專利名稱：色域調整方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及圖像處理領域，尤其涉及一種色域調整方法和裝置。
背景技術：
目前在投影顯示領域，新型光源如LED、LASER正在逐步替代UHP (超高壓汞燈)等 傳統光源，使用三色光源(LED、激光)存在顯示色彩豐富，色溫可調，動態可控制等優點，所 以對三色投影光源控制系統的研究也顯得比較重要。此外隨著液晶電視的普及和背光技術 的成熟，LED燈的應用變得越來越廣泛，如何提高LED光源的色彩輸出和有效利用，變成了 節能降耗領域的一個重要問題。一種現有三色光源色彩輸出方法，如圖1所示，包括調節單個三色光源的三基色 (紅(R)、綠(G)、藍(B))占空比，在一個周期內，三基色的三種顏色信號依次輸出且三種信 號的占空比不重合。該方法可以使三基色在不同時間段輸出，利用人眼的視覺暫存效應形 成圖像，縮短了每個光源的工作時間，降低了功耗。在實現上述三色光源色彩輸出的過程中，發明人發現現有技術中至少存在如下問 題由于每個時間點只有一個基色光源在輸出，所以圖像亮度較低，必須增加三色光源的數 量以保證圖像亮度，系統成本高。
發明內容
本發明的實施例提供一種色域調整方法和裝置，能夠在保證圖像輸出質量的前提 下降低系統成本。為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案一種色域調整方法，包括從輸出圖像中獲取統一格式的圖象信號；從所述圖象信號中分析出輸出圖像的三基色光源亮度比例；根據所述三基色光源亮度比例調節單個三色光源的三基色占空比為彼此之間部 分重疊；所述三色光源根據所調節的三基色的占空比部分重疊輸出三基色，調節圖像色 彩。一種色域調整裝置，包括圖像獲取單元用于從輸出圖像中獲取統一格式的圖象信號；三基色光源亮度比例獲取單元用于從所述圖象信號中分析出輸出圖像的三基色 光源亮度比例；調節單元用于根據所述三基色光源亮度比例調節單個三色光源的三基色占空比 為彼此之間部分重疊；三色光源用于根據所調節的三基色的占空比部分重疊輸出三基色，調節圖像色 彩。
本發明實施例提供的色域調整方法和裝置，在某一個基色光源點亮時，適當添加 其它基色亮度，從而改變此基色的色坐標，可以調節圖像的色域范圍，同時，三基色在部分 時刻疊加輸出可以提高圖像亮度，減少三色光源數量。由此，本發明實施例在保證圖像輸出 質量的前提下降低了系統成本。
圖1為現有技術三基色占空比的示意圖。圖2為本發明色域調整方法的一個實施例的流程圖。圖3為本發明色域調整方法的另一個實施例的流程圖。圖3a為本發明色域調整方法的另一個實施例獲取輸出圖像的三基色光源亮度比 例的步驟的流程圖。圖3b為本發明調整后的三基色占空比的示意圖。圖3c為圖3b所示為圖1中三基色占空比輸出圖像色域與圖3b中三基色占空比 輸出圖像色域的比較效果圖。圖4為本發明色域調整裝置的一個實施例的結構示意圖。圖4a為本發明色域調整裝置的一個實施例的次占空比設置子單元結構示意圖。圖5為本發明色域調整裝置應用于電視機的一個實施例的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明實施例色域調整方法和裝置進行詳細描述。本發明可以應用在單片或者三片式投影顯示中，亦可以應用于LED照明系統，本 發明同樣可以應用于背光電視、PDA、電腦等產品上。本發明色域調整方法的一個實施例，如圖2所示，包括S201、從輸出圖像中獲取統一格式的圖象信號。S202、從所述圖象信號中分析出輸出圖像的三基色光源亮度比例。S203、根據所述三基色光源亮度比例調節單個三色光源的三基色占空比為彼此之 間部分重疊。設定單個三色光源中三基色的占空比，即預先設定三基色的輸出時序和時長，這 其中將三基色占空比設置成部分重疊，也就是在某些時刻，三基色有其中兩個或者三個基 色同時輸出的情況。S204、所述三色光源根據所調節的三基色的占空比部分重疊輸出三基色，調節圖 像色彩。本實施例三基色部分重疊輸出的意義在于，在某一個基色光源輸出時，適當添加 其它基色，從而改變此基色的色坐標，由于三色光源不同色彩是靠三基色按不同比例調配 出來的，相比于現有三基色依次輸出且三基色的占空比不重合的技術方案，本實施例可以 通過改變基色的色坐標進一步調節輸出圖像的色域范圍，同時，三基色在部分時刻疊加輸 出為白色，在其它非疊加時刻輸出圖像原有色彩，利用人眼的視覺暫存效應形成效果疊加， 可以提高圖像亮度，相比現有技術減少了三色光源數量，降低了系統成本。本發明色域調整方法的另一個實施例，如圖3所示，包括
S301、從輸出圖像中獲取統一格式的圖象信號。S302、從所述圖象信號中分析出輸出圖像的三基色光源亮度比例。S303、在一個周期內預設單個三色光源的三基色的主占空比，所述三基色的主占 空比在一個周期內和為一，并且三基色的主占空比之間不重合。設定單個三色光源中三基色的主占空比，確定三色光源初步的三基色坐標RGB，可 以設定為三基色的主占空比和為一，三個主占空比均分一個周期，三個主占空比相位相差 120度，并且三基色的主占空比之間不重合。所述三色光源為LED光源或者激光光源。S304、在每個基色的主占空比時區內設置其它兩個基色的次占空比，所述其它兩 個基色的次占空比小于主占空比。每個基色的主占空比時區內，三基色占空比重疊比例等于該時區輸出圖像的三基 色光源亮度比例。獲取輸出圖像的三基色光源亮度比例的步驟如圖3a所示，包括S3021、將圖象色彩空間由RGB色彩空間轉換至HSI色彩空間。S3022、在HSI色彩空間內計算色彩飽和度系數。在HSI色彩空間內計算色彩飽和度系數的方式包括但不限于以下兩種a、最大值方法在HSI色彩空間中取得整個圖像色彩飽和度最大值即為色彩飽和 度系數n。b、加權平均值方法計算圖象每個像素點的色彩飽和度，然后將色彩飽和度按
0-255分階加權求得一個平均色彩飽和度系數η。需要注意的是，這兩種方法計算時，三基色是分別計算的，最終的色彩飽和度是三 基色色彩飽和度系數的最大值。為保證白平衡，三基色最好采用同一色彩飽和度系數η。S3023、在均勻色品圖中計算色彩飽和度系數對應的三基色色彩點。在均勻色品圖CIE 1960 UCS中計算色彩飽和度系數η對應的三基色色彩點。因 為CIE 1960 UCS色彩空間是均勻色彩空間，所以可以根據色彩飽和度系數按比例計算色彩 坐標。S3024、將所述三基色色彩點轉換至CIE χ-y色品圖，得到所述三基色色彩點的色 坐標，分別為紅色色彩點坐標(\u》、綠色色彩點坐標(xg、yg、zg)、藍色色彩點坐標(xb、
Yb、 Zb) 0S3025、根據紅色色彩點坐標(x” yr> zr)、綠色色彩點坐標(xg、yg、zg)、藍色色彩點 坐標(xb、yb、zb)計算出紅色刺激值(HZr)、綠色刺激值(Xg、Yg、Zg)、藍色刺激值(Xb、Yb、 Zb)中Yr Yg Yb的比值。S3026、將乙Yg Yb比值設定為輸出圖像的三基色光源亮度比例。此比例即為三基色光源亮度比例。相對的，三基色占空比重疊比例也為 γ * γ * γ
1T · lg · ib°例如，采用波長為λ” Xg、Xb的三基色光作為顯示光源，則與該波長的三基色光 對應的色坐標為(xr、yr、zr)、(xg、yg、zg)、(xb、yb、zb),其中 zr = l-xr-yr, zg = l-xg-yg, zb =
1-xb-yb。公式1. 1任意一色彩點W的色坐標(xw、yw、zw)和三刺激值(Xw、Yw、Zw)滿足以下條件Xw =總+r:+z/ l = xw+yw +zw，Zw = ( +yw+zw 公式 L 2色彩點W 的三刺激值為XW = Xr+Xg+Xb, Yw = Yr+Yg+Yb, Zw = Zr+Zg+Zb 公式 1. 3三基色坐標與三刺激值的關系為^r=-K'Xb=^Yb
y ry gybzr=^rr，zs=^-yg, Zi=^H公式丄.4
λygλ例如現已知B’點坐標(χΒ,，yB,，zB,)，要求得B’點對應的Yr' Yg' Yb'。
yB· λ yg y 由公式1. 2、1. 3 及 1. 4 有= i= Iil^,公式 1. 5
B' 3V yr yg s yb b由公式L5有另=f'f f 1 “ f 7，同理可得到
知 ^ yB· yb yB· yg yB· ybYb' °即可得到Yr' : Yg' : Yb'。圖3b所示為調整后的三基色占空比的一個例子，三個基色的主占空比在一個周 期內等大且互不重疊，各占據三分之一的時間，三基色占空比重疊比例根據三基色光源亮 度比例確定。S305、所述三色光源根據所調節的三基色的占空比部分重疊輸出三基色，調節圖 像色彩。圖3c所示為圖1中三基色占空比輸出圖像色域與圖3b中三基色占空比輸出圖像 色域的比較，其中，三角形RGB為圖1中三基色占空比輸出圖像色域范圍，三角形R’ G’ B’ 為圖3b中三基色占空比輸出圖像色域范圍，可以看出經過本實施例的進一步調節，色域范 圍發生了變化。其中圖3c中R到R’點坐標的變化是通過調節圖3b中R基色的主占空比 與G、B兩個基色的次占空比重疊比例得到的，G到G’和B到B’點坐標的變化同理。S306、在三色光源溫度異常上升時關閉所述三色光源。所述三色光源為LED光源或者激光光源。因為三色光源成本較高且最易損壞，所 以本實施例增加了對三色光源的溫度保護部分，在三色光源溫度異常上升時關閉所述三色 光源。本發明實施例在某一個基色光源點亮時，適當添加其它基色亮度，從而改變此基 色的色坐標，可以調節圖像的色域范圍，不同的圖像內容所包含的色域不盡相同，例如當顯 示紅花綠草的時候，畫面的顏色比較鮮艷，圖像的色域也較大，但是顯示黑白文字的時候， 則不需要鮮艷的顏色，此時根據圖像內容來對三色光源做調節也顯得比較重要，同時，三基 色在部分時刻疊加輸出可以提高圖像亮度，減少三色光源數量。由此，本發明實施例在保證 圖像輸出質量的前提下降低了系統成本。本發明色域調整裝置的一個實施例如圖4所示，包括
圖像獲取單元41 用于從輸出圖像中獲取統一格式的圖象信號。三基色光源亮度比例獲取單元42:用于從所述圖象信號中分析出輸出圖像的三 基色光源亮度比例。調節單元43 用于根據所述三基色光源亮度比例調節單個三色光源的三基色占 空比為彼此之間部分重疊。調節單元調節的三基色占空比重疊比例等于輸出圖像的三基色光源亮度比例。三色光源44:用于根據所調節的三基色的占空比部分重疊輸出三基色，調節圖像 色彩。所述三色光源為LED光源或者激光光源。作為優化，為了在溫度異常時保護三色電源，色域調整裝置還包括溫度保護單元45 用于在三色光源溫度異常上升時關閉所述三色光源。進一步的，調節單元包括主占空比設置子單元431 用于在一個周期內預設三基色的主占空比，所述三基 色的主占空比在一個周期內和為一，并且三基色的主占空比之間不重合；次占空比設置子單元432 用于在每個基色的主占空比時區內設置其它兩個基色 的次占空比，所述其它兩個基色的次占空比小于主占空比。次占空比設置子單元如圖4a所示，包括色彩轉換分單元4321 用于將圖象色彩空間由RGB色彩空間轉換至HSI色彩空 間。色彩飽和度系數計算分單元4322 用于在HSI色彩空間內計算色彩飽和度系數。三基色色彩點計算分單元4323 用于在均勻色品圖中計算色彩飽和度系數對應 的三基色色彩點。色坐標獲取分單元4324 用于將所述三基色色彩點轉換至CIE χ-y色品圖，得到 所述三基色色彩點的色坐標，分別為紅色色彩點坐標(\、yr> %)、綠色色彩點坐標(xg、yg、 zg)、藍色色彩點坐標(xb、yb、zb)。三刺激值合成分單元4325 用于根據紅色色彩點坐標(x,、yr> zr)、綠色色彩點坐 標(xg、yg、zg)、藍色色彩點坐標(xb、yb、zb)計算出紅色刺激值(Xr、Yr、Zr)、綠色刺激值(Xg、 Yg、Zg)、藍色刺激值(Xb> Yb> Zb)中Yr Yg Yb的比值。。三基色光源亮度比例計算分單元4326:用于將乙Yg Yb比值設定為輸出圖像 的三基色光源亮度比例。本實施例信號流轉具體過程參見本發明方法實施例。圖5為本發明色域調整裝置應用于電視機的一個實施例，工作過程如下調節單元51通過驅動單元52控制三色光源53，調節單元51 —般為MCU，三色光 源53可為LED、激光等光源，通過三基色及光源的點亮時間和輸出電流大小調節三色光源亮度。驅動單元52包括三路輸出，完成對三色光源的驅動。驅動單元52在同一周期內 根據調節單元51重疊對三色光源進行驅動。進一步的，為了對驅動單元52的電路進行有 效保護，可以在驅動單元52設置過壓過流保護電路，一般可選用過壓過流保護的反饋環， 在反饋環中加入一個取樣電阻即可。
為了增加對三色光源的驅動，使三色光源53穩定工作，可以在驅動單元52和三色 光源53之間設置驅動電路54，該驅動電路54可以是一個開關器件，根據驅動單元52的驅 動信號來控制三色光源53的亮暗，驅動電路54 —般可選用BUCK電路。為了在溫度異常時保護三色電源，還增加了溫度保護單元55 用于在三色光源溫 度異常上升時關閉所述三色光源。溫度保護單元55首先采集三色光源53的溫度，在三色 光源53溫度急劇上升使得超過溫度調節范圍時，關閉三色電源53，待溫度降低到溫度調節 范圍內再打開三色電源53。本發明裝置實施例在某一個基色光源點亮時，適當添加其它基色亮度，從而改變 此基色的色坐標，可以調節圖像的色域范圍，同時，三基色在部分時刻疊加輸出可以提高圖 像亮度，減少三色光源數量。由此，本發明實施例在保證圖像輸出質量的前提下降低了系統 成本。本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以 通過計算機程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質 中，該程序在執行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質可為磁 碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory, ROM)或隨機存儲記憶體(Random Access Memory, RAM)等。以上所述，僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何 熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵 蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
一種色域調整方法，其特征在于，包括從輸出圖像中獲取統一格式的圖象信號；從所述圖象信號中分析出輸出圖像的三基色光源亮度比例；根據所述三基色光源亮度比例調節單個三色光源的三基色占空比為彼此之間部分重疊；所述三色光源根據所調節的三基色的占空比部分重疊輸出三基色，調節圖像色彩。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據所述三基色光源亮度比例調節單個 三色光源的三基色占空比為彼此之間部分重疊包括在一個周期內預設三基色的主占空比，所述三基色的主占空比在一個周期內和為一， 并且三基色的主占空比之間不重合；在每個基色的主占空比時區內設置其它兩個基色的次占空比，所述其它兩個基色的次 占空比小于主占空比，每個基色的主占空比時區內，三基色占空比重疊比例等于該時區輸 出圖像的三基色光源亮度比例。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，從所述圖象信號中分析出輸出圖像的三 基色光源亮度比例包括將圖象色彩空間由RGB色彩空間轉換至HSI色彩空間； 在HSI色彩空間內計算色彩飽和度系數； 在均勻色品圖中計算色彩飽和度系數對應的三基色色彩點；將所述三基色色彩點轉換至CIE χ-y色品圖，得到所述三基色色彩點的色坐標，分別為 紅色色彩點坐標(Xr、Ur)、綠色色彩點坐標(xg、yg、zg)、藍色色彩點坐標(xb、yb、zb)；根據紅色色彩點坐標(Xr、yr> Zr)、綠色色彩點坐標(Xg、yg、Zg)、藍色色彩點坐標(xb、 yb、Zb)計算出紅色刺激值仗、Yr> Zr)、綠色刺激值(Xg、Yg、Zg)、藍色刺激值(Xb、Yb、Zb)中 Yr Yg Yb的比值;將Yr Yg Yb比值設定為輸出圖像的三基色光源亮度比例。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于， 在三色光源溫度異常上升時關閉所述三色光源。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述三色光源為LED光源或者激光光源。
6.一種色域調整裝置，其特征在于，包括圖像獲取單元用于從輸出圖像中獲取統一格式的圖象信號； 三基色光源亮度比例獲取單元用于從所述圖象信號中分析出輸出圖像的三基色光源 亮度比例；調節單元用于根據所述三基色光源亮度比例調節單個三色光源的三基色占空比為彼 此之間部分重疊；三色光源用于根據所調節的三基色的占空比部分重疊輸出三基色，調節圖像色彩。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，調節單元包括主占空比設置子單元用于在一個周期內預設三基色的主占空比，所述三基色的主占 空比在一個周期內和為一，并且三基色的主占空比之間不重合；次占空比設置子單元用于在每個基色的主占空比時區內設置其它兩個基色的次占空 比，所述其它兩個基色的次占空比小于主占空比，每個基色的主占空比時區內，調節單元調節的三基色占空比重疊比例等于該時區輸出圖像的三基色光源亮度比例。
8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，次占空比設置子單元包括色彩轉換分單元用于將圖象色彩空間由RGB色彩空間轉換至HSI色彩空間；色彩飽和度系數計算分單元用于在HSI色彩空間內計算色彩飽和度系數；三基色色彩點計算分單元用于在均勻色品圖中計算色彩飽和度系數對應的三基色色 彩點；色坐標獲取分單元用于將所述三基色色彩點轉換至CIE x-y色品圖，得到所述三基 色色彩點的色坐標，分別為紅色色彩點坐標(\、L、％)、綠色色彩點坐標(xg、yg、zg)、藍色色 彩點坐標(xb、yb、zb)；三刺激值合成分單元用于根據紅色色彩點坐標(\、yr> zr)、綠色色彩點坐標(xg、yg、 Zg)、藍色色彩點坐標(xb、yb、zb)計算出紅色刺激值(Xr、Yr、Zr)、綠色刺激值(Xg、Yg、Zg)、藍 色刺激值(Xb、Yb、Zb)中Yr Yg Yb的比值；三基色光源亮度比例計算分單元用于將Y, Yg Yb比值設定為輸出圖像的三基色 光源亮度比例。
9.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，還包括溫度保護單元用于在三色光源溫度異常上升時關閉所述三色光源。
10.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述三色光源為LED光源或者激光光源。
全文摘要
本發明公開了一種色域調整方法和裝置，涉及圖像處理領域，為解決現有技術每個時間點只有一個基色光源在輸出，所以圖像亮度較低，必須增加三色光源的數量以保證圖像亮度，系統成本高的問題而發明。本發明實施例提供的方法，包括如下步驟從輸出圖像中獲取統一格式的圖像信號；從所述圖像信號中分析出輸出圖像的三基色光源亮度比例；根據所述三基色光源亮度比例調節單個三色光源的三基色占空比為彼此之間部分重疊；所述三色光源根據所調節的三基色的占空比部分重疊輸出三基色，調節圖像色彩。本發明適用于具有顯示功能的終端。
文檔編號H04N9/64GK101945292SQ20101028345
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月16日 優先權日2010年9月16日
發明者劉衛東, 張海翔, 郭大勃, 陳昱 申請人:青島海信電器股份有限公司