一种人眼视觉估计液晶显示器灰阶曲线的方法技术

一种人眼视觉估计液晶显示器灰阶曲线的方法，属于颜色科学与技术领域。该方法对R、G、B三通道分别进行，步骤包括：设计8种亮度从低到高的半色调图案；利用人眼视觉调整单色块显示数字量使其亮度与每一种半色调图案亮度匹配；将匹配数据代入描述灰阶曲线数学模型，用最小二乘法求解出最佳的待定系数，从而得到显示器三个通道显示的数值量与显示器归一化亮度量间的对应关系。本发明专利技术的优点在于：该发明专利技术方法不需要显示器屏幕亮度测量仪器，普通用户根据规定匹配即能够得到液晶显示器灰阶曲线，为普通用户提供了方便；同时，相对传统的Gamma估计，该方法更加准确可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种人眼视觉估计液晶显示器灰阶曲线的方法
：本专利技术属于颜色科学与
涉及一种人眼视觉估计液晶显示器灰阶曲线(也称为阶调复现曲线tonereproductioncurve,TRC)方法。
技术介绍
：从照相机、扫描仪等输入设备获得的图像在不同的显示器(输出设备)上显示相同的颜色问题，即常说的“所见即所得”是颜色科学与技术研究的热点。为了实现颜色在不同设备间传递的一致性，诞生了色彩管理系统(ColorManagementSystem，CMS)。显示设备的特性化，即从与依赖于设备的色空间到设备无关的色空间的转换是色彩管理的重要环节，是在对颜色精度要求高的应用场合，需要专业技术人员完成。随着计算机和光电技术的快速发展，液晶显示器(LiquidCrystalDisplay,LCD)已成为了主流的显示终端设备。按照目前的研究，液晶显示器特性化模型分两大类，常用一类是采用类似与阴极射线管显示器(CathodeRayTube，CRT)特性化的两阶段模型，特性化分两步[1,2]，第一步建立各通道的归一化的显示的数字量与显示器归一化亮度的映射，以得到TRC函数；第二步建立设备的特征矩阵，以实现显示器归一化亮度到CIE三刺激值的线性变换。其中包括GOG模型[3,4]、S曲线模型[5]、多项式模型[6]。另一类是一阶段模型，从显示的数字量直接到色度量。提出的理由是，大多数液晶显示器不能很好地满足色品恒定性和通道独立性[1,7,8]，故不能采用传统的两阶段模型，其中包括查找表(LUT)[9]、神经网络、矩阵模型(Matrixmodel)[6]、双通道干扰(TPC)[10]、掩模(Masking)模型等[8,11]。但是，有研究表明，传统的GOG等两阶段模型仍然适合LCD显示器的特性[12,13]。其中最有代表的是BehnamBastani在发表于ColorResearch&Application的文章，文中对2台CRT显示器，3台LCD显示器进行特性化，发现传统的GOG模型、S曲线模型、多项式模型等两阶段模型是特性化方法中最有效最简单的。另外，国外专利US8614719B2[14]，EP1857996A1[15]，US7920212B2[16]申请公开了LCD显示器伽玛(Gamma)校正的方法及其硬件实现，专利是在LCD出厂前对Gamma进行校正，使其LCD的显示的数字量与LCD实际亮度量间的关系更符合人眼视觉特性。LCD显示器Gamma校正的过程就是显示器特性化的两阶段模型中校正显示器的灰阶曲线(tonereproductioncurve,TRC)的过程。中国CN101661720B[17]，申请公开了一种用于液晶显示器的色彩校正方法及装置，其实质也是在GOG模型的基础上考虑到三通道间信道串扰而进行了修正。有关利用人眼视觉估计实现显示器颜色校正的方法，主要包括显示器Gamma特性估计和人眼特性化显示器。如1998年美国专利(US5754222)提出了描述CRT显示器从数字量到亮度量非线性模型参数[18]，不仅估计GOG三个参数，而且估计了由于外界环境照明在屏幕产生的散射光，也就是显示器数字量为0时的亮度。文献与专利[19-21]提出视觉估计CRT显示器Gamma和显示器数字量到亮度量非线性特性方法。2003年Braun提出利用人眼实现CRT显示器特性化方法[22]，并与2007年申请了美国专利技术专利(US7265778)[23]，通过人眼估计显示器非线性特性，再通过人眼估计通道之间亮度比和中性色色度得到的通道混色矩阵，从而实现显示器特性化。用Gamma控制显示颜色是显示器颜色校正主要方法，市场上有许多用人眼估计和设置Gamma的软件，方便了实际应用。本专利技术提出的“一种人眼视觉估计液晶显示器灰阶曲线的方法”，不仅不需要仪器，方便应用，而且可以提高颜色控制精度。参考文献：[1]王勇,徐海松.液晶显示器颜色特征化的S模型算法[J].中国图象图形学报,2007,12,(3):491-494.[2]石俊生,云利军,杨健.阴极射线管显示器特性化精度及黑点的影响[J],光学学报，2007,27(2):371-376.[3]RSBerns,RJMotta,MEGorzynski.CRTColorimety[J].colorresearchandapplication.199318(5):299–314.[4]Burns,R.S.,MethodsforCharacterizingCRTdisplays[J].Displays,1996,16(4):173-182.[5]YKwak,LWMacDonald.AccuratePredictionofColoursonLiquidCrystalDisplays[C].ProcIS&T/SIDNinthColorImagingConf,2001:355–359.[6]IEC61966-4:“Multimediasystemandequipment:Colourmeasurementandmanagement.Part4:EquipmentUsingLiquidCrystalDisplayPanels.”[7]张显斗,徐海松.液晶显示器颜色特征化的分段分空间模型[J].光学学报,2007,27(9):1719-1723.[8]TamuraN,TsumuraN,MiyakeY.MaskingModelforaccuratecolorimetriccharacterizationofLCD[C].Proc.IS&T/SID10thColorImagingConference2002:312-316.[9]RajaBalasubramanian.ReducingtheCostofLookupTableBasedColorTransformations[C].Proc.IS&T/SIDSeventhColorImagingConference1999,44(4):321-327.[10]S.Wen,R.Wu.Two-primarycrosstalkmodelforcharacterizingliquidcrystaldisplays[J].colorresearchandapplication,2006,31(2):102-108[11]NobuhikoTamura,NorimichiTsumura,YoichiMiyake.MaskingmodelforaccuratecolorimetriccharacterizationofLCD[J].JournaloftheSocietyforInformationDisplay,2003,11(2):333–339.[12]BehnamBastani,BillCressman,BrianFunt.CalibratedcolormappingbetweenLCDandCRTdisplays:Acasestudy[J].colorresearchandapplication.2005,30(6):438–447.[13]GauravSharma.LCDsVersusCRTs-Color-CalibrationandG本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人眼视觉估计液晶显示器灰阶曲线的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)编写人眼视觉亮度匹配单色图案和半色调图案的软件；(2)人眼在暗室环境中用步骤(1)中的软件在目标显示器上完成三个颜色通道，每一通道8种半色调图案与对应的单色图案的亮度匹配；(3)用数学模型描述目标显示器三个通道显示的数字量与显示器归一化亮度量间的非线性关系，结合步骤(2)中人眼视觉匹配的显示器显示的数字量，用最小二乘法计算出待定系数，即得到完整的数学模型，用来描述显示器灰阶曲线。

【技术特征摘要】
1.一种人眼视觉估计液晶显示器灰阶曲线的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)编写人眼视觉亮度匹配单色图案和半色调图案的软件,实现(a)红、绿、蓝三种单色的半色调图案的显示，且同一半色调图案在屏幕上并排显示9幅；(b)在屏幕上并排显示9幅单色图案，与上述9幅相同的半色调图案形成配对，9幅单色图从左到右RGB数字量值与第5幅图RGB数字量值的关系为-4、-3、-2、-1、0、+1、+2、+3、+4，并且能通过键盘实现红、绿、蓝三种单色图案RGB数字量的增加和减小；(c)能够实现24种单色的半色调图案及对应的红、绿、蓝三种单色图案的切换；(2)人眼在暗室环境中用步骤(1)中的软件在目标显示器上完成三个颜色通道，每一通道8种半色调图案与对应的单色图案的亮度匹配；(3)用数学模型描述目标显示器三个通道显示的数字量与显示器归一化亮度量间的非线性关系；R、G、B三个通道中每一个通道的8种半色调图案由暗到亮的归一化亮度取值分别为0.11、0.22、0.33、0.44、0.56、0.67、0.78、0.89；结合步骤(2)中人眼视觉匹配的显示器显示的数字量，用最小二乘法计算出待定系数，即得到完整的数学模型，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄小乔，石俊生，余鸿飞，邰永航，陈载清，云利军，
申请(专利权)人：云南师范大学，
类型：发明
国别省市：云南;53