[發明專利]一種三基色顯示的基色優化方法及顯示裝置

有效

• 申請號: 201810623165.2
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108922460B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 劉旭;宋洪亞;李海峰;徐良
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G09G3/00
• 分類號: G09G3/00;G09G3/20
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜;邱啟旺

本發明公開一種三基色顯示器的基色優化方法，包括：首先確定顯示器的基色數、白點色坐標、白點亮度；然后選取進行色域評估的均勻色空間(UCS)以及目標色域，并給出目標色域在所選均勻色空間中的邊界及色域體積，并選取各基色光源色坐標的取值范圍(可以是連續或離散取值范圍)及初始值。之后計算得出該基色坐標組合實現的顯示色域在所選均勻色空間中的形狀，并將顯示色域的白點亮度歸一化到目標色域的白點，計算得出顯示色域與目標色域相交區域的體積。通過最大化相交區域體積或相交區域體積與目標色域體積的比值，設置合理的停止條件，得出優化的基色色坐標及亮度。本發明還公開一種三基色顯示裝置。

技術領域

本發明屬于顯示器色度領域，特別涉及一種適用于三基色顯示器的基色優化方法和一種采用該方法實現的顯示裝置。

背景技術

隨著顯示技術的發展，顯示器可以實現越來越大的色域，人們對于大色域顯示器的需求也越來越迫切。目前通用的顯示色域標準為sRGB，然而這一標準僅覆蓋了色品圖中的很小一部分顏色。而當前作為顯示器色域評估目標的NTSC色域也只能覆蓋不到一半的色品圖面積。目前色域面積最大的顯示標準為Rec.2020標準，但也僅能覆蓋xy色品圖面積的73.8％。而且目前的大部分顯示器還不能達到這一色域大小標準，從業者和消費者都希望能夠實現更大色域的顯示。通過提高每個基色的色純度來擴張色品圖中基色三角形的面積，可以增大色域面積，實現大色域顯示。

目前由于納米技術以及半導體和激光技術的飛速發展，使用較窄線寬的LCD背光源(如量子點背光源)，窄譜LED或激光作為顯示光源的技術已經逐步成熟，這解決了以前顯示器基色純度不足的問題，使得基色三角形得以擴張至接近色品圖的邊界。實現大色域顯示的關鍵步驟是選取合理的基色光，實現在該基色數下最大的顯示色域。

顯示器的基色選取需要通過對色域的優化來完成。即通過使用某種優化方法，計算各基色的顏色及最大亮度在不同情況下對應的色域，從而得出色域最大時對應的基色顏色及亮度值。目前設計者一般通過直接計算所有可能的基色組合對應的色域面積從而確定色域最大的方案，具體步驟如下：

(1)確定可以選用的各基色光源的色品圖坐標；

(2)找出所有可能的基色顏色組合；

(3)計算所有以上組合在色品圖中構成的基色多邊形面積；

(4)找出其中面積最大的一組基色組合作為顯示器基色。

這種方法具有兩個缺點。第一，以色品圖中色域三角形的面積作為評估標準不能準確反映實際色域的大小。在傳統顯示器的色域評估中，常見的指標是顯示色域面積與NTSC色域面積的百分比。目前絕大多數顯示行業從業者都是采用這種標準來評價顯示器的色域大小。然而一方面由于色品圖沒有亮度信息，色品圖中的多邊形面積并不能準確表示出顯示器可以覆蓋的顏色數，這種基于面積的評估是非常粗略的；另一方面，顯示色域越大并不代表顯示器的顏色特性越好。僅僅具有大顯示色域的顯示器可能對某個色調的色彩具有較好的再現能力，但不能顯示出另一個色調中某些常見的色彩。真正完整表示色域的方法是顯示器的基色多邊形在均勻色空間中對目標色域的覆蓋率大小，通過選擇一個合適的目標色域，以顯示器能夠再現出目標色域的顏色多少作為顯示器顏色特性的評價。

第二，進行基色優化時，一般采用窮舉法來搜索最優化色域，所需的計算量大。當顯示器可選用的基色顏色較少時，使用上述窮舉方法是可以完成基色優化的。然而隨著顯示光源技術的進步，可以選用的光源顏色越來越多，光譜的中心波長取值越來越密集，相應的基色組合個數成指數級增長。對于這種情況使用傳統的窮舉法顯然不能有效地找到最優解。

發明內容

本發明提供了一種三基色顯示器的基色優化方法。使用了一種基于均勻色空間中對目標色域覆蓋率大小的色域評價方法，以此作為基色顏色與亮度的優化標準，并使用優化算法，將顯示器的基色優化問題轉換成有約束非線性規劃問題，從而實現顯示器的基色優化設計，覆蓋盡可能多的顏色。這種方法可用于三基色顯示領域。