一種rgbw類型四基色顯示器灰階組合轉(zhuǎn)換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及顯示器設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及一種RGBW類型四基色顯示器灰階組合轉(zhuǎn) 換方法。
【背景技術(shù)】
[0002] IXD(液晶顯示器）已經(jīng)被廣泛運用于移動設(shè)備中，比如手機(jī)、筆記本電腦等。然而 由于液晶面板被動式的顯示原理，為了實現(xiàn)全彩色分別使用了紅（R)、綠（G)、藍(lán)（B)三種顏 色的濾色片作為基色混色。加上偏振膜的使用，據(jù)統(tǒng)計僅有5%~10%的背光能量可以被 觀測者感知，其余全部被液晶模組吸收而浪費。為了提高液晶顯示器的光效，RGBW四基色技 術(shù)被提出。該技術(shù)的核心為在原始子像素排布中增加一個白色（W)子像素。由于白色（W) 子像素顯示為白色，無需使用濾色片，可由液晶直接透過背光實現(xiàn)，大大增加了模組的光透 過率，進(jìn)而提高了顯示器整體的光效。
[0003] 相比RGB顯示器三通道的圖像輸入格式，對于RGBW顯示器每一個像素共需要4個 子像素的灰階值。這就涉及RGB到RGBW的灰階組合轉(zhuǎn)換問題。由于引入了白色（W)子像 素使得液晶面板的構(gòu)造發(fā)生了改變，不是所有RGB中的顏色都能在RGBW中復(fù)現(xiàn)。
[0004] 如何在盡可能保證顏色不失真的前提下實現(xiàn)轉(zhuǎn)換成為RGBW顯示器顯示效果的關(guān) 鍵。在已經(jīng)提出的傳統(tǒng)算法中，灰階轉(zhuǎn)換可概括為3步：1、提取白色分量；2、白色分量增益 縮放；3、產(chǎn)生RGB分量。其中第一步的白色分量往往為RGB三通道數(shù)值中的最小值，第二步 中的增益系數(shù)隨著方法不同而不同。傳統(tǒng)方法直接從灰階數(shù)值的角度入手，可以實現(xiàn)3通 道向4通道的快速轉(zhuǎn)換。
[0005] 然而這些方法并未嚴(yán)格計算每一種顏色的色相、飽和度、亮度等色彩屬性，也沒有 從顯示器整體色域的角度出發(fā)以充分利用4基色顯示器的色域空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種RGBW類型四基色顯 示器灰階組合轉(zhuǎn)換方法，通過分別計算RGB色域和RGBW色域，并進(jìn)利用色域映射算法行色 域匹配，實現(xiàn)了RGB向RGBW的快速轉(zhuǎn)換，并獲得較高的圖像質(zhì)量，解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0007] 技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0008] 一種RGBW類型四基色顯示器灰階組合轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，該方法包括以下步 驟：
[0009] 1)計算RGB到RGBW基色增益系數(shù)；
[0010] 2)RGB顯示器色域計算；
[0011] 3)RGBW顯示器色域計算；
[0012] 4)利用色域映射算法進(jìn)行色域匹配。
[0013] 步驟1)計算獲得RGBW顯示器紅綠藍(lán)基色最強(qiáng)時的光通量tnOT、Ygn"、Yb 并設(shè) 置RGBW基色的色坐標(biāo)分別為：（Xuyj、（xg,yg)、（xb，yb)、（xw,yw)。
[0014] 本發(fā)明首次將色域映射算法引入到RGB向RGBW的轉(zhuǎn)換中，利用映射算法能夠方便 的進(jìn)行色域匹配。
[0015] 進(jìn)一步的，所述步驟2)具體包括以下步驟：
[0016] 2.1)在LCH顏色空間內(nèi)，將色相角h以間隔A0采樣，亮度軸L以間隔AL采樣；
[0017] 2. 2)在設(shè)定的條件下，以和設(shè)定值相同的色相角h和亮度軸L，彩度C從極遠(yuǎn)處以 步長△ C遞減；
[0018] 2. 3)將步驟2. 2)每次以步長AC遞減后所在的LCH坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為LW坐標(biāo)；之后 將l/al/坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為三刺激值XYZ;具體公式如下：
[0019]LCH坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為LW坐標(biāo)：
【主權(quán)項】
1. 一種RGBW類型四基色顯示器灰階組合轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，該方法包括以下步 驟： 1) 計算RGB到RGBW基色增益系數(shù)； 2. RGB顯示器色域計算； 3. RGBW顯示器色域計算； 4) 利用色域映射算法進(jìn)行色域匹配。 步驟1)計算獲得RGBW顯示器紅綠藍(lán)基色最強(qiáng)時的光通量tn6W、Ygn6W、Ybn6W;并設(shè)置RGBW基色的色坐標(biāo)分別為：（xr,yr)、（xg,yg)、（xb，yb)、（xw,yw)。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種RGBW類型四基色顯示器灰階組合轉(zhuǎn)換方法，其特征在于， 所述步驟2)具體包括以下步驟： 2. 1)在LCH顏色空間內(nèi)，將色相角h以間隔A0采樣，亮度軸L以間隔AL采樣； 2. 2)在設(shè)定的條件下，以和設(shè)定值相同的色相角h和亮度軸L，彩度C從極遠(yuǎn)處以 步長△C遞減； 2. 3)將步驟2. 2)每次以步長AC遞減后所在的LCH坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為l/al/坐標(biāo)；之后將LH/坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為三刺激值XYZ;具體公式如下： LCH坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為LW坐標(biāo)：
坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為三刺激值XYZ: 式中：
YWSRGB顯不器白場的光通量； 2. 4)以三刺激值XYZ為條件帶入所需轉(zhuǎn)換的顯示器實際的基色參數(shù)RGB顯示器基色計 算三基色強(qiáng)度比例r:g:b;具體公式如下：
2. 5)隨著彩度C以步長AC遞減重復(fù)步驟2. 1)-步驟2. 4)，若得到合理解，則該點為 色域邊界；所述合理解為當(dāng)rgb均處于[0, 1]區(qū)間內(nèi)； 2. 6)遍歷0~360°色相角，0~100亮度范圍，記錄所有的色域邊界點，構(gòu)成響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn) 的立體色域；可以得到RGB顯示器在L*a*b*空間的色域結(jié)構(gòu)。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種RGBW類型四基色顯示器灰階組合轉(zhuǎn)換方法，其特征在于， 所述步驟3)具體包括以下步驟： 3. 1)在LCH顏色空間內(nèi)，將色相角h以間隔A0采樣，亮度軸L以間隔AL采樣； 3. 2)在設(shè)定的條件下，以和設(shè)定值相同的色相角h和亮度軸L，彩度C從極遠(yuǎn)處以步長AC遞減； 3. 3)將步驟3. 2)每次以步長AC遞減后所在的LCH坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為l/al/坐標(biāo)；之后將LH/坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為三刺激值XYZ;具體公式如下： LCH坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為LW坐標(biāo)：
坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為三刺激值XYZ:
式中： YWSRGB顯不器白場的光通量； 3. 4)以三刺激值XYZ為條件帶入所需轉(zhuǎn)換的顯示器實際的基色參數(shù)RGB顯示器基色計 算三基色強(qiáng)度比例r:g:b:w;規(guī)定以w分量最小min(w)作為不定方程求解時的目標(biāo)函數(shù)帶 入公式求解，最終得到唯一一組四基色強(qiáng)度比例r:g:b:w;具體公式如下：
3. 5)隨著彩度C以步長AC遞減重復(fù)步驟3. 1)-步驟3. 4)，若得到合理解，則該點為 色域邊界；所述合理解為當(dāng)rgbw均處于[0, 1]區(qū)間內(nèi)； 3. 6)遍歷0~360°色相角，0~100亮度范圍，記錄所有的色域邊界點，構(gòu)成響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn) 的立體色域；可以得到RGBW顯示器在L*a*b*空間的色域結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種RGBW類型四基色顯示器灰階組合轉(zhuǎn)換的方法，本方法基于色域匹配原理，通過合理的色度學(xué)模型，計算出原始RGB三基色顯示器的在L*a*b*空間的色域作為源色域，以RGBW四基色顯示器在L*a*b*空間的色域作為目標(biāo)色域。運用合理的色域匹配算法可將源色域一一映射到目標(biāo)色域中，之后進(jìn)行色域空間變換，最終實現(xiàn)RGB到RGBW灰階組合的匹配轉(zhuǎn)換。相較于傳統(tǒng)的RGBW轉(zhuǎn)換算法，本方案嚴(yán)格計算了各個灰階組合的三刺激值并變換到L*a*b*空間，通過色域匹配，最大限度的利用了RGBW的彩色復(fù)現(xiàn)能力，同時在轉(zhuǎn)換過程中保證了轉(zhuǎn)換前后色相角不變，減少了色彩失真。
【IPC分類】G09G5-02, H04N9-64, G09G3-36
【公開號】CN104809994
【申請?zhí)枴緾N201510204219
【發(fā)明人】曹建偉, 王堅, 李曉華, 董玉珍, 楊 嘉
【申請人】青島海信電器股份有限公司, 東南大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月24日