[发明专利]一种激光电视色域扩展系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于激光电视视频显示领域，特别是一种低成本高效率的激光电视色域扩展系统及方法。

背景技术

广播电视标准(如SMPTE-C、EBU、ITU-R.BT.709和sRGB等)都是基于CRT显示器三基色特性进行定义色域的。然而CRT显示器的色域仅能显示大自然中大约76％的色彩，许多高饱和度的色彩都不能被显示。近几年，广色域显示技术逐渐成为显示领域的研究热点，许多广色域电视已经陆续被研制出来，如多基色电视、LED电视和激光电视，其中由于激光电视的三基色具有光谱极窄，色纯度高，亮度大等特点，其显示色域能达到CRT色域的170％左右，是当前广色域电视中最先进的技术。

由于激光电视三基色的色度坐标不同于传统CRT三基色，标准电视信号直接应用于激光电视将会导致颜色偏差甚至混乱，必须经过色域映射对标准电视信号进行色彩校正才能正常显示。针对激光电视色域映射的算法已经出现，但算法一般都涉及颜色空间的变换和色度坐标的计算，运算量较大。由于视频色域映射需要实时处理，对硬件运算速度有这极为苛刻的要求，在对成本有着严格要求的消费市场，以上算法显然难以应用于实际。还有一种基于三维查找表的色域映射架构，该架构仍需大量资源来实现数据存储和数据插值运算，且线性插值算法精度不高。

发明内容

本发明为克服现有技术的缺陷，提供一种低成本高效率的激光电视色域扩展系统及方法。该方法将色域扩展简化为多个计算量很少的运算单元，降低了色域扩展的硬件实现成本，提高了系统的可靠性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

它包括：

一个RGB信号输入模块，该模块输入标准色域RGB数字信号；

一个基色转换矩阵，完成标准色域RGB数字信号向激光色域RGB数字信号的转换；

一个饱和度归一化装置，确定标准色域RGB中的饱和度系数C；

一个饱和度最大化装置，确定标准色域RGB中最大RGB值；

一个扩展系统查找表，根据饱和度最大化装置确定的标准色域RGB中的最大RGB值，输出对应的扩展系数K；

一个色域扩展处理装置，它以饱和度系数C为索引，将激光色域RGB减去其中的最小值后与扩展系数K相乘，然后乘以查找表的值，最后与激光RGB值的和作为输出。

所述基色转换矩阵主要由乘法器和加法器组成，其通过3*3转换矩阵与标准RGB数字信号做矩阵乘法完成，其中标准色域RGB中R、G、B通道分别与一个乘法器连接，三个乘法器与加法器连接，加法器与色域扩展处理装置连接；其中，基色转换矩阵为则该模块的输入输出运算式为

所述基色转换矩阵在红绿蓝三基色激光器分别采用波长为635nm红色激光、532nm绿色激光和465nm蓝色激光时，转换矩阵为：

所述饱和度归一化装置包括数据比较器I，它输入端与标准色域RGB输入信号连接，输出端输出标准色域RGB中的最小值到三个减法器I，三个减法器I为与标准色域RGB中R、G、B信号相应的减法器，并将输入的标准色域R、G、B值分别减去数据比较器I输出的RGB中的最小值，然后将三个差值送入数据比较器II，数据比较器II则将三个差值中的最大值输出到除法器，除法器以该最大值为被除数，以RGB空间的最大值为除数，得到饱和系数C。

所述饱和度最大化装置包括数据比较器III，它输入端与标准色域RGB信号输入信号连接，输出端输出标准色域RGB中的最小值到三个减法器II，三个减法器II为与标准色域RGB中R、G、B信号相应的减法器，三个减法器将输入的标准色域R、G、B值分别减去数据比较器III输出的RGB中的最小值，并将三个差值分别送入三个除法器和数据比较器IV，数据比较器IV将三个差值中的最大值作为除数送入三个除法器，三个除法器的被除数分别为三个差值，三个除法器的输出值作为被乘数分别送入三个乘法器I，三个乘法器I以RGB空间最大值作为乘数，三个乘法器的输出乘积作为饱和度最大化RGB。

所述扩展系数查找表由6个256单元的表组成，每个单元均存储一个扩展系数，根据饱和度最大化装置的输出值，输出对应的扩展系数；查找表保存了所有色调颜色最大饱和度颜色的扩展系数；通过判断饱和度最大化后RGB值中个色通道是否为0值和最大值分为6种情况，以[R G B]表示：[0n 255]、[0255n]、[2550n]、[n 0255]、[255n 0]和[n 2550]，n为RGB空间取值范围内任意值；以上六种情况对应6个查找表，n值为对应查找表的取值索引。