一种多基色系统基色参数优化方法与流程

本发明涉及多基色显示，具体涉及一种多基色系统基色参数优化方法。

背景技术：

1、随着显示技术的发展，显示器可以实现越来越大的色域。目前通用的显示色域标准为srgb，然而这一标准仅覆盖了色品图中的很小一部分颜色。而当前作为显示器色域评估目标的ntsc色域也只能覆盖不到一半的色品图面积。目前色域面积最大的显示标准为rec.2020标准，但也仅能覆盖xy色品图面积的73.8％。而且目前的绝大部分显示器还不能达到rec.2020。现在的大色域显示方案主要可以分为两类，一类是仍然使用三基色，通过提高每个基色的色纯度来扩张色品图中基色三角形的面积，实现大色域；另一类是使用更多的基色，即多基色显示技术，使显示器的色域在色品图中由三角形变为多边形，从而增大色域面积，实现大色域显示。

2、目前由于纳米技术以及半导体和激光技术的飞速发展，使用较窄线宽的lcd背光源(如量子点背光源)，窄谱led或激光作为显示光源的技术已经逐步成熟，这解决了以前显示器基色纯度不足的问题，使得基色三角形得以扩张至接近色品图的边界。如果进一步使用多基色方案，显示器的色域可以大大增加，实现远超目前显示器色域的超大色域显示。实现超大色域显示的关键步骤是选取合理的基色光，实现在该基色数下最大的显示色域。

3、对于三基色显示方案，显示器的白点确定后不涉及基色的亮度优化(同色异谱)问题，当基色数大于3时，由于多基色显示带来了同色异谱问题，基色亮度并不能被白点坐标唯一确定，还需要对亮度进行优化才能确定均匀色空间中的最大色域。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多基色系统基色参数优化方法，基于均匀色空间中色域体积大小的色域评价方法，作为基色颜色与亮度的优化标准，并使用优化算法，将显示器的基色优化问题转换成有约束非线性规划问题，从而实现显示器的基色优化设计。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种多基色系统基色参数优化方法，包括以下步骤:

4、步骤一：确定显示器的基色数与白点色温；

5、步骤二：根据基色光源的光谱，得到色坐标；

6、步骤三：在ciexyz空间中，将显示色域的白点设置为与目标色域的白点一致，通过计算得到多基色系统的解空间，进而获取每个基色的亮度，根据每个基色的色坐标求出所有基色的三刺激值；

7、步骤四：选取进行色域评估的均匀色空间，将计算该基色系统的基色矢量，在ciexyz空间中张成的平行多面体，将其变换到所选均匀色空间中，即得到显示色域的边界；

8、步骤五：比较解空间中不同点对应的显示色域边界，即获得每组基色的最优的亮度组合；

9、对比不同基色的解空间，即获得最优的基色组合。

10、作为本发明进一步的方案：步骤一中，将显示器的基色数标记为n，白点色标由白点色坐标(xwhite,ywhite)和白点亮度ywhite表示。

11、作为本发明进一步的方案：步骤三中，基色的三刺激值的获取步骤如下：

12、根据基色光源的光谱，将色坐标标记为(xi,yi)；

13、任意选取三个基色，得到如下边界条件限制：

14、

15、

16、

17、和

18、

19、

20、

21、计算得到

22、将第j+3(j>1)个基色用前三个基色进行表示，有：

23、

24、

25、

26、和

27、

28、

29、

30、设第j+3个基色的亮度比例为，则此时多基色系统满足

31、

32、即

33、

34、对于多基色显示系统，每个基色的亮度都应该大于0，因此有：

35、

36、不等式组即为多基色系统的解空间，维度为n-3；

37、解空间中的点(k1,k2,…,kj,…)对应的多基色系统的基色亮度解为

38、

39、获得了每个基色的亮度y后，根据每个基色的色坐标(xi,yi)求出所有基色的三刺激值。

40、作为本发明进一步的方案：对于光谱较宽的光源，利用cie标准观察者曲线以及基色光源功率为1w时的归一化光谱曲线s(λ)可以计算得出第i个基色光源的归一化三刺激值：

41、

42、

43、

44、其中，xi，yi，zi为cie标准色度观察者三刺激值曲线。

45、作为本发明进一步的方案：对于光谱极窄的光源如激光光源，波长为λi的基色光源的归一化三刺激值可用下式计算：

46、

47、

48、

49、其中xi，xi，yi，zi为cie标准色度观察者三刺激值曲线。

50、本发明的有益效果：

51、(1)本发明相对于传统的以最大化色品图中面积为优化标准，本发明利用均匀颜色空间ucs，考虑了色品图中没有表示出的亮度分量，色域评价更加准确合理；

52、(2)本发明适用于多基色的显示色域设计，在采用优化算法的情况下可以实现快速的优化，可以实现传统方法所不能实现的多基色显示器的基色设计；

53、(3)本发明包括了给定基色坐标参数和白色参数下所有可能的基色组合的解，即解空间是完备的，即给定的基色坐标参数和白色参数下，不存在一组多基色系统的亮度参数设置不在该解空间内；

54、(4)本发明结合色域体积的计算，能够做到任意基色坐标参数的多基色系统的色域优化；

55、(5)本发明针对特定光源存在一定限制条件的情况下(例如某种基色的光源亮度有限或成本太高)，可对解空间进行进一步约束(例如增加对某个基色解的亮度限制)，来获得约束情况下的解空间，这个解空间对于该约束条件下，同样是完备的。

技术特征：

1.一种多基色系统基色参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种多基色系统基色参数优化方法,其特征在于，步骤一中，将显示器的基色数标记为n，白点色标由白点色坐标(xwhite,ywhite)和白点亮度ywhite表示。

3.根据权利要求1所述的一种多基色系统基色参数优化方法,其特征在于，步骤三中，基色的三刺激值的获取步骤如下：

4.根据权利要求3所述的一种多基色系统基色参数优化方法,其特征在于，对于光谱较宽的光源，利用cie标准观察者曲线以及基色光源功率为1w时的归一化光谱曲线s(λ)可以计算得出第i个基色光源的归一化三刺激值：

5.根据权利要求3所述的一种多基色系统基色参数优化方法,其特征在于，对于光谱极窄的光源如激光光源，波长为λi的基色光源的归一化三刺激值可用下式计算：

技术总结
本发明公开了一种多基色系统基色参数优化方法，包括:步骤一：确定显示器的基色数与白点色温；步骤二：根据基色光源的光谱，得到色坐标；步骤三：在CIEXYZ空间中，将显示色域的白点设置为与目标色域的白点一致，通过计算得到多基色系统的解空间，进而获取每个基色的亮度，根据每个基色的色坐标求出所有基色的三刺激值；步骤四：选取进行色域评估的均匀色空间，将计算该基色系统的基色矢量，在CIEXYZ空间中张成的平行多面体，将其变换到所选均匀色空间中，得到显示色域的边界；步骤五：比较解空间中不同点对应的显示色域边界，即获得每组基色的最优的亮度组合；对比不同基色的解空间，即获得最优的基色组合，实现多基色显示器的基色设计。

技术研发人员：姚昞晖,邓林宵,杨雨桦,朱立全
受保护的技术使用者：合肥全色光显科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13