CN116153273A - 一种用于色觉缺陷补偿的图像显示方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于色觉缺陷补偿技术领域，具体为一种用于色觉缺陷补偿的图像显示方法及装置。本发明图像显示方法包括：根据终端用户的色觉缺陷特征，获取终端用户对应的异常光谱波段；预设光源的发光光谱，所述发光光谱被配置为具有第一强度的第一波段和具有第二强度的第二波段，所述第二强度比第一强度小，所述第二波段包括终端用户对应的异常光谱波段；基于所述发光光谱，获取待输出图像的终端显示数据进行图像显示。本发明在保证图像颜色真实的基础上，提升了图像颜色的可辨识度，使得色觉缺陷和色觉正常终端用户能够同时对图像颜色有效感知和分辨，还可以扩大显示系统的色域。
Description
技术领域
本发明属于色觉缺陷补偿技术领域，具体涉及一种用于色觉缺陷补偿的图像显示方法及装置。
背景技术
色觉缺陷人群对颜色的感知异于常人，他们对各种颜色或部分颜色不能感知和分辨。通常将色觉缺陷人群分为单色觉、二色觉以及异常三色觉等类型。单色觉又称全色盲，此类色觉缺陷人群只能分辨明暗。二色觉者即通常所称的色盲，包括红色盲、绿色盲以及蓝黄色盲。异常三色觉者又称色弱，包括红色弱、绿色弱以及蓝黄色弱。色觉缺陷大多是先天获得的，这些人群在生活工作以及身心健康等方面都遭受着异常色觉感知所带来的不便。
目前虽然无法从科学的医疗技术上根本地解决色觉缺陷问题，但是已经存在面向色觉缺陷人群设计的产品，以辅助他们辨别颜色信息，例如在显示领域中，绝大部分产品都设置了色弱或色盲模式，不同的人群需要切换到不同的模式下观看显示图像，以获取显示图像的颜色信息。色弱或色盲模式主要是基于图像处理技术将图像中色觉缺陷人群无法分辨的颜色处理成可以分辨的颜色，从而使色觉缺陷人群能够分辨图像中的颜色信息。但是通过这种技术处理后的图像与原图像比发生了颜色失真，即色觉缺陷人群仍然不能感知到图像原本的颜色，同时也会影响正常人对于图像原本颜色信息的感知，无法实现色觉正常和色觉缺陷人群的画面共享。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于色觉缺陷补偿的图像显示方法及装置，能够使色觉缺陷和色觉正常终端用户同时对图像颜色有效感知和分辨，在保证图像颜色真实的基础上，提升图像颜色的可辨识度。
本发明提供的用于色觉缺陷补偿的图像显示方法，具体步骤为：
（1）根据终端用户的色觉缺陷特征，获取终端用户对应的异常光谱波段；
（2）预设光源的发光光谱，所述发光光谱被配置为具有第一强度的第一波段和具有第二强度的第二波段，所述第二强度比第一强度小（至少50%），所述第二波段包括终端用户对应的异常光谱波段；
（3）基于所述发光光谱，获取待输出图像的终端显示数据，进行图像显示。
本发明步骤（1）中，所述终端用户的色觉缺陷特征，是指终端用户的色觉缺陷类型；或者，更精细地，是指色觉缺陷类型以及色觉缺陷的程度。
所述终端用户的色觉缺陷类型包括：二色觉者和异常三色觉者两种类型。二色觉者包括红色盲、绿色盲以及蓝黄色盲；异常三色觉者包括红色弱、绿色弱以及蓝黄色弱。
所述终端用户的色觉缺陷类型以及色觉缺陷的程度，是对该类型色觉缺陷的程度分为轻度、中度和重度三种进行描述；或者，由0～1区间的数值分段（例如，分为3段）进行描述。
步骤（1）所述根据终端用户的色觉缺陷特征，获取终端用户对应的异常光谱波段，包括：根据终端用户的色觉缺陷特征获取终端用户对应的感光细胞的光谱灵敏度响应曲线；基于所述终端用户的光谱灵敏度响应曲线，与色觉正常者的光谱灵敏度响应曲线比较，获取颜色感知异常对应的光谱波段。
本发明步骤（2）中，所述光源为发射不同颜色的单色光光源组合；或者为白光光源。其中：所述单色光光源组合包括红光光源、绿光光源、蓝光光源。
本发明中，所述发光光谱的实现方式为：
（1）当光源为发射不同颜色的单色光光源组合时，所述发光光谱通过调整单色光光源的芯片实现；或者，通过调整单色光光源的荧光体实现；
（2）当光源为白光光源时，所述发光光谱通过调整白光光源的芯片实现；或者，通过调整白光光源的荧光体实现。
本发明步骤（3）中，所述终端显示数据为与待输出图像相对应的像素值。
所述进行图像显示，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；
所述终端显示数据为各子像素对应的亮度特征量；
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。
本发明中，所述进行图像显示，可以采用液晶显示器；所述终端显示数据为改变液晶分子偏转方向的电信号数据。
本发明中，所述进行图像显示，可以通过自发光方式进行；所述终端显示数据为自发光强度对应的电驱动数据。
本发明步骤（3）中，所述基于所述发光光谱，获取待输出图像的终端显示数据，还包括伽玛校正。
此时，所述终端显示数据为待输出图像相对应的像素值时；获取待输出图像的终端显示数据的步骤还包括：
获取伽玛校正的亮度信号和像素值之间的映射关系；
根据所述映射关系，获取亮度信号对应的终端显示数据。
相应地，本发明还提供基于上述方法的一种显示模块，包括：
异常光谱波段获取单元，根据终端用户的色觉缺陷特征，获取终端用户对应的异常光谱波段；
光源配置单元，用于预设光源的发光光谱，所述发光光谱被配置为具有第一强度的第一波段和具有第二强度的第二波段，所述第二强度比第一强度小，所述第二波段包括终端用户对应的异常光谱波段；
终端显示数据单元，基于所述发光光谱，获取待输出图像的终端显示数据，进行图像显示；
即这三个单元模块分别执行图像显示方法中三个步骤的内容。
本发明中，所述显示模块中各单元的配置及控制，形成软件系统；并通过存储介质部署于一计算系统。
相应地，本发明还提供基于上述方法的用于色觉缺陷补偿的图像显示装置，包括：背光模组和图像显示模组；其中：
所述背光模组，用于提供本发明图像显示方法所得到的光源；
所述图像显示模组，用于提供终端显示数据进行图像显示。
本发明还提供一种电子设备，该电子设备包括所述的图像显示装置。
所述电子设备，可以是电脑、虚拟现实显示设备、手机、照相机或摄像机，等等。
本发明中，设计的光源的发光光谱，包括第一波段和第二波段，在第一波段内具有相对较大的光强，在第二波段内具有相对较小的光强，即第二波段的光强小于第一波段的光强。由于第二波段包括终端用户对应的异常光谱波段，在进行图像显示时，色觉缺陷终端用户对应的异常光谱波段具有较小的光刺激强度，使得色觉缺陷终端用户避开无法感知和分辨颜色的光谱范围，进而使所述发光光谱中具有较大光强的光谱波段位于色觉缺陷终端用户可识别范围内；再根据所述发光光谱，获取待输出图像的终端显示数据，显示装置通过所述发光光谱以及终端显示数据，使得图像显示真实的颜色；由此，对于色觉缺陷终端用户而言，所述发光光谱位于其可识别范围内，且图像显示真实的颜色信息，即在保证图像颜色真实的基础上，提升了图像颜色的可辨识度，使得色觉缺陷终端用户能够对图像颜色有效感知和分辨，同时也保证色觉正常终端用户对显示图像的正常感知和分辨，从而优化两类人群的视觉体验。
附图说明
图1是本发明实施例一种显示方法的流程示意图。
图2是执行步骤S1时二色觉者视锥细胞光谱灵敏度响应曲线示意图。
图3是执行步骤S1时异常三色觉者视锥细胞光谱灵敏度响应曲线示意图。
图4是图1中步骤S1中以红色弱终端用户为例获取异常光谱波段方法示意图。
图5是执行步骤S1时色觉缺陷程度的示意图。
图6是图1中步骤S1中以中度红色弱终端用户为例的异常光谱波段示意图。
图7是执行步骤S2时显示装置光源发光光谱的示意图。
图8是图1中步骤S3中显示图像像素的示意图。
图9是图1中步骤S3中液晶显示装置的结构示意图。
图10是图1中步骤S3中RGB三原色实现混光的示意图。
图11是执行步骤S3时伽玛校正的示意图。
图12是本发明实施例一种显示模块的功能框图。
图13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，显示产品中的色弱和色盲模式是通过图像处理技术将色觉缺陷人群无法分辨的颜色处理成他们可以分辨的颜色，这种技术虽然可以帮助色觉缺陷终端用户分辨图像中的颜色信息，但是会使得图像中的颜色发生失真，这就使得色觉缺陷终端用户无法感知到图像原本的颜色，也不能保证色觉正常终端用户对颜色的正常感知。
为了解决所述技术问题，本发明实施例提供一种显示方法，包括：根据终端用户的色觉缺陷特征，获取终端用户对应的异常光谱波段；预设显示装置光源的发光光谱，所述发光光谱被配置为具有第一强度的第一波段和具有第二强度的第二波段，所述第二强度比第一强度小50% ，所述第二波段包括终端用户对应的异常光谱波段；基于所述发光光谱，获取待输出图像的终端显示数据，进行图像显示。
需要说明的是，在显示装置光源的发光光谱中，包括第一波段和第二波段，在第一波段内具有相对较大的光强，在第二波段内具有相对较小的光强，即第二波段的光强小于第一波段的光强。上述发光光谱中的第二波段包括所述异常光谱波段，因此在进行图像显示时，色觉缺陷终端用户对应的异常光谱波段具有较小的光刺激强度，从而使得色觉缺陷终端用户避开无法感知和分辨颜色的光谱范围，进而使所述发光光谱中具有较大光强的光谱波段位于色觉缺陷终端用户可识别范围内；再基于所述发光光谱，获取待输出图像的终端显示数据，显示装置通过所述发光光谱以及终端显示数据，使得图像显示真实的颜色；由此，对于色觉缺陷终端用户而言，所述发光光谱位于其可识别范围内，且图像显示真实的颜色信息，即在保证图像颜色真实的基础上，提升了图像颜色的可辨识度，使得色觉缺陷终端用户能够对图像颜色有效感知和分辨，从而也保证了色觉正常终端用户对显示图像的正常感知和分辨，优化了两类人群的视觉体验。
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1，示出了本发明实施例一种显示方法的流程示意图。具体的，所述方法包括：
步骤S1，根据终端用户的色觉缺陷特征，获取终端用户对应的异常光谱波段；
步骤S2，预设显示装置光源的发光光谱，所述发光光谱被配置为具有第一强度的第一波段和具有第二强度的第二波段，所述第二强度比第一强度小50%，所述第二波段包括终端用户对应的异常光谱波段；
步骤S3，基于所述发光光谱，获取待输出图像的终端显示数据，进行图像显示。
执行步骤S1，根据终端用户的色觉缺陷特征，获取终端用户对应的异常光谱波段。
所述终端用户的色觉缺陷特征包括终端用户的色觉缺陷类型。正常人眼视网膜上存在S型、M型和L型三类视锥细胞，它们的光谱灵敏度响应曲线分别对短波段（蓝光）、中波段（绿光）、长波段（红光）敏感。与正常人不同，色觉缺陷人群部分或全部视锥细胞异常或缺失。根据视锥细胞的生理特征，色觉缺陷终端用户可分为二色觉者和异常三色觉者类型。
所述终端用户的色觉缺陷类型为二色觉者，包括红色盲、绿色盲以及蓝黄色盲。参考图2，二色觉者（色盲）三种视锥细胞中的某一种缺失导致色觉异常，其他两种视锥细胞与正常人无异。红色盲视网膜上的L型视锥细胞的光谱灵敏度响应曲线缺失，其仅存在M和S型两种视锥细胞的光谱灵敏度响应曲线；绿色盲视网膜上的M型视锥细胞的光谱灵敏度响应曲线缺失，其仅存在L和S型两种视锥细胞的光谱灵敏度响应曲线; 蓝黄色盲视网膜上的S型视锥细胞的光谱灵敏度响应曲线缺失，其仅存在M和L型两种视锥细胞的光谱灵敏度响应曲线。因此，与正常人相比，红绿色盲不能感知和分辨红色和绿色，蓝黄色盲不能感知和分辨黄色和蓝色，从而表现出色觉上的缺陷。
所述终端用户的色觉缺陷类型为异常三色觉者，包括红色弱、绿色弱以及蓝黄色弱。参考图3，异常三色觉者（色弱）三种视锥细胞都存在但是其中某一种功能异常，从而使得色觉缺陷人群视锥细胞的光谱灵敏度响应曲线异于常人。红色弱视网膜上的L型视锥细胞功能异常，其光谱灵敏度响应曲线会向短波段平移，绿色弱则是M型视锥细胞光谱灵敏度响应曲线向长波段平移，蓝黄色弱则是S型视锥细胞光谱灵敏度响应曲线向长波段平移。因此，与正常人相比，红绿色弱无法较好地分辨红色和绿色，蓝黄色弱无法较好地分辨蓝色和黄色，从而表现出色弱。
基于色觉正常和色觉缺陷人群视网膜上视锥细胞光谱灵敏度响应的差异，每一种色觉缺陷类型均具有相对应的异常光谱波段，在该光谱波段内，色觉缺陷类型人群不具备正常的色觉能力，例如在该光谱波段内色觉缺陷人群无法正常感知和分辨相对应的颜色，或者在该光谱波段内色觉缺陷人群对不饱和颜色的分辨较为困难。结合图4，示出了以红色弱终端用户为例获取异常光谱波段的基本方法：以红色弱终端用户为例，根据红色弱感光细胞的光谱灵敏度响应曲线可知，L型视锥细胞的光谱灵敏度响应曲线向短波段平移，与色觉正常者的光谱灵敏度响应曲线相比，在波长500～600 nm处，色觉正常者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，因而色觉正常者能够区分红色和绿色。相比之下，对于红色弱，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500～600 nm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。由此，红色弱终端用户不能很好地分辨出光谱波段500～600nm对应的颜色，该光谱范围被定义为异常光谱波段。相应地可得到：绿色弱终端用户的异常光谱波段为500～600 nm；蓝黄色弱终端用户的异常光谱波段为400~480nm；红色盲终端用户的异常光谱波段为500～650 nm；绿色盲终端用户的异常光谱波段为500～650 nm；蓝黄色盲终端用户的异常光谱波段为400～500 nm。需要说明的是，这里所得到的色觉缺陷类型对应的异常光谱波段，可能会因人而异，实际操作过程会有一定的偏移。
在实际应用中，易于诊断终端用户的色觉缺陷类型，可以根据色觉缺陷类型设定相应的异常光谱波段，从而设计出色觉缺陷终端用户能感知和分辨颜色的显示装置。
需要说明的是，在其他实施例中，终端用户的色觉缺陷特征可以是终端用户的色觉缺陷类型以及该类型色觉缺陷的程度。
具有不同程度色觉缺陷的人群，主要是指色觉缺陷人群视锥细胞的光谱灵敏度响应曲线具有不同程度的偏移。与色觉正常人群相比，红色弱的光谱灵敏度响应曲线中的L型视锥细胞响应曲线向短波段发生移动，绿色弱的光谱灵敏度响应曲线中的M型视锥细胞响应曲线向长波段发生移动，蓝黄色弱的光谱灵敏度响应曲线中的S型视锥细胞响应曲线向长波段发生移动。视锥细胞光谱灵敏度响应曲线不同的偏移程度对应不同的色觉缺陷程度，当视锥细胞光谱灵敏度响应曲线产生轻微偏移时，色觉缺陷人群的色觉能力接近正常，当视锥细胞光谱灵敏度响应曲线产生最严重的偏移时，色觉缺陷人群的色觉能力与色盲没有差别。
根据色觉缺陷特征获取终端用户的色觉缺陷程度，由轻度、中度和重度文字进行描述。轻度色觉缺陷对应的光谱灵敏度响应曲线移动2～8nm；中度色觉缺陷对应的光谱灵敏度响应曲线移动8～14nm；重度色觉缺陷对应的光谱灵敏度响应曲线移动14～20nm，参考图5，示出了轻度、中度和重度的红色弱光谱灵敏度响应曲线示意图。当色觉缺陷非常严重时，色觉缺陷人群与色盲没有差别，色觉缺陷非常轻微时，色觉缺陷人群接近正常色觉。因此，与正常人相比，具有不同程度色觉缺陷的人群对颜色的分辨存在不同的难度，程度较低的色觉缺陷人群能够感知到颜色，对颜色辨别相对容易，程度较重的色觉缺陷人群无法较好地感知到颜色，对颜色辨别相对困难，从而变现出不同程度的色弱。
需要说明的是，根据色觉缺陷特征获取终端用户的色觉缺陷程度，所述色觉缺陷程度还可以由0～1区间的数值段进行描述，0～1范围内的数值分别对应视锥细胞光谱灵敏度响应曲线不同程度的偏移，从而可以表示不同程度的色觉缺陷。
具有不同色觉缺陷程度的终端用户也具有相对应的异常光谱波段。具体地，参考图6，示出了以中度红色弱终端用户为例的异常光谱波段示意图，L型视锥细胞的光谱灵敏度响应曲线向短波段平移8～14nm，与色觉正常终端用户相比，中度红色弱终端用户不能很好地分辨出光谱波段540～580nm对应的颜色，或者在光谱波段540～580nm内不易对不饱和颜色进行分辨。因此，对于中度红色弱终端用户，540～580nm为相对应的异常光谱波段。相应地可以得到，轻度红色弱的异常光谱波段500～540 nm，重度红色弱的异常光谱波段580~650 nm；同样地可得到，轻度绿色弱的异常光谱波段500～540 nm，中度绿色弱的异常光谱波段540～580 nm，重度绿色弱的异常光谱波段580～650 nm；轻度蓝黄色弱的异常光谱波段400～440 nm，中度蓝黄色弱的异常光谱波段440～470 nm，重度蓝黄色弱的异常光谱波段470～500 nm。需要说明的是，这里所得到的色觉缺陷类型及色觉缺陷程度对应的异常光谱波段，可能会因人而异，实际操作过程会有一定的偏移。
在实际应用中，相对于终端用户的色觉缺陷类型，根据终端用户的色觉缺陷程度设定的异常光谱波段更加精准，从而设计出的显示装置更加具有针对性，使得具有不同程度的色觉缺陷终端用户能够感知和分辨颜色信息。
执行步骤S2，预设显示装置光源的发光光谱，所述发光光谱被配置为具有第一强度的第一波段和具有第二强度的第二波段，所述第二强度比第一强度小50%，所述第二波段包括终端用户对应的异常光谱波段。
为了使得色觉缺陷人群避开无法感知和分辨颜色的光谱范围，采用所述光源的发光光谱进行图像显示。具体地，在发光光谱中，异常光谱波段内具有较小的光刺激强度，具有较大光强的部分均位于非异常光谱波段内，即位于色觉缺陷人群可感知和分辨的范围内。
无论是液晶显示器还是自发光显示器，均需要通过光源进行图像显示，所述光源可以为发射不同颜色的单色光光源组合，或者所述光源可以为白光光源。在实际应用中，显示装置的光源可以由三种及以上的单色光光源组合而成，相比于白光光源，单色光组合的光源可以同时兼顾丰富色彩和高光效。例如，所述单色光光源包括红光光源、绿光光源、蓝光光源。
为了进一步说明本发明显示方法中发光光谱的实现方式，下面结合液晶显示装置进行理解。参考图7，示出了采用液晶显示装置执行步骤S2时光源发光光谱示意图，光谱a为一种发光二极管（LED）配合荧光粉生成白光的发光光谱，图中横坐标为波长，纵坐标为强度。结合参考图6可知，对于中度红色弱终端用户而言，540～580 nm光谱范围为其对应的异常光谱波段。由图7可看出光谱a在540～580 nm范围内的光刺激强度明显较大。由此，光谱a没有避开色觉缺陷对应的异常光谱波段，不能提高色觉缺陷终端用户对显示图像颜色的感知和分辨能力。
为了使光源的发光光谱避开色觉缺陷对应的异常光谱波段，所述发光光谱可以通过调整单色光光源的芯片实现；或者，所述发光光谱还可以通过调整单色光光源的荧光体实现。参考图7，光谱b示出了一种本发明实施例的发光光谱，光谱b与光谱a不同，通过降低发光光谱中异常光谱波段内的光强，避开了色觉缺陷人群对应的异常光谱波段。具体地，本发明实施例的发光光谱使用RGB 单色光LED作为光源，通过配置R和G所用的芯片，或通过调整荧光体，分别使得红光和绿光的光源光谱均远离异常光谱波段。具体地，以中度红色弱终端用户为例，R芯片或荧光体为峰值波长大于600 nm的窄带光源，G芯片或荧光体为峰值波长小于520 nm的窄带光源，B芯片或荧光体为峰值波长在440～490 nm的窄带光源，由RGBLED组成的显示装置光源的发光光谱在540～580 nm范围内具有较小的光强，避开了色觉缺陷用户对应的异常光谱波段。这样，发光光谱不存在色觉缺陷人群无法辨识颜色的光谱波段，从而使得发光光谱均位于色觉缺陷人群可辨识的范围内。
需要说明的是，本发明实施例显示装置光源的发光光谱b相对液晶显示装置光源的发光光谱a，其中R和G芯片或荧光体的发光光谱变窄，这样显示设备通过本发明实施例的发光光谱b进行图像显示时，可以扩大色域范围，提高色彩的丰富性。
在其他实施例中，所述发光光谱还可以通过调整白光光源的芯片实现；或者，所述发光光谱还可以通过调整白光光源的荧光体实现。例如，通过白光LED作为光源进行图像显示时，根据终端用户的色觉缺陷特征，所述发光光谱的实现可以通过调整白光LED光源荧光粉或芯片避开色觉缺陷终端用户对应的异常光谱波段。
步骤S3，基于所述发光光谱，获取待输出图像的终端显示数据，进行图像显示。
在显示装置中，图像显示是通过多个阵列排布的像素实现的，如图8所示，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。在进行图像显示时，每个子像素具有特定的位置，并分配对应的像素值，不同像素值表示其对应颜色的混色比例，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，在显示装置中实现图像显示。
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）W（白色子像素）四个子像素，以获得更丰富的色彩。
以图8所示像素p为例说明，此处像素p通过RGB三原色进行混色获得像素单元p的颜色。像素p的子像素R、G、B被分配不同的像素值，各像素值表示对应色彩的亮度，不同亮度的RGB三原色经混色后得到像素p的颜色信息，由此，像素p的颜色信息可量化为像素值。具体地，以R（101）G（200）B（50）为例，其中101、200、50为终端显示数据，RGB三原色根据终端显示数据混色后得到的像素单元p的颜色，相应地，实现待输出图像其他部分的显示，因为在小狗图像中不同的部分具有不同的颜色，所以不同的部分具有不同的显示数据。由此，所述终端显示数据为与待输出图像相对应的数据，例如终端显示数据为与待输出图像相对应的像素值。
显示装置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），显示装置提供的终端显示数据为与各子像素对应的亮度特征量（例如，体现101、200、50像素值的亮度特征量），进而实现各色子像素不同比例的混色，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。
为了进一步理解，下面结合液晶显示装置解释终端显示数据与待输出图像显示的关系。液晶显示装置主要由液晶面板和背光模组两部分组成。
如图9所示，液晶面板主要包括阵列基板17、彩色滤光片基板12和位于所述阵列基板17和彩色滤光片基板12之间的液晶层15。阵列基板17上的栅极线和数据线限定出了每个子像素的区域，并且连接像素电极。彩色滤光片基板12，与所述阵列基板17相对设置，所述彩色滤光片基板12上的B光阻、R光阻、G光阻与阵列基板17上的子像素一一对应，用于分别透过背光中的蓝光、红光和绿光，从而实现RGB三原色的图像显示。此外，所述彩色滤光片基板12上有透明导电层，其与所述阵列基板17上的像素电极构成一子像素单元，RGB三个子像素组成一个像素单元100。
背光模组的主要组件是背光源10，在进行图像显示时，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，进而控制R、G或B子像素具有不同亮度，对应具有不同的像素值，实现图像显示的目的。
由此，在图9所示的液晶显示装置中，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，所述终端显示数据为改变液晶分子偏转方向的电信号数据。例如：所述终端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，所述终端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，所述终端显示数据为自发光强度对应的电驱动数据。
终端显示数据除了与待输出图像相对应，还可以与显示装置相关，即为了显示同一待输出图像的同一颜色，不同显示装置具有不同的终端显示数据，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，同一待输出图像在不同液晶显示器上进行显示时，终端显示数据也有所不同。由此可见，所述终端显示数据与待输出显示图像相对应，在通过不同显示装置显示待输出图像时，所述终端显示数据还要与显示装置相匹配。
基于所述显示装置光源的发光光谱进行待输出图像的显示时，终端显示数据除了与待输出显示图像相对应，还与所述的发光光谱有关。具体地，在显示装置中，所述背光源10经过彩色滤光片基板12后，可以等效为三个特定波长和亮度的R、G、B光源，即为显示系统的三原色，其在CIE1931 XYZ色度系统中的色坐标表示为
、
和/>
。
参考图9，R、G、B光源根据不同的混色比例可以实现由三原色色坐标组成的三角形范围（∆RGB）内的不同颜色，此处混色比例为R、G、B光源的亮度信号r、g、b。由此，R、G、B光源可以根据不同的亮度信号r、g、b实现不同的颜色，不同的颜色在CIE1931 XYZ色度系统中的色坐标表示为（x，y，Y）：x, y表示颜色信息，Y表示亮度信息。过程如下：
其中：
由此，基于所述光源发光光谱可以得到亮度信号与颜色之间的关系，不同的亮度信号r、g、b表示不同的颜色。具体地，参考图10，对于∆RGB内色坐标为
的颜色A，可由R、G、B光源根据亮度信号r'、g'、b'实现，即亮度信号r'、g'、b'可以表示颜色A。在进行图像显示时，R、G、B光源根据图像的每一像素单元的颜色，为每一像素单元配置不同的亮度信号，从而准确显示图像的真实颜色。
需要说明的是，在实际应用中，为保证图像的亮度变化符合人眼的视觉特性，通常也会采用伽玛校正(Gamma Correction)建立亮度信号r、g、b与像素值RGB之间的映射关系，从而在显示装置终端，根据不同的像素值RGB实现不同的颜色。因此，基于所述发光光谱，获得待输出图像的终端显示数据的步骤还包括伽玛校正。
具体地，步骤S3，至少包括以下分步骤：获取伽玛校正的亮度信号和像素值之间的映射关系；根据所述映射关系，获取亮度信号对应的终端显示数据，通过终端显示数据进行待输出图像的显示。
如图11所示，为步骤S3中进行伽玛校正示意图，横坐标为像素值RGB，纵坐标为亮度信号r、g、b，图中的曲线为像素值与亮度信号的映射关系。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。
采用终端显示数据进行图像显示时，对于色觉缺陷人群而言，显示装置光源的发光光谱位于其可识别范围内，因而可以识别图像的颜色，提升了图像颜色的可辨识度，使得色觉缺陷和色觉正常终端用户能够同时对图像颜色有效感知和分辨，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，是以终端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，所述终端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，通过电流或者电压等电驱动数据的改变，也能获得各子像素不同的混色比例，从而实现图像显示。
为了解决所述技术问题，本发明实施例还提供一种显示模块，参考图12，示出了本发明实施例一种显示模块的功能框图。所述显示模块包括：
异常光谱波段获取单元201，根据终端用户的色觉缺陷特征，获取终端用户对应的异常光谱波段；
光源配置单元202，预设显示装置光源的发光光谱，所述发光光谱被配置为具有第一强度的第一波段和具有第二强度的第二波段，所述第二强度比第一强度小，所述第二波段包括终端用户对应的异常光谱波段；
终端显示数据单元203，基于所述发光光谱，获取待输出图像的终端显示数据，进行图像显示。
本发明的实施方式显示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13，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：
背光模组301，用于提供本发明实施例显示方法得到的光源；
图像显示模组302，用于提供终端显示数据进行图像显示。
具体地，所述背光模组301的发光光谱可以具有如图6光谱b类似的光谱分布，通过使发光光谱在包括异常光谱波段的光谱范围内具有低强度，避开色觉缺陷人群无法辨识颜色的波长范围。在实际应用中，可以根据色觉缺陷的类型和程度配置发光光谱的低强度波段的中心波长和宽度。所述图像显示模组302的终端显示数据一般都会在显示装置出场厂完成设置，在实际应用中，显示装置根据待输出图像的像素单元颜色为其配置不同的终端显示数据。如图13所示的实施例中，所述背光模组301提供光源，所述图像显示模组302提供终端显示数据，最终实现图像显示的目的。
本发明实施例中，通过改变显示装置光源的发光光谱并获取相应的终端显示数据，实现待输出图像的显示，对于需要制造本发明实施例显示装置的产线，在显示装置的制造过程中，仅需要改变光源，其余部分与原有装置产线和工艺技术保持一致。对于获取相应的终端显示数据，仅需要基于相同的产线和工艺技术对具有所述光源的显示装置进行颜色校正，将相关的颜色管理文件配置到显示装置中。因此，这种方式可以减小对现有显示装置制造产线的改动，具有较好的兼容性。
本实施例中图像显示模组302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。
本发明实施例的显示装置能够提高色觉缺陷人群对颜色的感知和分辨能力；此外，还保证了色觉正常人群对显示图像的观看体验，提高了显示装置的普遍适用性。对于扩大显示色域的发光光谱的实施例，还能提高显示装置色彩的丰富性。
在其他实施例中，所述显示装置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、量子点发光二极管或者微发光二极管显示器。
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电脑、虚拟显示设备、手机、照相机或摄像机等可以实现图像显示的设备。在保证电子设备的图像颜色真实的基础上，提高了图像颜色的可辨识度，色觉缺陷人群使用所述电子设备时提高了色觉感知能力，此外，色觉缺陷和色觉正常两类人群可同时使用所述电子设备，实现两类人群的视觉共享。
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 (13)
1.一种用于色觉缺陷补偿的图像显示方法，其特征在于，具体步骤为：
（1）根据终端用户的色觉缺陷特征，获取终端用户对应的异常光谱波段；
（2）预设光源的发光光谱，所述发光光谱被配置为具有第一强度的第一波段和具有第二强度的第二波段，所述第二强度比第一强度至少小50%，所述第二波段包括终端用户对应的异常光谱波段；
（3）基于所述发光光谱，获取待输出图像的终端显示数据，进行图像显示。
2.根据权利要求1所述的图像显示方法，其特征在于，步骤（1）中所述终端用户的色觉缺陷特征，是指终端用户的色觉缺陷类型；或者，是指色觉缺陷类型以及该类型色觉缺陷的程度；
所述终端用户的色觉缺陷类型包括：二色觉者和异常三色觉者两种类型；二色觉者包括红色盲、绿色盲以及蓝黄色盲；异常三色觉者包括红色弱、绿色弱以及蓝黄色弱；
所述终端用户的色觉缺陷类型以及该类型色觉缺陷的程度，是对该类型色觉缺陷的程度分为轻度、中度和重度三种来描述；或者，由0～1区间的数值分段来描述。
3.根据权利要求2所述的图像显示方法，其特征在于，步骤（1）所述根据终端用户的色觉缺陷特征，获取终端用户对应的异常光谱波段，是根据终端用户的色觉缺陷特征获取终端用户对应的感光细胞的光谱灵敏度响应曲线；将该终端用户的光谱灵敏度响应曲线，与色觉正常者的光谱灵敏度响应曲线比较，获取颜色感知异常对应的光谱波段。
4.根据权利要求3所述的图像显示方法，其特征在于，步骤（2）中，所述光源为发射不同颜色的单色光光源组合；或者为白光光源；其中：
所述单色光光源组合包括红光光源、绿光光源、蓝光光源。
5.根据权利要求4所述的图像显示方法，其特征在于，步骤（2）中发光光谱的实现方式为：
（1）当光源为发射不同颜色的单色光光源组合时，所述发光光谱通过调整单色光光源的芯片实现；或者，通过调整单色光光源的荧光体实现；
（2）当光源为白光光源时，所述发光光谱通过调整白光光源的芯片实现；或者，通过调整白光光源的荧光体实现。
6.根据权利要求5所述的图像显示方法，其特征在于，步骤（3）中所述终端显示数据为与待输出图像相对应的像素值；所述进行图像显示，通过多个像素单元进行图像显示。
7.根据权利要求6所述的图像显示方法，其特征在于，所述像素单元包括多色子像素；所述终端显示数据为各子像素对应的亮度特征量；
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。
8.根据权利要求6所述的图像显示方法，其特征在于，所述进行图像显示，采用液晶显示器；所述终端显示数据为改变液晶分子偏转方向的电信号数据。
9.根据权利要求6所述的图像显示方法，其特征在于，所述进行图像显示，通过自发光方式进行；所述终端显示数据为自发光强度对应的电驱动数据。
10.根据权利要求1-9之一所述的图像显示方法，其特征在于，步骤（3）中，所述基于发光光谱，获取待输出图像的终端显示数据，还包括伽玛校正；
此时，所述终端显示数据为待输出图像相对应的像素值时；获取待输出图像的终端显示数据的步骤还包括：
获取伽玛校正的亮度信号和像素值之间的映射关系；
根据所述映射关系，获取亮度信号对应的终端显示数据。
11.基于权利要求1-10所述图像显示方法的一种显示模块，其特征在于，包括：
异常光谱波段获取单元，根据终端用户的色觉缺陷特征，获取终端用户对应的异常光谱波段；
光源配置单元，用于预设光源的发光光谱，所述发光光谱被配置为具有第一强度的第一波段和具有第二强度的第二波段，所述第二强度比第一强度小，所述第二波段包括终端用户对应的异常光谱波段；
终端显示数据单元，基于所述发光光谱，获取待输出图像的终端显示数据，进行图像显示；
即这三个单元模块分别执行图像显示方法中三个步骤的内容。
12.根据权利要求11所述的显示模块，其特征在于，所述显示模块中各单元的配置及控制，形成软件系统；并通过存储介质部署于一计算系统。
13.基于权利要求1-10所述图像显示方法的用于色觉缺陷补偿的图像显示装置，其特征在于，包括：背光模组和图像显示模组；其中：
所述背光模组，用于提供图像显示方法所得到的光源；
所述图像显示模组，用于提供终端显示数据，进行图像显示。
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