激光显示系统色彩管理方法研究

论文摘要

激光显示是一种新型的显示技术,与传统显示技术相比,具有大色域、高饱和度的优势。它的色域覆盖率接近人眼所能识别颜色的70％,超过NTSC制式标准色域的1.8倍。但是,现有的显示制式只支持现有的显示系统的颜色显示,无法支持激光显示系统的宽色域显示,因而有必要建立一套适合激光显示的色彩管理系统来满足激光显示的要求。目前的显示制式以荧光粉色域为基础,其三基色波长与激光色域的三基色的波长不同。为了在激光显示系统上正常显示图像,必须进行颜色还原。然而,还原后的颜色仅局限在荧光粉色域内,无法发挥激光大色域的优势,还需要对还原后的颜色进行虚拟扩展,这样才能充分发挥激光显示的高色饱和度的特点。本文的目的是对激光显示系统进行色彩管理。文中描述的颜色管理方法具体包括对激光显示系统的校准、使用三维查找表法来实现激光显示系统的特性化、用色域映射的方法实现不同设备空间的转换和虚拟颜色扩展四个方面。本论文重点研究了利用三维查找表法实现激光显示系统的特性化和虚拟颜色扩展算法。三维查找表法是由均匀选取的4913个色块值,经过色域映射,计算得到激光显示的色块值,建立起三维查找表。其优势表现在便于硬件快速实现。虚拟颜色扩展算法是将计算得到的色块值,在保持色调不变的前提下进行拉伸,得到扩展后的色块值,建立起三维查找表。文中使用的拉伸方法有线性拉伸,弹性拉伸和分段拉伸,不同于以往算法仅对色域边界上的点进行拉伸。所提出的虚拟颜色扩展算法是对整个色域内的点进行拉伸,能使颜色均匀分布在整个色域内,克服了以往算法容易导致色阶的缺点。本文的色彩管理方法和虚拟颜色扩展算法是经过Matlab编程仿真来实现的。本文对大量的彩色图像进行了实验,并对试验后的图像进行了分析。试验结果表明,本文建立起了有效的色彩管理模型,实现了普通电视信号在激光色域下的显示。同时,对颜色进行了有效的扩展,提高了激光显示系统表达颜色的能力,提高了颜色的饱和度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 相关理论及常用方法
• 1.3.1 色彩管理
• 1.3.2 三维查找表方法
• 1.3.3 转换
• 1.3.4 虚拟颜色扩展算法
• 1.4 课题的主要内容和论文的结构安排
• 第二章 色度学基础及颜色处理常用概念
• 2.1 色度学基础
• 2.1.1 格拉斯曼色彩混合定律
• 2.1.2 三基色原理
• 2.2 常用颜色空间
• 2.2.1 1931 CIE-RGB系统
• 2.2.2 1931 CIE-XYZ系统
• 2.2.3 Luv颜色空间
• 2.2.4 Lab颜色空间
• 2.2.5 RGB颜色空间
• 2.2.6 HSV颜色空间按
• 2.3 色彩处理常用概念
• 2.3.1 颜色三属性
• 2.3.2 色差
• 2.3.3 色空间转换
• 2.3.4 色域、色域映射和色域覆盖率
• 2.4 本章小结
• 第三章 激光显示系统的色彩管理
• 3.1 激光显示系统的校准
• 3.2 激光显示系统的特征化
• 3.2.1 源颜色空间数据样本的选取
• 3.2.2 目的颜色空间数据的获得
• 3.2.3 查找地址
• 3.2.4 三维查找算法
• 3.3 转换
• 3.4 实验仿真与分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 虚拟颜色扩展
• 4.1 虚拟颜色扩展的原则
• 4.2 CIEXYZ色度图的特点
• 4.3 虚拟颜色扩展流程
• 4.4 虚拟颜色扩展算法
• 4.4.1 色域的划分
• 4.4.2 扩展系数的求解
• 4.4.3 对激光色域的RGB信号进行扩展
• 4.5 扩展效果分析
• 4.6 本章小结
• 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文及参加的项目
• 学位论文评阅及答辩情况表