CN116092423A - 一种显示面板色彩校正方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种显示面板色彩校正方法及装置，对不同色域标准的内容进行精准的色彩转换，使图片等内容的色彩得以正确显示。首先获取待校正显示屏的多组初始亮色度信息，根据面板待显示内容确定目标色域及相应的目标亮色度信息；然后判断待校正像素点的各颜色分量是否小于设定阈值，若颜色分量小于设定阈值，则根据前述步骤获取的初始亮色度信息和目标亮色度信息构建3D查找表，通过查表及插值得到当前像素点的目标校正数据；若颜色分量大于等于阈值，则根据前述步骤获取的初始亮色度信息和目标亮色度信息计算得到校正矩阵，据此对当前像素点进行校正。

Description

一种显示面板色彩校正方法及装置

技术领域

本发明属于显示技术领域，涉及一种显示面板色彩校正方法及装置。

背景技术

随着电子技术的日益发展，显示技术在人们的日常生活中应用越来越广泛，具有广色域、低功耗、高对比度等诸多优点的OLED显示面板等逐渐成为显示行业主流。同时，随着显示技术的发展，人们对于色彩的保真也越来越关注，广色域面板可还原更多的真实色彩和更细腻的色彩渐变，但当输入图片、视频源的色域和显示面板的色域不一致时，可能会导致显示面板存在色彩不正、肤色失真等一系列色彩显示错误。色彩校正的目标就是确保图片等内容的色彩表现在各个设备上保持一致，这便需要设备在显示不同色域标准的内容时进行精准地色彩转换。

显示面板在低亮度时色彩表现通常呈非线性，而本发明公开的一种显示面板色彩校正方法及装置，能够结合校正矩阵和3D查找表对显示面板进行色彩校正，低亮区域采用3D查找表进行校正，高亮区域则采用简单的校正矩阵，既可以保证低亮度数据色彩校正的精确性，又减小了查找表尺寸，节省了数据存储空间，大大缩减了开支。

发明内容

本发明提供一种显示面板色彩校正方法,包含，

步骤一，获取待校正显示面板的多组初始亮色度信息；

步骤二，根据目标色域确定目标亮色度信息；

步骤三，判断当前待校正像素点的各颜色分量是否小于设定阈值；

步骤四，根据判断结果输出校正后数据。

进一步地，步骤一中，首先确定待测试图像组，需要对原始颜色空间的各个颜色分量进行等间隔的离散采样，利用N×N×N个采样点将原始颜色空间分割为(N-1)×(N-1)×(N-1)个最小立方体单元，控制待校正显示面板使其分别显示多个预设测试图像，在不同的(R,G,B)图像下利用色彩分析仪进行测量，得到多组初始亮色度数据。

进一步地，步骤二中，假设目标色域的三基色色度坐标分别为：

R:(r_x，r_y)，G:(g_x，g_y)，B(b_x，b_y)，目标白点色坐标为：(w_x，w_y)，RGB三基色及目标白点在RGB颜色空间中的坐标分别为：(1，0，0)，(0，1，0)，(0，0，1)，(1，1，1)

RGB三基色在XYZ颜色空间中的坐标可表示为：

R_XYZ＝(R_X，R_Y，R_Z)＝(r_x，r_y，1-r_x-r_y)×θ_r

G_XYZ＝(G_X，G_Y，G_Z)＝(g_x，g_y，1-g_x-g_y)×θ_g

B_XYZ＝(B_X，B_Y，B_Z)＝(b_x，b_y，1-b_x-b_y)×θ_b

目标白点在XYZ颜色空间中的坐标应为：

其中:

W_Y＝1

据此可以得出目标色域中从RGB颜色空间到XYZ颜色空间的转换矩阵M1：

测试图像组的目标亮色度数据可依据如下公式计算得到：

其中，θ_r、θ_g、θ_b、θ_w分别表示RGB三基色和目标白点由xyz颜色空间转换至XYZ颜色空间的转换系数。

进一步地，步骤三中，若颜色分量小于所述设定阈值，在设定阈值范围内筛选出i组初始亮色度数据和目标亮色度数据，据此得到待校正显示面板低亮区域的RGB颜色空间与XYZ颜色空间的查找表LUT1，

LUT1:[(X₁,Y₁,Z₁),(X₂,Y₂,Z₂),……,(X_i,Y_i,Z_i)]

＝f[(R₁,G₁,B₁),(R₂,G₂,B₂),……,(R_i,G_i,B_i)]

其中，i表示预设测试图像组中颜色分量小于设定阈值的个数，[(R₁,G₁,B₁),(R₂,G₂,B₂),……,(R_i,G_i,B_i)]表示满足条件的i个测试图像的RGB颜色分量值，[(X₁,Y₁,Z₁),(X₂,Y₂,Z₂),……,(X_i,Y_i,Z_i)]是对应的XYZ颜色空间坐标，即初始亮色度数据，

基于CIE 1994色差公式在查找表LUT1中寻找与目标亮色度数据色差最小的XYZ分量值，对应的RGB颜色分量值即为达到目标亮色度所需的目标校正数据，据此构建3D查找表LUT2。

进一步地，步骤三中，若颜色分量大于等于所述设定阈值，筛选出符合条件的m组初始亮色度数据和目标亮色度数据，根据多组测试图像RGB颜色分量值和初始亮色度数据，基于线性最小二乘法进行求解，拟合出显示面板高亮区域的XYZ颜色空间与RGB颜色空间的转换矩阵M2

Ax＝b

其中，b表示符合条件的m组测试图像RGB颜色分量值，A表示对应的初始亮色度数据，x即为待求解的转换矩阵向量M2

高亮区域的色彩校正矩阵为

C＝M2×M1

假设待校正像素点的RGB颜色分量为(R，G，B)_in，目标校正数据计算如下：

本发明还提供了一种显示面板色彩校正装置，包括，预处理模块和显示面板校正模块，

预处理模块采集显示面板的亮色度信息，根据目标色域进行低亮区域3D查找表及高亮区域校正矩阵的计算，并将相关数据上传至芯片存储单元，具体包括：

显示控制模块：控制待校正显示面板使其分别显示多个预设测试图像；

数据采集模块：采集显示面板的多组初始亮色度信息；

3D查找表计算模块：根据低亮区域的初始亮色度信息和目标亮色度信息计算达到目标亮色度所需的目标校正数据，构建3D查找表，并上传至所述色彩校正装置的存储模块；

校正矩阵计算模块：基于高亮区域的初始亮色度信息计算显示面板颜色空间转换矩阵，结合目标亮色度信息得到色彩校正矩阵，并上传至存储模块；

显示面板校正模块从存储模块读取颜色分量阈值、低亮区域3D查找表及高亮区域校正矩阵，据此对显示面板的输入内容进行色彩校正，具体包括：

存储模块：存储颜色分量阈值、低亮区域3D查找表及高亮区域校正矩阵，并将数据发送至色彩校正处理模块；

色彩校正处理模块：根据存储模块发送的数据信息对显示面板的输入内容进行色彩校正并输出。

附图说明

图1所示是本发明的色彩校正流程图；

图2所示为本发明的颜色空间采样示意图；

图3所示为本发明立方体分割示意图；

图4所示为本发明显示面板色彩校正装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1，本发明公开了一种显示面板色彩校正方法，包含，

步骤一，获取待校正显示面板的多组初始亮色度信息；

步骤二，根据目标色域确定目标亮色度信息；

步骤三，判断当前待校正像素点的各颜色分量是否小于设定阈值；

步骤四，根据判断结果输出校正后数据。

若颜色分量小于设定阈值，则根据步骤一获取的初始亮色度信息和目标亮色度信息构建3D查找表，通过查表及插值得到当前像素点的目标校正数据；若颜色分量大于等于阈值，则根据步骤一获取的初始亮色度信息和目标亮色度信息计算得到校正矩阵，据此对当前像素点进行校正。

实施例1获取待校正显示面板的多组初始亮色度信息。

首先确定待测试图像组，需要对原始颜色空间的各个颜色分量进行等间隔的离散采样，利用N×N×N个采样点将原始颜色空间分割为(N-1)×(N-1)×(N-1)个最小立方体单元，如图1所示。其中N可为5、9、17、33等，具体采用多少点数可根据具体需要(硬件资源、计算效率间的取舍)。

控制待校正显示面板使其分别显示多个预设测试图像，在不同的(R,G,B)图像下利用色彩分析仪进行测量，得到多组初始亮色度数据。

实施例2根据目标色域确定目标亮色度信息。

目标色域通常是标准协会定义的色域，如sRGB、DCI-P3、BT.2020等标准色域，也可以是用户自定义色域。确定目标色域后，通过色域转换计算可求得测试图像组的多组目标亮色度数据。

假设目标色域的三基色色度坐标分别为：R:(r_x，r_y)，G:(g_x，g_y)，B(b_x，b_y)，目标白点色坐标为：(w_x，w_y)，RGB三基色及目标白点在RGB颜色空间中的坐标分别为：(1，0，0)，(0，1，0)，(0，0，1)，(1，1，1)

RGB三基色在XYZ颜色空间中的坐标可表示为：

R_XYZ＝(R_X，R_Y，T_Z)＝(r_x，r_y，1-r_x-r_y)×θ_r

G_XYZ＝(G_X，G_Y，G_Z)＝(g_x，g_y，1-g_x-g_y)×θ_g

B_XYZ＝(B_X，B_Y，B_Z)＝(b_x，b_y，1-b_x-b_y)×θ_b

目标白点在XYZ颜色空间中的坐标应为：

其中:

W_Y＝1

据此可以得出目标色域中从RGB颜色空间到XYZ颜色空间的转换矩阵M1：

测试图像组的目标亮色度数据可依据如下公式计算得到：

其中，θ_r、θ_g、θ_b、θ_w分别表示RGB三基色和目标白点由xyz颜色空间转换至XYZ颜色空间的转换系数。

实施例3判断当前待校正像素点的各颜色分量是否小于设定阈值。

(1)若颜色分量小于所述设定阈值，在所述设定阈值范围内筛选出i组初始亮色度数据和目标亮色度数据，据此得到待校正显示面板低亮区域的RGB颜色空间与XYZ颜色空间的查找表LUT1，

LUT1:[(X₁,Y₁,Z₁),(X₂,Y₂,Z₂),……,(X_i,Y_i,Z_i)]

＝f[(R₁,G₁,B₁),(R₂,G₂,B₂),……,(R_i,G_i,B_i)]

其中，i表示预设测试图像组中颜色分量小于设定阈值的个数，[(R₁,G₁,B₁),(R₂,G₂,B₂),……,(R_i,G_i,B_i)]表示满足条件的i个测试图像的RGB颜色分量值，[(X₁,Y₁,Z₁),(X₂,Y₂,Z₂),……,(X_i,Y_i,Z_i)]是对应的XYZ颜色空间坐标，即所述初始亮色度数据，

基于CIE 1994色差公式在查找表LUT1中寻找与目标亮色度数据色差最小的XYZ分量值，对应的RGB颜色分量值即为达到目标亮色度所需的目标校正数据，据此构建3D查找表LUT2。3D查找表LUT2的输入为各颜色分量小于设定阈值的多个测试图像的RGB颜色分量值，输出为相应的RGB校正数据。示例如下：

在待校正像素点周围抽取若干的采样点，这若干个点必须能构成一个封闭的多边形，在多边形内部进行三维插值，即可得到目标校正数据。

常用的三维插值法可分为三维线性插值(八点六面体)、三棱柱插值(六点五面体)、金字塔插值(五点五面体)和四面体(四点四面体)插值。其中四面体插值计算量较少且精度较高，具体实现如下：

假设待校正像素点为P点，在XYZ颜色空间中的坐标为(X,Y,Z)，附近的八个采样点围成的最小立方体各顶点对应的颜色值分别为P₀₀₀(X₀,Y₀,Z₀)、P₀₀₁(X₀,Y₀,Z₁)、P₀₁₀(X₀,Y₁,Z₀)、P₀₁₁(X₀,Y₁,Z₁)、P₁₀₀(X₁,Y₀,Z₀)、P₁₀₁(X₁,Y₀,Z₁)、P₁₁₀(X₁,Y₁,Z₀)、P₁₁₁(X₁,Y₁,Z₁)。该立方体可被分割为六个等体积的四面体，如图3所示。

计算各四面体中任意三个顶点与待校正像素点构成的四个四面体体积之和是否与原四面体体积相等，若是，则待校正像素点被包含于此四面体中，即选取该四面体的四个顶点对应的颜色分量值作插值计算。具体计算公式如下：

其中:

ΔX＝X-X₀

ΔY＝Y-Y₀

ΔZ＝Z-Z₀

ΔX₁＝X₁-X₀

ΔY₁＝Y₁-Y₀

ΔZ₁＝Z₁-Z₀

(2)若颜色分量大于等于所述设定阈值，筛选出符合条件的m组初始亮色度数据和目标亮色度数据，根据多组测试图像RGB颜色分量值和初始亮色度数据，基于线性最小二乘法进行求解，拟合出显示面板高亮区域的XYZ颜色空间与RGB颜色空间的转换矩阵M2

Ax＝b

其中，b表示符合条件的m组测试图像RGB颜色分量值，A表示对应的初始亮色度数据，x即为待求解的转换矩阵向量M2

高亮区域的色彩校正矩阵为

C＝M2×M1

假设待校正像素点的RGB颜色分量为(R，G，B)_in，目标校正数据计算如下：

实施例4一种显示面板色彩校正装置。

参见图4，该装置包括预处理模块和显示面板校正模块。

预处理模块采集显示面板的亮色度信息，根据目标色域进行低亮区域3D查找表及高亮区域校正矩阵的计算，并将相关数据上传至芯片存储单元，具体包括：

显示控制模块：控制待校正显示面板使其分别显示多个预设测试图像；

数据采集模块：采集显示面板的多组初始亮色度信息；

3D查找表计算模块：根据低亮区域的初始亮色度信息和目标亮色度信息计算达到目标亮色度所需的目标校正数据，构建3D查找表，并上传至所述色彩校正装置的存储模块；

校正矩阵计算模块：基于高亮区域的初始亮色度信息计算显示面板颜色空间转换矩阵，结合目标亮色度信息得到色彩校正矩阵，并上传至存储模块；

显示面板校正模块从存储模块读取颜色分量阈值、低亮区域3D查找表及高亮区域校正矩阵，据此对显示面板的输入内容进行色彩校正，具体包括：

存储模块：存储颜色分量阈值、低亮区域3D查找表及高亮区域校正矩阵，并将数据发送至色彩校正处理模块；

色彩校正处理模块：根据存储模块发送的数据信息对显示面板的输入内容进行色彩校正并输出。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限制。

Claims (6)

1.一种显示面板色彩校正方法，其特征在于，包含，

步骤一，获取待校正显示面板的多组初始亮色度信息；

步骤二，根据目标色域确定目标亮色度信息；

步骤三，判断当前待校正像素点的各颜色分量是否小于设定阈值；

步骤四，根据判断结果输出校正后数据。

2.根据权利要求1所述的一种显示面板色彩校正方法，其特征在于，所述步骤一中，首先确定待测试图像组，需要对原始颜色空间的各个颜色分量进行等间隔的离散采样，利用N×N×N个采样点将原始颜色空间分割为(N-1)×(N-1)×(N-1)个最小立方体单元，控制所述待校正显示面板使其分别显示多个预设测试图像，在不同的(R，G，B)图像下利用色彩分析仪进行测量，得到所述多组初始亮色度数据。

3.根据权利要求2所述的一种显示面板色彩校正方法，其特征在于，所述步骤二中，假设目标色域的三基色色度坐标分别为：R：(r_x，r_y)，G：(g_x，g_y)，B(b_x，b_y)，目标白点色坐标为：(w_x，w_y)，RGB三基色及目标白点在RGB颜色空间中的坐标分别为：(1，0，0)，(0，1，0)，(0，0，1)，(1，1，1)

RGB三基色在XYZ颜色空间中的坐标表示为：

R_xYZ＝(R_x，R_Y，R_Z)＝(r_x，r_y，1-r_x-r_y)×θ_r

G_xYZ＝(G_x，G_Y，G_Z)＝(g_x，g_y，1-g_x-g_y)×θ_g

B_xYZ＝(B_x，B_Y，B_Z)＝(b_x，b_y，1-b_x-b_y)×θ_b

目标白点在XYZ颜色空间中的坐标为：

其中：

W_Y＝1

据此可以得出目标色域中从RGB颜色空间到XYZ颜色空间的转换矩阵M1：

测试图像组的目标亮色度数据依据如下公式计算得到：

其中，θ_r、θ_g、θ_b、θ_w分别表示RGB三基色和目标白点由xyz颜色空间转换至XYZ颜色空间的转换系数。

4.根据权利要求3所述的一种显示面板色彩校正方法，其特征在于，所述步骤三中，若颜色分量小于所述设定阈值，在所述设定阈值范围内筛选出i组初始亮色度数据和目标亮色度数据，据此得到待校正显示面板低亮区域的RGB颜色空间与XYZ颜色空间的查找表LUT1，

LUT1：[(X₁，Y₁，Z₁)，(X₂，Y₂，Z₂)，……，(X_i，Y_i，Z_i)]

＝f[(R₁，G₁，B₁)，(R₂，G₂，B₂)，......，(R_i，G_i，B_i)]

其中，i表示预设测试图像组中颜色分量小于设定阈值的个数，[(R₁，G₁，B₁)，(R₂，G₂，B₂)，......，(R_i，G_i，B_i)]表示满足条件的i个测试图像的RGB颜色分量值，[(X₁，Y₁，Z₁)，(X₂，Y₂，Z₂)，......，(X_i，Y_i，Z_i)]是对应的XYZ颜色空间坐标，即所述初始亮色度数据，

基于CIF 1994色差公式在所述查找表LUT1中寻找与目标亮色度数据色差最小的XYZ分量值，对应的RGB颜色分量值即为达到目标亮色度所需的目标校正数据，据此构建3D查找表LUT2。

5.根据权利要求4所述的一种显示面板色彩校正方法，其特征在于，所述步骤三中，若颜色分量大于等于所述设定阈值，筛选出符合条件的m组初始亮色度数据和目标亮色度数据，根据多组测试图像RGB颜色分量值和初始亮色度数据，基于线性最小二乘法进行求解，拟合出显示面板高亮区域的XYZ颜色空间与RGB颜色空间的转换矩阵M2

Ax＝b

其中，b表示符合条件的m组测试图像RGB颜色分量值，A表示对应的初始亮色度数据，x即为待求解的转换矩阵向量M2

高亮区域的色彩校正矩阵为

C＝M2×M1

假设待校正像素点的RGB颜色分量为(R，G，B)in，目标校正数据计算如下：

6.一种根据权利要求1-5所述的一种显示面板色彩校正方法的装置，其特征在于，包括，预处理模块和显示面板校正模块，

所述预处理模块采集显示面板的亮色度信息，根据目标色域进行低亮区域3D查找表及高亮区域校正矩阵的计算，并将相关数据上传至芯片存储单元，具体包括：

显示控制模块：控制待校正显示面板使其分别显示多个预设测试图像；

数据采集模块：采集显示面板的多组初始亮色度信息；

3D查找表计算模块：根据低亮区域的初始亮色度信息和目标亮色度信息计算达到目标亮色度所需的目标校正数据，构建3D查找表，并上传至所述色彩校正装置的存储模块；

校正矩阵计算模块：基于高亮区域的初始亮色度信息计算显示面板颜色空间转换矩阵，结合目标亮色度信息得到色彩校正矩阵，并上传至存储模块；

所述显示面板校正模块从存储模块读取颜色分量阈值、低亮区域3D查找表及高亮区域校正矩阵，据此对显示面板的输入内容进行色彩校正，具体包括：

存储模块：存储颜色分量阈值、低亮区域3D查找表及高亮区域校正矩阵，并将数据发送至色彩校正处理模块；

色彩校正处理模块：根据存储模块发送的数据信息对显示面板的输入内容进行色彩校正并输出。

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