计算光源亮度最大值与转换后光源亮度值的比值；还用于根据所述比值对数据转换后第二图像的像素进行处理，获得包含亮度补偿的第二显示数据。

本发明的实施方式显示数据转换模块可通过例如硬件、固件、软件或其组合的各种手段来实现。在硬件配置方式中，根据本发明示例性实施方式的方法可通过一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等来实现。

相应的，本发明实施例还提供一种介质，所述介质存储有一条或多条计算机指令，所述一条或多条计算机指令用于实现本发明实施例提供的显示数据转换方法。

所述介质为计算机可读介质，介质可以为只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、U盘、移动硬盘、磁盘或光盘等各种可以存储程序代码的介质。

相应地，本发明实施例还提供一种显示装置，参考图12，示出了本发明实施例一种显示装置的结构示意图。所述显示装置包括：

显示模组310，用于提供本发明实施例显示数据转换方法得到的第二显示数据；

滤光片301，用于对与色觉缺陷相对应的非辨识光谱范围进行滤波。

具体地，所述滤光片301可以具有如图7类似的透射范围，通过使非辨识光谱范围位于低通滤波的区间，对色觉缺陷人群无法辨识颜色的波长范围进行过滤。实际应用中，可以根据色觉缺陷的类型选择滤光片301的中心波长和带宽。

如图12所示的实施例中，所述滤光片301内嵌于所述显示模组310中。所述滤光片301可以位于背光源308和CF玻璃基板302之间任意位置处。具体地，所述滤光片301位于彩色滤光片309和CF玻璃基板302之间。

在其他实施例中，所述滤光片还可以位于所述显示模组310的出光面上，例如图6所示的位置。

实际应用中，可以结合考虑滤光片301的材料特性、组装工艺的兼容性、显示模组310的结构集成度，选择合适的滤光片301位置。

所述显示模组310包括：原始数据模块3031，用于提供显示图像的第一显示数据；以及显示数据转换模块3032，用于根据本发明实施例显示数据转换方法获得第二显示数据。

所述显示数据转换模块3032对第一显示数据进行转换的方案参考方法部分的实施例，在此不做赘述。

本发明实施例中，原始数据模块3031与现有技术的显示模组的结构相同，通过添加一单独的显示数据转换模块3032对第一显示数据进行提取、转换以及第二显示数据输出，这样在显示装置的制造过程中，对于需要制造本发明实施显示装置的产线，仅需要增加一道配置所述显示数据转换模块3032的步骤。而对于制造其他显示装置(即不针对色觉缺陷人群的显示装置)产线，则仍可以保留原有工艺流程。因此，这种方式可以减小对现有显示模组结构的改动，从而保持与现有组装工艺较大的兼容性。

本实施例中显示模组310为液晶显示模组，显示数据为控制液晶分子偏转方向的电信号。相应地，所述原始数据模块3031和所述显示数据转换模块3032集成于驱动电路303中。

本发明实施例的显示装置能够提高色觉缺陷人群的颜色准确感知和分辨能力；此外，还实现色觉缺陷人群、色觉正常两类人群同时观看同一显示图像的目的，提高了用户体验，也提高了显示装置的普遍适用性。对于第二出光光谱的宽度较小的实施例，还能扩大显示设备的色域范围，提高色彩的丰富性。

需要说明的是，图12所示的实施例中，用于实现滤波的滤光片301，以及用于获得RGB颜色的彩色滤光片分别为不同的膜片，在其他实施例中，所述滤光片的功能还可以集成于所述彩色滤光片，即通过一层膜片实现获得RGB颜色和滤波两种功能。

在其他实施例中，所述显示模组还可以是自发光的显示装置。例如有机发光二极管显示装置(Organic Light-Emitting Diode，OLED)、量子点发光二极管(Quantum DotLight Emitting Diodes，QLED)或者微发光二极管显示器(Micro Light Emitting DiodeDisplay，Micro LED)。

本发明还提供一种电子设备，包括本发明实施例提供的所述显示装置。

所述电子设备可以是能实现图像显示的电脑、虚拟现实显示设备、手机、照相机或摄像机等设备。色觉缺陷人群使用所述电子设备时能实现较好的颜色辨识，此外，色觉缺陷人群、色觉正常两类人群可同时使用所述电子设备，实现图片共享，从而改善了使用感受。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (23)

1.一种显示数据转换方法，其特征在于，包括：

获取色觉缺陷类型以及与色觉缺陷类型相对应的非辨识光谱范围；

以一预设光谱进行图像显示，所述预设光谱包括第一光谱区间以及第二光谱区间，所述第一光谱区间的光强大于第二光谱区间光强，所述第二光谱区间包括所述非辨识光谱范围；

获取与显示图像相对应的第一显示数据、颜色信息和所述预设光谱；

基于所述预设光谱，对第一显示数据进行转换，获得第二显示数据，使得所述第二显示数据基于所述预设光谱获得所述颜色信息。

2.如权利要求1所述的显示数据转换方法，其特征在于，

以一预设光谱进行图像显示的步骤包括：

获取与显示图像相对应的第一出光光谱；以所述非辨识光谱范围对所述第一出光光谱进行滤波，获得第二出光光谱，所述第二出光光谱为所述预设光谱；

所述转换的步骤包括：基于所述第二出光光谱，对第一显示数据进行转换，获得第二显示数据，使得所述第二显示数据基于所述第二出光光谱获得所述颜色信息。

3.如权利要求1或2所述的转换方法，其特征在于，所述第一显示数据和第二显示数据为与显示图像相对应的像素值。

4.如权利要求1或2所述的转换方法，其特征在于，显示装置通过多个像素单元进行图像显示，所述像素单元包括多色子像素；

所述第一显示数据和第二显示数据为各子像素对应的亮度特征量。

5.如权利要求4所述的转换方法，其特征在于，所述多色子像素包括：蓝色子像素、绿色子像素和红色子像素；或者，所述多色子像素包括：蓝色子像素、绿色子像素、红色子像素和白色子像素。

6.如权利要求1或2所述的转换方法，其特征在于，通过液晶显示器进行图像显示，所述第一显示数据和第二显示数据为改变液晶分子偏转方向的电信号数据。

7.如权利要求1或2所述的转换方法，其特征在于，通过自发光方式进行图像显示，所述第一显示数据和第二显示数据为自发光强度对应的电驱动数据。

8.如权利要求2所述的转换方法，其特征在于，所述第二出光光谱的宽度小于所述第一出光光谱的宽度。

9.如权利要求2所述的转换方法，其特征在于，基于所述第二出光光谱，对第一显示数据进行转换，获得第二显示数据的步骤还包括：伽玛校正。

10.如权利要求9所述的转换方法，其特征在于，所述第一显示数据和第二显示数据为显示图像的像素值；基于所述第二出光光谱，对第一显示数据进行转换，获得第二显示数据的步骤包括:

获取伽玛校正的像素值和亮度值的映射关系；

根据所述映射关系，获取所述第一显示数据对应的第一亮度值；

对所述第一亮度值进行转换，获得第二亮度值；

根据所述映射关系，获取第二亮度值对应的第二显示数据。

11.如权利要求9所述的转换方法，其特征在于，基于所述第二出光光谱，对第一显示数据进行转换，获得第二显示数据的步骤还包括：亮度补偿。

12.如权利要求11所述的转换方法，其特征在于，通过显示装置进行图像显示，所述显示装置包括光源；通过第一显示数据进行图像显示得到第一图像；通过数据转换后进行图像显示得到的为第二图像，亮度补偿包括：

获取第一图像中光源亮度最大值；

在数据转换后得到的第二图像中，获取光源亮度最大值对应的转换后光源亮度值；

计算光源亮度最大值与转换后光源亮度值的比值；

根据所述比值对数据转换后第二图像的像素进行处理，获得包含亮度补偿的第二显示数据。

13.一种显示数据转换模块，其特征在于，包括：

色觉缺陷分析单元，用于获取色觉缺陷类型以及与色觉缺陷类型相对应的非辨识光谱范围；

预设光谱单元，用于以一预设光谱进行图像显示，所述预设光谱包括第一光谱区间以及第二光谱区间，所述第一光谱区间内的光强大于第二光谱区间的光强，所述第二光谱区间包括所述非辨识光谱范围；

基础数据单元，用于获取与显示图像相对应的第一显示数据、颜色信息和所述预设光谱；

数据转换单元，用于基于所述预设光谱，对第一显示数据进行转换，获得第二显示数据，使得所述第二显示数据基于所述预设光谱获得所述颜色信息。

14.如权利要求13所述的显示数据转换模块，其特征在于，所述预设光谱单元包括：

光谱获取单元，用于获取与显示图像相对应的第一出光光谱；

滤波单元，用于以所述非辨识光谱范围对所述第一出光光谱进行滤波，获得第二出光光谱，所述第二出光光谱为所述预设光谱；

所述数据转换单元，用于基于所述第二出光光谱，对第一显示数据进行转换，获得第二显示数据，使得所述第二显示数据基于所述第二出光光谱获得所述颜色信息。

15.如权利要求13或14所述的显示数据转换模块，其特征在于，所述第一显示数据和第二显示数据为显示图像的像素值，所述数据转换单元，包括：

存储器，用于存储伽玛校正的像素值和亮度值的映射关系；

转换器，用于根据所述映射关系，获取所述第一显示数据对应的第一亮度值；用于对所述第一亮度值进行转换，获得第二亮度值；还用于根据所述映射关系，获取第二亮度值对应的第二显示数据。

16.如权利要求15所述的显示数据转换模块，其特征在于，通过显示装置进行图像显示，所述显示装置包括光源；通过第一显示数据进行图像显示得到第一图像；通过数据转换后进行图像显示得到的为第二图像，所述数据转换单元，还包括：

亮度补偿器，用于获取第一图像中光源亮度最大值；用于在数据转换后得到的第二图像中，获取光源亮度最大值对应的转换后光源亮度值；用于计算光源亮度最大值与转换后光源亮度值的比值；还用于根据所述比值对数据转换后第二图像的像素进行处理，获得包含亮度补偿的第二显示数据。

17.一种介质，其特征在于，所述介质存储有一条或多条计算机指令，所述一条或多条计算机指令用于实现如权利要求1-12任一项所述的显示数据转换方法。

18.一种显示装置，其特征在于，包括：

显示模组，用于提供如权利要求1-12任一项所述转换方法得到的第二显示数据；

滤光片，用于对与色觉缺陷类型相对应的非辨识光谱范围进行滤波。

19.如权利要求18所述的显示装置，其特征在于，所述滤光片位于所述显示模组的出光面上，或者，内嵌于所述显示模组中。

20.如权利要求18所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置包括彩色滤光片，用于获得不同颜色；所述滤光片的功能集成于所述彩色滤光片。

21.如权利要求18所述的显示装置，其特征在于，所述显示模组包括：

原始数据模块，用于提供显示图像的第一显示数据；

显示数据转换模块，用于通过所述转换方法获得所述第二显示数据。

22.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求18～21任一项所述的显示装置。

23.如权利要求22所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：电脑、虚拟现实显示设备、手机、照相机或摄像机。

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