[發(fā)明專利]一種激光電視色域擴展系統(tǒng)及方法

無效

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• 申請日: 2010-12-14
• 公開（公告）號: CN101986715A
• 公開（公告）日: 2011-03-16
• 發(fā)明（設計）人: 宋剛;李義輝;王洪君;萬強;栗華;劉英;張念伍
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H04N9/64
• 分類號: H04N9/64
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發(fā)明屬于激光電視視頻顯示領域，特別是一種低成本高效率的激光電視色域擴展系統(tǒng)及方法。

背景技術

廣播電視標準(如SMPTE-C、EBU、ITU-R.BT.709和sRGB等)都是基于CRT顯示器三基色特性進行定義色域的。然而CRT顯示器的色域僅能顯示大自然中大約76％的色彩，許多高飽和度的色彩都不能被顯示。近幾年，廣色域顯示技術逐漸成為顯示領域的研究熱點，許多廣色域電視已經陸續(xù)被研制出來，如多基色電視、LED電視和激光電視，其中由于激光電視的三基色具有光譜極窄，色純度高，亮度大等特點，其顯示色域能達到CRT色域的170％左右，是當前廣色域電視中最先進的技術。

由于激光電視三基色的色度坐標不同于傳統(tǒng)CRT三基色，標準電視信號直接應用于激光電視將會導致顏色偏差甚至混亂，必須經過色域映射對標準電視信號進行色彩校正才能正常顯示。針對激光電視色域映射的算法已經出現(xiàn)，但算法一般都涉及顏色空間的變換和色度坐標的計算，運算量較大。由于視頻色域映射需要實時處理，對硬件運算速度有這極為苛刻的要求，在對成本有著嚴格要求的消費市場，以上算法顯然難以應用于實際。還有一種基于三維查找表的色域映射架構，該架構仍需大量資源來實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)插值運算，且線性插值算法精度不高。

發(fā)明內容

本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種低成本高效率的激光電視色域擴展系統(tǒng)及方法。該方法將色域擴展簡化為多個計算量很少的運算單元，降低了色域擴展的硬件實現(xiàn)成本，提高了系統(tǒng)的可靠性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

它包括：

一個RGB信號輸入模塊，該模塊輸入標準色域RGB數(shù)字信號；

一個基色轉換矩陣，完成標準色域RGB數(shù)字信號向激光色域RGB數(shù)字信號的轉換；

一個飽和度歸一化裝置，確定標準色域RGB中的飽和度系數(shù)C；

一個飽和度最大化裝置，確定標準色域RGB中最大RGB值；

一個擴展系統(tǒng)查找表，根據(jù)飽和度最大化裝置確定的標準色域RGB中的最大RGB值，輸出對應的擴展系數(shù)K；

一個色域擴展處理裝置，它以飽和度系數(shù)C為索引，將激光色域RGB減去其中的最小值后與擴展系數(shù)K相乘，然后乘以查找表的值，最后與激光RGB值的和作為輸出。

所述基色轉換矩陣主要由乘法器和加法器組成，其通過3*3轉換矩陣與標準RGB數(shù)字信號做矩陣乘法完成，其中標準色域RGB中R、G、B通道分別與一個乘法器連接，三個乘法器與加法器連接，加法器與色域擴展處理裝置連接；其中，基色轉換矩陣為則該模塊的輸入輸出運算式為

所述基色轉換矩陣在紅綠藍三基色激光器分別采用波長為635nm紅色激光、532nm綠色激光和465nm藍色激光時，轉換矩陣為：

所述飽和度歸一化裝置包括數(shù)據(jù)比較器I，它輸入端與標準色域RGB輸入信號連接，輸出端輸出標準色域RGB中的最小值到三個減法器I，三個減法器I為與標準色域RGB中R、G、B信號相應的減法器，并將輸入的標準色域R、G、B值分別減去數(shù)據(jù)比較器I輸出的RGB中的最小值，然后將三個差值送入數(shù)據(jù)比較器II，數(shù)據(jù)比較器II則將三個差值中的最大值輸出到除法器，除法器以該最大值為被除數(shù)，以RGB空間的最大值為除數(shù)，得到飽和系數(shù)C。

所述飽和度最大化裝置包括數(shù)據(jù)比較器III，它輸入端與標準色域RGB信號輸入信號連接，輸出端輸出標準色域RGB中的最小值到三個減法器II，三個減法器II為與標準色域RGB中R、G、B信號相應的減法器，三個減法器將輸入的標準色域R、G、B值分別減去數(shù)據(jù)比較器III輸出的RGB中的最小值，并將三個差值分別送入三個除法器和數(shù)據(jù)比較器IV，數(shù)據(jù)比較器IV將三個差值中的最大值作為除數(shù)送入三個除法器，三個除法器的被除數(shù)分別為三個差值，三個除法器的輸出值作為被乘數(shù)分別送入三個乘法器I，三個乘法器I以RGB空間最大值作為乘數(shù)，三個乘法器的輸出乘積作為飽和度最大化RGB。

所述擴展系數(shù)查找表由6個256單元的表組成，每個單元均存儲一個擴展系數(shù)，根據(jù)飽和度最大化裝置的輸出值，輸出對應的擴展系數(shù)；查找表保存了所有色調顏色最大飽和度顏色的擴展系數(shù)；通過判斷飽和度最大化后RGB值中個色通道是否為0值和最大值分為6種情況，以[R?G?B]表示：[0n?255]、[0255n]、[2550n]、[n?0255]、[255n?0]和[n?2550]，n為RGB空間取值范圍內任意值；以上六種情況對應6個查找表，n值為對應查找表的取值索引。