[发明专利]一种大色域显示设备三原色优化设置方法

权利要求书

1.一种大色域显示设备三原色优化设置方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)通过调整大色域显示设备的控制菜单设置，使其输出亮度为最高水平，输出色域为最大范围；

(2)采用光谱辐射计测量步骤1工作状态下大色域显示设备红、绿、蓝三原色的CIE1931XYZ三刺激值，每种原色均得到一组(X,Y,Z)测量值，红、绿、蓝三原色的CIE1931XYZ三刺激值分别记为(X_RM,Y_RM,Z_RM)、(X_GM,Y_GM,Z_GM)、(X_BM,Y_BM,Z_BM)；

(3)将步骤2得到的红、绿、蓝三原色的CIE1931XYZ三刺激值依次通过式(1)和式(2)，分别转换至其在CIE1976UCS均匀色品标尺图对应的色品坐标(u',v')；

x=XX+Y+Z,y=YX+Y+Z,z=1-x-y---(1)]]>

u′=4x-2x+12y+3,v′=9y-2x+12y+3---(2)]]>

(4)在CIE1976UCS均匀色品标尺图中，针对大色域显示设备红、绿、蓝三原色，分别将其通过步骤3得到的色品坐标与对应的sRGB标准三原色色品坐标之间以线段连接，并将红、绿、蓝三原色对应的线段平均分为n_R、n_G、n_B个子线段，其中n_R、n_G、n_B均为正整数，这样，连同两端点在内，每条线段上分别拥有(n_R+1)、(n_G+1)、(n_B+1)个采样点，对于红、绿、蓝三原色而言，子线段长度分别为其所在线段长度的1/n_R、1/n_B、1/n_G；

(5)针对每种原色的线段，以sRGB标准三原色色品坐标的一端为顶点，在与该线段分别呈±20°、±40°的4个方向作辐射线，并以步骤4得到的红、绿、蓝三原色的子线段长度为基准，分别在4个方向的辐射线上截取n_R、n_G、n_B个子线段，故每个方向获得n_R、n_G、n_B个新采样点；由此，红、绿、蓝三原色总共的采样点数目分别为(5n_R+1)、(5n_G+1)、(5n_B+1)个；

(6)在步骤5得到的每种原色的(5n_R+1)、(5n_G+1)、(5n_B+1)个采样点中，选取位于大色域显示设备与sRGB标准三原色色品坐标围成三角形区域之间的采样点，选取后红、绿、蓝三原色采样点分别记为N_R、N_G、N_B个，其中，N_R≤5n_R+1，N_G≤5n_G+1，N_B≤5n_B+1；将红、绿、蓝三原色选取后的N_R、N_G、N_B个采样点以其全部可能的组合方式设定为该大色域显示设备假想色域工作状态下的色品坐标，总共形成N_R×N_G×N_B个假想色域；

(7)针对步骤6得到的大色域显示设备的每个假想色域，将每个假想色域工作状态下红、绿、蓝三原色的色品坐标分别记为(u'_R,v'_R)、(u'_G,v'_G)、(u'_B,v'_B)；结合步骤2所获红、绿、蓝三原色的CIE1931XYZ三刺激值(X_RM,Y_RM,Z_RM)、(X_GM,Y_GM,Z_GM)、(X_BM,Y_BM,Z_BM)，通过式(3)计算出该假想色域工作状态下三原色CIE1931XYZ三刺激值的初始值，即(X_RT,Y_RT,Z_RT)、(X_GT,Y_GT,Z_GT)、(X_BT,Y_BT,Z_BT)，其中，J＝R,G,B；

XJT=9YJM·u′J/4v′JYJT=YJMZJT=(9YJM/v′J-XJT-15YJT)/3---(3)]]>

(8)采用式(4)至式(6)计算出线性缩放因子t₁、t₂、t₃；

a1=4XRT-0.1978×(XRT+15YRT+3ZRT)a2=4XGT-0.1978×(XGT+15YGT+3ZGT)a3=0.1978×(-3XBT+15YBT+3ZBT)---(4)]]>

b1=9YRT-0.4683×(XRT+15YRT+3ZRT)b2=9YGT-0.4683×(XGT+15YGT+3ZGT)b3=0.4683×(XBT+6YBT+3ZBT)---(5)]]>

t1=(a3·b1-a1·b3)/(a2·b1-a1·b2)t2=(a3·b2-a2·b3)/(a1·b2-a2·b1)t3=1---(6)]]>

(9)根据步骤8得到的线性缩放因子t₁、t₂、t₃，以及步骤7得到的该假想色域工作状态下三原色CIE1931XYZ三刺激值的初始值(X_RT,Y_RT,Z_RT)、(X_GT,Y_GT,Z_GT)、(X_BT,Y_BT,Z_BT)，通过公式(7)计算出该假想色域工作状态下三原色CIE1931XYZ三刺激值的最终取值，即(X_R,Y_R,Z_R)、(X_G,Y_G,Z_G)、(X_B,Y_B,Z_B)，其中K＝X,Y,Z；t₁≤1,t₂≤1时，r_R＝t₁，r_G＝t₂，r_B＝1；t₂≤t₁,t₁>1时，r_R＝1，r_G＝t₂/t₁，r_B＝1/t₁；t₁≤t₂,t₂>1时，r_R＝t₁/t₂，r_G＝1，r_B＝1/t₂；

KR=rR·KRTKG=rG·KGTKB=rB·KBT---(7)]]>

(10)以步骤9得到的假想色域工作状态下三原色CIE1931XYZ三刺激值的最终取值(X_R,Y_R,Z_R)、(X_G,Y_G,Z_G)、(X_B,Y_B,Z_B)，组建系数矩阵M，如式(8)所示，通过式(9)所示的增益-偏置-伽马色度特征化模型，得到数字驱动值为(d_R,d_G,d_B)时的CIE1931XYZ三刺激值和

M=XRXGXBYRYGYBZRZGZB---(8)]]>

X(dR,dG,dB)Y(dR,dG,dB)Z(dR,dG,dB)=MLR,dRLG,dGLB,dB+X0Y0Z0---(9)]]>

其中，为数字驱动值为(d_R,d_G,d_B)时红、绿、蓝三色的归一化亮度值，可由式(10)计算得到，(X₀,Y₀,Z₀)代表数字驱动值为(0,0,0)时对应的CIE1931XYZ三刺激值；

(11)分别选取红、绿、蓝三色的待测样本，并采用光谱辐射计对设置的待测样本进行测量，获取其CIE1931XYZ三刺激值；

(12)根据步骤11得到的待测样本的CIE1931XYZ三刺激值和其对应的数字驱动值，通过最小二乘法，拟合得到式(10)中红、绿、蓝三原色各自的参数k_g、k_o、γ，结合式(8)和式(9)，从而建立起由任意数字驱动值(d_R,d_G,d_B)至CIE1931XYZ三刺激值的数学预测关系，其中，J＝R,G,B；

LJ,dJ=(kg(dJ255)+kO)γif(kg(dJ255)+kO)γ≥00if(kg(dJ255)+kO)γ<0---(10)]]>

(13)定义皮肤、草地、蓝天三种典型记忆色的数字驱动值(d_R,d_G,d_B)；通过式(8)、式(9)、式(10)计算三种典型记忆色的CIE1931XYZ三刺激值，分别将其记为(X_M1,Y_M1,Z_M1)、(X_M2,Y_M2,Z_M2)、(X_M3,Y_M3,Z_M3)；

(14)将步骤13得到的三种典型记忆色的CIE1931XYZ三刺激值(X_M1,Y_M1,Z_M1)、(X_M2,Y_M2,Z_M2)、(X_M3,Y_M3,Z_M3)转换至CIELAB空间，并分别与三种典型记忆色的CIELAB参照值计算CIELAB色差，即得到该假想色域工作状态下皮肤、草地、蓝天三种典型记忆色的CIELAB色差

(15)将步骤14得到的取平均，如式(11)所示，得到平均色差ΔE_mean，然后通过式(12)中喜好性与CIELAB色差的高斯函数，求得该假想色域工作状态下颜色喜好指数P；

ΔEmean=((ΔEab*)1+(ΔEab*)2+(ΔEab*)3)/3---(11)]]>

P＝0.9×exp[-(ΔE_mean)²/47.431]+0.1         (12)

(16)重复步骤7至步骤15，直至将大色域显示设备N_R×N_G×N_B个假想色域工作状态下的颜色喜好指数P全部计算出来，通过比较，将具有最高颜色喜好指数分值的三原色色品坐标组合设置为该大色域显示设备当前的最优工作色域。